拓展微課減數(shù)分裂與生物的遺傳、變異專題講解難點(diǎn)一減數(shù)分裂與兩大遺傳定律的關(guān)系1.基因的分離定律發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期,即同源染色體分開,其上的等位基因分離。2.基因的自由組合定律發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期,即非同源染色體自由組合,其上的非等位基因自由組合?！镜漕}示導(dǎo)】1.以下關(guān)于遺傳和減數(shù)分裂的敘述中,正確的是()A.在減數(shù)分裂的過程中,等位基因的分離只能發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期B.在減數(shù)分裂的過程中,非同源染色體間的部分片段交換屬于基因重組C.一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成4種精子D.正常情況下,在減數(shù)分裂的過程中,基因和染色體的行為是一致的答案 D解析 如果減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了交叉互換,那么在減數(shù)第二次分裂的后期也可以發(fā)生等位基因的分離。在減數(shù)分裂的過程中,非同源染色體間的部分片段交換屬于染色體變異。一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成2種精子。難點(diǎn)二減數(shù)分裂與變異 1.減數(shù)分裂與基因突變?cè)跍p數(shù)第一次分裂前的間期,DNA分子復(fù)制過程中,如果復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò),則會(huì)引起基因突變,此時(shí)可導(dǎo)致姐妹染色單體上含有等位基因,這種突變能通過配子傳遞給下一代,如圖4-13-24所示。圖4-13-24注意突變一般發(fā)生在同源染色體中的某一條染色體上,可能發(fā)生隱性突變,也可能發(fā)生顯性突變,通過突變產(chǎn)生等位基因。 2.減數(shù)分裂與基因重組(1)在減數(shù)第一次分裂后期,可因同源染色體分離,非同源染色體自由組合而出現(xiàn)基因重組,如圖4-13-25中的A與B或A與b組合。(2)在減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期,可因同源染色體上的非姐妹染色單體間交叉互換而導(dǎo)致基因重組,如原本A與B組合,a與b組合,經(jīng)重組可導(dǎo)致A與b組合,a與B組合。圖4-13-25圖4-13-26 3.減數(shù)分裂與染色體變異在減數(shù)分裂過程中,由于一些原因也會(huì)出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異的配子,可通過配子將這些變異傳遞給下一代,現(xiàn)分析如下:(1)減數(shù)第一次分裂時(shí),A、a所在的同源染色體未分離或X、Y染色體未分離。圖4-13-27 (2)減數(shù)第二次分裂時(shí),A、a所在的姐妹染色單體未分開或X染色體的姐妹染色單體未分開。圖4-13-28 【典題示導(dǎo)】2.一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞,產(chǎn)生的4個(gè)精子出現(xiàn)了以下情況。下列對(duì)相應(yīng)情況的分析,正確的是()選項(xiàng)精子的種類及數(shù)量比對(duì)相應(yīng)情況的分析AAB ab=2 2這兩對(duì)等位基因必定位于一對(duì)同源染色體上BAB Ab aB ab=1 1 1 1這兩對(duì)等位基因必定位于兩對(duì)同源染色體上CAaB b=2 2一定發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異DAB aB ab=1 1 2有一個(gè)A基因突變成了a基因答案 D解析 一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成了2個(gè)基因組成為AB的精子和2個(gè)基因組成為ab的精子,可能是含A與B的染色體組合,含a與b的染色體組合,也可能是A、B位于一條染色體上,a、b位于其同源染色體上,且兩種情況都是在四分體時(shí)期未發(fā)生交叉互換,A項(xiàng)錯(cuò)誤。一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞,產(chǎn)生的4個(gè)精子的種類及比例為ABAbaBab=1111,可能是含A與B的染色體組合,含a與b的染色體組合,也可能是A、B位于一條染色體上,a、b位于其同源染色體上,且兩種情況都是在四分體時(shí)期發(fā)生了交叉互換,B項(xiàng)錯(cuò)誤。一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成的精子的種類及數(shù)量比為AaBb=22,其原因可能是減數(shù)第一次分裂后期,含有基因A和a的同源染色體沒有分離,這屬于染色體數(shù)目變異,C項(xiàng)錯(cuò)誤。有一個(gè)A基因突變成了a基因,則一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成的精子的種類及數(shù)量比可能為ABaBab=112,D項(xiàng)正確。3.觀察到的某生物(2n=6)減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞如圖4-13-29所示。下列解釋合理的是()A.減數(shù)第一次分裂中有一對(duì)同源染色體沒有相互分離B.減數(shù)第二次分裂中有一對(duì)染色單體沒有相互分離C.減數(shù)第一次分裂前有一條染色體多復(fù)制了一次D.