资源简介

(共35张PPT)
第3单元
细胞的生命历程
第20讲　细胞增殖与遗传和变异的关系
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1．归纳细胞分裂与生物遗传的关系。2．说明细胞分裂与基因突变的关系。3．分析细胞分裂与基因重组的关系。4．分析细胞分裂与染色体变异之间的关系。
核 心 体 系
活 动 方 案
下图表示某种植物生殖与发育过程中，细胞内染色体和核DNA相对含量的变化曲线。请据图回答下列问题。
活动一　归纳细胞分裂与生物遗传的关系
(1) 图中实线表示____________含量的变化，虚线表示__________含量的变化。
(2) 图中表示有丝分裂的阶段是________，表示减数分裂的阶段是________，表示受精作用的点是______。
(3) 染色体复制的阶段有______________，同源染色体分离发生的点是______。
核DNA
染色体
FL
OD
E
OA和FG
B
(4) 减数分裂中，染色体数和核DNA分子数是如何减半的？对生物的遗传有何意义？
【答案】 细胞分裂过程中，染色体和核DNA复制了一次，细胞连续分裂了两次。其中染色体数目减半是减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离的结果，核DNA数目在第一次分裂时随同源染色体的分离减半，在第二次分裂中，随染色体的平均分配，再次减半。减数分裂产生的是配子，雌雄配子需两两结合形成合子，才能发育成后代，减数分裂中染色体和核DNA分子数目减半，可以维持前后代之间染色体数和核DNA分子数的稳定。
(5) 有丝分裂中，染色体数和核DNA分子数是如何保持稳定的？对生物的遗传有何意义？
【答案】 有丝分裂过程中，染色体和核DNA分子在间期复制，分裂期平均分配。在亲代与子代之间保持了遗传物质的稳定性。
下图表示染色体上的基因正常复制和复制出现差错后的情况。请回答下列问题。
活动二　说明细胞分裂与基因突变的关系
(1) 染色体复制发生在什么时期？染色体复制加倍的是染色体还是核DNA
【答案】 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。核DNA。
(2) 正常情况下，基因能准确复制的原因是什么？
【答案】 DNA复制过程中，遵循碱基互补配对原则以及半保留复制。
(3) 在哪些因素的诱导下，基因复制可能会发生差错从而引起突变？突变后产生的基因是原基因的什么基因？没有诱导因素的诱导会发生基因突变吗？基因突变只发生在基因复制的时期吗？
【答案】 物理因素，如紫外线、电离辐射；化学因素，如烷化剂、碱基或核苷类似物、亚硝酸盐及亚硝胺、苯并芘、黄曲霉毒素； 生物因素，如DNA、RNA肿瘤病毒。突变后的基因是原基因的等位基因。会。基因突变主要发生在DNA复制的时期，其他时期也可能发生基因突变。
(4) 上图中突变基因既可以是显性突变，也可以是隐性突变，说明了基因突变的什么特点？
【答案】 不定向性。
(5) 为什么有些突变基因能传递给后代，而有些突变基因不能传递给后代？
【答案】 进行有性生殖时，如果突变发生在体细胞中，不能传递给后代；如果突变发生在生殖细胞中，可以传递给后代。
下图1和图2分别表示基因型为AaBb的动物减数分裂过程中发生的两种基因重组的情况。请回答下列问题。
活动三　分析细胞分裂与基因重组的关系
图1
图2
(1) 图1细胞和图2细胞中的两对等位基因的位置有什么不同？
【答案】 图1细胞中的两对等位基因位于两对同源染色体上，图2细胞中的两对等位基因位于同一对同源染色体上。
(2) 图1细胞处于细胞分裂的什么时期？
【答案】 减数分裂Ⅰ后期。
(3) 图1细胞中非同源染色体发生了什么变化？导致非同源染色体上的非等位基因发生了什么变化？
【答案】 自由组合。非等位基因的自由组合。
(4) 图1所示的细胞分裂过程起源于什么器官？图1细胞产生的配子基因组成为？该生物产生的配子基因组成可能为？
【答案】 卵巢。ab或aB。AB、Ab、aB、ab。
(5) 图2表示的细胞发生基因重组的原因是什么？基因重组和自由组合定律发生的时期相同吗？
【答案】 在减数分裂Ⅰ四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间互换而导致基因重组。不完全相同，基因重组可发生在减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅰ后期；自由组合定律发生在减数分裂Ⅰ后期。
(6) 图2所示的生物能产生哪些类型的配子？这种生物的一个精原细胞能产生哪些类型的配子？
【答案】 图2生物能产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子。发生互换的一个精原细胞产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子，没有发生互换的一个精原细胞产生AB、ab两种类型的配子。
(7) 图1和图2所示生物都可以产生四种类型的配子，四种配子的比例有什么不同？
【答案】 图1生物产生的配子比例为1∶1∶1∶1；图2生物产生的配子比例不是1∶1∶1∶1，其中AB、ab两种类型配子的比例较高。
(8) 若图2所示生物产生的四种配子的比例为 21∶4∶4∶21，则理论上发生互换的性母细胞所占的比例是多少？
【答案】 32%。
下面列举了4种染色体变异的情况，请结合细胞分裂的过程分析它们产生的原因。
①人类21三体综合征(先天愚型)患者第21对染色体多出一条。
②人类猫叫综合征患者5号染色体部分缺失。
③将二倍体西瓜用秋水仙素处理，可得到四倍体西瓜。用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交，可以获得三倍体无子西瓜。
④减数分裂异常，导致出生染色体组成为XYY或XXY的患者。
活动四　分析细胞分裂与染色体变异的关系
(1) 人类21三体综合征(先天愚型)患者是由异常的卵细胞和正常的精子(或者是正常的卵细胞和异常的精子)受精形成的受精卵发育而来的。请分析异常卵细胞是如何形成的。
