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有关有丝分裂与减数分裂的两个问题例析

一、有丝分裂、减数分裂与可遗传变异

在有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变和染色体变异，但有丝分

裂无基因重组，而减数分裂具有基因重组。

1、基因突变与基因重组

就真核生物而言，基因突变主要发生于有丝分裂间期和减Ⅰ间期DNA复制

时，因为此时DNA正在解旋，结构不稳定。但是基因突变不是只能在该时期发

生，其他时期亦可，只是在有丝分裂间期和减Ⅰ间期最容易发生而已。

基因重组的类型有四种：交叉互换型（减Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染

色单体上的等位基因交叉互换）、自由组合型（减Ⅰ后期，非同源染色体上的非

等位基因自由组合）、细菌转化和基因工程。而在有性生殖过程中或者是自然状

态下，基因重组一般只有前面两种类型，都是在减数分裂过程中才能发生，因此，

我们常说有丝分裂无基因重组，减数分裂有基因重组。

例（11年江苏高考）下图为基因型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是由基因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

答案：A。解析：该图无同源染色体，为减Ⅱ时期的细胞，此细胞除了可以

为次级精母细胞或次级卵母细胞以外，还可以为第一极体，A选项错误。A与a

不同的原因可为基因突变和基因重组，但是由于该个体的基因型为AA，因此不

可能是交叉互换导致的，只能由基因突变导致，B选项正确。

2、染色体变异

在减数分裂过程中，发生染色体数目变异产生异常的配子是常考的类型。一

般分三种情况：若配子中有同源染色体或等位基因，则是减数第一次分裂后期同

源染色体未分离导致的；若配子中无同源染色体或无等位基因，则是减数第二次

分裂后期着丝点分开而得的染色体未移向细胞两极导致的；上述两种可能性都

有。下面就通过举例说明。（着丝点分开而得的染色体不是同源染色体）

例：一色盲女性患者与一正常男性结婚，生了一个基因型为XBXbY的孩子

甲；一色盲携带者与一色盲男性婚配，生了一个基因型为XBXBY的孩子乙；一

色盲女性患者与一正常男性结婚，生了一个基因型为XbXbY的孩子丙。请问：

（1）形成甲、乙、丙孩子的精子和卵细胞的基因型分别是

（2）产生甲、乙、丙孩子的原因分别是

。

（3）甲父本在产生形成他的精子的同时，另外三个精子的基因型是；乙孩

子的母本在产生形成他的卵细胞的同时，两外三个第二极体的基因型是。

（4）甲孩子可以产生种配子，正常的概率是。

答案：（1）XBY、Xb；Y、XBXB；Y、XbXb（2）父本形成精子过程中，

减数第一次分裂后期同源染色体XB和Y未发生分离；母本形成卵细胞时，减

数第二次分裂后期，着丝点分开而得的染色体XB、XB未移向细胞两极；母本

形成卵细胞时，减数第一次分裂后期同源染色体Xb和Xb未发生分离或是减数

第二次分裂后期，着丝点分开而得的染色体Xb和Xb未移向细胞两极（3）XBY、

0、0；Xb、Xb、0（4）6、1/2。

二、有丝分裂、减数分裂与DNA复制

1、有丝分裂与DNA复制

以2N=20的个体为例，将其DNA全被15N标记的一个体细胞，放在含14N

的培养基中培养，让其进行两次有丝分裂的过程中，DNA、染色单体、染色体

被标记的情况如图所示：

实际上，在此过程中，只要抓住DNA的复制方式是半保留复制，完成一次

有丝分裂DNA就复制一次即可。

2、减数分裂与DNA复制

以2N=20的个体为例，将其DNA全被15N标记的一个精原细胞，放在含

14N的培养基中培养，让其进行一次减数分裂的过程中，DNA、染色单体、染

色体被标记的情况又是怎样的呢？只要抓住减数分裂DNA只复制了一次，所以

每个DNA都是杂合的即可，具体情况如图所示：

3、例题赏析

例1：将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于

不含3H