1、细胞分裂与DNA复制、遗传变异的关系一、细胞分裂与一、细胞分裂与DNADNA半保留复制半保留复制1.如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次。2.如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，连续进行2次有丝分裂，与减数分裂过程不同，因为有丝分裂是复制1次分裂1次，因此这里实际上包含了2次复制。二、减数分裂中的遗传规律三、减数分裂与基因重组1.非同源染色体上的非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分
2、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.同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，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。四、减数分裂与基因突变在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则会引起基因突变，此时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：五、减数分裂与染色体畸变的关系分析1.减数分裂异常导致配子种类变化的规律如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个
3、次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：2.XXY与XYY异常个体的成因分析(1)XXY成因(2)XYY成因：父方M异常，即后期 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。题型一细胞分裂与题型一细胞分裂与DNADNA复制的复制的关系关系答案答案解析解析123456789101.某性原细胞(2n16)的DNA全部被32P标记，其在含有31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂，右列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含有32P的染色单体和DNA数目的是解析下图表示分裂过程中1条染色体上DNA的标记变化情况，
4、其他染色体标记变化情况与之相同。12345678910该性原细胞在含有31P的培养基中进行有丝分裂时，DNA的半保留复制使每条染色体中含有两个DNA，且DNA双链均为一条含有31P，另一条含有32P，故有丝分裂前期含有32P的染色单体和DNA数目分别为32和32；有丝分裂产生的子细胞中每个DNA双链均为一条含有31P，另一条含有32P，子细胞在含有31P的培养基中继续进行减数分裂，则减数第一次分裂前期每个细胞中含有32P的染色单体和DNA数目分别为16和16。123456789102.将某精原细胞(2n8)的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂，并检测分裂过
5、程和分裂后细胞中的情况。下列推断正确的是A.若这两次分裂为有丝分裂，则含15N染色体的子细胞比例为B.若这两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂中期含14N的染色单体有8条C.若这两次分裂为减数分裂，则中期含14N的染色单体有8条D.若这两次分裂为减数分裂，则子细胞中每条染色体均含15N12345678910答案答案解析解析12345678910如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2个DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，中期存在于2条染色单体上，则第二次分裂中期含14N的染色单体有16条，B错误；如果进行减数分裂，则中期每
6、条染色体上含有的2条染色单体都含有14N，则含14N的染色单体有16条，C错误；如果进行减数分裂，形成的子细胞都有15N染色体，D正确。题型二减数分裂与遗传定律3.下图为高等动物的一组细胞分裂图像，下列分析判断不正确的是A.乙产生的子细胞基因型为AaBbCC，丙产生的子细胞基因型为ABC和abcB.甲、乙、丙三个细胞中均含有两个染色体组，但只有丙中不含同源染色体C.甲细胞形成乙细胞的过程中产生的基因突变不能用光学显微镜直接观察D.甲细胞产生丙细胞的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合答案答案解析解析12345678910解析甲乙为有丝分裂，乙产生的子细胞基因型为AaBbCC，甲丙为
7、减数分裂，丙产生的子细胞基因型为ABC或abC或AbC或aBC，A项错误。123456789104.如图为一个精原细胞，有关该细胞减数分裂的叙述中错误的是12345678910A.形成的正常精子中有两条染色体B.减数分裂过程中遵循基因自由组合定律C.不考虑交叉互换，A基因与a基因彼此分离发生在后期D.考虑交叉互换，B基因与b基因彼此分离不可能发生在后期答案答案解析解析解析减数分裂的结果是染色体数目减半，因此形成的正常精子中有两条染色体，A项正确；由于两对等位基因分别位于两对同源染色体上，所以该细胞在减数分裂过程中遵循基因自由组合定律，B项正确；A基因与a基因为位于一对同源染色体上的等位基因，若
