高考生物大课件：能力提升案5 有丝分裂与减数分裂的比较及减数分裂与可遗传变异的关系

能力提升案5有丝分裂与减数分裂的比较及减数分裂与可遗传变异的关系突破点1减数分裂与有丝分裂的比较知识精讲1分裂图像的辨析时时期期有丝分裂有丝分裂减数第一次减数第一次分裂分裂减数第二次分裂减数第二次分裂前期前期与与中都有中都有 ，主要区别是，主要区别是 中无同中无同源染色体源染色体同源染色体同源染色体中同源染色体联会，形成四分体；中同源染色体联会，形成四分体；中期中期与与的主要区别：的主要区别：中染色体的中染色体的 排列排列在在 ，中染色体的着丝点排列中染色体的着丝点排列在在 ；中中 ，染色体的着丝，染色体的着丝点排列在赤道板上点排列在赤道板上后期后期与与比较：比较：中中 分离，分离，中中 分分离；离；与与比较：比较：中有同源染色体，中有同源染色体，中中 ；与与比较：比较：中中 ，中中 着丝点着丝点赤道板上赤道板上赤道板的两侧赤道板的两侧无同源染色体无同源染色体染色单体染色单体同源染色体同源染色体无同源染色体无同源染色体有染色单体有染色单体无染色单体无染色单体“三看法”判断细胞分裂方式2有丝分裂和减数分裂过程中DNA、染色体变化规律辨析(1)减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型比较与判断图图1(2)判断有丝分裂与减数分裂DNA、染色体数目“三看法”(3)每条染色体DNA含量或染色体 DNA值曲线模型相关解读AB(AB)BC(BC)CD(CD)DE(DE)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(4)染色单体的变化模型图(5)同源染色体“对”数变化曲线分析模型图解读：a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。b减数分裂：减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。(6)“染色体组”数目变化曲线分析模型图解读a有丝分裂：后期因着丝点分裂、染色体组加倍(24)；末期染色体平均分配到子细胞染色体组恢复(42)b减数分裂：减末因同源染色体分开，分别进入两个子细胞染色体组减半(21)；减后因着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，染色体组数目由1变为2。考题示例【示例1】(2011上海单科，28)如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()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中信息相符的是()A所处阶段发生基因自由组合B代表初级精母细胞C代表染色体D中的数量比是2 4 4 1解析分析图示可知：为精原细胞，为初级精母细胞，在减前期、后期可发生基因自由组合。为次级精母细胞，为精细胞，表示染色体，表示染色单体，表示DNA，中，DNA的数量比是2 4 2 1，故A正确。答案A【示例2】(2014南京学情调研)下图1中是某动物细胞分裂的部分时期图像，图2曲线表示该动物细胞分裂时期核DNA和染色体数量变化曲线，请据图回答问题：图图1(1)中属于减数分裂的图像有_(填标号)，中含有染色体、核DNA、染色单体数分别是_。(2)所处的分裂时期是_，该时期含有_个染色体组。(3)曲线A为细胞核内_变化曲线。所处分裂时期对应于图2曲线中的_阶段，该细胞产生的子细胞的名称是_。(4)观察染色体形态和数目的最佳时期是图1中的_(填标号)。中染色体的行为变化是_。解析(1)是有丝分裂后期，是有丝分裂中期，分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期和减数第一次分裂前期。(2)中任一染色体都有4条形态相同的染色体，故有4个染色体组。为减数第二次分裂后期，图中细胞均为均等分裂，故为精子形成过程。(3)形成的子细胞为精细胞。(4)观察染色体数目和形态的最佳时期是有丝分裂中期。减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合。答案(1)4、8、8(2)有丝分裂后期4(3)DNA67精细胞(4)同源染色体的分离(非同源染色体的自由组合)关注染色体和DNA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。如下图所示跟进题组1根据每个细胞中核DNA相对含量的不同，将某高等哺乳动物睾丸中连续增殖的精原细胞归为A、B、C三组，每组细胞数目如图1所示，每条染色体上DNA含量在细胞周期中的变化如图2所示。下列叙述正确的是()A图1表示精原细胞减数分裂时核DNA数量的变化B图1中C组的细胞全部位于图2的乙丙段C用秋水仙素处理图1的细胞群则C组细胞增多D图2中丙丁段形成的原因是同源染色体分离解析选项A错，精原细胞连续增殖方式为有丝分裂，结合图1横坐标所示每个细胞中核DNA相对含量的变化可知，图1表示精原细胞有丝分裂时核DNA相对含量的变化；选项B错，C组中细胞核DNA含量加倍，可以是处于有丝分裂前期、中期或后期的细胞，图2的乙丙段，一条染色体有两个DNA，处于有丝分裂后期的细胞不位于该区段；选项C正确，用秋水仙素处理，细胞中DNA数目加倍，C组细胞增多；选项D错，图2中丙丁段形成的原因是着丝点分裂。答案C2某细胞中染色体数为2N，在如图所示的图象中，属于该细胞有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是()A B C D解析有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体数应为2N，有丝分裂中期含染色单体，而减数第二次分裂后期无染色单体。答案C突破点2减数分裂与可遗传变异的关系知识精讲1减数分裂与基因突变在减数第一次分裂的前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。注意：突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可以发生隐性突变，也可发生显性突变，通过突变产生等位基因。2减数分裂与基因重组(1)在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。(2)在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。3减数分裂与染色体变异在减数分裂过程中，由于一些原因也会出现染色体结构变异和数目变异的配子，可通过配子将这些变异传递给下一代，现分析如下：(1)如图表示减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常产生配子的情况。(2)如图表示减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常产生配子的情况。