【高考生物】2026步步高大一輪復習講義第四單元細胞的生命歷程第四單元專題突破4減數分裂與可遺傳變異的關系課標要求1.闡明性原細胞經過減數分裂產生染色體數目減半的精細胞或卵細胞。2.說明進行有性生殖的生物體的遺傳信息通過配子傳遞給子代?？记榉治鰷p數分裂與可遺傳變異2024·浙江1月選考·T192024·廣東·T92024·山東·T62023·湖南·T92023·山東·T62023·河北·T152022·重慶·T202022·山東·T82021·河北·T72021·重慶·T82021·廣東·T162021·浙江6月選考·T242020·天津·T7題型一減數分裂與基因突變基本模型在減數分裂前的間期，DNA分子復制過程中，若復制出現差錯，則可能會引起基因突變，可導致一條染色體的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。典例1(2023·湖南，9)某X染色體顯性遺傳病由SHOX基因突變所致，某家系中一男性患者與一正常女性婚配后，生育了一個患該病的男孩。究其原因，不可能的是()A．父親的初級精母細胞在減數分裂Ⅰ四分體時期，X和Y染色體片段交換B．父親的次級精母細胞在減數分裂Ⅱ后期，性染色體未分離C．母親的卵細胞形成過程中，SHOX基因發(fā)生了突變D．該男孩在胚胎發(fā)育早期，有絲分裂時SHOX基因發(fā)生了突變典例2(2025·?？谀M)某基因組成為AaXBXb的卵原細胞經減數分裂產生了一個基因組成為aXB的卵細胞和三個基因組成均不同的極體，該減數分裂過程中某一時期的細胞如圖所示。若發(fā)生基因突變，只能發(fā)生一次。下列有關敘述正確的是()A．圖示細胞可能是次級卵母細胞或第一極體B．該卵原細胞在產生卵細胞時發(fā)生了基因突變C．三個極體的基因組成分別為aXB、aXb、AXbD．基因B和b的分離僅發(fā)生在減數分裂Ⅰ后期題型二減數分裂與基因重組基本模型1.非同源染色體上非等位基因自由組合導致基因重組。例如，A與B或A與b組合。2．同源染色體非姐妹染色單體間片段的互換導致基因重組。例如，原本A與B組合、a與b組合，經重組可導致A與b組合、a與B組合。典例3(2024·咸寧期末)某雄果蠅減數分裂過程中，某時期細胞內兩對同源染色體的行為變化如圖所示(其余兩對同源染色體未呈現)，其中數字代表染色體，字母代表相關基因。不考慮突變，下列相關敘述錯誤的是()A．該果蠅的配子中，基因型為Mn的配子多于基因型為MN的配子B．等位基因M/m和N/n控制的性狀在遺傳上均不與性別相關聯(lián)C．圖示現象是基因重組，該細胞在圖示時期之后還可發(fā)生基因重組D．圖示現象會導致該細胞完成減數分裂后，含N的配子增多典例4(2021·浙江6月選考，24)某高等動物的一個細胞減數分裂過程如圖所示，其中①～⑥表示細胞，基因未發(fā)生突變。下列敘述錯誤的是()A．⑥的形成過程中發(fā)生了染色體變異B．若④的基因型是AbY，則⑤是abYC．②與③中均可能發(fā)生等位基因分離D．①為4個染色體組的初級精母細胞題型三減數分裂與染色體變異基本模型1．減數分裂異常導致配子種類變化的規(guī)律(1)如果減數分裂Ⅰ異常，則所形成的配子全部不正常。如圖所示：從基因型的角度分析：若減數分裂Ⅰ異常，則染色體數目增多的細胞內會存在等位或相同基因。(2)如果減數分裂Ⅱ一個次級精母細胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常。如圖所示：從基因型的角度分析：若減數分裂Ⅱ異常，則染色體數目增多的細胞內會存在相同基因。2．XXY與XYY異常個體的成因分析(1)XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能為：次級卵母細胞在減數分裂Ⅱ后期時含有b的X染色體著絲粒分裂形成的兩條X染色體進入同一子細胞，最終產生了含有XbXb的卵細胞。(2)XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能為：①初級精母細胞在減數分裂Ⅰ后期時，X、Y同源染色體未分離，最終產生了含有XBY的精細胞，最終與XB的卵細胞結合。②次級卵母細胞在減數分裂Ⅱ后期時，含有B的X染色體著絲粒分裂形成的兩條X染色體未移向細胞兩極，產生了含有XBXB的卵細胞，最終與Y的精細胞結合。(3)XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能為：次級精母細胞在減數分裂Ⅱ后期時，Y染色體著絲粒分裂形成的兩條Y染色體未移向細胞兩極，最終產生了含有YY的精細胞，最終與XB的卵細胞結合。典例5(2021·河北，7)圖中①、②和③為三個精原細胞，①和②發(fā)生了染色體變異，③為正常細胞。②減數分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極。不考慮其他變異，下列敘述錯誤的是()A．①細胞減數分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯(lián)會B．②細胞經減數分裂形成的配子有一半正常C．③細胞減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產生4種基因型配子D．