2021高三生物人教版一轮教师用书：必修2第7单元素养加强课7变异与细胞分裂和遗传定律的综合

  基因突变、基因重组与细胞分裂的综合

(2017·浙江高考)二倍体生物(2n＝6)的某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如下，其中①～④表示染色体。据图分析，错误的是(　　)

A．该细胞可表示次级精母细胞或第二极体

B．该细胞的染色体数目与体细胞的相同

C．①②③含有该生物的一套遗传物质

D．图中基因g可由基因G突变而来

[审题指导]　(1)图中细胞无同源染色体，染色体正移向细胞两极，且细胞质均等分裂，由此判断此细胞可为次级精母细胞或第一极体。

(2)由于题干未告知该二倍体生物的基因型，因此G与g的形成原因无法确定，可能来源于基因突变或交叉互换。

A　[据图分析，图中细胞没有同源染色体，着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期，由于细胞质是均等分裂的，因此该细胞可以表示次级精母细胞或第一极体 ，A错误；减数第二次分裂后期，细胞中染色体数目与体细胞相同，B正确；①②③是一组非同源染色体，含有该生物的一套遗传物质，C正确；G与g是一对等位基因，图中基因g可能是由基因G突变而来的，D正确。]

1．理解两种突变类型(如图)

2．明确基因重组的两种类型与时期

(1)在减数第一次分裂四分体时期：同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。

(2)在减数第一次分裂后期：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)。

3．辨析分裂图像中的变异类型

①　　　　　②　　　　③

(1)图中①②③的变异类型分别属于基因突变、基因突变、基因突变或基因重组。

(2)若该生物基因型为AA，则图③的变异类型为基因突变。若该生物基因型为Aa，则图③的变异类型最可能为基因重组。

1．(2019·赣州中学高三模拟)如图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图，相关判断正确的是(　　)

A．此细胞只能是次级精母细胞或次级卵母细胞

B．此细胞中基因a可来自基因突变或基因重组

C．此细胞分裂结束时最多生成两个成熟的生殖细胞

D．此细胞随后的分裂过程中最多可含有四个染色体组

C　[由图可知该细胞中没有同源染色体，含有姐妹染色单体，所以是位于减数第二次分裂时期的细胞，可能是次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，A错误；该动物的基因型是AABb，而姐妹染色单体上出现了基因a，该基因只能是来自基因突变，B错误；此细胞分裂后最多能产生两个成熟的生殖细胞，即两个精细胞，C正确；此细胞随后的分裂过程中最多可含有两个染色体组，D错误。]

2．如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断，分析正确的是(　　)

A．此细胞含有4个染色体组，8个DNA分子

B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd

C．此细胞发生的一定是显性突变            

D．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组

D　[此细胞含有2个染色体组，8个DNA分子，A错；图示细胞处于减数第一次分裂后期，且一条染色体含D、d基因，由此推得此动物体细胞发生了基因重组及基因突变，该动物体细胞的基因型可能为AaBbCcDd或AaBbCcdd，B、C错，D正确。]

染色体变异与细胞分裂的综合

几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。两只性染色体正常的白眼果蝇产下的后代中，出现了一只性染色体异常的白眼雌果蝇(XrXrY)，分析其原因不可能是(　　)

A．雄果蝇在减数第一次分裂过程中，性染色体没有分离

B．雄果蝇在减数第二次分裂过程中，性染色体没有分离

C．雌果蝇在减数第一次分裂过程中，性染色体没有分离

D．雌果蝇在减数第二次分裂过程中，性染色体没有分离

[审题指导]　(1)明确染色体数目变异与果蝇育性的关系。XXY为雌性可育，XO为雄性不育，而XXX、OY死亡。

(2)推断减数分裂与产生异常配子的关系，即XrXrY的产生有两种情况：

①正常的卵细胞Xr和异常的精子XrY结合，原因在于父方减数第一次分裂异常。

②异常的卵细胞XrXr和正常的精子Y结合，原因有：母方减数第一次分裂异常，也有可能是母方减数第二次分裂异常导致。

B　[雄果蝇在减数第一次分裂过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrY的异常精子，与正常卵细胞(Xr)结合产生白眼雌果蝇(XrXrY)，A正确；雄果蝇在减数第二次分裂过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr或YY的异常精子，与正常卵细胞(Xr)结合产生后代为XrXrXr(死亡)或XrYY，不可能产生基因型为XrXrY的后代，B错误；雌果蝇在减数第一次分裂过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr的异常卵细胞，与正常精子Y结合会产生白眼雌果蝇(XrXrY)，C正确；雌果蝇在减数第二次分裂过程中，性染色体没有分离，会形成基因型为XrXr的异常卵细胞，与正常精子Y结合会产生白眼雌果蝇(XrXrY)，D正确。]

1．染色体数目非整倍性变异原因分析

假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如图所示：

2.性染色体数目异常个体的成因分析

(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精细胞。

性染色体数目异常原因及对子代性染色体组成的影响

1．(2019·山东莱州第一次月考)如图表示某遗传病患者体细胞内第21号染色体的组成及来源，下列叙述正确的是(　　)

患者体细胞内第21号染色体

A．该遗传病的变异类型属于染色体结构变异

B．母方由于减数第一次分裂异常产生了异常的卵细胞

C．父方由于减数第二次分裂异常产生了异常的精子

D．该患者减数分裂产生的配子中，正常配子约占1/2

D　[本题通过对某遗传病患者体细胞内染色体组成的分析考查科学思维中的演绎与推理能力。该遗传病的变异类型属于染色体数目变异，A错误；根据图示中染色体的形态可知该患者产生的原因是母方减数第二次分裂时姐妹染色单体形成的子染色体没有分离，形成了异常的卵细胞，B、C错误；该患者减数分裂时三条21号染色体随机分配，产生的配子中含两条21号染色体和含1条21号染色体的概率相同，故正常配子约占1/2，D正确。]

