生物第4單元 細(xì)胞的生命歷程 拓展微課 減數(shù)分裂與生物的遺傳、變異

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1、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(kāi),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。【典題示導(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(guò)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(guò)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(guò)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

2、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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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

3、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(guò)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(guò)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(kāi)或X染色體的姐妹染色單體未分開(kāi)。圖

4、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(guò)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

5、、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(guò)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(méi)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(guò)減數(shù)分裂形成的精子的種類及數(shù)

6、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(méi)有相互分離B.減數(shù)第二次分裂中有一對(duì)染色單體沒(méi)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(méi)有相互分離,故A正確。方法提煉細(xì)胞分裂過(guò)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

7、有絲分裂過(guò)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(kāi)。(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(kāi)。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

8、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(guò)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(guò)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(guò)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

9、4種精子(YR、yr、Yr、yR)。【典題示導(dǎo)】4.一個(gè)基因型為T(mén)tMm(這兩對(duì)基因可以自由組合)的卵原細(xì)胞,在沒(méi)有突變的情況下,如果它所產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因組成為T(mén)M,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T(mén)TMM,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為T(mén)MB.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T(mén)M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T(mén)M或tm答案 D解析 卵細(xì)胞基因組成為T(mén)M,則三個(gè)極體的基因組成應(yīng)為T(mén)M和tm、tm。

10、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(guò)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

11、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(guò)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(guò)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(guò)程中B.該精原細(xì)胞在分裂過(guò)程中發(fā)生了基因突變C.所產(chǎn)生的

12、精細(xì)胞的基因組成分別為ab、ab、AB、ABD.分裂過(guò)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

13、)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(guò)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(méi)有發(fā)生交叉互換,一個(gè)精原細(xì)

14、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(guò)程,這一過(guò)程是來(lái)自精子和卵細(xì)胞的染色體會(huì)合,但沒(méi)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

15、二倍體生物細(xì)胞增殖過(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有同源染色體,

16、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)

17、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(guò)程中沒(méi)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(guò)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

18、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(guò)程中沒(méi)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(guò)有絲分裂進(jìn)行增殖,也可通過(guò)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(guò)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)

19、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(chóng)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(guò)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。