【步步高】2014屆高考生物一輪考能專項突破4減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題

1 重點題型研析重點題型研析 4 4 減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題減數(shù)分裂與遺傳變異綜合題 典例剖析 某高等動物基因型為 Aa 如圖為該動物細胞分裂某一時期 的示意圖 請據(jù)圖回答 1 該細胞中的染色體數(shù)為 該細胞的分裂方式和時期 為 2 若圖中一條染色體的某一片段移接到另一染色體上 該變化引 起的變異屬于 3 如果 處的基因為 a 則該細胞基因組成形成的原因可能是 或 在 時期出現(xiàn)了同源染色體中非姐妹染色單體的交叉互 換 解析 1 該細胞內無同源染色體且姐妹染色單體分開 因此該細胞處于減數(shù)第二次分 裂后期 細胞中有 4 條染色體 2 染色體的某一片段移接到了另一條染色體上 該變 化引起的變異屬于染色體結構變異 3 由于該細胞已完成減數(shù)第一次分裂 同源染色 體已分開 處基因應與其所對應的姐妹染色單體的基因相同 如果 處的基因為 a 該細胞基因組成形成的原因可能是基因突變或四分體時期同源染色體上的非姐妹染色單 體間發(fā)生了交叉互換 答案 1 4 減數(shù)第二次分裂后期 2 染色體結構變異 3 基因突變 四分體 技法點撥 1 減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律的關系 減數(shù)第一次分裂后期 同源染色體的分離是基因分離定律的細胞學基礎 非同源染色體 的自由組合是基因自由組合定律的細胞學基礎 2 減數(shù)分裂與生物變異的關系 1 在減數(shù)第一次分裂前的間期 各種原因 物理 化學等因素 會使 DNA 復制過程出現(xiàn) 差錯 導致 DNA 分子中發(fā)生堿基對的替換 增添或缺失 產生基因突變 這是生物變異 的根本來源 2 在減數(shù)第一次分裂的四分體時期 同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的 互換而發(fā)生互換 導致基因重組 3 減數(shù)第一次分裂后期 同源染色體分離 非同源染色體自由組合 其上的非等位基 因也隨之自由組合 導致基因重組 4 在減數(shù)分裂過程中 由于諸多原因也會出現(xiàn)染色體結構變異 染色體數(shù)目變異的配 子 通過配子將這些變異傳遞給下一代 如人類性染色體異常病中出現(xiàn)的 XXY 型 XXX 型 XYY 型等 原因可能是減數(shù)第一次分裂異常 也可能是減數(shù)第二次分裂異常 可能 是形成精子時異常 也可能是形成卵細胞時異常 跟蹤訓練 1 如圖所示為某雄性二倍體生物體內正在進行分裂的細胞 下列敘述正確的是 A 若等位基因 M 和 m 分別位于 和 上 則一定是基因突變的結 果 2 B 該細胞有 2 個染色體組 其中 為一組 C 該細胞分裂后直接產生兩個精子 D 細胞在圖示分裂過程中實現(xiàn)了基因重組 答案 B 解析 該圖所示的二倍體生物細胞中無同源染色體 處于減數(shù)第二次分裂后期 若等位 基因 M 和 m 分別位于 和 上 則可能是基因突變的結果 也可能是四分體時期同源染 色體上非姐妹染色單體之間交叉互換的結果 圖中所示的細胞有 2 個染色體組 其中 為一組 該細胞分裂后產生的子細胞是精細胞 精細胞要經過一系列變化才成 為精子 基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期或者減數(shù)第一次分裂的后期 2 