資源簡介

高考生物高頻考點講解及訓練（3）
遺傳變異與細胞分裂的綜合應用
1 遺傳定律與減數分裂
下列有關基因的分離定律、自由組合定律和減數分裂的敘述，錯誤的是(　　)
A．三者均發生在進行有性生殖的生物形成配子的過程中
B．基因的分離定律和自由組合定律都發生在減數分裂Ⅰ后期
C．若多對基因的遺傳遵循自由組合定律，則其中每對基因的遺傳都遵循分離定律
D．若多對基因中每對基因的遺傳都遵循分離定律，則這些基因的遺傳也遵循自由組合定律
D　解析：減數分裂是進行有性生殖的生物形成配子的過程；分離定律是指等位基因隨同源染色體的分開而分離，自由組合定律是指非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合，都發生在減數分裂Ⅰ后期，A、B正確。分離定律是自由組合定律的基礎，所以若多對基因的遺傳遵循自由組合定律，則其中每對基因的遺傳都遵循分離定律，C正確。若多對基因中的某些基因位于一對同源染色體上，則這些基因的遺傳遵循分離定律但不遵循自由組合定律，D錯誤。
關于細胞分裂與遺傳定律發揮作用的時間
(1)基因的分離定律發生在減數分裂Ⅰ的后期，由于同源染色體的分離導致其上的等位基因發生分離。
(2)基因的自由組合定律發生在減數分裂Ⅰ的后期，在同源染色體分離的同時，非同源染色體發生自由組合，非同源染色體上的非等位基因也發生自由組合。
(3)有絲分裂和無絲分裂過程中不存在等位基因的分離和非等位基因的自由組合。
1．下圖為3個細胞經減數分裂形成配子的示意圖。下列相關說法正確的是(　　)
A．圖示中的D與D、d與d、D與d都是等位基因
B．能正確表示基因分離定律實質的是圖1和圖2所示過程
C．基因分離定律對于原核生物和真核生物均適用
D．基因分離定律的細胞學基礎是減數分裂過程中同源染色體分離
D　解析：題圖中的D與D、d與d屬于相同基因，而D與d才是等位基因，A錯誤；基因分離定律的實質是等位基因通過減數分裂獨立地分配到兩個配子中，因此，圖3符合，B錯誤；基因分離定律主要適用于真核生物的細胞核遺傳，C錯誤；由于等位基因位于同源染色體的同一位置，控制一對相對性狀，故基因分離定律的細胞學基礎是減數分裂過程中同源染色體分離，D正確。
2．最能正確表示基因自由組合定律實質的是(　　)
D　解析：自由組合定律的實質是在減數分裂Ⅰ后期，同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，其上的非等位基因也自由組合，故選D。
3．下圖表示不同生物體細胞中部分染色體和基因組成，其中1、2表示常染色體，3、4表示性染色體，A、a和B、b是控制不同性狀的基因。下列說法正確的是(　　)
A．甲圖所示生物減數分裂能產生4種比例為1∶1∶1∶1的配子，遵循自由組合定律
B．乙圖所示生物減數分裂能產生2種比例為1∶1的配子，不遵循自由組合定律
C．乙圖所示生物減數分裂時基因重組能產生4種類型的配子，遵循自由組合定律
D．丙圖B、b基因遵循分離定律，乙×丙，子代出現2種表型，比例為3∶1
B　解析：甲圖所示生物的兩對基因位于一對同源染色體上，所以減數分裂只能產生2種比例為1∶1的配子，遵循基因的分離定律，A錯誤。乙圖所示生物的兩對基因位于兩對同源染色體上，但有一對基因是隱性純合，所以減數分裂只能產生2種比例為1∶1的配子，遵循基因的分離定律，不遵循自由組合定律，B正確，C錯誤。丙圖B、b基因位于一對同源染色體上，遵循基因的分離規律；乙×丙，基因型為aaXBXb和AAXbYB 雜交，子代出現3種表型，比例為1∶1∶2，D錯誤。
2 變異與細胞增殖
(2020·山東卷)在細胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩定，其姐妹染色單體可能會連接在一起，著絲點(粒)分裂后向兩極移動時出現“染色體橋”結構，如圖所示。若某細胞進行有絲分裂時，出現“染色體橋”并在兩著絲點(粒)間任一位置發生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極。不考慮其他變異，關于該細胞的說法錯誤的是(　　)
A．可在分裂后期觀察到“染色體橋”結構
B．其子細胞中染色體的數目不會發生改變
C．其子細胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段
