生物一轮复习必修二专题：减数分裂与有丝分裂的比较及减数分裂与遗传变异的关系

减数分裂与有丝分裂的比较及减数分裂与遗传变异的关系栏目导航一、减数分裂与有丝分裂的比较二、减数分裂与遗传变异的关系1．细胞有丝分裂与减数分裂过程的比较一、减数分裂与有丝分裂的比较比较项目减数分裂有丝分裂发生部位卵巢、睾丸(精巢)各组织器官分裂次数连续分裂两次一次染色体复制次数和时期1次；减数第一次分裂前的间期1次；间期子细胞染色体数目变化减半，发生在减数第一次分裂完成时不变比较项目减数分裂有丝分裂子细胞类型生殖细胞、极体体细胞联会、四分体出现不出现非姐妹染色单体交叉互换有无同源染色体分离有；发生在减数第一次分裂后期无着丝点分裂在减数第二次分裂后期后期子细胞间的遗传物质的组成不一定相同一般相同2．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(二倍体生物)有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂①②③前期①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂①②③中期①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体3．减数分裂和有丝分裂相关的曲线变化(1)染色体与核DNA数目变化曲线的判断①曲线模型②判断方法(2)每条染色体上的DNA含量(或DNA/染色体比值)及染色体/DNA比值的曲线分析①曲线模型②相关解读比较A→B(A′→B′)B→C(B′→C′)C→D(C′→D′)D→E(D′→E′)特点及其变化1条染色体2个DNA分子2条染色单体比较A→B(A′→B′)B→C(B′→C′)C→D(C′→D′)D→E(D′→E′)对应时期①有丝分裂间期②减数第一次分裂前的间期①有丝分裂前期、中期②减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期①有丝分裂后期②减数第二次分裂的后期①有丝分裂末期②减数第二次分裂的末期(3)染色单体数目变化的曲线分析①曲线模型②相关解读a．有丝分裂：分裂间期，因染色体复制，染色单体形成，分裂后期，因着丝点分裂，染色单体变为0(即0――→间期4n――→后期0)。b.减数分裂减Ⅰ前的间期：因染色体复制，染色单体形成0→4n减Ⅰ末期：因同源染色体分开，分别进入两个子细胞，染色单体减半4n→2n减Ⅱ后期：因着丝点分裂，单体消失2n→0(4)同源染色体“对”数和“染色体组数”数目变化曲线图中①③表示有丝分裂，②④表示减数分裂。4．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较(1)模型图有丝分裂减数分裂(2)相关解读①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。②染色体的数目不可能超过DNA。因为DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2条DNA分子。③DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。1．(2018·大连月考)如图表示基因型为AaBb的生物体内三个处于不同分裂期的细胞。以下有关说法正确的是()A．a细胞中移向细胞两极的染色体上的基因组成为AaBbB．b细胞中有两对同源染色体C．c细胞所需能量可能来自酒精发酵D．三个细胞所含染色体数相等，分裂形成的子细胞中的染色体组数也相等A解析：a细胞处于有丝分裂中期，移向细胞两极的染色体上的基因组成为AaBb，A正确；b细胞处于减数第二次分裂后期，细胞中不存在同源染色体，B错误；图中细胞为动物细胞，不能产生酒精，C错误；三个细胞所含染色体数相等，但分裂形成的子细胞中的染色体组数分别为2、1、1，D错误。2．(2013·全国卷Ⅰ)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是()A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同C解析：本题主要考查有丝分裂和减数第一次分裂过程中染色体行为、染色体数目以及核DNA分子数目的相关知识。两者的前期，染色体数目均与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，但减数第一次分裂前期发生了同源染色体的联会，而有丝分裂前期没有此行为，A错误；两者的中期，染色体数目均与体细胞相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，减数第一次分裂中期，每对同源染色体排列在赤道板上，B错误；有丝分裂后期染色体数目、核DNA分子数目均为体细胞的两倍，姐妹染色单体分开，减数第一次分裂后期染色体数目与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目为体细胞的两倍，同源染色体分开，C正确；两者的末期，核DNA分子的数目相同，有丝分裂末期，核染色体数目与体细胞的相同，减数第一次分裂末期，核染色体数目为体细胞的一半，D错误。3．(2018·河南天一测试)如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况，其中图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是()A．图2中HI段只有1个染色体组B．图3可表示有丝分裂或减数分裂C．图1中EF段和图2中BC段变化的原因不同D．基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk段C解析：图2中HI段细胞处于减数第二次分裂时期，减Ⅱ后期含有2个染色体组，A错误；图3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化，B错误；图1中EF段是减Ⅰ结束形成两个子细胞，核DNA减半，图2中BC段是有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目加倍，C正确；基因重组通常可发生在减数第一次分裂的前期和后期，有丝分裂过程中不能发生基因重组，D错误。