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1、第11讲 遗传的细胞基础 突破突破1 1 减数分裂与有丝分裂 减数分裂与有丝分裂 突破突破2 2 配子多样性以及细胞分裂与遗传变异的关系 配子多样性以及细胞分裂与遗传变异的关系 总纲目录总纲目录 突破突破3 3 实验 实验观察细胞的减数分裂观察细胞的减数分裂 一、减数分裂的概念 二、过程(连线) Ab Bc Ca Df Ed Fe 三、配子的形成 1.精子、卵细胞的形成过程 2.精子、卵细胞的形成过程不同 (1)卵细胞的形成经历了两次细胞质 不均等 分裂。 (2) 卵细胞 一经形成,不需要变形。 (3)一个卵原细胞只能产生 1 个卵细胞,一个精原细胞能够产生 4 个精子。 3.配子中染色体组合
2、多样性的原因 (1)同源染色体的分离和非同源染色体的 自由组合 。 (2)同源染色体上非姐妹染色单体之间发生 交叉互换 。 1.概念:指精子和卵细胞相互识别、融合为 受精卵 的过程。 四、受精作用 2.过程 3.结果:受精卵中的染色体数目又恢复到 体细胞 中的染色体数 目,其中有一半染色体来自 精子 (父方),另一半来自 卵细胞 (母方)。 4.减数分裂和受精作用的意义是 对于维持每种生物前后代体细胞 中染色体数目的恒定 ,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。 1.受精卵中的遗传物质一半来自父方,另一半来自母方。 ( ) 2.减数第一次分裂后期,细胞的同源染色体分离,染色体数目减半。( )
3、3.减数第一次分裂前期,细胞的染色体数是体细胞的2倍。 ( ) 4.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。 ( ) 5.基因型为AaXBY的小鼠产生了一个不含性染色体的AA型配子(等位 基因A、a位于2号染色体上),其原因可能是2号染色体在减数第一次分 裂时未分离。 ( ) 6.雄蛙的一个体细胞经有丝分裂产生的两个子细胞(C1、C2),一个初级 精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。其细胞核 中DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同,贮存的遗传信息C1与C2不相同,S1与 S2
4、相同。 ( ) 7.配子的多样性除了与非同源染色体的自由组合有关外,还与四分体中 的非姐妹染色单体的交叉互换有关。 ( ) 8.正常情况下,在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中,一 个细胞中含有的X染色体条数最多为2。 ( ) 9.同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂过程中,前期染色体数目 相同,染色体行为和DNA分子数目不同。 ( ) 10.减数分裂过程中,细胞连续进行了两次分裂,所以减数分裂也具有细 胞周期。 ( ) 11.减数第二次分裂与有丝分裂相似,但不同的是进行减数第二次分裂 的细胞中不存在同源染色体。 ( ) 12.减数第二次分裂后期的细胞中的染色体数目与体细胞的相同。
5、( ) 13.人的次级精母细胞中一定含有Y染色体。 ( ) 1.有丝分裂与减数分裂图像的辨析(以二倍体雄性动物为例) 有丝分裂与减数分裂主要分裂时期细胞图像的比较 突破突破1 1 减数分裂与有丝分裂 减数分裂与有丝分裂 2.减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化 (1)模型 (2)判断方法 3.每条染色体上的DNA含量曲线分析 ABBCCDDE 特点及 其变化 减数分裂 对应时期 减数第一次分裂前的间 期 减数第一次分裂全过程 和减数第二次分裂的前 期、中期 减数第二次分裂的 后期 减数第二次分裂的 末期 有丝分裂 对应时期 间期前期和中期后期末期 如图所示曲线既适用于减数分裂,也
6、适用于有丝分裂,相关分析如下: 1.细胞分裂方式的判断 (1)“三看法”识别细胞分裂方式(以二倍体生物为例) (2)根据染色体形态和行为判断(以二倍体生物为例) 2.有丝分裂与减数分裂中染色体、核DNA数目变化直方图分析(以二倍 体雄性动物为例) 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 色单体数量的变化关系。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,染色体和核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 如果能出现0,则其一定表示染色单体。 考向考向1 以基础判断的形式 以基础判断的形式,考查不同
