内容正文:
专题07 遗传的细胞学基础
考点概览
考点01减数分裂
减数分裂考点01
1.(2024·四川攀枝花·一模)基因型为AaBb的某二倍体(2n)高等动物细胞,其某时期的细胞分裂示意图(仅示意部分染色体)如图1所示,细胞分裂过程中染色体和核DNA的数量关系如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.孟德尔遗传定律可发生于图2中的Ⅱ时期细胞中
B.图1对应图2中的Ⅰ时期,细胞中染色体数是核DNA数的2倍
C.图1所示细胞的子细胞为精细胞,①②产生的原因是交叉互换
D.图2中的Ⅳ时期可表示减数第二次分裂前期,细胞中有1个染色体组
2.(2024·四川眉山·一模)女性卵母细胞在减数分裂Ⅰ过程中会发生同源染色体分离,如图①所示。在此过程中,偶尔会出现同源染色体未联会,染色单体就提前分离的异常现象,如图②、③、④所示。现有基因型为AAaaBBbb的女性初级卵母细胞,经过减数分裂形成了基因型为AABb的次级卵母细胞,该细胞最有可能历经的分裂过程是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.(2024·四川达州·一模)果蝇的性别是由X染色体的数目与染色体组数的比例(X:A)决定的。X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,若M基因发生突变,则发育为雄性。X:A=0.5时,即使存在M基因也会发育为雄性。Y染色体只决定雄蝇可育,M基因仅位于X染色体上,当X染色体缺失记为0,XXX和YY的个体致死。下列说法正确的是( )
A.XMXmYAA果蝇的产生可能与亲本减数分裂I异常有关
B.XMXmYAA果蝇性别为雄性,可产生3种类型的配子
C.XMXmAA和XMOAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
D.XMXmAA和XmYAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
4.(2025·四川巴中·一模)家鸡(2n=78)体内某原始生殖细胞经减数分裂产生了一个异常生殖细胞,该细胞的异常染色体组成以及形成该细胞过程中相关物质变化的部分曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该异常生殖细胞产生的原因是精原细胞减数第一次分裂异常所致
B.该异常生殖细胞产生过程发生的可遗传变异是基因重组
C.bc段可以表示着丝粒分裂导致染色体数目增加
D.cd段细胞中的染色体数目可能为156条
5.(2024·四川成都·一模)特定设计的gRNA与着丝粒DNA结合,可以破坏着丝粒与星射线的相互作用,定向诱导某一特定染色体的增添或缺失。图示为某二倍体动物细胞变异原理。下列关于该技术原理的分析,错误的是( )
A.每条染色体的着丝粒DNA碱基序列具有特异性
B.星射线由细胞两极发出,穿过核膜,连接着丝粒
C.若子细胞中有同源染色体,则图示为有丝分裂
D.该技术可为研究唐氏综合征提供细胞学基础
6.(2024·四川成都·一模)生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现出遗传的多样性。下列生命活动与遗传稳定性相关的是( )
A.分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成
B.精子的形成丢弃了大部分细胞质及多数细胞器
C.减数分裂I的后期发生非同源染色体自由组合
D.受精过程中,精子与卵细胞的结合具有随机性
7.(2024·四川内江·一模)基因型为Dd(D、d位于常染色体上)的多个初级精母细胞均有一条染色体发生了如图所示的变化,即当染色体的端粒断裂后,姐妹染色体单体会在断裂处发生融合,融合的染色体在纺锤丝的牵引下形成“染色体桥”。在减数分裂Ⅱ的后期,染色体桥在两个着丝粒之间随机断裂,形成的两条子染色体分别进入两个子细胞。这些初级精母细胞产生的精子能与基因型为Dd的卵原细胞产生的卵细胞结合形成受精卵。不考虑其他突变,上述形成的精子和受精卵的基因组成种类数最多分别为( )
A.3;5 B.3;6 C.4;7 D.4;8
8.(2024·四川内江·一模)羟胺是一种化学诱变剂,可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对。某二倍体动物的一个精原细胞中,某个E基因中的一个胞嘧啶碱基发生了羟化(含羟化胞嘧啶的E基因为E'基因)。下列叙述正确的是( )