【答案】 减数第一次分裂时，第21对同源染色体没有分离；减数分裂Ⅱ后期第21号染色体着丝粒分裂后移向了同一极。
(2) 人类猫叫综合征患者是5号染色体部分缺失引起的，你认为这种缺失是在分裂间期发生的可能性大，还是分裂期发生的可能性大？为什么？
【答案】 这种变异发生在分裂间期的可能性大，因为细胞分裂不管是有丝分裂还是减数分裂，进入分裂期，染色质高度螺旋化，缩短、变粗成为染色体，结构稳定，不易发生变化。
(3) 秋水仙素处理二倍体西瓜可得到四倍体西瓜，原理是什么？
【答案】 秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
(4) 请分析XXY和XYY患者产生的原因？
【答案】 ①XXY成因
②XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ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。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
7
6
1． 细胞分裂过程中存在着多种变异类型。下列叙述正确的是(　 　)
A．有丝分裂过程中发生的基因突变只发生在DNA分子复制过程中
B．有丝分裂过程中会因染色单体末端连接而导致子细胞基因型不同
C．减数分裂过程中染色体片段断裂后的换位、重接均会引起基因重组
D．减数分裂过程中由于姐妹染色单体分离异常会导致所有配子异常
B
2
4
5
1
3
7
6
2． [2025南京金陵中学月考]一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个AaXb的精细胞，则另外3个精细胞的基因型分别是(　 　)
A．AaXb、aY、aY B．Xb、aY、Y
C．aXb、Y、Y D．AaXb、Y、Y
【解析】 一个基因型为AaXbY的精原细胞，由于染色体分配紊乱产生了一个AaXb的精细胞，说明减数分裂Ⅰ后期A、a所在的同源染色体未正常分离，移向了同一极，而减数分裂Ⅱ正常，因此与其同时产生的另一精子的类型是AaXb；另一个次级精母细胞不含A、a，因此其他两个精细胞是Y、Y。
D
2
4
5
3
7
6
3．[2026河北衡水中学阶段考]21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体。为了分析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基因的STR重复序列进行扩增，扩增产物电泳结果如图所示。据图分析，该21三体综合征患儿的病因最可能是(　 　)
1
注：M为标准DNA片段，n1、n2、n3、n4为STR单元的不同重复次数
A．父母减数分裂产生的配子染色体数目均异常
B．父亲减数分裂形成精子时，21号染色体没有分离
C．母亲减数分裂Ⅰ时，两条21号染色体没有分离
D．患儿处于有丝分裂后期的细胞中有94条染色体
C
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 根据电泳结果可知，该患者21号染色体有三条，其中一条来自父亲，两条来自母亲，表明父亲减数分裂形成精子过程正常，母亲减数分裂形成卵细胞过程异常，且患者的其中两条21号染色体STR单元的重复次数分别与母亲的n2、n3相同，表明母亲减数分裂时，两条21号同源染色体没有分离，减数分裂Ⅰ异常，A、B错误，C正确；21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体，体内有47条染色体，所以处于有丝分裂后期的细胞中有94条染色体，但这不是21三体综合征患儿的病因，D错误。
2
4
5
3
7
6
4．[2026苏州期中]星象百合培育过程如图a所示，其花粉母细胞进行减数分裂时L和O几乎不发生重组，部分时期如图b、c、d所示。下列相关叙述错误的是(　 　)
A．图a中①需用秋水仙素或低温对幼苗进行处理
B．图b时期，不同细胞中可观察到12～18个四分体
C．图c可表示花粉母细胞在减数分裂Ⅰ的中期
D．因减数分裂时染色体行为异常，星象百合通常高度不育
1
a
B
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 图a中①是诱导染色体加倍得到四倍体，常用秋水仙素或低温处理幼苗，A正确；星象百合的染色体组包含“铁炮百合(24条)＋东方百合(12条)”的染色体，减数分裂时由于“L和O几乎不发生重组”，铁炮百合的24条染色体(L)与东方百合的12条染色体(O)不能配对，只有铁炮百合内部的同源染色体可联会，因此不同细胞中四分体数量范围应最多为12个，B错误；图c中染色体排列在细胞中央，且存在同源染色体联会的四分体结构，符合减数分裂Ⅰ中期的特征，C正确。
2
4
5
3
7
6
5． [2025南通如皋中学测试]一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列叙述不正确的是(　 　)
A．减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，细胞中的染色体组数相同
B．若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了互换
C．若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是同源染色体未分离
D．若细胞中无染色单体，基因组成为AAYY，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
1
C
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，一个细胞中的染色体组数相同，都是2个染色体组，A正确；一个精原细胞减数分裂应该产生2种比例相等的精子，若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了染色体互换，B正确；若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，可能是因为一个A发生基因突变成了a，C错误；若细胞基因组成为AAYY，则不含同源染色体，同时不含染色单体，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，D正确。
