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知识一 减数分裂的概念与过程 1.减数分裂的概念,2.减数分裂过程的特点及图像(以哺乳动物精原细胞为例),1.判断有关减数分裂叙述的正误。 (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。(2012四川 理综,1C)() (2)减数第一次分裂前期,细胞的染色体数是体细胞的2倍。(2013江苏单科, 8B)() (3)染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前。(2010江苏单科,21C 改编)() (4)减后期,同源染色体分离并进入不同的子细胞,故减数第二次分裂过程,中无同源染色体。 () (5)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。 () (6)减前期同源染色体间可发生基因重组。(2014安徽理综,4A)(),2.以下为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。按分裂时期 的先后排序,正确的是 ( ) A. B. C. D.,答案 B 图为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),图为减数第一次分裂中期(同源染色体排列在赤道板两侧),图 为减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离,图为减数第二次分裂的中 期(无同源染色体,染色体的着丝点排列在赤道板上)。按分裂的先后排序 为。,3.下列各图所示细胞均来自同一生物体,有关叙述正确的是 ( ) A.属于有丝分裂过程的图是 B.细胞的形成过程: C.图和图可能来自于同一个初级精母细胞 D.图中都具有同源染色体 答案 C 图中6个细胞来自同一个生物体,发生联会现象,为四分体时 期,染色体2N=4,由此推断出此生物为二倍体。对于二倍体生物而言,若细,胞中有同源染色体的特殊行为,如联会、交叉互换、同源染色体分离或是 无同源染色体,即为减数分裂。图中肯定为减数分裂细胞,肯定 为有丝分裂细胞,而可能为减数分裂或有丝分裂细胞;细胞的形成过 程:;根据染色体的形态和减数分裂中同源染色体分离而非同源 染色体自由组合的特点可判断图和图可能来自同一个初级精母细胞; 图中无同源染色体。,知识二 配子的形成与受精作用 一、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 。 二、受精作用 1.概念:指精子和卵细胞相互识别、融合为 受精卵 的过程。,2.过程 细胞膜融合 精子的 头部 进入卵细胞( 尾部 留在外面) 卵细胞的 细胞膜 发生复杂生理反应,阻止其他精子再进入 精子和卵细胞的 细胞核 相互融合 受精卵,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.判断有关配子形成叙述的正误。 (1)卵细胞形成过程中,细胞质都是均等分裂的。 () (2)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。 () (3)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。 () (4)受精作用的实质是细胞融合,关键是精子核和卵细胞核的融合。 () (5)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。(2010江苏 单科,21D)(),(6)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。 (),2.基因型为AaBb(两对等位基因位于两对同源染色体上)的一个精原细胞 经减数分裂形成的精细胞种类有 ( ) A.1种 B.2种 C.4种 D.8种 答案 B 正常情况下,一个基因型为AaBb的精原细胞通过减数分裂只 能形成4个两两相同的精细胞。但若一个基因型为AaBb的个体产生的精 细胞种类就应是4种。,3.人类精子形成过程中,下列说法不正确的是 ( ) A.细胞中染色单体数最多可达92条 B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223 答案 D 染色体复制之后每条染色体上有两条姐妹染色单体,这时细胞 中染色单体数为462=92(条),A正确;当发生基因突变或交叉互换时,姐妹 染色单体所携带的遗传信息可能会不同,B正确;同源染色体上的非姐妹染 色单体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期,而同源染色体分离发生在 减数第一次分裂后期,C正确;一个精原细胞经减数分裂能产生4个精子,两,两相同,D错误。,4.下列关于受精作用的叙述错误的是 ( ) A.受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面 B.一旦卵细胞与一个精子结合后,卵细胞膜便会发生变化,以阻止其他精子 再进入 C.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方;受精卵中的DNA也同样 是一半来自父方,一半来自母方 D.