A.与E基因相比,E'基因中嘧啶数和氢键数均减少
B.E'基因在DNA复制过程中不遵循碱基互补配对原则
C.若该精原细胞进行减数分裂,则减数分裂Ⅱ的中期细胞均含1个E'基因
D.若该精原细胞进行三次有丝分裂,则E基因中C/G被A/T替换的子细胞占3/8
9.(2024·四川绵阳·一模)一对新婚夫妇表型正常,双方家族中只有妻子的弟弟和丈夫的母亲患囊性纤维化。为优生优育,该夫妇前往医院进行遗传咨询,该遗传病是一种单基因遗传病,因编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基而导致该蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化。医院对可能导致囊性纤维化的基因(CF)进行酶切分析和长度测定,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.囊性纤维化病例说明了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B.若妻子的CF基因切割后只有一种片段,则他们不会生出患囊性纤维化的孩子
C.CF致病基因与CF正常基因的根本区别是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.不考虑变异,丈夫体内不携带CF致病基因的细胞有初级精母细胞和次级精母细胞
10.(2024·四川泸州·一模)MPF是一种在细胞分裂过程中能促进染色体凝集的因子。当MPF含量升高时,促进核膜破裂,并使染色质高度螺旋;当MPF被降解时、染色体则解螺旋。如图表示非洲爪蟾卵母细胞在不同时期的MPF含量变化,CD段为减数第二次分裂前短暂的间歇期,EF段有受精作用的发生,下列有关叙述正确的是( )
A.AE段表示减数分裂过程,EG段表示有丝分裂过程
B.MPF可促进BC、FG段染色体复制形成姐妹染色单体
C.BC段发生等位基因分离,DE段发生非等位基因自由组合
D.细胞内染色体上着丝粒的分裂发生在DE段与FG段
11.(2024·四川绵阳·一模)将马蛔虫(2n=4)的卵原细胞(其中的一对同源染色体DNA双链被32P全部标记),放在只含31P的培养液中进行减数分裂,再将产生的卵细胞与精子(DNA双链被32P全部标记)完成受精作用。最后让受精卵在只含31P的培养液中进行一次有丝分裂,则有丝分裂后期含有32P标记的染色体条数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
12.(2024·四川绵阳·一模)研究发现,MPF是细胞分裂过程中的一种成熟促进因子,其含量升高可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体;而MPF被降解时,染色体则解螺旋。图甲、图乙表示非洲爪蟾部分染色体的细胞分裂图,图丙表示其卵母细胞细胞增殖阶段中MPF含量,其中DE段为减数分裂I和减数分裂II之间短暂的间期。下列叙述正确的是( )
A.因着丝粒分裂导致图甲和图丙的EF段的染色体数彼此相同
B.基因的分离和基因的自由组合发生在图乙和图丙的GH段中
C.同一双亲产生的后代具有多样性的原因常与图丙的CD、FG段有关
D.MPF在有丝分裂和减数分裂中发挥作用并促进姐妹染色单体的形成
13.(2024·四川眉山·一模)某生物兴趣研究小组以某动物(2n)为实验材料,进行了细胞分裂实验的探究,细胞分裂的部分过程如图1所示。回答下列问题:
(1)据图1分析,图1中细胞分裂过程来自雄性动物,判断的理由是 。
(2)图1中染色体组数相同的细胞有 。该小组对细胞内同源染色体对数的变化进行了研究,结果如图2所示。图1中细胞甲、细胞丁所处时期分别与图2中的 、 段所处分裂时期对应。
(3)研究过程中,该小组发现某雄性个体(AAXbY)与雌性个体(AaXBXb)交配的后代中出现一基因型为AaXBXbXb的个体。该小组在不考虑基因突变的情况下对该变异个体的形成原因进行分析后提出两点:①若异常配子的形成发生于减数分裂Ⅰ,则异常配子的基因型为 ;②形成异常配子的另一个原因是 。
14.(2024·四川遂宁·一模)下图甲曲线表示某果蝇(2N=8)精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化,乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA 含量的变化。回答下列问题:
(1)图甲曲线AB段染色体的主要行为有 (填两点)。
(2)图乙曲线“J→K”段与图甲中含义相同的区段是 ;不考虑变异,IJ时期的细胞中染色体数量为 条。
(3)若该果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上(正常情况如下图所示),已知产生了一个 Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体 (填“等位基因”或“非等位基因”)的重新组合,这是产生配子多样性的原因之一。据该推测,产生 Ab配子的次级精母细胞的基因型为 。
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专题07 遗传的细胞学基础
考点概览
考点01减数分裂
减数分裂考点01
1.(2024·四川攀枝花·一模)基因型为AaBb的某二倍体(2n)高等动物细胞,其某时期的细胞分裂示意图(仅示意部分染色体)如图1所示,细胞分裂过程中染色体和核DNA的数量关系如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A.孟德尔遗传定律可发生于图2中的Ⅱ时期细胞中
B.图1对应图2中的Ⅰ时期,细胞中染色体数是核DNA数的2倍
C.图1所示细胞的子细胞为精细胞,①②产生的原因是交叉互换
D.图2中的Ⅳ时期可表示减数第二次分裂前期,细胞中有1个染色体组
【答案】D
【分析】题图分析,图1细胞中无同源染色体,染色体的着丝粒分裂,处于减数第二次分裂的后期;图2中白色为染色体,阴影为核DNA。Ⅰ中染色体∶核DNA=1∶1,且染色体数目与体细胞相同,可表示分裂间期还未复制时,也可以表示有丝分裂末期、减数第二次分裂后期;Ⅱ中染色体∶核DNA=1∶1,且染色体数目是体细胞的两倍,表示有丝分裂后期;Ⅲ中染色体∶核DNA=1∶2,且染色体数目与体细胞相同,可表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂;Ⅳ中染色体∶核DNA=1∶2,且染色体数目是体细胞的一半,可表示减数第二次分裂的前期和中期;Ⅳ中染色体∶核DNA=1∶1,且染色体数目是体细胞一半,可表示生殖细胞。
【详解】A、孟德尔遗传定律发生在减数第一次分裂后期,此时细胞中每条染色体均含有2个DNA分子,且染色体数目为体细胞中的染色体数目,因而孟德尔遗传定律可发生于图2中的Ⅲ时期,A错误;
B、图1对应图2中的I时期,此时细胞中染色体数与核DNA数目相等,且数目均为2n,B错误;
C、图1所示细胞为次级精母细胞或第一极体,其子细胞为精细胞或第二极体,C错误;
D、图2中的Ⅳ时期,染色体∶核DNA=1∶2,且染色体数目是体细胞的一半,可表示减数第二次分裂前期,细胞中有1个染色体组,D正确。
故选D。
2.(2024·四川眉山·一模)女性卵母细胞在减数分裂Ⅰ过程中会发生同源染色体分离,如图①所示。在此过程中,偶尔会出现同源染色体未联会,染色单体就提前分离的异常现象,如图②、③、④所示。现有基因型为AAaaBBbb的女性初级卵母细胞,经过减数分裂形成了基因型为AABb的次级卵母细胞,该细胞最有可能历经的分裂过程是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(着丝粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】根据题意和图①、②、③、④可知,A/a,B/b这两对等位基因位于两对同源染色体上,若为分裂过程①,得到的次级卵母细胞为AABB和aabb(或AAbb和aaBB);若为分裂过程②,得到的次级卵母细胞为AABb和aaBb;若为分裂过程③,得到的次级卵母细胞为AAB和aaBbb(或AAb和aaBBb);若为分裂过程④,当互换的片段恰好是B和b时,得到的次级卵母细胞为AABB和aabb(或AAbb和aaBB),当互换的片段不是B和b时,得到的是AABb和aaBb。综上可知,基因型为AAaaBBbb的女性初级卵母细胞,经过减数分裂形成基因型为AABb的次级卵母细胞,该细胞最有可能历经的分裂过程是②,B正确。
故选B。
