第4讲 细胞分裂与遗传变异
考点1 细胞分裂过程及特点
1.细胞周期中需关注的10个知识点
(1)着丝粒分裂并非纺锤丝牵引的结果。着丝粒先分裂,之后纺锤丝牵引(实验证据:低温或秋水仙素处理抑制纺锤体形成时,着丝粒可照常分裂,从而导致染色体加倍)。
(2)分裂后子细胞的三种去向:①继续分裂(如干细胞);②暂不分裂(如肝细胞);③细胞分化(如神经细胞)。
2.抓住关键点,快速判断二倍体生物的细胞分裂方式
①细胞有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但某些单倍体存在例外情况。
②减数第二次分裂的细胞中不一定没有同源染色体,如四倍体。
3.解读细胞分裂中常考的三类特殊曲线图
(1)每条染色体中DNA含量的变化。
(2)“同源染色体对数”和“染色体组数”数目变化曲线(二倍体生物)。
(3)不同核DNA相对含量和染色体数目对应细胞数目的柱形图。
牢记相关物质或结构变化的“四点”原因
1.(2023·浙江6月选考,T17)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( )
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
[关键能力] (1)演绎推理。
现象:甲细胞中a基因在DNA复制过程中发生了突变(由a突变为A)。
推理:甲细胞分裂后会产生AAXBY和AaXBY两种类型的子细胞。(C项正确)
(2)由果溯因。
现象:乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,且在非同源染色体上出现了A的等位基因a。
原因推测:形成乙细胞的过程中A基因所在的常染色体与Y染色体进行了组合,发生了基因重组,同时a基因所在的染色体与Y染色体发生了染色体易位。(D项正确)
2.(2024·北京卷,T5)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又进行有丝分裂,下列相关叙述错误的是( )
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行DNA复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
3.(2023·浙江1月选考,T20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中,某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
考向 科学思维与生命观念
1.如图为某二倍体高等动物体内进行细胞分裂的示意图,若将细胞甲中的三对等位基因分别用三种颜色的荧光进行标记(图中仅显示部分染色体)。下列分析正确的是( )
A.只能在雄性动物的睾丸中同时观察到甲、乙、丙三种细胞
B.细胞甲→细胞丙过程中,三种颜色荧光进入同一细胞可验证分离定律
C.若不考虑变异,细胞丙中包含两个完全相同的染色体组
D.细胞甲→细胞乙过程中,染色体和核DNA的数目均加倍
2.如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上
B.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
D.朱红眼基因cn、白眼基因w的遗传互不干扰且遵循分离定律
3.如图1是某高等动物减数分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系,图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是( )
A.图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA
B.若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值,则图1所示②时期处于图2中cd段
C.若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,则图2的ab段一定会发生基因重组
D.若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中一定存在姐妹染色单体
考点2 细胞分裂与可遗传变异
1.细胞分裂与可遗传变异
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
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AaXB、 AaXB、 Xb、Xb 减数分裂Ⅰ时A、a基因所在的同源染色体没有分开,减数分裂Ⅱ正常
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AAXB、XB、aXb、aXb 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
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AAXBXb、XBXb、a、a 减数分裂Ⅰ及减数分裂Ⅱ均发生异常
AaBb(两对等位基因位于一对同源染色体上) AB、Ab、 aB、ab 减数分裂Ⅰ过程中发生了互换
①若同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位置出现“不同字母”的基因如A与B(b),则可能发生了染色体结构变异(如易位等)。
②若姐妹染色单体的相同位置上或着丝粒分裂后移向两极的染色体上出现等位基因,则要依据个体基因型、分裂方式、图像等信息综合分析确定变异类型。
1.(2024·广东卷,T9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
2.(2024·山东卷,T6)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
考向 科学思维与生命观念
1.(2025·徐州模拟)如图表示基因型为Aa的某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞发生了基因突变,2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成直接产生的精子基因型是aY、aY、aX和AX
2.(2025·安康模拟)先天性睾丸发育不全(XXY)是一种性染色体异常疾病,为了分析某患儿的病因,对该患儿及其父母的X染色体上的A基因(A1~A3)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。下列关于该患儿致病原因的叙述,正确的是( )
A.母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常
B.父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常
C.母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
D.父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
第4讲 细胞分裂与遗传变异
考点1 细胞分裂过程及特点
考源·核心整合
1.着丝粒 前期 前期 间期 后期 3.(1)前、中 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开 (3)前、中、后、末 前、中、后、末 前、中 后、末
考题·经典再研
1.B
2.B 解析 减数分裂Ⅰ过程中同源染色体分离,染色体数目减半,A项正确;同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ前期,B项错误;DNA复制主要发生在分裂前的间期,C项正确;有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中,由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性,D项正确。
3.D 解析 根据2n=8可知,该雄性动物体细胞中含有2个染色体组,共8条染色体,在复制前含8个核DNA分子。题图甲、乙中核DNA分子均只有8个,据此可判断甲、乙所处的时期均为减数第二次分裂,根据甲时期的染色体数目为4条,可进一步判断甲处于减数第二次分裂前期或中期,而同源染色体两两配对现象出现在减数第一次分裂前期,A项错误;乙时期染色体数目为8条,说明着丝粒已完成分裂,此时细胞中应含有2条X染色体或2条Y染色体,不存在染色单体,B、C两项错误;由于该初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换,因此其产生的4个精细胞的基因型为AXD、aXD、AY、aY,D项正确。
