能力素養(yǎng)提升課3細(xì)胞分裂與可遺傳變異、DNA復(fù)制的關(guān)系第四單元典例剖析下圖是動(dòng)物精子形成過程中某一時(shí)期的模式圖。下列說法正確的是(

)A.若減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)3和4不分離,則產(chǎn)生的精細(xì)胞中染色體數(shù)目均異常B.若染色體復(fù)制時(shí)沒有發(fā)生任何差錯(cuò),則該細(xì)胞一定能產(chǎn)生4種類型的精細(xì)胞C.若染色體1和2發(fā)生部分片段交換,則減數(shù)分裂無法正常進(jìn)行D.若1號(hào)染色體上的1個(gè)基因N發(fā)生突變,則該細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞有一半含有基因NA正常情況下,減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)同源染色體分離,若同源染色體不分離,則形成2個(gè)異常的次級(jí)精母細(xì)胞;經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ形成的4個(gè)精子都是異常的。3和4是一對(duì)同源染色體,所以若減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)3和4不分離,則產(chǎn)生的精細(xì)胞中染色體數(shù)目均異常,A項(xiàng)正確。若該動(dòng)物的精原細(xì)胞的染色體在復(fù)制時(shí)沒有發(fā)生任何差錯(cuò),則1個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞有2種或4種類型,B項(xiàng)錯(cuò)誤。1和2發(fā)生部分片段的交換,是正常的生命現(xiàn)象,不會(huì)影響減數(shù)分裂的正常進(jìn)行,C項(xiàng)錯(cuò)誤。若1號(hào)染色體上的1個(gè)基因N發(fā)生突變,則該細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞有1/4含有基因N,D項(xiàng)錯(cuò)誤。要點(diǎn)整合1.生物變異與細(xì)胞分裂的關(guān)系(1)基因突變:主要發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ前的間期(主要發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)期)。2.減數(shù)分裂與變異(1)減數(shù)分裂與基因突變?cè)跍p數(shù)分裂前的間期,DNA分子復(fù)制過程中,如果復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò),就會(huì)引起基因突變,此時(shí)可導(dǎo)致姐妹染色單體上含有等位基因,這種突變能通過配子傳遞給下一代,如下圖所示。(2)減數(shù)分裂與基因重組①非同源染色體上的非等位基因自由組合導(dǎo)致基因重組(自由組合定律)。在減數(shù)分裂Ⅰ后期,可因同源染色體分離,非同源染色體自由組合而出現(xiàn)基因重組,如A與B或A與b組合。②減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期,可因同源染色體的非姐妹染色單體間互換導(dǎo)致基因重組。例如原本A與B組合,a與b組合,經(jīng)重組可導(dǎo)致A與b組合,a與B組合。(3)減數(shù)分裂與染色體變異①減數(shù)分裂Ⅰ時(shí),A、a所在的同源染色體(常染色體)未分離或X染色體、Y染色體未分離。②減數(shù)分裂Ⅱ時(shí),A或a所在的姐妹染色單體(常染色體)未分開或X染色體的姐妹染色單體未分開。即時(shí)演練1.(2024浙江卷)某二倍體動(dòng)物(2n=4)精原細(xì)胞DNA中的P均為32P,精原細(xì)胞在不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng),其中1個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行一次有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ后,產(chǎn)生甲~丁4個(gè)細(xì)胞。這些細(xì)胞的染色體和染色單體情況如下圖所示。不考慮染色體變異的情況下,下列敘述正確的是(