3.(2024·四川达州·一模)果蝇的性别是由X染色体的数目与染色体组数的比例(X:A)决定的。X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,若M基因发生突变,则发育为雄性。X:A=0.5时,即使存在M基因也会发育为雄性。Y染色体只决定雄蝇可育,M基因仅位于X染色体上,当X染色体缺失记为0,XXX和YY的个体致死。下列说法正确的是( )
A.XMXmYAA果蝇的产生可能与亲本减数分裂I异常有关
B.XMXmYAA果蝇性别为雄性,可产生3种类型的配子
C.XMXmAA和XMOAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
D.XMXmAA和XmYAA的果蝇杂交子代雌雄之比为1:1
【答案】A
【分析】减数分裂过程: (1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。 (2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。 (3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、XMXmY果蝇的产生可能是母本减数分裂I同源染色体X未分离,产生的XMXm配子,与Y的雄配子受精,得到XMXmY的个体,A正确;
B、X:A=1时,会激活性别相关基因M表达而发育成为雌性,基因型为XMXmYAA为雌性,产生雌配子为6种,分别为XMXmA、YA、XMYA、XmA、XmYA、XMA,B错误;
C、基因型为XMOAA即X:A=0.5,发育为雄性,但Y染色体只决定雄蝇可育,因此,XMOAA为不可育雄蝇,无法通过杂交获得后代,C错误;
D、基因型为XMXmAA产生雌配子XMA、XmA,基因型为XmYAA产生雄配子XmA、YA,后代基因型为(雌性)XMXmAA、(雄性)XMYAA、(雄性)XmXmAA、(雄性)XmYAA,雌雄比例为1:3,D错误,
故选A。
4.(2025·四川巴中·一模)家鸡(2n=78)体内某原始生殖细胞经减数分裂产生了一个异常生殖细胞,该细胞的异常染色体组成以及形成该细胞过程中相关物质变化的部分曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该异常生殖细胞产生的原因是精原细胞减数第一次分裂异常所致
B.该异常生殖细胞产生过程发生的可遗传变异是基因重组
C.bc段可以表示着丝粒分裂导致染色体数目增加
D.cd段细胞中的染色体数目可能为156条
【答案】C
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂;(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、由图可知,性染色体为ZW,为雌鸡,不是精原细胞,是卵原细胞减数分裂产生的,A错误;
B、判断变异类型由于是减数第一次分裂后期同源染色体未分离,这种变异属于染色体(数目)变异,而不是基因重组,基因重组发生在减数第一次分裂前期(四分体时期的交叉互换)和减数第一次分裂后期(非同源染色体的自由组合),B错误;
C、分析bc段的变化 bc段表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,导致染色体数目增加,C正确;
D、cd段染色体数目加倍,该细胞为减数第二次分裂的细胞,此时染色体数目可能为78条,不会是156条,D错误。
故选C。
5.(2024·四川成都·一模)特定设计的gRNA与着丝粒DNA结合,可以破坏着丝粒与星射线的相互作用,定向诱导某一特定染色体的增添或缺失。图示为某二倍体动物细胞变异原理。下列关于该技术原理的分析,错误的是( )
A.每条染色体的着丝粒DNA碱基序列具有特异性
B.星射线由细胞两极发出,穿过核膜,连接着丝粒
C.若子细胞中有同源染色体,则图示为有丝分裂
D.该技术可为研究唐氏综合征提供细胞学基础
【答案】B
【分析】根据题意可知,设计特定的gRNA,可以引起染色体的变异,染色体变异分为结构变异和数目变异。
【详解】A、根据“特定设计的gRNA与着丝粒DNA结合,可以破坏着丝粒与星射线的相互作用,定向诱导某一特定染色体的增添或缺失”可知,每条染色体的着丝粒DNA碱基序列具有特异性,A正确;
B、星射线由中心体发出,该过程中伴随着核膜的解体,B错误;
C、有丝分裂的子细胞有同源染色体,减数分裂的子细胞中无同源染色体,若子细胞中有同源染色体,则图示为有丝分裂,C正确;
