【高考生物】2026步步高大一輪復(fù)習(xí)講義第四單元細(xì)胞的生命歷程第四單元專題突破4減數(shù)分裂與可遺傳變異的關(guān)系課標(biāo)要求1.闡明性原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞。2.說(shuō)明進(jìn)行有性生殖的生物體的遺傳信息通過(guò)配子傳遞給子代?？记榉治鰷p數(shù)分裂與可遺傳變異2024·浙江1月選考·T192024·廣東·T92024·山東·T62023·湖南·T92023·山東·T62023·河北·T152022·重慶·T202022·山東·T82021·河北·T72021·重慶·T82021·廣東·T162021·浙江6月選考·T242020·天津·T7題型一減數(shù)分裂與基因突變基本模型在減數(shù)分裂前的間期，DNA分子復(fù)制過(guò)程中，若復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)，則可能會(huì)引起基因突變，可導(dǎo)致一條染色體的姐妹染色單體上含有等位基因，這種突變能通過(guò)配子傳遞給下一代。典例1(2023·湖南，9)某X染色體顯性遺傳病由SHOX基因突變所致，某家系中一男性患者與一正常女性婚配后，生育了一個(gè)患該病的男孩。究其原因，不可能的是()A．父親的初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期，X和Y染色體片段交換B．父親的次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期，性染色體未分離C．母親的卵細(xì)胞形成過(guò)程中，SHOX基因發(fā)生了突變D．該男孩在胚胎發(fā)育早期，有絲分裂時(shí)SHOX基因發(fā)生了突變典例2(2025·海口模擬)某基因組成為AaXBXb的卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生了一個(gè)基因組成為aXB的卵細(xì)胞和三個(gè)基因組成均不同的極體，該減數(shù)分裂過(guò)程中某一時(shí)期的細(xì)胞如圖所示。若發(fā)生基因突變，只能發(fā)生一次。下列有關(guān)敘述正確的是()A．圖示細(xì)胞可能是次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體B．該卵原細(xì)胞在產(chǎn)生卵細(xì)胞時(shí)發(fā)生了基因突變C．三個(gè)極體的基因組成分別為aXB、aXb、AXbD．基因B和b的分離僅發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期題型二減數(shù)分裂與基因重組基本模型1.非同源染色體上非等位基因自由組合導(dǎo)致基因重組。例如，A與B或A與b組合。2．同源染色體非姐妹染色單體間片段的互換導(dǎo)致基因重組。例如，原本A與B組合、a與b組合，經(jīng)重組可導(dǎo)致A與b組合、a與B組合。典例3(2024·咸寧期末)某雄果蠅減數(shù)分裂過(guò)程中，某時(shí)期細(xì)胞內(nèi)兩對(duì)同源染色體的行為變化如圖所示(其余兩對(duì)同源染色體未呈現(xiàn))，其中數(shù)字代表染色體，字母代表相關(guān)基因。不考慮突變，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該果蠅的配子中，基因型為Mn的配子多于基因型為MN的配子B．等位基因M/m和N/n控制的性狀在遺傳上均不與性別相關(guān)聯(lián)C．圖示現(xiàn)象是基因重組，該細(xì)胞在圖示時(shí)期之后還可發(fā)生基因重組D．圖示現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致該細(xì)胞完成減數(shù)分裂后，含N的配子增多典例4(2021·浙江6月選考，24)某高等動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程如圖所示，其中①～⑥表示細(xì)胞，基因未發(fā)生突變。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．⑥的形成過(guò)程中發(fā)生了染色體變異B．若④的基因型是AbY，則⑤是abYC．②與③中均可能發(fā)生等位基因分離D．①為4個(gè)染色體組的初級(jí)精母細(xì)胞題型三減數(shù)分裂與染色體變異基本模型1．減數(shù)分裂異常導(dǎo)致配子種類變化的規(guī)律(1)如果減數(shù)分裂Ⅰ異常，則所形成的配子全部不正常。如圖所示：從基因型的角度分析：若減數(shù)分裂Ⅰ異常，則染色體數(shù)目增多的細(xì)胞內(nèi)會(huì)存在等位或相同基因。(2)如果減數(shù)分裂Ⅱ一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常。如圖所示：從基因型的角度分析：若減數(shù)分裂Ⅱ異常，則染色體數(shù)目增多的細(xì)胞內(nèi)會(huì)存在相同基因。2．XXY與XYY異常個(gè)體的成因分析(1)XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能為：次級(jí)卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期時(shí)含有b的X染色體著絲粒分裂形成的兩條X染色體進(jìn)入同一子細(xì)胞，最終產(chǎn)生了含有XbXb的卵細(xì)胞。(2)XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能為：①初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期時(shí)，X、Y同源染色體未分離，最終產(chǎn)生了含有XBY的精細(xì)胞，最終與XB的卵細(xì)胞結(jié)合。