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(共37张PPT)
专题三
细胞的增殖与生命历程
考点二
细胞分裂与遗传变异的联系
核心知识整合
考点二
细胞分裂与遗传变异的联系
核心知识整合
考点二
细胞分裂与遗传变异的联系
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考点二
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细胞分裂与遗传变异的联系
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细胞分裂与遗传变异的联系
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考点二
细胞分裂与遗传变异的联系
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谢谢观赏考点二　细胞分裂与遗传变异的联系
1．细胞分裂与遗传规律
(1)基因的分离定律发生在减数第一次分裂后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。
(2)基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期，在同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因发生自由组合。
(3)有丝分裂和无丝分裂过程中不存在基因的分离和自由组合。
2．细胞分裂与可遗传变异
(1)基因突变：在DNA分子复制过程中，如复制出现差错，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。
(2)基因重组：发生于减数第一次分裂前期(四分体时期)和减数第一次分裂后期，即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
(3)染色体变异
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。
3．细胞分裂过程中形成染色体数目异常细胞的3种原因
(1)纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
(2)同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。
(3)姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，两条子染色体不分离，导致产生的配子异常。
4．异常细胞的产生及原因分析
(1)有丝分裂异常
(2)MⅠ分裂同源染色体未分离
(3)MⅡ分裂姐妹染色单体未分开
5．姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
(1)一定源自基因突变
?一定是基因突变
(2)一定源自交叉互换
?
(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。
(4)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”基因如A与B(b)，则可能发生了染色体结构变异(如易位等)。
1．基因重组包括两种方式：一是非同源染色体上的非等位基因自由组合，二是同源染色体上的非姐妹染色单体发生交叉互换。
2．在不考虑变异的情况下，由一个初级精母细胞经减数分裂形成的精细胞，染色体相同或互补；由一个次级精母细胞经减数分裂形成的精细胞，染色体相同。
3．XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一个精细胞。
1．同源染色体联会的生物学意义是什么？
提示：①同源染色体联会是同源染色体分离的基础。②联会时可导致交叉互换及非同源染色体随机排列在赤道板两侧，实现了非同源染色体的自由组合，从而增加了配子的多样性。
2．从配子形成和受精作用两个方面，简要说明遗传的多样性和稳定性的原因。
提示：配子形成过程中，由于减数第一次分裂的四分体时期，非姐妹染色单体间可能互换部分遗传物质；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，因此配子中染色体组合是多样的。受精作用又是精子和卵细胞的随机结合，因此，后代的性状是多样的。
减数分裂产生了染色体数目减半的精子和卵细胞，受精作用时精子和卵细胞结合使受精卵及其发育的个体体细胞又恢复该生物染色体数目。性状是由染色体中的遗传物质控制的，生物前后代细胞中染色体数目恒定，保证了前后代遗传性状的相对稳定。
　“21三体综合征”的患者智力低下，身体发育缓慢。经检查，患者的21号染色体有3条。你能从精子或卵细胞形成的角度推测这种病的病因吗？
提示：若减数分裂过程中发生异常就会出现这种情况。比如减数第一次分裂时联会的同源染色体有一对没有分离，移向了同一极，集中到一个次级精(卵)母细胞中，再经过减数第二次分裂产生的精子或卵细胞，染色体数目就会比正常的多一条。再如减数第一次分裂正常，但减数第二次分裂后期着丝点分裂后，两条子染色体移向同一极，这样产生的精子或卵细胞中的染色体数目也会比正常的多一条。
1.[2020·新高考卷Ⅰ(山东卷)]在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是(　　)
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析：分析题图可知，缺失端粒的染色体不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后形成“染色体桥”结构，当两个着丝点间任意位置发生断裂，则可形成两条子染色体，并分别移向细胞两极，根据以上信息答题。由题干信息可知，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体桥”后，在两个着丝点间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝点间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
