第7单元 微专题5 细胞分裂与可遗传变异的关系（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（人教版单选版）

高考总复习 生物学 第七单元 生物的变异与进化 微专题5　细胞分裂与可遗传变异的关系 [必备知识] 一、细胞分裂与基因突变和基因重组 1．等位基因出现的原因 (1)图甲细胞分裂方式为有丝分裂，其A、a出现的原因一定为基因突变。 (2)图乙细胞的分裂方式为减数分裂： ①若该生物基因型为AA，则该变异类型发生在DNA复制时，变异类型为基因突变。 ②若该生物的基因型为Aa，则该变异最可能发生在减数分裂 Ⅰ ，变异类型为基因重组。 2．不同基因出现的原因 (1)图中同一染色体上出现等位基因A和a的原因为基因突变或基因重组。 (2)若A、a与B、b两对基因独立遗传，则图中一条染色体上同时含有A(a)和b的原因是该细胞发生了染色体结构变异(或易位)。 3．基因重组的类型 (1)非同源染色体上的非等位基因自由组合 (2)同源染色体上的非姐妹染色单体间片段的互换 二、细胞分裂与染色体变异 1．个别染色体数目增加或减少的原因 (1)减数分裂 Ⅰ 一对同源染色体不分离 (2)减数分裂 Ⅱ 一对姐妹染色单体不分离 2．性染色体数目异常个体的成因分析 (1)XXY成因 (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。 3．三体产生的配子类型及比例 (1)常染色体三体产生的配子类型及比例 ①若为纯合子，如基因型为BBB，则产生的配子依然是两种，其比例为BB∶B＝1∶1。 ②若为杂合子，如基因型为BBb，则能产生四种配子，其比例为B∶b∶Bb∶BB＝2∶1∶2∶1。 (2)性染色体三体产生的配子类型及比例(以XXY的雄性果蝇为例)：若三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体会产生的配子类型及比例是X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。 [对点训练] 1．(2025·河北保定模拟)一对染色体数目和色觉均正常的夫妇，生育了一个有3条性染色体的男孩。某同学结合下图分析该男孩的病因，其中判断不合理的是(　　) C A．若孩子的基因型为XbXbY，则最可能与图丁有关 B．若孩子的基因型为XBXBY，则可能与图甲或图丁有关 C．若孩子的基因型为XBXbY，则只与图丙有关 D．若孩子的基因型为XBYY，则与图乙有关 解析：若孩子的基因型为XbXbY，则亲本的基因型为XBXb和XBY，是母亲减数分裂 Ⅱ 姐妹染色单体分裂异常产生了XbXb的卵细胞，与图丁有关，A正确；亲本的基因型为XBX－和XBY，若孩子的基因型为XBXBY，可能是父亲减数分裂 Ⅰ 同源染色体分离异常产生了XBY的精子，或母亲减数分裂 Ⅱ 姐妹染色单体分离异常产生了XBXB的卵细胞，则与图甲或图丁有关，若母亲的基因型为XBXB，则还有可能与图丙有关，B正确；若孩子的基因型为XBXbY，则亲本的基因型为XBXb和XBY，可能是母亲减数分裂 Ⅰ 同源染色体分离异常产生了XBXb的卵细胞，或 父亲减数分裂 Ⅰ 同源染色体分离异常产生了XBY的精子，与图丙或图甲有关，C错误；亲本的基因型为XBX－和XBY，若孩子的基因型为XBYY，是父亲减数分裂 Ⅱ 姐妹染色单体分离异常产生了YY的精子，与图乙有关，D正确。 2．(2025·辽宁大连模拟)遗传病唐氏综合征是由21号染色体为“三体”引起的。研究表明，父亲与婴儿21三体的关系不大，约95%的21三体都源于母亲卵子形成过程中的异常。请问21三体产生的可能机制是(　　) A．初级卵母细胞产生过程中，减数分裂异常导致 B．次级卵母细胞产生过程中，减数分裂时同源染色体未正常分离导致 C．次级卵母细胞产生过程中，有丝分裂时同源染色体分离异常导致 D．卵细胞产生过程中，减数分裂时着丝粒未分裂导致 B 解析：初级卵母细胞是卵原细胞经DNA分子复制，细胞略微长大形成的，不是减数分裂异常导致，A错误；次级卵母细胞产生过程中，减数分裂 Ⅰ 后期同源染色体未正常分离导致移向细胞同一极，会引起21三体，B正确；有丝分裂过程中无同源染色体分离，C错误；卵细胞产生过程中，减数分裂时着丝粒未分裂不会导致21三体，减数分裂 Ⅱ 后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体未正常分离，移向细胞同一极，会造成21三体，D错误。 3．(2025·四川成都模拟)某雌性动物的基因型为AaXBXb，现对其体内的一个卵原细胞进行分析。不考虑基因突变，下列叙述错误的是(　　) A．若该卵原细胞连续两次分裂产生4个大小相同的子细胞，则其进行的是有丝分裂 B．