微專題4　細胞分裂中的同位素標記及細胞分裂與可遺傳變異的關(guān)系專題知識1　細胞分裂中的同位素標記
1．有絲分裂中DNA和染色體的標記有絲分裂過程中DNA復(fù)制一次細胞分裂一次，下圖為連續(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(shù)是0～2n(以體細胞染色體數(shù)為2n為例)。2．減數(shù)分裂中DNA和染色體的標記在減數(shù)分裂過程中，DNA復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。下圖是一次減數(shù)分裂的結(jié)果(以一對同源染色體為例)。
由圖可以看出，減數(shù)分裂過程中細胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復(fù)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。3．DNA復(fù)制及細胞分裂中染色體標記情況分析(1)首先確定細胞分裂方式，是有絲分裂還是減數(shù)分裂，有絲分裂常以一條染色體為研究對象，減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象。(2)其次確定標記過程中DNA復(fù)制次數(shù)和在未標記培養(yǎng)液中細胞分裂次數(shù)(時期)。(3)最后圖示細胞分裂過程。①標記DNA分子。
②轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個細胞周期。
1．(2022·廣東連南)某性原細胞(2n＝16)的DNA全部被32P標記，其在含31P的培養(yǎng)基中進行一次有絲分裂后繼續(xù)進行減數(shù)分裂，下列能正確表示有絲分裂前期(白色柱狀圖)和減數(shù)分裂Ⅰ前期(灰色柱狀圖)每個細胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目的是(　　)
解析：繪制染色體和核DNA分子被標記情況，并只以一條染色體上DNA分子的標記情況為例，如下圖(圖中線條代表核DNA分子中的一條鏈)：
該性原細胞在含31P的培養(yǎng)基中，由于其在有絲分裂前的間期進行了DNA的半保留復(fù)制，有絲分裂前期的每條染色體上有兩個DNA分子，且DNA分子雙鏈均為一條含31P，另一條含32P，故有絲分裂前期含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為32和32；有絲分裂產(chǎn)生的子細胞中每個核DNA分子雙鏈均為一條含31P，另一條含32P，子細胞在含31P的培養(yǎng)基中繼續(xù)進行減數(shù)分裂，則減數(shù)分裂Ⅰ前期每個細胞中含32P的染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為16和16。
專題知識2　細胞分裂與可遺傳變異的關(guān)系
1．減數(shù)分裂與兩大遺傳定律的關(guān)系(1)基因的分離定律發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期，即同源染色體分開，其上的等位基因分離。(2)基因的自由組合定律發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期，即非同源染色體自由組合，其上的非等位基因自由組合。2．細胞分裂與基因突變、基因重組(1)理解兩種基因突變類型(見下圖)。
(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致基因重組(自由組合定律)。
②同源染色體的非姐妹染色單體互換導致基因重組。
(3)分裂圖像中的變異類型。
①圖中甲、乙、丙的變異類型分別屬于基因突變、基因突變、基因突變或基因重組。②若該生物的基因型為AA，則圖丙的變異類型為基因突變。若該生物的基因型為Aa，則圖丙的變異類型最可能為基因重組。
3．細胞分裂與染色體變異(1)染色體數(shù)目非整倍性變異原因分析。假設(shè)某生物體細胞中含有2n條染色體，減數(shù)分裂時，某對同源染色體沒有分開，導致產(chǎn)生的配子中染色體數(shù)目變異，如圖所示：
(2)性染色體數(shù)目異常個體的成因分析。①XXY成因。
②XYY成因：父方減數(shù)分裂Ⅱ異常，即減數(shù)分裂Ⅱ后期，Y染色體著絲粒分裂后，兩條Y染色體共同進入同一精細胞。4．減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)正常減數(shù)分裂形成配子的種類(不考慮基因突變與交叉互換)。①下圖是YyRr基因型的個體產(chǎn)生配子情況。
②分析配子產(chǎn)生時應(yīng)注意是“個體”還是“一個性原細胞”。如：1個含n對等位基因的精原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成4個精子，2種類型。1個含n對等位基因的卵原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成1個卵細胞，1種類型。1個含n對等位基因(位于n對同源染色體上)的生物體，經(jīng)過減數(shù)分裂能形成2n種精子或卵細胞。
(2)變異情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類。①若有一個基因發(fā)生基因突變，一個初級精母細胞的減數(shù)分裂產(chǎn)生3種精子。②若有一對等位基因發(fā)生交叉互換，其中一個初級精母細胞的減數(shù)分裂產(chǎn)生4種精子
1．(2021·河北卷)圖中①②③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(shù)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減數(shù)分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯(lián)會B．②經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常C．③減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產(chǎn)生4種基因型配子D．①和②的變異類型理論上均可以在減數(shù)分裂過程中通過光學顯微鏡觀察到
解析：①細胞中有四條染色體，為兩對同源染色體，在減數(shù)分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯(lián)會，A項正確；②細胞中多了一條含a的染色體，經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常，一半異常，B項正確；③細胞減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產(chǎn)生4個配子，2種基因型，為AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C項錯誤；①發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，②發(fā)生了染色體數(shù)目變異，理論上通過觀察染色體的結(jié)構(gòu)和細胞中的染色體數(shù)目就可以發(fā)現(xiàn)，D項正確。
2．(2022·山東煙臺)下圖為某二倍體動物的兩個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上的基因)，下列敘述正確的是(　　)
A．甲圖表示減數(shù)分裂Ⅰ后期，此時染色體數(shù)目是該動物體細胞的兩倍B．甲圖所示細胞的2與3之間若發(fā)生片段交換，則此變異為染色體結(jié)構(gòu)變異C．乙圖所示細胞中A與a是一對等位基因，此時該細胞正在發(fā)生基因重組D．乙圖所示細胞分裂產(chǎn)生的子細胞是體細胞，且兩個子細胞的遺傳信息完全相同
解析：甲圖表示減數(shù)分裂Ⅰ后期，染色體數(shù)目與體細胞數(shù)目相同，A項錯誤；甲圖所示細胞的2與3為非同源染色體，若兩者之間發(fā)生片段交換，則其為染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，B項正確；基因重組發(fā)生于減數(shù)分裂過程，不發(fā)生于有絲分裂過程，C項錯誤；乙圖所示細胞進行有絲分裂，其產(chǎn)生的子細胞為體細胞，由于發(fā)生基因突變，兩個子細胞的遺傳信息不完全相同，D項錯誤。
3．(2022·北京)下列配子的產(chǎn)生與減數(shù)分裂Ⅰ后期染色體的異常行為密切相關(guān)的是(　　)A．基因型為AaXBXb的雌性個體產(chǎn)生AXB、AXb、aXB、aXb四種配子B．次級卵母細胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期含有2條X染色體C．基因型為AaXbY的雄性個體產(chǎn)生AaXb和Y的異常精子D．基因型為AaXBXb的某卵原細胞產(chǎn)生aXB、A、AXbXb的三個極體
解析：基因型為AaXBXb的雌性個體的兩對等位基因符合基因的自由組合定律，能產(chǎn)生AXB、AXb、aXB、aXb四種配子，與減數(shù)分裂Ⅰ后期染色體的異常行為無關(guān)，A項錯誤；初級卵母細胞在減數(shù)分裂Ⅰ后形成的次級卵母細胞均含有X染色體，當進行到減數(shù)分裂Ⅱ后期時，姐妹染色單體分離，含有2條X染色體，屬于正常情況，B項錯誤；基因型為AaXbY的雄性個體進行減數(shù)分裂Ⅰ，A與a所在的同源染色體未

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