②次級(jí)卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期時(shí)，含有B的X染色體著絲粒分裂形成的兩條X染色體未移向細(xì)胞兩極，產(chǎn)生了含有XBXB的卵細(xì)胞，最終與Y的精細(xì)胞結(jié)合。(3)XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能為：次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期時(shí)，Y染色體著絲粒分裂形成的兩條Y染色體未移向細(xì)胞兩極，最終產(chǎn)生了含有YY的精細(xì)胞，最終與XB的卵細(xì)胞結(jié)合。典例5(2021·河北，7)圖中①、②和③為三個(gè)精原細(xì)胞，①和②發(fā)生了染色體變異，③為正常細(xì)胞。②減數(shù)分裂時(shí)三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機(jī)移向一極。不考慮其他變異，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．①細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ前期兩對(duì)同源染色體聯(lián)會(huì)B．②細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常C．③細(xì)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種基因型配子D．①細(xì)胞和②細(xì)胞的變異類型理論上均可以在減數(shù)分裂過(guò)程中通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察到典例6(2024·山東，6)某二倍體生物通過(guò)無(wú)性繁殖獲得二倍體子代的機(jī)制有3種：①配子中染色體復(fù)制1次；②減數(shù)分裂Ⅰ正常，減數(shù)分裂Ⅱ姐妹染色單體分離但細(xì)胞不分裂；③減數(shù)分裂Ⅰ細(xì)胞不分裂，減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)每個(gè)四分體形成的4條染色體中任意2條進(jìn)入1個(gè)子細(xì)胞。某個(gè)體的1號(hào)染色體所含全部基因如圖所示，其中A1、A2為顯性基因，a1、a2為隱性基因。該個(gè)體通過(guò)無(wú)性繁殖獲得了某個(gè)二倍體子代，該子代體細(xì)胞中所有1號(hào)染色體上的顯性基因數(shù)與隱性基因數(shù)相等。已知發(fā)育為該子代的細(xì)胞在四分體時(shí)，1號(hào)染色體僅2條非姐妹染色單體發(fā)生了1次互換并引起了基因重組。不考慮突變，獲得該子代的所有可能機(jī)制為()A．①②B．①③C．②③D．①②③答案精析題型一典例1B[假設(shè)X染色體上的顯性致病基因?yàn)锳，非致病基因?yàn)閍，若父親的初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期，X染色體上含顯性致病基因的片段和Y染色體片段互換，導(dǎo)致Y染色體上有顯性致病基因，從而生出基因型為XaYA的患病男孩，A不符合題意；若父親的次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期姐妹染色單體未分離，則會(huì)形成基因型為XAXA或YY的精子，從而生出基因型為XaYY的不患該病的男孩，B符合題意；因?yàn)榛蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?，母親的卵細(xì)胞形成時(shí)SHOX基因可能已經(jīng)突變成顯性致病基因，從而生出基因型為XAY的患病男孩，C不符合題意；若SHOX基因突變成顯性致病基因發(fā)生在男孩胚胎發(fā)育早期，也可能導(dǎo)致該男孩出現(xiàn)XAY的基因型，D不符合題意。]典例2D[圖示細(xì)胞無(wú)同源染色體，著絲粒未分裂，由于產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因型為aXB，同時(shí)還產(chǎn)生三個(gè)基因組成均不同的極體，則圖示細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞，且在減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生了互換，即第一極體基因型為AaXbXb，另外三個(gè)極體基因型為AXB、aXb、AXb，A、C錯(cuò)誤；由題圖可知，B/b基因所在染色體未發(fā)生基因突變和互換，則基因B和b的分離僅發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，D正確。]題型二典例3D[圖中部分細(xì)胞因Mn和mN所在的非姐妹染色單體發(fā)生互換而產(chǎn)生的基因型為MN的配子比較少，而正常產(chǎn)生的基因型為Mn的配子更多，A正確；1、2兩條同源染色體的形態(tài)、大小完全相同，是果蠅的常染色體，其上的等位基因M/m和N/n控制的性狀在遺傳上均不與性別相關(guān)聯(lián)，B正確；圖示1、2兩條同源染色體上的非姐妹染色單體發(fā)生互換現(xiàn)象屬于基因重組，此時(shí)細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅰ前期，之后減數(shù)分裂Ⅰ后期還可發(fā)生基因重組中的自由組合，C正確；圖示只是發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體的互換現(xiàn)象，不能使含N的配子增多，D錯(cuò)誤。]