減數(shù)分裂與遺傳變異的關(guān)系

1、一、減數(shù)分裂與基因重組1知識梳理減數(shù)分裂中基因重組的兩種方式(1)非同源染色體上非等位基因自由組合導(dǎo)致基因重組(自由組合定律)。在減數(shù)第一次分裂后期，可因同源染色體分離，非同源染色體自由組合而出現(xiàn)基因重組如A與B或A與b組合。(2)同源染色體非姐妹染色單體交叉互換導(dǎo)致基因重組。在減數(shù)第一次分裂四分體時期，可因同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換而導(dǎo)致基因重組，例如原本A與B組合，a與b組合，經(jīng)重組可導(dǎo)致A與b組合，a與B組合。2例題(2017·全國，1)已知某種細(xì)胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學(xué)用示意圖表示這種細(xì)胞在正常減數(shù)分裂過程中可能產(chǎn)生的細(xì)胞。其中

2、表示錯誤的是()例題剖析：(1)由題干可知，某種細(xì)胞含有4條染色體且兩對等位基因G和g、H和h分別位于兩對同源染色體上，其中G和g所在染色體大，而H和h所在染色體小。(2)A圖細(xì)胞特點是染色體散亂分布，沒有同源染色體，則其可表示減數(shù)第二次分裂前期，該分裂過程中，含有基因G和基因H(或基因g和基因h)的非同源染色體組合到一起。B圖細(xì)胞中染色體的行為特點和A圖相同，只是在分裂過程中，含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色體組合到一起。答案D(3)C圖細(xì)胞特點是染色體數(shù)目減半，沒有姐妹染色單體，則其為B圖所示細(xì)胞經(jīng)減數(shù)第二次分裂所形成的子細(xì)胞。(4)減數(shù)第一次分裂后期特點為同源染色體分離

3、，非同源染色體自由組合，因此正常情況下，減數(shù)分裂形成的配子中不應(yīng)該含有同源染色體和等位基因。跟蹤訓(xùn)練1如圖表示一對同源染色體及其上的等位基因，下列說法錯誤的是()A非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換BB與b的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂CA與a的分離只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂D基因突變是等位基因A、a和B、b產(chǎn)生的根本原因2.如圖是某個二倍體動物的幾個細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖判斷不正確的是()A.該動物的性別是雄性B.乙細(xì)胞表明該動物發(fā)生了基因突變或基因重組C.1與2或1與4的片段交換，前者屬于基因重組，后者屬于染色體結(jié)構(gòu)變異D.丙細(xì)胞不能發(fā)生基因重組二、減數(shù)分

4、裂與基因突變1知識梳理1）在減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA分子復(fù)制過程中，如復(fù)制出現(xiàn)差錯，則會引起基因突變，此時可導(dǎo)致姐妹染色單體上含有等位基因，這種突變能通過配子傳遞給下一代，如圖所示：2）姐妹染色單體(或分開后形成的子染色體上)存在等位基因的原因分析a若為有絲分裂(如圖1)，則為基因突變。b若為減數(shù)分裂(如圖2)，則可能是交叉互換或基因突變，需要再結(jié)合個體的基因型和基因個數(shù)進(jìn)行判斷。2例題如圖為基因型AABb的某動物進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖。相關(guān)判斷錯誤的是()A此細(xì)胞為次級精母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞B此細(xì)胞中基因a是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生C此細(xì)胞可能形成兩種精子或一種卵細(xì)胞D此動物體細(xì)胞內(nèi)最多含有四

5、個染色體組例題剖析：(1)由題干可知該生物基因型為AABb，因此圖示細(xì)胞中基因a不可能是交叉互換產(chǎn)生的，只能是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生的。(2)題干圖示細(xì)胞的特點是不含同源染色體，含有染色單體，染色體散亂分布，則其為次級精母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞或第一極體，若為次級精母細(xì)胞，則能產(chǎn)生AB和aB兩種精子；若為次級卵母細(xì)胞，則能產(chǎn)生AB或aB一種卵細(xì)胞。(3)由題干信息可知動物體細(xì)胞內(nèi)含有二個染色體組，圖示細(xì)胞所含染色體組數(shù)目是體細(xì)胞的一半，在有絲分裂后期最多含有四個染色體組。答案A跟蹤訓(xùn)練1如圖表示某哺乳動物體內(nèi)一個細(xì)胞中部分染色體及基因組成示意圖(未發(fā)生染色體變異)。據(jù)圖分析下列有關(guān)敘述正確的是()A圖

6、中共有7條染色單體B等位基因的分離只能發(fā)生在圖示所處時期C該細(xì)胞發(fā)生了基因突變，2號染色體上的基因A突變?yōu)閍D該細(xì)胞分裂完成產(chǎn)生的有性生殖細(xì)胞分別是aY、aY、aX和AX2.某哺乳動物的基因型為AABbEe，如圖是其一個精原細(xì)胞在產(chǎn)生精細(xì)胞過程中某個環(huán)節(jié)的示意圖，據(jù)此可以判斷()A.圖示細(xì)胞為次級精母細(xì)胞，細(xì)胞中含一個染色體組B.該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型有ABe、aBe、AbEC.圖示細(xì)胞中，a基因來自基因突變或基因重組D.三對基因的遺傳遵循自由組合定律三、減數(shù)分裂與染色體變異1知識梳理 (1)減數(shù)分裂異常導(dǎo)致配子種類變化的規(guī)律如果減數(shù)第一次分裂異常，則所形成的配子全部不正常；如果減數(shù)第

