【备考2024】人教生物一轮复习微专题
6　聚焦细胞分裂、遗传、变异三者的联系
题组1　细胞分裂与变异的关系
1．基因组成为XbXbY的色盲患者甲，其父患色盲，其母表现正常。下列分析中可能性较大的是(　　)
①甲的母亲减数分裂Ⅰ中，两条X染色体未分开而一起进入了次级卵母细胞　②甲的母亲减数分裂Ⅱ中，两条X染色体未分开而一起进入了卵细胞　③甲的父亲减数分裂Ⅰ中，两条性染色体未分开而一起进入了次级精母细胞　④甲的父亲减数分裂Ⅱ中，两条性染色体未分开而一起进入了精细胞
A．①②　　　　 B．①③　　
C．②③ D．②④
2．果蝇性染色体组成XX、XXY为雌性，XY、XYY、XO(缺少一条性染色体)为雄性，其余类型在胚胎时期致死；已知果蝇的红眼基因R和白眼基因r仅位于X染色体上。将正常红眼雄果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，子代中出现了一只白眼雌果蝇，对此现象分析不合理的是(　　)
A．父本形成配子过程中，基因R突变成了基因r
B．父本形成配子过程中，基因R所在染色体片段缺失
C．母本形成配子过程中，同源染色体XX未分离
D．父本XY未分离，子代白眼雌果蝇的基因型为XrO
3．大量临床研究表明，β淀粉样蛋白代谢相关基因突变引起β淀粉样蛋白过度产生，导致家族性阿尔茨海默病的发生；β淀粉样蛋白基因位于21号染色体上，21三体综合征患者常常会出现阿尔茨海默病症状。下列有关分析错误的是(　　)
A．21三体综合征患者可能因多出一个β淀粉样蛋白基因而易患阿尔茨海默病
B．阿尔茨海默病产生的根本原因是发生了基因突变
C．21三体综合征产生的原因是减数分裂时21号染色体未能正常分离
D．调查阿尔茨海默病的发病率需要对多个患者家系进行调查
题组2　遗传与变异的关系
4．已知三体豌豆(2n＋1)减数分裂形成的n＋1型雄配子不能成活，而雌配子则育性正常，现有一株2－三体高茎豌豆，收集该植株的种子种植，若子代高茎∶矮茎为(　　)
A．1∶0，则亲本基因型是AA，决定株高的基因不位于2号染色体上
B．3∶1，则亲本基因型是Aa，决定株高的基因位于2号染色体上
C．2∶1，且高茎豌豆中三体的比例为7/12，则亲本基因型是Aaa
D．18∶1，且染色体数目正常的比例为1/2，则亲本基因型是AAa
5．某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A、a的控制。科学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中出现了1株绿株(M)。
(1) 等位基因是通过________产生的，等位基因A、a的根本区别是________________________________________。
(2) 若M是由基因突变造成的，则发生突变的基因是________(选填“A”或“a”)，发生突变的时间最可能为________________；若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，则对M出现的合理解释是__________________________________________。
(3) 为了确定M是由基因突变导致的还是由染色体变异引起的，某科研人员利用杂交实验进行探究：用________________________________杂交得到F1，F1自交，统计后代________________。若后代________________________________，则为基因突变导致的；若后代________________________________，则为染色体变异引起的。
6．(2022·广东综合测试二)穆勒由于对辐射诱发基因突变的研究而获得诺贝尔奖，其中最为人称道的还是他设计出的一系列检测和保存基因突变的方法。