典例4D[⑥是由③次級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂Ⅱ形成的，已知的一個(gè)精細(xì)胞染色體數(shù)目異常，有兩條X染色體，說(shuō)明③次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ后期X染色單體分離后移向同一極，則⑥中應(yīng)該缺少一條X染色體，故形成過(guò)程中發(fā)生了染色體變異(染色體數(shù)目變異)，A正確；④和⑤是由②次級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂Ⅱ形成的，若④的基因型是AbY，對(duì)比精原細(xì)胞中的染色體上的基因組成，應(yīng)在減數(shù)分裂Ⅰ發(fā)生過(guò)同源染色體非姐妹染色單體的交換，即產(chǎn)生了同時(shí)含有Ab基因和ab基因的兩條姐妹染色單體的染色體的次級(jí)精母細(xì)胞，即②次級(jí)精母細(xì)胞的基因型AabbYY，分裂后產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型分別為AbY和abY，故⑤的基因組成是abY，B正確；根據(jù)B選項(xiàng)的分析可知，若減數(shù)分裂Ⅰ過(guò)程中發(fā)生過(guò)同源染色體非姐妹染色單體的交換，②次級(jí)精母細(xì)胞的基因型AabbYY，③次級(jí)精母細(xì)胞的基因型為AaBBXX，故②與③中姐妹染色單體上均含有等位基因，故在減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)可能發(fā)生等位基因分離，C正確；由分析可知，精原細(xì)胞的基因型為AaBbXY，含有2個(gè)染色體組，①為經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂前的間期染色體復(fù)制后的初級(jí)精母細(xì)胞，染色體數(shù)目不變，因此①含有2個(gè)染色體組，D錯(cuò)誤。]題型三典例5C[①細(xì)胞中有四條染色體，為兩對(duì)同源染色體，在減數(shù)分裂Ⅰ前期兩對(duì)同源染色體聯(lián)會(huì)，A正確；②細(xì)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正確；③細(xì)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(gè)配子，2種基因型，配子基因型為AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C錯(cuò)誤；①細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，②細(xì)胞發(fā)生了染色體數(shù)目變異，理論上通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞中染色體的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞中的染色體數(shù)目就可以，D正確。]典例6B[據(jù)題干條件，復(fù)制、互換發(fā)生后，初級(jí)性母細(xì)胞的染色體及其基因可能如圖所示。若通過(guò)機(jī)制①獲得該個(gè)體，則減數(shù)分裂Ⅱ正常產(chǎn)生的4個(gè)配子的基因組成分別為A1A2、a1A2、A1a2、a1a2，其中配子a1A2、A1a2中染色體復(fù)制1次，獲得二倍體子代的基因組成分別為a1a1A2A2、A1A1a2a2，符合題目要求。若通過(guò)機(jī)制②獲得該個(gè)體，則形成的細(xì)胞基因型為A1A1A2a2、a1a1A2a2或A1a1A2A2、A1a1a2a2，均不符合題意。若通過(guò)機(jī)制③獲得該個(gè)體，則若四分體形成的4條染色體中未互換的兩條染色體進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞或兩條均發(fā)生互換行為的染色體同時(shí)進(jìn)入同一個(gè)細(xì)胞即滿足題目要求。綜上所述，不考慮突變，獲得該子代的所有可能機(jī)制為①③，B符合題意。]專題突破5DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體的標(biāo)記問(wèn)題1．DNA分子半保留復(fù)制圖像及解讀2．有絲分裂中核DNA和染色體的標(biāo)記情況分析有絲分裂過(guò)程中DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過(guò)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(gè)子細(xì)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；第二次有絲分裂后最終形成的子細(xì)胞中含親代DNA鏈的染色體條數(shù)是0～2n(以體細(xì)胞染色體數(shù)為2n為例)。3．減數(shù)分裂中核DNA和染色體的標(biāo)記情況分析在減數(shù)分裂過(guò)程中，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。如圖是一次減數(shù)分裂的結(jié)果(以一對(duì)同源染色體為例)。由圖可以看出，減數(shù)分裂過(guò)程中細(xì)胞雖然連續(xù)分裂兩次，但DNA只復(fù)制一次，所以四個(gè)子細(xì)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。跟蹤訓(xùn)練1．(2019·浙江4月選考，25)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，BrdU會(huì)取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無(wú)明亮熒光)。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個(gè)細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察(以一條模板DNA觀察)。