D、该技术可以定向诱导某一特定染色体的缺失或增添,而唐氏属于染色体数目变异,该技术可以为研究唐氏综合征提供细胞学基础,D正确。
故选B。
6.(2024·四川成都·一模)生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现出遗传的多样性。下列生命活动与遗传稳定性相关的是( )
A.分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成 B.精子的形成丢弃了大部分细胞质及多数细胞器
C.减数分裂I的后期发生非同源染色体自由组合 D.受精过程中,精子与卵细胞的结合具有随机性
【答案】A
【分析】减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半,而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目.因此对于进行有性生殖的生物体来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于遗传和变异都很重要。
【详解】A、分裂间期进行DNA的复制和蛋白质的合成,使遗传物质加倍,经过细胞分裂子细胞遗传物质与亲代相同,保持了遗传稳定性,A符合题意;
B、精子的形成丢弃了大部分细胞质及多数细胞器使其速度更快,与保持遗传稳定性无关,B不符合题意;
C、减数分裂I的后期发生非同源染色体自由组合 可以产生多种配子,使后代具有多样性,C不符合题意;
D、受精过程中,精子与卵细胞的结合具有随机性 ,使后代具有多样性,D不符合题意。
故选A。
7.(2024·四川内江·一模)基因型为Dd(D、d位于常染色体上)的多个初级精母细胞均有一条染色体发生了如图所示的变化,即当染色体的端粒断裂后,姐妹染色体单体会在断裂处发生融合,融合的染色体在纺锤丝的牵引下形成“染色体桥”。在减数分裂Ⅱ的后期,染色体桥在两个着丝粒之间随机断裂,形成的两条子染色体分别进入两个子细胞。这些初级精母细胞产生的精子能与基因型为Dd的卵原细胞产生的卵细胞结合形成受精卵。不考虑其他突变,上述形成的精子和受精卵的基因组成种类数最多分别为( )
A.3;5 B.3;6 C.4;7 D.4;8
【答案】C
【分析】有丝分裂过程染色体复制一次,细胞分裂一次,产生的子细胞与亲代的染色体数目相同;减数分裂过程染色体复制一次,细胞分裂两次,产生的子细胞染色体数目是亲代的半。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非等位基因重新组合,包括自由组合型和互换型,发生在减数分裂过程。
【详解】次级精母细胞形成的精子有D、d、Dd和O,4四种,产生卵细胞有D、d两种,产生受精卵的基因型有DD、Dd、DDd、DO、Dd(重复)、dd、Ddd、Od,有7种,ABD,,C正确。
故选C。
8.(2024·四川内江·一模)羟胺是一种化学诱变剂,可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对。某二倍体动物的一个精原细胞中,某个E基因中的一个胞嘧啶碱基发生了羟化(含羟化胞嘧啶的E基因为E'基因)。下列叙述正确的是( )
A.与E基因相比,E'基因中嘧啶数和氢键数均减少
B.E'基因在DNA复制过程中不遵循碱基互补配对原则
C.若该精原细胞进行减数分裂,则减数分裂Ⅱ的中期细胞均含1个E'基因
D.若该精原细胞进行三次有丝分裂,则E基因中C/G被A/T替换的子细胞占3/8
【答案】D
【分析】1、DNA分子复制方式为半保留复制。
2、减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、与E基因相比,E'基因中胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶,嘧啶数不变,其与腺嘌呤配对,氢键有三个变为两个,氢键减少,A错误;
B、E'基因在DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则,即A对T、G对C、羟化胞嘧啶与腺嘌呤配对,B错误;
C、根据碱基互补配对原则可知,若该精原细胞进行减数分裂,则减数分裂Ⅱ的中期细胞只有1个细胞含1个E'基因,其余细胞正常,C错误;
D、若该精原细胞进行三次有丝分裂,得到8个子细胞,根据碱基互补配对原则可知,其中有3个子细胞的E基因中C/G被A/T替换,即E基因中C/G被A/T替换的子细胞占3/8,D正确。
