2022年高考生物总复习：减数分裂与可遗传变异生物可遗传变异主要有三种来源——基因突变、基因重组与染色体变异。基因突变发生于细胞分裂间期DNA复制时，基因重组发生于减数第一次分裂四分体时期(交叉互换)和减Ⅰ后期(自由组合定律)，染色体变异则发生于细胞分裂各时期，由此可见，减数分裂过程可发生各种可遗传变异，这往往渗透于孟德尔定律、生物变异与进化等内容中予以考查，备考时务必作全面透彻梳理。
【例证1】(2013·福建理综)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任－极。下列叙述正确的是()
A.图甲所示的变异属于基因重组
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
解析图甲所示的变异属于染色体结构的变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有3种；该男子的14号和21号染色体组合在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体正常的后代。
答案D
【例证2】(2015·海南卷，29)回答下列关于遗传和变异的问题：
(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生________，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生________，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。
(2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是____________(填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙
表示的是________________(填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”)。
(3)某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指______________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析(1)进行有性生殖的生物通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也自由组合；另外一种基因重组发生在减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交叉互换。(2)如图所示，甲细胞中含有同源染色体，并且每条染色体上有姐妹染色单体，所以为初级精母细胞；乙图无同源染色体，并且姐妹染色单体已经分开，分别进入不同的配子中，所以为精细胞。(3)考查单倍体的概念，要求学生对概念掌握牢固并且有很好的语言组织能力。
答案(1)自由组合交叉互换
(2)初级精母细胞精细胞
(3)体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
减数分裂过程异常的情况分析 1．正推法推断细胞分裂过程中产生异常细胞的原因 （1）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。 （2）姐妹染色单体不分离：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体不分离，导致产生的配子有一半异常。 （3）纺锤体形成受阻：低温诱导或秋水仙素处理，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．逆推法推断异常细胞产生的原因 （1）若配子中出现Aa或XY在一起时，则一定是减Ⅰ分裂异常。 （2）若配子中A与a、X与Y分开，但出现了两个AA/aa或两个XX/YY的配子，则一定是减Ⅱ分裂异常。 （3）若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是减Ⅰ和减Ⅱ分裂均异常。 （4）若配子中无A和a或无X B和Y时，则可能是减Ⅰ或减Ⅱ分裂异常。 一、选择题 1．下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是 【解析】A项中配子基因型异常发生时期主要在减数第一次分裂前的间期DNA复制过程中；B项中配子基因型发生异常时期在减数第一次分裂时期；D项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂及减数第二次分裂时期。 2．母亲正常，父亲是色盲患者，他们生了一个孩子既是红绿色盲又是XYY的患者，从根本上说，这个孩子患红绿色盲的病因与父母中的哪一方有关？染色体组成是XYY的病因发生在什么时期 A．与母亲有关、减数第二次分裂 B．与父亲有关、减数第二次分裂