2
4
5
3
7
6
6．[2025福建卷]某动物(AaBbDd)的孤雌生殖方式是：来自次级卵母细胞的极体，随机与来自同一卵原细胞的其他极体融合形成二倍体细胞，而后发育成新个体。该动物一个次级卵母细胞形成的卵细胞染色体如图所示。来自该次级卵母细胞的极体，以此生殖方式形成的二倍体细胞是(　 　)
1
A
B
C
D
C
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 分析题意可知，该动物基因型是AaBbDd，结合图示可知，三对等位基因存在连锁现象，且应发生了A/a的互换，该动物一个次级卵母细胞形成的卵细胞是Abd，则与之同时产生的第二极体应是abd，第一极体产生的第二极体是ABD和aBD，且A/a与B/b应连锁，该生物孤雌生殖方式是：来自次级卵母细胞的极体，随机与来自同一卵原细胞的其他极体融合形成二倍体细胞，以此生殖方式形成的二倍体细胞可能是aaBbDd(abd的极体与aBD结合后发育而成)，而图示AabbDd、AaBBDD和Aabbdd的个体不可能通过上述情况产生，C符合题意。
2
4
5
3
7
6
7．(多选)[2026扬州七校联考]如图表示基因型为EeFf的番茄部分初级卵母细胞发生的现象，但花粉形成过程中不发生该现象，且基因型为ef的雄配子有1/2死亡。下列叙述正确的有(　 　)
A．图示现象发生在减数分裂Ⅰ和有丝分裂前期
B．图示初级卵母细胞完成减数分裂产生的4个子细胞的基因型均不相同
C．基因型为EeFf的番茄若不发生该现象，产生的雄配子中EF占2/3
D．体细胞中遗传物质一半来自父本，一半来自母本
1
BC
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 图示现象为同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，该过程发生在减数分裂Ⅰ前期的四分体时期，A错误；从图中可以看出，最终产生的4个子细胞的基因型分别为EF、Ef、eF、ef，各不相同，B正确；若花粉形成过程中不发生该现象，产生的雄配子类型及比例为EF∶ef＝1∶1，又因为基因型为ef的雄配子有1/2死亡，所以存活的雄配子中EF占2/3，C正确；体细胞中核遗传物质一半来自父本，一半来自母本，而质遗传物质主要来自母本，D错误。
谢谢观看
Thank you for watching第20讲　细胞增殖与遗传和变异的关系
学习目标　1. 归纳细胞分裂与生物遗传的关系。2. 说明细胞分裂与基因突变的关系。3. 分析细胞分裂与基因重组的关系。4. 分析细胞分裂与染色体变异之间的关系。
核心体系
活动方案
活动一 归纳细胞分裂与生物遗传的关系
下图表示某种植物生殖与发育过程中，细胞内染色体和核DNA相对含量的变化曲线。请据图回答下列问题。
(1) 图中实线表示________含量的变化，虚线表示________含量的变化。
(2) 图中表示有丝分裂的阶段是______，表示减数分裂的阶段是______，表示受精作用的点是______。
(3) 染色体复制的阶段有________，同源染色体分离发生的点是________。
(4) 减数分裂中，染色体数和核DNA分子数是如何减半的？对生物的遗传有何意义？
(5) 有丝分裂中，染色体数和核DNA分子数是如何保持稳定的？对生物的遗传有何意义？
活动二 说明细胞分裂与基因突变的关系
下图表示染色体上的基因正常复制和复制出现差错后的情况。请回答下列问题。
(1) 染色体复制发生在什么时期？染色体复制加倍的是染色体还是核DNA
(2) 正常情况下，基因能准确复制的原因是什么？
(3) 在哪些因素的诱导下，基因复制可能会发生差错从而引起突变？突变后产生的基因是原基因的什么基因？没有诱导因素的诱导会发生基因突变吗？基因突变只发生在基因复制的时期吗？
(4) 上图中突变基因既可以是显性突变，也可以是隐性突变，说明了基因突变的什么特点？
(5) 为什么有些突变基因能传递给后代，而有些突变基因不能传递给后代？
活动三 分析细胞分裂与基因重组的关系
下图1和图2分别表示基因型为AaBb的动物减数分裂过程中发生的两种基因重组的情况。请回答下列问题。
图1 图2
(1) 图1细胞和图2细胞中的两对等位基因的位置有什么不同？
(2) 图1细胞处于细胞分裂的什么时期？
(3) 图1细胞中非同源染色体发生了什么变化？导致非同源染色体上的非等位基因发生了什么变化？
(4) 图1所示的细胞分裂过程起源于什么器官？图1细胞产生的配子基因组成为？该生物产生的配子基因组成可能为？
(5) 图2表示的细胞发生基因重组的原因是什么？基因重组和自由组合定律发生的时期相同吗？
(6) 图2所示的生物能产生哪些类型的配子？这种生物的一个精原细胞能产生哪些类型的配子？
(7) 图1和图2所示生物都可以产生四种类型的配子，四种配子的比例有什么不同？
(8) 若图2所示生物产生的四种配子的比例为 21∶4∶4∶21，则理论上发生互换的性母细胞所占的比例是多少？
活动四 分析细胞分裂与染色体变异的关系
下面列举了4种染色体变异的情况，请结合细胞分裂的过程分析它们产生的原因。
①人类21三体综合征(先天愚型)患者第21对染色体多出一条。
②人类猫叫综合征患者5号染色体部分缺失。
③将二倍体西瓜用秋水仙素处理，可得到四倍体西瓜。用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交，可以获得三倍体无子西瓜。
④减数分裂异常，导致出生染色体组成为XYY或XXY的患者。
(1) 人类21三体综合征(先天愚型)患者是由异常的卵细胞和正常的精子(或者是正常的卵细胞和异常的精子)受精形成的受精卵发育而来的。请分析异常卵细胞是如何形成的。
(2) 人类猫叫综合征患者是5号染色体部分缺失引起的，你认为这种缺失是在分裂间期发生的可能性大，还是分裂期发生的可能性大？为什么？