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是()A．1/2的染色體熒光被抑制B．1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C．全部DNA分子被BrdU標(biāo)記D．3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記2．將正常生長(zhǎng)的小鼠精原細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成一個(gè)細(xì)胞周期后，再轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其再完成一個(gè)細(xì)胞周期。此時(shí)獲得的子細(xì)胞內(nèi)DNA分子不可能為(只考慮其中一對(duì)同源染色體上的DNA分子)()A．③④B．①C．③D．②3．將某二倍體動(dòng)物精原細(xì)胞(2n＝38)全部DNA中的一條單鏈被32P標(biāo)記后置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂最終得到4個(gè)子細(xì)胞，檢測(cè)相應(yīng)細(xì)胞中標(biāo)記的情況。若不考慮染色體互換和染色體變異，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．最終可能出現(xiàn)2個(gè)子細(xì)胞中含32P、2個(gè)不含32P的情況B．最終可能出現(xiàn)3個(gè)子細(xì)胞中含32P、1個(gè)不含32P的情況C．減數(shù)分裂Ⅰ得到的2個(gè)子細(xì)胞均含有32PD．減數(shù)分裂Ⅱ后期細(xì)胞中全部染色體均含32P4．(2024·浙江6月選考，18)某二倍體動(dòng)物(2n＝4)精原細(xì)胞DNA中的P均為32P，精原細(xì)胞在不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，其中1個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行一次有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ后，產(chǎn)生甲～丁4個(gè)細(xì)胞。這些細(xì)胞的染色體和染色單體情況如圖所示。不考慮染色體變異的情況下，下列敘述正確的是()A．該精原細(xì)胞經(jīng)歷了2次DNA復(fù)制和2次著絲粒分裂B．4個(gè)細(xì)胞均處于減數(shù)分裂Ⅱ前期，且均含有一個(gè)染色體組C．形成細(xì)胞乙的過(guò)程發(fā)生了同源染色體的配對(duì)和交換D．4個(gè)細(xì)胞完成分裂形成8個(gè)細(xì)胞，可能有4個(gè)細(xì)胞不含32P“四步法”解決細(xì)胞分裂中的染色體標(biāo)記問(wèn)題第一步畫(huà)出含一條染色體的細(xì)胞圖，下方畫(huà)出該條染色體上的1個(gè)DNA分子，用豎實(shí)線表示含同位素標(biāo)記第二步畫(huà)出復(fù)制一次、分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，下方畫(huà)出染色體上的DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎虛線表示第三步再畫(huà)出第二次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的情況第四步若繼續(xù)推測(cè)后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開(kāi)的局面，進(jìn)而推測(cè)子細(xì)胞染色體的情況答案精析跟蹤訓(xùn)練1．D[第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束，每條染色體DNA都是一條鏈為舊鏈，一條鏈為新鏈，發(fā)熒光；第二個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束時(shí)，有一半染色體的DNA兩條鏈都是新鏈，熒光被抑制(記作甲類型)，有一半染色體DNA一條鏈?zhǔn)桥f鏈、一條鏈?zhǔn)切骆?，發(fā)熒光(記作乙類型)；這樣的染色體再次進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期，在中期時(shí)，甲類型的染色體上有一條染色單體發(fā)熒光，一條應(yīng)該被抑制；乙類型的染色體上兩條染色單體都是熒光被抑制，所以有一半的染色體熒光被抑制，A正確；染色單體發(fā)出明亮熒光的比例為1/2×1/2＝1/4，B正確；所有DNA分子都含有新合成的DNA鏈，所以全部DNA分子被BrdU標(biāo)記，C正確；親本單鏈所占的比例為1/8，所以新合成單鏈被BrdU標(biāo)記的比例為1－1/8＝7/8，D錯(cuò)誤。]2．D[依據(jù)DNA的半保留復(fù)制方式可知，正常生長(zhǎng)的小鼠精原細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成1個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)子細(xì)胞中的核DNA分子均為1條鏈含3H,1條鏈不含3H；再轉(zhuǎn)入不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在細(xì)胞分裂的間期，每一個(gè)核DNA分子經(jīng)過(guò)復(fù)制后所形成的2個(gè)子代DNA分子中，有1個(gè)DNA的1條鏈含3H，另1條鏈不含3H，另一個(gè)DNA分子的2條鏈都不含有3H，這2個(gè)DNA分子分別位于每條染色體的2條姐妹染色單體上，在有絲分裂的后期，著絲粒分裂，2條姐妹染色單體分開(kāi)成為2條染色體，由于染色體