“细胞分裂”在遗传中的应用

“细胞分裂”在遗传上的应用汪朝晖细胞分裂是遗传基本定律和生物变异的细胞学基础，与不同染色体上的基因、DNA的半保留复制、配子的种类、细胞质遗传以及人类染色体异常遗传病等密切相关，在高考题中出现的频率极高，是学科内综合考查的重点。1. 不同的染色体上基因与细胞分裂在细胞分裂中，位于姐妹染色单体上的基因通常是相同的，若出现其等位基因，原因可能是基因突变。在有丝分裂中，只能是基因突变，因为有丝分裂过程中不出现同源染色体的联会、四分体，也就不发生交叉互换。而位于同源染色体上相应位置的基因，则要结合亲本的基因型才能给予正确的判断。例1. 图1表示基因型为AaBb的动物细胞所处的两种时期，依图回答：（1）若甲细胞中染色体1上存在着基因A，则染色体上相应位置上的基因为_，若上相应基因为a，原因是_；染色体4上相应基因为_。（2）若乙细胞中染色体1存在着基因A，而染色体相应位置却为a，其原因可能是_。2. DNA分子的半保留复制与细胞分裂DNA分子经复制后子代的每个DNA分子中仍保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称半保留复制。若将亲代DNA分子用同位素标记，由于不同分裂过程中染色体的行为不同，导致含有标记DNA的子代细胞所占的比例存在差异。例2. 若一个精原细胞的一对同源染色体的DNA分子用标记，该细胞经减数分裂产生的4个精细胞中，含标记DNA分子的精细胞所占的比例为（ ）；若一个体细胞中的一对同源染色体中的DNA分子用标记，经2次有丝分裂后产生的4个子细胞中，含的细胞所占的比例为（ ）A. 25%B. 50%C. 75%D. 100%3. 染色体组数与细胞分裂染色体组的数目可以根据细胞中染色体的形态来计数，若细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组。在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色体数目加倍，染色体组数也成倍增加；利用秋水仙素抑制有丝分裂前期纺缍体的形成，使复制的染色体不能移向细胞两极，从而使细胞中染色体数目加倍，染色体组数也随之加倍。例3. 某二倍体动物的体细胞中染色体情况如图2所示，该细胞中有_个染色体组，与A组成一个染色体组的染色体是_。若细胞中含有2个染色体组，但无同源染色体的时期为_分裂_期；若含有4个染色体组的时期为_分裂_期。4. 细胞核遗传与细胞分裂（1）遗传定律的细胞学基础遗传的基本定律体现在配子的形成过程中。在减数第一分裂后期同源染色体彼此分离，导致等位基因分离是基因分离定律的细胞学基础；在同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合是基因自由组合定律的基础。（2）配子的种类对一定基因型的性原细胞经减数分裂产生的雌雄配子种类不同，同时一个性原细胞与多个性原细胞在产生的配子上也存在着差异。如单个细胞在减数分裂产生配子时，能体现基因组合的单一性，即1个精原细胞只产生4个精子，不论理论上有多少种可能性，实际上只能有2种（除交叉互换外）；1个卵原细胞只产生1个卵细胞，故只能有1种类型。而一个个体含有多少个性原细胞，能体现基因组合的全面性，即在独立遗传时，产生的配子种类为2n（其中n为等位基因的对数）。例4. 基因型为AaBb（独立遗传）的雄性个体能产生_种基因型的精子；若1个精原细胞产生了1个Ab精子，则其他3个精子的基因型为_。若基因型为AaBb的1个卵原细胞产生了1个Ab的极体，则同时形成的卵细胞基因型为_。5. 生物变异与细胞分裂（1）基因突变与变异类型基因突变发生在有丝分裂期间（体细胞突变）和减数第一次分裂间期（有性生殖细胞突变）的DNA分子复制过程中，对于体细胞的突变，影响的主要是亲代本身，属于不可遗传的变异；对于有性生殖细胞的突变可传递到子代，属于可遗传的变异，有利于生物的进化。（2）基因重组与细胞分裂过程基因重组的细胞学基础是在减数分裂第一次过程中，同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体之间的自由组合以及同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。（3）染色体数目变异与异常配子类型常染色体类型例5. 图3为某二倍体高等动物的一个精原细胞，若该细胞仅是在减数第一次分裂时，A、B未分开，则其形成的正常和异常精子的比例为（ ）；若该细胞在减数分裂过程中仅仅是a与a没有分开，则形成的正常精细胞与异常精细胞的比值为（ ）A. 0：4B. 1：1C. 4：0D. 3：1性染色体类型在正常减数过程中将产生X或Y染色体的精子以及含有X染色体的卵细胞。但偶尔也会出现异常精子和卵细胞类型，各种情况及出现的原因大致如下：例6. 某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体为XXY的色觉正常的儿子（患者无生育能力）。产生这种染色体数目变异的原因很可能是（ ）A. 胚胎发育的卵裂阶段出现异常B. 正常的卵与异常的精子结合C. 异常的卵与正常的精子结合D. 异常的突变与异常的精子结合参考答案：例1. （