考点9 理清细胞分裂与遗传变异的联系
1．关于细胞分裂与遗传规律的3点提示
(1)基因的分离定律发生在减数第一次分裂的后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。
(2)基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合。
(3)有丝分裂和无丝分裂过程中不存在基因的分离和自由组合。
2．关于细胞分裂与生物变异的3点提示
(1)基因突变主要发生在细胞分裂的间期。
特别提醒 细胞分裂的各个时期都可以发生基因突变，并不是只有间期才能够发生基因突变，只是在间期最容易发生基因突变。
(2)基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期，前期是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换造成的，后期是由于非同源染色体之间自由组合造成的。
(3)染色体变异可以发生在细胞分裂的各个时期。
3．细胞分裂过程中形成染色体数目异常细胞的3种原因
(1)纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
(2)同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。
(3)姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子异常。
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4．产生性染色体异常配子的原因剖析
(1)异常精子
①XY出现的原因是由于减数第一次分裂后期同源染色体未彼此分离。
②XX或YY出现的原因是由于减数第二次分裂后期姐妹染色单体未彼此分离。
(2)异常卵细胞：XX或O出现的原因是由于减数第一次分裂后期同源染色体未彼此分离或减数第二次分裂后期姐妹染色单体未彼此分离。
题组一 辨析细胞分裂过程中基因的传递规律
1．(2015·海南，29)回答下列关于遗传的问题：
(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的非等位基因之间会发生____________，同源染色体内的非姐妹染色单体之间可能会发生______________，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因型组成不同的配子。
(2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是________________(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙表示的是______________(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。
答案 (1)自由组合 交叉互换 (2)初级精母细胞 精细胞
解析 (1)进行有性生殖的生物在进行减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；另外一种基因重组发生在减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交叉互换。(2)如图所示，图甲细胞中含有同源染色体，并且每条染色体上有姐妹染色单体，所以为初级精母细胞；图乙细胞中无同源染色体，并且姐妹染色单体已经分开，已分别进入不同的配子中，所以为精细胞。
2．(2017·上海模拟)已知一小鼠的基因型为XBXb。该小鼠次级卵母细胞分裂的结果是( )
A．第二极体中同时含有B基因和b基因
B．卵细胞中可能含有B基因或含有b基因
C．若卵细胞中含有B基因，则极体中必不含有B基因
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D．卵细胞中必然含有B基因，极体中可能含有b基因
答案 B
解析 由于等位基因存在于同源染色体上，等位基因随着同源染色体的分开而分离，导致减数分裂结束后产生的第二极体中只含有B或b基因，A错误；由于等位基因分离，因此卵细胞中可能含有B基因或含有b基因，B正确；若卵细胞中含有B基因，则其他三个极体中的基因分别为B、b、b，C错误；卵细胞中可能含有B基因或含有b基因，D错误。
思维延伸 判断下列叙述的正误：
(1)某男性的基因型为AaXbY，他体内经正常减数分裂产生的一个次级精母细胞中(不考虑交叉互换)，可能含有两个基因A、两个基因b,1条X染色体( √ )
(2)下图为某二倍体动物细胞分裂图像，则：
①如果P 为X 染色体，则Q 一定是Y 染色体，两者同源区段可携带等位基因( × )
②染色体P 和Q 上的基因，在亲子代间传递时可遵循基因的自由组合定律( √ )
(3)一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂产生的4个精子出现了以下情况，则：
①若精子的种类及比例为AB∶ab＝2∶2，则两对等位基因一定位于同一对同源染色体上( × )
②若精子的种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，则一定发生了同源染色体分离，非同源染色体的自由组合( × )
③若精子的种类及比例为AaB∶b＝2∶2，则一定发生了染色体结构变异( × )
④若精子的种类及比例为AB∶aB∶ab＝1∶1∶2，则一定有一个A基因突变成了a基因( √ )
题组二 基因突变、基因重组与细胞分裂关系的辨析
3．判断与填充：
(1)如图为某生物(基因型为AABb)正在进行细胞分裂的部分染色体组成示意图，则该细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞，其中基因a是由基因A经突变产生的(2011·江苏，11AB)( × )
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(2)(2013·山东，27节选)某二倍体植物高茎(H)对矮茎(h)为显性，基因H、h在4号染色体上，则基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的基因型为Hh细胞，最可能的原因是________________________________________。
答案 在减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体间发生了交叉互换
(3)(2014·江苏，28节选)某研究者用非洲爪蟾性腺为材料，对其精巢切片进行显微观察，并绘制了示意图(如图所示)，细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因__________(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)。