C．与父母亲都有关、受精作用 D．与母亲有关、减数第一次分裂 【答案】A 【解析】根据一对正常的夫妇生了一个红绿色盲的患者(X a YY)，推断该夫妇的基因型为X A X a、X a Y。因此，患红绿色盲小孩的色盲基因来自其母亲，YY染色体来自父亲。由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离，减数第二次分裂过程中染色单体成为染色体，YY染色体只能是在减数第二次分裂过程中Y 染色体异常分离而进入同一极所致。综上分析，A选项正确，BCD错误。故选：A。 3．下表为人体从一个卵原细胞开始发生连续生理过程时细胞染色体组数的变化及各阶段相关特点描述。下列说法正确的是 A．甲和丙过程发生的突变和基因重组为生物进化提供了原材料 B．甲过程DNA复制一次，细胞分裂两次，产生四个生殖细胞 C．乙过程体现了细胞膜的信息交流功能，丁过程mRNA不同决定细胞功能不同 D．人类的超雄(47，XYY)综合征个体的形成与甲过程中同源染色体行为异常有关 【答案】C 【解析】分析表格：经过甲过程染色体组数减半，且该过程需要性激素的作用，说明甲是减数分裂过程； 经过乙过程染色体组数目加倍，说明乙表示受精作用；经过丙过程染色体组数不变，且该过程不会导致遗传信息改变，说明丙是有丝分裂过程；经过丁过程细胞功能趋向专门化，说明丁是细胞分化过程。A、丙为细胞有丝分裂过程，该过程不会发生基因重组，A错误；B、一个卵原细胞只产生1个卵细胞，B 错误；C、乙表示受精作用，该过程体现了细胞膜的信息交流功能，丁是细胞分化过程，该过程mRNA 不同决定细胞功能不同，C正确；D、XYY的形成是由于产生了YY的精子，这是减数第二次分裂后期时两条Y染色体未分离，与同源染色体行为异常无关，D错误。 4．下图为一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞产生的两个次级精母细胞的分裂图形，则该减数分裂过程发生了
加强提升课(3)减数分裂与有丝分裂、可遗传变异、DNA复制的关系 突破一减数分裂与有丝分裂的比较 1．有丝分裂、减数分裂的图像辨析 (1)根据染色体的行为判断细胞分裂方式及时期 (2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂时期 2．有丝分裂、减数分裂与受精过程中核DNA、染色体数目的变化 (1)模型
(2)判断方法 3．每条染色体中的DNA含量变化 上图所示曲线适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下： A→B B′→C C→D D→E 特点及其变化 减数分裂对应时期 减数第一次分裂 前的间期 减数第一次分裂全过 程和减数第二次分裂 的前期、中期 减数第二次 分裂的后期 减数第二次分 裂的末期 有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期 图甲中表示有丝分裂的是①，表示减数分裂的是②。图乙中表示有丝分裂的是③，表示减数分裂的是④。 5．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较 (1)模型图
(2)相关解读 ①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和核DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构若出现0，则其一定表示染色单体。 ②染色体的数目不可能超过核DNA分子的数目。因为核DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子。即核DNA∶染色体可能为1∶1 或2∶1，但不可能是1∶2。 1．以下甲～丁为某高等动物体内的一些细胞分裂图，图中所示细胞分裂具有连续性，下列有关叙述正确的是() A．细胞分裂的顺序依次为乙→丁→丙→甲 B．乙是卵原细胞或初级卵母细胞，甲最可能为卵细胞 C．甲、乙、丙、丁细胞中含有的染色体组数目依次为1、2、4、1 D．没有突变、交叉互换发生时，如果乙的基因组成是EEeeFFff，那么丁的基因组成是EeFf 解析：选C。细胞分裂的顺序依次为丙→乙→丁→甲；乙细胞的细胞质不均等分裂，是初级卵母细胞；没有突变、交叉互换发生时，如果乙的基因组成是EEeeFFff，那么丁的基因组成是EEff或eeff或EEFF或eeFF。 2．(2020·河北定州月考)下图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析，下
微专题5减数分裂与可遗传变异的关系 [知识必备] 1.减数分裂与基因突变 2.减数分裂与基因重组 (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)。 (2)同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组。 3.减数分裂与染色体变异
4.XXY与XYY异常个体成因分析 (1)XXY成因 (2)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。 [重温经典] 1.(2021·河北卷，7)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是() A.①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会 B.②经减数分裂形成的配子有一半正常 C.③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子 D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到 答案 C 解析分析题图可知，①发生了染色体变异中的易位，在减数分裂Ⅰ前期，两对同源染色体依然会发生联会，A正确；②中含有a基因的染色体多一条，A、a、a所在的三条同源染色体分离时任意两条移向一极，另一条随机移向一极，故只