減數(shù)第二次分裂前有一條染色體多復(fù)制了一次圖4-13-29 答案 A解析 根據(jù)題意可知,在M后期兩極均應(yīng)有3條染色體,圖像顯示兩極均為4條染色體,說(shuō)明M后期有一對(duì)同源染色體沒有相互分離,故A正確。方法提煉細(xì)胞分裂過程中形成異常細(xì)胞的原因分析(以基因型為AaBb的細(xì)胞為例):(1)若形成的子細(xì)胞是AAaaBb,則形成原因是有絲分裂過程中兩條同源染色體的姐妹染色單體形成的子染色體未分開。(2)若形成的子細(xì)胞是AaB或Aab或ABb或aBb類型,則形成原因是M中同源染色體未分離。(3)若形成的子細(xì)胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型,則形成原因是M中姐妹染色單體形成的子染色體未分開。難點(diǎn)三減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類 1.正常減數(shù)分裂形成配子的種類(不考慮基因突變與交叉互換)(1)圖4-13-30中YyRr基因型的個(gè)體產(chǎn)生配子情況如下:圖4-13-30 項(xiàng)目可能產(chǎn)生配子的種類實(shí)際能產(chǎn)生配子的種類一個(gè)精原細(xì)胞4種2種(YR、yr或Yr、yR)一個(gè)雄性個(gè)體4種4種(YR、yr、Yr、yR)一個(gè)卵原細(xì)胞4種1種(YR或yr或Yr或yR)一個(gè)雌性個(gè)體4種4種(YR、yr、Yr、yR)(2)分析配子產(chǎn)生時(shí)應(yīng)特別注意是“個(gè)體”還是“一個(gè)性原細(xì)胞”。1個(gè)含n對(duì)等位基因的精原細(xì)胞,經(jīng)過減數(shù)分裂后,能形成4個(gè)精子,2種類型。1個(gè)含n對(duì)等位基因的卵原細(xì)胞,經(jīng)過減數(shù)分裂后,能形成1個(gè)卵細(xì)胞,1種類型。1個(gè)含n對(duì)等位基因(位于n對(duì)同源染色體上)的生物體,經(jīng)過減數(shù)分裂能形成2n種精子或卵細(xì)胞。 2.變異情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)若有一個(gè)基因發(fā)生基因突變,圖4-13-30中一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞的減數(shù)分裂產(chǎn)生3種精子。(2)若有一對(duì)等位基因發(fā)生交叉互換,圖4-13-30中一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞的減數(shù)分裂產(chǎn)生4種精子(YR、yr、Yr、yR)。【典題示導(dǎo)】4.一個(gè)基因型為TtMm(這兩對(duì)基因可以自由組合)的卵原細(xì)胞,在沒有突變的情況下,如果它所產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因組成為TM,則由該卵原細(xì)胞分裂產(chǎn)生的下列細(xì)胞中,基因的數(shù)目、種類表示都正確的是 ()A.減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為TTMM,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TMB.減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為tmC.減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tmD.減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為ttmm,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tm答案 D解析 卵細(xì)胞基因組成為TM,則三個(gè)極體的基因組成應(yīng)為TM和tm、tm。5.如圖4-13-31是在熒光顯微鏡下觀察到的被標(biāo)記的某動(dòng)物的睪丸細(xì)胞,等位基因A、a被分別標(biāo)記為紅色、黃色,等位基因B、b被分別標(biāo)記為藍(lán)色、綠色。細(xì)胞都處于染色體向兩極移動(dòng)的時(shí)期。不考慮基因突變和交叉互換,下列有關(guān)推測(cè)合理的是()A.細(xì)胞中每一極都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各2個(gè)B.細(xì)胞中每一極都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各1個(gè)C.初級(jí)精母細(xì)胞中有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各2個(gè)D.圖中精細(xì)胞產(chǎn)生的原因是減數(shù)第一次分裂或減數(shù)第二次分裂過程異常圖4-13-31答案 C解析 細(xì)胞處于有絲分裂后期,則移向兩極的染色體相同,且均有基因A、a、B、b,所以每一極都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),且各有1個(gè),A項(xiàng)錯(cuò)誤。由最終產(chǎn)生的精細(xì)胞基因組成可知,減數(shù)第一次分裂發(fā)生異常,即基因B、b對(duì)應(yīng)的同源染色體并未分離,而是進(jìn)入了同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,所以形成的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中的基因組成不相同,分別為AABBbb和aa,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞,已完成DNA的復(fù)制,所以基因組成為AAaaBBbb,即初級(jí)精母細(xì)胞中有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),且各有2個(gè),C項(xiàng)正確。