)A.該精原細(xì)胞經(jīng)歷了2次DNA復(fù)制和2次著絲粒分裂B.4個(gè)細(xì)胞均處于減數(shù)分裂Ⅱ前期,且均含有一個(gè)染色體組C.形成細(xì)胞乙的過程發(fā)生了同源染色體的配對(duì)和互換D.4個(gè)細(xì)胞完成分裂形成8個(gè)細(xì)胞,可能有4個(gè)細(xì)胞不含32PC圖中的4個(gè)細(xì)胞是1個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行1次有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ后產(chǎn)生的,據(jù)圖可知,這些細(xì)胞含有染色單體,說明著絲粒沒有分裂,因此該精原細(xì)胞經(jīng)歷了2次DNA復(fù)制,1次著絲粒分裂,A項(xiàng)錯(cuò)誤。4個(gè)細(xì)胞還沒有進(jìn)入減數(shù)分裂Ⅱ后期(著絲粒未分裂),因此可能處于減數(shù)分裂Ⅱ前期、中期,且均含有1個(gè)染色體組,B項(xiàng)錯(cuò)誤。精原細(xì)胞進(jìn)行1次有絲分裂后,產(chǎn)生的子細(xì)胞每個(gè)DNA分子上有1條鏈含有32P,減數(shù)分裂完成復(fù)制后,每條染色體上有1條單體含有32P,另一條單體不含32P,減數(shù)分裂Ⅰ結(jié)束,每個(gè)細(xì)胞中應(yīng)該含有2條染色體,4條染色單體,其中有2條單體含有放射性,但乙細(xì)胞中有3條染色單體有放射性,原因是形成乙細(xì)胞的過程中發(fā)生了同源染色體的配對(duì)和互換,

C項(xiàng)正確。甲、丙、丁細(xì)胞完成減數(shù)分裂Ⅱ至少產(chǎn)生3個(gè)含32P的細(xì)胞,乙細(xì)胞有3條單體含有32P,完成減數(shù)分裂Ⅱ產(chǎn)生的2個(gè)細(xì)胞都含有32P,因此4個(gè)細(xì)胞完成分裂形成8個(gè)細(xì)胞,最多有3個(gè)細(xì)胞不含32P,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2023山東卷)減數(shù)分裂Ⅱ時(shí),姐妹染色單體可分別將自身兩端粘在一起,著絲粒分開后,2個(gè)環(huán)狀染色體互鎖在一起,如右圖所示。2個(gè)環(huán)狀染色體隨機(jī)交換一部分染色體片段后分開,分別進(jìn)入2個(gè)子細(xì)胞,交換的部分大小可不相等,位置隨機(jī)。某卵原細(xì)胞的基因組成為Ee,其減數(shù)分裂可形成4個(gè)子細(xì)胞。不考慮其他突變和基因被破壞的情況,關(guān)于該卵原細(xì)胞所形成子細(xì)胞的基因組成,下列說法正確的是(

)A.卵細(xì)胞基因組成最多有5種可能B.若卵細(xì)胞為Ee,則第二極體可能為EE或eeC.若卵細(xì)胞為E且第一極體不含E,則第二極體最多有4種可能D.若卵細(xì)胞不含E、e且一個(gè)第二極體為E,則第一極體最多有3種可能C正常情況下,卵細(xì)胞的基因組成可能為E或e,若減數(shù)分裂Ⅰ中同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生染色體互換,則次級(jí)卵母細(xì)胞和第一極體的基因組成都為Ee,減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)染色體隨機(jī)交換產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因組成可能為E或e或Ee或不含E、e;若減數(shù)分裂Ⅰ中同源染色體的非姐妹染色單體間未發(fā)生染色體互換,則次級(jí)卵母細(xì)胞的基因組成為EE或ee,減數(shù)分裂Ⅱ時(shí),若姐妹染色單體上的基因?yàn)镋E,環(huán)狀染色體隨機(jī)交換后可產(chǎn)生E或EE或不含E的三種卵細(xì)胞,若姐妹染色單體上的基因?yàn)閑e,環(huán)狀染色體隨機(jī)交換后可產(chǎn)生e或ee或不含e的三種卵細(xì)胞,因此卵細(xì)胞的基因組成最多可能有6種,即E、e、Ee、EE、ee及不含E和e,A項(xiàng)錯(cuò)誤。若卵細(xì)胞為Ee,可推知該卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ中同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生染色體互換,則對(duì)應(yīng)的第二極體為不含E與e基因,第一極體在減數(shù)分裂Ⅱ中可能分裂為基因組成是E、e、Ee和不含E與e基因的極體,B項(xiàng)錯(cuò)誤。若卵細(xì)胞為E且第一極體不含