原创高考生物总复习第2讲 减数分裂和受精作用.docx

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原创高考生物总复习第2讲减数分裂和受精作用

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1.判断下列有关叙述的正误

(1)蛙受精卵发育成原肠胚过程中不能发生同源染色体分离(√)

(2)果蝇的精细胞中一定存在Y染色体(×)

(3)非同源染色体之间发生自由组合,导致基因重组(√)

(4)姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中(×)

(5)减数第一次分裂中,着丝点分裂导致染色体数目减半(×)

(6)同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期(×)

(7)人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223(×)

(8)卵细胞形成过程中,细胞质都是均等分裂的(×)

(9)1个卵原细胞只能产生1个卵细胞,而1个精原细胞能形成4个精细胞(√)

(10)减数分裂形成配子过程中实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性(√)

(11)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方(×)

2.连线精子形成过程中各时期的图像及主要特点

3.辨明同源染色体、非同源染色体及四分体的联系与区别(填空)

(1)同源染色体和非同源染色体:

①同源染色体形状和大小一般相同,如图中的1与2,3与4。

②非同源染色体是指减数分裂中不配对的染色体,如图中1和3,2和4,1和4,2和3。

(2)同源染色体与四分体:

①在减数分裂过程中联会后的一对同源染色体含有4条染色单体称为四分体。

②1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条脱氧核苷酸链。

(3)四分体中的非姐妹染色单体之间互换一部分片段的现象叫交叉互换,属于基因重组。

4.依据细胞质的分配方式判断减数分裂中细胞的名称

5.理解受精作用及含义

 

[师说考点·解疑难]

1.精子与卵细胞的形成(以哺乳动物为例)

精子

卵细胞

产生部分

睾丸

卵巢

过程

1个精原细胞

1个初级精母细胞

2个次级精母细胞

(等大)

4个精细胞

是否变形

4个精细胞

变↓形

4个精子

不需变形

细胞质的

分配情况

两次分裂都均等分配

只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等分配,其他分裂皆不均等分配

分裂结果

1个精原细胞

4个精子(生殖细胞)

1个卵原细胞

相同点

(1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的,表现在:

①染色体都是在MⅠ前的间期复制

②MⅠ都发生同源染色体联会和分离

③MⅡ都发生着丝点分裂,姐妹染色单体分开

(2)产生的子细胞数目都是4个,且子细胞中染色体数目都减半

2.配子形成过程中的几种数量关系

(1)1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞→4个精子。

(2)1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞+1个极体→1个卵细胞+3个极体。

[研透考情·备高考]

考向一 减数分裂的有关概念及各时期的特点

1.(2017·海南高考)若要表示某动物细胞(2n)减数第一次分裂结束时形成的细胞,下列示意图中正确的是(  )

解析:

选D 减数第一次分裂后期同源染色体分离,第二次分裂后期,染色单体分离。

减数第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体,每条染色体含2条染色单体。

[归纳拓展] “四看法”判断同源染色体(二倍体)

(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象:

配对形成四分体的染色体为同源染色体。

(2)看有无交叉互换的发生:

发生交叉互换的染色体为同源染色体。

(3)看细胞所处的时期:

①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。

②减数第二次分裂后期,上下对应的大小形状完全相同的染色体不是同源染色体,而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。

(4)看染色体的大小、形状:

如果不是减数第二次分裂,则:

①有丝分裂后期,每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。

②其他时期,大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。

考向二 精子与卵细胞形成过程的比较

2.下面为高等动物的细胞分裂示意图。

相关叙述正确的是(  )

A.图甲一定为次级精母细胞

B.图乙一定为初级精母细胞

C.图丙为次级卵母细胞或极体

D.图丙中的M、m为一对同源染色体

解析:

选B 图甲处于减数第二次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,可能为次级精母细胞或第一极体;图乙处于减数第一次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞;图丙处于减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,应是次级卵母细胞,不可能为极体;图丙中的M、m不是同源染色体,应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。