考向·命题趋势
1.C 解析 若细胞丙为第一极体,则在雌性动物的卵巢中也可以同时观察到甲、乙、丙三种细胞,A项错误;发出不同荧光的基因为非等位基因,细胞甲→细胞丙过程中三种颜色的荧光进入同一细胞不能验证基因的分离定律,B项错误;若不考虑变异,细胞丙中正在减数分裂Ⅱ分离的染色体是由姐妹染色单体分开形成的,因此丙中包含两个完全相同的染色体组,C项正确;细胞甲→细胞乙过程中,核DNA在间期完成复制使数目加倍,而染色体在有丝分裂后期加倍,D项错误。
2.D 解析 有丝分裂中期,所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上,A项正确;有丝分裂后期,每一极都含有题图所示的常染色体和X染色体,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极,B项正确;题图所示常染色体和X染色体为非同源染色体,可以出现于减数第二次分裂后期的同一极,因此减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极,C项正确;朱红眼基因cn、白眼基因w位于两对同源染色体上,它们的遗传不遵循分离定律，D项错误。
3.B 解析 由题图分析可知,题图1中乙在③中不存在,所以乙为染色单体;①中甲∶丙=2∶1,所以甲为核DNA,丙为染色体,题图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体,A项错误。题图1②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,且染色体数目是体细胞的一半,处于减数分裂Ⅱ前期和中期,若题图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值,则题图1所示②时期处于题图2中cd段,B项正确。若题图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,当ab段代表减数第一次分裂,则在前期或者后期可能发生基因重组,当ab段代表减数分裂Ⅱ后期,则不会发生基因重组,C项错误。若题图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,若cd段处于减数第二次分裂,减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体;若cd段处于减数第二次分裂后期,此时的细胞中无姐妹染色单体,D项错误。
考点2 细胞分裂与可遗传变异
考题·经典再研
1.A 解析 患儿含有三条性染色体,Y染色体和含有Xg1基因的X染色体只能由父亲提供,可推知该患儿染色体异常最可能是由精母细胞减数分裂ⅠX、Y同源染色体未分离导致的,A项正确,B、C、D三项错误。
2.B 解析 由题意知,某个体细胞在四分体时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,假设互换后该个体初级性母细胞1号染色体为,则二倍体生物无性繁殖获得二倍体子代的三种机制中,机制①配子1号染色体为时,染色体复制一次可获得显性基因与隐性基因数目相等的子代,机制①符合题意;机制②所得子代1号染色体为或,体细胞中显性基因和隐性基因数目均不等,机制②不符合题意;机制③减数分裂Ⅱ中1号染色体为,任意两条进入一个细胞,则甲、丁组合和乙、丙组合可以形成显性基因和隐性基因数目相等的子代,机制③符合题意。故选B。
考向·命题趋势
1.C 解析 题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数分裂Ⅰ后期的图像,此时每条染色体均含有两条染色单体,因此题图中共有8条染色单体,A项错误;题图中的基因发生了基因突变,导致同一条染色体上带有两个不同的等位基因,此时等位基因的分离也可以发生在减数分裂Ⅱ后期,B项错误;该细胞分裂完成直接产生的是次级精母细胞,D项错误。
2.C 解析 若母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常,那么产生的卵细胞可能含两条不同的X染色体,带有两种不同的A基因(A2和A3),但从凝胶电泳结果看,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,说明不是这种情况,A项错误;若父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常,会产生含XY的精子,若与正常卵细胞结合可形成XXY个体,但从电泳结果可知,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,与父亲的A1基因不同,说明不是父亲产生异常精子导致的,B项错误;若母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常,可能产生含两条相同X染色体(都含A2基因)的卵细胞,与正常含Y染色体的精子结合,可形成基因型为XXY且两条X染色体基因都为A2的患儿,符合电泳结果,C项正确;若父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常,产生的精子含两条X染色体,但从电泳结果看,患儿的两条X染色体上的基因都为A2,与父亲的A1基因不同,说明不是父亲在减数分裂Ⅱ时产生异常精子导致的,D项错误。专题微练(四) 细胞分裂与遗传变异
一、选择题
1.(2024·浙江1月选考,T4)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞,如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述,正确的是( )
A.细胞①处于间期,细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期,染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期,同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期,细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
2.(2024·江西卷,T3)某植物中,T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是( )
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
3.(2025·郑州模拟)在有丝分裂过程中,核仁N-乙酰基转移酶10(NAT10)与运动蛋白(Eg5)结合,并共定位于中心体,NAT10参与有丝分裂末期的染色体解聚、核仁组装和胞质分裂,NAT10的缺失会导致纺锤体组装紊乱,进而引起有丝分裂异常。下列相关推测错误的是( )
A.NAT10缺失的细胞在分裂前期可观察到姐妹染色单体
B.NAT10的缺失不会影响分裂期染色质丝的高度螺旋化
C.分裂中期,NAT10缺失的细胞的赤道板上排列着所有着丝粒
D.NAT10缺失不影响分裂后期细胞中染色体数目的加倍
4.无论是有丝分裂还是减数分裂,都会涉及遗传物质的复制和分配问题。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞每次分裂前都要进行核DNA的复制,DNA复制的主要场所是细胞核
B.DNA经过复制导致其数量加倍,染色体经过复制也会导致其数量加倍
C.细胞分裂后期,DNA都通过同源染色体的分离而均等分配到两个子细胞中
D.减数分裂过程中同源染色体没有正常分离,会导致染色体数目变异的发生
5.如图为某植物(染色体数目为2n)减数分裂形成精子的部分显微照片(不考虑染色体变异)。下列叙述不正确的是( )
A.图中减数分裂的顺序为③→①→④→②
B.图③所示细胞分裂将产生2个次级精母细胞
C.图①③所示细胞中含有同源染色体和姐妹染色单体
D.图④所示细胞分裂后形成的子细胞与图①的各细胞相比,染色体数相同,但每条染色体中的DNA数不同
6.(2025·连云港联考)细胞周期检验点是检测细胞是否正常分裂的一种调控机制,如图中1~4为部分检验点,只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段。在真核细胞中,细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白,其主要功能是促进“复制前复合体”形成,进而启动DNA复制。下列有关叙述正确的是( )
A.若用DNA复制抑制剂处理,细胞将停留在检验点2
B.检验点1到检验点1过程是一个完整的细胞周期
C.“复制前复合体”组装完成的时间点是检验点2
D.染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过检验点3
