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(共49张PPT)
真题测评·试能力
1.(2023·湖南高考)某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是(　 )
专题3 细胞的生命历程
(二)　细胞分裂与生物变异、染色体的标记情况分析
A.父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X和Y染色体片段交换
B.父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离
C.母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变
D.该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变
答案：B　
解析：假设该遗传病的显性致病基因为A，非致病基因为a，一男性患者(XAY)与一正常女性(XaXa)婚配，若父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段交换，导致Y染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A不符合题意；
若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY的精子，不会生出患病男孩，B符合题意；
若母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变，可能生出基因型为XAY的患病男孩，C不符合题意；
若该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变，也可能使其患病，D不符合题意。
2.(2023·浙江6月选考)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
答案：B　
解析：乙细胞无同源染色体，且此时着丝粒分裂，可确定乙细胞处于减数第二次分裂后期；甲细胞含有同源染色体，着丝粒整齐排列在赤道面上，可确定甲细胞处于有丝分裂中期，A正确。
甲细胞具有两个染色体组且每条染色体具有两个染色单体，每个染色体组含有4个DNA分子，而乙细胞的每个染色体组仅有2个DNA分子，B错误。
根据A、a基因的数目，可确定甲细胞发生了基因突变，若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞，C正确。
乙细胞处于减数第二次分裂后期，此前减数第一次分裂时非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，此外乙细胞中本该出现在常染色体上的a基因出现在了Y染色体上，可确定乙细胞发生了染色体片段易位，D正确。
3.(2022·湖北高考)为了分析某21三体综合征患儿的病 因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是(　 )
A.考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
答案：D　
解析：由电泳结果可知，患儿含有来自母亲的A2、A3基因，如果发生交叉互换，A2、A3基因可能分别位于同一条染色体的姐妹染色单体上，致病的原因可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，也可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，A、B正确；
不考虑同源染色体交叉互换，患儿含有三个不同的等位基因，其中两个来自母亲，致病的原因可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，而不可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，C正确，D错误。
4.如图为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像，以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子(如图中“☆”标注)，该假配子可与正常的雌配子发生“假受精”，并发育为单倍体(染色体数记作n)后代。
(1)判断第一幅图是棉花花粉母细胞正常减数分裂Ⅱ后期的理由是___________________________________________________
___________________。减数分裂Ⅱ后期以及减数分裂Ⅱ末期过程中，保证配子染色体数目是母细胞的一半的结构变化有_________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)图中异常减数分裂Ⅱ后期的箭头所示为一些分离滞后的染色体，这些染色体最终消减，没有进入配子的核中。由此可推断，该异常减数分裂Ⅱ后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为________，参与“假受精”并最终发育为单倍体过程的雄性假配子中染色体的数目为________。“抑制剂X”的作用机理可能是__________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)第一幅图中有两个纺锤体，且同时出现了两组染色体的着丝粒分裂过程，所以该细胞处于棉花花粉母细胞正常减数分裂Ⅱ后期。减数分裂Ⅱ后期以及减数分裂Ⅱ末期过程中，依次发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分开并分别移向细胞两极，形成细胞板，细胞一分为二等结构变化，从而保证配子染色体数目是母细胞的一半。
(2)图中异常减数分裂Ⅱ后期的箭头所示为一些分离滞后的染色体，这些染色体最终消减，没有进入配子的核中。由此可推断，该异常减数分裂Ⅱ后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为0～n，则参与“假受精”并最终发育为单倍体过程的雄性假配子中染色体的数目应为0。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子，具此可推测该抑制剂的作用是定向作用于某配子导致染色体DNA损伤，进而引起染色体随机消减。
答案：(1)图中有两个纺锤体，且同时出现了两组染色体的着丝粒分裂过程　着丝粒分裂，姐妹染色单体分开并分别移向细胞两极，形成细胞板，细胞一分为二等　(2)0～n　0　定向作用于某配子导致染色体DNA损伤，进而引起染色体随机消减
深化学习·提素养
提能点(一) ————————————————————
细胞分裂与遗传、变异的联系
