(共18张PPT)
微专题3
1.减数分裂与基因突变
通常,此时可导致一条染色体的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。
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。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A与B或A与b组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如原本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
(1)如果减数分裂Ⅰ异常,则所形成的配子全部异常;如果减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的异常。
(2)染色体异常个体成因分析。
①XXY成因。
②XYY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染色体共同进入同一精细胞。
(3)根据配子类型判断变异原因。
假设亲本的基因型为AaXBY,不考虑基因突变或互换。
1.(2024·广东湛江调研)一个基因型为AaXbY的精原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了1个AaXb的精细胞,则另外3个精细胞的基因型分别是( )
[A] AaXb、aY、aY
[B] Xb、aY、Y
[C] aXb、Y、Y
[D] AaXb、Y、Y
D
【解析】 一个基因型为AaXbY的精原细胞,产生了一个AaXb的精细胞,说明减数分裂Ⅰ后期A、a所在的同源染色体未正常分离,移向了同一极,而减数分裂Ⅱ正常,因此与其同时产生的另一精细胞的基因型是AaXb;另一个次级精母细胞不含A、a,因此其他两个精细胞的基因型是Y、Y。
2.(2024·山东卷,6)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为( )
[A] ①② [B] ①③ [C] ②③ [D] ①②③
B
【解析】 根据题干所给细胞染色体情况,首先判断该细胞进行复制后如图所示。
由于题干信息给出,发育为该子代的过程中,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,以A1、a1发生互换为例,(A2、a2发生互换同理)经过互换的细胞如图所示。
①若该细胞为配子中染色体复制1次获得的,根据上述细胞染色体组成情况推断,产生的配子基因型可能是A1A2、a1A2、A1a2、a1a2,其中a1A2、A1a2经过复制后,可以得到1号染色体上显性基因数与隐性基因数相同的二倍体子代,故①正确。②由题意可知,若减数分裂Ⅰ正常,产生的次级性母细胞可能为A1a1A2A2和A1a1a2a2,则经过减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂后,产生的二倍体子代为A1a1A2A2和A1a1a2a2,其显性基因数与隐性基因数不同,不符合题意,故②错误。③减数分裂Ⅰ时细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时四分体形成的4条染色体分别为A1A2、a1A2、A1a2、a1a2,其中任意2条进入1个子细胞,则若A1A2与a1a2进入一个子细胞或a1A2与A1a2进入一个子细胞时,显性基因数与隐性基因数相等,故③正确。
3.(2024·山东青岛模拟)某基因型为AaXBY的精原细胞(2n=8)所有DNA分子双链均用15N标记后置于含 14N的培养基中培养,经过1次有丝分裂后,又分别完成减数分裂,发现了一个含有XY染色体的异常精细胞,若无其他染色体变异和交叉互换发生,下列说法错误的是( )
[A] 与异常精细胞同时产生的另外3个精细胞的基因型可能为AXBY、a、a
[B] 产生该异常精细胞的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于8条
[C] 产生该异常精细胞的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有5条
[D] 分裂产生的初级精母细胞中含15N标记的核DNA分子占1/4
D
【解析】 含有XY染色体的异常精细胞,是减数分裂Ⅰ时同源染色体X、Y未正常分离导致的,若其基因型为AXBY,则同时产生的另外3个精细胞的基因型为AXBY、a、a;由于DNA的半保留复制,经过1次有丝分裂后,产生的精原细胞,8个核DNA均有一条15N标记的链和一条14N标记的链,DNA复制后8条染色体依然均被标记;产生该异常精细胞的次级精母细胞前期、中期含5条染色体,每条染色体上含2个DNA分子,其中一个DNA双链均为14N,另一个DNA一条链含14N一条链含15N,因此被标记的核DNA共5条;经过1次有丝分裂产生的精原细胞8个核DNA均有一条15N标记的链和一条14N标记的链,DNA复制后8个DNA双链均为14N,还有8个DNA一条链含14N一条链含15N,含15N标记的DNA占1/2。
4.(2024·河南开封模拟)如图,甲、乙分别是某种动物处于减数分裂过程中某时期的细胞分裂图像,产生甲、乙细胞的个体的基因型分别为AAXBXb、AaXBY。下列分析错误的是( )
[A] 甲细胞一定是次级卵母细胞,乙细胞表示初级精母细胞
[B] 与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能是AAXbXb