果蠅的卵原細胞在減數(shù)分裂形成卵細胞過程中常常發(fā)生染色體不分開的現(xiàn)象 因此出現(xiàn) 性染色體異常的果蠅 并產生不同的表現(xiàn)型 如表所示 受精卵中異常的性染色體組成方式表現(xiàn)型 XXX 胚胎期致死 YO 體細胞中只有一條 Y 染色體 沒有 X 染色體 胚胎期致死 XXY 雌性可育 XYY 雄性可育 XO 體細胞中只有一條 X 染色體 沒有 Y 染色體 雄性不育 1 若雌果蠅減數(shù)分裂過程正常 雄果蠅的精原細胞減數(shù)分裂過程異常 分析出現(xiàn)異常 受精卵 XO 的可能原因 2 畫出表現(xiàn)型為雌性可育的果蠅 XXY 體細胞有絲分裂過程中 一個細胞周期中細胞核 內染色體的數(shù)目變化坐標曲線圖 標明染色體數(shù)目的具體變化和有絲分裂各時期 3 為探究果蠅控制眼色的基因是否位于性染色體上 著名的遺傳學家摩爾根做了下列 雜交實驗 讓白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅交配 后代全部是紅眼果蠅 讓白眼雌果蠅和紅 眼雄果蠅交配 子代雄果蠅全是白眼 雌果蠅全是紅眼 他的學生蒂更斯用白眼雌果蠅 與紅眼雄果蠅交配 子代大多數(shù)雄果蠅都是白眼 雌果蠅都是紅眼 但有少數(shù)例外 大 約每 2 000 個子代個體中 有一只白眼雌果蠅和一只紅眼雄果蠅 該紅眼雄果蠅不育 請根據(jù)上表信息 繪制遺傳圖解 解釋蒂更斯實驗中為什么會出現(xiàn)例外 設有關基因為 B b 答案 1 雄果蠅初級精母細胞減數(shù)第一次分裂時 同源染色體 XY 沒有分開 移向了同一極 形成沒 有性染色體的精子 其他合理答案也可 2 如圖 右所示 3 如圖所示 3 解析 1 雌果蠅減數(shù)分裂過程正常 產生的卵細胞中的性染色體為 X 出現(xiàn)異常受精卵 XO 則雄果蠅減數(shù)分裂產生的精子中沒有性染色體 可能是減數(shù)第一次分裂時同源染色 體 XY 沒有分開 移向了同一極 也可能是減數(shù)第二次分裂時 XX 或 YY 沒有分開 移向 了同一極 2 果蠅正常體細胞中有 8 條染色體 雌性可育的果蠅 XXY 體細胞比正常體 細胞多 1 條性染色體 即雌性可育的果蠅 XXY 體細胞中有 9 條染色體 有絲分裂后期 染色體數(shù)目加倍 有 18 條染色體 3 根據(jù)摩爾根的雜交實驗結果可以判定 果蠅控制 眼色的基因位于 X 染色體上 根據(jù)正常情況下 白眼雌果蠅 XbXb 和紅眼雄果蠅 XBY 交 配 子代雄果蠅全是白眼 XbY 雌果蠅全是紅眼 XBXb 但子代中出現(xiàn)少數(shù)例外 有一 只白眼雌果蠅和一只不育紅眼雄果蠅 結合表格信息 不育的紅眼雄果蠅基因型為 XBO 可育的白眼雌果蠅基因型為 XbXbY 從而可以推斷白眼雌果蠅 XbXb 產生了 XbXb卵 細胞和 O 無 X 卵細胞 并且與正常精子結合 實驗技能突破實驗技能突破 4 4 驗證與探究類實驗驗證與探究類實驗 技能歸納 1 驗證性實驗題和探究性實驗題的分析比較 類型 步驟 驗證性 實驗題 探究性 實驗題 審題 瀏覽試題 找出變量 實驗目 的分析 試題中已知 把試題中提出的問題變?yōu)?