(3) 秋水仙素处理二倍体西瓜可得到四倍体西瓜，原理是什么？
(4) 请分析XXY和XYY患者产生的原因？
名卷优选
1. 细胞分裂过程中存在着多种变异类型。下列叙述正确的是(　　)
A. 有丝分裂过程中发生的基因突变只发生在DNA分子复制过程中
B. 有丝分裂过程中会因染色单体末端连接而导致子细胞基因型不同
C. 减数分裂过程中染色体片段断裂后的换位、重接均会引起基因重组
D. 减数分裂过程中由于姐妹染色单体分离异常会导致所有配子异常
2. [2025南京金陵中学月考]一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个AaXb的精细胞，则另外3个精细胞的基因型分别是(　　)
A. AaXb、aY、aY
B. Xb、aY、Y
C. aXb、Y、Y
D. AaXb、Y、Y
3. [2026河北衡水中学阶段考]21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体。为了分析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基因的STR重复序列进行扩增，扩增产物电泳结果如图所示。据图分析，该21三体综合征患儿的病因最可能是(　　)
注：M为标准DNA片段，n1、n2、n3、n4为STR单元的不同重复次数
A. 父母减数分裂产生的配子染色体数目均异常
B. 父亲减数分裂形成精子时，21号染色体没有分离
C. 母亲减数分裂Ⅰ时，两条21号染色体没有分离
D. 患儿处于有丝分裂后期的细胞中有94条染色体
4. [2026苏州期中]星象百合培育过程如图a所示，其花粉母细胞进行减数分裂时L和O几乎不发生重组，部分时期如图b、c、d所示。下列相关叙述错误的是(　　)
a
A. 图a中①需用秋水仙素或低温对幼苗进行处理
B. 图b时期，不同细胞中可观察到12～18个四分体
C. 图c可表示花粉母细胞在减数分裂Ⅰ的中期
D. 因减数分裂时染色体行为异常，星象百合通常高度不育
5. [2025南通如皋中学测试]一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列叙述不正确的是(　　)
A. 减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，细胞中的染色体组数相同
B. 若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了互换
C. 若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是同源染色体未分离
D. 若细胞中无染色单体，基因组成为AAYY，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
6. [2025福建卷]某动物(AaBbDd)的孤雌生殖方式是：来自次级卵母细胞的极体，随机与来自同一卵原细胞的其他极体融合形成二倍体细胞，而后发育成新个体。该动物一个次级卵母细胞形成的卵细胞染色体如图所示。来自该次级卵母细胞的极体，以此生殖方式形成的二倍体细胞是(　　)
　　　
A B C D
7. (多选)[2026扬州七校联考]如图表示基因型为EeFf的番茄部分初级卵母细胞发生的现象，但花粉形成过程中不发生该现象，且基因型为ef的雄配子有1/2死亡。下列叙述正确的有(　　)
A. 图示现象发生在减数分裂Ⅰ和有丝分裂前期
B. 图示初级卵母细胞完成减数分裂产生的4个子细胞的基因型均不相同
C. 基因型为EeFf的番茄若不发生该现象，产生的雄配子中EF占2/3
D. 体细胞中遗传物质一半来自父本，一半来自母本
第20讲　细胞增殖与遗传和变异的关系
【活动方案】
活动一　
(1) 核DNA　染色体
(2) FL　OD　E
(3) OA和FG　B
(4) 细胞分裂过程中，染色体和核DNA复制了一次，细胞连续分裂了两次。其中染色体数目减半是减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离的结果，核DNA数目在第一次分裂时随同源染色体的分离减半，在第二次分裂中，随染色体的平均分配，再次减半。减数分裂产生的是配子，雌雄配子需两两结合形成合子，才能发育成后代，减数分裂中染色体和核DNA分子数目减半，可以维持前后代之间染色体数和核DNA分子数的稳定。
(5) 有丝分裂过程中，染色体和核DNA分子在间期复制，分裂期平均分配。在亲代与子代之间保持了遗传物质的稳定性。
活动二　
(1) 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。核DNA。
(2) DNA复制过程中，遵循碱基互补配对原则以及半保留复制。
(3) 物理因素，如紫外线、电离辐射；化学因素，如烷化剂、碱基或核苷类似物、亚硝酸盐及亚硝胺、苯并芘、黄曲霉毒素； 生物因素，如DNA、RNA肿瘤病毒。突变后的基因是原基因的等位基因。会。基因突变主要发生在DNA复制的时期，其他时期也可能发生基因突变。
(4) 不定向性。
(5) 进行有性生殖时，如果突变发生在体细胞中，不能传递给后代；如果突变发生在生殖细胞中，可以传递给后代。
活动三　
(1) 图1细胞中的两对等位基因位于两对同源染色体上，图2细胞中的两对等位基因位于同一对同源染色体上。
(2) 减数分裂Ⅰ后期。
(3) 自由组合。非等位基因的自由组合。
(4) 卵巢。ab或aB。AB、Ab、aB、ab。
(5) 在减数分裂Ⅰ四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间互换而导致基因重组。不完全相同，基因重组可发生在减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅰ后期；自由组合定律发生在减数分裂Ⅰ后期。
(6) 图2生物能产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子。发生互换的一个精原细胞产生AB、ab、Ab、aB四种类型的配子，没有发生互换的一个精原细胞产生AB、ab两种类型的配子。