D．若該細胞基因型為Aa，可能會產生基因型為Aaa的子細胞
C　解析：由題干信息可知，著絲粒分裂后向兩極移動時出現“染色體橋”結構，故可以在有絲分裂后期觀察到“染色體橋”結構，A正確；出現“染色體橋”后，在兩個著絲粒間任意位置發生斷裂，可形成兩條子染色體分別移向細胞兩極，其子細胞中染色體數目不會發生改變，B正確；“染色體橋”現象使姐妹染色單體之間發生了片段的轉接，不會出現非同源染色體片段，C錯誤；若該細胞的基因型為Aa，出現“染色體橋”后著絲粒間任意位置發生斷裂時，一條姐妹染色單體上的a轉接到了另一條姐妹染色單體上，則會產生基因型為Aaa的子細胞，D正確。
1．細胞分裂與變異類型的關系
細胞分裂類型 特點 變異類型
無絲分裂 沒有染色體變化，有DNA復制 基因突變
有絲分裂 有DNA復制和染色體變化，無同源染色體分離和非同源染色體的自由組合 可能發生基因突變和染色體變異，不發生基因重組
減數分裂 有DNA復制、同源染色體間的互換及非同源染色體自由組合等現象 基因突變、基因重組和染色體變異
2．減數分裂與基因突變
在減數分裂前的間期，DNA分子復制過程中，如復制出現差錯，則會引起基因突變，此時可導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，如圖所示。
3．減數分裂與基因重組
(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)。在減數分裂Ⅰ后期，可因同源染色體分離，非同源染色體自由組合而出現基因重組，如圖A與B或A與b組合。
(2)同源染色體非姐妹染色單體互換導致基因重組。在減數分裂Ⅰ四分體時期，可因同源染色體的非姐妹染色單體間互換而導致基因重組，如A原本與B組合，a與b組合，經重組可導致A與b組合，a與B組合。
4．減數分裂與染色體變異
如果減數分裂Ⅰ異常，則所形成的配子全部不正常；如果減數分裂Ⅱ中的一個次級精母細胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常。如圖所示：
5．性染色體異常個體產生的原因
(1)“XXY”個體成因。
情況① 卵細胞X＋精子XY
情況② 卵細胞XX＋精子Y
(2)“XYY”個體成因：父方減Ⅱ異常，即減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。
6．姐妹染色單體上出現等位基因的原因
(1)一定源自基因突變：
一定是基因突變
(2)一定源自交換重組：
一定是互換
(3)無任何提示，則上述兩種情況都有可能。
1．下圖為細胞分裂過程示意圖，下列有關說法正確的是(　　)
A．圖甲中細胞只發生了減數分裂，該過程一定發生基因突變
B．圖乙中若其中一條染色體上有一個基因a，則另一極對應的染色體上可以是基因A或a
C．上述三圖所示的過程中，只會發生基因突變和基因重組
D．圖丙中若發生了同源染色體的互換，則該變異屬于易位
B　解析：圖甲中Ⅰ表示有絲分裂過程，Ⅱ過程是減數分裂Ⅰ，Ⅲ過程是減數分裂Ⅱ過程。在細胞分裂過程中容易發生基因突變，但不是一定發生基因突變，A錯誤；圖乙中若其中一條染色體上有一個基因a，則另一極對應的染色體在正常情況下是a，若發生基因突變，則為A，B正確；題述三圖所示的過程中，圖甲、圖丙會發生基因突變、基因重組和染色體變異，圖乙只會發生基因突變和染色體變異，C錯誤；圖丙中，若在減數分裂Ⅰ四分體時期發生了同源染色體的互換，則該變異屬于基因重組，D錯誤。
2．現建立“動物精原細胞(2n＝4)有絲分裂和減數分裂過程”模型。1個精原細胞(假定DNA中的P元素都為32P，其他分子不含32P)在不含32P的培養液中正常培養，分裂為2個子細胞，其中1個子細胞發育為細胞①。細胞①和②的染色體組成如圖所示，H(h)、R(r)是其中的兩對基因，細胞②和③處于相同的分裂時期。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞①一定發生了基因突變，但不一定發生了等位基因的互換
B．細胞②中最多有三條染色體含有32P
C．細胞②和細胞③中含有32P的染色體數相等
D．細胞⑥⑦的基因型相同