[C] 乙细胞分裂结束后能产生4种基因型的精细胞
[D] 普通光学显微镜下,观察不到甲、乙细胞中所发生的变异
A
【解析】 由于产生甲细胞的个体基因型为AAXBXb,且甲细胞处于减数分裂Ⅱ中期,所以甲细胞是次级卵母细胞或极体;由于产生乙细胞的个体基因型为AaXBY,且乙细胞处于减数分裂Ⅰ前期,所以乙细胞表示初级精母细胞。由于产生甲细胞的个体基因型为AAXBXb,甲细胞中的基因a是基因突变产生的,所以与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能是AAXbXb。由于产生乙细胞的个体基因型为AaXBY,所以产生乙细胞的过程中发生了互换,分裂结束后能产生4种基因型的精细胞。甲、乙细胞中所发生的是基因突变和基因重组,没有发生染色体变异,所以在普通光学显微镜下,观察不到甲、乙细胞中所发生的变异。
5.(多选)(2024·山东济宁月考)某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrXTY,其中A、B在一条常染色体上,R、r在另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型是AbRXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列叙述正确的是( )
[A] 产生甲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期含8条染色体
[B] 乙的基因型是ABRXTY或abRXTY
[C] 丙含有2条染色体
[D] 丁的基因型可能是abR
ABC
【解析】 根据题目信息可知,A和B位于一条染色体上,说明经过互换产生的A和b基因也位于同一条染色体上,因此基因型为AbRXTY的甲细胞中含有4条染色体,则产生甲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期含8条染色体;甲的基因型为AbRXTY,含有同源染色体,说明减数分裂Ⅰ后期异常,同时根据题干信息,A和B位于一条染色体上,且甲的基因型为AbRXTY,说明在四分体时期发生了互换,若发生在B与b之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为ABRXTY,若发生在A与a之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为abRXTY,因此乙的基因型为ABRXTY或abRXTY;甲和丙来自不同的次级精母细胞,甲细胞同时含有X和Y染色体,则在减数分裂Ⅰ后期X、Y同源染色体未分离,移向同一极,导致丙所在的次级精母细胞没有性染色体,丙只有2条染色体;丁的基因型可能是ABr、aBr或abr。微专题3 减数分裂与可遗传变异的关系
【知识·方法】
1.减数分裂与基因突变
通常,此时可导致一条染色体的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。
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。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A与B或A与b组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如原本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
(1)如果减数分裂Ⅰ异常,则所形成的配子全部异常;如果减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的异常。
(2)染色体异常个体成因分析。
①XXY成因。
②XYY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染色体共同进入同一精细胞。
(3)根据配子类型判断变异原因。
假设亲本的基因型为AaXBY,不考虑基因突变或互换。
【类题·精练】
1.(2024·广东湛江调研)一个基因型为AaXbY的精原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了1个AaXb的精细胞,则另外3个精细胞的基因型分别是( )
[A] AaXb、aY、aY [B] Xb、aY、Y
[C] aXb、Y、Y [D] AaXb、Y、Y
【答案】 D
【解析】 一个基因型为AaXbY的精原细胞,产生了一个AaXb的精细胞,说明减数分裂Ⅰ后期A、a所在的同源染色体未正常分离,移向了同一极,而减数分裂Ⅱ正常,因此与其同时产生的另一精细胞的基因型是AaXb;另一个次级精母细胞不含A、a,因此其他两个精细胞的基因型是Y、Y。
2.(2024·山东卷,6)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为( )
[A] ①② [B] ①③ [C] ②③ [D] ①②③
【答案】 B
【解析】 根据题干所给细胞染色体情况,首先判断该细胞进行复制后如图所示。
由于题干信息给出,发育为该子代的过程中,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,以A1、a1发生互换为例,(A2、a2发生互换同理)经过互换的细胞如图所示。
