小微专题——减数分裂与遗传变异的关系
一、减数分裂与基因重组
1．知识梳理
减数分裂中基因重组的两种方式
(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)。在减数第一次分裂后期，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交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，例如原本A与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。
2．例题
(2017·全国Ⅱ，1)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()
例题剖析：(1)由题干可知，某种细胞含有4条染色体且两对等位基因G和g、H和h分别位于两对同源染色体上，其中G和g所在染色体大，而H和h所在染色体小。
(2)A图细胞特点是染色体散乱分布，没有同源染色体，则其可表示减数第二次分裂前期，该分裂过程中，含有基因G和基因H(或基因g和基因h)的非同源染色体组合到一起。B图细胞中染色体的行为特点和A图相同，只是在分裂过程中，含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色体组合到一起。答案 D (3)C图细胞特点是染色体数目减半，没有姐妹染色单体，则其为B图所示细胞经减数第二次
分裂所形成的子细胞。
(4)减数第一次分裂后期特点为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此正常情况下，减数分裂形成的配子中不应该含有同源染色体和等位基因。
跟踪训练
1．如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误的是()
A．非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
B．B与b的分离发生在减数第一次分裂
C．A与a的分离只发生在减数第一次分裂
D．基因突变是等位基因A、a和B、b产生的根本原因
2.如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是()
A.该动物的性别是雄性
B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C.1与2或1与4的片段交换，前者属于基因重组，后者属于染色体结构变异
D.丙细胞不能发生基因重组
二、减数分裂与基因突变
1．知识梳理
1）在减数第一次分裂前的间期，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，如图所示：
2）姐妹染色单体(或分开后形成的子染色体上)存在等位基因的原因分析
a．若为有丝分裂(如图1)，则为基因突变。
b．若为减数分裂(如图2)，则可能是交叉互换或基因突变，需要再结合个体的基因型和基因个数进行判断。
2．例题
如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是()
A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞
B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生
C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞
D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组
例题剖析：(1)由题干可知该生物基因型为AABb，因此图示细胞中基因a不可能是交叉互换产生的，只能是由基因A经突变产生的。
(2)题干图示细胞的特点是不含同源染色体，含有染色单体，染色体散乱分布，则其为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，若为次级精母细胞，则能产生AB和aB两种精子；若为次级卵母细胞，则能产生AB或aB一种卵细胞。
(3)由题干信息可知动物体细胞内含有二个染色体组，图示细胞所含染色体组数目是体细胞的一半，在有丝分裂后期最多含有四个染色体组。答案 A
跟踪训练
1．如图表示某哺乳动物体内一个细胞中部分染色体及基因组成示意图(未发生染色体变异)。据图分析下列有关叙述正确的是()
A．图中共有7条染色单体
B．等位基因的分离只能发生在图示所处时期
C．该细胞发生了基因突变，2号染色体上的基因A突变为a
D．该细胞分裂完成产生的有性生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX
2.某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断()
A.图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B.该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE
C.图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组
D.三对基因的遗传遵循自由组合定律
三、减数分裂与染色体变异
1．知识梳理
(1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律
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。如图所示：
(2)XXY与XYY异常个体的成因分析
①XXY成因
②XYY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。
2．例题
一个基因型为AaX b Y的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞，精细胞甲的基因和性染色体组成为aYY，精细胞乙的基因和性染色体组成为AX b Y。下列叙述不正确的是() A．精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞
B．与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞
C．精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂前多复制了一次
D．精细胞乙形成的原因是X和Y染色体在减数第一次分裂过程中未分离
例题剖析：(1)该果蝇的基因型为AaX b Y，其处于四分体时期的初级精母细胞中染色体及基因组成为等位基因A、a位于常染色体上，b位于X染色体上。
(2)正常减数分裂中，减数第一次分裂是A、a分离，X b、Y分离，自由组合后可形成配子的基因型为AX b、aX b、AY、aY四种。
(3)据此判断，精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开，精细胞乙形成的原因是减数第一次分裂同源染色体(X、Y)没有分开。答案 C
跟踪训练
1．一对表现型正常的夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子，下列示意图最能表明其原因的是()
2.基因型为AaX B Y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
3.下图表示某细胞(含4条染色体)的分裂示意图，①～⑥代表细胞，若不考虑基因突变和交叉互换，则下列叙述不合理的是()
A.细胞⑥的基因型为aBb
B.细胞②为第一极体
C.细胞③有2个基因B
D.细胞⑤的基因型为a
答案
一、减数分裂与基因重组
1.答案 C
解析在两条非姐妹染色单体上都有黑色和白色两种片段，说明两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，A项正确；在减数第一次分裂的后期，两条同源染色体上的等位基因B和b随着同源染色体的分开而分离，B项正确；由图可知，两条染色体上A与a所在部分发生了交叉互换，因此，A与a的分离发生在减数第一次分裂的后期和减数第二次分裂的后期，C项错误；等位基因产生的根本原因是基因突变，D项正确。
2.答案 B
解析根据题干，图中细胞是同一生物个体的细胞，由甲图可知，该动物的性别为雄性。乙基因突变。1与2片段交换属于同源染色体间的交叉互换，属于基因重组；1与4片段交换属于染色体结构变异。丙细胞处于减数第二次分裂后期，基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
二、减数分裂与基因突变
1答案 D
解析题图为哺乳动物体内一个细胞处于减数第一次分裂后期的图像，此时每条染色体均含有两条姐妹染色单体，因此图中共有8条染色单体，A错误；据图可知，图中的基因在间期发生了基因突变，导致同一条染色体上带有两个不同的等位基因，此时等位基因的分离也可以发生在减数第二次分裂后期，B错误；该细胞发生了基因突变，但不确定2号染色体上的
基因是显性突变(a→A)还是隐性突变(A→a)，C错误；据图可知，3号与4号染色体大小、形状不同，且3号较小，因此3号是Y染色体，4号是X染色体，根据减数分裂的规律可知该细胞分裂完成产生的有性生殖细胞分别是aY、aY、aX和AX，D正确。
2.答案 B
解析图示细胞中无同源染色体，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组。因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变。正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe 和AbE。A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。
三、减数分裂与染色体变异
1答案 D
解析红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，设用B、b表示相关基因。表现型正常夫妇的基因型分别为X B X b、X B Y；患病孩子的基因型为X b X b Y，其是由X b X b型卵细胞与Y型精子结合发育形成的，X b X b卵细胞产生的原因是在减数第二次分裂后期次级卵母细胞着丝点分裂后产生的两条X b没有分开，一同进入卵细胞。
2答案 A
解析依据题干中提供的信息“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，故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，故③正确。
3答案 A
解析细胞①③的基因型分别为AAaaBBbb、AABBbb，细胞⑥的基因型应为ABb，A项错误。