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微专题
细胞分裂与变异专项突破及思维拓展
人教版·必修二
细胞分裂与变异判断
减数分裂过程中的配子来源判断
异常配子判断
变异相关实验设计
一、明确细胞分裂与变异的关系
生物类型 时期 分裂变化 发生变异类型
真核生物 有丝分裂间期 DNA复制 基因突变
有丝分裂各时期 染色体变化 染色体变异
减数第一次分裂前的间期 DNA复制 基因突变
减数第一次分裂前期 同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 基因重组
减数第一次分裂前期 非同源染色体自由组合 基因重组
减数分裂各时期 染色体行为变化 染色体变异
原核生物 二分裂 基因突变
总结：有丝分裂过程可发生基因突变和染色体变异；减数分裂过程可发生基因突变、基因重组和染色体变异过程；原核生物在分裂过程中，一般只发生基因突变
一、明确细胞分裂与变异的关系
例1.基因型AaBb（两对基因独立遗传）的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图象，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中基因a最可能来源于染色体的交叉互换
B. 乙图中基因a不可能来源于基因突变
C. 丙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D. 丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关
D
有丝分裂后期
基因突变
减数分裂Ⅱ前期
基因重组或基因突变
减数分裂Ⅱ后期
染色体数目变异
减数分裂Ⅱ后期
基因重组或基因突变
若该二倍体生物的基因型为AABb，其各细胞的变异类型依次为？
基因突变、基因突变、染色体数目变异、基因突变
规律总结：生物有该基因，则变异出现该基因的原因可能是基因突变，也可能是基因重组；若生物无该基因，则变异出现该基因的原因只能是基因突变。
一、明确细胞分裂与变异的关系
例2：如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图象，请根据图象判定每个细胞发生的变异类型（　　）
A．①基因突变　②基因突变　③基因突变
B．①基因突变或基因重组　 ②基因突变　 ③基因重组
C．①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组
D．①基因突变或基因重组　 ②基因突变或基因重组　 ③基因重组
A
二、减数分裂过程中配子来源判断
1.具体分析
思考1:一个基因型为AaBb的精原细胞能产生几种精细胞（不考虑染色体互换）？
A
a
B
b
染色体
复制
A
A
a
a
b
b
B
B
减数分裂Ⅰ同源染色体分离
A
A
B
B
a
a
b
b
减数分裂Ⅱ染色单体分开
A
B
A
B
a
b
a
b
规律总结：一个精原细胞，经过一次减数分裂可以产生两种精细胞。AB和ab，或者Ab和aB
规律总结：来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体完全相同；来自于同一个精原细胞或初级精母细胞的染色体互补（同则次，补则初）
二、减数分裂过程中配子来源判断
1.具体分析
思考2:一个基因型为AaBb的精原细胞能产生几种精细胞（考虑染色体互换）？
A
a
B
b
染色体
复制
A
a
a
A
b
b
B
B
减数分裂Ⅰ同源染色体分离
A
a
B
B
a
A
b
b
减数分裂Ⅱ染色单体分开
A
B
a
B
a
b
A
b
规律总结：一个精原细胞，若考虑染色体互换经过一次减数分裂可以产生四种精细胞。
规律总结：来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体大部分相同；来自于同一个精原细胞或初级精母细胞的染色体互补（同则次，补则初）
二、减数分裂过程中配子来源判断
2.典例加强
例1：如图1表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了图2中①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是（　　）
A．①与② B．①与③ C．①与④ D．②与④
C
二、减数分裂过程中配子来源判断
2.典例加强
例2：如图为另一只黑色小香猪（AaBb）产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或基因重组。
（1）若是发生基因重组，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是 　 　。（2）若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是 　 　或 　 　 。
AB、Ab、aB、ab
AB、aB、ab
Ab、ab、aB
例2：如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑交叉互换的情况下，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．上述精细胞至少来自4个精原细胞
B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞
C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞
D．①⑦可能来自同一个精原细胞
D
二、减数分裂过程中配子来源判断
2.典例加强
二、减数分裂过程中配子来源判断
2.典例加强
例3：某雄性高等动物的基因型为AABbEe，其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列叙述正确的是（　　）
A．该图处于减数第一次分裂后期