7.(2025·广安模拟)某动物个体(2n=8)的基因型为AaXbY,该动物的一个初级精母细胞在进行减数分裂过程中,产生了如图甲、乙所示的两个时期的细胞。下列叙述错误的是( )
A.乙时期某细胞出现A、a基因的原因一定是发生了基因突变
B.甲、乙时期细胞均处于减Ⅱ过程,含一个或两个染色体组
C.该种初级精母细胞分裂可产生AXb、aXb、AY、aY四种精细胞
D.若某精细胞基因型为aaXb,另三个精细胞基因型为AY、AY和Xb
8.(2025·大连模拟)一个基因型为AaXBY的精原细胞,用荧光分子标记基因A、a和B,分裂过程中不同时期的4个细胞中染色体组数和核DNA数如图所示。不考虑基因突变、互换和染色体变异,下列叙述不正确的是( )
A.甲细胞中一定无同源染色体,细胞内含有2个或4个荧光标记
B.乙细胞中一定有同源染色体,染色体数∶核DNA分子数=1∶1
C.丙细胞中一定有姐妹染色单体,可能存在四分体
D.丁细胞一定处于有丝分裂,细胞内有2条Y染色体
9.果蝇(2n=8)的精巢中,a、b、c三个细胞中的染色体组数、四分体个数和染色单体数如表所示(不考虑基因突变和染色体变异)。下列相关叙述错误的是( )
细胞 染色体组数 四分体个数 染色单体数
a 2 0 16
b 2 4 16
c 2 0 0
A.a细胞中各对同源染色体将要排列在赤道板两侧
B.b细胞可能发生了非姐妹染色单体间片段的互换
C.b细胞中染色体数与c细胞中染色体数相同
D.若c细胞的细胞膜内陷,则细胞内可能有2条Y染色体
10.如图甲是某雌性家鸡的细胞在分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线,图乙是细胞分裂过程示意图,细胞中仅显示部分染色体。下列说法正确的是( )
A.图乙细胞②和细胞③不可能来自同一个初级卵母细胞
B.图乙细胞③中1号、2号染色体相同位置上的两个基因不可能为等位基因
C.图甲中DE段、FG段同源染色体对数发生变化的原因相同
D.减数分裂中着丝粒分裂发生在图甲的CD段,CD段细胞中Z染色体的数量为0或1或2
二、非选择题
11.(2025·重庆模拟)大熊猫(2n=42)是国家一级保护动物,数量稀少。某科研小组利用大熊猫睾丸为材料,进行细胞分裂实验并绘制了相关示意图,其中图1表示细胞分裂过程(仅显示部分染色体),图2表示正常分裂过程不同时期细胞内染色体数的变化曲线。请回答下列问题:
(1)观察大熊猫的减数分裂过程,常用雄性睾丸为材料,而不选雌性卵巢为材料的原因是___________________________________________(写出一点即可)。
(2)大熊猫的精原细胞处于甲时期时,含有_______________条染色体,含有_______________个染色体组,细胞丁所处分裂时期与图2中_______________(用字母表示)段所处分裂时期对应。
(3)研究过程中雄性大熊猫(AaXBY)与雌性大熊猫(aaXbXb)交配后代出现了一只基因型为AaXBXbY的个体,不考虑基因突变,形成该变异大熊猫异常配子的基因型是_______________。该变异发生的时期与图1中_______________细胞所处时期一致。
(4)图2中的Ⅰ和Ⅱ过程,能保证大熊猫子代具有多样性的原因是____________________________________ ________________。
12.(科学探究)某雄性动物的基因型为BbXdY(2n=16)。将该动物体内一个精原细胞(DNA被32P全部标记)放在不含32P的培养液中培养,经若干次分裂后,分别用与基因B、b、D、d特异性结合的探针B(黄色)、探针b(绿色)、探针D(红色)、探针d(蓝色)处理某一分裂时期的细胞,结果如图1所示,已知该细胞在分裂过程中只发生了一次变异。回答下列问题:
(1)图1细胞处于_______________分裂的后期,理由是_____________________________。________________(填“能”或“不能”)确定该细胞中含有32P的染色体数量。图1细胞中出现红色的原因是_______________。
(2)若该动物一个精原细胞中基因B和b所在染色体片段发生互换,则经探针处理后,不考虑其他变异,产生的配子中只显黄色的比例为_______________;若该精原细胞先进行一次有丝分裂,再进行一次减数分裂,则产生的子细胞中含32P的细胞所占的比例范围是_______________。
(3)研究发现,细胞分裂过程中p53基因的表达产物能在细胞核内调控转录因子的活性,进而抑制细胞恶性增殖。为探究熊胆对皮肤癌细胞中p53基因表达的影响,研究人员分别提取经BB(熊胆粉)处理后的皮肤癌HaCaT、KUMA6细胞株的总蛋白,采用琼脂糖凝胶电泳法分离出p53,电泳结果如图2所示。
①癌细胞容易在体内转移和扩散的原因是_________________________;推测p53基因属于_______________基因。
②琼脂糖凝胶电泳法分离p53时,p53在电场中的迁移速率主要与____________有关。由电泳结果可得出的结论是_____________________________。
专题微练(四) 细胞分裂与遗传变异
1.B 解析 蛋白质的合成不发生在细胞核内,而在细胞质中的核糖体上,A项错误;洋葱根尖细胞进行有丝分裂,有丝分裂后期着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离成两条独立的染色体,并以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极,C项错误;植物细胞有丝分裂末期在赤道板位置出现一个细胞板,细胞板发展成为新的细胞壁,进而产生两个新细胞,细胞膜不会向内凹陷,D项错误。
2.B 解析 根据题意,T基因突变影响的是有丝分裂后期,所以T基因突变的细胞在有丝分裂前期可形成一个梭形的纺锤体,在分裂中期染色体着丝粒能正常排列在赤道板上,A项正确,B项错误;T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少,因此T基因突变会影响染色体向细胞两极移动,但并不影响着丝粒分裂,故染色体数能正常加倍,C、D两项正确。
3.C 解析 由题意可知,NAT10在中心体中,参与有丝分裂末期的染色体解聚、核仁组装和胞质分裂,NAT10的缺失会导致纺锤体组装紊乱,进而引起有丝分裂异常,由此说明缺失NAT10不会影响染色体的复制,所以在分裂前期可观察到姐妹染色单体,A项正确;NAT10的缺失影响分裂末期染色体解聚,所以不会影响分裂前期染色质丝的高度螺旋化,B项正确;NAT10缺失会导致纺锤体组装紊乱,而分裂中期着丝粒排列在赤道板上是纺锤丝牵引的结果,所以NAT10缺失的细胞在分裂中期不会出现全部着丝粒排列在赤道板上,C项错误;着丝粒的分裂与纺锤丝无关,所以NAT10缺失不影响分裂后期细胞中染色体数目的加倍,D项正确。
4.D 解析 减数第二次分裂前不进行核DNA的复制,A项错误;染色体复制的结果是每条染色体上含有两条姐妹染色单体,但染色体的数量并没有增加,B项错误;有丝分裂后期和减数第二次分裂后期不会发生同源染色体的分离,C项错误;若减数第一次分裂后期出现同源染色体没有分离的情况,则完成分裂形成的子细胞中染色体数量比正常情况下增加或减少,即发生了染色体数目变异,D项正确。
方法微点拨 引发相关物质数量变化的四大原因(以二倍体生物为例)
5.C 解析 ①为减数分裂Ⅱ中期细胞,②为减数分裂Ⅱ末期结束后形成的精细胞,③为减数分裂Ⅰ后期,④为减数分裂Ⅱ后期,减数分裂顺序为③→①→④→②,A项正确;③为减数分裂Ⅰ后期细胞,其分裂产生2个次级精母细胞,B项正确;①为减数分裂Ⅱ中期细胞,没有同源染色体,C项错误;①为减数分裂Ⅱ中期细胞,染色体数为n,每条染色体上有2个DNA分子,④分裂结束后形成的精细胞染色体数目为n,但每条染色体上有1个DNA分子,D项正确。
6.A 解析 若用DNA复制抑制剂处理,DNA复制不能正常进行,细胞将停留在S期,即细胞停留在检验点2,A项正确。细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成为止所经历的时间,包括分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期);据题图分析可知,图中从检验点4到检验点4过程是一个完整的细胞周期,B项错误。依据“细胞分裂周期蛋白6……促进‘复制前复合体’形成,进而启动DNA复制”分析,“复制前复合体”组装完成的时间点是S期(进行DNA复制)前的检验点1,C项错误。若染色体未全部与纺锤体相连,则染色体不能均分到细胞的两极,该细胞不能通过检验点4,D项错误。
7.A 解析 依据题干信息,动物个体的基因型为AaXbY,所以乙时期某细胞出现A、a基因的原因有:一是减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换,二是基因突变,A项错误。甲表示减数第二次分裂前期和中期,存在姐妹染色单体;乙表示减数第二次分裂后期,着丝粒一分为二,染色体数目和体细胞保持一致,甲细胞中含有1个染色体组,乙细胞中含有2个染色体组,B项正确。基因型为AaXbY的精母细胞一般可以产生AXb、aXb、AY、aY四种精细胞,C项正确。若某精细胞基因型为aaXb,则与此来自同一个次级精母细胞的精细胞是Xb,与此来自同一个初级精母细胞的另两个精细胞是AY、AY,D项正确。
