【备考2024】人教生物专题复习课件：第7章 生物的变异和进化 微专题9 构建图像模型分析细胞分裂与可遗传变异的关系(共27张PPT)

(共27张PPT)
第七章 生物的变异和进化
微专题9 构建图像模型分析细胞分裂与可遗传变异的关系
1.细胞分裂中发生的可遗传变异的类型
细胞分 裂类型 特点 变异类型
有丝分 裂 有DNA复制和染色体变化,无同源染色体 分离和非同源染色体的自由组合 可能发生基因突变和染色体变
异,一般不发生基因重组
减数分 裂 有DNA复制、染色体互换及非同源染色体 自由组合等现象 基因突变、基因重组和染色体
变异
2.减数分裂与可遗传变异
（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，则可能引起基因突变。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在减数分裂Ⅰ后期，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 组合。
②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发生互换而导
致基因重组，如图中原本A与B组合， 与 组合，经互换可导致A与 组合， 与B
组合。
（3）减数分裂与染色体变异
①模式图分析
如果只有减数分裂Ⅰ中同源染色体分离异常，则所形成的配子全部异常；如果只有减数分裂Ⅱ中一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子一半正常，一半异常。如图所示：
②减数分裂异常和配子基因型的关系
亲本的基因型 配子的基因 型（举例） 异常发生的时期和原因 判断方式
（两对 等位基因分别位 于两对同源染色 体上） 、 、 、 减数分裂Ⅰ时A、 基因 所在的同源染色体没有 分开，减数分裂Ⅱ正常 子细胞中含同源染色
体，无相同子染色体
亲本的基因型 配子的基因 型（举例） 异常发生的时期和原因 判断方式
（两对 等位基因分别位 于两对同源染色 体上） 、 、 、 减数分裂Ⅰ正常,减数分 裂Ⅱ时A基因所在的染色 体的姐妹染色单体分离 形成的子染色体移向细 胞同一极 子细胞中无同源染色
体，含相同子染色体
、 、 、 减数分裂Ⅰ及减数分裂 Ⅱ均发生异常 子细胞中含同源染色
体，含相同子染色体
续表
亲本的基因型 配子的基因 型（举例） 异常发生的时期和原因 判断方式
（两对等位 基因位于一对同 源染色体上） 、 、 、 减数分裂Ⅰ过程中发生 了互换 /
续表
1.[2018天津]果蝇的生物钟基因位于 染色体上，有节律 对无节律 为显性；
体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身 为显性。在基因型为 的雄蝇
减数分裂过程中，若出现一个 类型的变异细胞，有关分析正确的是( )
A.该细胞是初级精母细胞
B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C.形成该细胞过程中， 和 随姐妹染色单体分开发生了分离
D.形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
D
[解析] 雄蝇的基因型为 ，而变异细胞的基因型为 ，由于在减数第一
次分裂过程中同源染色体分离会导致等位基因分离，而变异细胞中无等位基因A和 、
含有两个A且无 染色体，判断该细胞为次级精母细胞，A错误；处于减数第二次分
裂时期的细胞中核DNA数与体细胞的核DNA数相同，B错误；形成该次级精母细胞
的过程中，A和 随同源染色体在减数第一次分裂后期的分离而分离，C错误；次级
精母细胞中应含有 或 ，但该次级精母细胞含有 ，说明在形成该细胞
过程中发生了基因突变，B突变成 ，D正确。
2.[2021河北]图中①、②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( )
C
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] ①细胞中有两对同源染色体，其在减数第一次分裂前期发生联会，A正确；
②细胞中发生的是染色体数目变异，在减数分裂时，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，其经减数分裂产生配子的种类（只考虑A和 基因所
在的染色体）是 和 或A和 ，因此，②经减数分裂形成的配子有一半正常，B