7、细胞分裂方式的特点及相关概念考查不同细胞分裂方式的特点及相关概念 辨析辨析 1.将与生物学有关的内容依次填入如图各框中,其中包含关系错误的选 项是 ( ) 框号 选项 12345 A组成细胞的化合物有机物无机物水无机盐 B人体细胞的染色体常染色体性染色体X染色体Y染色体 C物质跨膜运输主动运输被动运输自由扩散协助(易化)扩散 D有丝分裂分裂期分裂间期染色单体分离同源染色体分离 答案答案 D 有丝分裂的细胞具有细胞周期,细胞周期包括分裂间期和分 裂期。分裂间期的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成,染色 单体分离发生在有丝分裂的后期,而同源染色体分离则发生在减数第一 次分裂后期,D项错误。
8、2.下列关于高等动物细胞增殖的叙述,错误的是 ( ) A.有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,都进行1次染色质DNA的复 制 B.细胞周期的G2期已经形成了1对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体 C.染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂,中期染色体数和染色 体DNA分子数分别为12和24 D.若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失,则该细胞有丝分裂 产生的2个子细胞均含有该异常DNA D 答案答案 D 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期都进行1次染色质 DNA的复制,A正确;动物细胞有中心体,在G2期已形成了1对中心体,在 有丝分裂前期中心体发出星射线形成纺锤体,B正确;减数第二次
9、分裂中 期的细胞中,染色体数为体细胞的一半,DNA分子数与体细胞相等,C正 确;G2期染色质DNA复制已结束,若其中有1个DNA分子发生了片段缺 失,则该细胞有丝分裂形成的2个子细胞中只有1个子细胞含该异常 DNA,D错误。 3.(2018北京东城期末)如图为处于特定分裂时期的某二倍体雄性动物 细胞中部分染色体示意图。相关叙述正确的是 ( ) A.可能是次级精母细胞或极体 B.此细胞与精细胞染色体数相等 C.此细胞中不会出现等位基因的分离 D.该动物体细胞中最多有四个染色体组 考向考向2 以模型分析的形式，考查细胞分裂图像辨析 以模型分析的形式，考查细胞分裂图像辨析 D 答案答案 D 由图和题
10、干可知:该图为二倍体雄性动物的细胞,不可能是极 体,A错误;此细胞无同源染色体且着丝点分裂,可确定为处于减数第二 次分裂后期的细胞,随后此细胞一分为二,形成的精细胞染色体数减半, B错误;若减数第一次分裂的前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发 生交叉互换,则此细胞中姐妹染色单体分离的同时可能会伴随等位基因 的分离,C错误;该动物体细胞有丝分裂后期有四个染色体组,D正确。 4.假定某动物体细胞染色体数目2n=4,有关图中细胞所处时期的叙述, 正确的是 ( ) A.图中不含同源染色体的细胞为 B.分别为减数第一次分裂的前、中、后期 C.分别为减数第一次、第二次分裂后期 D.为减数第一次分裂四分体时
11、期,染色体数目暂时加倍 答案答案 C 根据图中染色体的行为和数量,可判断出是减数第一次分 裂前期,是有丝分裂中期,是减数第一次分裂后期,是有丝分裂后 期,是减数第二次分裂后期,B错误,C正确;不含同源染色体的细胞是 ,A错误;为减数第一次分裂后期,细胞中的染色体数目不变,D错 误。 考向考向3 以曲线图的形式 以曲线图的形式,考查细胞分裂中染色体和考查细胞分裂中染色体和DNA的数目、行为的数目、行为 变化变化 5.(2017北京顺义期末)下图表示某雌性动物在不同生命活动过程中一 个细胞内的染色体数量,下列相关叙述中正确的是 ( ) A.ob的细胞中不存在姐妹染色单体 B.de的细胞中不存在同源