8、不考虑交叉互换，在减数分裂过程中，A基因与a基因彼此分离发生在减数第一次分裂后期，C项正确；若考虑交叉互换，B基因与b基因彼此分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期，D项错误。12345678910题型三减数分裂与基因重组5.如图为某高等雄性动物的精原细胞染色体和基因组成图，下列说法错误的是12345678910A.该生物测交后代中与该生物基因型不同的类型有3种B.该生物与基因型相同的雌性动物交配，后代中不同于 双亲表现型的个体中，杂合子所占的比例为4/7C.减数分裂中，与的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换D.该细胞在一次减数分裂中基因进行自由组合，正常情况下，可产生4种配子，比例为
9、1111答案答案解析解析解析该生物的基因型是AaBb，测交的后代有4种基因型和4种表现型，彼此各不相同，所以与该生物基因型不同的类型有3种；该生物与基因型相同的雌性动物交配，后代中不同于双亲表现型的个体占7/16，其中纯合子占3/7，杂合子占4/7；染色体的交叉互换发生于四分体时期的同源染色体的非姐妹染色单体之间；该细胞在一次减数分裂中基因可以进行自由组合，但正常情况下，只能产生2种配子，不产生4种配子。12345678910答案答案解析解析123456789106.(2018杭州一模)某生物的基因型为AABb，图中甲、乙两个细胞来自同一个初级精母细胞，其中甲已经标出了所有相关的基因，乙未标明
10、。图中2号染色体长臂上的一段错接到了4号染色体上。下列叙述正确的是A.该初级精母细胞的分裂过程前后没有发生基因突变B.产生甲、乙细胞的初级精母细胞含有2个染色体组C.图中发生的变异是染色体结构变异中的缺失和易位D.乙分裂产生的精细胞，其基因型分别是Ab和aBb解析因为该亲代细胞中无a基因，故该初级精母细胞的分裂过程前后发生了基因突变，A错误；产生甲、乙细胞的初级精母细胞含有2个染色体组，B正确；图中2和4是同源染色体，发生的变异不属于易位，C错误；乙分裂产生的精细胞，其基因型分别是Ab和ABb，D错误。12345678910题型四减数分裂与基因突变7.(2017浙江11月选考)二倍体生物(2n
11、6)的某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如右，其中表示染色体。据图分析，错误的是A.该细胞可表示次级精母细胞或第二极体B.该细胞的染色体数目与体细胞的相同C.含有该生物的一套遗传物质D.图中基因g可由基因G突变而来12345678910答案答案解析解析解析图示染色体的着丝粒分开，且没有同源染色体，所以是M后期，其细胞质均等分裂，故为次级精母细胞或第一极体，A错误；该细胞中有6条染色体，与体细胞相同，B正确；组成一个染色体组，包含该生物的一套遗传信息，基因g可能是由基因G突变而来，C、D正确。123456789108.某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节
12、的示意图，据此可以判断A.图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组B.该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbEC.图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组D.三对基因的遗传遵循自由组合定律答案答案解析解析12345678910解析图示细胞中无同源染色体，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。12345678910题型五减数
13、分裂与染色体畸变9.(2018浙江4月选考)某二倍体高等动物(2n6)雄性个体的基因型为AaBb，其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如右图。下列叙述正确的是12345678910A.形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体畸变B.该细胞含有3个四分体，6条染色体，12个DNA分子C.该细胞每条染色体的着丝粒都连有两极发出的纺锤丝D.该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY答案答案10.番茄是二倍体植物(2n24)，其正常叶基因(D)与马铃薯叶基因(d)位于6号染色体上。番茄变异后可出现一种三体，其6号染色体的同源染色体有三条。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2
14、条配对联会，另1条同源染色体不能配对。减数第一次分裂的后期，配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极。而其他如5号染色体正常配对及分离(如图所示)。下列分析错误的是A.三体番茄1个体细胞中最多含有50条染色体B.通过显微镜观察根尖分生区细胞的染色体可检测出三体番茄C.三体形成的原因可能是减数第一次分裂过程中有一对同源染色体未分开D.若将基因型为DDd的个体与基因型为dd的个体杂交，后代正常叶型马铃薯 叶型为31答案答案解析解析12345678910解析三体番茄体细胞中染色体是25条，在有丝分裂后期，染色体数最多为50条；染色体形态、数目可在显微镜下观察到；减数第一
15、次分裂有一对同源染色体未分开或是减数第二次分裂有一对姐妹染色单体未分开，移向了同一极，这样形成的异常配子和正常减数分裂形成的配子结合成的受精卵，都可发育成三体；基因型DDd个体产生配子的比例为DdDDDd2211，与基因型为dd的个体杂交，后代基因型比例为DDdddDddDd1122，故正常叶型马铃薯叶型为51。12345678910一、选择题1.(2019温州十校联考)如图为某动物细胞分裂的示意图，据图判断该细胞A.分裂形成1种卵细胞B.含有3对同源染色体C.含有3个染色体组D.一定发生过基因突变12345678910答案答案解析解析解析由题图细胞质分配不均等，无同源染色体，可知其属于次级卵
