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专题三细胞的生命历程,第5讲细胞的增殖和受精作用,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一有丝分裂和减数分裂 1.细胞的增殖方式及其关系 注有丝分裂、无丝分裂、二分裂及病毒增殖过程中均能发生基因突变,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.减数分裂与有丝分裂图像的辨析 (1)分裂方式的判定,常采取“两看”分辨法(以二倍体为例)。 为便于理解记忆,归纳如下:,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2)分裂各时期图像的判定,则根据上述“两看”再加“姐妹染色单体的有无”及“染色体在细胞中的排列方式”等进行确定。下面以含4条染色体的二倍体生物为例,进行分析。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,分裂时期的判定,先看染色体的分布与行为。前期图像:染色体散乱分布,或有四分体、联会现象(图13);中期图像:染色体着丝点或同源染色体排列在赤道板上(图46);后期图像:同源染色体或姐妹染色单体分离(图711)。 (3)辨认分裂图像的关键是识别同源染色体。一般情况下,同源染色体是形状、大小相同的一对染色体,相当于数学中的两个“全等形”,其中一条来自父方、一条来自母方(常用不同颜色表示,如图C、D所示)。A组两条染色体大小不同;B组两条染色体的形状(着丝点位置)不同,因此A、B两组中的染色体都不是同源染色体。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.染色体、DNA数量变化曲线分析 (1)有丝分裂过程中细胞内染色体数目变化曲线图分析 有丝分裂细胞周期中染色体数目变化,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2)有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化曲线图分析 有丝分裂细胞周期中DNA含量变化 DNA复制发生在间期,着丝点分裂发生在后期。 此DNA数目加倍以及姐妹染色单体的形成都在间期发生。 染色体数目加倍的原因是染色体着丝点分裂,因此发生在后期。 细胞一分为二时,核内染色体和DNA平均分配,故染色体和DNA数目均减半,且与体细胞中的数目相等。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(3)DNA含量变式曲线分析 上图所示曲线既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)减数分裂直方图分析方法(以精子的形成过程为例),命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,思维拓展 细胞分裂过程中DNA(染色体)数目变化曲线变式分析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(1)图1是有丝分裂和减数分裂过程中细胞核中DNA含量变化曲线。 (2)图2和图3是图1的变式,其中BC段表示DNA复制,CD段表示含有姐妹染色单体的阶段(有丝分裂前、中期,减和减的前、中期),DE段表示姐妹染色单体分开。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,结合分裂过程分析有关细胞分裂的坐标曲线图 图1是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目的变化曲线,图2表示细胞内核DNA与染色体数目比值的变化关系。请分析回答下列问题。,图1图2,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(1)图1中到染色体数目加倍的原因是,同源染色体分离发生在(填数字标号)阶段。 (2)图2中AB段对应时期的细胞中,很活跃的细胞器有、。 (3)图2若表示减数分裂,则BC段对应的时期是;若表示有丝分裂,则CD段对应的时期是。 (4)图2中DE段表示的含义是。,答案 (1)受精作用(2)核糖体线粒体 (3)减数第一次分裂前的间期前期和中期(4)着丝点分裂,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,解析 (1)同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。(2)由图2可知AB段表示G1期,此时主要进行蛋白质和RNA的合成,很活跃的细胞器有核糖体、线粒体。(3)图2若表示减数分裂,BC段表示DNA复制,则对应的时期是减数第一次分裂前的间期。若表示有丝分裂,CD段对应的时期每条染色体上含2个DNA分子,则此时是有丝分裂前期和中期。(4)图2中DE段表示由每条染色体含2个DNA分子变成每条染色体含1个DNA分子,则此时对应的变化为着丝点分裂。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,解题模板 依据坐标曲线判断细胞分裂方式的方法 以二倍体生物细胞中染色体数(2N)为例 (1)变化曲线,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,1.(2018全国理综)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是() A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离 B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会 C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同 D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上,答案,解析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.(2017全国理综)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(),答案,解析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3. 研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂过程中细胞中染色体形态、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。