(1) 若果蝇的常染色体发生隐性致死突变，则此基因始终保持在________(选填“纯合子”或“杂合子”)中，在逐代的随机交配中，基因频率会逐渐________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(2) 已知果蝇2号染色体上翻翅(A)对正常翅(a)为显性、星状眼(B)对正常眼(b)为显性，穆勒创建了突变体果蝇品系，部分基因分布如图1所示。A、B基因同时具有纯合致死效应，两对等位基因功能互不影响，且在减数分裂过程中不发生互换，这种品系的果蝇自由交配后代基因型为________，这种后代不发生分离的品系称为平衡致死系。
图1
(3) 利用平衡致死系创立的2号染色体突变检测技术路线(见图2)，可检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等)。
图2
①若在F1观察到了新性状，则突变类型为____________________。
②若无，则取F1翻翅正常眼个体随机交配，观察F2的表型和比例。若F2中新性状个体占1/12，则突变类型为________________；若F2中未出现新性状，则突变类型为________，突变基因保存在表型为____________的果蝇中，在其逐代的随机交配中，突变基因的基因频率________(选填“升高”“降低”或“不变”)。这种果蝇是突变基因与A基因的平衡致死系。
题组3　细胞分裂、遗传和变异的关系
7．(2022·汕头一模)大黄鱼为二倍体(2n)生物，雌性性染色体为XX，雄性为XY。用条石鲷精子刺激大黄鱼的次级卵母细胞发育(不能受精)，同时用冷休克处理此细胞10 min，抑制其减数分裂Ⅱ的细胞质分裂，经过常温孵化得到二倍体大黄鱼。以下叙述错误的是(　　)
A．经减数分裂Ⅰ产生的次级卵母细胞核DNA数目为2n
B．此方法得到的二倍体大黄鱼与亲本雌鱼基因型可能不同
C．次级卵母细胞经孵化得到二倍体幼鱼的过程经历了有丝分裂
D．经此过程培育得到的大黄鱼雌性和雄性的比例为1∶1
8．某二倍体番茄中有一种三体(6号染色体有三条)，其基因型为AABBb。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随机配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数分裂Ⅰ的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的一条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该三体番茄为杂合子，自交后代会出现性状分离
B．从变异的角度分析，三体的形成属于染色体数目变异
C．该三体番茄产生4种基因型的花粉，且比例为1∶1∶1∶1
D．该三体番茄的根尖分生组织细胞经分裂产生子细胞的基因型仍为AABBb
9. 豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多1条2号染色体)，减数分裂时2号染色体的任意两条移向细胞一极，剩下一条移向另一极。下列关于某三体植株(基因型AAa)的叙述，正确的是(　　)
A． 该植株来源于染色体变异，这种变异会导致基因种类增加
B. 该植株在细胞分裂时，含2个A基因的细胞应为减数分裂Ⅱ后期
C． 三体豌豆植株能产生4种配子，其中a配子的比例为1/4
D. 三体豌豆植株自交，产生Aaa基因型子代的概率为1/18
10. 野生型黑腹果蝇为二倍体，共有4对染色体。果蝇性别取决于早期胚胎X染色体的数目与常染色体组数的比例，不含X染色体的果蝇不能存活。性染色体组成为XXY的三体果蝇表现为可育雌果蝇，产生配子时3条性染色体随机分配到2个子细胞中。下列关于该三体果蝇的分析，正确的是(　　)