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1.生物变异在不同分裂方式中发生的原因
[微提醒]
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若发生互换使姐妹染色单体上含等位基因，则等位基因的分离在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期都能发生。
2.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：
3.性染色体组成异常的分析
类型 精子 卵细胞 异常原因分析
XYY型 YY (异常) X 异常来自父方，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，两条Y染色体移向细胞同一级，导致产生了YY型精子
XXX型 XX (异常) X 异常来自父方，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，两条X染色体移向细胞同一极，导致产生了XX型精子
类型 精子 卵细胞 异常原因分析
XXX型 X XX (异常) 异常来自母方，有两种情况：①减数分裂Ⅰ后期，X同源染色体未分开，导致产生XX型卵细胞；②减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，两条X染色体移向细胞同一极，导致产生了XX型卵细胞
XXY型 Y XX (异常) XY (异常) X 异常来自父方，减数分裂Ⅰ后期X、Y染色体未分开，导致产生了XY型精子
续表
[例1]　(2023·山东高考)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee， 其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是(　 )
A.卵细胞基因组成最多有5种可能
B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C.若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
[答案]　C
[解析]　正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e；减数分裂Ⅱ异常时，姐妹染色单体形成的环状染色体互锁在一起，形成的卵细胞的基因型可能为EE、ee、OO(无相应基因)；若减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生片段互换，卵细胞的基因型可能是Ee，所以卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误。
若卵细胞为Ee，则减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了片段互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为OO，第一极体产生的第二极体可能为E、e、Ee或OO，B错误。
若卵细胞为E，且第一极体不含E，次级卵母细胞产生的第二极体为E，第一极体产生的第二极体可能为ee、e、OO，C正确。
若卵细胞不含E、e，且一个第二极体为E，则第一极体最多有2种可能，为Ee或EE，D错误。
[思维建模]　利用模型图推断减数分裂异常的原因
提能点(二) —————————————————————
不同分裂方式中染色体的标记情况
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1.有丝分裂中染色体的标记情况
①用15N标记细胞的核DNA分子，然后将其放到含 14N的培养液中进行连续两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)
②由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N—DNA；第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)
续表
2.减数分裂中染色体的标记情况
①用15N标记细胞的核DNA分子，然后将其放到含 14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)
②由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，核DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N—DNA，子细胞的所有染色体都含15N
续表
3.先进行一次有丝分裂又进行一次减数分裂
用15N标记细胞的核DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
若该生物的正常体细胞的核DNA为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记的核DNA个数为0～n个。
[例2]　(2023·济南一模)将两个两条链均被3H标记的M基因导入某动物(2n＝40)精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞，测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是(　 )
A.4个子细胞中被3H标记的染色体总条数最多为4条，最少为2条
B.每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有3种情况
C.若4个子细胞中只有3个含有3H，则一定进行了有丝分裂
D.若4个子细胞中只有2个含有3H，则一定进行了减数分裂
[答案]　D
[解析]　若两个M基因导入两条染色体中，则共有4条核DNA单链被标记，则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂，含3H的染色体共有4条，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条；若2个M基因导入同一条染色体上，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条，A正确。
M基因可能导入一条或两条染色体上，则有丝分裂产生的子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2，减数分裂产生的子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1，因此每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有3种情况，B正确。