①細胞和②細胞的變異類型理論上均可以在減數分裂過程中通過光學顯微鏡觀察到典例6(2024·山東，6)某二倍體生物通過無性繁殖獲得二倍體子代的機制有3種：①配子中染色體復制1次；②減數分裂Ⅰ正常，減數分裂Ⅱ姐妹染色單體分離但細胞不分裂；③減數分裂Ⅰ細胞不分裂，減數分裂Ⅱ時每個四分體形成的4條染色體中任意2條進入1個子細胞。某個體的1號染色體所含全部基因如圖所示，其中A1、A2為顯性基因，a1、a2為隱性基因。該個體通過無性繁殖獲得了某個二倍體子代，該子代體細胞中所有1號染色體上的顯性基因數與隱性基因數相等。已知發(fā)育為該子代的細胞在四分體時，1號染色體僅2條非姐妹染色單體發(fā)生了1次互換并引起了基因重組。不考慮突變，獲得該子代的所有可能機制為()A．①②B．①③C．②③D．①②③答案精析題型一典例1B[假設X染色體上的顯性致病基因為A，非致病基因為a，若父親的初級精母細胞在減數分裂Ⅰ四分體時期，X染色體上含顯性致病基因的片段和Y染色體片段互換，導致Y染色體上有顯性致病基因，從而生出基因型為XaYA的患病男孩，A不符合題意；若父親的次級精母細胞在減數分裂Ⅱ后期姐妹染色單體未分離，則會形成基因型為XAXA或YY的精子，從而生出基因型為XaYY的不患該病的男孩，B符合題意；因為基因突變是不定向的，母親的卵細胞形成時SHOX基因可能已經突變成顯性致病基因，從而生出基因型為XAY的患病男孩，C不符合題意；若SHOX基因突變成顯性致病基因發(fā)生在男孩胚胎發(fā)育早期，也可能導致該男孩出現XAY的基因型，D不符合題意。]典例2D[圖示細胞無同源染色體，著絲粒未分裂，由于產生的卵細胞基因型為aXB，同時還產生三個基因組成均不同的極體，則圖示細胞為次級卵母細胞，且在減數分裂Ⅰ前期發(fā)生了互換，即第一極體基因型為AaXbXb，另外三個極體基因型為AXB、aXb、AXb，A、C錯誤；由題圖可知，B/b基因所在染色體未發(fā)生基因突變和互換，則基因B和b的分離僅發(fā)生在減數分裂Ⅰ后期，D正確。]題型二典例3D[圖中部分細胞因Mn和mN所在的非姐妹染色單體發(fā)生互換而產生的基因型為MN的配子比較少，而正常產生的基因型為Mn的配子更多，A正確；1、2兩條同源染色體的形態(tài)、大小完全相同，是果蠅的常染色體，其上的等位基因M/m和N/n控制的性狀在遺傳上均不與性別相關聯(lián)，B正確；圖示1、2兩條同源染色體上的非姐妹染色單體發(fā)生互換現象屬于基因重組，此時細胞處于減數分裂Ⅰ前期，之后減數分裂Ⅰ后期還可發(fā)生基因重組中的自由組合，C正確；圖示只是發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體的互換現象，不能使含N的配子增多，D錯誤。]典例4D[⑥是由③次級精母細胞經過減數分裂Ⅱ形成的，已知的一個精細胞染色體數目異常，有兩條X染色體，說明③次級精母細胞在減數分裂Ⅱ后期X染色單體分離后移向同一極，則⑥中應該缺少一條X染色體，故形成過程中發(fā)生了染色體變異(染色體數目變異)，A正確；④和⑤是由②次級精母細胞經過減數分裂Ⅱ形成的，若④的基因型是AbY，對比精原細胞中的染色體上的基因組成，應在減數分裂Ⅰ發(fā)生過同源染色體非姐妹染色單體的交換，即產生了同時含有Ab基因和ab基因的兩條姐妹染色單體的染色體的次級精母細胞，即②次級精母細胞的基因型AabbYY，分裂后產生的兩個子細胞基因型分別為AbY和abY，故⑤的基因組成是abY，B正確；根據B選項的分析可知，若減數分裂Ⅰ過程中發(fā)生過同源染色體非姐妹染色單體的交換，②次級精母細胞的基因型AabbYY，③次級精母細胞的基因型為AaBBXX，故②與③中姐妹染色單體上均含有等位基因，故在減數分裂Ⅱ時可能發(fā)生等位基因分離，C正確；由分析可知，精原細胞的基因型為AaBbXY，含有2個染色體組，①為經過減數分裂前的間期染色體復制后的初級精母細胞，染色體數目不變，因此①含有2個染色體組，D錯誤。]題型三典例5C[①細胞中有四條染色體，為兩對同源染色體，在減數分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯(lián)會，A正確；②細胞中多了一條含a的染色體，經減數分裂形成的配子有一半正常，一半異常，B正確；③細胞減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產生4個配子，2種基因型，配子基因型為AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C錯誤；①細胞發(fā)生了染色體結構變異中的易位，②細胞發(fā)生了染色體數目變異，理論上通過光學顯微鏡觀察細胞中染色體的結構和細胞中的染色體數目就可以，D正確。]典例6B[據題干條件，復制、互換發(fā)生后，初級性母細胞的染色體及其基因可能如圖所示。若通過機制①獲得該個體，則減數分裂Ⅱ正常產生的4個配子的基因組成分別為A1A2、a1A2、A1a2、a1a2，其中配子a1A2、A1a2中染色體復制1次，獲得二倍體子代的基因組成分別為a1a1A2A2、A1A1a2a2，符合題目要求。若通過機制②獲得該個體，則形成的細胞基因型為A1A1A2a2、a1a1A2a2或A1a1A2A2、A1a1a2a2，均不符合題意。若通過機制③獲得該個體，則若四分體形成的4條染色體中未互換的兩條染色體進入同一個子細胞或兩條均發(fā)生互換行為的染色體同時進入同一個細胞即滿足題目要求。綜上所述，不考慮突變，獲得該子代的所有可能機制為①③，B符合題意。]