(7) 图1生物产生的配子比例为1∶1∶1∶1；图2生物产生的配子比例不是1∶1∶1∶1，其中AB、ab两种类型配子的比例较高。
(8) 32%。
活动四　
(1) 减数第一次分裂时，第21对同源染色体没有分离；减数分裂Ⅱ后期第21号染色体着丝粒分裂后移向了同一极。
(2) 这种变异发生在分裂间期的可能性大，因为细胞分裂不管是有丝分裂还是减数分裂，进入分裂期，染色质高度螺旋化，缩短、变粗成为染色体，结构稳定，不易发生变化。
(3) 秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
(4) ①XXY成因
②XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ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。
1 减数分裂与基因重组
(1) 非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数分裂Ⅰ后期，可因同源染色体分离，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) 同源染色体非姐妹染色单体间互换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间互换而导致基因重组，如原本A与B组合，a与b组合，经基因重组可导致A与b组合，a与B组合。
(3) 减数分裂与染色体数目变异
若减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部异常；若减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子一半异常；若次级卵母细胞分裂异常，则形成的卵细胞异常。
2 唐氏综合征
唐氏综合征为染色体畸变所致的疾病，其发生机制为亲代(多为母亲)的生殖细胞在减数分裂时染色体不分离，即卵子在减数分裂时，21号染色体不分离，形成异常卵子，导致患者的核型为47，XX(XY)，21。年龄过高( 35岁以上)、过小( 20岁以下) 均是导致21三体综合征发生的危险因素，亦有报道唐氏综合征与父亲的年龄过高(形成异常精子) 有关。
【名卷优选】
1 B
2 D　一个基因型为AaXbY的精原细胞，由于染色体分配紊乱产生了一个AaXb的精细胞，说明减数分裂Ⅰ后期A、a所在的同源染色体未正常分离，移向了同一极，而减数分裂Ⅱ正常，因此与其同时产生的另一精子的类型是AaXb；另一个次级精母细胞不含A、a，因此其他两个精细胞是Y、Y。
3 C　根据电泳结果可知，该患者21号染色体有三条，其中一条来自父亲，两条来自母亲，表明父亲减数分裂形成精子过程正常，母亲减数分裂形成卵细胞过程异常，且患者的其中两条21号染色体STR单元的重复次数分别与母亲的n2、n3相同，表明母亲减数分裂时，两条21号同源染色体没有分离，减数分裂Ⅰ异常，A、B错误，C正确；21三体综合征患者比正常人多了一条21号染色体，体内有47条染色体，所以处于有丝分裂后期的细胞中有94条染色体，但这不是21三体综合征患儿的病因，D错误。
4 B　图 a 中①是诱导染色体加倍得到四倍体，常用秋水仙素或低温处理幼苗，A正确；星象百合的染色体组包含“铁炮百合(24条)＋东方百合(12条)”的染色体，减数分裂时由于“L和O几乎不发生重组”，铁炮百合的24条染色体(L)与东方百合的12条染色体(O)不能配对，只有铁炮百合内部的同源染色体可联会，因此不同细胞中四分体数量范围应最多为12个，B错误；图c中染色体排列在细胞中央，且存在同源染色体联会的四分体结构，符合减数分裂Ⅰ中期的特征，C正确。
5 C　减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，一个细胞中的染色体组数相同，都是2个染色体组，A正确；一个精原细胞减数分裂应该产生2种比例相等的精子，若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了染色体互换，B正确；若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，可能是因为一个A发生基因突变成了a，C错误；若细胞基因组成为AAYY，则不含同源染色体，同时不含染色单体，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，D正确。
6 C　分析题意可知，该动物基因型是AaBbDd，结合图示可知，三对等位基因存在连锁现象，且应发生了A/a的互换，该动物一个次级卵母细胞形成的卵细胞是Abd，则与之同时产生的第二极体应是abd，第一极体产生的第二极体是ABD和aBD，且A/a与B/b应连锁，该生物孤雌生殖方式是：来自次级卵母细胞的极体，随机与来自同一卵原细胞的其他极体融合形成二倍体细胞，以此生殖方式形成的二倍体细胞可能是aaBbDd(abd的极体与aBD结合后发育而成)，而图示AabbDd、AaBBDD和Aabbdd的个体不可能通过上述情况产生，C符合题意。
7 BC　图示现象为同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，该过程发生在减数分裂Ⅰ前期的四分体时期，A错误；从图中可以看出，最终产生的4个子细胞的基因型分别为EF、Ef、eF、ef，各不相同，B正确；若花粉形成过程中不发生该现象，产生的雄配子类型及比例为EF∶ef＝1∶1，又因为基因型为ef的雄配子有1/2死亡，所以存活的雄配子中EF占2/3，C正确；体细胞中核遗传物质一半来自父本，一半来自母本，而质遗传物质主要来自母本，D错误。第20讲　细胞增殖与遗传和变异的关系
1 [2025江苏卷]图示二倍体植物形成2n异常配子的过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A. 甲细胞中发生过染色体互换
B. 乙细胞中不含有同源染色体