有第三条染色体移向的那极形成的配子有问题。因此②减数分裂形成的配子中有一半是正常的，B正确；③为正常细胞，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，最终产生2种基因型的4个配子，C错误；①和②分别属于染色体结构变异和染色体数目变异，都是细胞水平的变异，理论上均可以在光学显微镜下观察到，D正确。 2.(2021·辽宁卷，12)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如下图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb 的细胞所占的比例是() A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16 答案 B 解析由图可知，该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB、Aabb或AaBb、AaBb，该精原细胞此次有丝分裂产生的两个子细胞，均进入减数分裂。由分析可知，当两个子细胞的基因型为AaBB、Aabb时，只有Aabb减数第一次分裂可产生基因组成为AAbb的细胞，比例为1/2×1/2＝1/4。当两个子细胞的基因型为AaBb、AaBb时，减数第一次分裂产生基因组成为AAbb的细胞所占比例为1/4。综上所述，无论该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞基因型属于哪种情况，它们进入减数分裂后，产生的基因组成为AAbb的次级精母细胞所占的比例均为1/4，B正确，A、C、D错误。 [专题精练]
重点题型1 细胞分裂与可遗传变异的关系 [方法突破] 1．细胞分裂与变异 分裂方式变异发生过程或时期变异类型二分裂、无丝分裂、 有丝分裂、减数分 裂 DNA复制基因突变 减数分裂减Ⅰ后期：非同源染色体自由组合 减Ⅰ前期：同源染色体非姐妹染色单 体交叉互换 基因重组 有丝分裂、减数分 裂分裂期：任何时期 染色体变 异 2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
3．剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因 4．XXY与XYY异常个体成因分析 5．图解减数分裂与基因重组及染色体变异
（1）减数分裂与基因重组 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，可发生如右图的重组。 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，如A原本与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）减数分裂与染色体变异 ①染色体数目变异 如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常且生殖细胞中或者含有2个等位基因，或者两个等位基因全部丢失；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，不正常的细胞中有的丢失基因，有的含2个相同基因。如图所示：
②发生染色体结构变异（倒位、易位、缺失、重复）的精（卵）原细胞经过减数分裂可产生异常配子，进而通过受精作用而传给下一代。但体细胞的变异不易传代。 有性生殖产生的后代呈现多样性的两大成因 （1）配子中基因的组合具有多样性——缘于“非同源染色体自由组合”及“同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换”。 （2）受精时卵细胞和精子结合具有“随机”性。 [考题例证] 【例证1】（2018·天津卷，4）果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（X B）对无节律（X b）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。在基因型为AaX B Y的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAX B X b类型的变异细胞，有关分析正确的是（） A．该细胞是初级精母细胞 B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半 C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
2022年高考生物总复习：减数分裂与可遗传变异生物可遗传变异主要有三种来源——基因突变、基因重组与染色体变异。基因突变发生于细胞分裂间期DNA复制时，基因重组发生于减数第一次分裂四分体时期(交叉互换)和减Ⅰ后期(自由组合定律)，染色体变异则发生于细胞分裂各时期，由此可见，减数分裂过程可发生各种可遗传变异，这往往渗透于孟德尔定律、生物变异与进化等内容中予以考查，备考时务必作全面透彻梳理。 【例证1】(2013·福建理综)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任－极。下列叙述正确的是() A.图甲所示的变异属于基因重组 B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种 D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 解析图甲所示的变异属于染色体结构的变异；观察异常染色体可选择有丝分裂的中期或减数分裂的四分体时期；在不考虑其他染色体的情况下，理论上该男子产生的精子类型有3种；该男子的14号和21号染色体组合在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体正常的后代。 答案D 【例证2】(2015·海南卷，29)回答下列关于遗传和变异的问题： (1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生________，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生________，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。 (2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是____________(填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙
拓展微课减数分裂与生物的遗传、变异 难点一减数分裂与两大遗传定律的关系 1.基因的分离定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分开,其上的等位基因分离。 2.基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期,即非同源染色体自由组合,其上的非等 位基因自由组合。 【典题示例】 1 以下关于遗传和减数分裂的叙述中,正确的是 ( ) A.在减数分裂的过程中,等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期 B.在减数分裂的过程中,非同源染色体间部分片段交换属于基因重组 C.一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂后形成4种精子 D.正常情况下,在减数分裂的过程中,基因和染色体的行为是一致的 难点二减数分裂与变异 1.减数分裂与基因突变 在减数第一次分裂前的间期,DNA分子复制过程中,如果复制出现差错,则可能会导致基因突变,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W2-1所示。 图W2-1 [注意]突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上,可能发生隐性突变,也可能发生显 性突变,通过突变产生等位基因。 【典题示例】 2 如图W2-2甲为基因型为AABb的二倍体动物体内正在分裂的某细胞示意图(染色体1、2为常染色体),图乙表示该动物某正在分裂的细胞中染色体、核DNA和染色单体的数量关系图。不考虑交叉互换,下列叙述错误的是 ( )
图W2-2 A.图甲细胞中a基因的出现一定是基因突变的结果 B.图甲细胞内染色体、核DNA和染色单体的数量关系可用图乙表示 C.该动物只产生基因组成为AB和aB两种比例相等的配子 D.图乙可表示的不同细胞时期中染色体数目可能不同 2.减数分裂与基因重组 (1)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,如图W2-3中的A与B或A与b组合。 图W2-3 (2)在减数第一次分裂四分体时期,可因同源染色体上的非姐妹染色单体间发生交叉互换而导致基因重组,如图W2-4中原本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。 图W2-4 【典题示例】 3 某动物个体的基因型为AaBb,其中的一个精原细胞经减数分裂产生了基因型为AB、aB、Ab、ab的4个精子。下列关于这两对等位基因的位置及变异情况的分析,正确的是( ) A.一定位于两对同源染色体上,发生了两次基因突变 B.一定位于一对同源染色体上,发生了两次交叉互换 C.可能位于两对同源染色体上,发生了一次交叉互换
高考生物总复习：细胞分裂与遗传变异的关系【考纲要求】 １.理解细胞有丝分裂与减数分裂的过程 ２.掌握可遗传变异的类型，理解其发生时期 ３.理解细胞分裂与遗传的关系 ４.重点掌握细胞分裂与变异的关系 【考点梳理】 要点一、可遗传变异的类型 可遗传变异指的是遗传物质改变引起的变异。 1.基因重组 （１）概念：通常是指控制不同性状的非等位基因的重新组合 （２）产生原因： ①非同源染色体上的非等位基因自由组合 发生时期：减数第一次分裂后期 结果：产生多种类型的配子。
如上图：由于非同源染色体上的非等位基因的自由组合，产生了４种配子。 ②同源染色体（四分体）的非姐妹染色单体交叉互换 发生时期：减数第一次分裂前期（四分体时期） 结果：在非同源染色体上非等位基因自由组合的基础上，使配子更具有多样性。 产生配子 要点诠释：我们一般讲的基因重组的原因就是上面阐述的两个，需要注意的是基因工程即转基因技术的原理也是基因重组，它是不同种生物间基因的重新组合。 2.基因突变 （１）基因突变的概念：DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，引起基因结构的改变 （２）结果：产生等位基因 （３）诱发基因突变的因素：
物理因素：各种射线、紫外线等 化学因素：亚硝酸盐、秋水仙素等 生物因素：各种病毒和某些细菌 （４）发生时期：最易发生基因突变的时间为ＤＮＡ复制时 DNA复制过程是外界诱变因素起作用的有利时机，有丝分裂和减数分裂的间期进行ＤＮＡ复制时均可发生基因突变。 3.染色体变异（畸变） （１）染色体结构变异 类型： 缺失某片段（缺失） 增加某片段（重复） 倒位 易位 注意：易位是非同源染色体之间交换部分片段，属染色体结构变异，而同源染色体的非姐妹染色体间的交叉互换则属于基因重组。 病例：猫叫综合征患者5号染色体部分缺失 发生时期：有丝分裂或减数分裂时，间期染色体复制时易发生染色体结构变异。 （２）染色体数目变异 ①非整倍体变异：个别染色体的增加或减少 发生时期：有丝分裂或减数分裂时 病例：２１三体综合征 病因：