故选D。
9.(2024·四川绵阳·一模)一对新婚夫妇表型正常,双方家族中只有妻子的弟弟和丈夫的母亲患囊性纤维化。为优生优育,该夫妇前往医院进行遗传咨询,该遗传病是一种单基因遗传病,因编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基而导致该蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化。医院对可能导致囊性纤维化的基因(CF)进行酶切分析和长度测定,结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.囊性纤维化病例说明了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B.若妻子的CF基因切割后只有一种片段,则他们不会生出患囊性纤维化的孩子
C.CF致病基因与CF正常基因的根本区别是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.不考虑变异,丈夫体内不携带CF致病基因的细胞有初级精母细胞和次级精母细胞
【答案】D
【分析】基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、囊性纤维化病例说因编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基而导致该蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化,说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,A正确;
B、根据题干中“一对新婚夫妇表现正常,一对新婚夫妇表型正常,双方家族中只有妻子的弟弟和丈夫的母亲患囊性纤维化,“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传病,且是常染色体隐性遗传病,据图可知,正常基因只有一个条带,而致病基因有2个条带,若妻子的CF基因切割后只有一种片段,说明其不携带致病基因,则他们不会生出患囊性纤维化的孩子,B正确;
C、脱氧核苷酸的排列顺序表示遗传信息,CF致病基因与CF正常基因的根本区别是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同,C正确;
D、设相关基因是A/a,丈夫的母亲患病,基因型为Aa,不考虑突变,丈夫个体中初级精母细胞含有同源染色体,一定携带PKU致病基因,而次级精母细胞和精细胞是同源染色体分离后形成的,可能不携带CF致病基因,D错误。
故选D。
10.(2024·四川泸州·一模)MPF是一种在细胞分裂过程中能促进染色体凝集的因子。当MPF含量升高时,促进核膜破裂,并使染色质高度螺旋;当MPF被降解时、染色体则解螺旋。如图表示非洲爪蟾卵母细胞在不同时期的MPF含量变化,CD段为减数第二次分裂前短暂的间歇期,EF段有受精作用的发生,下列有关叙述正确的是( )
A.AE段表示减数分裂过程,EG段表示有丝分裂过程
B.MPF可促进BC、FG段染色体复制形成姐妹染色单体
C.BC段发生等位基因分离,DE段发生非等位基因自由组合
D.细胞内染色体上着丝粒的分裂发生在DE段与FG段
【答案】D
【分析】由题意可知:MPF含量升高,可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体,导致细胞进入分裂的前期;当MPF被降解时,染色体则解螺旋,细胞又进入分裂的末期。因此AB段为减数第一次分裂前的间期,BC段为减数第一次分裂,CD段为减数第一次分裂和减数第二次分裂之间短暂的间期,DE段处于减数第二次分裂时期,EF段有受精作用的发生,FG段为有丝分裂。
【详解】A、据题干信息分析可知,EF段有受精作用的发生,故FG段表示有丝分裂过程,A错误;
B、据题干信息分析可知,MPF含量升高,可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体,但不能促进染色体复制形成姐妹染色单体,B错误;
C、据题干信息和题图分析可知,BC段为减数第一次分裂,等位基因随着同源染色体的分开而分离,发生在减数第一次分裂后期,DE段处于减数第二次分裂时期,非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期,C错误;