C. 丙细胞含有两个染色体组
D. 2n配子是由于减数分裂Ⅰ异常产生的
2 某人体检时被发现同时具备男性组织和女性组织，进一步研究发现此人部分细胞性染色体组成为XO型，部分细胞性染色体组成为XYY型，所有细胞的常染色体都相同。推测此人出现这种性状的原因是(　　)
A. 其父亲减数分裂Ⅰ时，同源染色体未分离
B. 其父亲减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分开未分离
C. 其母亲减数分裂Ⅰ时，同源染色体未分离
D. 胚胎时期，有丝分裂YY姐妹染色单体分开未分离
3 [2025贵州卷]非整体倍现象的出现通常是配子形成时个别染色体分离异常造成的。如图为人体精子形成时性染色体异常的示意图(不考虑其他突变及染色体互换)。下列叙述正确的是(　　)
图1 图2
A. 人体中细胞①和②的染色体数相同
B. 图1细胞③中染色体组成类型有223种可能
C. 图2细胞④中所示染色体为同源染色体
D. 产生XYY个体的异常配子来源于图2途径
4 [2025苏州模拟]图示两种获得无核葡萄的途径。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 赤霉素能促进巨峰葡萄种子休眠从而获得无核巨峰葡萄
B. 经赤霉素处理获得的无核巨峰葡萄发生了可遗传的变异
C. 无核夏黑葡萄减数分裂产生配子时无同源染色体联会
D. 取无核夏黑葡萄茎尖进行植物组织培养可获得脱毒苗
5 [2025山东烟台模拟]减数分裂过程中，存在SDR和MIME两种突变途径，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. SDR和MIME都属于减数分裂异常现象，产生的配子基因组成是相同的
B. 若二倍体生物经SDR突变，产生的配子中可能含有两个相同的染色体组
C. 基因型AaBb的生物经MIME突变，可能产生AB、Ab、aB和ab的配子
D. MIME会严重降低配子多样性，对生物进化和农业育种实践都是不利的
6 [2026北京开学考]研究者将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，多数后代为红眼雌蝇和白眼雄蝇，但出现了极少数“例外”的白眼可育雌蝇和红眼不育雄蝇。果蝇异常性染色体组成的性别及育性情况如下表。下列说法错误的是(　　)
组成 XXY XXX XYY YY OY XO
性别 雌性 死亡 雄性 死亡 死亡 雄性
育性 可育 可育 不育
A. 果蝇的红眼与白眼为一对相对性状
B. “例外”的子代白眼雌蝇性染色体组成为XXY
C. 亲代雄蝇减数分裂异常产生“例外”后代
D. 果蝇的性染色体组成异常属于染色体变异
7 下图是某变异果蝇(2n＝8)精原细胞减数分裂过程中染色体的部分行为变化示意图，部分染色体片段缺失或重复均导致精子死亡。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 该变异的类型是染色体缺失
B. 该变异改变了果蝇基因的数量和位置
C. 图2所示时期细胞中有16条染色单体
D. 按B方式产生的精子一半是致死的
8 [2024山西太原阶段练习]蜜蜂受精卵(2n＝32)发育成蜂王或工蜂，未受精的卵细胞发育成雄蜂。如图为雄蜂产生精细胞过程的示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A. 减数分裂Ⅰ前期，初级精母细胞中的同源染色体联会形成8个四分体
B. 减数分裂Ⅰ，染色体数目未减半的原因可能与细胞未产生正常的纺锤体有关
C. 若蜂王基因型为Aabb，则该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种
D. 据图可知，雄蜂的一个精原细胞只能产生一个精细胞
9 [2025山东泰安阶段练习]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互换，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(　　)
图1 图2
A. 图1时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B. 图2时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C. 图1、图2两时期细胞中的染色单体数均为8个
D. 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
10 [2025四川雅安模拟]科学家在对果蝇(2n)刚毛性状进行研究时发现，基因型MM－的雄果蝇甲长出了一块扇形刚毛，是由于个体发育过程中，部分体细胞有丝分裂时M或M－所在的染色体不分离造成的，其余细胞分裂正常，过程如图所示。已知M是决定细长形刚毛的显性基因。下列分析不合理的是(　　)
A. 果蝇甲体细胞的基因型有MM－、MMM－、M－
B. 果蝇甲体细胞有丝分裂后期染色体数目一定是正常体细胞的2倍
C. 果蝇甲进行减数分裂，产生的配子类型只有M和M－两种
D. 若野生型果蝇的某精原细胞减数分裂Ⅱ时，某条染色体也发生不分离现象，则该细胞产生的配子种类(染色体数)及比例为n∶(n＋1)∶(n－1)＝2∶1∶1
11 (多选)“单亲二体性”是指人的23对染色体中，某一对染色体都来自父方或母方，例如Angleman综合征患者的15号染色体都来自父方。减数分裂异常而产生含有两条相同染色体的配子，受精后形成的受精卵中含有三条同源染色体，但在胚胎发育过程中，三条同源染色体中的一条会随机丢失，从而可能形成“单亲二体性”。下列相关叙述正确的有(　　)
A. “单亲二体性”的产生原因是父方或母方的减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ出现异常
B. Angleman综合征患者的细胞中可能有1条、2条或 4条来自父方的15号染色体
C. Angleman综合征与21三体综合征一样，都是由于染色体数目变异而导致的