6.某雄性動(dòng)物的基因型為AaBb。圖4-13-32是其一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中的兩個(gè)不同時(shí)期細(xì)胞分裂圖像。有關(guān)該精原細(xì)胞及其分裂過程的敘述,正確的是()A.圖甲所示細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂過程中B.該精原細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生了基因突變C.所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因組成分別為ab、ab、AB、ABD.分裂過程中,基因A、a、b、b可能移向細(xì)胞同一極圖4-13-32 答案 D解析 結(jié)合題意分析題圖可知,圖甲所示細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂前期,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖甲所示細(xì)胞中一對(duì)姐妹染色單體上含有A和a,結(jié)合染色體的顏色可知,四分體時(shí)期發(fā)生了交叉互換,B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)題意和圖甲可知,圖甲所示的細(xì)胞能產(chǎn)生基因組成為AB和aB的精細(xì)胞,據(jù)題意和圖乙可知,另一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生基因組成為Ab和ab的精細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;雄性動(dòng)物的基因型為AaBb,結(jié)合甲、乙兩圖可知,減數(shù)第一次分裂后期,基因A、a、b、b可能移向細(xì)胞同一極,D項(xiàng)正確。方法提煉(1)配子來(lái)源的確定方法(2)姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因如果是體細(xì)胞中出現(xiàn)這種情況,則一定是發(fā)生了基因突變。如果是初級(jí)性母細(xì)胞或次級(jí)性母細(xì)胞出現(xiàn)這種情況,則有可能是發(fā)生了基因突變或交叉互換。若圖中明確給出含等位基因片段顏色與染色體大部分不同,則是交叉互換引起的。跟蹤訓(xùn)練1.某生物的基因型為AaBb,其體內(nèi)一個(gè)精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生四個(gè)配子(不考慮突變)。下列說(shuō)法正確的是()A.若無(wú)交叉互換,則只產(chǎn)生兩種精子B.交叉互換是染色體變異的形式之一C.交叉互換發(fā)生于次級(jí)精母細(xì)胞中D.若有交叉互換,只有當(dāng)兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上時(shí)才能產(chǎn)生四種配子,否則只能產(chǎn)生兩種配子答案A解析 如果沒有發(fā)生交叉互換,一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)精子,兩兩相同,A項(xiàng)正確;同源染色體上非姐妹染色單體間的交叉互換是基因重組的形式之一,B項(xiàng)錯(cuò)誤;交叉互換發(fā)生在初級(jí)精母細(xì)胞中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若有交叉互換,兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上時(shí),也可能產(chǎn)生4種配子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列概念圖中所標(biāo)箭頭錯(cuò)誤的是 ()A. B. C. D.圖4-13-33答案C解析 有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體發(fā)生分離,在正常情況下,姐妹染色單體上的基因是相同的,姐妹染色單體分離不會(huì)導(dǎo)致等位基因分離。受精作用是精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵的過程,這一過程是來(lái)自精子和卵細(xì)胞的染色體會(huì)合,但沒有非等位基因的自由組合。3.2017江蘇南通模擬 如圖4-13-34為二倍體生物細(xì)胞增殖過程中某時(shí)期的細(xì)胞示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.該生物體細(xì)胞中最多可含四個(gè)染色體組B.此細(xì)胞形成過程中可能發(fā)生了基因突變C.此細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生非等位基因的自由組合D.此細(xì)胞分裂后可產(chǎn)生2種精細(xì)胞或1種卵細(xì)胞圖4-13-34 答案 D解析 二倍體生物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組,在有絲分裂后期,著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致細(xì)胞中的染色體數(shù)加倍,染色體組數(shù)也隨之加倍,所以該生物體細(xì)胞中最多可含四個(gè)染色體組,A項(xiàng)正確;正常情況下,姐妹染色單體分離形成的兩條染色體相同位置上的基因應(yīng)相同,而圖示細(xì)胞中卻出現(xiàn)了等位基因,說(shuō)明此細(xì)胞在形成過程中發(fā)生了基因突變或交叉互換,B項(xiàng)正確;圖示細(xì)胞中沒有同源染色體,呈現(xiàn)的特點(diǎn)是染色體分別移向細(xì)胞兩極,據(jù)此可判斷,該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期,而非等位基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期,C項(xiàng)正確;由圖示“細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行均等分裂”可推知,此細(xì)胞分裂后可產(chǎn)生2種精細(xì)胞或2種極體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.