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考点二 细胞分裂与遗传、变异的联系
1．细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
(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)：
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即
15N/14N—DNA；第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都
含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细
胞染色体为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，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，所以四个子细胞
中所有的DNA分子都呈“杂合”状态，即15N/14N—DNA，子细胞的所有染色体都含15N。2．关于细胞分裂与遗传规律的关系
3．细胞分裂与可遗传变异
技法点拨 (1)姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
①一定源自基因突变
⇒一定是基因突变
②一定源自交叉互换
⇒一定是交叉互换
③无任何提示，则上述两种情况都有可能。
(2)细胞图像中染色体变异的判定方法
①图像中染色体形态(包括长度)发生了变化或染色体上标记的基因数目、位置发生了改变，
可判定发生了染色体结构变异。如同源染色体同一位置或姐妹染色单体同一位置出现“不同字母”的基因如A与B(b)，则可能发生了染色体结构变异(如易位等)。
②图像中染色体出现个别增减(也可能是成倍地增减)，则判定为发生了染色体数目变异。
4．XXX与XYY异常个体的成因
(1)XXX成因
(2)XYY成因：父方减数第二次分裂异常，即减数第二次分裂后期Y染色体着丝点分裂后，
两条Y染色体进入同一精细胞。
5．根据配子类型判断变异原因
假设亲本的基因型为AaXBY，不考虑基因突变或交叉互换：
1．(2022·山东，8改编)减数第一次分裂时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染
色体可进入1个或2个子细胞；减数第二次分裂时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐
妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受
精和其他染色体的行为。基因型为 Aa的多个精原细胞在减数第一次分裂时，仅 A、a所在
的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。上述精原细胞形成的精子与基因型为
Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不
考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为( )
A．6；9 B．6；12
C．4；7 D．5；9
答案 A
解析 基因型为Aa的多个精原细胞在减数第一次分裂时，仅 A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生互换。(1)若A、a所在的染色体片段发生互换，则 A、a位于姐
妹染色单体上，①异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不
含A、a，经减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为 Aa
和不含A、a的精子；②异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为Aa，
经减数第二次分裂，可形成基因型为A或a的精子；(2)若A、a所在的染色体片段未发生互
换，③异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经
减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为 AA、aa和不含
A、a的精子；④异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为AA或aa，
经减数第二次分裂，可形成基因型为A或a的精子；综上所述，精子的基因组成包括AA、
aa、Aa、A、a和不含A、a，共6种，与基因组成为A或a的卵细胞结合，通过棋盘法可知，
受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9种。
2．(2021·河北，7)图中①、②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细
胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他
变异，下列叙述错误的是( )
A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B．②经减数分裂形成的配子有一半正常
C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
答案 C
解析 ①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数第一次分裂前期两对同源染色体
联会，A正确；②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一
极，最终产生的配子为 1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、
1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，占一半，B正确；③细胞减数第一
次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生 4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar
或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变
异，理论上通过光学显微镜观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。
思维延伸——判断与填充
(1)假如如图是某生物体(2n＝4)正常的细胞分裂示意图，若染色体①有基因A，则④有基因
A或a；而若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体(2017·江苏，16)( √ )(2)在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个 AAXBXb类型的变异细胞，则该
细胞是初级精母细胞且该细胞的核DNA数是体细胞的一半(2018·天津，4)( × )
(3)(经典高考题)某小鼠的基因型为AABB，其中基因A 、A、B分别标有3种不同的荧光，
1 1