A． 该果蝇有丝分裂末期的细胞，细胞一极出现含9条染色单体的细胞核
B. 该果蝇的初级卵母细胞分裂时会出现5个四分体，四分体在后期分开
C． 该果蝇的一个卵原细胞分裂后，可形成4种不同性染色体组成的卵细胞
D. 该果蝇与野生型雄蝇杂交，理论上后代野生型雌果蝇数量少于野生型雄果蝇
微专题6　聚焦细胞分裂、遗传、变异三者的联系
题组1　细胞分裂与变异的关系
1．C　解析：据题意知，父母的基因型分别为XbY、XBX－，甲的基因型为XbXbY，其中，Y一定来自父亲，两个Xb可能一个来自父亲，一个来自母亲，也可能都来自母亲。
2．D　解析：正常红眼雄果蝇(XRY)与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，子代中出现了一只白眼雌果蝇，可能是父本形成配子过程中，基因R突变成了基因r，形成了XrXr的白眼雌果蝇；若父本形成配子过程中，基因R所在染色体片段缺失，则发育成雌性个体的受精卵的基因型为XrXO，表现为白眼雌性；由题干可知，XXY为雌性，因此可能是母本形成配子过程中，同源染色体XX未分离，形成了XrXr的卵细胞，并与含Y的精子结合，形成了XrXrY的白眼雌果蝇；父本XY未分离，则形成的精子的基因型为XRY和不含性染色体两种，不含性染色体的精子与含Xr的卵细胞结合，形成的子代基因型为XrO，表现为白眼雄性。
3．D　解析：调查阿尔茨海默病的发病率需要在广大人群中进行随机调查，D错误。
题组2　遗传与变异的关系
4．C　解析：自然状态下豌豆进行自交。子代全为高茎，亲本的基因型可以是AA，此时决定株高的基因不位于2号染色体上，也可以是AAA，此种情况决定株高的基因位于2号染色体上，A错误；子代出现了3∶1的性状分离比，可知亲本基因型为Aa，决定株高的基因不位于2号染色体上，B错误；子代性状分离比为2∶1，可知控制株高的基因位于2号染色体，若亲本基因型是Aaa，产生的雌配子为1/6A、2/6a、2/6Aa、1/6aa，由于n＋1型雄配子不能成活，产生的雄配子为1/3A、2/3a，子代中矮茎(aa和aaa)的比例为2/6 a×2/3a＋1/6 a a×2/3 a＝1/3，高茎占比为1－1/3＝2/3，子代中的三体高茎的比例为2/6Aa ×1＋1/6aa×1/3A ＝7/18，所以子代中高茎∶矮茎＝2∶1，高茎豌豆中三体的比例为7/18∶12/18＝7/12，C正确；亲本基因型是AAa，产生的雌配子为2/6A、1/6a、2/6Aa、1/6AA，由于n＋1型雄配子不能成活，产生的雄配子为2/3A、1/3a，子代中矮茎aa的比例＝1/6a×1/3a＝1/18，高茎占比＝1－1/18＝17/18，所以子代中高茎∶矮茎＝17∶1，染色体数目正常的比例＝正常雌配子比例×正常雄配子比例＝3/6×1＝1/2，D错误。
5．(1)基因突变　脱氧核苷酸的排列顺序不同　(2)A　减数分裂前的间期　在减数分裂过程中发生了A基因所在的染色体片段的缺失或A基因所在的染色体整条缺失　(3)绿株M与紫株纯合亲本　茎色的性状分离比　紫色∶绿色＝3∶1　紫色∶绿色＝6∶1
解析：(3)为了确定M是由基因突变导致的还是由染色体变异引起的，可以让M与纯合紫株亲本进行杂交得到F1，让F1自交得到F2，统计F2中茎色的性状分离比进行判断。如果是基因突变，M的基因型为aa，F1的基因型为Aa，F1自交，F2表型及比例是紫茎∶绿茎＝3∶1。如果是染色体变异，M的基因型可以写成aO，F1的基因型及比例是Aa∶AO＝1∶1，只考虑Aa自交，后代表型及比例是紫茎∶绿茎＝3∶1；只考虑AO，自交后代AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，由于OO受精卵不能发育，因此所有F1自交，F2表型及比例为紫茎∶绿茎＝6∶1。
6．(1)杂合子　降低　(2)AaBb　(3)①显性不致死　②隐性不致死　隐性致死　翻翅正常眼　不变
