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【2026版生物步步高大二轮专题复习讲义电子版word第一部分专题三热点聚焦2细胞分裂与变异、染色体标记问题
热点聚焦2 细胞分裂与变异、染色体标记问题
1．(2024·广东，9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A．精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B．精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C．卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D．卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
答案 A
解析 分析题图可知，Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因，由于父亲的基因型为XXg1Y，母亲的基因型为XXg2XXg2，患儿的基因型为XXg1XXg2Y，所以该患儿的XXg2染色体来源于母亲，XXg1和Y两条性染色体均来源于父亲。
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选项 |
异常配子染色体组成 |
后代染色体组成 |
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A |
精母细胞在减数分裂Ⅰ后期X染色体和Y染色体不分离，则可形成的异常配子染色体组成为XXg1Y |
XXg1XXg2Y，符合题意 |
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B |
精母细胞在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体不分离，则可形成的异常配子染色体组成为XXg1XXg1或YY |
XXg1XXg1XXg2或XXg2YY，不符合题意 |
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C |
卵母细胞减数分裂Ⅰ后期X染色体不分离则可形成的异常配子染色体组成为XXg2XXg2 |
XXg1XXg2XXg2 或XXg2XXg2Y，不符合题意 |
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D |
卵母细胞减数分裂Ⅱ后期X染色体不分离则可形成的异常配子染色体组成为XXg2XXg2 |
[模型构建] XXY与XYY异常个体的成因分析
(1)XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能为次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞，最终产生了含有XbXb的卵细胞，且与含Y的精子结合。
(2)XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能为：①初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期时，X、Y同源染色体未分离，最终产生了含有XBY的精细胞，且与含XB的卵细胞结合；②次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极，最终产生了含有XBXB的卵细胞，且与含Y的精子结合。
(3)XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能为次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极，最终产生了含有YY的精细胞，且与含XB的卵细胞结合。
2.(2023·山东，6)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是( )
A．卵细胞基因组成最多有5种可能
B．若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee
C．若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能
D．若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能
答案 C
解析 减数分裂Ⅰ时，可能会发生同源染色体的非姐妹染色单体互换。减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可以进行部分大小可不相等、位置随机的交换，分裂过程如图所示。
由上述分析可知，卵细胞最多有E、e、EE、ee、Ee、O，共6种可能，A错误；若卵细胞为Ee，则由A项分析可知，次级卵母细胞和第一极体均为Ee，则第二极体可能为E、e、Ee、O，不可能为EE、ee，B错误；若卵细胞为E且第一极体不含E，则次级卵母细胞为EE，第一极体为ee，次级卵母细胞产生的第二极体一定为E，第一极体产生的第二极体可能为ee、e、O三种可能，所以第二极体最多有4种可能，C正确；若卵细胞不含E、e，且一个第二极体为E，则该第二极体是第一极体分裂产生的，则第一极体应为EE或Ee两种可能，D错误。
[模型构建]
(1)细胞分裂与可遗传变异
(2)根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的互换：
3．(2024·浙江6月选考，18)某二倍体动物(2n＝4)精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后，产生甲～丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如图所示。不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是( )
A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂
B．4个细胞均处于减数分裂Ⅱ前期，且均含有一个染色体组
C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交换
D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P
答案 C
解析 图中该精原细胞进行了一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ，DNA复制了2次，着丝粒只在有丝分裂中分裂1次，A 错误；图中4个细胞均只含一个染色体组，但它们可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期，B错误；正常细胞含32P的染色单体是2条， 细胞乙含32P的染色单体有3条，说明在减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体非姐妹染色单体的互换，C 正确；乙细胞含有3条32P标记的染色单体，其分裂形成的子细胞均含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，最多有3个细胞不含32P，即不会出现8个细胞中有4个细胞不含32P的情况，D错误。
[模型构建] 细胞分裂过程中染色体标记问题
(1)染色体标记问题解读
利用放射性同位素标记所有的DNA分子，并将该细胞置于不含放射性标记的培养液中培养，解决DNA复制过程中染色体标记的问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换，转换图示例如下：
(2)示例分析
①有丝分裂中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
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(注：体细胞染色体为2n条) |
第一次有丝 分裂中期 |
第一次有丝 分裂后期 |
第二次有丝 分裂中期 |
第二次有丝 分裂后期 |
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15N标记的染色体数 |
2n |
4n |
2n |
2n |
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15N标记的染色单体数 |
4n |
0 |
2n |
0 |
1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体；每个子细胞含15N标记的染色体为0～2n条。
②减数分裂中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含15N。
③先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂细胞中染色体的标记情况
用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
若该生物的正常体细胞的核DNA数为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0～n个。
1．(2025·佛山一模)若某唐氏综合征患者的精原细胞在减数分裂时，21号染色体的任意两条移向同一极，剩下一条移向另一极。下列关于该患者的叙述，正确的是( )
A．体细胞中含有三个染色体组
B．一个初级精母细胞中能形成22个四分体
C．一个次级精母细胞中的染色体数为24条
D．一个精细胞中染色体的形态最多有24种
答案 B
解析 唐氏综合征患者的体细胞中有47条染色体，属于染色体变异的结果，只是21号染色体有三条，其他染色体仍然是成对的，体细胞仍为二倍体，含有两个染色体组，A错误；唐氏综合征患者的初级精母细胞的21号染色体有三条，无法形成正常四分体，其他的22对同源染色体可以形成22个四分体，B正确；由于21号染色体的任意两条移向同一极，剩下一条移向另一极，其他的22对同源染色体正常分离，因此形成的两个次级精母细胞中染色体分别是24条和23条，次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期、末期时，染色体数目加倍，对应的
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