①若该细胞为配子中染色体复制1次获得的,根据上述细胞染色体组成情况推断,产生的配子基因型可能是A1A2、a1A2、A1a2、a1a2,其中a1A2、A1a2经过复制后,可以得到1号染色体上显性基因数与隐性基因数相同的二倍体子代,故①正确。②由题意可知,若减数分裂Ⅰ正常,产生的次级性母细胞可能为A1a1A2A2和A1a1a2a2,则经过减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂后,产生的二倍体子代为A1a1A2A2和A1a1a2a2,其显性基因数与隐性基因数不同,不符合题意,故②错误。③减数分裂Ⅰ时细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时四分体形成的4条染色体分别为A1A2、a1A2、A1a2、a1a2,其中任意2条进入1个子细胞,则若A1A2与a1a2进入一个子细胞或a1A2与A1a2进入一个子细胞时,显性基因数与隐性基因数相等,故③正确。
3.(2024·山东青岛模拟)某基因型为AaXBY的精原细胞(2n=8)所有DNA分子双链均用15N标记后置于含 14N的培养基中培养,经过1次有丝分裂后,又分别完成减数分裂,发现了一个含有XY染色体的异常精细胞,若无其他染色体变异和交叉互换发生,下列说法错误的是( )
[A] 与异常精细胞同时产生的另外3个精细胞的基因型可能为AXBY、a、a
[B] 产生该异常精细胞的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于8条
[C] 产生该异常精细胞的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有5条
[D] 分裂产生的初级精母细胞中含15N标记的核DNA分子占1/4
【答案】 D
【解析】 含有XY染色体的异常精细胞,是减数分裂Ⅰ时同源染色体X、Y未正常分离导致的,若其基因型为AXBY,则同时产生的另外3个精细胞的基因型为AXBY、a、a;由于DNA的半保留复制,经过1次有丝分裂后,产生的精原细胞,8个核DNA均有一条15N标记的链和一条14N标记的链,DNA复制后8条染色体依然均被标记;产生该异常精细胞的次级精母细胞前期、中期含5条染色体,每条染色体上含2个DNA分子,其中一个DNA双链均为14N,另一个DNA一条链含14N一条链含15N,因此被标记的核DNA共5条;经过1次有丝分裂产生的精原细胞8个核DNA均有一条15N标记的链和一条14N标记的链,DNA复制后8个DNA双链均为14N,还有8个DNA一条链含14N一条链含15N,含15N标记的DNA占1/2。
4.(2024·河南开封模拟)如图,甲、乙分别是某种动物处于减数分裂过程中某时期的细胞分裂图像,产生甲、乙细胞的个体的基因型分别为AAXBXb、AaXBY。下列分析错误的是( )
[A] 甲细胞一定是次级卵母细胞,乙细胞表示初级精母细胞
[B] 与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能是AAXbXb
[C] 乙细胞分裂结束后能产生4种基因型的精细胞
[D] 普通光学显微镜下,观察不到甲、乙细胞中所发生的变异
【答案】 A
【解析】 由于产生甲细胞的个体基因型为AAXBXb,且甲细胞处于减数分裂Ⅱ中期,所以甲细胞是次级卵母细胞或极体;由于产生乙细胞的个体基因型为AaXBY,且乙细胞处于减数分裂Ⅰ前期,所以乙细胞表示初级精母细胞。由于产生甲细胞的个体基因型为AAXBXb,甲细胞中的基因a是基因突变产生的,所以与甲细胞同时产生的另一细胞的基因型可能是AAXbXb。由于产生乙细胞的个体基因型为AaXBY,所以产生乙细胞的过程中发生了互换,分裂结束后能产生4种基因型的精细胞。甲、乙细胞中所发生的是基因突变和基因重组,没有发生染色体变异,所以在普通光学显微镜下,观察不到甲、乙细胞中所发生的变异。
5.(多选)(2024·山东济宁月考)某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrXTY,其中A、B在一条常染色体上,R、r在另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型是AbRXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列叙述正确的是( )
[A] 产生甲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期含8条染色体
[B] 乙的基因型是ABRXTY或abRXTY
[C] 丙含有2条染色体
[D] 丁的基因型可能是abR
【答案】 ABC
【解析】 根据题目信息可知,A和B位于一条染色体上,说明经过互换产生的A和b基因也位于同一条染色体上,因此基因型为AbRXTY的甲细胞中含有4条染色体,则产生甲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期含8条染色体;甲的基因型为AbRXTY,含有同源染色体,说明减数分裂Ⅰ后期异常,同时根据题干信息,A和B位于一条染色体上,且甲的基因型为AbRXTY,说明在四分体时期发生了互换,若发生在B与b之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为ABRXTY,若发生在A与a之间时,在产生AbRXTY的同时,乙细胞的基因型为abRXTY,因此乙的基因型为ABRXTY或abRXTY;甲和丙来自不同的次级精母细胞,甲细胞同时含有X和Y染色体,则在减数分裂Ⅰ后期X、Y同源染色体未分离,移向同一极,导致丙所在的次级精母细胞没有性染色体,丙只有2条染色体;丁的基因型可能是ABr、aBr或abr。
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