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专题强化练14 细胞分裂与生物变异、染色体标记情况分析
一、选择题(每题2分，共计18分)
1．(2025·广东深圳一模)患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由父方减数分裂异常导致。分析精母细胞发生异常分裂最可能的时期是 (　　)
选项 患者1 患者2
A 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅰ
B 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅱ
C 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
D 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ
解析：患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由父方减数分裂异常导致，患者1体内有两条X染色体，且X染色体父方和母方均能提供，而该患者是由父方引起的，则该患者产生的原因是父方提供了染色体组成为XY的异常精子，该精子异常的原因是减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离使得X和Y进入同一个精子细胞中；患者2细胞中含有两条Y染色体，而Y染色体只能来自父方，该患者产生的原因是父方提供了含YY的异常精子，该精子的出现是由父方减数分裂Ⅱ过程中着丝粒分裂后产生的两条Y染色体进入到同一个精子中导致的。C正确，A、B、D错误。
答案：C
2．(2025·四川巴中一模)家鸡(2n＝78)体内某原始生殖细胞经减数分裂产生了一个异常生殖细胞，该细胞的异常染色体组成以及形成该细胞过程中相关物质变化的部分曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.该异常生殖细胞产生的原因是精原细胞减数分裂Ⅰ异常
B.该异常生殖细胞产生过程发生的可遗传变异是基因重组
C.bc段可以表示着丝粒分裂导致染色体数目增加
D.cd段细胞中的染色体数目可能为156
解析：由题图可知，性染色体为ZW，为母鸡，不是精原细胞，是卵原细胞减数分裂产生的，A错误；判断变异类型是减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，这种变异属于染色体(数目)变异，而不是基因重组，基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期(四分体时期的互换)和减数分裂Ⅰ后期(非同源染色体的自由组合)，B错误；bc段表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，导致染色体数目增加，C正确； cd段染色体数目加倍，该细胞为减数分裂Ⅱ的细胞，此时染色体数目可能为78，D错误。
答案：C
3．(2025·山东济宁一模)某个精原细胞的某一核基因双链上各有一个胞嘧啶被3H标记的羟胺羟化，羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶，羟化胞嘧啶能与腺嘌呤配对。不考虑其他变异，该精原细胞在不含3H标记的培养基中进行减数分裂，下列叙述正确的是 (　　)
A.突变位点处的碱基对变为A—T
B.只有1个次级精母细胞具有突变基因
C.初级精母细胞中有2条染色体含有突变基因
D.若将精原细胞改为卵原细胞，则产生的卵细胞会有放射性
解析：原来基因双链上的胞嘧啶(C)经羟化后与腺嘌呤(A)配对，根据DNA半保留复制，复制一次后突变位点的碱基对变为A—羟化胞嘧啶，再次复制后会出现A—T，但减数分裂只进行一次DNA复制，所以减数分裂过程中突变位点的碱基对不会变为A—T，A错误。该精原细胞的某核基因双链上各有一个胞嘧啶被处理发生突变，进行DNA半保留复制后，一条染色体的两条姐妹染色单体中各有一个突变基因，减数分裂Ⅰ同源染色体分离，所以只有1个次级精母细胞具有突变基因，B正确。初级精母细胞中染色体已经复制，DNA发生半保留复制后，突变基因所在的染色体的两条姐妹染色单体上都含有突变基因，所以初级精母细胞中有1条染色体含有突变基因，C错误。若精原细胞改为卵原细胞，卵原细胞进行减数分裂产生1个卵细胞和3个极体。 经过减数分裂Ⅰ同源染色体分离，含有突变基因的染色体可能进入极体，所以产生的卵细胞不一定会有放射性，D错误。
答案：B
4．(2025·宁夏银川一模)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.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