细胞分裂与遗传变异 细胞分裂是生物体生长和繁殖的基本过程，而遗传变异则是指由于 细胞分裂过程中发生的一系列变化导致的遗传物质的改变。本文将从 两个方面来探讨细胞分裂与遗传变异之间的关系以及它们对生物体进 化的影响。 一、细胞分裂的基本过程 细胞分裂主要包括有丝分裂和无丝分裂两种过程。有丝分裂是指细 胞核的分裂，分为减数分裂和等精分裂两种形式。减数分裂发生在生 殖细胞中，通过一次DNA复制和两次细胞分裂，由一个二倍体细胞分 裂成四个单倍体的细胞。等精分裂发生在体细胞中，通过一次DNA复 制和一次细胞分裂，由一个二倍体细胞分裂成两个完全相同的二倍体 细胞。无丝分裂则是细胞质的分裂，常见于原核生物的细胞分裂过程。 二、遗传物质的改变与遗传变异 细胞分裂过程中，遗传物质会发生一系列的改变，导致遗传变异的 产生。这些改变可以分为两大类：染色体层面的变异和基因层面的变异。 1. 染色体层面的变异 染色体层面的变异主要包括染色体数目的改变和染色体结构的改变。前者称为染色体数目变异，即细胞分裂过程中染色体数目的增加或减少，例如某些病态染色体的产生。后者称为染色体结构变异，包括染
色体的缺失、重复、拼接等结构异常。这种变异会导致遗传物质的改变，进而引起个体性状的变异。 2. 基因层面的变异 基因层面的变异主要指基因突变，包括碱基的替换、插入、删除等。这些变异可能会改变基因的功能或表达水平，进而影响个体的性状和 适应能力。基因突变是进化过程中的重要驱动力之一，也是遗传变异 的主要来源。 三、细胞分裂与遗传变异对进化的影响 细胞分裂与遗传变异是生物体进化的基础。它们通过不断引入遗传 变异，为自然选择提供了多样性的物质基础。 1. 多样性的产生 细胞分裂过程中的遗传变异可以导致个体之间的差异。这些差异可 能在个体与环境之间发生相互作用时产生不同的适应性，从而使有利 的遗传变异逐渐积累和传播。这种多样性的产生为生物体在环境变化 中的适应和生存提供了可能。 2. 进化的驱动 细胞分裂与遗传变异是进化的重要驱动力。遗传变异增加了个体之 间的差异，而这些差异在自然选择的作用下将决定个体的生存和繁衍 成功。适应环境的个体将更有机会繁衍后代，并将其有利的遗传信息 传递给下一代，从而导致物种的进化和演化。
微专题6减数分裂与可遗传变异的关系 [知识必备] 1.减数分裂与基因突变 2.减数分裂与基因重组 (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)。 (2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。 3.减数分裂与染色体变异
4.XXY与XYY异常个体成因分析 (1)XXY成因 (2)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。 [对点训练] 1.(2018·天津卷，4)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(X B)对无节律(X b)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaX B Y的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAX B X b类型的变异细胞，有关分析正确的是() A.该细胞是初级精母细胞 B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半 C.形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离 D.形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变 答案D 解析雄蝇的基因型为AaX B Y，而变异细胞的基因型为AAX B X b，由于在减数分裂Ⅰ过程
中同源染色体分离会导致等位基因分离，而变异细胞中无等位基因A和a而含有两个A且无Y染色体，判断该细胞为次级精母细胞，A错误；处于减数分裂Ⅱ时期的细胞中核DNA 数与体细胞的核DNA数相同，B错误；形成该次级精母细胞的过程中，A和a随同源染色体在减数分裂Ⅰ后期的分离而分离，C错误；次级精母细胞中应含有X B X B或YY基因，但该次级精母细胞含有X B X b，说明在形成该细胞过程中发生了基因突变，B突变成b，D正确。 2.(2020·吉林三调)图示为果蝇的精原细胞中部分基因在染色体上的分布情况(只显示两对同源染色体)，进行减数分裂的过程中，相关分析正确的是() A.基因A/a与基因D/d会随同源染色体分离而进行自由组合 B.如果产生ABd型的精子，一定是发生了同源染色体间的交叉互换 C.基因D/d的分开可以发生在减数分裂Ⅰ的后期 D.检测基因D/d分子结构，碱基种类和排列顺序都是不同的 答案C 解析A/a与D/d位于同源染色体上，可随同源染色体的分开而分离，不发生自由组合，A 错误；如果产生ABd型的精子，可能发生了基因突变，也可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，B错误；基因D/d位于同源染色体上，减数分裂Ⅰ后期随着同源染色体的分离而分开，若发生交叉互换，则也可以发生在减数分裂Ⅱ的后期，C正确；一般来说，基因D/d分子结构中碱基的种类相同，基因碱基排序不同，D错误。 3.(2020·河南中原联盟联考)如图是基因型为Rr且染色体正常的某生物体内的一个细胞增殖图，下列相关叙述正确的是()