陳述句 實驗假 設分析 不需要假設 對探究問題提出一種可能 性 原理分 析 分清是已知原理 課本所學的 還是未知 原理 題中給出的 材料分 析 材料用具消元法 步驟分 析 實驗對照加減法 結果分 析 分析 結論分 析 目的原理 代入法 結果結論假設法 表達圖像表格變量法 4 檢查 檢查實驗設計及語言表達有沒有科學性錯 誤 2 實驗設計思路的思維過程 一是應根據(jù)試題要求 確定單一變量 依據(jù)實驗變量進行合理分組 二是根據(jù)實驗材料 結合實驗原理 確定實驗現(xiàn)象的觀測指標 三是確保除單一變量外的其他條件相同且適 宜 四是合理確定操作程序 確保程序合理 表達準確 五是注意區(qū)分設計思路與設計 方案 前者只要簡單說明思路即可 后者需要較為詳細的實驗步驟 實驗現(xiàn)象觀察等內 容 典例剖析 為了探究三氯化鋁對動物細胞有絲分裂的影響 某同學進行了如下實驗 提示 細胞分裂情況可用細胞分裂指數(shù)來衡量 即分裂中期細胞數(shù)與所觀察到的細胞總數(shù)之比 1 實驗步驟 第一步 取動物細胞株培養(yǎng)狀況相同的 A B 培養(yǎng)皿 A 中加入 10 mL 質量濃度為 1 0 g L 的 AlCl3溶液 B 中加入等量的蒸餾水 第二步 培養(yǎng) 72 h 后 各取 A B 培養(yǎng)皿中細胞若干 經固定染色后 分別制成臨時裝 片 A B 第三步 觀察裝片 A B 中細胞各 300 個 分別計算細胞分裂指數(shù) 2 預期實驗結果以及得出結論的思路 3 就 AlCl3對動物細胞分裂的影響 你還能提出什么探究課題 解析 該實驗的目的是探究 AlCl3對動物細胞有絲分裂的影響 其作用可能有三種 促 進 抑制或不影響 根據(jù)提示 其影響可以通過對比 A B 兩組的細胞分裂指數(shù)進行判 斷 此外可探究的課題還有 AlCl3濃度或作用時間對動物細胞分裂的影響 答案 2 比較 A B 兩組的細胞分裂指數(shù) 判斷質量濃度為 1 0 g L AlCl3溶液對動物 細胞分裂有促進或抑制作用 或者是沒有影響 3 AlCl3濃度或作用時間對動物細胞分 裂的影響 或其他合理答案 即時鞏固 據(jù)報道 木瓜葉提取物能殺死癌細胞 請根據(jù)下列材料 設計實驗證明木瓜葉提 取物對小鼠肉瘤有抑制作用 實驗材料 生有肉瘤 S 180 的實驗小鼠 10 只 木瓜葉提取物制劑 注射器 蒸餾水 生理鹽水等 其他材料 器具自定 實驗步驟 1 將 10 只生長發(fā)育狀況相同的生有肉瘤 S 180 的實驗小鼠隨機均分為兩組 分別記 作 A B 組 編號 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 2 向 A 組各實驗小鼠注射適量 向 B 組各實驗小鼠注射與 A 組等 量的 3 在相同條件下飼養(yǎng)實驗小鼠一段時間后 測量統(tǒng)計 A B 組實驗鼠 5 實驗預期 答案 實驗步驟 2 木瓜葉提取物制劑 生理鹽水 3 肉瘤變化量 實驗預期 A 組實驗鼠肉瘤平均增重量比 B 組少 解析 要證明 木瓜葉提取物對小鼠肉瘤有抑制作用 需要設置空白對照 對實驗組 小鼠注射適量木瓜葉提取物制劑 對對照組小鼠注射等量生理鹽水 實驗的因變量為小 鼠肉瘤的生長狀況 可以是實驗鼠肉瘤變化量 熱點專項聚焦熱點專項聚焦 4 4 減數(shù)分裂過程中基因的異常行為變化減數(shù)分裂過程中基因的異常行為變化 在分析減數(shù)分裂過程中核基因的行為變化時 應抓住減數(shù)分裂過程中染色體行為變化的 三個關鍵點 減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生染色體的復制 減數(shù)第一次分裂過程中同源染色 體分離 減數(shù)第二次分裂過程中姐妹染色單體分離 也可以結合基因的變化 逆向分析染色 體的行為變化 加深對基因在染色體上的理解 加深對基因分離定律和自由組合定律內涵的 理解 以構建完整的 系統(tǒng)的知識體系 1 基因突變 在減數(shù)第一次分裂前的間期 DNA 分子復制過程中 如復制出現(xiàn)差錯 則會引起基因突 變 這種突變能通過配子傳遞給下一代 如圖所示 注意 突變一般發(fā)生在同源染色體中的某一條染色體上 