如圖4-13-35是某二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體,字母代表染色體上的基因)。據(jù)圖判斷,不正確的是()A.該動(dòng)物的性別是雄性 B.乙細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變或基因重組C.1與2或1與4的片段交換,前者屬于基因重組,后者屬于染色體結(jié)構(gòu)變異D.丙細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生基因重組圖4-13-35 答案 B解析 甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,細(xì)胞質(zhì)均等分裂,判斷該細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞,該動(dòng)物為雄性,故A正確。乙細(xì)胞處于有絲分裂后期,不能發(fā)生基因重組,故B錯(cuò)誤。甲細(xì)胞中1與2為同源染色體,其中的非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組;1與4為非同源染色體,它們之間的片段互換為染色體變異中的易位,故C正確。丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期,不會(huì)發(fā)生基因重組,故D正確。5.2017重慶巴蜀中學(xué)模擬 下列關(guān)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂(不考慮變異)的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.有絲分裂過程中沒有X染色體與Y染色體的分離B.有絲分裂和減數(shù)分裂過程中都有X染色體與X染色體的分離C.進(jìn)行減數(shù)分裂和有絲分裂的細(xì)胞不可能同時(shí)存在于一種器官中D.次級(jí)精母細(xì)胞中含有的Y染色體可能是0、1或2條答案C解析 X染色體與Y染色體為一對(duì)同源染色體,同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂,所以有絲分裂過程中沒有X染色體與Y染色體的分離,A項(xiàng)正確;在有絲分裂的后期和減數(shù)第二次分裂的后期,經(jīng)著絲點(diǎn)分裂而形成的2條X染色體會(huì)分別移向細(xì)胞兩極,而且在減數(shù)第一次分裂的后期,同源的2條X染色體也會(huì)發(fā)生分離,B項(xiàng)正確;生殖器官(如睪丸)中的原始生殖細(xì)胞(如精原細(xì)胞),既可通過有絲分裂進(jìn)行增殖,也可通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子(如精子),因此進(jìn)行減數(shù)分裂和有絲分裂的細(xì)胞可能同時(shí)存在于一種器官中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體分離,分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞中,因此由1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞所形成的2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中,1個(gè)含有Y染色體,另1個(gè)含有X染色體,在減數(shù)第二次分裂的后期,因著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致細(xì)胞中的染色體加倍,此時(shí)次級(jí)精母細(xì)胞中含有2條X染色體或2條Y染色體,即次級(jí)精母細(xì)胞中含有的Y染色體可能是0、1或2條,D項(xiàng)正確。6.將雌性蝗蟲某個(gè)細(xì)胞的染色體中所有DNA鏈都用32P標(biāo)記,然后將該細(xì)胞置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),經(jīng)過兩次連續(xù)分裂產(chǎn)生四個(gè)子細(xì)胞。以下分析正確的是()A.如果是有絲分裂,則子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)目將有兩種且兩兩相同B.如果是減數(shù)分裂,則子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)目將有兩種且兩兩相同C.如果是有絲分裂,則子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)目將都相同D.如果是減數(shù)分裂,則子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)目將都相同答案 D解析 若為減數(shù)分裂,則子細(xì)胞中染色體都含32P,B項(xiàng)錯(cuò)誤。若為有絲分裂,則子細(xì)胞中含32P的染色體數(shù)為02N,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。