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(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)。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(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。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,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)ba;dc(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 解析: (1)图1中移向细胞每一极的染色体中存在同源染色体,据此可判断该细胞处于有丝分裂后期,由图2可推知类型a的细胞处于有丝分裂后期。 (2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,说明经过了减数第一次分裂,应为次级精母细胞。 (3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,则由图2可知,b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂,e为减数分裂产生的子细胞,故三者出现的先后顺序为b、d、e。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)在图2的5种细胞类型中,a处于有丝分裂后期;b处于有丝分裂前期或中期,或减数第一次分裂;c处于G1期或减数第二次分裂后期;d处于减数第二次分裂前期或中期,e为减数分裂产生的子细胞,故a、b类型的细胞一定含有同源染色体。 (5)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期均发生着丝点分裂,对应图2中的b转变为a,d转变为c。 (6)受精卵的卵裂方式为有丝分裂,阻滞受精卵的卵裂,染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体,故三倍体出现率最低。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点二细胞分裂与遗传变异的关系 1.细胞分裂与遗传规律 (1)基因分离发生在减数第一次分裂的后期,同源染色体分离导致其上的等位基因发生分离。 (2)基因自由组合发生在减数第一次分裂的后期,在同源染色体分离的同时,非同源染色体发生自由组合,导致其上的非等位基因自由组合。 (3)有丝分裂或无丝分裂过程中不发生基因分离和基因自由组合。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.细胞分裂与可遗传变异 (1)基因突变:任何方式的细胞分裂和病毒的增殖过程中,都有遗传物质的复制,生物体内或体外各种因素的干扰都可导致DNA复制过程发生差错,从而发生基因突变。 基因突变主要发生在细胞分裂的间期。(细胞分裂的各个时期都可以发生基因突变,并不是只有间期能够发生基因突变,只是在间期最容易发生基因突变) (2)基因重组:发生于减 四分体时期和减 后期,即同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合。 (3)染色体变异 多倍体:有丝分裂或减数分裂过程中,染色体加倍,但没有移向细胞两极,形成染色体数目加倍的细胞或染色体数目未减半的配子。 (4)原核细胞的变异:原核生物的变异类型只有基因突变。原核细胞中不存在染色体,自然也没有基因重组和染色体变异。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.减数分裂形成配子的种类分析 解答此类问题需要看清楚是一个个体还是一个细胞,以及是哪种性母细胞产生的配子类型。 (1)1个含n对同源染色体的精原细胞经减数分裂会产生2种配子。(因为4个精子,两两相同,所以只能是 2种) (2)1个含n对同源染色体的卵原细胞经减数分裂会产生1种配子。(只能形成1个卵细胞,所以只能是1种) (3)1个含n对同源染色体的雄性动物经减数分裂理论上能产生2n种配子。 (4)1个含n对同源染色体的雌性动物经减数分裂理论上能产生2n种配子。 注意:如果考虑交叉互换,则1个含n对同源染色体的精原细胞经减数分裂会产生4种配子。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,5.细胞分裂过程中形成异常细胞的原因分析 (1)纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理,使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体细胞内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。 (2)同源染色体不分离:在减数第一次分裂后期,同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常,进而使产生的配子全部异常。 (3)姐妹染色单体不分离:在减数第二次分裂后期,姐妹染色单体不分离,导致产生的配子异常。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,思维拓展 异常精子、卵细胞产生的原因 在正常减数分裂过程中将产生含X或Y染色体的精子,以及含有X染色体的卵细胞。但偶尔也会出现异常精子和异常卵细胞,各种情况及其出现的原因大致如下。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,细胞分裂过程中染色体标记情况分析 (1)首先确定细胞分裂方式,是有丝分裂还是减数分裂,有丝分裂常以一条染色体为研究对象,减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。 (2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(3)最后图示细胞分裂过程,如下图所示。 标记DNA分子,在不含放射性的培养液中培养一个细胞周期:,转至不含放射性的培养液中再培养一个细胞周期:,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,理解相关概念,解答有关减数分裂与遗传变异的综合题 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,下图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(),答案,解析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,1.