内容正文:
[对应学生用书P113]
1.细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系
分裂方式
变异发生过程或时期
变异类型
二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
DNA复制
基因突变
减数分裂
减数第一次分裂后期:非同源染色体自由组合
减数第一次分裂前期:同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换
基因重组
有丝分裂、减数分裂
分裂期:染色体间,移向两极时
染色体变异
(1)减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期,DNA分子复制过程中,如果复制出现差错,则会引起基因突变,此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因,这种突变能通过配子传递给下一代。如图所示:
(2)减数分裂与基因重组
①非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期,可因同源染色体分离,非同源染色体自由组合而出现基因重组,如A与B或A与b组合。
②同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组,如原本A与B组合,a与b组合,经基因重组可导致A与b组合,a与B组合。
(3)减数分裂与染色体变异
如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常;如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示:
2.异常细胞的产生及原因判断
(1)有丝分裂异常
(2)减数第一次分裂后期同源染色体未分离
(3)减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开
[微专特训]
1.某二倍体高等动物(2n=6)雄性个体的基因型为AaBb,其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列叙述正确的是( )
A.形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体畸变
B.该细胞含有3个四分体,6条染色体,12个DNA分子
C.该细胞每条染色体的着丝粒(点)都连着两极发出的纺锤丝
D.该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
解析 据图分析,图中含有3对同源染色体,其中一条染色体含有A基因的片段转移到非同源染色体(X染色体)上,属于染色体畸变,没有发生基因突变;此细胞处于减数第一次分裂中期,而四分体出现于减数第一次分裂前期,DNA除了主要分布在染色体上,细胞质中也含有,细胞中DNA分子数大于12;该细胞为动物细胞,每条染色体上的着丝粒(点)都连着中心体发出的星射线;据图分析可知,该细胞分裂产生的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY。
答案 D
2.果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(XB)对无节律(Xb)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXBXb类型的变异细胞,有关分析正确的是( )
A.该细胞是初级精母细胞
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变
解析 若为初级精母细胞,细胞中应含有Y染色体,该细胞中已无Y染色体,应是次级精母细胞,因含2条X染色体,故该细胞处于减数第二次分裂后期;该细胞处于减数第二次分裂后期,核DNA数与体细胞相同;由雄蝇的基因型为AaXBY可知,A、a位于一对同源染色体(常染色体)上,A和a是随着同源染色体的分开而分离的;由雄蝇的基因型为AaXBY可知,其体内无Xb基因,而出现的变异细胞中含有Xb基因,故是有节律基因:XB突变为无节律基因Xb。
答案 D
3.(2021·浙江卷)某高等动物的一个细胞减数分裂过程如图所示,其中①~⑥表示细胞,基因未发生突变。下列叙述错误的是( )
A.⑥的形成过程中发生了染色体畸变
B.若④的基因型是AbY,则⑤是abY
C.②与③中均可能发生等位基因分离
D.①为4个染色体组的初级精母细胞
解析 ⑥是由③次级精母细胞经过减数第二次分裂形成的,已知的一个精细胞染色体数目异常,有两条X染色体,说明③次级精母细胞在第二次分裂后期X染色单体分离后移向同一极,则⑥中应该缺少一条X染色体,故形成过程中发生了染色体畸变(染色体数目变异),A正确;④和⑤是由②次级精母细胞经过减数第二次分裂形成的,若④的基因型是AbY,对比精原细胞中的染色体上的基因组成,应在减数第一次分裂发生过交叉互换,即产生了同时含有Ab基因和ab基因的两条姐妹染色单体的染色体的次级精母细胞,即②次级精母细胞的基因型AabbYY,分裂后产生的两个子细胞基因型分别为AbY和abY,故⑤的基因组成是abY,B正确;根据B选项的分析可知,减数第一次分裂过程中发生过交叉互换,②次级精母细胞的基因型AabbYY,③次级精母细胞的基因型为AaBBXX,故②与③中姐妹染色单体上均含有等位基因,故在减数第二次分裂时可能发生等位基因分离,C正确;