从遗传和变异的角度简述减数分裂在遗传学 上的生物学意义 1. 引言 减数分裂是有性生殖中重要的过程，是雌性和雄性生殖细胞形成 的关键步骤。减数分裂的发生涉及到两次有丝分裂和一次细胞质分裂，其中包括有丝分裂初期的准备阶段、有丝纤维的分离和分离染色体的 分离。关于减数分裂在遗传学上的生物学意义，本文将从遗传和变异 的角度进行简述。 2. 减数分裂在遗传学上的生物学意义 减数分裂是有性生殖中唯一能够产生遗传多样性的过程，它决定 了个体的遗传特征和品质。 2.1 局部交换和全基因组重组 在减数分裂过程中，发生了多次染色体的重组，通过染色体之间 的局部交换和全基因组重组导致了近年来已知的近百年来的新基因的 诞生。因此，减数分裂在生物进化中的重要性不言而喻，是进化的重 要推动力。 2.2 性状的变异 在减数分裂过程中，每个染色体的分离是独立的，这意味着一个 人或一个种群某一特定的染色体、基因或等位基因单独出现的机会增加。这样就能够在一个种群内产生巨大的不同性状，而且这些性状中
有一些是最初不存在的。这种随机的变异有利于物种适应环境变化，使生物多样化和适应性变强。 2.3 性别基因和性别决定 除了产生新的基因和变异，减数分裂还能够决定个体的性别。人类的真染色体包括22对体染色体和一对性染色体，雄性为XY，雌性为XX，而这是由受精卵中的精子的性染色体决定的。两种不同的性染色体决定了人类两种不同的性别。减数分裂在这里起到了极其重要的作用，为了实现种群中优秀基因的隔离和纯合性的延续，就需要个体的性别分化，用于后代之间的遗传基因组的重组。 3. 减数分裂的调节 减数分裂的过程中需要进行大量的基因表达调节，它也与许多这些基因的表达和调节紧密关联。其中包括的基因涉及到许多不同的过程，例如细胞周期的调控、染色体的变化以及细胞分裂的实施等等。这些调控机制使准确地减少染色体状态、外显子损失和DNA损伤的残留成为可能。因此，减数分裂的调节也至关重要。 4. 结论 减数分裂在遗传学上的生物学意义在生物学研究中起着举足轻重的作用。减数分裂是基因分离和重组的过程，能够造成适应环境的新变异和新基因，推动物种的进化和多样化。此外，减数分裂也能够决定个体的性别，为种群的繁衍增添了更多的可能。减数分裂是一种极其复杂和高度调控的过程，在基因表达和调控上有许多关键性作用。因此，深入理解减数分裂的基本机理和分子调控机制，能够深化人类
有关有丝分裂与减数分裂的两个问题例析 一、有丝分裂、减数分裂与可遗传变异 在有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变和染色体变异，但有丝分裂无基因重组，而减数分裂具有基因重组。 1、基因突变与基因重组 就真核生物而言，基因突变主要发生于有丝分裂间期和减Ⅰ间期DNA复制时，因为此时DNA正在解旋，结构不稳定。但是基因突变不是只能在该时期发生，其他时期亦可，只是在有丝分裂间期和减Ⅰ间期最容易发生而已。 基因重组的类型有四种：交叉互换型（减Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体上的等位基因交叉互换）、自由组合型（减Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合）、细菌转化和基因工程。而在有性生殖过程中或者是自然状态下，基因重组一般只有前面两种类型，都是在减数分裂过程中才能发生，因此，我们常说有丝分裂无基因重组，减数分裂有基因重组。 例（11年江苏高考）下图为基因型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 答案：A。解析：该图无同源染色体，为减Ⅱ时期的细胞，此细胞除了可以为次级精母细胞或次级卵母细胞以外，还可以为第一极体，A选项错误。A与a 不同的原因可为基因突变和基因重组，但是由于该个体的基因型为AA，因此不可能是交叉互换导致的，只能由基因突变导致，B选项正确。 2、染色体变异 在减数分裂过程中，发生染色体数目变异产生异常的配子是常考的类型。一般分三种情况：若配子中有同源染色体或等位基因，则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离导致的；若配子中无同源染色体或无等位基因，则是减数第二次分裂后期着丝点分开而得的染色体未移向细胞两极导致的；上述两种可能性都有。下面就通过举例说明。（着丝点分开而得的染色体不是同源染色体）
微专题三减数分裂与可遗传变异的关系 一、减数分裂与基因突变 通常，此时可导致一条染色体的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。 二、减数分裂与基因重组 1．非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。在减数分裂后期Ⅰ，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互换导致基因重组。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。 (1)细胞内染色体上的基因发生互换后一定会造成姐妹染色单体上存在等位基因(×) (2)对于杂合子来说，相应基因发生交叉互换后，会造成两条染色体上含有等位基因(√) 三、减数分裂与染色体变异的有关分析 1．减数分裂异常导致配子种类变化的规律 (1)如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常。如图所示：