D. 含两条相同染色体的配子受精后发育而来的个体一定具有“单亲二体性”
12 (多选)[2025南京模拟]减数分裂过程中容易发生下图所示染色体变异导致异常染色体组成的配子不育。图1表示同源染色体配对时，有2条非同源染色体发生融合，导致染色体丢失或失活，失活的染色体失去了着丝粒分裂等功能；图2表示连接两条姐妹染色单体的着丝粒在本该正常纵裂时，却发生异常横裂而形成“等臂染色体”。下列叙述正确的有(　　)
图1 图2
A. 图1过程发生的时期为减数分裂Ⅰ前期，此时发生了染色体数目和结构变异
B. 图1中失活染色体和2条正常染色体随机分配到两极，产生可育配子占比为1/3
C. 图2的异常横裂受细胞中某基因抑制，该基因缺失可能会导致部分配子不育
D. 图2过程中，2条“等臂染色体”会随机分配到细胞两极，产生可育配子占比为1/4
13 [2024江苏阶段练习]摩尔根的学生Bridges在进行白眼雌果蝇(XrXr)与红眼雄果蝇(XRY)杂交实验时，发现子代2 000～3 000只红眼雌果蝇中会出现一只“白眼雌果蝇”，同时又在2 000～3 000只白眼雄果蝇中会出现一只“红眼雄果蝇”，该现象称为“初级例外”。同时他发现了二倍体果蝇的性别与性染色体组成的关系如下表。请回答下列问题。
性别 性染色体组成
雌性 XX(可育)、XXY(可育)
雄性 XY(可育)、XYY(可育)、XO(不育)
胚胎致死 XXX、YO、YY
(1) 有人推测“初级例外”是基因突变导致，但Bridges认为几乎不可能，其原因是________________。
(2) Bridges推测“初级例外”的出现可能是________(填“父本”或“母本”)的减数分裂异常所致，则“初级例外”的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的基因型分别是____________________。
(3) 为进一步验证推测，Bridges利用“初级例外”中表型为________果蝇和野生型红眼异性交配，若实验结果子代表型及比例为________________________
________，说明推测正确。
(4) 研究发现，存活的果蝇性别分化和X染色体数目与常染色体组数的比例(X∶A)相关联，据表分析，当二倍体果蝇的X∶A＝________时，果蝇发育为雄性，其Y染色体只与其________有关。
(5) 随着科学探索的深入，科学家发现了果蝇的性别分化与关键基因Sxl及其下游的tra、dsx等基因的表达情况有关，其作用机制如图所示。据图分析，下列叙述正确的有________。
①Sxl基因在XX胚胎及XY胚胎中转录使用的模板链不同
②SXL蛋白参与自身mRNA的加工，实现细胞中SXL蛋白的大量产生
③tra基因外显子2中可能含终止密码，导致XY胚胎中出现无活性短肽
④果蝇的性别分化是通过对Sxl、tra及dsx三个基因转录后的选择性剪接实现的
第20讲　细胞增殖与遗传和变异的关系
1 D　从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知，发生过染色体互换，A正确；乙细胞是减数分裂Ⅰ后期的子细胞，此时同源染色体已经分离，所以乙细胞中不含有同源染色体，B正确；丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组，所以丙细胞含有两个染色体组，C正确；从图中看到，2n配子是由于减数分裂Ⅱ后期姐妹染色体单体分开后没有正常分离导致，D错误。
2 D
3 D　细胞①为初级精母细胞，染色体数为46条，细胞②为次级精母细胞，发生了减数分裂，所以人体中细胞①和②的染色体数不相同，A错误；图1中，细胞①(初级精母细胞)在减数分裂Ⅰ时，性染色体没有分离(X和Y不分离)，且不考虑其他突变及染色体互换，细胞③为次级精母细胞，其染色体组成类型为222种可能(不含X和Y)，B错误；图2中细胞④是减数分裂Ⅱ产生的精细胞，减数分裂Ⅱ时，同源染色体已经分离，所以细胞④中所示染色体为非同源染色体，C错误；产生XYY个体的异常配子是含有YY的精子，这种情况是由于减数分裂Ⅱ时，Y染色体的着丝粒分裂后，两条Y染色体没有分离，对应图2途径，D正确。
4 D　赤霉素具有促进种子萌发的作用，还能促进果实发育，用赤霉素处理未受精的雌花，可获得无核巨峰葡萄，A错误；赤霉素起传递信息作用，经赤霉素处理获得的无核巨峰葡萄过程并没有引起遗传物质改变，故无核的性状不可遗传，B错误；据图可知，无核夏黑葡萄含3个染色体组，减数分裂中同源染色体难以正常配对，但并非完全无任何配对过程，C错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此可切取茎尖进行组织培养，从而获得脱毒苗，D正确。
5 B　SDR和MIME都属于减数分裂异常现象，因为前者异常发生在减数分裂Ⅱ过程，而后者的异常现象发生在减数分裂Ⅰ过程中，产生的配子基因组成应该是不同的，A错误；若二倍体生物经SDR突变，即减数分裂Ⅱ过程中纺锤体无法形成，因而会导致着丝粒分裂后产生的两条相同的染色体不能进入到两个子细胞中，因而产生的配子中可能含有两个相同的染色体组，B正确；基因型AaBb的生物经MIME突变，该过程导致同源染色体不能正常分离，而着丝粒提前分裂，因而可能产生AaBb的配子，C错误；MIME会降低配子多样性，但对农业育种实践是有利的，可以快速选出纯合子，D错误。
6 C　白眼雌蝇(XaXaY)的性染色体组成为XXY，由母方未分离的XaXa配子与父方Y结合形成XaXaY，B正确；“例外”后代包括白眼雌蝇(XXY)和红眼雄蝇(XAO)，白眼雌蝇(XaXaY)由母方减数分裂异常(XaXa未分离)导致，而红眼雄蝇(XAO)的XA来自父方正常配子，O由母方减数分裂异常(未提供X)导致，因此亲代雌蝇减数分裂异常产生例外后代，C错误；性染色体数目异常(如XXY、XO等)属于染色体数目变异，D正确。
7 C　图中细胞经过减数分裂，染色体的某些片段发生了易位，染色体没有缺失，A错误；发生易位的染色体，其相关基因的位置发生了改变，数量不改变，B错误；图2所示时期细胞中的染色体发生了配对，处于减数分裂Ⅰ前期，此时细胞中有16条染色单体，C正确；按B方式产生的精子含有的染色体没有发生缺失和重复，则都不致死，D错误。