12、染色体 C.gh的细胞中DNA复制导致染色体加倍 D.hi的细胞中的染色体数与DNA数相同 答案答案 B ob表示减数第一次分裂过程,该时期细胞中含有姐妹染色 单体,A错误;de表示减数第二次分裂后期,该时期细胞中不含同源染色 体,B正确;gh表示受精作用,该时期精子和卵细胞融合形成受精卵,C错 误;hi可以表示有丝分裂前期和中期,此时期细胞中核DNA数为染色体 数的2倍,D错误。 1.减数分裂形成配子种类的分析方法 (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。 突破突破2 2 配
13、子多样性以及细胞分裂与遗传变异的关系 配子多样性以及细胞分裂与遗传变异的关系 可能产生配子的种类实际能产生配子的种类 1个精原细胞2n种2种 1个次级精母细胞1种1种 1个雄性个体2n种2n种 1个卵原细胞2n种1种 1个次级卵母细胞1种1种 1个雌性个体2n种2n种 (3)具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑交叉互换) 2.细胞分裂与遗传、变异的关系 (1)减数分裂与遗传规律 分裂方式变异发生过程或时期变异类型 二分裂、无丝分裂、有丝分裂 、减数分裂 DNA复制基因突变 减数分裂减后期:非同源染色体自由组合 减前期:同源染色体非姐妹染色单体交叉互换 基因重组 有丝分裂、减数分裂分裂
14、期:染色体移向两极染色体变异 (2)细胞分裂与可遗传变异 注:一般原核生物的变异类型只有基因突变。姐妹染色单体上 同一位置的基因不同的原因有两个:一是DNA复制时发生了基因突变; 二是减前期,同源染色体非姐妹染色单体间发生了交叉互换。 1.根据染色体组成判断配子来源的方法 2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因剖析 一定是基因突变一定是交叉互换两种可能 体细胞有丝分裂(例:根尖分生 区细胞出现上述情况) 发生时期间期 亲代基因型AA而后代出现Aa情况 生殖细胞配子中出现一条染色体有 两种颜色(例:绝大多数白色,只在局部 带一小段黑色) 发生时期减前期 无前面任何提示,可两种情 况同时考虑 3.细
15、胞分裂异常产生的子细胞的分析方法 (1)有丝分裂异常(以A所在的一条染色体为例) (2)减分裂A、A或A、a所在同源染色体未分开或X、Y未分开 (3)减分裂A或a所在姐妹染色单体未分开或X染色单体未分开 考向考向1 以实例分析或图示分析的形式以实例分析或图示分析的形式,考查配子类型判断考查配子类型判断 1.(2017课标全国)已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位 于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂 过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是 ( ) D 答案答案 D 本题考查减数分裂的相关知识。该细胞中G与g、H与h分别 为等位基因,分别位于两对同源染色体上。在
16、正常的减数分裂过程中同 源染色体分离,所形成的配子中不会含有同源染色体,所以D错 误,A、B、C正确。 2.(2018北京平谷五中期中)下图所示动物精原细胞中有一对同源染色 体,在减数分裂过程中,发生了交叉互换,结果形成了所示的四个 精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是 ( ) A.与 B.与 C.与 D.与 C 答案答案 C 次级精母细胞在减数第二次分裂后期,同一染色体的姐妹染 色单体分开成为两条染色体,并进入两个不同的精细胞中,因此,来自同 一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体除交换部分外,完全相同。 与来自同一个次级精母细胞,与来自另一个次级精母细胞。故选 C。 考向考向2
17、 以图示分析的形式 以图示分析的形式,考查细胞分裂与遗传、变异的关系考查细胞分裂与遗传、变异的关系 3.(2018北京八中期中)如图是有关细胞分裂与遗传定律关系的概念图, 其中对概念之间的关系表述正确的是 ( ) A.和 B.和 C.和 D.和 答案答案 B 有丝分裂后期,姐妹染色单体分离,但是等位基因不分离,因 此错误;减数第一次分裂后期,同源染色体上的等位基因随着同 源染色体的分离而分离,非同源染色体上的非等位基因,随着非同源染 色体的组合而自由组合,因此、正确;受精作用过程中,不 同亲本的染色体汇合,不属于自由组合,因此错误。综上所述,正 确的是、,故选B。 4.玉米花药培养的单倍体幼苗