B　解析：圖中細胞①處于減數分裂Ⅰ前期，分析細胞①中基因組成可知，H和h發生了同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，即發生了基因重組，姐妹染色單體上的R和r說明發生了基因突變，A錯誤。根據DNA分子半保留復制可知，1個精原細胞(DNA中的P元素都為32P)在不含32P的培養液中正常培養，經過一次有絲分裂產生的子細胞中每條染色體中的DNA分子一條鏈含32P，另一鏈不含32P。該子細胞經過減數分裂前的間期復制，形成細胞①中每條染色體，只有一條姐妹染色單體的DNA分子一條鏈含32P(共4條染色單體含有32P)，細胞①形成細胞②會發生同源染色體分離，正常情況下，細胞②有兩條染色體含有32P(分布在非同源染色體上)；但根據圖可知，H所在的染色體發生過交換，很有可能H和h所在染色體都含有32P，因此細胞②中最多有3條染色體含有32P，B正確。根據B項分析可知，正常情況下，細胞②和③中各有兩條染色體含有32P(分布在非同源染色體上)，但由于細胞①中發生了H和h的互換，而發生互換的染色單體上不確定是否含有32P，故細胞②和細胞③中含有32P的染色體數可能相等也可能不相等，C錯誤。由于細胞①發生了交換和基因突變，姐妹染色單體上存在等位基因，所以由姐妹染色單體分向兩個細胞形成的⑥⑦基因型不相同，D錯誤。
3．(2022·天津模擬)研究人員在研究卵原細胞進行減數分裂過程中，發現了如圖1所示的“逆反”減數分裂現象，并經過對大量樣本的統計研究發現其染色體的分配情況如圖2所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．“逆反”減數分裂是獲得重組染色體概率高的卵細胞的途徑之一
B．“逆反”減數分裂形成的卵細胞中核DNA與染色體數是體細胞中的一半
C．“逆反”減數分裂中姐妹染色單體分開發生在MⅠ
D．“逆反”減數分裂過程中的基因重組只發生在MⅡ
D　解析：由圖2染色體分配情況可知，通過MⅡ可獲得概率較高的重組染色體的卵細胞，故“逆反”減數分裂是獲得重組染色體概率高的卵細胞的途徑之一，A正確；“逆反”減數分裂形成的卵細胞中，與體細胞中染色體相比，卵細胞中染色體數目減半，又因無染色單體，核DNA數與染色體數一致，故核DNA與染色體數仍是體細胞中的一半，B正確；據圖分析可知，“逆反”減數分裂中姐妹染色單體分開發生在MⅠ，C正確；基因重組包括聯會時期同源染色體非姐妹染色單體間的交換和減數分裂Ⅰ后期非同源染色體上非等位基因的自由組合，逆反減數分裂過程中的交換發生在MⅠ，D錯誤。
4．科學家發現了自然界能夠正常存活的某品系果蠅，其性染色體中含有Y染色體和并聯X染色體，組成如圖乙。這種變異果蠅可用于研究同源染色體非姐妹染色單體間的互換是發生在染色體復制之前還是復制之后(A表示紅眼基因，a表示白眼基因)。下列推測正確的是(　　)
A．據題可推測果蠅體細胞中有無Y染色體決定了果蠅的性別是雄性還是雌性
B．乙與丙交配，子代性染色體組成只有兩種，可推測YY、X型個體無法存活
C．乙與丙交配，若F1雌性全為紅眼，可推測互換發生在染色體復制之后
D．若互換發生在染色體復制之后，乙與丙交配，可推測F1雌性紅眼∶白眼＝3∶1
B　解析：圖中乙的染色體組成是Y，也是雌果蠅，所以不能根據有無Y染色體判斷果蠅的性別，A錯誤。乙可以產生、Y 2種配子，丙可以產生X、Y 2種配子，所以子代出現X、Y、XY和YY的基因型，而X和YY個體無法存活，所以子代只有Y和XY兩種，B正確。依題文可知，減數分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體之間可發生互換，若互換發生在染色體復制之前，則乙果蠅與正常雄果蠅雜交時，雌配子有2種，一種含Y染色體；另一種含有并聯的X染色體，一條X染色體上含A基因，一條X染色體上含a基因。后者與雄配子(含Y染色體)結合產生的后代雌性個體基因型是Y(兩條X染色體并聯)，全為紅眼；若互換發生在染色體復制之后，則乙果蠅與正常雄果蠅雜交時，雌配子有4種，一種含Y染色體，另三種含有并聯的X染色體(、、)，這三種雌配子和雄配子(含Y染色體)結合產生的后代雌性個體基因型是Y、Y、Y，表現為既有紅眼，又有白眼。所以若F1雌性全為紅眼，可推測互換發生在染色體復制之前，C錯誤。根據C項分析，若互換發生在染色體復制之后，由于互換的概率不確定，所以無法確定子代雌性的表型比例，D錯誤。
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