内容正文:
生命观念(三) 细胞异常分裂与变异的关系
[素养必备]
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
减数分裂Ⅰ后期:非同源染色体自由组合
减数分裂Ⅰ前期:同源染色体非姐妹染色单体间互换
基因重组
有丝分裂、减数分裂
分裂期:染色体移向两极时
染色体变异
(1)减数分裂与基因突变
在减数分裂Ⅰ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)。在减数分裂Ⅰ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互换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间互换而导致基因重组,如原本A与B组合,a与b组合,经互换可导致A与b组合,a与B组合。
(3)减数分裂与染色体变异
如果减数分裂Ⅰ(MⅠ)异常,则所形成的配子全部不正常;如果减数分裂Ⅱ(MⅡ)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)减数分裂Ⅰ(MⅠ)后期同源染色体未分离
(3)减数分裂Ⅱ(MⅡ)后期姐妹染色单体未分开
[素养训练]
1.如图是基因型为AaBb的某二倍体雌性动物的细胞分裂图像,下列有关叙述正确的是( )
A.图示结果是互换或基因突变所致
B.该细胞中有6条染色单体
C.该细胞中含有3对同源染色体
D.伴随该细胞形成的卵细胞的基因型为aB或AB
解析:D [该生物的基因型为AaBb,识图分析可知,图示结果是A、a所在的同源染色体的非姐妹染色单体互换所致,A错误;该细胞中姐妹染色单体分离,因此细胞内没有染色单体,有6条染色体,B错误;该细胞处于减数分裂Ⅱ的后期,因此该细胞中不含有同源染色体,C错误;伴随该细胞形成的次级卵母细胞的基因型为AaBB,因此卵细胞的基因型为aB或AB,D正确。]
2.一个基因型为AaXbY的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞,精细胞甲的基因和性染色体组成为aYY,精细胞乙的基因和性染色体组成为AXbY。下列叙述错误的是( )
A.精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞
B.与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞
C.精细胞甲形成的原因是染色体在减数分裂Ⅱ前多复制一次
D.精细胞乙形成的原因是X和Y染色体在减数分裂Ⅰ过程中未分离
解析:C [精细胞甲形成的原因是染色体在减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有分开,精细胞乙形成的原因是减数分裂Ⅰ同源染色体(X,Y)没有分开。]
3.(2023·湖南省衡阳一模)如图表示雄性猕猴体内某细胞分裂示意图(只显示部分染色体),下列有关叙述错误的是( )
A.该细胞为初级精母细胞
B.该细胞发生了染色体结构变异
C.该生物减数分裂过程细胞中四分体是三个
D.该细胞分裂形成的配子基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
解析:C [该细胞中同源染色体分离,正处于减数分裂Ⅰ的后期,且该动物为雄性,所以是初级精母细胞,A正确;由于两个A基因位于非同源染色体上,所以发生染色体结构变异中的易位,B正确;图中显示只是猕猴的部分染色体,由于不清楚该生物的染色体数目,所以四分体数目不确定,C错误;据图分析可知,同源染色体分开,姐妹染色单体分开,所以该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY,D正确。]
4.图为某哺乳动物(基因型为AaBbDd)体内一个细胞的分裂示意图。据图分析,下列说法正确的是( )
A.该细胞分裂产生的子细胞可能是精细胞或卵细胞
B.该细胞形成过程中发生了基因重组、染色体数目变异和染色体结构变异
C.与该细胞来自同一个亲代细胞的另一个细胞中最多含有8条染色体
D.该细胞中含有同源染色体,正处于有丝分裂后期
解析:B [分析可知,该细胞处于减数分裂Ⅱ的后期,由于细胞质均等分裂,因此该细胞分裂产生的子细胞可能是精细胞或极体,A错误;由于该细胞经过了减数分裂Ⅰ,在减数分裂Ⅰ的后期发生了非同源染色体上的非等位基因的自由组合,即基因重组,由于细胞中A、a所在的同源染色体移向一极,因此发生了染色体数目变异,由于B基因所在的染色体的一段移接到A所在的非同源染色体上,因此发生了染色体结构变异中的易位,B正确;根据以上分析可知,该细胞发生了染色体数目的变异,正常情况下该细胞内此时含有6条染色体,因此与该细胞来自同一个亲代细胞的另一个细胞中最多含有4条染色体,C错误;根据以上分