18、,经秋水仙素处理后形成二倍体植株。如图是 该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是 ( ) A.AB过程中细胞内不会发生基因重组 B.CD过程中细胞内发生了染色体数加倍 C.E点后细胞内各染色体组的基因组成相同 D.FG过程中同源染色体分离,染色体数减半 D 答案答案 D 基因重组和同源染色体分离都发生在减过程中,玉米花药 培养得到的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成二倍体植株的过程,不 发生减数分裂,故A正确、D错误;由题中信息知,秋水仙素处理在CD过 程之前,秋水仙素能抑制纺锤体的形成,导致CD过程中细胞内染色体 数目加倍;E点后细胞内各染色体组都来源于花药中的一个染色体组
19、的 复制,各染色体组的基因组成相同。 1.实验材料的选取 (1)观察细胞的减数分裂实验中选取的材料是能进行减数分裂的,如植 物的花药,动物的精巢、卵巢等。 (2)宜选用雄性个体生殖器官作为实验材料的原因 雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。 在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵 母细胞,次级卵母细胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完 成减数第二次分裂。 突破突破3 3 实验 实验观察细胞的减数分裂观察细胞的减数分裂 2.实验流程 (1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程): 解离漂洗染色制片 (2)显微观察: 考向 以基础判断或实验分析的形式考向
20、 以基础判断或实验分析的形式,考查实验的选材、原理及步骤考查实验的选材、原理及步骤 1.(2017北京东城期末)对果蝇精巢切片进行显微观察,根据细胞中染色 体的多少将细胞归为甲、乙、丙三组,每组细胞数目如下表所示,下列 叙述中正确的是 ( ) 甲组乙组丙组 染色体数目(个)4816 细胞数目(%)305515 A.甲组细胞的出现与减数分裂有关 B.乙组细胞暂时没有进行分裂 C.只有丙组细胞处于有丝分裂过程中 D.三组细胞的性染色体组成为一条X和一条Y 答案答案 A 在有丝分裂后期,细胞中染色体数目最多,为4n(n表示一个染 色体组中的染色体数目),结合表格信息可知,丙组细胞处于有丝分裂后 期。
21、而甲组细胞染色体数为n,其处于减数第二次分裂的前期、中期或 末期,A正确;乙组细胞的染色体数目为2n,其可能处于减数第一次分 裂、减数第二次分裂后期、有丝分裂的间期、前期、中期、末期,B、 C错误;甲组细胞中性染色体组成为一条X或一条Y,乙组细胞中性染色 体组成可能是一条X和一条Y或两条X或两条Y,也可能是含X或Y,丙组 细胞中性染色体组成为两条X和两条Y,D错误。 2.小鼠常被用作研究人类遗传病。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实 验步骤: 供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹染液、醋酸洋红染 液、詹纳斯绿B(健那绿)染液,解离固定液。 (1)取材:用 作为实验材料。 (2)制片:取少量
22、组织低渗处理后,放在 (溶液)中,一定时间 后轻轻漂洗。 将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量 。 一定时间后加盖玻片, 。 (3)观察:用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它 们正常分裂,产生的子细胞是 。 下图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常,A2发生 的改变可能是 。 答案答案 (1)小鼠睾丸 (2)解离固定液 醋酸洋红染液 压片 (3)次级精母细胞、精细胞、精原细胞 缺失 解析解析 (1)小鼠睾丸,为雄性个体产生精子的器官,可作为观察细胞减数 分裂的实验材料。(2)减数分裂装片制作过程分解离、漂洗、染色和制 片四个步骤。(3)小鼠睾丸中既存在进行有丝分裂的细胞,也存在进 行减数分裂的细胞,故在显微镜视野中的分裂中期细胞有减中期细 胞、减中期细胞和有丝分裂中期细胞三种,它们正常分裂,产生的子 细胞依次是次级精母细胞、精细胞和体细胞(精原细胞)。A1和A2是 配对的同源染色体,由于A1正常,A2比A1少一段,故A2发生的变异是缺 失。 核心构建核心构建