D、据题干信息和题图分析可知,DE段处于减数第二次分裂时期,FG段为有丝分裂,此时段的细胞内染色体上着丝粒会发生分裂,D正确。
故选D。
11.(2024·四川绵阳·一模)将马蛔虫(2n=4)的卵原细胞(其中的一对同源染色体DNA双链被32P全部标记),放在只含31P的培养液中进行减数分裂,再将产生的卵细胞与精子(DNA双链被32P全部标记)完成受精作用。最后让受精卵在只含31P的培养液中进行一次有丝分裂,则有丝分裂后期含有32P标记的染色体条数是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】两条链均被32P标记的卵原细胞在含31P的培养液中进行减数分裂,减数分裂后形成的1个DNA分子一条链含31P,一条链含32P。
【详解】卵原细胞(其中的一对同源染色体DNA双链被32P全部标记,共4个DNA分子)在31P培养液中分裂产生的卵细胞中,有1条染色体上的DNA是一条链含32P,一条链含31P,与精子(DNA被32P全部标记,精子含有2条染色体,共有2个核DNA分子,4条链都含有32P)完成受精作用,受精卵在31P培养液中进行一次有丝分裂,由于受精卵中4个核DNA分子中共含有5条链含有32P标记,复制后,也只有5个核DNA含有32P标记,分别分布在5条染色单体上,因此有丝分裂后期含有32P标记的染色体条数是5条,C符合题意。
故选C。
12.(2024·四川绵阳·一模)研究发现,MPF是细胞分裂过程中的一种成熟促进因子,其含量升高可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体;而MPF被降解时,染色体则解螺旋。图甲、图乙表示非洲爪蟾部分染色体的细胞分裂图,图丙表示其卵母细胞细胞增殖阶段中MPF含量,其中DE段为减数分裂I和减数分裂II之间短暂的间期。下列叙述正确的是( )
A.因着丝粒分裂导致图甲和图丙的EF段的染色体数彼此相同
B.基因的分离和基因的自由组合发生在图乙和图丙的GH段中
C.同一双亲产生的后代具有多样性的原因常与图丙的CD、FG段有关
D.MPF在有丝分裂和减数分裂中发挥作用并促进姐妹染色单体的形成
【答案】C
【分析】由题意可知:MPF含量升高,可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体,导致细胞进入分裂的前期;当MPF被降解时,染色体则解螺旋,细胞又进入分裂的末期。因此AB段为减数第一次分裂前的间期,CD段为减数第一次分裂,DE段为减数第一次分裂和减数第二次分裂之间短暂的间期,EF段处于减数第二次分裂时期,GH段为有丝分裂。
【详解】A、图甲处于有丝分裂后期其染色体数是体细胞的二倍,EF段处于减数第二次分裂,着丝粒分裂后染色体数和体细胞相同,A错误;
B、等位基因随着同源染色体的分开而分离,发生在减数第一次分裂后期,非等位基因自由组合也发生在减数第一次分裂后期,对应图乙和图丙的CD段,B错误;
C、同一双亲后代遗传的多样性不仅与减数分裂过程中发生的基因重组有关,也与卵细胞和精子的随机结合有关,CD段为减数第一次分裂,FG段为受精作用,C正确;
D、MPF含量升高,可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体,但不能促进姐妹染色单体形成,D错误。
故选C。
13.(2024·四川眉山·一模)某生物兴趣研究小组以某动物(2n)为实验材料,进行了细胞分裂实验的探究,细胞分裂的部分过程如图1所示。回答下列问题:
(1)据图1分析,图1中细胞分裂过程来自雄性动物,判断的理由是 。
(2)图1中染色体组数相同的细胞有 。该小组对细胞内同源染色体对数的变化进行了研究,结果如图2所示。图1中细胞甲、细胞丁所处时期分别与图2中的 、 段所处分裂时期对应。
(3)研究过程中,该小组发现某雄性个体(AAXbY)与雌性个体(AaXBXb)交配的后代中出现一基因型为AaXBXbXb的个体。该小组在不考虑基因突变的情况下对该变异个体的形成原因进行分析后提出两点:①若异常配子的形成发生于减数分裂Ⅰ,则异常配子的基因型为 ;②形成异常配子的另一个原因是 。
【答案】(1)图中丙为减数第一次分裂后期,其分裂时为均等分裂
(2) 乙和丙 CD HI
(3) aXBXb 异常配子形成发生在减数分裂Ⅱ,雄性个体中Xb的染色体未分离,其配子组合为AXbXb与aXB
【分析】1、分析图1可知:图中甲为有丝分裂后期,乙为体细胞,丙为减数第一次分裂后期,丁为减二中期;
