内容正文:
素养提升课
(三) 细胞分裂与生物变异
1.减数分裂与基因突变
在减数分裂前的间期,DNA分子复制过程中,若复制出现差错,则会引起基因突变,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)非同源染色体上的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,如图中A与B或A与b组合。
(2)同源染色体上的非姐妹染色单体互换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ的四分体时期,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
在减数分裂过程中,由于一些原因也会出现染色体结构变异和数目变异的配子,可通过配子将这些变异传递给下一代,现分析如下:
如果减数分裂Ⅰ异常,则所形成的配子全部不正常;如果减数分裂Ⅱ中的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:
4.XXY与XYY异常个体成因分析
(1)
(2)XYY成因:父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一精细胞。
1.(2021·河北卷,T7)图中①②和③为三个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是( )
A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型配子
D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
解析 分析题图可知,①中R基因和a基因相互易位,属于染色体的结构变异;减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对,进行联会,A项正确。②中含有a基因的染色体多一条,A、a、a所在的三条同源染色体分离时任意两条正常分离,另一条随机移向一极,故只有第三条染色体移向的那极形成的配子有问题。因此②减数分裂形成的配子中有一半是正常的,B项正确。③为正常细胞,减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,最终产生2种基因型的4个配子,C项错误。①和②分别属于染色体结构变异和染色体数目变异,都是细胞水平的变异,理论上均可以在光学显微镜下观察到,D项正确。
答案 C
2.某种动物(2n=6)的一个精原细胞在减数分裂时发生了一次染色体的异常分离。图示其分裂进行至T1、T2、T3时期的三个细胞中染色体、染色单体和核DNA的数量。下列叙述正确的是( )
A.处于T1时期的细胞中姐妹染色单体互换导致基因重组
B.处于T2时期的细胞中不可能含有同源染色体
C.处于T3时期的细胞中Y染色体数量可能为0、2
D.最终形成的4个精细胞中有2个精细胞染色体数目正常
解析 T1时期处于减数第一次分裂,可能发生四分体中非姐妹染色单体的互换,导致基因重组,A项错误;T2时期处于减数第二次分裂前期、中期,正常情况下染色体、染色单体、核DNA的数目分别是3、6、6,而题图中为4、8、8,说明减数第一次分裂中有一对同源染色体未分离,进入同一个次级精母细胞,该时期的细胞中含有同源染色体,B项错误;T3时期没有染色单体,染色体和核DNA数量均为8,处于减数第二次分裂后期,着丝粒分裂,Y染色体数可能是0或2,C项正确;形成的两个次级精母细胞的染色体数分别为4和2,减数第二次分裂后期的染色体数分别是8和4,最终形成的精细胞染色体数分别是4、4、2、2,而正常情况下精细胞的染色体数目为3,说明最终形成的4个精细胞中染色体数目均不正常,D项错误。
答案 C
3.(不定项)(2024·盘锦模拟)某果蝇(2n=8)的基因型为AaBbRrXTY,四对等位基因分别位于四对同源染色体上。该果蝇的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,不考虑互换,且分裂过程中只发生了一次异常。下列判断正确的是( )
A.乙、丙、丁细胞均含4条染色体
B.产生甲的原因可能是基因突变
C.乙的基因组成可能是abrY或BRXT
D.减数第二次分裂后期细胞中含8条染色体
解析 一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个子细胞,其中甲的基因组成为AABRXT,该细胞AA没有分离,说明减数第二次分裂时,着丝粒分裂后形成的两个子染色体没有分开,该细胞含有5条染色体,因此,随细胞甲产生的子细胞中只有3条染色体,A项错误;由于分裂过程中只发生了一次异常,所以产生甲的原因不可能是基因突变,B项错误;如果乙细胞是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为BRXT,如果乙细胞不是随甲细胞产生的子细胞,则基因型为abrY,C项正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中含8条染色体,D项正确。
答案 CD
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