若发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是 基因 A 与 A 所在同源染
1
色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。
(4)(经典高考题)果蝇的四对相对性状中红眼(E)对白眼(e)、灰身(B)对黑身(b)、长翅(V)对残
翅(v)、细眼(R)对粗眼(r)为显性。如图是雄果蝇M的四对等位基因在染色体上的分布，果蝇
M产生配子时，非等位基因 B( 或 b) 和 v( 或 V) 不遵循自由组合定律。若果蝇M与黑身残翅果
蝇个体测交，出现相同比例的灰身长翅和黑身残翅后代个体，则表明果蝇 M在产生配子过
程中 V 和 v( 或 B 和 b) 基因随非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换 ，导致基因重组，产生
新的性状组合。
(5)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO
型。则基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程中，处于减数第二次分裂后期
的细胞有两种基因型(2021·海南，12)( × )
(6)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导
致该结果最可能的原因是同源染色体非姐妹染色单体发生交叉互换(2020·天津，7) ( √ )
题组一 辨析分裂过程中的遗传问题
1．果蝇刚毛和截毛是由X和Y染色体同源区段上的一对等位基因(B、b)控制的，刚毛对截
毛为显性。两只刚毛果蝇亲本杂交后代出现了一只染色体组成为 XXY的截毛果蝇。下列叙
述不正确的是( )
A．亲本雌果蝇的基因型是XBXb，亲本雄果蝇的基因型可能是XBYb或XbYBB．XXY截毛果蝇的出现，可为生物的进化提供原材料
C．刚毛和截毛这对相对性状的遗传遵循孟德尔遗传规律，也可表现伴性遗传的特点
D．亲本雌果蝇减数第一次分裂过程中X染色体条数与基因b个数之比为1∶1
答案 A
解析 两只刚毛果蝇亲本杂交后代出现了一只染色体组成为XXY的截毛果蝇，并且刚毛对
截毛为显性，则该截毛果蝇的基因型为XbXbYb，Y染色体来自雄果蝇，因此亲本雌果蝇的
基因型是XBXb，亲本雄果蝇的基因型是XBYb，A错误；XXY截毛果蝇的出现是由于染色体
变异引起的，是可遗传的变异，可为生物进化提供原材料，B正确；控制刚毛和截毛这对相
对性状的基因位于性染色体上，因此会表现伴性遗传的特点，C正确；此亲本雌果蝇的基因
型是XBXb，减数第一次分裂过程中染色体已经完成了复制，X染色体有两条，并且b基因
复制后有2个，因此X染色体条数与基因b个数之比为1∶1，D正确。
2．果蝇体内两条X染色体有时可融合成一个X染色体，称为并连X(记作“X∧X”)，其形
成过程如图所示，一只含有并连X的雌蝇(X∧XY)和一只正常雄蝇杂交，子代的基因型与亲
代完全相同。子代连续交配也是如此，因而称为并连X保持系。下列叙述正确的是( )
A．形成X∧X的过程中发生了染色体易位
B．染色体组成为X∧XX、YY的果蝇无法发育为新个体
C．在并连X保持系中，亲本雄蝇的Y染色体传向子代雄蝇
D．利用该保持系，可“监控”雄蝇Y染色体上的新发突变
答案 B
解析 两条X染色体融合成X∧X的过程中有染色体的片段消失，说明此过程中发生了染色
体缺失，A错误；一只含有并连X的雌蝇(X∧XY)产生两种比值相等且分别含有X∧X和Y的
卵细胞，一只正常雄蝇(XY)产生两种比值相等且分别含有X和Y的精子，二者杂交，子代
的基因型与亲代完全相同，子代连续交配也是如此，说明子代中只存在染色体组成为XY、
X∧XY的个体，而染色体组成为X∧XX、YY的果蝇无法发育为新个体，B正确；综合上述
分析可推知：在并连X保持系中，亲本雄蝇的X染色体传向子代雄蝇，亲本雄蝇的Y染色
体传向子代雌蝇，而且子代雌雄果蝇的数量比为1∶1。由于子代的基因型与亲代完全相同，
当雄蝇X染色体上有新的突变产生时，子代雄蝇的性状可能会与亲本的有所不同。可见，
利用该保持系，可“监控”和“记录”雄蝇X染色体上的新发突变，C、D错误。
题组二 辨析分裂过程中的变异问题
3．某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同
源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程
正常进行。下列有关叙述错误的是( )A．图中的染色体桥结构可能出现在减数第一次分裂中期，但一般不会出现在减数第二次分
裂中期
B．最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异
C．该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4
D．丢失的片段会被细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物
答案 D
解析 根据题干可知，该对同源染色体联会后，两条相邻非姐妹染色单体丢失部分片段后，
相接形成染色体桥，染色体桥在减数第一次分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行，所
以图中的染色体桥结构可能出现在减数第一次分裂中期，但一般不会出现在减数第二次分裂
中期，A正确；由于该对同源染色体在减数第一次分裂过程中发生了染色体的倒位和缺失，
因此最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异，B正确；该精原细胞经
减数分裂形成4个精子，其中只有一个含与m染色体相同的正常染色体，其余三个均为含
异常染色体的精子，即含异常染色体的精子占3/4，C正确；丢失的片段本质为DNA，最终
会被水解酶分解为4种碱基和脱氧核糖5种小分子有机物，磷酸不属于有机物，D错误。
4．某二倍体高等动物基因型为AaXBY，其体内某细胞进行了3次分裂，共产生了8个子细
胞，其中子细胞1和子细胞2的部分染色体组成如图所示。已知分裂过程中仅发生一次异常，
且不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。下列叙述正确的是( )
A．该异常为染色体数目变异，发生于减数第二次分裂后期
B．这8个子细胞均可成为配子，呈现出4种或5种染色体组成类型
C．该细胞为初级精母细胞，分裂过程中发生了基因重组
D．图中子细胞2与正常配子受精，发育得到的个体为三体
答案 B
解析 该异常染色体也可能发生于减数第一次分裂后期，减数第一次分裂后期由于含有A
和a基因的同源染色体没有分离，导致携带A和a的两条染色体移向了细胞同一级，最后子
细胞2没有含有A或a的染色体，所以不一定只发生于减数第二次分裂后期，A错误；如果
该异常发生在减数第一次分裂后期，则有4种染色体组成类型，例如Y同A、a去到同一个
次级精母细胞，则产生AaY和XB两种染色体组成类型的配子，另一个精原细胞正常分裂产生两种染色体组成类型的配子，共4种；如果该异常发生在减数第二次分裂后期，例如AY
的次级精母细胞减数第二次分裂后期异常，则产生AAY、Y、aXB三种染色体组成类型的配
子，另一个精原细胞正常分裂产生两种染色体组成类型的配子，共5种，B正确；该细胞没
有同源染色体，初级精母细胞有同源染色体，C错误；三体指某一对同源染色体多了一条，
而图中子细胞2与正常配子受精形成的受精卵是某一对同源染色体少一条，不是三体，D错
误。
