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微專題6　減數(shù)分裂與可遺傳變異的關(guān)系
[知識必備]
1.減數(shù)分裂與基因突變
2.減數(shù)分裂與基因重組
(1)非同源染色體上非等位基因自由組合導致基因重組(自由組合定律)。
(2)同源染色體非姐妹染色單體交叉互換導致基因重組。
3.減數(shù)分裂與染色體變異
4.XXY與XYY異常個體成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因：父方減數(shù)分裂Ⅱ異常，即減數(shù)分裂Ⅱ后期Y染色體著絲粒分裂后兩條Y染色體共同進入同一精細胞。
[對點訓練]
1.(2018·天津卷，4)果蠅的生物鐘基因位于X染色體上，有節(jié)律(XB)對無節(jié)律(Xb)為顯性；體色基因位于常染色體上，灰身(A)對黑身(a)為顯性。在基因型為AaXBY的雄蠅減數(shù)分裂過程中，若出現(xiàn)一個AAXBXb類型的變異細胞，有關(guān)分析正確的是(　　)
A.該細胞是初級精母細胞
B.該細胞的核DNA數(shù)是體細胞的一半
C.形成該細胞過程中，A和a隨姐妹染色單體分開發(fā)生了分離
D.形成該細胞過程中，有節(jié)律基因發(fā)生了突變
答案　D
解析　雄蠅的基因型為AaXBY，而變異細胞的基因型為AAXBXb，由于在減數(shù)分裂Ⅰ過程中同源染色體分離會導致等位基因分離，而變異細胞中無等位基因A和a而含有兩個A且無Y染色體，判斷該細胞為次級精母細胞，A錯誤；處于減數(shù)分裂Ⅱ時期的細胞中核DNA數(shù)與體細胞的核DNA數(shù)相同，B錯誤；形成該次級精母細胞的過程中，A和a隨同源染色體在減數(shù)分裂Ⅰ后期的分離而分離，C錯誤；次級精母細胞中應含有XBXB或YY基因，但該次級精母細胞含有XBXb，說明在形成該細胞過程中發(fā)生了基因突變，B突變成b，D正確。
2.(2020·吉林三調(diào))圖示為果蠅的精原細胞中部分基因在染色體上的分布情況(只顯示兩對同源染色體)，進行減數(shù)分裂的過程中，相關(guān)分析正確的是(　　)
A.基因A/a與基因D/d會隨同源染色體分離而進行自由組合
B.如果產(chǎn)生ABd型的精子，一定是發(fā)生了同源染色體間的交叉互換
C.基因D/d的分開可以發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的后期
D.檢測基因D/d分子結(jié)構(gòu)，堿基種類和排列順序都是不同的
答案　C
解析　A/a與D/d位于同源染色體上，可隨同源染色體的分開而分離，不發(fā)生自由組合，A錯誤；如果產(chǎn)生ABd型的精子，可能發(fā)生了基因突變，也可能發(fā)生了同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，B錯誤；基因D/d位于同源染色體上，減數(shù)分裂Ⅰ后期隨著同源染色體的分離而分開，若發(fā)生交叉互換，則也可以發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ的后期，C正確；一般來說，基因D/d分子結(jié)構(gòu)中堿基的種類相同，基因堿基排序不同，D錯誤。
3.(2020·河南中原聯(lián)盟聯(lián)考)如圖是基因型為Rr且染色體正常的某生物體內(nèi)的一個細胞增殖圖，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.圖示細胞為次級精母細胞、次級卵母細胞或第一極體
B.圖示細胞發(fā)生的變異可通過有性生殖遺傳給后代，從而使后代出現(xiàn)三倍體
C.圖示細胞中染色體數(shù)目暫時加倍，而染色體組并沒有隨之加倍
D.若圖中1號染色體上有R基因，則A極的基因組成可能是RR或Rr
答案　D
解析　圖示細胞含有Y染色體，且著絲粒分裂、有8條染色體，可推斷該細胞為次級精母細胞，A錯誤；圖示細胞中2條1號染色體移向了細胞同一極，該變異為染色體數(shù)目變異，可通過有性生殖遺傳給后代，從而使后代出現(xiàn)三體，B錯誤；圖示細胞中由于著絲粒分裂，染色體數(shù)目暫時加倍，且染色體組數(shù)也隨之加倍，C錯誤；若圖中1號染色體上有R基因，由于該個體的基因型為Rr，可能發(fā)生基因突變或交叉互換，則A極的基因組成可能是RR或Rr，D正確。
4.(2021·四川成都七中期中改編)如圖為某高等動物的細胞分裂示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A.圖甲所示細胞一定為次級精母細胞
B.圖乙所示細胞一定為初級精母細胞
C.圖丙所示細胞為次級卵母細胞或第一極體
D.圖丙中的M、m為一對同源染色體
答案　B
解析　圖甲所示細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，其細胞質(zhì)均等分裂，可能為次級精母細胞或第一極體，A錯誤；圖乙所示細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，其細胞質(zhì)均等分裂，應是初級精母細胞，B正確；圖丙所示細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，其細胞質(zhì)不均等分裂，應是次級卵母細胞，不可能是第一極體，C錯誤；圖丙中的M與m不是一對同源染色體，應是姐妹染色單體分開后形成的兩條染色體，D錯誤。