3.某生物的基因组成如图所示,则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(  )

A.2种和2种     B.4种和2种

C.2种和4种D.8种和4种

解析:

选B 由图知,该生物基因组成为AaBbDD,三对基因位于三对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。

三对基因中有两对是杂合的,所以它能产生的配子种类为22=4种(ABD、AbD、aBD、abD)。

但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种,这是因为在减数第一次分裂时同源染色体分离,等位基因随之分开,只能有两种情况:

A-B(或b)-D、a-b(或B)-D。

即A与a分离、B与b分离后,若A与B分配在一起,则a只能与b分配在一起;若A与b分配在一起,则a只能与B分配在一起。

[归纳拓展] 正常情况下产生配子的种类分析

分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。

①若是一个个体则产生2n种配子,n代表同源染色体对数或等位基因对数。

②若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞。

例如基因型为YyRr的个体产生配子的情况如下:

比较项目

可能产生配子的种类

实际能产生配子的种类

一个精原细胞

4种

2种(YR、yr或Yr、yR)

一个雄性个体

4种

4种(YR、yr、Yr、yR)

一个卵原细胞

4种

1种(YR或yr或Yr或yR)

一个雌性个体

4种

4种(YR、yr、Yr、yR)

考向三 减数分裂中核DNA、染色体和染色单体的数量变化及曲线图、柱状图问题

4.(2017·浙江选考)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,不同时期细胞的核DNA相对含量和染色体数目如图所示。

下列叙述错误的是(  )

A.乙时期细胞和丙时期细胞均含两个染色体组

B.甲→乙过程中DNA复制前需要合成RNA聚合酶

C.乙→丙过程中可发生基因重组和基因突变

D.丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离

解析:

选D 据题意可知:

图甲表示精原细胞,图乙表示初级精母细胞,图丙表示处于MⅡ后期的次级精母细胞,图丁表示精细胞。

因此,甲、乙、丙时期的细胞都具有两个染色体组;甲→乙过程表示由精原细胞形成初级精母细胞,需合成多种蛋白质;乙→丙过程包括减数第一次分裂的完成,可发生基因重组和基因突变;丙时期的细胞着丝粒已经分裂,丙→丁过程进行的是姐妹染色单体分离后分配到两个子细胞。

5.如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。

有关a~c段(不含a、c点)的叙述,正确的是(  )

A.细胞中始终存在染色单体

B.细胞中始终存在同源染色体

C.细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1

D.此段中染色体行为是生物变异的根本来源

解析:

选A 据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此表示减数分裂过程中DNA的变化相对值,实线表示染色体的变化相对值,其中O~a段表示减数第一次分裂前的间期,a~c段中b为减数第一次分裂末期的终点,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,b~c段无同源染色体;c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程,a~c段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体,细胞中染色体和核DNA数之比一直为1∶2;a~c段中,一般不会发生基因突变,可进行基因重组与染色体变异,而生物变异的根本来源为基因突变。

6.下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。

下列表述与图中信息相符的是(  )

A.Ⅱ所处阶段发生基因自由组合

B.Ⅲ代表初级精母细胞

C.②代表染色体

D.Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1

解析:

选A 由题干及图例分析知,①为染色体,②为染色单体,③为DNA,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞,因此Ⅱ所处阶段能发生基因自由组合,Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶2∶1。

[易错点拨]

识别减数分裂过程中曲线图和柱状图的两点提醒

(1)在柱状图和曲线图中“0”的含义:

①在曲线图中,出现“0”的曲线表示的是分裂过程中染色单体的数目变化。

②在柱状图中,只要染色单体数不为“0”,染色单体数一定与核DNA分子数相等,而且都为染色体数的2倍。

③在柱状图和曲线图中,只有染色单体才会出现“0”。

(2)正确理解坐标曲线图中“斜线”的含义:

①若不存在斜线,则为染色体数的变化。

②若有斜线,则为染色单体或核DNA分子数的变化。

考向四 受精作用及受精卵中的遗传物质的来源

7.下图A表示某动物精原细胞中的一对同源染色体,在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞:

这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是(  )

A.①与②B.①与③

C.②与③D.②与④

解析:

选C 同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段,即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换,另一条没有发生互换。

因此,在减数第二次分裂时,移向两极的染色体中的一条发生了互换,另一条没有发生互换,则由形成的四个精细胞可知,②和③来自同一个次级精母细胞,①和④来自另一个次级精母细胞。

8.下列有关二倍体生物精子和卵细胞结合成受精卵的过程,叙述正确的是(  )

①受精卵中的遗传物质主要来自于精子和卵细胞的染色体 ②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞 ③受精时精子全部进入卵细胞内 ④精子和卵细胞的染色体合在一起成为4N条 ⑤受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方

A.①②⑤B.③④⑤

C.①③④D.②③④

解析:

选A 染色体的主要成分是DNA和蛋白质,染色体是遗传物质的主要载体,所以受精卵中的遗传物质主要来自于染色体,①正确;由于精子通过变形,几乎不含细胞质,所以受精卵中的细胞质主要来自卵细胞,②正确;受精时精子的头部进入卵细胞内,③错误;精子和卵细胞的染色体合在一起成为2N条,④错误;受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,⑤正确。

[方法规律] 配子来源的确定方法

(1)若两个精细胞中染色体组成完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。

(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。

(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一生物不同的精原细胞。

[基础速练·固根基]

1.判断有关减数分裂和有丝分裂叙述的正误

(1)同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的前期染色体数目相同,染色体行为和DNA分子数目不同(×)

(2)观察2n=6的某生物减数第二次分裂后期细胞,可见移向每一极的染色体有4条,其合理解释是减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离(√)

(3)染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异,仅发生在减数分裂过程中(×)

(4)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,细胞中一定不存在同源染色体(×)

(5)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,着丝点分裂一定导致DNA数目加倍(×)

(6)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异,但有丝分裂不能发生因非同源染色体自由组合而导致的基因重组(√)

(7)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍(×)

2.填表比较减数分裂与有丝分裂

比较项目

减数分裂

有丝分裂

染色体复制的次数及时期

一次,减数第一次分裂前的间期

一次,有丝分裂间期

细胞分裂次数

两次

一次

联会、四分体时期及非姐妹染色单体间的交叉互换

有,在减数第一次分裂前期

同源染色体分离,非同源染色体自由组合

有,在减数第一次分裂后期

着丝点分裂,染色单体分开

有,在减数第二次分裂后期

有,在后期

子细胞中染色体数目的变化及时期

减半,在减数第一次分裂完成时

不变

子细胞中核遗传物质的组成(填“一定”或“不一定”)

不一定相同

一定相同

分裂过程中形成纺锤体(填“有”或“无”)

二者联系

减数分裂是特殊方式的有丝分裂

3.分析图示回答问题

(1)据图1可知:

①有丝分裂后期时染色体数目加倍,同源染色体由n对(2n条)加倍成为2n对(4n条),子细胞中同源染色体仍为n对。

②MⅠ末期同源染色体分开,分别进入两个子细胞,次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。

(2)据图2可知:

①有丝分裂后期因着丝点分裂,染色体组数加倍(2→4);末期因染色体平均分配到子细胞,染色体组数恢复(4→2)。

②MⅠ末期因同源染色体分开,分别进入两个子细胞,染色体组数减半(2→1);MⅡ后期因着丝点分裂,染色体数暂时加倍,染色体组数变化是1→2。

[师说考点·解疑难]

1.二倍体生物细胞分裂图像的判断

(1)三个前期图的判断:

典型图示

判断步骤

结论

A为有丝分裂前期,B为减数第一次分裂前期,C为减数第二次分裂前期

(2)三个中期图的判断:

典型图示

判断步骤

结论

A为有丝分裂中期,B为减数第二次分裂中期,C为减数第一次分裂中期

(3)三个后期图的判断:

典型图示

判断步骤

结论

A为有丝分裂后期,B为减数第二次分裂后期,C为减数第一次分裂后期

2.细胞分裂过程中染色体与核DNA数量的变化

(1)模型:

(2)判断:

[研透考情·备高考]

考向一 减数分裂与有丝分裂的过程及图像识别

1.(2019·镇江学测模拟)如图表示小鼠的精原细胞(仅表示部分染色体),其分裂过程中用3种不同颜色的荧光标记图中的3种基因。

观察精原细胞有丝分裂和减数分裂过程,不可能观察到的现象是(  )

A.有丝分裂中期的细胞中有3种不同颜色的8个荧光点

B.有丝分裂后期的细胞中有2种不同颜色的4个荧光点

C.某个次级精母细胞中有2种不同颜色的4个荧光点

D.某个次级精母细胞中有3种不同颜色的4个荧光点

解析:

选B 有丝分裂过程中DNA含量(基因数目)加倍,但基因的种类不变,所以有丝分裂的中、后期均为3种颜色的8个荧光点;正常情况下,次级精母细胞中含有A、R或a、R两种基因,有2种颜色的4个荧光点;若减数分裂四分体时期发生交叉互换,如A与a互换,则次级精母细胞中含有A、a和R3种基因,出现3种颜色,4个荧光点。

2.(2014·江苏高考)某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。

请回答下列问题:

(1)对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察,绘制了以下示意图。

图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________;称为初级精母细胞的有________。

丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因____________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。

(2)如对卵巢切片进行显微观察,无法看到和乙细胞同时期的细胞,其原因是________________________________________________________________________。

(3)该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验。

结果如下:

实验一

实验二

由实验一可得出推论:

_________________________________________________

含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。

由实验二可得出推论:

这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是________;孕酮在实验二中的作用是______________________________________。

解析:

(1)根据同源染色体的特征及行为特点可判断甲、丙、丁含同源染色体。

初级精母细胞中含有同源染色体,但着丝点不分裂,丙处于有丝分裂后期。

同源染色体的非姐妹染色单体上同一位点上的基因可能是相同的,也可能是不同的。

(2)卵原细胞的减数分裂是不连续的过程,受精后才能继续完成减数第二次分裂。

(3)通过注射不同的物质,比较结果可以发现,成熟卵细胞的细胞质中含有能够使早期卵母细胞成熟的物质,而蛋白质合成抑制剂能抑制蛋白质合成,即使有孕酮,也不能使早期卵母细胞成熟,故推测“促成熟因子”是蛋白质。

孕酮能诱导早期卵母细胞产生“促成熟因子”。

答案:

(1)甲、丙、丁 甲、丁 不一定相同 

(2)卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期 (3)成熟卵细胞的细胞质 蛋白质 诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”

[方法规律] “两看法”判断细胞分裂方式的图像

考向二 细胞分裂过程中染色体、核DNA数量变化坐标曲线类问题

3.下面为某二倍体生物细胞分裂过程中细胞核DNA变化曲线图。

在该分裂过程中其他相关物质变化曲线图错误的是(  )

解析:

选D 据图可知O~d段曲线表示的是减数分裂过程,d~e段包含了受精作用过程,e~g段表示有丝分裂的过程。

c~d段表示减数第二次分裂过程,该过程无同源染色体。

4.下面为动物细胞分裂过程示意图,据图分析可得出(  )

A.在细胞分裂过程中,细胞体积明显增大的时期是OP段

B.若在A点将核DNA用同位素进行一次标记,则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占50%

C.在图中的GH段和OP段,细胞中含有的染色体组数是相等的

D.图中L→M所示过程的进行,与细胞膜的流动性有关

解析:

选D 图中,A→E段表示有丝分裂,E→K段表示减数分裂,L→M段表示受精作用,M→Q段表示受精卵的有丝分裂。

在细胞分裂过程中,细胞体积明显增大的时期是间期。

A点的1个DNA分子到GH段时,已复制2次,有放射性的脱氧核苷酸链占1/4。

OP段细胞中含有的染色体组数是GH段的2倍。

L→M段表示受精作用,精子的细胞膜和卵细胞的细胞膜相互融合,与细胞膜的流动性有关。

[方法规律] “三看法”判断有丝分裂与减数分裂过程中染色体、核DNA数目变化(以二倍体生物为例)

 

考向三 细胞分裂过程中染色体、核DNA数量变化的直方图问题

5.(2016·江苏高考)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体),图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。

请回答下列问题:

(1)图1中细胞分裂的方式和时期是______________,它属于图2中类型________的细胞。

(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是________________。

(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是________。

(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有________。

(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有________(用图中字母表述)。

(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。

细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。

现有3组实验:

用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。

请预测三倍体出现率最低的是____________________________________,

理由是_______________________________________________________________

________________________。

解析:

(1)图1中细胞发生了着丝点分裂,且含有同源染色体,故细胞分裂的方式和时期是有丝分裂后期,细胞中染色体数和核DNA数均为4n,因此它属于图2中类型a的细胞。

(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,则其可能为处于减数第二次分裂后期的细胞,该细胞的名称是次级精母细胞。

(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂着丝点分裂之前,e处于减数第二次分裂结束时,那么三者出现的先后顺序是b、d、e。

(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型为a和b,c可能表示未复制的体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞,不一定含有同源染色体,d是处于减数第二次分裂着丝点分裂前的细胞,e是减数第二次分裂结束后的细胞,d、e肯定不含同源染色体。

(5)b类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数不变,形成a类型的细胞。

d类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数目不变,形成c类型的细胞。

(6)细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体的形成,其功能类似于秋水仙素。

用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂(减数第一次分裂同源染色体未分离,减数第二次分裂正常进行)、减数第二次分裂(减数第一次分裂正常,减数第二次分裂着丝点分开后移向同一极)时形成的是染色体数加倍的配子,但是处理受精卵(2n)的第一次卵裂(有丝分裂)时形成的是四倍体,故阻滞受精卵的第一次卵裂后三倍体出现率最低。

答案:

(1)有丝分裂后期 a 

(2)次级精母细胞 (3)b、d、e (4)a、b (5)b→a;d→c (6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体

[归纳拓展]

染色体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图

直方图实质上是坐标曲线图的变形,反映的也是染色体、核DNA或染色单体数量的变化。

解题思路与坐标曲线图基本相同,但对染色单体的分析显得尤为重要。

在直方图中,染色体和DNA的含量不可能是0,但染色单体会因着丝点的分裂而消失,所以直方图中表示的某结构如出现0,则其一定表示染色单体。

如下图所示:

有丝分裂

减数分裂

 

[分点突破·精细研]

题型一 细胞分裂图像中变异类型的判断

1.低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。

上述过程中产生下列四种细胞,图中所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是(  )

解析:

选B A项,该初级卵母细胞形成了纺锤体,与题意不符。

B项,由图可以看出是减数第二次分裂后期,移向同一极的仍有同源染色体,与题意相符。

C项,低温诱导染色体数目加倍后形成的卵细胞应含有两个染色体组,即4条染色体,而不是3条。

D项,三倍体胚胎的体细胞中应含有3个染色体组,而图中只有2个。

2.

某哺乳动物的基因型为AABbEe,如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图,据此可以判断(  )

A.图示细胞为次级精母细胞,细胞中含一个染色体组

B.该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE

C.图示细胞中,a基因来自基因突变或基因重组

D.三对基因的遗

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