可以是顯性突變 也可以是隱 性突變 2 基因數(shù)量變化 在減數(shù)分裂過程中 伴隨著染色體行為變化的異常 往往會引起配子中基因數(shù)目的增減 在分析基因數(shù)目變化時 應考慮變化與減數(shù)第一次分裂有關 還是與減數(shù)第二次分裂有關 如圖 1 表示減數(shù)第一次分裂異常 減數(shù)第二次分裂正常產生的配子情況 6 圖 2 表示減數(shù)第一次分裂正常 減數(shù)第二次分裂異常產生配子的情況 典例剖析 2011 山東卷 8 基因型為 AaXBY 的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分 離 而產生一個不含性染色體的 AA 型配子 等位基因 A a 位于 2 號染色體 下列關于 染色體未分離時期的分析 正確的是 2 號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離 2 號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時 未分離 性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離 性染色體一定在減數(shù)第一次分 裂時未分離 A B C D 解析 AA 型配子中沒有 a 基因 說明減數(shù)第一次分裂時 A 與 a 已經分開 一定是由于減 數(shù)第二次分裂時 2 號染色體未分離 正確 錯誤 AA 型配子中不含性染色體 有兩 種可能 一是在減數(shù)第一次分裂時性染色體未分離 配子由產生的不含性染色體的次級 性母細胞分裂而成 二是減數(shù)第二次分裂時性染色體未分離 產生不含性染色體的性細 胞 故 正確 錯誤 答案 A 拓展鏈接 根據(jù)產生配子異常情況推測減數(shù)分裂何時發(fā)生異常 若親代為 AaXBY 則子代配 子情況如下 7 1 若配子中出現(xiàn) Aa 或 XY 在一起 則減 分裂異常 2 若配子中 A a 分開 X Y 分開 出現(xiàn)兩個 AA aa 或兩個 XX YY 則是減 分裂異常 3 若配子中無性染色體或無 A 也無 a 則既可能減 也可能減 分裂異常 變式體驗 1 如圖所示是一個基因型為 AaBb 兩對基因獨立遺傳 的精原細胞在一次減數(shù)分裂過程中產 生的兩個次級精母細胞 則該過程發(fā)生了 A 交叉互換與同源染色體未分離 B 交叉互換與姐妹染色單體未分離 C 基因突變與同源染色體未分離 D 基因突變與姐妹染色單體未分離 答案 D 解析 根據(jù)兩個次級精母細胞中染色體與基因的位置關系可以看出第一對同源染色體上 發(fā)生了基因突變 因為有一個 A 基因突變成了 a 基因 若發(fā)生交叉互換 則每個次級精 母細胞中都應含 A 和 a 基因各一個 B 與 b 基因分別在兩個次級精母細胞中 說明同源 染色體正常分離 而含有 b 基因的兩條染色體移向細胞的一極 說明減數(shù)第二次分裂后 期姐妹染色單體形成的兩條染色體未正常分離 2 某研究性學習小組對豬產生配子時的細胞減數(shù)分裂過程進行了研究 并繪制了相關圖示 請回答下列問題 1 圖 1 過程表明 通過減數(shù)分裂 染色體數(shù)目 減數(shù)第一次分裂后期染色 體的行為特點是 2 圖 2 顯示的是一對同源染色體 常染色體 的不正常分裂情況 產生異常配子 的 原因可能是 3 如果圖 3 表示卵原細胞 該卵原細胞經圖 4 形成基因型為 AB 的卵細胞 則其形成的 8 第二極體的基因型是 答案 1 減半 同源染色體分離 非同源染色體自由組合 2 減數(shù)第一次分裂后期同源染色體沒有分離 而是移向細胞同