若产生的卵细胞基因型为AXBXB，该卵原细胞的分裂异常发生在减数分裂 Ⅱ 时 C．若在分裂过程中同源染色体发生了互换，该卵原细胞会产生两种类型的卵细胞 D．正常情况下，该卵原细胞在减数分裂 Ⅱ 后期时，细胞中的X染色体数为2条 C 解析：卵原细胞既可以进行有丝分裂，又可以进行减数分裂。经过两次有丝分裂产生4个大小相同的细胞，经过减数分裂 Ⅰ 、减数分裂 Ⅱ 产生1个大的卵细胞和3个大小相同的第二极体，A正确；若产生的卵细胞的基因型为AXBXB，XBXB同时出现在卵细胞，说明减数分裂 Ⅱ 后期两条X染色体进入同一卵细胞，因此该卵原细胞的分裂异常发生在减数分裂 Ⅱ 后期，B正确；一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，因此即使四分体时期发生了互换，该卵原细胞也只产生一种类型的卵细胞，C错误；在减数分裂 Ⅱ 后期时，着丝粒分裂，细胞中的X染色体数一般为2条，D正确。 4．某动物(2n＝4)的基因型为AaXBY，其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示，其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是(　　) C A．形成乙细胞的过程中发生了基因重组和染色体变异 B．若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞 C．甲、乙细胞每个染色体组中的DNA分子数目相同 D．甲、乙细胞分别处于有丝分裂中期、减数第二次分裂后期 解析：形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上，发生了染色体结构的变异，A正确；甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐地排列在赤道板上，为有丝分裂中期，故甲细胞分裂后产生AAXBY和AaXBY两种基因型的子细胞，B正确；甲细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有4个DNA分子，乙细胞含有2个染色体组，每个染色体组含有2个DNA分子，C错误；甲细胞含有同源染色体，且着丝粒整齐地排列在赤道板上，为有丝分裂中期，乙细胞不含有同源染色体，着丝粒分裂，为减数第二次分裂的后期，D正确。 5．(2025·湖南衡阳模拟)同种的二倍体雄、雌动物减数分裂某时期的细胞分裂图像如甲、乙所示。雄性动物的基因型为AAXBY，雌性动物的基因型为AaXBXb。不考虑除图示之外的其他变异，下列分析正确的是(　　) D A．与甲细胞同时产生的另一个细胞的基因型是AXB B．甲、乙细胞①②染色体上出现a基因的原因相同 C．若甲、乙细胞继续分裂，一共可产生6种配子 D．乙细胞除图示之外还可以产生其他的基因重组 解析：甲细胞中无同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上，该细胞处于减数第二次分裂中期，又因为其含有Y染色体，表示雄性动物，名称是次级精母细胞，与甲细胞同时产生的另一个细胞的基因型是AAXBXB，A错误；雄性动物的基因型为AAXBY，甲细胞中存在A、a，故甲细胞①染色体上出现a基因的原因是发生了基因突变，雌性动物的基因型为AaXBXb，乙细胞②染色体上出现a基因的原因可能是基因重组(同源染色体非姐妹染色单体的互换)，B错误；甲细胞是次级精母细胞，可产生2种配子，而乙细胞初级卵母细胞只能产生1种配子，一共可产生3种配子，C错误；乙细胞中A和a所在的同源染色体发生了互换，属于基因重组，此后细胞继续分裂，在减数第一次分裂后期还可发生非同源染色体的非等位基因的自由组合，也属于基因重组，D正确。 6．(2025·重庆渝中模拟)研究发现，玉米(2n＝20)精原细胞在减数分裂过程中，导致花粉败育的原因有如下两种： ①同源染色体配对时，有2条非同源染色体发生了融合，导致染色体丢失或失活(失活的染色体失去了着丝粒分裂等功能)，如图甲所示； ②连接两条姐妹染色单体的着丝粒在本该正常纵裂时，发生异常横裂而形成“等臂染色体”，如图乙所示。 上述两个过程产生了染色体数目或形态异常的配子，这样的配子一般都不可育。 已知每次减数分裂时只有图甲的2条染色体或图乙的2条染色单体出现异常，其他未显示的染色体均正常，不考虑其他变异，请回答下列问题： (1)图甲过程发生的具体时期为________________________，此时发生图示行为的细胞中有________个正常的四分体；若精原细胞发生图甲所示情况，且失活的染色体以及正常的2条相应染色体(一共3条染色体)在之后会随机分配到细胞的两极(一极至少有其中的1条染色体)，则产生的花粉中可育花粉的占比为________。 (2)图乙过程发生的具体时期为__________________________，此时的细胞中含有________条染色体；若精原细胞发生图乙所示情况，且2条“等臂染色体”在之后会随机分配到细胞的两极，则产生的花粉中可育花粉的占比为________。 答案：(1)减数分裂 Ⅰ 前期　8　1/6 (2)减数分裂 Ⅱ 后期　20　1/2 解析：(1)依题意，图甲所示变化发生在同源染色体配对时，同源染色体配对联会发生在减数分裂 Ⅰ 的前期，故图甲过程发生的具体时期为减数分裂 Ⅰ 前期。依题意，发生图甲所示行为时，有2条非同源染色体发生了融合，导致染色体丢失或失活。又知玉米精原细胞的染色体数为2n＝20，四分体由两条同源染色体两两配对而成，正常能联会的染色体有16条，故此时发生图示行为的细胞中有8个正常的四分体。依题意，3条染色体随机分配，3条中至少有1条会分配到细胞的一极，且染色体数目异常或染色体形态异常的配子一般都不可育。假设与图甲中变化相关的三条染色体为A、B、D，且D染色体是结构异常的那条染色体。则 初级精母细胞经甲变异后，产生的配子及比例可表示为1AB∶1D∶1AD∶1B∶1BD∶1A。其中，含正常染色体数和形态正常的染色体的配子可育，即同时含A、B的配子是可育的，故产生的花粉中可育花粉的占比为1/6。(2)图乙过程中染色体着丝粒分裂异常，着丝粒分裂发生在减数分裂 Ⅱ 后期。依题意，玉米细胞的染色体数为2n＝20，精原细胞经减数分裂 Ⅰ 染色体数减半，又经减数分裂 Ⅱ 后期着丝粒分裂，染色体数加倍，则减数分裂 Ⅱ 后期染色体也为20条。依题意，2条“等臂染色体”在之后会随机分配到细胞的两极。“等臂染色体”现象发生在减数分裂 Ⅱ 后期，该染色体所在的细胞为次级精母细胞，由该细胞产生的两个精细胞染色体均异常，则由同一初级精母细胞分裂而来的另一次级精母细胞产生的配子是正常的，因此该精原细胞产生的配子中有1/2是正常的。 7．(2025·湖南长沙模拟)小鼠是研究人类遗传病的模式动物。图1为某小鼠(基因型为Aa)的某细胞分裂示意图(仅示部分染色体，不考虑染色体变异)，图2表示不同细胞的染色体与核DNA之间的数量关系。 (1)根据图1可知：该小鼠是______(填“雌性”或“雄性”)，图中发生的变异类型为________________。 (2)若b～e代表该小鼠同一细胞的不同分裂期(以图1所示分裂方式进行)，则其先后顺序为________________(用图中字母和箭头表示)。图1所示分裂完成后，产生的配子类型有aX和____________。 (3)减数分裂时偶尔因为X染色体不分离而产生异常卵细胞(XX)，这种不分离可能发生的时期是________________________________。 (4)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图3所示。基因型为Aa的雄性小鼠进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，则该次级精母细胞同时产生的2个精细胞的基因组成分别是________________________。(若细胞中不含A或a基因则用“O”表示，任写两种情况) 答案：(1)雄性　基因突变 (2)b→d→c→e　AX、aY (3)减数分裂 Ⅰ 后期、减数分裂 Ⅱ 后期 (4)A、A或AA、O或a、a或aa、O(任写两种情况) 解析：(1)据图可知，图示细胞的同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞处于减数分裂 Ⅰ 后期，此时细胞质均等分裂，可判断小鼠是雄性。小鼠基因型为Aa，而图中染色体上基因组成为Aaaa，故发生的变异类型为基因突变。(2)由题意可知，b～e代表该小鼠同一细胞的不同分裂时期，且以图1所示分裂方式(减数分裂)进行，则b中一条染色体含有两个核DNA分子，且DNA相对值为4n，处于减数分裂 Ⅰ ，c中一条染色体含有一个核DNA分子，且相对值为2n，处于减数分裂 Ⅱ 后期，d中一条染色体含有两个核DNA分子，且DNA相对值为2n，处于减数分裂 Ⅱ 前期和中期，e中一条染色体含有一个核DNA分子，且相对值 为n，是精子(配子)，则其先后顺序为b→d→c→e；由图可知，产生的两个次级精母细胞为aaYY、AaXX，则分裂完成后，产生的配子类型有aY、AX、aX。(3)减数分裂时偶尔因为X染色体不分离而产生异常卵细胞(XX)，这种不分离可能发生的时期是减数分裂 Ⅰ 后期(同源染色体未分离)、减数分裂 Ⅱ 后期(姐妹染色单体未分离)。(4)据题意分析，基因型为Aa的雄性小鼠进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，该次级精母细胞产生的精细胞的基因组成可能有A、A或AA、O或a、a或aa、O。 $$