D.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
解析：图中表示次级精母细胞的前期和中期细胞，则甲时期细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象，A错误；若图表示减数分裂Ⅱ后期，则乙时期细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；因为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，产生了AXD、 aXD、AY、aY 4种基因型的精细胞，C正确；图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，无染色单体， D错误。
答案：C
5．(2025·天津河东一模)联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。荧光标记联会复合体的骨架蛋白，显微镜下观察野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞，结果如图。下列叙述合理的是 (　　)
A.图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ的后期
B.D蛋白缺失突变体的染色体正常发生基因重组
C.图中野生型存在同源染色体，不存在姐妹染色单体
D.用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果
解析：分析题图可知，图中细胞含有荧光标记的联会复合体的骨架蛋白，即细胞中含有四分体，故图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ前期，A错误；D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，D蛋白缺失突变体中联会复合体中蛋白质降解受影响，这会影响同源染色体的正常行为，进而影响基因重组的正常发生，B错误；图中野生型细胞处于减数分裂Ⅰ，存在同源染色体，也存在姐妹染色单体，C错误；蛋白酶体抑制剂可抑制D蛋白的功能，用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果，D正确。
答案：D
6．(2025·江西新余一模)细胞分裂过程中，着丝粒在分裂时可能发生异常，如下图所示。若一个基因型为Aa的卵原细胞在减数分裂Ⅱ中某条染色体发生着丝粒异常横裂，且形成的两条染色体分别移向两极。不考虑基因突变和其他染色体畸变。下列叙述错误的是 (　　)
A.卵细胞基因组成最多有6种可能
B.若卵细胞为Aa，则第一极体一定为Aa
C.卵细胞为A且第一极体不含A，则第二极体的基因组成有4种可能
D.若卵细胞不含A、a，且一个第二极体为A，则第一极体的基因组成有2种可能
解析：正常情况下，卵细胞的基因型可能为A或 a，减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为AA或aa，着丝粒横裂，卵细胞的基因型可能为AA、aa、O(表示没有相应的基因)，若考虑减数分裂Ⅰ发生了互换，卵细胞的基因型可能为Aa或O(表示没有相应的基因)，所以卵细胞基因组成最多有6种可能，A正确；不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Aa，则减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，第一极体一定为Aa，B正确；卵细胞为A且第一极体不含A，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体为A，另外两个极体为aa、O，C错误；若卵细胞不含A、a且一个第二极体为A，则与卵细胞同时产生的第二极体为Aa或aa，第一极体为AA或Aa，最多有2种可能，D正确。
答案：C
7．(2025·河北承德一模)一个精原细胞中的某对同源染色体中的一条发生了倒位，在同源染色体联会时形成倒位环，且伴随发生了同源染色体的互换(如图所示)。完成减数分裂后，若配子中出现染色体片段的缺失或增加某个相同片段，则配子不可育，而出现倒位的配子可育。该精原细胞产生可育配子的基因型可能是 (　　)
A.adcbe B．AbcdE
C.Abcda D．AbCDE
解析：由于配子中出现染色体片段的缺失或增加某个相同片段，配子不可育，而出现倒位的配子可育。据图分析经过倒位后互换，可能会形成四个配子，基因型分别为：ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e，不能存活)、ebCDE(缺失了A，不能存活)，因此该精原细胞产生可育配子的基因型可能是adcbe，A正确，B、C、D错误。
答案：A