8.B 解析 甲细胞中含有1个染色体组,核DNA数为2n,说明甲细胞是减数分裂Ⅱ的前期和中期的细胞,则甲细胞中一定无同源染色体,其基因型为AAXBXB和aaYY或aaXBXB和AAYY,细胞内含有2个或4个荧光标记,A项正确。乙细胞中含有2个染色体组,核DNA数为2n,说明乙细胞为精原细胞,或者是间期的G1期细胞,或者是减数分裂Ⅱ的后期和末期的细胞,染色体数∶核DNA分子数=1∶1;精原细胞、G1期细胞有同源染色体,但减数分裂Ⅱ的后期和末期的细胞无同源染色体,B项错误;丙细胞中含有2个染色体组,核DNA数为4n,说明丙细胞为间期的G2期细胞或者是减数分裂Ⅰ的细胞或者有丝分裂前期和中期的细胞,这些细胞中都有姐妹染色单体,且减数分裂Ⅰ的前期会形成四分体,C项正确;丁细胞中含有4个染色体组,核DNA数为4n,说明丁细胞是有丝分裂后期的细胞,其基因型为AAaaXBXBYY,细胞内有2条Y染色体,D项正确。
9.A 解析 精巢中既存在有丝分裂过程,也存在减数分裂过程,a细胞中没有四分体,染色单体数为16,可能处于有丝分裂前、中期,有丝分裂过程中不发生同源染色体联会,不出现四分体,A项错误;b细胞中有四分体,处于减数分裂Ⅰ前期,该细胞中可能发生了同源染色体上非姐妹染色单体间片段的互换,此时b细胞中含有8条染色体,B项正确;c细胞中有两套染色体组,不含四分体,不含染色单体,则该细胞可能处于有丝分裂末期结束、减数分裂Ⅱ后期,此时细胞中有8条染色体,b细胞中也含有8条染色体,C项正确;c细胞可能处于有丝分裂末期结束、减数分裂Ⅱ后期,若是减数分裂Ⅱ后期,则可能含有0或2条Y染色体,D项正确。
10.D 解析 题图乙细胞②和细胞③中染色体大小和颜色互补,可能来自同一个初级卵母细胞,A项错误;题图乙细胞③中1号、2号染色体是姐妹染色单体分开后形成的,由于基因突变或互换,相同位置上的两个基因可能为等位基因,B项错误;DE段同源染色体对数发生变化的原因是受精作用,FG段同源染色体对数发生变化的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,原因不同,C项错误;在减数分裂过程中,着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期,属于题图甲的CD段,考虑到CD段细胞中可能含Z,也可能含W,再考虑到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,故Z染色体的数量为0或1或2,D项正确。
11.答案 (1)雌性动物卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限,可观察到减数分裂不同时期的细胞数目较少;雄性个体产生的精子数量远多于雌性个体产生的卵细胞数;大多数雌性动物卵巢中的减数分裂没有完成,只有在精子的刺激下才能继续完成减数分裂Ⅱ(写出一点即可) (2)84 4 gh (3)AXBY 丙 (4)减数分裂产生的配子具有多样性和受精时雌雄配子的随机结合
解析 (1)观察大熊猫细胞的减数分裂过程时,常选雄性睾丸为材料,而不选雌性卵巢为实验材料的原因是雌性动物卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限,可观察到减数分裂不同时期的细胞数目较少;雄性个体产生的精子数量远多于雌性个体产生的卵细胞数;大多数雌性动物卵巢中的减数分裂没有完成,只有在精子的刺激下才能继续完成减数分裂Ⅱ。(2)大熊猫(2n=42)的精原细胞处于甲时期时,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,含有同源染色体,处于有丝分裂后期,含有84条染色体,4个染色体组,细胞丁表示减数第二次分裂的中期,对应题图2中的gh段。(3)雌性大熊猫(aaXbXb)只能产生aXb的配子,形成该变异大熊猫异常配子的基因型是AXBY,配子中X和Y染色体没有分开,说明在减数第一次分裂后期时同源染色体没有分开,丙细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期,该变异发生的时期与题图1中丙细胞所处时期一致。(4)有性生殖子代的多样性是由减数分裂产生的配子的多样性和受精时雌雄配子的随机结合来决定的。
12.答案 (1)有丝 减数分裂Ⅰ后期会发生同源染色体的分离,黄色与绿色应分别位于细胞两极;减数分裂Ⅱ后期应发生姐妹染色单体的分离,在细胞的同极不应该含有等位基因 不能 X染色体上一个d基因突变为D基因 (2)1/4 1/2~1
(3)①细胞膜表面糖蛋白等物质减少,细胞间的黏着性降低 抑癌 ②凝胶的浓度、自身分子的大小和构象 熊胆能促进两种皮肤癌细胞株中p53基因的表达,且随着熊胆处理时间的延长,p53基因表达量增加
解析 (1)依据题干信息“该细胞在分裂过程中只发生一次变异”和题图1可知,图示细胞处于有丝分裂后期。原因:若图像细胞为减数分裂Ⅰ后期,则会发生同源染色体的分离,则位于细胞两极的探针信息黄色与绿色应分别位于细胞两极,与图示不符;若图像细胞为减数分裂Ⅱ后期,应该发生姐妹染色单体的分离,在细胞的同极不应该含有等位基因,与图示信息也不符,故图示为有丝分裂后期。DNA分子的复制为半保留复制,有丝分裂后期,随着姐妹染色单体的分离,形成的子染色体的结合具有随机性,因此经若干次分裂后,不能确定该细胞中含有32P的染色体数量。由“探针D(红色)、探针d(蓝色)”可知,题图1细胞中出现红色的原因是X染色体上一个d基因突变为D基因。(2)若该动物一个精原细胞(BbXdY)中基因B和b所在染色体片段发生互换,则经探针处理后,不考虑其他变异,产生的配子中只显黄色(即产生的配子基因组成为BY)的比例为1/4;该细胞经一次有丝分裂后,形成的两个精原细胞中每条染色体均含32P。精原细胞进行减数分裂,复制得到的染色体中一条染色单体含32P,一条染色单体不含32P。减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,形成两个次级精母细胞,减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离,形成的两个染色体一个含32P,一个不含32P,因此子细胞中含32P的细胞所占的比例范围是1/2~1。(3)①细胞膜表面糖蛋白等物质减少,导致细胞间的黏着性降低,从而导致癌细胞容易在体内转移和扩散;由题意可知,p53基因的表达产物能在细胞核内调控转录因子的活性,进而抑制细胞恶性增殖,因此p53基因属于抑癌基因。②p53在电场中的迁移速率主要与凝胶的浓度、自身分子的大小和构象等有关;由电泳结果可得出的结论是熊胆能促进两种皮肤癌细胞株中p53基因的表达,且随着熊胆处理时间的延长,p53基因表达量增加。(共40张PPT)
专题微练(四) 细胞分裂与遗传变异
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一、选择题
1.(2024·浙江1月选考，T4)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是( )
A.细胞①处于间期，细胞核内主要进行DNA
复制和蛋白质合成
B.细胞②处于中期，染色体数∶染色单体数∶
核DNA分子数=1∶2∶2
C.细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D.细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
蛋白质的合成不发生在细胞核内，而在细胞质中的核糖体上，A项错误；洋葱根尖细胞进行有丝分裂，有丝分裂后期着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离成两条独立的染色体，并以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极，C项错误；植物细胞有丝分裂末期在赤道板位置出现一个细胞板，细胞板发展成为新的细胞壁，进而产生两个新细胞，细胞膜不会向内凹陷，D项错误。
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2.(2024·江西卷，T3)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是( )
A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体
B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列