16、母细胞，细胞分裂结束后，产生一个(一种)卵细胞和一个第二极体，A正确；减数第二次分裂时期细胞不含有同源染色体，B错误；该细胞含有两个染色体组，C错误；该细胞不一定发生过基因突变，Gg的出现可能是基因重组导致的，D错误。12345678910答案答案123456789102.性染色体为XY()和YY()的精子产生的原因分别是A.减数第一次分裂同源染色体未分离，减数第一次分裂同源染色体未 分离B.减数第二次分裂姐妹染色单体未分离，减数第二次分裂姐妹染色单 体未分离C.减数第一次分裂同源染色体未分离，减数第二次分裂姐妹染色单体 未分离D.减数第二次分裂姐妹染色单体未分离，减数第一次分裂同源染色体 未
17、分离解析解析12345678910解析X和Y染色体是一对特殊的同源染色体，若减数第一次分裂后期这一对同源染色体未分离，则会产生性染色体为XY的精子；若减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期Y染色体上的两条姐妹染色单体未分离而进入同一个子细胞，则会产生性染色体为YY的精子。3.已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是解析减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此正常情况下，减数分裂形成的配子中不应该含有同源染色体和等位基因，D错误。答案答案解析解析123456789104.
18、基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图。下列叙述正确的是A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异答案答案解析解析12345678910解析由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等位基因B和b的分离发生在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞中，A错误；若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因b所在的片段发生过交叉互换，因
19、此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B正确；基因B(b)与D(d)位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定律，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体发生交换导致了基因重组，D错误。123456789105.(2016浙江10月选考)基因型为AaBb的某高等动物细胞，其减数分裂某时期的示意图如下图。下列叙述与该图不相符的是A.该细胞处于后期，其子细胞为精细胞或第二极体B.该细胞含有2个染色体组，可能为次级精母细胞C.分裂产生该细胞的同时，产生的另一细胞的基因组成为abD.该细胞可能由初级卵母细胞经前期的染色体片段交换后产生的答案答案解析解析12345678910解
20、析体细胞的基因型为AaBb，所以图中A、a的产生，可能是基因突变也可能是交叉互换引起的。分裂产生该细胞的同时，产生的另一细胞的基因组成为Aabb或AAbb或aabb，不可能为ab。123456789106.甲、乙、丙表示某个高等动物体内细胞分裂图像，丁为某一时刻部分染色体行为示意图。下列说法正确的是12345678910A.若A基因位于甲细胞的1号染色体上，正常情况下a基因在5号染色体上B.乙细胞表示次级精母细胞或极体C.若丁发生在丙细胞形成的过程中，则最终产生的子细胞的相关基因组成有4种D.丁图中和都发生了染色体畸变答案答案解析解析解析甲细胞处于有丝分裂后期，若A基因在甲细胞的1号染色体上，
21、在不发生基因突变的情况下，a基因在4号和8号染色体上，A项错误；由丙细胞可知，该动物为雌性，因此乙细胞表示(第一)极体，B项错误；丁图染色体行为发生在减数第一次分裂的四分体时期，和发生了交叉互换，属于基因重组，D项错误。123456789107.如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断下列叙述不正确的是12345678910A.该动物的性别是雄性B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C.1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异D.丙细胞不能发生基因重组答案答案解析解析解析根据题干可知，图中细胞是同一生物个体
22、的细胞。由甲图可知，该动物的性别为雄性，乙图为有丝分裂图像，不发生基因重组，乙图所示的细胞中两条子染色体分别含有A和a基因，其原因是发生了基因突变。1与2片段交换属于同源染色体间的交叉互换，属于基因重组；1与4片段交换属于染色体结构变异。丙细胞处于减数第二次分裂后期，基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。12345678910二、非选择题8.回答下列关于遗传和变异的问题：(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基因之间会发生 ，同源染色体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，从而产生基因组成不同的配子。解析进行有性生殖的生物通过减数分裂