8．(2025·河北沧州一模)用3种不同颜色的荧光素分别标记基因型为AaXBY果蝇(2n＝8)的一个精原细胞中的A、a、B基因，然后检测减数分裂各时期细胞的荧光标记情况。已知该精原细胞进行减数分裂过程中发生了一次异常分裂，分别检测分裂进行至T1、T2、T3时期时细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量，结果如图。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.图中①是染色体，②是染色单体，二者在T1→T3过程中呈周期性变化
B.该精原细胞在增殖过程中最多可出现3种颜色的3个荧光标记基因
C.T2时期是减数分裂Ⅱ前期或中期，其异常可能是基因A/a所在染色体未分离所致
D.T3时期的细胞中可能含有同源染色体，有丝分裂过程中也可产生此时期的细胞
解析：在减数分裂的某些时期如减数分裂Ⅱ后期不存在染色单体，故②为染色单体，染色体中的核DNA复制后使得核DNA数目加倍而染色体数目不变，因此③是核DNA，①是染色体，T1是减数分裂Ⅰ，T3是产生的精细胞，精细胞不能再分裂，不会再进行染色体的复制，因此二者不会在T1→T3过程中呈周期性变化，A错误；用3种不同颜色的荧光素分别标记基因型为AaXBY果蝇(2n＝8)的一个精原细胞中的A、a、B基因，由于DNA进行复制，因此该精原细胞在增殖过程中最多可出现3种颜色的6个荧光标记基因，B错误；T2时期染色体的数量为5，可能是减数分裂Ⅰ异常所致，也可能是基因A/a所在染色体未分离，导致产生的两个次级精母细胞中的染色体的数量为3、5，C正确；T3时期为产生的异常精细胞，含有5条染色体，为减数分裂Ⅰ异常所致，因此其中一定含有同源染色体，有丝分裂不能产生精细胞，D错误。
答案：C
9．(2025·辽宁沈阳一模)图甲、乙是牡丹(2n＝10，基因型为Aa)花粉母细胞减数分裂后期的显微照片。花粉母细胞减数分裂结束后产生的子细胞(丙)会再进行一次有丝分裂，产生一个生殖细胞(丁)和一个营养细胞，共同组成一个花粉粒。下列叙述错误的是 (　　)
A.甲中单个细胞含有5对同源染色体
B.甲、乙中单个细胞含有的染色体组数相等
C.丁为二倍体，其基因型为Aa
D.若将丙置于含15N的培养液中培养，则丁中含15N的染色体有5条
解析：甲中细胞处于减数分裂Ⅰ后期，其中染色体与体细胞数目一致，含有5对同源染色体，A正确；甲中细胞处于减数分裂Ⅰ后期，含有2个染色体组，乙中细胞处于减数分裂Ⅱ后期，含有2个染色体组，B正确；丁是生殖细胞，细胞内只含有一个染色体组，其基因型不可能为Aa，应只含A或a，C错误；由于DNA的复制为半保留复制，若将丙置于含15N的培养液中培养，其细胞内染色体复制后的每条子染色体中的DNA均为杂合链，均含有15N，所以丁中含15N的染色体有5条，D正确。
答案：C
二、非选择题(12分)
10．(12分)图①为某化学药物京尼平苷促进人体成骨细胞分裂治疗关节炎的机理图，图②甲曲线表示人体精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化，乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化。G0期是指具有分裂能力的组织细胞暂时脱离细胞周期之外的静止期，细胞分裂前的间期依次为G1、S、G2期，M期为分裂期。回答下列问题。
(1)人体成骨细胞通过________方式增殖。京尼平苷促使CDC2蛋白表达并活化后，可以调节软骨细胞的增殖，使处于G0、G1期的细胞百分比减少，S及G2、M期的细胞百分比增加，推测CDC2蛋白在细胞周期中的作用是
________________________________________________________________________。
(2)图②甲曲线AB段染色体的主要行为有______________________________________(填三点)；EF段所处减数分裂的时期是______________________；既无同源染色体，也无姐妹染色单体的区段是__________。
(3)图②乙曲线“J→K”段变化产生的原因是____________，图②乙曲线“J→K”段与图②甲中含义相同的区段是________；不考虑变异，EF与IJ时期的细胞中染色体数量__________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。
(4)图②甲、乙曲线中可能发生基因重组的区段是________。某人的基因型为AaBb，他的一个精原细胞由于变异，在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因，最终该精原细胞产生了2个携带A基因和2个携带a基因的精子，则变异的类型为____________，理由是