C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍
D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动
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根据题意，T基因突变影响的是有丝分裂后期，所以T基因突变的细胞在有丝分裂前期可形成一个梭形的纺锤体，在分裂中期染色体着丝粒能正常排列在赤道板上，A项正确，B项错误；T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，因此T基因突变会影响染色体向细胞两极移动，但并不影响着丝粒分裂，故染色体数能正常加倍，C、D两项正确。
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3.(2025·郑州模拟)在有丝分裂过程中，核仁N-乙酰基转移酶10(NAT10)与运动蛋白(Eg5)结合，并共定位于中心体，NAT10参与有丝分裂末期的染色体解聚、核仁组装和胞质分裂，NAT10的缺失会导致纺锤体组装紊乱，进而引起有丝分裂异常。下列相关推测错误的是( )
A.NAT10缺失的细胞在分裂前期可观察到姐妹染色单体
B.NAT10的缺失不会影响分裂期染色质丝的高度螺旋化
C.分裂中期，NAT10缺失的细胞的赤道板上排列着所有着丝粒
D.NAT10缺失不影响分裂后期细胞中染色体数目的加倍
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由题意可知，NAT10在中心体中，参与有丝分裂末期的染色体解 聚、核仁组装和胞质分裂，NAT10的缺失会导致纺锤体组装紊乱，进而引起有丝分裂异常，由此说明缺失NAT10不会影响染色体的复制，所以在分裂前期可观察到姐妹染色单体，A项正确；NAT10的缺失影响分裂末期染色体解聚，所以不会影响分裂前期染色质丝的高度螺旋化，B项正确；NAT10缺失会导致纺锤体组装紊乱，而分裂中期着丝粒排列在赤道板上是纺锤丝牵引的结果，所以NAT10缺失的细胞在分裂中期不会出现全部着丝粒排列在赤道板上，C项错误；着丝粒的分裂与纺锤丝无关，所以NAT10缺失不影响分裂后期细胞中染色体数目的加倍，D项正确。
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4.无论是有丝分裂还是减数分裂，都会涉及遗传物质的复制和分配问题。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞每次分裂前都要进行核DNA的复制，DNA复制的主要场所是细胞核
B.DNA经过复制导致其数量加倍，染色体经过复制也会导致其数量加倍
C.细胞分裂后期，DNA都通过同源染色体的分离而均等分配到两个子细胞中
D.减数分裂过程中同源染色体没有正常分离，会导致染色体数目变异的发生
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减数第二次分裂前不进行核DNA的复制，A项错误；染色体复制的结果是每条染色体上含有两条姐妹染色单体，但染色体的数量并没有增加，B项错误；有丝分裂后期和减数第二次分裂后期不会发生同源染色体的分离，C项错误；若减数第一次分裂后期出现同源染色体没有分离的情况，则完成分裂形成的子细胞中染色体数量比正常情况下增加或减少，即发生了染色体数目变异，D项正确。
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引发相关物质数量变化的四大原因(以二倍体生物为例)
方法微点拨
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5.如图为某植物(染色体数目为2n)减数分裂形成精子的部分显微照片(不考虑染色体变异)。下列叙述不正确的是( )
A.图中减数分裂的顺序为③→①→④→②
B.图③所示细胞分裂将产生2个次级精母细胞
C.图①③所示细胞中含有同源染色体和姐妹染色单体
D.图④所示细胞分裂后形成的子细胞与图①的各细胞相比，染色体数相同，但每条染色体中的DNA数不同
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①为减数分裂Ⅱ中期细胞，②为减数分裂Ⅱ末期结束后形成的精细胞，③为减数分裂Ⅰ后期，④为减数分裂Ⅱ后期，减数分裂顺序为③→①→④→②，A项正确；③为减数分裂Ⅰ后期细胞，其分裂产生2个次级精母细胞，B项正确；①为减数分裂Ⅱ中期细胞，没有同源染色体，C项错误；①为减数分裂Ⅱ中期细胞，染色体数为n，每条染色体上有2个DNA分子，④分裂结束后形成的精细胞染色体数目为n，但每条染色体上有1个DNA分子，D项正确。
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6.(2025·连云港联考)细胞周期检验点是检测细胞是否正常分裂的一种调控机制，如图中1~4为部分检验点，只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一个阶段。在真核细胞中，细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)是启动细胞DNA复制的必需蛋白，其主要功能是促进“复制前复合体”形成，进而启动DNA复制。下列有关叙述正确的是( )
A.若用DNA复制抑制剂处理，细胞将停留在检验点2
B.检验点1到检验点1过程是一个完整的细胞周期
C.“复制前复合体”组装完成的时间点是检验点2
D.染色体未全部与纺锤体相连的细胞不能通过检验点3
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若用DNA复制抑制剂处理，DNA复制不能正常进行，细胞将停留在S期，即细胞停留在检验点2，A项正确。细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成为止所经历的时间，包括分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)；据题图分析可知，图中从检验点4到检验点4过程是一个完整的细胞周期，B项错误。依据“细胞分裂周期蛋白6……促进‘复制前复合体’
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形成，进而启动DNA复制”分析，“复制前复合体”组装完成的时间点是S期(进行DNA复制)前的检验点1，C项错误。若染色体未全部与纺锤体相连，则染色体不能均分到细胞的两极，该细胞不能通过检验点4，D项错误。
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7.(2025·广安模拟)某动物个体(2n=8)的基因型为AaXbY，该动物的一个初级精母细胞在进行减数分裂过程中，产生了如图甲、乙所示的两个时期的细胞。下列叙述错误的是( )
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A.乙时期某细胞出现A、a基因的原因一定是发生了基因突变
B.甲、乙时期细胞均处于减Ⅱ过程，含一个或两个染色体组
C.该种初级精母细胞分裂可产生AXb、aXb、AY、aY四种精细胞
D.若某精细胞基因型为aaXb，另三个精细胞基因型为AY、AY和Xb
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依据题干信息，动物个体的基因型为AaXbY，所以乙时期某细胞出现A、a基因的原因有：一是减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，二是基因突变，A项错误。甲表
解析
示减数第二次分裂前期和中期，存在姐妹染色单体；乙表示减数第二次分裂后期，着丝粒一分为二，染色体数目和体细胞保持一致，甲细胞中含有1个染色体组，乙细胞中含有2个染色体组，B项正确。基因型为AaXbY的精母细胞一般可以产生AXb、aXb、AY、aY四种精细胞，C项正确。若某精细胞基因型为aaXb，则与此来自同一个次级精母细胞的精细胞是Xb，与此来自同一个初级精母细胞的另两个精细胞是AY、AY，D项正确。
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8.(2025·大连模拟)一个基因型为AaXBY的精
原细胞，用荧光分子标记基因A、a和B，分
裂过程中不同时期的4个细胞中染色体组数和
核DNA数如图所示。不考虑基因突变、互换
和染色体变异，下列叙述不正确的是( )
A.甲细胞中一定无同源染色体，细胞内含有2个或4个荧光标记
B.乙细胞中一定有同源染色体，染色体数∶核DNA分子数=1∶1
C.丙细胞中一定有姐妹染色单体，可能存在四分体
D.丁细胞一定处于有丝分裂，细胞内有2条Y染色体