2．基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体，下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)

①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离

A．①③　　　　　　　　 B．①④

C．②③   D．②④

A　[依据题干信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”，可知，A与A没有分离，而A与A的分离发生在减数第二次分裂后期，①正确；“不含性染色体”有两种可能：一是同源染色体分离不正常，二是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向同一极，③正确。]

变异与遗传定律的综合

果蝇(2n＝8)是遗传学研究的常用生物，请分析回答下列有关果蝇的遗传学实验问题：

(1)果蝇的气门部分缺失(A)和正常气门(a)为一对相对性状。若现将一只变异的气门部分缺失果蝇与另一只未变异的正常气门果蝇进行杂交，子代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1，则可以判断果蝇的变异来源最可能是____________________。

(2)已知果蝇的灰身和黑身分别由常染色体上的基因B和b控制，当基因B和b所在的染色体发生缺失突变时，会引起含片段缺失染色体的雌配子或雄配子致死(注：只有其中之一致死)。如图表示某果蝇个体的一对染色体，若要确定图中染色体片段缺失导致致死的配子类型，请设计实验进行证明(假设该果蝇种群中除了该变异类型的雌雄个体之外，还有各种未变异的果蝇)：

①实验设计：_______________________________。

②实验结果预测：

若后代的表现型及比例为____________，则染色体片段缺失会导致雌配子致死。

若后代的表现型及比例为____________，则染色体片段缺失会导致雄配子致死。

[审题指导]　(1)果蝇的气门由一对基因(A、a)控制且子代中的异常分离比为5∶1，由此推测该变异的气门缺失果蝇的基因型是AAa。

(2)因为灰身果蝇的基因型有BB和B0，因此要确定图中染色体片段缺失导致致死的配子类型，进行实验设计的关键是选择测交加正反交的方法进行验证。

[解析]　(1)一只变异的气门部分缺失果蝇与另一只未变异的正常气门果蝇aa进行杂交，子代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1，说明该变异很可能是染色体数目变异，即该变异的气门缺失果蝇的基因型是AAa，是一个三体变异，其产生的配子的种类和比例是AA∶A∶Aa∶a＝1∶2∶2∶1，则与aa杂交，后代中气门部分缺失果蝇与正常气门果蝇数量之比为5∶1。

(2)要证明该缺失灰身果蝇即B0雌雄产生配子的情况，即致死配子的类型，可以用该灰身缺失果蝇与正常的黑身果蝇bb进行正反交，若含缺失的雌配子致死，则灰身缺失雌性个体只能产生B一种配子，染色体片段缺失个体为母本的后代全为灰身，染色体片段缺失个体为父本的后代灰身∶黑身＝1∶1；若含缺失的雄配子致死，则染色体片段缺失个体为母本的后代灰身∶黑身＝1∶1，染色体片段缺失个体为父本的后代全为灰身。

[答案]　(1)染色体数目变异　(2)①让染色体片段缺失个体与黑身个体进行正反交(B0♀×bb♂、B0♂×bb♀)　②染色体片段缺失个体为母本的后代全为灰身，染色体片段缺失个体为父本的后代灰身∶黑身＝1∶1　染色体片段缺失个体为母本的后代灰身∶黑身＝1∶1，染色体片段缺失个体为父本的后代全为灰身

1．致死现象中的子代性状比与正常状态的分离比不同，但解此类题时照样要遵循孟德尔遗传定律。若是一对基因控制的性状遗传用分离定律解题；若是两对基因控制的性状遗传用自由组合定律解题；若是性染色体上基因控制的性状遗传需要考虑伴性遗传的特点。解题的关键是要处理好致死个体对正常比例的影响，即转化好表现型比例。

2．三体产生的配子类型及比例

(1)常染色体三体产生的配子类型及比例

①若为纯合体，如基因型为BBB，则产生的配子依然是两种，BB与B，比例也是1∶1。

②若是杂合子，如基因型为BBb，则能产生四种配子，B∶b∶Bb∶BB＝2∶1∶2∶1。

(2)性染色体三体产生配子的类型及比例(以XXY的雄性果蝇为例)

若三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体会产生的配子类型及比例是X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。

原因分析：三体产生配子时，两条染色体分离分别移向细胞两极，第三条染色体则随机移向一极。

1．在某二倍体西瓜(基因型为Aa)幼苗期，用秋水仙素处理得四倍体植株，以此为母本，用其他二倍体西瓜(基因型为aa)为父本进行杂交，得到种子中胚的基因型及比例为(　　)

A．AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1

B．AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1

C．AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1

D．AAa∶Aaa∶aaa＝1∶2∶1

C　[由题意可知母本的基因型为AAaa，其产生的配子及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，而父本aa产生的配子为a，因此种子中胚的基因型为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1。]

2．已知某一对染色体三体的植物在减数第一次分裂过程中，3条同源染色体随机移向细胞两极，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甲，其细胞中该染色体及基因型如图所示。若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体比例为(　　)

A．1/9　　　　　　　　 B．2/15

C．1/5   D．7/18

B　[根据以上分析已知，该三倍体形成的雌配子及其比例为A∶aa∶a∶Aa＝1∶1∶2∶2，雄配子及其比例为aa∶a∶Aa＝1∶2∶2，因此若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体比例＝aa＝2/6×2/5＝2/15，故选B。]