有丝分裂可能出现4个子细胞中只有3个含有3H，而减数分裂不会，C正确。
有丝分裂和减数分裂产生的4个子细胞都可能是2个含有3H，还有2个不含3H，D错误。
考法训练·融会通
1.如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断错误的是(　 )
A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞
B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生
C.此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞
D.此动物细胞内最多含有四个染色体组
答案：A　
解析：图示细胞不含同源染色体，且染色体上有染色单体存在，故此细胞为次级精母细胞、次级卵母细胞或(第一)极体，A错误。
由于该动物的正常基因型为AABb，不存在a基因，故此细胞中基因a是由基因A经突变产生，B正确。
图示细胞处于减数分裂Ⅱ中期，可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，若为次级精母细胞，则此细胞可能形成两种精子(AB、aB)；若为次级卵母细胞，则此细胞可形成一个卵细胞(AB或aB)，C正确。
图示细胞所含染色体组数是体细胞的一半，因此该生物体细胞含有两个染色体组，在有丝分裂后期染色体组数最多，为四个染色体组，D正确。
2.(2021·河北高考)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)
A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B.②经减数分裂形成的配子有一半正常
C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
答案：C　
解析：①中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数第一次分裂前期两对同源染色体联会，A正确；
②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，则②经减数分裂形成的配子有一半正常，B正确；
③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；
①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上可通过光学显微镜观察到这两种变化，D正确。
3.某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体变异发生。下列叙述正确的是(　 )
A.若四个子细胞中均含4条染色体,则一定有一半子细胞含有a基因
B.若四个子细胞中均含8条染色体,则每个子细胞中均含2个A基因
C.若四个子细胞中的核DNA均含15N,则每个子细胞均含8条染色体
D.若四个子细胞中有一半核DNA含15N,则每个子细胞均含4条染色体
答案：A　
解析：若四个子细胞中均含4条染色体，则细胞进行的是减数分裂，因此有一半子细胞含有a基因，A正确；
若四个子细胞中均含8条染色体，则细胞进行的是有丝分裂，每个子细胞中均只含1个A基因，B错误；
若四个子细胞中的核DNA均含15N，则DNA只复制一次，细胞进行的是减数分裂，四个子细胞中均含4条染色体，C错误；
若四个子细胞中有一半核DNA含15N，则DNA复制两次，细胞进行的是有丝分裂，每个子细胞均含8条染色体，D错误。
4.(2021·广东高考)人类(2n＝46)
14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型,但在产生生殖细胞的过程中,其细
胞中会形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　 )
A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
答案：C　
解析：14/21平衡易位染色体，是通过染色体易位形成的，属于染色体变异，可通过显微镜观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A正确；
由题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；
由于发生14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；
假设平衡易位的染色体标记为①，14号染色体标记为②，21号染色体标记为③，则女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是：①、②③、②、①③、③、①②，D正确。
5.将果蝇(2n＝8)的一个精原细胞的核DNA用15N标记，已知核DNA共含有a个碱基，胞嘧啶的数量为b，将该精原细胞置于含14N的培养液中培养。下列关于该精原细胞的叙述正确的是(　 )
A.若该细胞进行n次有丝分裂，则第n次需要消耗的腺嘌呤数为(a－b/2)×2n－1
B.若该细胞连续进行有丝分裂，则第三次分裂中期时细胞中含0～8条被15N标记的染色体
C.若进行减数分裂，则减数分裂Ⅰ后期细胞中被15N标记的DNA和染色体均为8条
D.若依次经过一次有丝分裂和一次减数分裂后产生了8个细胞，则其中只有4个细胞中含15N
答案：B　
解析：由于DNA分子中A＝T、G＝C，核DNA分子的碱基总数为a，G＝C＝b，所以该细胞的核DNA分子中A＝T＝(a－2b)/2个，DNA分子连续进行n次有丝分裂，第n次需要消耗的腺嘌呤数为(a－2b)/2×2n－1，A错误；
连续进行有丝分裂时，第一次分裂结束后，每条染色体上的DNA都有一条链被15N标记，在第二次分裂结束后，细胞中被15N标记的染色体最多有8条，最少为0条，因此在第三次分裂中期时细胞中含有被15N标记的染色体数为0～8条，B正确；
若进行减数分裂，则减数分裂Ⅰ后期DNA被15N标记的有16条，染色体被15N标记的为8条，C错误；
进行一次有丝分裂后产生的两个子细胞中的核DNA都有一条链被15N标记，再进行减数分裂时，由于DNA半保留复制，复制后的同一条染色体的两条姐妹染色单体中一条被15N标记，一条不被15N标记，在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，减数分裂Ⅰ形成的次级精母细胞中的4条染色体都只有一条被15N标记的染色单体，在减数分裂Ⅱ后期，移动到细胞同一极的染色体可能都含15N，另一极都不含15N，或细胞两极可能都存在被15N标记的染色体，因此最终形成的8个细胞含15N的细胞数目为4～8个，D错误。

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