B．该细胞中a基因的出现是基因突变或基因重组的结果
C．该图示细胞含有两对同源染色体，4个DNA分子
D．产生该细胞的精原细胞还可形成AbE的精子
D
1.染色体异常来源分析
思考1：两个正常父母生出一个染色体组成为XXY的孩子，请分析是父母哪一方，在减数分裂哪个阶段出现异常引起的？
三、异常配子判断
解题思路：孩子是雌配子（卵细胞）和雄配子（精子）随机结合形成的。先确定双亲染色体组成，并将孩子染色体拆分。
母亲染色体组成XX，父亲染色体组成XY。可以对孩子的配子形成情况进行拆解分析。该孩子的雌雄配子组成情况可以拆为（1）X和XY，或者（2）XX和Y。
若为（1）情况，可判断是雄性配子产生异常，在减数第一次分裂后期，XY同源染色体没有分离，移向细胞同一极，减数第二次分裂正常。若为（2）情况，可判断是雌性配子产生异常，可能在减数第一次分裂后期，XX同源染色体没有分离，移向细胞同一极，减数第二次分裂正常；或减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期，着丝点断裂后，X和X染色体移向细胞同一极。
1.染色体异常来源分析
思考2：两个表现型正常的父母，生出一个XbXbY患红绿色盲的孩子，请分析是是父母哪一方，在减数分裂哪个阶段出现异常引起的？
三、异常配子判断
解题思路：孩子是雌配子（卵细胞）和雄配子（精子）随机结合形成的。先确定双亲染色体组成，并将孩子染色体拆分。
由题可知，双亲正常，孩子患病。此为伴X隐形遗传病。母亲的基因型为XBXb，父亲染色体组成XBY。
孩子是雌配子（卵细胞）和雄配子（精子）随机结合形成的。可以对孩子的配子形成情况进行拆解分析。由于父亲正常，该孩子的雌雄配子组成情况只能拆为XbXb和Y 。即判断是雌配子产生异常，在减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期，着丝点断裂后，含Xb和Xb的染色体移向细胞同一极。
1.染色体异常来源分析
思考3：两个表现型正常的父母，生出一个XBXbY患红绿色盲的孩子，请分析是是父母哪一方，在减数分裂哪个阶段出现异常引起的？
三、异常配子判断
解题思路：由题可知，双亲正常，孩子基因型为XBXbY。此为伴X隐形遗传病。母亲的基因型为XBXb，父亲染色体组成XBY。
孩子是雌配子（卵细胞）和雄配子（精子）随机结合形成的。可以对孩子的配子形成情况进行拆解分析。该孩子的雌雄配子组成情况可以拆为（1）XBXb和Y，或者（2）Xb和XBY 。
若为（1）情况，可判断是雌性配子产生异常，在减数第一次分裂后期，含有XB和Xb的同源染色体没有分离，移向细胞同一极，减数第二次分裂正常。
若为（2）情况，可判断是雄性配子产生异常，在减数第一次分裂后期，含有XB和Y 的同源染色体没有分离，移向细胞同一极，减数第二次分裂正常。
例1：一对表现正常的夫妇，生了一个孩子既是红绿色盲又是XYY（超雄综合征）的患者，请分析这个孩子的红绿色盲基因来自于谁？性染色体异常是什么细胞在什么时期不正常分裂？（　　）
A．来自于母亲、卵原细胞减数第二次分裂
B．来自于父亲、精原细胞减数第二次分裂
C．来自于母亲、精原细胞减数第二次分裂
D．来自于父亲、精原细胞减数第一次分裂
三、异常配子判断
1.染色体异常来源分析
C
例2：果蝇（2n＝8）是遗传学研究的经典实验材料，科研人员将XEY的雄蝇和XEXe的雌蝇杂交产生F1，F1中偶然发现一只三体果蝇XeXeY。该三体在形成配子时，性染色体中任意两条联会后分离，另一条随机分配到细胞的一极。下列说法错误的是（不考虑其他变异）（　　）
A．该三体果蝇的出现原因是减数第二次分裂后期含Xe基因的姐妹染色单体未分离
B．该三体果蝇的形成属于染色体变异，这种变异会导致基因种类增加
C．该三体果蝇与正常果蝇杂交，子一代中出现三体果蝇的概率为
D．该三体果蝇的细胞中最多会出现18条染色体
三、异常配子判断
1.染色体异常来源分析
B
例3：长翅红眼雄蝇与长翅白眼雌蝇交配，产下一只染色体组成为XXY的残翅白眼果蝇。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，与亲代雌蝇参与受精的卵细胞一同产生的极体，其染色体组成及基因分布可能出现的是如图中的（　　）（A﹣长翅，a﹣残翅，B﹣红眼，b﹣白眼）
A．②③ B．①③ C．③④ D．①③④
三、异常配子判断
D
1.染色体异常来源分析
三、异常配子判断
2.三体、四倍体产生配子情况分析
思考1：基因型为Aa的个体产生的配子均能成活，其产生配子的情况？
A : a=1：1
思考2：基因型为Aaa的个体产生的配子均能成活，其产生配子的情况？
A : aa : Aa : a=1：1：2：2
思考3：基因型为AAaa的个体产生的配子均能成活，其产生配子的情况？
AA : aa : Aa=1：1：4
解题思路：Aaa位于不同的染色体上，因此两个a是不同的，产生配子时，相同字母进行标号，即Aa1a2。最后对相同字母的配子合并即可
例1：“超雄综合征”患者性染色体组成为XYY，部分患者性发育正常并有生育能力，可表现为身材高大，有攻击性行为、暴力倾向、学习障碍等，有时还伴随躯干畸形。有一个患者与一正常女性结婚，他们生育了一个正常的女儿，下列相关叙述正确的是（　　）A．该患者生育健康男孩的概率是1/3，生育健康女孩的概率是1/6 B．若该男性患者是红绿色盲，其色盲基因可能来自其母亲或父亲C．“超雄综合征”属于一种遗传病，可在患者家系中调查该遗传病的发病率 D．在显微镜下，可以观察到患者细胞中多出的一个染色体和其上的基因
三、异常配子判断
A
2.三体、四倍体产生配子情况分析
例2：已知某一对染色体三体的植物在减数分裂Ⅰ过程中，3条同源染色体中的任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终可形成含1条或2条该染色体的配子（只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用）。现有一个三体且一条染色体缺失的植株，其细胞中该染色体及基因型如图所示。若该植株自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体所占的比例为（　　）