答案 不一定相同
(4)(2014·天津，9节选)果蝇的四对相对性状中红眼(E)对白眼(e)、灰身(B)对黑身(b)、长翅(V)对残翅(v)、细眼(R)对粗眼(r)为显性。下图是雄果蝇M的四对等位基因在染色体上的分布，果蝇M产生配子时，非等位基因________和________不遵循自由组合定律。若果蝇M与黑身残翅果蝇个体测交，出现相同比例的灰身长翅和黑身残翅后代个体，则表明果蝇M在产生配子过程中__________________，导致基因重组，产生新的性状组合。
答案 B(或b) v(或V) V和v(或B和b)基因随非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换
(5)(2014·四川，11节选)某小鼠的基因型为A1ABB，其中基因A1、A、B分别标有3种不同的荧光，若发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是______________
________________________________________________________________________。
答案 基因A与A1所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
4．(2017·浙江模拟)如图是一正在分裂的人体细胞(图中只显示部分染色体，数字表示染色体，字母表示基因)，下列叙述正确的是( )
A．图中有两个四分体
B．1、3染色体上基因不同是基因突变或交叉互换的结果
C．该细胞能产生四种精子
D．图中4条染色体不包含X染色体
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答案 D
解析 图中细胞内同源染色体已分离，所以没有四分体，A错误；1、3染色体属于同源染色体，其上的基因不同说明是杂合子，B错误；该细胞只能产生两种精子，C错误；由于同源染色体分离且细胞质均等分裂，所以该细胞为初级精母细胞。又X与Y染色体大小不同，所以图中4条染色体不包含X染色体，D正确。
思维延伸 判断下列叙述的正误：
(1)如图是一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞，则细胞所示的变异类型均发生在减数第二次分裂的后期( × )
(2)某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是该动物体某个细胞在减数分裂的某个环节的示意图，则：
①图示细胞中，a基因来自于基因突变或基因重组( × )
②图示细胞若为第一极体，则该卵原细胞产生的卵细胞的基因型为AbE( √ )
题组三 染色体变异与细胞分裂关系的辨析
5．判断与填充：
(1)如图为某种果蝇的染色体组成示意图。该果蝇由于减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。则Ⅱ号染色体一定在减数第二次分裂时未分离，性染色体可能在减数第二次分裂时未分离(2011·山东，8改编)( √ )
(2)低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎，上述过程中产生的次级卵母细胞中可能出现如图所示的行为图像(2015·天津，4B)( √ )
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(3)(2013·山东，27节选)某二倍体植物高茎(H)对矮茎(h)为显性，基因H、h在4号染色体上。若缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现了一个HH型配子，最可能的原因是________________________________________。
答案 减数第二次分裂时姐妹染色单体未分离
6．(2017·岳阳一模)下列配子的产生与减数第一次分裂后期染色体的异常行为密切相关的是( )
A．基因型为DD 的个体产生D、d 的配子
B．基因型为AaBb 的个体产生AB、Ab、aB、ab 四种配子
C．基因型为XaY 的雄性个体产生XaY 的精子
D．基因型为XBXb 的雌性个体产生XBXB 的卵细胞
答案 C
解析 基因型为DD的个体产生D、d的配子，说明在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制时发生了基因突变，A错误；基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab四种配子，说明在减数第一次分裂后期，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，属于染色体的正常行为，B错误；基因型为XaY的雄性个体产生XaY的异常精子，说明在减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，发生了染色体变异，C正确；基因型为XBXb的雌性个体产生XBXB的异常卵细胞，说明在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，产生的两条染色体移向了细胞的同一极，发生了染色体变异，D错误。
思维延伸 判断与填充：
(1)白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY)杂交，子代中出现极少数的表现型为白眼的雌果蝇，其性染色体组成为XXY，形成该个体的配子不可能来源于图甲所示细胞，而可能来自图乙所示细胞(不考虑基因突变)( √ )
(2)长翅红眼雄蝇与长翅白眼雌蝇交配(A—长翅、a—残翅、B—红眼、b—白眼)，产下一只染色体组成为XXY的残翅白眼雌蝇。已知翅长、眼色基因分别位于常染色体和X染色体上，在没有基因突变的情况下，与受精的卵细胞一同产生的极体，其染色体可能的组成及基因分布正确的是①③④( √ )
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(3)玉米为二倍体植物(2n＝20)，个别植株的体细胞中染色体数目为19条，这种植株称为单体，玉米单体植株在减数第一次分裂时能形成__________个四分体。这种单体植株是由于正常配子与染色体数为__________条的异常配子结合发育形成的，请分析这种异常配子形成的原因_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 9 9 减数第一次分裂过程中，初级精(卵)母细胞中某对同源染色体没有分离，减数第二次分裂正常或者减数第一次分裂正常，减数第二次分裂过程中，次级精(卵)母细胞中某条染色体的姐妹染色单体没有分开
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