从基因型的角度分析：若减数第一次分裂异常，则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。 (2)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： 从基因型的角度分析：若减数第二次分裂异常，则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。2．XXY与XYY异常个体的成因分析 (1)X B X b×X B Y→形成X b X b Y的原因可能为： 次级卵母细胞在减数分裂后期Ⅱ时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞，最终产生了含有X b X b的卵细胞。 (2)X B X b×X B Y→形成X B X B Y的原因可能为： ①初级精母细胞在减数分裂后期Ⅰ时，X、Y同源染色体未分离，最终产生了含有X B Y的精细胞，最终与X B的卵细胞结合。 ②次级卵母细胞在减数分裂后期Ⅱ时，含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极，最终产生了含有X B X B的卵细胞。 (3)X B X b×X B Y→形成X B YY的原因可能为： 次级精母细胞在减数分裂后期Ⅱ时，Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极，最终产生了含有YY的精细胞，最终与X B的卵细胞结合。 跟踪训练 1. (2023·江苏南通高三模拟)某二倍体高等动物的基因型为AaBbX D Y，一个精原细胞减数分裂过程中形成的其中一个细胞如图所示。下列相关说法正确的是() A．该细胞形成过程中发生了染色体数目和结构变异 B．与该细胞同时产生的另一个细胞无性染色体
减数分裂与遗传定律 生物体在有性生殖过程中，通过减数分裂产生的配子（精子和卵细胞），既是亲代的产物，又是子代的根源，是连接亲子代的纽带。通过受精作用形成的合子中的遗传物质，是子代个体发育的指令和规划图。由于减数分裂形成的配子中染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质存在差异。在减数分裂过程中，染色体的行为变化是理解和掌握基因分离定律和自由组合定律的细胞学基础。那么减数分裂过程中，在染色体的行为发生变化时，其上的基因行为如何呢？ 一、基因在染色体上 基因是有遗传效应的DNA片段，在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。如图1所示，等位基因存在于同源染色体的同一位置。注意：多对等位基因可以在多对同源染色体上，也可以在同一对同源染色体上。 二、减数分裂过程中基因的正常行为变化 在减数分裂过程中，染色体和基因具有平行关系，因此基因会随染色体的行为变化而出现同步变化。如图2所示，减数第一次分裂前，染色体复制，每条染色体包含两条姐妹染色单体，基因也被复制（Dd→DDdd）。减数第一次分裂结束，同源染色体分离，染色体数目减半，等位基因随同源染色体的分离而分离（DDdd→DD、dd）。减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，其上的基因也随之分离（DD→D、D；dd→d、d）。 注意同源染色体上相同基因的行为变化，如图3所示，复制时（dd→dddd），减数第一次分裂结束时（dddd→dd、dd），减数第二次分裂结束时（dd→d、d）。
如涉及多对等位基因，在等位基因分离的同时还存在非同源染色体上非等位基因的自由组合，如图4所示。 在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换，导致配子中的基因组成发生变化（基因重组），如图5所示。 【典例1】（2011·江苏卷）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 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 【解析】该细胞内的两条染色体形状、大小不同，为 非同源染色体，从基因来看，等位基因B、b已分离，因此 该细胞是减数第二次分裂中期的细胞，为次级精母细胞或次 级卵母细胞，也可能是极体。个体的基因型为AA，图中出 现的a不可能是交叉互换的结果,只能是基因突变的结果。若 该细胞是次级精母细胞，经过减数第二次分裂产生的两个精 子类型不同，分别为AB和aB；若该细胞是次级卵母细胞，
小微专题一一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。 精细胞 2.例题（2017•全国H , 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：
热考题型强化增分课(二)减数分裂的综合考查以及与遗传变异的关系 减数分裂产生配子的多样性分析 (1)具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换) 可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种 1个次级精母细胞1种1种 1个雄性个体2n种2n种 1个卵原细胞2n种1种 1个次级卵母细胞1种1种 1个雌性个体2n种2n种 两精细胞染色体完全相同――→ 来源于同一次级 精母细胞 ――→ 简记为 同为同一次 两精细胞染色体“互补”――→ 来源于 同一初级精母细 胞分裂产生的两 个次级精母细胞 ――→ 简记为补为同 一初 两精细胞染 色体有的相同，有的互补――→ 来源于 同一个体 的不同精 原细胞 ――→ 简记为同、补 同一体 1．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)() A．2个B．3个 C．4个D．5个 解析：选C。来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。 2．(2020·浙江台州月考)长翅红眼雄蝇与长翅白眼雌蝇交配，产下一只染色体组成为6＋XXY的残翅白眼雄蝇。已知翅长基因(A，a)位于常染色体上，红眼基因(B)、白眼基因(b)位于X染色体上，在没有基因突变的情况下，下列分析正确的是()