8 A　雄蜂的精原细胞中无同源染色体，因此在减数分裂Ⅰ前期不发生同源染色体联会，不存在四分体，A错误；由题图可知，初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期，细胞内的染色体均移向一极，另一极无染色体，而染色体的移动依靠纺锤丝的牵引，所以减数分裂Ⅰ染色体数目未减半的原因可能与细胞未产生正常的纺锤体有关，B正确；若蜂王基因型为Aabb，则可以形成基因型为ab和Ab的两种卵细胞，雄蜂由未受精的卵细胞发育而成，所以该蜂群中新发育成的雄蜂基因型可能有Ab和ab两种，C正确。
9 D　图1表示次级精母细胞的前期和中期，则细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象，A错误；图2表示减数分裂Ⅱ后期，则细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；图2中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，无染色单体，C错误；因为初级精母细胞的染色体发生片段互换，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，D正确。
10 B　由题干信息可知，基因型MM－的雄果蝇甲长出了一块扇形刚毛，是由于个体发育过程中，部分体细胞有丝分裂时M或M－所在的染色体不分离造成的，其余细胞分裂正常，分析题图可知，果蝇甲体细胞的基因型有MM－、MMM－、M－，A正确；果蝇甲部分体细胞进行不正常有丝分裂，体细胞中染色体数目有2n、(2n＋1)、(2n－1)，有丝分裂后期着丝粒分裂姐妹染色单体分离，染色体数目为4n、(4n＋2)、(4n－2)，正常体细胞的2倍是4n，B错误；果蝇甲基因型为MM－，进行减数分裂，产生的配子类型只有M和M－两种，C正确；若野生型果蝇的某精原细胞减数分裂Ⅱ时某条染色体也发生不分离现象，则该次级精母细胞会产生多一条染色体的配子和少一条染色体的配子，另外一个次级精母细胞会产生两个染色体数目正常的配子，故该细胞产生的配子种类(染色体数)及比例为n∶(n＋1)∶(n－1)＝2∶1∶1，D正确。
11 AB　Angleman综合征患者体细胞中的染色体数仍然是 23对，没有发生染色体数目的变异，C错误；减数分裂异常而产生含有两条相同染色体的配子，受精后形成的受精卵中含有三条同源染色体，但在胚胎发育过程中，三条同源染色体中的一条会随机丢失，丢失染色体后，可能受精卵中的染色体一条来自父方，一条来自母方，所以含两条相同染色体的配子受精后发育而来的个体不一定具有“单亲二体性”，D错误。
12 AC　图1过程发生的时期为减数分裂Ⅰ的四分体时期即前期，此时细胞中有2条非同源染色体发生融合，导致染色体丢失或失活，因而图中发生了染色体数目和结构变异，A正确；图1中失活染色体和2条正常染色体随机分配到两极，即3条染色体随机分配，3条中至少有一条会分配到细胞的一极，且染色体数目异常或染色体形态异常的配子一般都不可育，假设与图2中变化相关的三条染色体为A、B、D，且D染色体是结构异常的那条染色体，则初级精母细胞经图1变异后，产生的配子及比例可表示为1AB∶1D∶1AD∶1B∶
1BD∶1A，其中，含正常染色体数和形态正常的染色体的配子可育，即AB是可育配子，故产生的花粉中可育花粉的占比为1/6，B错误；图2的异常横裂受细胞中某基因抑制，该基因缺失可能会导致异常横裂，形成等臂染色体，该异常横裂过程可导致某些基因缺失而引起部分配子不育，C正确；图2过程中，2条“等臂染色体”产生的现象发生在减数分裂Ⅱ后期，该染色体所在的细胞为次级精母细胞，由该细胞产生的两个精细胞染色体异常，而由同一初级精母细胞分裂而来的另一次级精母细胞产生的配子是正常的，因此，该精原细胞产生的配子中可育配子占比为1/2，D错误。
13 (1) 基因突变的频率极低，而“初级例外”概率相对稳定　(2) 母本 XrXrY、XRO　(3) 白眼雌　红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4　
(4) 0.5(1/2)　是否可育　(5) ②③④
解析：(2) 根据题意分析，进行白眼雌果蝇(XrXr)与红眼雄果蝇(XRY)杂交实验，正常情况下子代基因型是XRXr与XrY，“初级例外”形成的原因是亲本的白眼雌果蝇(XrXr)在减数分裂时X染色体未正常分离，移向细胞的同一极，形成含两条X染色体(XrXr)和不含性染色体(O)的两种卵细胞所致，又因为雄果蝇含有1条X染色体，雌果蝇含有2条X染色体，则“初级例外”的白眼雌果蝇基因型为XrXrY，红眼雄果蝇基因型为XRO。(3) 由于XRO不育，故选择“初级例外”的“白眼雌果蝇”XrXrY与XRY交配，由于XrXrY产生配子时，随机出现一条染色体移向一极，另两条染色体移向另一极，产生的卵细胞为2Xr∶2XrY∶1XrXr∶1Y，故若实验结果子代表型及比例为红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4，说明推测正确。(4) 结合题意可知，雌性包括XX(可育)、XXY(可育)，雄性包括XY(可育)、XYY(可育)、XO(不育)，即果蝇的性别由受精卵中的X染色体的数目与常染色体组数的比例决定，当二倍体果蝇的X∶A＝1/2时，果蝇发育为雄性，其Y染色体只与其是否可育有关。(5) ①Sxl基因在XX胚胎及XY胚胎中转录使用的模板链相同，只是剪接的选择性差异，①错误；②mRNA是翻译的模板，结合图示可知，产生的SXL蛋白又参与了自身mRNA的加工，可使细胞中SXL蛋白大量产生，②正确；③密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基，终止密码子决定翻译的终止，tra基因外显子2中如有终止密码，会导致XY胚胎中出现无活性短肽，③正确；④基因的表达包括转录和翻译过程，据图可知，果蝇的性别分化是通过对Sxl、tra及dsx三个基因转录后的选择性剪接实现的，④正确。

展开更多......

收起↑