受精前的卵细胞代谢较慢,受精后的卵细胞十分活跃 答案 C 受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,但受精卵中 的DNA不是一半来自父方,一半来自母方,因为细胞质DNA几乎全部来自 于母方。,突破一 减数分裂与有丝分裂 1.减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与DNA数量变化 (1)模型:,(2)判断方法:,2.每条染色体中的DNA含量曲线分析,如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:,1.有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的图像识别,2.细胞分裂方式的判断 (1)“三看法”识别细胞分裂方式,(2)根据染色体形态和行为判断 染色体相对散乱, 排列在纺锤体中央前 期 染色体着 丝点排列 在赤道板上中 期,染色体 移向两极后 期 典例1 某研究小组从某二倍体动物的组织中提取一些细胞,测定细胞中 染色体数目(无变异发生),将这些细胞分为三组,每组的细胞数统计如甲图, 乙图是取自该组织中的一个细胞。对图中所示结果分析正确的是 ( ),A.该组织可能来自卵巢,乙细胞属于B组 B.若用一定浓度的秋水仙素溶液处理A组细胞,可以使B组细胞数增加,C.B组细胞中有进行减数分裂的细胞 D.C组中有一部分细胞可能正在发生同源染色体的分离 解题关键 解析 据乙图处于减数第一次分裂后期,细胞质是均分的可知该细胞是 初级精母细胞,则该组织来源于精巢,A错;用秋水仙素溶液处理间期植物细 胞,才可以使细胞染色体数增加,B错;B组细胞染色体数是2N,而减数第一次 分裂的细胞DNA虽然已经复制但染色体数目没变,仅根据染色体数是2N则 B组细胞中可能有进行减数分裂的细胞,C正确;C组中细胞染色体数是4N,这些细胞应处于有丝分裂的后期,而有丝分裂过程中没有同源染色体的分 离,D错。 答案 C,1-1 如图表示某种动物细胞在生命活动中染色体的数目变化,据图判断, 发生着丝点分裂的区段有 ( ),A.AB和KL B.DE和JK,C.HI和JK D.DE和KL 答案 B 解析 根据题图中染色体数量变化曲线可知,细胞先后发生减数分裂、 受精作用和有丝分裂。着丝点分裂会导致染色体数目加倍,如减数分裂的 DE段和有丝分裂的JK段,HI段染色体数目加倍的原因是发生受精 作用。,1-2 下面A图表示动物精巢内所看到的体细胞分裂及其精子形成过程中 染色体、染色单体、DNA数量的变化图,B图表示在上述两种细胞分裂过 程的不同时期染色体变化模式图。B图所示与A图所示不对应的是 ( ),A图 B图 A.a B.b C.c D.d 答案 D 解析 a代表有丝分裂中期,对应,A正确;b代表减数第二次分裂中期,对 应,B正确;c代表减数第一次分裂后期,对应,C正确;d代表减数第二次分,裂后期,对应,D错误。,1-3 下图A、B是某种雌性动物细胞分裂示意图,C表示该动物细胞分裂时 期核DNA数量变化情况,请据图回答问题。,(1)A细胞中含有 个DNA分子。 (2)B细胞中染色体上基因B与基因b的分离发生在C图的 阶段。 (3)若图B细胞分裂完成后形成了基因型为ABb的子细胞,其可能的原因是 。(必须说明时期和具体染色体的行为才行),(4)D图坐标中染色体数与核DNA数之比y1和y2依次为 、 , 并在D图坐标中画出该动物细胞正常减数分裂过程中“染色体数与核 DNA数之比”变化曲线。 (5)画出该生物体形成AB的配子的减数第二次分裂后期示意图。(只要求 画出与AB形成有关的细胞图) 答案 (1)8 (2)fg (3)减数第一次分裂后期同源染色体和没有分 离或减数第二次分裂后期染色体上姐妹染色单体分开后没有移向细胞 两极 (4)1 1/2 曲线如下图甲所示,甲 (5)如下图乙所示,乙 解析 A图中含有8个DNA分子,B细胞中姐妹染色单体的分离发生在C图 的fg阶段;图B细胞形成了基因型为ABb的子细胞其可能的原因是减数第 一次分裂后期同源染色体和没有分离或者是减数第二次分裂后期染 色体上姐妹染色单体分开后没有移向细胞两极;当有染色单体存在时染 色体数和核DNA数的比值是1/2,当没有染色单体时,染色体数和核DNA数 的比值是1,所以D图坐标中染色体数与核DNA数之比y1和y2依次为1、1/2; 画图时需注意减数第二次分裂后期没有同源染色体。,突破二 配子多样性和减数分裂异常 1.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。 (3)具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换),2.根据染色体组成判断配子来源的方法 两精细胞染 色体完全相同 同一次级 精母细胞 同为同一次 两精细胞染 色体“互补” 同一初级精母细 胞分裂产生的两 个次级精母细胞 补为 同一初,两精细胞染色体有 的相同,有的互补 同一个体的不 同精原细胞 同、补 同一体 3.细胞分裂异常产生的子细胞分析 (1)有丝分裂异常,(2)减分裂A、a所在同源染色体未分离或X、Y未分离 (3)减分裂A、a所在姐妹染色单体未分开或X染色单体未分开,典例2 图甲是某生物的一个精细胞,根据染色体的类型和数目,判断图乙 中与其来自同一个精原细胞的有 ( ) A. B. C. D. 