7、二次分裂一個次級精母細(xì)胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常。如圖所示：(2)XXY與XYY異常個體的成因分析XXY成因XYY成因：父方減異常，即減后期Y染色體著絲點分裂后兩條Y染色體共同進(jìn)入同一精細(xì)胞。2例題一個基因型為AaXbY的雄果蠅經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生了甲、乙兩個異常精細(xì)胞，精細(xì)胞甲的基因和性染色體組成為aYY，精細(xì)胞乙的基因和性染色體組成為AXbY。下列敘述不正確的是()A精細(xì)胞甲和精細(xì)胞乙不可能來自同一個初級精母細(xì)胞B與精細(xì)胞乙同時形成的另外三個精細(xì)胞都是異常精細(xì)胞C精細(xì)胞甲形成的原因是染色體在減數(shù)第二次分裂前多復(fù)制了一次D精細(xì)胞乙形成的原因是X和Y染色體在減數(shù)第一次分裂過程中未

8、分離例題剖析：(1)該果蠅的基因型為AaXbY，其處于四分體時期的初級精母細(xì)胞中染色體及基因組成為等位基因A、a位于常染色體上，b位于X染色體上。(2)正常減數(shù)分裂中，減數(shù)第一次分裂是A、a分離，Xb、Y分離，自由組合后可形成配子的基因型為AXb、aXb、AY、aY四種。(3)據(jù)此判斷，精細(xì)胞甲形成的原因是染色體在減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單體沒有分開，精細(xì)胞乙形成的原因是減數(shù)第一次分裂同源染色體(X、Y)沒有分開。答案C跟蹤訓(xùn)練1一對表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個患紅綠色盲且性染色體組成為XXY的孩子，下列示意圖最能表明其原因的是()2.基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，

9、而產(chǎn)生一個不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號染色體。下列關(guān)于染色體未分離時期的分析，正確的是()2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離A.B.C.D.3.下圖表示某細(xì)胞(含4條染色體)的分裂示意圖，代表細(xì)胞，若不考慮基因突變和交叉互換，則下列敘述不合理的是()A.細(xì)胞的基因型為aBbB.細(xì)胞為第一極體C.細(xì)胞有2個基因BD.細(xì)胞的基因型為a答案一、減數(shù)分裂與基因重組1.答案C解析在兩條非姐妹染色單體上都有黑色和白色兩種片段，說明兩條同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉

10、互換，A項正確；在減數(shù)第一次分裂的后期，兩條同源染色體上的等位基因B和b隨著同源染色體的分開而分離，B項正確；由圖可知，兩條染色體上A與a所在部分發(fā)生了交叉互換，因此，A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期和減數(shù)第二次分裂的后期，C項錯誤；等位基因產(chǎn)生的根本原因是基因突變，D項正確。2.答案B解析根據(jù)題干，圖中細(xì)胞是同一生物個體的細(xì)胞，由甲圖可知，該動物的性別為雄性。乙基因突變。1與2片段交換屬于同源染色體間的交叉互換，屬于基因重組；1與4片段交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時期和后期。二、減數(shù)分裂與基因突變1答案D解析題圖為哺乳動物體內(nèi)

11、一個細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期的圖像，此時每條染色體均含有兩條姐妹染色單體，因此圖中共有8條染色單體，A錯誤；據(jù)圖可知，圖中的基因在間期發(fā)生了基因突變，導(dǎo)致同一條染色體上帶有兩個不同的等位基因，此時等位基因的分離也可以發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，B錯誤；該細(xì)胞發(fā)生了基因突變，但不確定2號染色體上的基因是顯性突變(aA)還是隱性突變(Aa)，C錯誤；據(jù)圖可知，3號與4號染色體大小、形狀不同，且3號較小，因此3號是Y染色體，4號是X染色體，根據(jù)減數(shù)分裂的規(guī)律可知該細(xì)胞分裂完成產(chǎn)生的有性生殖細(xì)胞分別是aY、aY、aX和AX，D正確。2.答案B解析圖示細(xì)胞中無同源染色體，故該細(xì)胞是次級精母細(xì)胞，細(xì)胞中含兩個染色體組。因為親代細(xì)胞中無a基因，故其來自基因突變。正常情況下，一個精原細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的精細(xì)胞有兩種基因型，圖示細(xì)胞發(fā)生了基因突變，產(chǎn)生的精細(xì)胞有三種基因型，分別為ABe、aBe和AbE。A、a與B、b位于同一對同源染色體上，其遺傳不遵循基因的自由組合定律。三、減數(shù)分裂與染色體變異1答案 D解析紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病，設(shè)用B、b表示相關(guān)基因。表現(xiàn)型正常夫婦的基因型分別為XBXb、XBY；患病孩子的基因型為XbXbY，其是由XbXb型卵細(xì)胞與Y型精子結(jié)合發(fā)育形成的，XbXb卵細(xì)胞產(chǎn)生的原因是在減數(shù)第二次分裂后期次級卵母細(xì)胞著絲點分裂后產(chǎn)生的兩條X