A．该染色体组成为XXY的白眼雄蝇体细胞中含有3个染色体组 B．产生该白眼雄蝇可能是母本雌蝇仅减数第一次分裂出错，此时与亲代雌蝇参与受精的卵细胞产生的三个极体基因型可能为A、A、aX b C．产生该白眼雄蝇可能是母本雌蝇仅减数第二次分裂出错，此时与亲代雌蝇参与受精的卵细胞产生的三个极体基因型可能为AX b、AX b、a D．产生该白眼雄蝇可能是父本雄蝇减数第一次分裂出错，XY同源染色体没有分离，产生异常的精子XY与正常卵细胞结合 解析：选C。正常果蝇体内共8条染色体，该染色体组成为6＋XXY的白眼雄蝇体细胞中含有9条染色体，并非12条，不是3个染色体组，A错误；该雄果蝇正常性染色体是XY，多的X来自亲本雌果蝇或者雄果蝇，又因眼色为白眼，则X只能来自雌果蝇减数分裂异常，且只能在减数第一次分裂后期或者减数第二次分裂后期出错一次，若产生该白眼雄蝇异常XXY为减数第一次分裂出错，此时亲代雌蝇参与受精的卵细胞(aX b X b)产生的三个极体基因型可能为A、A、aX b X b，B错误；同理，若产生该白眼雄蝇为母本雌蝇仅减数第二次分裂出错，此时与亲代雌蝇参与受精的卵细胞(aX b X b)产生的三个极体基因型可能为AX b、AX b、a，C正确；若产生该白眼雄蝇是父本雄蝇减数第一次分裂出错，XY同源染色体没有分离，产生异常的精子X B Y与正常卵细胞结合，则该果蝇为红眼，D错误。 细胞分裂中染色体标记与DNA复制问题 (1)若进行两次有丝分裂，则进行两次DNA分子的复制，如下图所示(以一条染色体为例)： 第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有染色体上的DNA分子均呈杂合状态，即“15N ∥14N”，第二次有丝分裂复制后的染色体上两条单体中只有一条单体含有15N，DNA分子为“15N∥14N”，而另一条单体只含有14N，DNA分子为“14N∥14N”，在后期时两条单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N，也可能不含15N，则连续两次分裂形成的4个子细胞中含有15N的个数可能为4、3、2个。 (2)若进行减数分裂，则只进行了一次DNA分子的复制，其染色体中的DNA标记情况
考点加强课2右丝分裂芍减数分裂的比较及减数 分裂与可遗传变计的关系 突破点1减数分裂与有丝分裂的比拟 【必备知识】
三看法’‘判断细胞分裂方式 3.有丝分裂和减数分裂过程中DNA 、染色体等6项指标变化规律辨析 （1）染色体、核DNA 变化 ①模型： ②判断： 上看法〃区分细胞分裂方式 曳色坦迫「最大胜Hhn 借（为HI —有空分裂 （或上眼）」餐大舞目不加僭（为ax ）一减数分裂 L 斜线出现】次GNA 只降1次f4处分理 和分裂作打，斜线出现1次口NR 茂洋两次••设糠分裂I 或卜眼）「最终落点与起点相比减半-她数分裂 （2）每条染色体DNA 含量或染色 体、DNA 值 比拟 A-B(AjB) BfC (BC) C-D(C'- D) D-E(DjE) 特点与 其变化 v^x 口*染总体 1* 豉也 X 1茶!；色依2f [>NA^i 呻 色钞 忆小 骨技点靡染世锦如侪 1条梁也悻 1个 NA 升？■,坨隼色单体 对应时期 ①有丝分裂间期 ②减数〜次分裂 前的间期 ①有丝分裂前期、中期 ②减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前 ①有丝分裂后期 ②减数第二次分裂的后期 ①有丝分裂末期 ②减数第二次分裂的末期 ②相关解读 【技巧点拨】 春急教某二次分裂.M 七卜】七染呈体与在 爵—江 ', 史现及央.冏步体.同耳爽*林分离.同源施已你着些点位于未遵战的例 此上也同耳染邑体的结咪仃力 双U 落一次分配 Tf±一知轧 ,ItJ 结果 L 豌"落点」起点持平-仃差分裂 ①曲线模型 fr tn 枝WYA 有丽裂城散务翌一云精\相用有诙连I 时而
B.两者中期染色体数目不同，染色体行为和 C.两者后期染色体数目和染色体行为不同， D.两者末期染色体数目和染色体行为一样， 期、中期 （3）染色单体的变化 ①模型图 ②解读 有丝分裂：分裂间期，因染色体复制，染色单体形成，有丝分裂后期，因着丝点分裂，染色单体变为0 「日口n 间期后期、 〔即0>4N>0] 减I 前间期：因染色体复制，染色单体形成〔0-4N 〕 减数减I 末：因同源染色体分开，分别进入两个子细胞， 分裂染色单体减半[4N-2N 〕 减H 后：因着丝点分裂，单体消失〔2N-0〕 （4）同源染色体“对〃数变化曲线分析 ①模型图 同施柒色体 对数 行丝分裂 仃对 ■:派I 末 」减数分裂 减II 一时期 ②解读 a.有丝分裂：后期时染色体数目加倍，同源染色体由nX^（2n 条）加倍成为2n^^（4n 条），子细胞中同源染 色体仍为n 对。 b.减数分裂：减I 后期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞与生殖细胞或极体中不含同源染色体。 （5）“染色体组〃数目变化曲线分析 ①模型图 ②解读 a.有丝分裂：后期一因着丝点分裂、染色体组加倍（2-4）; 末期一染色体平均分配到子细胞一染色体组恢复（4-2） b.减数分裂：减I 末一因同源染色体分开，分别进入两个子细胞一染色体组减半（2-1）;减n 后一因着 丝点分裂，染色体数目暂时加倍，染色体组数目由1变为2。 【明确考向】 考向1减数分裂与有丝分裂过程的比拟分析 1.（2013新课标I,2）关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的表示，正确的答案是（） A.两者前期染色体数目一样，染色体行为和 DNA 分子数目不同 DNA 分子数目一样 DNA 分子数目一样 DNA 分子数目不同 3/11