(3)举例：人类遗传中，性染色体异常病中出现的XXY型、XXX型、XYY型等，原因如下：XYY型成因：只能来自父方，由于减后期着丝点分裂后，两条Y染色体移向同一极，导致产生了YY型精子。考题示例【示例1】(2011山东理综)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生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。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是()2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离性染色体可能在减数第二次分裂时未分离性染色体一定在减数第一次分裂时未分离ABCD解析 基因型为AaXBY的小鼠产生了一个不含性染色体的AA型配子，配子中含AA说明姐妹染色单体没有分离，一定是减数第二次分裂发生异常。配子中没有性染色体，可能是减数第一次分裂时同源染色体没有分开，产生一个不含有性染色体的次级精母细胞；也有可能是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分离，产生的一个配子中不含性染色体。答案A【示例2】母亲色盲，父亲正常，生下一个性染色体为XXY的不色盲儿子，则此染色体变异发生在什么细胞之中；若父亲色盲，母亲正常，则此染色体变异又发生在什么细胞之中？若父亲正常，母亲色盲，生下一个性染色体为XXY的色盲儿子，则此染色体变异又发生在什么细胞之中？下列判断中正确的一组是()A精子、卵细胞、精子或卵细胞B精子、精子或卵细胞、卵细胞C卵细胞、精子、精子或卵细胞D卵细胞、精子或卵细胞、精子解析第一个问题是母亲色盲(XbXb)和父亲正常(XBY)，生下一个不色盲儿子，可知此儿子的基因型必是XBXbY，故染色体变异发生在精子中。第二个问题是父亲色盲(XbY)，母亲正常(XBXB或XBXb)，生下一个不色盲儿子，其基因型可能为XBXBY或XBXbY，故染色体变异发生在精子或卵细胞中。第三个问题是父亲正常(XBY)，母亲色盲(XbXb)，生下一个色盲儿子(XbXbY)，故染色体变异发生在卵细胞中。答案B【示例3】(2014南通一调)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、AbEC图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组D三对基因的遗传遵循自由组合定律解析图示细胞中无同源染色体，且均等分裂，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组。因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变。正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE。A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。答案答案B(1)异常精卵成因确认异常精细胞或卵细胞产生原因的判断，常以精细胞或卵细胞中有无同源染色体为依据：若存在同源染色体，则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离的结果；若无同源染色体，但存在相同的基因(或染色体)，则是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离的结果。(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)作用时期间期亲代基因型AA若出现Aa情况生殖细胞配子中出现一条染色体颜色有两种，例：绝大多数白色，只在局部带一小段黑色作用时期减前期无前面任何提示，可两种情况同时考虑跟进题组1一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了一个基因型为AAaXb 的精子，则另外三个精子的基因型分别是()AaXb，Y，Y BXb，aY，YCAXb，aY，Y DAAaXb，Y，Y 解析由产生的基因型为AAaXb的精子可知减数分裂过程中一对性染色体正常分离，分离不正常的是常染色体(具有3条同源染色体)，说明减数第一次分裂过程中，等位基因A和a所在的同源染色体没有分离，且与X染色体自由组合，形成了AAaaXbXb和YY两种基因型的次级精母细胞；依题意可知次级精母细胞AAaaXbXb分裂后产生了一个基因型为AAaXb的精子，则同时形成的另一个精子的基因型为aXb，由另一个次级精母细胞YY分裂形成的两个精子的基因型是Y、Y，不可能是aY。答案A2(2014安徽蚌埠二模，3)如图为某高等生物细胞不同分z裂时期的模式图，、表示染色体片段。下列叙述不正确的是()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，则图乙是图甲细胞分裂形成的解析图甲细胞无同源染色体，存在姐妹染色单体，且着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期，不再进行DNA复制，A正确；由甲图中片段和乙图中片段颜色可知，分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换，B正确；发生交叉互换后，减数第二次分裂后期可能会发生等位基因分离，C正确；由染色体的颜色可知，图乙细胞不是由图甲细胞分裂形成的，D错误。答案D3某研究性学习小组对猪产生配子时的细胞减数分裂过程进行了研究，并绘制了相关图示。请据图回答下列问题。(1)图1过程表明，通过减数分裂，染色体数目_。减数第一次分裂后期染色体的行为特点是_。(2)图2显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分裂 情 况，产 生 异 常 配 子 的 原 因 可 能 是_。(3)如果图3表示卵原细胞，该卵原细胞经图4形成基因型为AB的卵细胞，则其形成的第二极体的基因型是_。解析(1)图1表示正常减数分裂的亲代细胞及其产生配子过程中染色体的行为变化。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半。减数第一次分裂后期染色体的行为变化主要是同源染色体分离、非同源染色体自由组合，这是基因分离定律和自由组合定律的基础。(2)由图2可知，配子中存在同源染色体，所以只可能是减数第一次分裂后期出现了差错，同源染色体未分离而是移向了细胞同一极，导致出现了异常配子。(3)如果形成基因型为AB的卵细胞，则说明在图4时期发生了交叉互换，形成的第二极体的基因型是Ab、ab、aB。答案(1)减半同源染色体分离、非同源染色体自由组合(2)减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，而是移向细胞同一极(3)Ab、ab、aB