某高等生物基因型为AaBb,经减数分裂能产生四种数量相等的配子。右图为其体内的某个细胞,则() A.该状态下的细胞发生了基因重组 B.与位点上的基因分离体现了分离定律 C.图中基因位点上可能分别是A、b、B、b D.该状态下的细胞含有4个染色体组,其中和所在的染色体组成一个染色体组,答案,解析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.BrdU因能替代T与A配对而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时,不含BrdU的链为深蓝色,含BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养,图ac依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期,染色体上各染色单体的显色情况(阴影表示深蓝色,非阴影表示浅蓝色)。下列说法正确的是() A.1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上 B.图b每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU C.图c中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU D.若再进行分裂,第4次分裂中期则只有1条染色体出现深蓝色,答案,解析,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.下图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中,细胞内每条染色体DNA含量变化(甲曲线)及与之对应的细胞中染色体数目变化(乙曲线)。下列说法错误的是() A.CD与FG对应的时间段,细胞中均含有两个染色体组 B.D点所对应时刻之后,单个细胞中可能不含Y染色体 C.EF所对应的时间段,DNA含量的变化是由于同源染色体的分离 D.BD对应的时间段,可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化,答案,解析,失分误区1,失分误区2,失分误区3,对细胞周期解读不到位 防范策略 (1)细胞周期的判定 只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。 高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期。 发生减数分裂的细胞无细胞周期。,失分误区1,失分误区2,失分误区3,(2)细胞分裂产生的子细胞有三种去向 继续分裂:始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞。 暂不分裂:仍具分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂,如肝脏细胞。 细胞分化:失去分裂能力,分化为其他组织器官细胞,如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞。,失分误区1,失分误区2,失分误区3,防范演练1 下列关于细胞周期的说法,错误的是() A.具有特定形态、结构和功能的成熟细胞没有细胞周期 B.细胞周期是一个与代谢有关的过程,温度越高所需的时间越长 C.细胞的种类不同,细胞周期的时间长短也不相同 D.一个新细胞分裂成两个新细胞所需时间为一个细胞周期,答案,解析,失分误区1,失分误区2,失分误区3,对有丝分裂过程中物质和结构的变化理解不到位 防范策略 (1)在有丝分裂过程中,各个时期始终都有同源染色体存在,但不发生同源染色体配对,也不发生同源染色体分离。 (2)染色单体并非在分裂全过程都存在,它形成于间期,出现于有丝分裂前期、中期和减数第一次分裂全过程及减数第二次分裂前期、中期,消失于有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。 (3)有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果。用秋水仙素抑制纺锤体形成,无纺锤丝牵引的着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。 (4)赤道板不是细胞结构,是一假想的平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。,失分误区1,失分误区2,失分误区3,防范演练2 小鼠体细胞培养过程中,根据每个细胞中核DNA分子的数量,可将小鼠体细胞分为3种类型:甲类核DNA分子数量为4a,乙类核DNA分子数量为2a,丙类核DNA分子数量为2a4a。下列推测错误的是() A.甲类细胞和乙类细胞中都含有同源染色体 B.用药物抑制细胞的DNA复制,乙类细胞比例将增加 C.乙类细胞中可能存在DNA解开双螺旋的现象 D.秋水仙素作用于丙类细胞,能使其染色体数目加倍,答案,解析,失分误区1,失分误区2,失分误区3,对减数分裂的过程理解不透彻 防范策略 (1)同源染色体的大小并非都相同:同源染色体形态、大小一般都相同,但也有大小不相同的,如男性体细胞中X染色体和Y染色体是同源染色体,但X染色体较大,Y染色体较小。 (2)并非所有细胞分裂都存在四分体:同源染色体联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象,有丝分裂过程中同源染色体不进行联会,不存在四分体。 (3)基因的分离与自由组合发生的时间没有先后:减数分裂过程中同源染色体分离,其上的等位基因也分离,与此同时,非同源染色体自由组合,其上的非等位基因也自由组合。,失分误区1,失分误区2,失分误区3,防范演练3 下页左上图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图,、表示染色体片段。下列叙述错误的是() A.图甲细胞处在减数第二次分裂中期,此时不进行核DNA的复制 B.由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换 C.图甲所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离 D.若两图来源于同一个精原细胞,则图乙是由图甲细胞分裂形成的,答案,解析,
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