解题关键,图甲染色体上有 交叉互换片段 解析 减数第一次分裂的特点:同源染色体分离;减数第二次分裂的特点, 次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子 染色体分别进入两个精细胞中,所以由同一精原细胞最终分裂形成的精细 胞中,染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体 特点分析,图与图甲的染色体组成互补,图与图甲的染色体组成基本相 同,由此可判断出与图甲精细胞来自同一个精原细胞。 答案 C,2-1 从某动物的睾丸中取出的两个精细胞,其染色体组成如图所示。如果 不考虑染色体交叉互换,关于这两个精细胞来源的猜测,错误的是 ( ) A.可能来自一个精原细胞 B.可能来自一个初级精母细胞 C.可能来自两个初级精母细胞 D.可能来自一个次级精母细胞,答案 D 解析 由于两图中染色体组成恰好“互补”,因此它们不可能来自于同 一个次级精母细胞。,2-2 下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是 ( ),答案 C 解析 基因型DD的个体产生基因型为D、d的配子,原因是基因突变,其,发生时期为细胞分裂的间期,A错误;基因型AaBb的个体产生基因型为 AaB、AaB、b、b的配子,等位基因A、a没分离,原因是减后期同源染色 体没分离,B错误;基因型XaY的个体产生基因型为XaY、XaY的配子,等位基 因没分离,原因是减后期同源染色体没分离,C正确;基因型为AaXBXb的个 体产生基因型为AAXBXb、XBXb、a、a的配子,等位基因B、b没分离且AA 移向了一极,原因是减后期同源染色体没分离,且减后期姐妹染色单体 分离时出错,D错误。,2-3 从某动物的精巢中取出四个精子,经测定其基因型分别为AB、Ab、 aB、ab,若不考虑交叉互换与基因突变,下列说法不正确的是 ( ) A.这四个精子至少来自两个初级精母细胞 B.这四个精子可能来自同一个精原细胞 C.AB、ab不可能来自同一个次级精母细胞 D.AB、Ab不可能来自同一个初级精母细胞 答案 B 解析 一个精原细胞产生的配子种类是2种,AB、Ab、aB、ab 4个精子 属于4种类型精子,A正确,B错误。次级精母细胞在进行减数第二次分裂时, 着丝点分裂,复制形成的DNA进入两个子细胞,所以两个子细胞的基因型相,同,C正确。在初级精母细胞进行减数第一次分裂时,同源染色体分离,非同 源染色体自由组合,A要么和B组合,要么和b组合,不可能既和B组合,又和b 组合,D正确。,突破三 实验 观察细胞的减数分裂 1.实验材料的选取 宜选用雄性个体生殖器官,其原因为: (1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。 (2)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,才继续完成减 分裂。 2.实验流程,(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程): 解离漂洗染色压片 (2)显微观察: 低倍镜 观察在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别初级精母细 胞、次级精母细胞和精细胞 高倍镜 观察先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次 分裂中期、后期的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数 目,绘图根据观察结果,尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图 特别提醒 精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以 观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。,典例3 为了观察减数分裂各时期特点,实验材料选择恰当的是 ( ) 蚕豆的雄蕊 桃花的雌蕊 蝗虫的精巢 小鼠的卵巢 A. B. C. D. 解题关键 解析 雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数 量,根据这个角度选。另外,观察减数分裂,要选择分裂旺盛的生殖器 官。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,才继续完成减,分裂。 答案 C,3-1 若要观察细胞内的四分体,可选用的材料是 ( ) A.马蛔虫的受精卵 B.花芽 C.小鼠的卵巢 D.蛙的红细胞 答案 C 解析 马蛔虫的受精卵将发育成完整个体,进行的是有丝分裂;花芽发育 成花进行的分裂为有丝分裂;蛙的红细胞进行无丝分裂;只有卵巢里的卵原 细胞进行减数分裂形成配子,能形成四分体。,3-2 小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。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 作实验材料。 (2)制片:取少量组织低渗处理后,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 。 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 (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 (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)小鼠睾丸中既存在有丝分裂,也存在减数分裂。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。,一、染色体、染色单体、同源染色体、非同源染色体和四分体辨析,1.染色体与染色单体:分裂间期完成染色体的复制,复制的结果是每条染色 体都含有两条完全一样的姐妹染色单体。这两条姐妹染色单体连接在同 一个着丝点上,由于一个着丝点表示一条染色体,所以一条染色单体不等于 一条染色体。如图中的1为一条染色体,1中的a与a为两条姐妹染色单体。,2.同源染色体:同源染色体是指形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条 来自母方,且在减数分裂过程中能两两配对(联会)的一对染色体。如图中 的1和2为一对同源染色体,3和4为一对同源染色体。,3.非同源染色体:形状、大小不同,且在减数分裂过程中不联会的染色体叫 非同源染色体。如图中有四对非同源染色体,它们是1和3,1和4,2和3,2和 4。,4.四分体:在减数第一次分裂过程中,由于同源染色体的联会,使得每对同源 染色体中含有四条染色单体,这时的一对同源染色体又叫一个四分体,即同 源染色体对数=四分体个数。图中有两个四分体,1和2为一个四分体,由a、 a、b、b四条染色单体组成;3和4为一个四分体,由c、c、d、d四条染色单 体组成。 此外,在体细胞内也有同源染色体,但在体细胞有丝分裂过程中不出现同源 染色体的联会现象。 例1 关于图示的叙述中,不正确的是 ( ),A.因为细胞中有中心体,所以可以断定该细胞很可能为动物细胞 B.是一条染色体,包含两条染色单体和,两条染色单体由一个着丝点 相连 C.细胞中有两对同源染色体,即和为一对同源染色体,和为另一对,同源染色体 D.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体 解析 图中细胞无细胞壁,有中心体,可判定为动物细胞。和为一 对同源染色体,和也为一对同源染色体。该图中每条染色体均包含两 条姐妹染色单体,且染色体的着丝点均位于赤道板,表示处于减数第一次分 裂中期;在减数第一次分裂后期时,同源染色体分离,移向同一极的染色体 均不含同源染色体。 答案 D 二、细胞分裂过程中的遗传变异分析,1.减数分裂与遗传规律,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过程中,都有遗传物质的复制,受生物体 内或体外各种因素的干扰,都可导致DNA复制过程中发生差错,从而发生基 因突变。 (2)基因重组:发生于减四分体时期和减后期,即同源染色体的非姐妹 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 (4)原核细胞的变异:原核生物的变异类型只有基因突变,不存在真正意义,上的染色体,自然也没有基因重组和染色体变异。 例2 如图是某动物细胞有丝分裂过程中的某一分裂时期示意图。据图 推断正确的是 ( ) A.该时期细胞核糖体功能最为活跃 B.此时细胞中有四个中心粒 C.该图反映细胞进行基因重组,D.只要不发生基因突变,就可判断4上相应位置的基因是B 解析 该细胞着丝点排列在赤道板上,有同源染色体,可判断为有丝分裂 中期。在有丝分裂间期进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,核糖体 功能最活跃,A错误;在间期进行中心体的复制,而每个中心体由两个相互垂 直的中心粒构成,故分裂中期细胞中有四个中心粒,B正确;基因重组发生在 减数分裂过程中,C错误;2和4为同源染色体,其上存在等位基因或相同基 因,所以4上相应位置的基因可能是B或b,D错误。 答案 B 三、变异条件下产生配子的种类分析,例3 基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的一个初级精母细胞,在减数分 裂过程中出现基因突变,使其中一条染色单体上的A突变为a,该细胞以后减 数分裂正常进行,则其可产生多少种配子 ( ),A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 解析 减数分裂时,同源染色体分离,等位基因分离,非同源染色体自由组 合,其上的非等位基因自由组合。基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的一 个初级精母细胞,减数分裂 后形成两种配子AB、ab或者Ab、aB。如果出现基因突变,一条染色单体 上的A突变为a,则可以产生三种配子AB、aB、ab或者Ab、ab、aB。C正 确。 答案 C,
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