正确；③在减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，最终产生2种基因型配子，
C错误；①为染色体结构变异，②为染色体数目变异，理论上二者均可以在减数分裂
过程中通过光学显微镜观察到，D正确。
3.[2022衡水中学检测]下列对应关系错误的一组是( )
选项 个体或细胞的基 因型 某细胞产生的配子或 后代的基因型 变异可能发生的 时期 变异类型
A 个体基因型为 配子基因型为 、 、 、 减数分裂Ⅰ 染色体变异
B 个体基因型为 配子基因型为 、 、 、 减数分裂前的间 期 基因突变
C 精原细胞基因型 为 配子基因型为 、 、 、 减数分裂Ⅰ 基因重组
D 双亲基因型为 、 后代基因型为 父本减数分裂Ⅱ 染色体变异
D
[解析] 个体基因型为 ，产生的配子基因型为 、 、 、 ，说明
在减数分裂Ⅰ后期，含基因A的同源染色体分开后没有分离，与 染色体移向了细胞
的同一极，属于染色体变异，A正确；个体基因型为 ，产生的配子基因型为
、 、 、 ，说明减数分裂前的间期发生了基因突变，B正确；精原细胞基
因型为 ，产生的配子基因型为 、 、 、 ，说明减数分裂Ⅰ前期发生
了基因重组，C正确；双亲基因型为 、 ，产生的后代基因型为 ，可
能是父本减数分裂Ⅰ后期 与 没有分离，也可能是母本减数分裂Ⅱ后期 与
没有分离，属于染色体变异，D错误。
一、选择题
1.[2022湖北]为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及
其父母的21号染色体上的A基因 进行PCR扩增，经凝
胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿患病原因的叙述错误的
是( )
A.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常
D
[解析] 由题图可知，父亲的两条21号染色体所含的基因分别为A1和A4，母亲的两条
21号染色体所含的基因分别为A2和A3，患儿的三条21号染色体所含的基因分别是A
2、 和A4。根据患儿21号染色体上的A基因组成可知，该患儿是由一个含有A4基
因的精子与一个异常的卵细胞（含有2条21号染色体，含A2、 两种基因）结合后
发育而来的，异常卵细胞的形成原因可能是减数分裂Ⅰ异常或者减数分裂Ⅱ异常。
如果考虑同源染色体互换，则异常卵细胞形成的原因可能是卵原细胞在减数分裂Ⅰ
后期两条21号染色体没有分离且减数分裂Ⅱ正常，也可能是卵原细胞在减数分裂Ⅱ
后期发生互换后的21号染色体的两条姐妹染色单体未正常分离，A、B正确。如果不
考虑同源染色体互换，则异常卵细胞形成的原因只能是卵原细胞在减数分裂Ⅰ后期
两条21号染色体未正常分离，C正确、D错误。
2.[2023贵阳模拟]某动物的精原细胞经减数分裂后形成了某个精细胞，如图所示，不
考虑基因突变。下列推测合理的是( )
D
A.该精原细胞产生的四个精细胞有一半是正常的
B.该精原细胞中发生了同源染色体的互换
C.减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体未分离
D.减数分裂Ⅰ过程中可能未发生 、 基因的分离
[解析] 该精原细胞的基因型为 ，经减数分裂产生的某个精细胞的基因型也为 。①
若在减数分裂过程中没有发生互换，则产生异常精细胞的原因是该精原细胞在减数分裂
Ⅰ后期同源染色体未分离，减数分裂Ⅱ正常，该精原细胞产生的四个精细胞均异常。②
若A基因所在的染色体片段与 基因所在的染色体片段发生了互换，则产生异常精细胞
的原因可能是该精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，减数分裂Ⅱ正常；也可
能是该精原细胞的减数分裂Ⅰ正常，在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分离。若是减数
分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，而减数分裂Ⅱ正常，则该精原细胞产生的四个精细胞均
异常；若减数分裂Ⅰ正常，两个次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体均未分离，
则该精原细胞产生的四个精细胞均异常；若减数分裂Ⅰ正常，一个次级精母细胞分裂正