细胞分裂柱形图的分析(1)分析此类问题的根据是有丝分裂和减数分裂中染色体、DNA和染色单体的数目变化规律。(2)根据染色体数目判断细胞分裂方式①染色体数目可达到4N⇒有丝分裂。②染色体数目最大值为2N⇒减数分裂。1．减数分裂与基因突变在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。二、减数分裂与遗传变异的关系2．减数分裂与基因重组(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合。(2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。3．减数分裂与染色体变异如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：4．XXY与XYY异常个体成因分析(1)XXY成因(2)XYY成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。4．(2018·海南质检)如图是基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是()A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B．此细胞中，基因a由基因A经突变产生C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组A解析：图示细胞中没有同源染色体，该细胞可能为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，A错误；AABb的个体不含基因a，故基因a是由基因A经突变而来的，B正确；如果该细胞是次级精母细胞，则可以形成AB、aB两种精子，如果该细胞是次级卵母细胞，则可以形成AB或aB一种卵细胞，C正确；图示细胞中含有一个染色体组，则体细胞中含有二个染色体组，当体细胞处于有丝分裂的后期时，含有四个染色体组，D正确。5．(2018·唐山模拟)某二倍体动物的一个精原细胞经减数分裂后形成的其中一个精细胞如图所示。下列解释合理的是()A．通过减数分裂形成的4个精细胞中有一个不含A和a的精细胞B．减数第二次分裂中，有一对染色单体没有相互分离C．通过减数分裂形成的4个精细胞中有两个基因型为Aa的精细胞D．减数第一次分裂中姐妹染色单体间发生了交叉互换C解析：在正常情况下，1个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞两两相同，且不含同源染色体。题图所示的精细胞中含有同源染色体且两条同源染色体上各自有一段不同颜色的片段，说明该精原细胞在减数第一次分裂前期发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，且在减数第一次分裂后期等位基因A和a所在的这对同源染色体没有发生分离而进入同一个次级精母细胞中，该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂，形成了两个基因型为Aa的精细胞；与此同时产生的另一个次级精母细胞不含A和a，当减数第二次分裂结束时，产生了2个不含A和a的精细胞。综上分析，C正确，A、B、D错误。姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法(1)一定源自基因突变①体细胞中发生②作用时间在间期③亲代基因纯合⇒一定是基因突变(2)一定源自交叉互换①姐妹染色单体的其中一条有两种颜色②作用时间是MⅠ前⇒一定是交叉互换(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。6．(2018·河南联考)有一对基因型为XBXb、XbY的夫妇，生了一个基因型为XBXbY的孩子。如果这对夫妇中只有一方在减数分裂时发生异常，且没有基因突变发生，则下列哪些原因可以造成上述结果()①精原细胞减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常②精原细胞减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常③卵原细胞减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常④卵原细胞减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常A．①③B．①④C．②③D．②④D解析：①精原细胞减数第一次分裂正常，表明同源染色体分离，减数第二次分裂异常，则可能产生XbXb或YY的精子，该精子与正常的卵细胞(XB或Xb)结合，不可能产生XBXbY的孩子，①错误；②精原细胞减数第一次分裂异常，可能导致同源染色体未分离，即X和Y染色体进入同一个次级精母细胞中，而减数第二次分裂正常，通过着丝点的分裂产生XbY和没有性染色体的两种精子，XbY精子与XB的卵细胞结合可以产生XBXbY的孩子，②正确；③卵原细胞减数第一次分裂正常，表明同源染色体分离，减数第二次分裂异常，则可能产生XBXB或XbXb的卵细胞，该卵细胞与正常的精子(Xb或Y)结合，不可能产生XBXbY的孩子，③错误；④卵原细胞减数第一次分裂异常，可能导致同源染色体未分离，即XB和Xb染色体进入同一个次级卵母细胞中，而减数第二次分裂正常，能够产生XBXb的卵细胞，该卵细胞与Y的精子结合可以产生XBXbY的孩子，④正确。1．根据配子类型判断变异原因(假设亲代为AaXBY)配子类型变异原因若配子中出现Aa或XY在一起时一定是减Ⅰ分裂异常若配子中A与a、X与Y分开，但出现了两个AA/aa或两个XX/YY的配子一定是减Ⅱ分裂异常若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时一定是减Ⅰ和减Ⅱ分裂均异常若配子中无A和a或无XB和Y时可能是减Ⅰ或减Ⅱ分裂异常2．剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因