A．2/15 B．1/18 C．1/4 D．1/9
三、异常配子判断
A
2.三体、四倍体产生配子情况分析
例3：如图是无子西瓜的培育过程，其中二倍体西瓜植株的基因型均为Aa。（不考虑基因突变）下列叙述正确的是（　　）
A．图1中获得四倍体植株利用的主要原理是基因重组
B．理论上四倍体植株产生的配子及比例为
AA：Aa：aa＝1：2：1
C．三倍体西瓜植株授予二倍体花粉，目的
是刺激子房发育成果实
D．二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种，
四倍体植株上所结西瓜是三倍体无子西瓜
三、异常配子判断
C
2.三体、四倍体产生配子情况分析
例4：某二倍体植物出现1株三体，基因型为AaBbb，某次细胞分裂部分图象如图，假设该三体形成的配子可育性相同。叙述错误的是（　　）
A．该变异属于染色体变异，可用光学显微镜观察
B．图中细胞处在减数第一次分裂前期
C．该三体能产生6种基因型的配子
D．若该三体自交，后代出现AABB的概率是1/144
三、异常配子判断
C
2.三体、四倍体产生配子情况分析
四、通过实验判断变异类型
解题要点
1.根据变异类型先确定个体基因型
2.确定验证试验所需的杂交组合
3.利用杂交实验写出实验结果（基因型，表型）
4.准确书写
（注意：个体只能看到表型，选择基因型唯一的个体实验）
（1）写出果蝇适合用作遗传实验材料的两个优点：　 　。
（2）果蛹Ⅱ号染色体上的体色和翅型分别由等位基因A/a和B/b控制。纯种灰身长翅果蝇与纯种黑色残翅果蝇杂交，F1全部为灰身长翅。当F1果蝇作父本测交时后代中灰身长翅：黑身残翅＝1：1；F1果蝇作母本测交时后代中灰身长翅：黑身残翅：灰身残翅：黑身长翅＝42：42：8：8，多次重复上述杂交实验后统计结果不变。分析其原因是F1作母本参与测交时 　 　，此类可遗传变异属于 　 　。
四、通过实验判断变异类型
例1：果蝇（2N＝8）是进行遗传学研究的模式生物，有3对常染色体（分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）和1对性染色体。
在减数分裂的四分体时期同源染色体非姐妹染色单体间发生了交叉互换
染色体数目少；有容易区分的相对性状；繁殖周期短；易饲养
基因重组
四、通过实验判断变异类型
例1：果蝇（2N＝8）是进行遗传学研究的模式生物，有3对常染色体（分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）和1对性染色体。
子代全为白眼
若无子代产生
性染色体组成 XXX YO XXY XYY XO
表现型 胚胎期致死 胚胎期致死 雌性可育 雌性可育 雌性可育
（3）果蝇种群中常出现性染色体异常的个体，从而产生不同的表现型（如表）
用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。现在计了简便的杂交实验以确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。请完善实验的结果预测。实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，统计子代果蝇的眼色。结果预测：①若子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼，则是环境改变；②若 　 　，则是基因突变；③若 　 　，则是减数分裂X染色体不分离。
（4）果蝇细胞内的Ⅳ染色体多一条（三体）可以存活并能够繁殖。果蝇正常眼（E）和无眼（e）是一对相对性状，基因E、e位于常染色体上。现有纯合的正常眼和无眼的Ⅳ染色体三体果蝇及正常果蝇，请完善探究E、e基因是否在Ⅳ号染色体上的实验方案并预期其结果及结论。①选用纯合正常眼三体果蝇与正常的无眼果蝇杂交组合作为亲本杂交得F1，选择F1三体与正常的无眼果蝇交配得F2统计F2中的性状分离比。②预期实验结果和结论：若F2中正常眼：无眼＝　 　，则E、e基因在Ⅳ号染色体上；若F2中正常眼：无眼＝　 　，则E、e基因不在Ⅳ号染色体上。
四、通过实验判断变异类型
例1：果蝇（2N＝8）是进行遗传学研究的模式生物，有3对常染色体（分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）和1对性染色体。
26：1
19：8
四、通过实验判断变异类型
例2：某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，红花（R）对白花（r）为显性，且基因M、m与基因R、r在2号染色体上，现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图2甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时。幼胚死亡）
实验步骤：①__ ____；
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：Ⅰ．若___________，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ．若__ ____，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ．若___________，则为图丙所示的基因组成．
宽叶红花与宽叶白花植株的比为 1：1；宽叶红花与宽叶白花植株的比为=2：1；
宽叶红花与窄叶白花植株的比为2：1
用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交

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