常，另一个次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分离，则该精原细胞产生的
四个精细胞一半正常、一半异常，A、B、C不合理，D合理。
3.[2023鞍山质检]一只杂合长翅雄果蝇 与一只残翅雌果蝇 杂交，一方减数
分裂异常导致产生一只三体长翅雄果蝇（ 基因位于三体所在染色体上）。已知
三体在减数分裂过程中，三条染色体中随机两条配对，剩余一条染色体随机分配至
细胞一极。为确定该三体果蝇的基因组成（不考虑基因突变），让其与残翅雌果蝇
测交，下列说法错误的是( )
A.三体长翅雄果蝇的产生可能是精原细胞减数分裂Ⅰ异常导致的
B.三体长翅雄果蝇的产生可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ异常导致的
C.如果测交后代中长翅:残翅 ，则该三体果蝇的基因组成为
D.如果测交后代中长翅:残翅 ，则该三体果蝇的基因组成为
D
[解析] 三体长翅雄果蝇可能是精原细胞减数分裂Ⅰ异常产生含 的精子或减数分裂
Ⅱ异常产生含 的精子导致的，A正确；三体长翅雄果蝇可能是卵原细胞减数分裂
Ⅰ异常产生含 的卵细胞或减数分裂Ⅱ异常产生含 的卵细胞导致的，B正确；如
果该三体果蝇的基因组成为 ,产生的配子类型及比例是 ，
与残翅雌果蝇 测交，后代的基因型及比例为 ，则长
翅:残翅 ，C正确；如果该三体果蝇的基因组成为 ,产生的配子类型及比例
是 ，与残翅雌果蝇 测交，后代的基因型及比例为
，则长翅:残翅 ，D错误。
二、非选择题
4.[2023重庆检测，14分]酵母菌 在适宜条件下通过出芽生殖繁殖后代，如果处
于营养匮乏的条件下，酵母菌可以进行有性生殖，通过减数分裂产生孢子，随后经
过细胞融合重新形成酵母菌。图甲只标注了其中一对同源染色体的行为变化。
甲
乙
（1）减数分裂某时期，在电子显微镜下可观察到有些蛋白质（简称 蛋白）连接同
源染色体形成联会复合体（简称 ），如图乙所示，每个联会复合体含有___个DN
A分子。
4
[解析] 减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会（配对），形成四分体；每个联会复合体含有一对染色体，4个DNA分子。
（2）某实验室发现一种缺失A基因的突变体酵母菌。突变体将产生染色体数目异常的、活力明显下降的孢子。科研人员对其机制进行相关研究。结果如图甲所示，据图分析：
①突变型酵母菌在减数分裂Ⅰ后期，染色体行为变化特征是__________________。
同源染色体未分离
[解析] 据题图分析可知，突变型减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离；一个亲代细胞可产生4个孢子，突变型产生的4个孢子均异常。
②综合上述信息，结合 蛋白推测，野生型酵母菌中A基因控制合成的蛋白质的功能
是__________________________________________。
促进 蛋白降解，促进同源染色体联会后分离
[解析] 进一步观察发现突变型酵母菌在产生染色体异常的孢子过程中，减数分裂Ⅰ
前期同源染色体联会正常。此时，同源染色体间会形成联会复合体 。依据题图
信息，在减数分裂过程中，同源染色体未分离，说明与野生型相比，突变型 蛋白
可能在减数分裂Ⅰ时期降解慢，导致染色体行为异常；结合上述信息，推测野生型
酵母菌中A基因的功能可能是促进 蛋白降解，促进同源染色体联会后分离。
③为验证上述推测，科研小组将A基因转入________（填“突变型”或“野生型”）酵母
菌中并使其发挥作用，最后通过检测孢子的____________________（答两点）可以
达到实验目的。
突变型
染色体的数目或活力
[解析] 为验证上述推测，可将A基因转入突变型酵母菌中，通过观察或检测孢子中染色体的数目或检测孢子的活力，来达到实验目的。
（3）科学家又发现另外一种突变情况。若酵母菌的基因型为 ,因孢子形成过程
中发生了一次染色体异常分离，产生了一个基因型为 的孢子，则该异常孢子产
生的原因是________________________________________________________；另外
三个孢子的基因型是_____________。
减数分裂Ⅱ着丝粒分裂后含有基因 的两条染色体移向同一侧
、 、
[解析] 若酵母菌的基因型为 ,因孢子形成过程中发生了一次染色体异常分离，产生了一个基因型为 的孢子，说明该异常发生在减数分裂Ⅱ过程中，携带 基因的染色体未正常分离，另外三个孢子的基因型是 、 、 。