________________________。
解析：(1)人体成骨细胞通过有丝分裂方式增殖，细胞周期蛋白(CDC2)经表达并活化后，使处于G0/G1期的细胞百分比减少，S及G2/M期的细胞百分比增加，推测CDC2蛋白发挥的作用是促进细胞由G1期进入S期和促进DNA的复制。(2)图②甲曲线表示精原细胞减数分裂过程中染色体组数目变化，AB段染色体的主要行为有螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合等；EF段处于减数分裂Ⅱ后期；既无同源染色体，也无姐妹染色单体的区段是EG(EF)段。(3)图②乙曲线表示减数分裂过程中一条染色体上DNA含量变化，“J→K”段变化产生的原因是着丝粒分裂，图②甲中，与图②乙曲线“J→K”段含义相同的区段是DE，不考虑变异，EF段人体染色体数目为46，IJ包含了不同时期的细胞，如初级精母细胞阶段，染色体数目为46，次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期之前染色体数目为23，所以EF与IJ时期的细胞中染色体数量不一定相同。(4)图②中，甲、乙曲线中可能发生基因重组的区段是减数分裂Ⅰ前期(互换)和减数分裂Ⅰ后期(基因自由组合)所在的时期，即AB和IJ段。某人基因型为AaBb，他的一个精原细胞由于变异，在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因，最终该精原细胞产生了2个携带A基因的精子和2个携带a基因的精子，变异类型为基因重组，因为姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因，原因可能是基因突变或基因重组，若是基因突变，应产生3个携带A、1个携带a类型精子或3个携带a、1个携带A类型精子，而基因重组则产生2个携带A、2个携带a类型精子。
答案：(1)有丝分裂　促进细胞由G1期进入S期和促进DNA的复制　(2)螺旋化、同源染色体联会、非同源染色体自由组合　减数分裂Ⅱ后期　EG(EF)　(3)着丝粒分裂　DE　不一定相同　(4)AB和IJ　基因重组　姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因，原因可能是基因突变或基因重组，若是基因突变，应产生3个携带A、1个携带a类型精子或3个携带a、1个携带A类型精子，而基因重组则产生2个携带A、2个携带a类型精子(合理即可)专题强化练14 细胞分裂与生物变异、染色体标记情况分析
一、选择题(每题2分，共计18分)
1．(2025·广东深圳一模)患者1和患者2的性染色体组成分别是XXY和XYY。经研究发现两位患者都是由父方减数分裂异常导致。分析精母细胞发生异常分裂最可能的时期是 (　　)
选项 患者1 患者2
A 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅰ
B 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅱ
C 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
D 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ
2．(2025·四川巴中一模)家鸡(2n＝78)体内某原始生殖细胞经减数分裂产生了一个异常生殖细胞，该细胞的异常染色体组成以及形成该细胞过程中相关物质变化的部分曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.该异常生殖细胞产生的原因是精原细胞减数分裂Ⅰ异常
B.该异常生殖细胞产生过程发生的可遗传变异是基因重组
C.bc段可以表示着丝粒分裂导致染色体数目增加
D.cd段细胞中的染色体数目可能为156
3．(2025·山东济宁一模)某个精原细胞的某一核基因双链上各有一个胞嘧啶被3H标记的羟胺羟化，羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶，羟化胞嘧啶能与腺嘌呤配对。不考虑其他变异，该精原细胞在不含3H标记的培养基中进行减数分裂，下列叙述正确的是 (　　)
A.突变位点处的碱基对变为A—T
B.只有1个次级精母细胞具有突变基因
C.初级精母细胞中有2条染色体含有突变基因
D.若将精原细胞改为卵原细胞，则产生的卵细胞会有放射性
4．(2025·宁夏银川一模)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.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
D.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