解析：(1)若用a表示常染色体上的隐性基因，由于隐性致死(aa)，因而a只存在于杂合子(Aa)中。逐代随机交配，每代的隐性纯合子aa均致死，因而a的基因频率逐渐降低。(2)分析图1，基因A(a)和基因B(b)位于同一对同源染色体上，A和b位于同一条染色体上，a、B位于其同源染色体上，遵循分离定律，其基因型可以表示为(Ab//aB)，其自由交配产生的子代基因型为(Ab//Ab)、(Ab//aB)、(aB//aB)，由于两对基因均纯合致死，因而子代仅含有基因型(Ab//aB)的个体。(3)若用X表示未知基因，根据图2，未知基因X与a、b位于同一条染色体上，只遵循分离定律，杂交的亲本基因型为：♀(Ab//aB)、(aXb//ab)，因而子代的基因型为(Ab//aXb)、(Ab//ab)、(aB//aXb)、(aB//ab)。携带有未知基因X的子代基因型为(Ab//aXb)、(aB//aXb)。①若子一代观察到了新性状，则基因型为(Ab//aXb)、(aB//aXb)的个体成活，且X基因表达，因而未知基因X为显性不致死突变。②若子一代未表现出新性状，则该突变为隐性突变。子一代的翻翅正常眼的个体基因型为(Ab//aXb)、(Ab//ab)，其随机交配子二代的基因型及比例为1/4(Ab//Ab)、1/4(Ab//aXb)、1/16(aXb//aXb)、1/16(ab//ab)、1/4(Ab//ab)、1/8(aXb//ab)。由于A基因具有纯合致死效应，即子二代中的1/4(Ab//Ab)致死，若未知基因X为隐性不致死，则新性状(aXb//aXb)占1/12；若未知基因X为隐性致死，则(aXb//aXb)致死，子二代也无新性状出现。此时突变基因只保存在表型为翻翅正常眼(Ab//aXb)的果蝇中，且与A基因的平衡致死系连锁在同一对染色体上，因而其逐代的随机交配中，突变基因的基因频率不变。
题组3　细胞分裂、遗传和变异的关系
7．D　解析：在减数分裂之前，DNA进行了复制，则初级卵母细胞核DNA数目为4n，经过减数分裂Ⅰ产生的次级卵母细胞核DNA数目为2n，A正确；此方法得到的二倍体大黄鱼是纯合子，但亲本雌鱼基因型不确定，所以基因型可能不同，B正确；动物在个体生长发育过程中进行的是有丝分裂，C正确；由于培育过程只用到了卵母细胞，卵母细胞中的性染色体只有X染色体，所以经此过程培育得到的大黄鱼均是雌性，D错误。
8．C　解析：该三体番茄基因型为AABBb，为杂合子，自交后代会出现性状分离，A正确；从变异的角度分析，三体的形成属于个别染色体数目增加，B正确；由题干可知，该三体番茄能产生AB、Ab、ABb、ABB共4种基因型的花粉，且比例为2∶1∶2∶1，C错误；根尖细胞进行有丝分裂，产生的子细胞基因型与体细胞相同，D正确。
9．D　解析：根据题意可知，该生物发生了染色体变异，染色体变异不能增加基因的种类，A错误。在减数分裂过程中，含有2个A基因的细胞可能是减数分裂Ⅱ的前、中、后期，B错误。若基因型(AAa)中的A分别用A1、A2表示，则三体(A1A2a)在减数分裂过程中产生的配子如下：A1A2移向同一极，另一极为a；若A1a移向一极，则另一极为A2；若A2a移向同一极，则另一极为A1。因此三体产生4种配子的比例为AA∶A∶Aa∶a＝1∶2∶2∶1，即a配子的概率为1/6，三体自交后产生Aaa的概率为2/6×1/6＝1/18，C错误，D正确。
10．D　解析：有丝分裂末期不含染色单体，A错误；该果蝇的初级卵母细胞分裂时会形成3个正常四分体和三条性染色体联会的结构，不可能出现5个四分体，B错误；该果蝇的一个卵原细胞分裂后，仅能形成一个卵细胞，C错误；该果蝇产生的卵细胞中性染色体组成的类型及比例为X∶XY∶XX∶Y＝2∶2∶1∶1，与野生型雄果蝇杂交，仅含X和含Y染色体的卵细胞参与受精作用，后代野生型雌果蝇(XX)和野生型雄果蝇(XY)的比例为2∶3，D正确。