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甲细胞中含有1个染色体组，核DNA数为2n，说明甲细胞是减数分裂Ⅱ的前期和中期的细胞，则甲细胞中一定无同源染色体，其基因型为AAXBXB和aaYY或aaXBXB和AAYY，细胞内含有2个或4个荧光标记，A项正确。乙细胞中含有2个染色体组，核DNA数为2n，说明乙细胞为精原细胞，或者是间期的G1期细胞，或者是减数分裂Ⅱ的后期和末期的细胞，染色体数∶核DNA分子数=1∶1；精原细胞、G1期细胞有同源染色体，但减数分裂Ⅱ的后期和末期的细胞无同源染色体，B项错误；丙细胞中含有2个染色体组，核
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DNA数为4n，说明丙细胞为间期的G2期细胞或者是减数分裂Ⅰ的细胞或者有丝分裂前期和中期的细胞，这些细胞中都有姐妹染色单体，且减数分裂Ⅰ的前期会形成四分体，C项正确；丁细胞中含有4个染色体组，核DNA数为4n，说明丁细胞是有丝分裂后期的细胞，其基因型为AAaaXBXBYY，细胞内有2条Y染色体，D项正确。
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9.果蝇(2n=8)的精巢中，a、b、c三个细胞中的染色体组数、四分体个数和染色单体数如表所示(不考虑基因突变和染色体变异)。下列相关叙述错误的是( )
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细胞 染色体组数 四分体个数 染色单体数
a 2 0 16
b 2 4 16
c 2 0 0
A.a细胞中各对同源染色体将要排列在赤道板两侧
B.b细胞可能发生了非姐妹染色单体间片段的互换
C.b细胞中染色体数与c细胞中染色体数相同
D.若c细胞的细胞膜内陷，则细胞内可能有2条Y染色体
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精巢中既存在有丝分裂过程，也存在减数分裂过程，a细胞中没有四分体，染色单体数为16，可能处于有丝分裂前、中期，有丝分裂过程中不发生同源染色体联会，不出现四分体，A项错误；b细
解析
胞中有四分体，处于减数分裂Ⅰ前期，该细胞中可能发生了同源染色体上非姐妹染色单体间片段的互换，此时b细胞中含有8条染色体，B项正确；c细胞中有两套染色体组，不含四分体，不含染色单体，则该细胞可能处于有丝分裂末期结束、减数分裂Ⅱ后 期，此时细胞中有8条染色体，b细胞中也含有8条染色体，C项正确；c细胞可能处于有丝分裂末期结束、减数分裂Ⅱ后期，若是减数分裂Ⅱ后期，则可能含有0或2条Y染色体，D项正确。
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10.如图甲是某雌性家鸡的细胞在分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线，图乙是细胞分裂过程示意图，细胞中仅显示部分染色体。下列说法正确的是( )
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A.图乙细胞②和细胞③不可能来自同一个初级卵母细胞
B.图乙细胞③中1号、2号染色体相同位置上的两个基因不可能为等位基因
C.图甲中DE段、FG段同源染色体对数发生变化的原因相同
D.减数分裂中着丝粒分裂发生在图甲的CD段，CD段细胞中Z染色体的数量为0或1或2
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题图乙细胞②和细胞③中染色体大小和颜色互补，可能来自同一个初级卵母细胞，A项错误；题图乙细胞③中1号、2号染色体是姐
解析
妹染色单体分开后形成的，由于基因突变或互换，相同位置上的两个基因可能为等位基因，B项错误；DE段同源染色体对数发生变化的原因是受精作用，FG段同源染色体对数发生变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，原因不同，C项错误；在减数分裂过程中，着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，属于题图甲的CD段，考虑到CD段细胞中可能含Z，也可能含W，再考虑到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，故Z染色体的数量为0或1或2，D项正确。
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二、非选择题
11.(2025·重庆模拟)大熊猫(2n=42)是国家一级保护动物，数量稀少。某科研小组利用大熊猫睾丸为材料，进行细胞分裂实验并绘制了相关示意图，其中图1表示细胞分裂过程(仅显示部分染色体)，图2表示正常分裂过程不同时期细胞内染色体数的变化曲线。请回答下列问题：
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(1)观察大熊猫的减数分裂过程，常用雄性睾丸为材料，而不选雌性卵巢为材料的原因是___________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出一点即可)。
(2)大熊猫的精原细胞处于甲时期时，含有_____条染色体，含有_______个染色体组，细胞丁所处分裂时期与图2中_______(用字母表示)段所处分裂时期对应。
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雌性动物卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限，可观察到减数分裂不同时期的细胞数目较少；雄性个体产生的精子数量远多于雌性个体产生的卵细胞数；大多数雌性动物卵巢中的减数分裂没有完成，只有在精子的刺激下才能继续完成减数分裂Ⅱ
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gh
(3)研究过程中雄性大熊猫(AaXBY)与雌性大熊猫(aaXbXb)交配后代出现了一只基因型为AaXBXbY的个体，不考虑基因突变，形成该变异大熊猫异常配子的基因型是______。该变异发生的时期与图1中_____细胞所处时期一致。
(4)图2中的Ⅰ和Ⅱ过程，能保证大熊猫子代具有多样性的原因是___________________________________________________________。
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AXBY
丙
减数分裂产生的配子具有多样性和受精时雌雄配子的随机结合
(1)观察大熊猫细胞的减数分裂过程时，常选雄性睾丸为材料，而不选雌性卵巢为实验材料的原因是雌性动物卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限，可观察到减数分裂不同时期的细胞数目较少；雄性个体产生的精子数量远多于雌性个体产生的卵细胞数；大多数雌性动物卵巢中的减数分裂没有完成，只有在精子的刺激下才能继续完成减数分裂Ⅱ。(2)大熊猫(2n=42)的精原细胞处于甲时期时，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，含有同源染色体，处于有丝分裂后期，含有84条染色体，4个染色体组，细胞丁表示减数第二次分裂的中
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期，对应题图2中的gh段。(3)雌性大熊猫(aaXbXb)只能产生aXb的配子，形成该变异大熊猫异常配子的基因型是AXBY，配子中X和Y染色体没有分开，说明在减数第一次分裂后期时同源染色体没有分开，丙细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，该变异发生的时期与题图1中丙细胞所处时期一致。(4)有性生殖子代的多样性是由减数分裂产生的配子的多样性和受精时雌雄配子的随机结合来决定的。
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12.(科学探究)某雄性动物的基因型为BbXdY(2n=16)。将该动物体内一个精原细胞(DNA被32P全部标记)放在不含32P的培养液中培养，经若干次分裂后，分别用与基因B、b、D、d特异性结合的探针B(黄色)、探针b(绿色)、探针D(红色)、探针d(蓝色)
处理某一分裂时期的细胞，结果如图1所
示，已知该细胞在分裂过程中只发生了
一次变异。回答下列问题：
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(1)图1细胞处于_______分裂的后期，理由是_____________________