23、形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，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。答案答案解析解析12345678910自由组合交叉互换(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”)。答案答案解析解析12345678910解析如图所示，甲细胞中含有同源染色体，并且每条染色体上有姐妹
24、染色单体，所以为初级精母细胞；乙图无同源染色体，且姐妹染色单体已分开，已分别进入不同的配子中，所以为精细胞。初级精母细胞精细胞(3)某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指 。答案答案12345678910体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体9.下图1中A表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物的体细胞，B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像；图2为该动物部分组织切片的显微图像。请据图回答下列问题：12345678910(1)图1中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是：，。(2)C细胞的名称是 ，它含有同源染色体 对。有丝分裂减数第一次分
25、裂次级卵母细胞或第一极体0答案答案解析解析12345678910解析(1)(2)过程同源染色体分离，为减数第一次分裂，所以C为次级卵母细胞或第一极体；分裂方式是有丝分裂。(3)通常情况下，该动物的基因A和a的分离发生在 (用图中数字表示)分裂过程中。B图细胞最终分裂结束后，一般情况下，可以形成 种生殖细胞。其基因型是 。解析在减数第一次分裂时，等位基因随同源染色体的分开而分离。一个卵原细胞经减数分裂只能形成一个卵细胞，因为该个体基因型为AaBb，故卵细胞的基因型可能为AB或Ab或aB或ab。答案答案解析解析123456789101AB或Ab或aB或ab(4)按分裂过程判断，图2中标号的先后顺序
26、应该是 。解析图2中甲有同源染色体且排列在赤道面两侧，为减数第一次分裂中期；乙为姐妹染色单体移向两极，且没有同源染色体，故为减数第二次分裂后期；丙无同源染色体，且姐妹染色单体没有分离，散乱分布于细胞中，为减数第二次分裂前期。答案答案解析解析12345678910甲丙乙(5)若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，后代只出现一种显性性状的概率是 。解析若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，则后代只出现一种显性性状的概率是A bb(3/41/2)aaBb(1/41/2)1/2。答案答案解析解析123456789101/210.粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期(如下图)，合子分裂产生
27、的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答下列问题：12345678910(1)从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了 次复制。图中8个子代菌丝体都是 (填“单倍体”或“二倍体”)。解析解析答案答案12345678910两单倍体12345678910解析由图示知，从合子到8个孢子的过程中，经过一次减数分裂和一次有丝分裂，细胞核内的DNA发生了两次复制。经过一次减数分裂和一次有丝分裂得到8个孢子，由8个孢子直接发育成的8个子代菌丝体均为单倍体。(2)按顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了 (填选项前的字母)；如果第二个与第三个性状不同，原因可
28、能是合子减数分裂过程中发生了 (填选项前的字母)。a.基因突变b.基因重组c.染色体畸变解析解析答案答案12345678910a、ca、b、c12345678910解析按顺序排列的8个孢子中，第一个和第二个是通过有丝分裂形成的，性状不同的原因可能是有丝分裂过程中发生了基因突变或染色体畸变；第二个与第三个来自同一个次级性母细胞，性状不同的原因可能是基因突变或染色体畸变，也可能是减数第一次分裂的四分体时期发生了交叉互换，即基因重组。(3)野生型脉孢菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用X射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养，获得了三种营养缺陷型突变菌株(如下图)。如果培养
29、C突变型脉孢菌，需要在基本培养基中加入 。欲证明A突变型菌株的酶缺陷是由一个基因决定的，应让该突变型菌株与 杂交，根据 定律，预期其后代的8个孢子的表现型是 ，若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是由一个基因决定的。精氨酸野生型菌株基因分离4个野生型、4个突变型12345678910答案答案解析解析12345678910解析C突变型脉孢菌由于基因突变导致不能合成酶3，不能将瓜氨酸转变为精氨酸，如果培养C突变型脉孢菌，则需要在培养基中加入精氨酸。若A突变型菌株的酶缺陷是由一个基因决定的，让该突变型菌株与野生型杂交，获得杂合子，杂合子进行减数分裂，形成两种孢子，再经有丝分裂形成的后代中8个孢子有两种表现型：4个野生型、4个突变型。