5.(2021·廣東東莞期中)如圖為基因組成為Aa的動物在形成精子過程中某一時期的示意圖。下列對此細胞的相關(guān)敘述中，正確的是(　　)
A.2號染色單體上與A相同位置的基因最可能是a
B.圖中染色體個數(shù)與其上脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是1∶2
C.若同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，則會導致染色體結(jié)構(gòu)變異
D.若該動物的一個精原細胞產(chǎn)生一個基因型為AaaX的精子，則同時產(chǎn)生的另三個精子是AX、Y、Y
答案　D
解析　1、2為一對姐妹染色單體，通常姐妹染色單體上相同位置的基因相同，A錯誤；圖中的染色體有姐妹染色單體，染色體與其上脫氧核苷酸鏈數(shù)之比為1∶4，B錯誤；同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換將導致基因重組，C錯誤；AaaX的產(chǎn)生說明減數(shù)分裂Ⅰ過程中A、a未分離，產(chǎn)生基因型為AAaaXX和YY的次級精母細胞，且減數(shù)分裂Ⅱ過程中a、a未分離，故另三個精子的基因型為AX、Y、Y，D正確。
　
1.姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因分析
(1)細胞進行有絲分裂 基因突變。
(2)細胞進行減數(shù)分裂 交叉互換或基因突變，若姐妹染色單體的其中一條有兩種顏色則一定為交叉互換。
2.細胞分裂過程中產(chǎn)生異常細胞的原因分析
(1)紡錘體形成受阻：低溫誘導或用秋水仙素處理，使有絲分裂過程中紡錘體的形成受阻，導致體細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，形成多倍體細胞。
(2)同源染色體不分離：在減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體不分離導致產(chǎn)生的次級精(卵)母細胞異常，進而使產(chǎn)生的配子全部異常。
(3)姐妹染色單體不分離：在減數(shù)分裂Ⅱ后期，姐妹染色單體不分離，導致產(chǎn)生的配子有一半異常。
6.(2021·山西太原模擬)已知果蠅X染色體上的基因B(控制紅眼)對b(控制白眼)為顯性，決定果蠅性別的是X染色體的數(shù)量：體細胞中含兩條X染色體為雌性，僅含一條X染色體的為雄性，Y染色體決定雄性是否可育(注：XXX超雌、YY超雄、OY三類均無法正常發(fā)育)。現(xiàn)有白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅交尾，出現(xiàn)罕見的紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅，請回答下列有關(guān)問題：
(1)初步判斷子代異常果蠅可能僅是環(huán)境影響或者基因突變所致，可通過子代異常的白眼雌果蠅與________雜交，觀察子代是否出現(xiàn)________果蠅來進行判斷。
(2)若該異常是親代產(chǎn)生配子時染色體數(shù)目變異所致，則子代白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅的基因型分別為________，請寫出出現(xiàn)該雜交異常的遺傳圖解。
(3)若上述(2)屬實，讓F1異常雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，子代成熟個體中最多會有________種基因型。
答案　(1)白眼雄果蠅　紅眼　(2)XbXbY和XBO　遺傳圖解如下：
(3)6
解析　(1)正常情況下，白眼雌果蠅(XbXb)和紅眼雄果蠅(XBY)交尾，后代雄果蠅均為白眼，雌果蠅均為紅眼。而二者雜交的后代出現(xiàn)了罕見的紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅。若子代白眼雌果蠅僅是因為環(huán)境因素導致的，則白眼雌果蠅的基因型為XBXb，若子代白眼雌果蠅是由于基因突變形成的，則白眼雌果蠅的基因型為XbXb，可通過與正常的白眼雄果蠅雜交，看后代有無紅眼個體來判斷。(2)由題意可知，決定果蠅性別的是X染色體的數(shù)量：體細胞中含兩條X染色體為雌性，僅含一個X染色體為雄性，Y染色體決定雄性是否可育(注：XXX超雌、YY超雄、OY三類無法正常發(fā)育)，可推測子代罕見的白眼雌果蠅的基因型可能為XbXbY，紅眼雄果蠅的基因型為XBO。其形成原因是母本減數(shù)分裂形成了含XbXb和不含X染色體的異常卵細胞，分別與含Y染色體和XB的精子結(jié)合形成了基因型為XbXbY和XBO的異常個體。遺傳圖解見答案。(3)如果(2)屬實的話，異常雌果蠅XbXbY產(chǎn)生4種配子，分別為XbXb、XbY、Y、Xb，和正常紅眼雄果蠅XBY(產(chǎn)生配子類型為XB、Y)雜交后，由于XXX個體和YY個體致死，所以子代成熟個體基因型為XBY、XBXbY、XBXb、XbXbY、XbYY、XbY，故最多有6種。

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