______________________________________________________________________________________________________________________。________(填“能”或“不能”)确定该细胞中含有32P的染色体数量。图1细胞中出现红色的原因是_____________________________________。
(2)若该动物一个精原细胞中基因B和b所在染色体片段发生互换，则经探针处理后，不考虑其他变异，产生的配子中只显黄色的比例为______；若该精原细胞先进行一次有丝分裂，再进行一次减数分裂，则产生的子细胞中含32P的细胞所占的比例范围是_________。
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有丝
减数分裂Ⅰ后期会发生同源染色体的分离，黄色与绿色应分别位于细胞两极；减数分裂Ⅱ后期应发生姐妹染色单体的分离，在细胞的同极不应该含有等位基因
不能
X染色体上一个d基因突变为D基因
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1/2~1
(3)研究发现，细胞分裂过程中p53基因的表达产物能在细胞核内调控转录因子的活性，进而抑制细胞恶性增殖。为探究熊胆对皮肤癌细胞中p53基因表达的影响，研究人员分别提取经BB(熊胆粉)处理后的皮肤癌HaCaT、KUMA6细胞株的总蛋白，采用琼脂糖凝胶电泳法分离出p53，电泳结果如图2所示。
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①癌细胞容易在体内转移和扩散的原因是_______________________
_____________________________；推测p53基因属于________基因。
②琼脂糖凝胶电泳法分离p53时，p53在电场中的迁移速率主要与__________________________________有关。由电泳结果可得出的结论是________________________________________________________
_____________________________________。
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细胞膜表面糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性降低
抑癌
凝胶的浓度、自身分子的大小和构象
熊胆能促进两种皮肤癌细胞株中p53基因的表达，且随着熊胆处理时间的延长，p53基因表达量增加
(1)依据题干信息“该细胞在分裂过程中只发生一次变异”和题图1可知，图示细胞处于有丝分裂后期。原因：若图像细胞为减数分裂Ⅰ后期，则会发生同源染色体的分离，则位于细胞两极的探针信息黄色与绿色应分别位于细胞两极，与图示不符；若图像细胞为减数分裂Ⅱ后期，应该发生姐妹染色单体的分离，在细胞的同极不应该含有等位基因，与图示信息也不符，故图示为有丝分裂后期。DNA分子的复制为半保留复制，有丝分裂后期，随着姐妹染色单体的分离，形成的子染色体的结合具有随机性，因此经若干
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次分裂后，不能确定该细胞中含有32P的染色体数量。由“探针D (红色)、探针d(蓝色)”可知，题图1细胞中出现红色的原因是X染色体上一个d基因突变为D基因。(2)若该动物一个精原细胞(BbXdY)中基因B和b所在染色体片段发生互换，则经探针处理后，不考虑其他变异，产生的配子中只显黄色(即产生的配子基因组成为BY)的比例为1/4；该细胞经一次有丝分裂后，形成的两个精原细胞中每条染色体均含32P。精原细胞进行减数分裂，复制得到的染色体中一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P。减数分裂Ⅰ后期同
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源染色体分离，形成两个次级精母细胞，减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离，形成的两个染色体一个含32P，一个不含32P，因此子细胞中含32P的细胞所占的比例范围是1/2~1。(3)①细胞膜表面糖蛋白等物质减少，导致细胞间的黏着性降低，从而导致癌细胞容易在体内转移和扩散；由题意可知，p53基因的表达产物能在细胞核内调控转录因子的活性，进而抑制细胞恶性增殖，因此p53基因属于抑癌基因。②p53在电场中的迁移速率主要与凝胶的浓度、自
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身分子的大小和构象等有关；由电泳结果可得出的结论是熊胆能促进两种皮肤癌细胞株中p53基因的表达，且随着熊胆处理时间的延长，p53基因表达量增加。
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4(共44张PPT)
第4讲 细胞分裂与遗传变异
考点1 细胞分裂过程及特点
1.细胞周期中需关注的10个知识点
着丝粒
前期
前期
间期
后期
(1)着丝粒分裂并非纺锤丝牵引的结果。着丝粒先分裂，之后纺锤丝牵引(实验证据：低温或秋水仙素处理抑制纺锤体形成时，着丝粒可照常分裂，从而导致染色体加倍)。
(2)分裂后子细胞的三种去向：①继续分裂(如干细胞)；②暂不分裂(如肝细胞)；③细胞分化(如神经细胞)。
2.抓住关键点，快速判断二倍体生物的细胞分裂方式
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3.解读细胞分裂中常考的三类特殊曲线图
(1)每条染色体中DNA含量的变化。
前、中
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
(2)“同源染色体对数”和“染色体组数”数目变化曲线(二倍体生物)。
(3)不同核DNA相对含量和染色体数目对应细胞数目的柱形图。
前、中、后、末
前、中、后、末
前、中
后、末
1.(2023·浙江6月选考，T17)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( )
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
[关键能力] (1)演绎推理。
现象：甲细胞中a基因在DNA复制过程中发生了突变(由a突变为A)。
推理：甲细胞分裂后会产生AAXBY和AaXBY两种类型的子细胞。(C项正确)
(2)由果溯因。
现象：乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，且在非同源染色体上出现了A的等位基因a。
原因推测：形成乙细胞的过程中A基因所在的常染色体与Y染色体进行了组合，发生了基因重组，同时a基因所在的染色体与Y染色体发生了染色体易位。(D项正确)
2.(2024·北京卷，T5)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，下列相关叙述错误的是( )
A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
C.有丝分裂前的间期进行DNA复制
D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
减数分裂Ⅰ过程中同源染色体分离，染色体数目减半，A项正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ前期，B项错误；DNA复制主要发生在分裂前的间期，C项正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性，D项正确。
解析
3.(2023·浙江1月选考，T20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
根据2n=8可知，该雄性动物体细胞中含有2个染色体组，共8条染色体，在复制前含8个核DNA分子。题图甲、乙中核DNA分子均只有8个，据此可判断甲、乙所处的时期均为减数第二次分裂，根据
解析
甲时期的染色体数目为4条，可进一步判断甲处于减数第二次分裂前期或中期，而同源染色体两两配对现象出现在减数第一次分裂前期，A项错误；乙时期染色体数目为8条，说明着丝粒已完成分裂，此时细胞中应含有2条X染色体或2条Y染色体，不存在染色单体，B、C两项错误；由于该初级精母细胞的染色体发生片段交 换，引起1个A和1个a发生互换，因此其产生的4个精细胞的基因型为AXD、aXD、AY、aY，D项正确。
解析
考向 科学思维与生命观念
1.如图为某二倍体高等动物体内进行细胞分裂的示意图，若将细胞甲中的三对等位基因分别用三种颜色的荧光进行标记(图中仅显示部分染色体)。下列分析正确的是( )
A.只能在雄性动物的睾丸中同时观察到甲、乙、丙三种细胞