5．(2025·天津河东一模)联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。荧光标记联会复合体的骨架蛋白，显微镜下观察野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞，结果如图。下列叙述合理的是 (　　)
A.图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ的后期
B.D蛋白缺失突变体的染色体正常发生基因重组
C.图中野生型存在同源染色体，不存在姐妹染色单体
D.用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果
6．(2025·江西新余一模)细胞分裂过程中，着丝粒在分裂时可能发生异常，如下图所示。若一个基因型为Aa的卵原细胞在减数分裂Ⅱ中某条染色体发生着丝粒异常横裂，且形成的两条染色体分别移向两极。不考虑基因突变和其他染色体畸变。下列叙述错误的是 (　　)
A.卵细胞基因组成最多有6种可能
B.若卵细胞为Aa，则第一极体一定为Aa
C.卵细胞为A且第一极体不含A，则第二极体的基因组成有4种可能
D.若卵细胞不含A、a，且一个第二极体为A，则第一极体的基因组成有2种可能
7．(2025·河北承德一模)一个精原细胞中的某对同源染色体中的一条发生了倒位，在同源染色体联会时形成倒位环，且伴随发生了同源染色体的互换(如图所示)。完成减数分裂后，若配子中出现染色体片段的缺失或增加某个相同片段，则配子不可育，而出现倒位的配子可育。该精原细胞产生可育配子的基因型可能是 (　　)
A.adcbe B．AbcdE
C.Abcda D．AbCDE
8．(2025·河北沧州一模)用3种不同颜色的荧光素分别标记基因型为AaXBY果蝇(2n＝8)的一个精原细胞中的A、a、B基因，然后检测减数分裂各时期细胞的荧光标记情况。已知该精原细胞进行减数分裂过程中发生了一次异常分裂，分别检测分裂进行至T1、T2、T3时期时细胞中染色体、核DNA、染色单体的数量，结果如图。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.图中①是染色体，②是染色单体，二者在T1→T3过程中呈周期性变化
B.该精原细胞在增殖过程中最多可出现3种颜色的3个荧光标记基因
C.T2时期是减数分裂Ⅱ前期或中期，其异常可能是基因A/a所在染色体未分离所致
D.T3时期的细胞中可能含有同源染色体，有丝分裂过程中也可产生此时期的细胞
9．(2025·辽宁沈阳一模)图甲、乙是牡丹(2n＝10，基因型为Aa)花粉母细胞减数分裂后期的显微照片。花粉母细胞减数分裂结束后产生的子细胞(丙)会再进行一次有丝分裂，产生一个生殖细胞(丁)和一个营养细胞，共同组成一个花粉粒。下列叙述错误的是 (　　)
A.甲中单个细胞含有5对同源染色体
B.甲、乙中单个细胞含有的染色体组数相等
C.丁为二倍体，其基因型为Aa
D.若将丙置于含15N的培养液中培养，则丁中含15N的染色体有5条
二、非选择题(12分)
10．(12分)图①为某化学药物京尼平苷促进人体成骨细胞分裂治疗关节炎的机理图，图②甲曲线表示人体精原细胞的分裂过程中染色体组数目的变化，乙曲线表示细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化。G0期是指具有分裂能力的组织细胞暂时脱离细胞周期之外的静止期，细胞分裂前的间期依次为G1、S、G2期，M期为分裂期。回答下列问题。
(1)人体成骨细胞通过________方式增殖。京尼平苷促使CDC2蛋白表达并活化后，可以调节软骨细胞的增殖，使处于G0、G1期的细胞百分比减少，S及G2、M期的细胞百分比增加，推测CDC2蛋白在细胞周期中的作用是
________________________________________________________________________。
(2)图②甲曲线AB段染色体的主要行为有______________________________________(填三点)；EF段所处减数分裂的时期是______________________；既无同源染色体，也无姐妹染色单体的区段是__________。
(3)图②乙曲线“J→K”段变化产生的原因是____________，图②乙曲线“J→K”段与图②甲中含义相同的区段是________；不考虑变异，EF与IJ时期的细胞中染色体数量__________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。
(4)图②甲、乙曲线中可能发生基因重组的区段是________。某人的基因型为AaBb，他的一个精原细胞由于变异，在姐妹染色单体的相同位置上出现了A和a基因，最终该精原细胞产生了2个携带A基因和2个携带a基因的精子，则变异的类型为____________，理由是
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