專題突破5DNA復制與細胞分裂中染色體的標記問題1．DNA分子半保留復制圖像及解讀2．有絲分裂中核DNA和染色體的標記情況分析有絲分裂過程中DNA復制一次，細胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條數是0～2n(以體細胞染色體數為2n為例)。3．減數分裂中核DNA和染色體的標記情況分析在減數分裂過程中，DNA復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。如圖是一次減數分裂的結果(以一對同源染色體為例)。由圖可以看出，減數分裂過程中細胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復制一次，所以四個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原料合成的子鏈組成。跟蹤訓練1．(2019·浙江4月選考，25)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察(以一條模板DNA觀察)。下列推測錯誤的是()A．1/2的染色體熒光被抑制B．1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C．全部DNA分子被BrdU標記D．3/4的DNA單鏈被BrdU標記2．將正常生長的小鼠精原細胞放在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成一個細胞周期后，再轉入不含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其再完成一個細胞周期。此時獲得的子細胞內DNA分子不可能為(只考慮其中一對同源染色體上的DNA分子)()A．③④B．①C．③D．②3．將某二倍體動物精原細胞(2n＝38)全部DNA中的一條單鏈被32P標記后置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經過減數分裂最終得到4個子細胞，檢測相應細胞中標記的情況。若不考慮染色體互換和染色體變異，下列敘述錯誤的是()A．最終可能出現2個子細胞中含32P、2個不含32P的情況B．最終可能出現3個子細胞中含32P、1個不含32P的情況C．減數分裂Ⅰ得到的2個子細胞均含有32PD．減數分裂Ⅱ后期細胞中全部染色體均含32P4．(2024·浙江6月選考，18)某二倍體動物(2n＝4)精原細胞DNA中的P均為32P，精原細胞在不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，其中1個精原細胞進行一次有絲分裂和減數分裂Ⅰ后，產生甲～丁4個細胞。這些細胞的染色體和染色單體情況如圖所示。不考慮染色體變異的情況下，下列敘述正確的是()A．該精原細胞經歷了2次DNA復制和2次著絲粒分裂B．4個細胞均處于減數分裂Ⅱ前期，且均含有一個染色體組C．形成細胞乙的過程發(fā)生了同源染色體的配對和交換D．4個細胞完成分裂形成8個細胞，可能有4個細胞不含32P“四步法”解決細胞分裂中的染色體標記問題第一步畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記第二步畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎虛線表示第三步再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況第四步若繼續(xù)推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開的局面，進而推測子細胞染色體的情況答案精析跟蹤訓練1．D[第一個細胞周期結束，每條染色體DNA都是一條鏈為舊鏈，一條鏈為新鏈，發(fā)熒光；第二個細胞周期結束時，有一半染色體的DNA兩條鏈都是新鏈，熒光被抑制(記作甲類型)，有一半染色體DNA一條鏈是舊鏈、一條鏈是新鏈，發(fā)熒光(記作乙類型)；這樣的染色體再次進入下一個細胞周期，在中期時，甲類型的染色體上有一條染色單體發(fā)熒光，一條應該被抑制；乙類型的染色體上兩條染色單體都是熒光被抑制，所以有一半的染色體熒光被抑制，A正確；染色單體發(fā)出明亮熒光的比例為1/2×1/2＝1/4，B正確；所有DNA分子都含有新合成的DNA鏈，所以全部DNA分子被BrdU標記，C正確；親本單鏈所占的比例為1/8，所以新合成單鏈被BrdU標記的比例為1－1/8＝7/8，D錯誤。]2．D[依據DNA的半保留復制方式可知，正常生長的小鼠精原細胞放在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成1個細胞周期后，每個子細胞中的核DNA分子均為1條鏈含3H,1條鏈不含3H；再轉入不含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在細胞分裂的間期，每一個核DNA分子經過復制后所形成的2個子代DNA分子中，有1個DNA的1條鏈含3H，另1條鏈不含3H，另一個DNA分子的2條鏈都不含有3H，這2個DNA分子分別位于每條染色體的2條姐妹染色單體上，在有絲分裂的后期，著絲粒分裂，2條姐妹染色單體分開成為2條染色體，由于染色體