B.细胞甲→细胞丙过程中，三种颜色荧光进入同一细胞可验证分离定律
C.若不考虑变异，细胞丙中包含两个完全相同的染色体组
D.细胞甲→细胞乙过程中，染色体和核DNA的数目均加倍
若细胞丙为第一极体，则在雌性动物的卵巢中也可以同时观察到甲、乙、丙三种细胞，A项错误；发出不同荧光的基因为非等位基因，细胞甲→细胞丙过程中三种颜色的荧光进入同一细胞不能验证基因的分离定律，B项错误；若不考虑变异，细胞丙中正在减数分裂Ⅱ分离的染色体是由姐妹染色单体分开形成的，因此丙中包含两个完全相同的染色体组，C项正确；细胞甲→细胞乙过程中，核DNA在间期完成复制使数目加倍，而染色体在有丝分裂后期加倍，D项错误。
解析
2.如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述错误的是( )
A.在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上
B.在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C.在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
D.朱红眼基因cn、白眼基因w的遗传互不干扰且遵循分离定律
有丝分裂中期，所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上，A项正确；有丝分裂后期，每一极都含有题图所示的常染色体和X染色体，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极，B项正确；题图所示常染色体和X染色体为非同源染色体，可以出现于减数第二次分裂后期的同一极，因此减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，C项正确；朱红眼基因cn、白眼基因w位于两对同源染色体上，它们的遗传不遵循分离定律，D项错误。
解析
3.如图1是某高等动物减数分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系，图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是( )
A.图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA
B.若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，则图1所示②时期处于图2中cd段
C.若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，则图2的ab段一定会发生基因重组
D.若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，则处于cd段的细胞中一定存在姐妹染色单体
由题图分析可知，题图1中乙在③中不存在，所以乙为染色单体；①中甲∶丙=2∶1，所以甲为核DNA，丙为染色体，题图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体，A项错误。题图1②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2，且染色体数目是体细胞的一半，处于减数分裂Ⅱ前期和中期，若题图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，则题图1所示②时期处于题图2中cd段，B项正确。若题图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，当ab段
解析
代表减数第一次分裂，则在前期或者后期可能发生基因重组，当ab段代表减数分裂Ⅱ后期，则不会发生基因重组，C项错误。若题图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，若cd段处于减数第二次分裂，减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体；若cd段处于减数第二次分裂后期，此时的细胞中无姐妹染色单体，D项错误。
解析
考点2 细胞分裂与可遗传变异
1.细胞分裂与
可遗传变异
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
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AaXB、 AaXB、 Xb、Xb 减数分裂Ⅰ时A、a基因所在的同源染色体没有分开，减数分裂Ⅱ正常
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AAXB、XB、aXb、aXb 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
AaXBXb(两对等位基因位于两对同源染色体上) AAXBXb、XBXb、 a、a 减数分裂Ⅰ及减数分裂Ⅱ均发生异常
AaBb(两对等位基因位于一对同源染色体上) AB、Ab、 aB、ab 减数分裂Ⅰ过程中发生了互换
1.(2024·广东卷，T9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
患儿含有三条性染色体，Y染色体和含有Xg1基因的X染色体只能由父亲提供，可推知该患儿染色体异常最可能是由精母细胞减数分裂ⅠX、Y同源染色体未分离导致的，A项正确，B、C、D三项错误。
解析
2.(2024·山东卷，T6)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
解析
解析
考向 科学思维与生命观念
1.(2025·徐州模拟)如图表示基因型为Aa的某哺乳动物体
内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色
体变异)。据图分析，下列有关叙述正确的是( )
A.图中共有7条染色单体
B.等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C.该细胞发生了基因突变，2号染色体上的基因A突变为a
D.该细胞分裂完成直接产生的精子基因型是aY、aY、aX和AX
题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数分裂Ⅰ后期的图像，此时每条染色体均含有两条染色单体，因此题图中共有8条染色单体，A项错误；题图中的基因发生了基因突变，导致同一条染色体上带有两个不同的等位基因，此时等位基因的分离也可以发生在减数分裂Ⅱ后期，B项错误；该细胞分裂完成直接产生的是次级精母细胞，D项错误。
解析
2.(2025·安康模拟)先天性睾丸发育不全(XXY)是
一种性染色体异常疾病，为了分析某患儿的病因，
对该患儿及其父母的X染色体上的A基因(A1~A3)
进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。下列关于该患儿致病原因的叙述，正确的是( )
A.母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常
B.父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常
C.母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
D.父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常
若母亲卵原细胞减数分裂Ⅰ时两条X染色体分离异常，那么产生的卵细胞可能含两条不同的X染色体，带有两种不同的A基因(A2和A3)，但从凝胶电泳结果看，患儿的两条X染色体上的基因都为
A2，说明不是这种情况，A项错误；若父亲精原细胞减数分裂Ⅰ时X与Y染色体分离异常，会产生含XY的精子，若与正常卵细胞结合可形成XXY个体，但从电泳结果可知，患儿的两条X染色体上的基因都为A2，与父亲的A1基因不同，说明不是父亲产生异常
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精子导致的，B项错误；若母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常，可能产生含两条相同X染色体(都含A2基因)的卵细胞，与正常含Y染色体的精子结合，可形成基因型为XXY且两条X染色体基因都为A2的患儿，符合电泳结果，C项正确；若父亲精原细胞减数分裂Ⅱ时两条X染色体分离异常，产生的精子含两条X染色体，但从电泳结果看，患儿的两条X染色体上的基因都为A2，与父亲的A1基因不同，说明不是父亲在减数分裂Ⅱ时产生异常精子导致的，D项错误。
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