答案：C
2．(2020·天津卷)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是(　　)
A．基因突变
B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
C．染色体变异
D．非同源染色体自由组合
解析：从图中看出一个DdTt的精原细胞产生了DT，Dt，dT和dt四种精子，而正常的减数分裂只能产生四个两种类型的精子，所以最可能的原因是这个精原细胞在减数第一次分裂前期，同源染色体非姐妹染色体单体之间发生了交叉互换，产生四种精子。
答案：B
热点一　减数分裂与配子多样性的关系
1．(2020·驻马店三模)下图甲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．②与③
D．②与④
解析：同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。
答案：C
热点二　辨析细胞分裂过程中的变异问题
2．(2020·西安模拟)如图是一个基因型为AaBb的精原细胞在减数分裂过程中产生的一个次级精母细胞。下列说法错误的是(　　)
A．图示细胞中的变异可能是基因突变或基因重组所致
B．图示细胞中的A、a将随同源染色体的分离可能进入不同精细胞中
C．该精原细胞进行减数分裂可能只形成AB、aB、ab三种基因型的细胞
D．该精原细胞同时产生的另一个次级精母细胞的基因组成可能是aabb
解析：图示细胞中的变异类型可能是基因突变或基因重组所致，A项正确；图示细胞中不含同源染色体，A、a将随着丝点分裂后形成的染色体分离而进入不同精细胞中，B项错误；如果该细胞中的变异只来源于基因突变，且只是A突变为a，则该精原细胞进行减数分裂可能只形成AB、aB、ab三种基因型的细胞，C项正确；如果该细胞中的变异只来源于基因突变，且只是A突变为a，则该精原细胞同时产生的另一个次级精母细胞的基因组成是aabb，D项正确。
答案：B
热点三　细胞增殖与生物变异的关系
3．(2020·苏州模拟)在基因型为AaXBXb、AaXBY的果蝇产生正常配子过程中，下列叙述错误的是(　　)
A．次级卵母细胞在分裂后期含有2条X染色体
B．卵巢中某卵原细胞可产生aXB、A、AXbXb三个极体
C．一个精原细胞经减数分裂产生AXB、aY、AY、aXB四种精子
D．雄果蝇的XB与XB、Y与Y分离发生在减数第二次分裂后期
解析：次级卵母细胞在减数第二次分裂后期，着丝点分裂，一条X染色体分开为两条X染色体，A项正确；两条X染色体在减数第二次分裂时未分离，因此产生的三个极体的基因型为aXB、A、AXbXb，B项正确；一个精原细胞经减数分裂可产生AXB、aY两种精子或AY、aXB两种精子，C项错误；雄果蝇的减数第一次分裂后期XB与Y发生分离，减数第二次分裂后期XB与XB、Y与Y发生分离，D项正确。
答案：C
根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，且不考虑基因突变和交叉互换。
(1)若配子中出现Aa或XBY，则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离所致。
(2)若配子中出现AA或aa或XBXB或YY，则是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离，移向同一极所致。
(3)若配子中没有性染色体或既没有基因A也没有基因a，则可能是减数第一次分裂异常所致，也可能是减数第二次分裂异常所致。
(4)若配子中出现AAa或Aaa或XXY或XYY，则一定是减数第一次分裂和减数第二次分裂均异常所致，这种情况极少出现。
4．(2020·六安适应性考试)基因型为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像，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
解析：甲图中基因a最可能来源于基因突变，A项错误；乙图中基因a可能来源于基因突变或基因重组，B项错误；丙产生的子细胞发生的变异属于染色体数目变异，C项错误；由于基因突变具有低频性，丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关，D项正确。
答案：D
热点四　细胞分裂与DNA分子半保留复制的综合考查
5．(2020·西安联考)对哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记，然后在普通培养基上经分裂后产生4个子细胞。下列叙述正确的是(　　)
A．若4个子细胞带有放射性，则一定进行减数分裂
B．若1个子细胞不带有放射性．则一定进行有丝分裂
C．若进行有丝分裂，则中期带有放射性的同源染色体分别排列在赤道板两侧
D．若进行减数分裂，则第一次分裂后期移向细胞一极的一个染色体组中有两条染色体带有放射性
解析：哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记，然后在普通培养基上经分裂后产生4个子细胞。可能是两次连续的有丝分裂，也可能是一次减数分裂。若进行一次减数分裂产生的4个子细胞都带放射性。若进行两次连续的有丝分裂，产生的4个子细胞，可能是4个都带放射性；也可能是2个带放射性，2个不带放射性；也可能是1个不带放射性，3个带放射性，A项错误，B项正确；若进行有丝分裂，中期带有放射性的同源染色体的着丝点排列在赤道板上，C项错误；若进行减数分裂，则第一次分裂后期移向细胞一极的一个染色体组中有一条染色体带有放射性，D项错误。
答案：B
细胞分裂中标记染色体的去向分析方法
(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。
(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。
(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：

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