2、由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体,因此图乙中ABCDE属于有丝分裂;而减数第一次分裂结束后同源染色体分离,减二时期中不存在同源染色体,因此FG表示减数第一次分裂,HI属于减数第二次分裂。
【详解】(1)根据图1可知,图中丙为减数第一次分裂后期,其分裂时为均等分裂,因此可知,图1中细胞分裂过程来自雄性动物;
(2)已知该动物是二倍体,体细胞中含有两个染色体组,分析图1可知:图中甲为有丝分裂后期,含有4个染色体组;乙为体细胞,含有2个染色体组;丙为减数第一次分裂后期,含有两个染色体组;丁为减二中期,含有1个染色体组,因此图1中染色体组数相同的细胞有乙和丙。由于有丝分裂过程中始终存在同源染色体,因此图乙中ABCDE属于有丝分裂;而减数第一次分裂结束后同源染色体分离,减二时期中不存在同源染色体,因此FG表示减数第一次分裂,HI属于减数第二次分裂,因此细胞甲所处时期对应图2中的CD段,细胞丁所处时期对应图2中的HI段;
(3)根据题意可知,基因型AAXbY与AaXBXb的个体交配的后代中出现一基因型为AaXBXbXb,不考虑基因突变的情况下,推测如果异常配子形成发生在减数分裂Ⅰ,雌性个体的同源染色体未分离,由此配子组合为AXb与aXBXb,异常配子的基因型为aXBXb;异常配子形成也可发生在减数分裂Ⅱ,Xb的染色体未分离,其配子组合为AXbXb与aXB。
14.(2024·四川遂宁·一模)下图甲曲线表示某果蝇(2N=8)精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化,乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA 含量的变化。回答下列问题:
(1)图甲曲线AB段染色体的主要行为有 (填两点)。
(2)图乙曲线“J→K”段与图甲中含义相同的区段是 ;不考虑变异,IJ时期的细胞中染色体数量为 条。
(3)若该果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上(正常情况如下图所示),已知产生了一个 Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体 (填“等位基因”或“非等位基因”)的重新组合,这是产生配子多样性的原因之一。据该推测,产生 Ab配子的次级精母细胞的基因型为 。
【答案】(1)螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合等
(2) DE 8或4(4或8)
(3) 非等位基因 AABb或 Aabb(Aabb或AABb )
【分析】甲图中AB段时减数第一次分裂,CD段时减数第二次前期和中期,EF段时减数第二次分裂后期和末期,乙图中HI段时减数分裂前的间期,IJ段时减数第一次分裂和减数第二次分裂前期和中期,KL段表示减数第二次分裂后期和末期。
【详解】(1)据图甲可知,染色体组有减半的过程,说明该图表示精原细胞减数分裂过程,图中AB段染色体组数为2,故可表示减数第一分裂,染色体的主要行为有螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合等。
(2)乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化,J→K表示一条染色体上DNA含量由2变成1,即发生了着丝粒分裂,为减数第二次分裂的后期,对应图甲中的DE段(DE段染色体组数目加倍,是着丝粒分开,为减数第二次分裂后期);IJ段每条染色体上有2个DNA分子,表示减数第一次分裂及减数第二次分裂前期和中期,故染色体数为8或4。
(3)已知果蝇的基因型为AaBb,两对基因均在同一对常染色体上,据图可知,A和B在一条染色体上,a和b在同一条染色体上,正常情况下只能产生AB和ab的配子,若已产生了一个Ab配子,最可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,实现了同源染色体非等位基因的重新组合,产生Ab配子的过程中发生的互换可以发生在A和a之间,也可以发生在B和b,进而可推测,则产生该配子的次级精母细胞的基因型为Aabb或AABb。
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