生物總第六章 遺傳的細胞學基礎

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1、u考點16 減數(shù)分裂和受精作用u專題4 細胞分裂的綜合分析第六章 遺傳的細胞學基礎u考點16 減數(shù)分裂和受精作用l 高考考法突破l 應試基礎必備考法1 精子和卵細胞形成過程與結果的分析和比較考法2 有關動物受精作用的考查考法3 細胞分裂過程中細胞圖像、物質變化分析考法4 （實驗）觀察細胞的減數(shù)分裂(1)適用范圍：進行有性生殖的生物(2)分裂發(fā)生的場所：精子形成在睪丸，卵細胞形成在卵巢(3)分裂特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次(4)分裂結果：生殖細胞中染色體數(shù)目是原始生殖細胞中的一半l 應試基礎必備 1 1減數(shù)分裂的概念減數(shù)分裂的概念 2 2減數(shù)分裂的過程減數(shù)分裂的過程( (以精子的形成為

2、例以精子的形成為例) )(1)受精作用：指精子和卵細胞融合為受精卵的過程。實質：精子的核與卵細胞的核融合成一個核。結果：受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方。(2)減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的 3 3受精作用受精作用 考法考法1 1 精子和卵細胞形成過程與結果的分析和比較精子和卵細胞形成過程與結果的分析和比較1 1精子與卵細胞形成過程的比較精子與卵細胞形成過程的比較l高考考法突破 2. 分裂過程中相關染色體的辨析（1）同源染色體和姐妹染色單體辨識同源染色體關鍵看三點：來源（一條來自父方，一條來自母方）、形態(tài)

3、和大小（一般相同）、能否聯(lián)會配對。如圖中的1和2是一對同源染色體，3和4是另一對同源染色體；1和3、1和4、2和3、2和4分別是非同源染色體。注意：同源染色體也有大小不同的，如男性體細胞中的X染色體和Y染色體，X染色體較大，Y染色體較小。大小相同的染色體不一定是同源染色體，如著絲點分裂后形成的兩條染色體是相同染色體。在有絲分裂過程中，有同源染色體存在，但不發(fā)生聯(lián)會。（2）同源染色體與四分體四分體是同源染色體的特殊存在形式，在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會后的一對同源染色體含有4條染色單體稱為四分體。1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈。（3）交叉互換四分體

4、中的非姐妹染色單體之間互換一部分片段的現(xiàn)象叫交叉互換。它屬于基因重組。如圖所示，為染色單體，與或與分別為姐妹染色單體，與、與或與、與分別為非姐妹染色單體。圖中，非姐妹染色單體與之間發(fā)生了交叉互換。 3. 3. 配子產(chǎn)生情況的分析配子產(chǎn)生情況的分析（1）配子種類的判斷1個含有n對等位基因的精原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成4個精子，2種類型。1個含有n對等位基因的卵原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成1個卵細胞，1種類型。1個含n對同源染色體的生物體，經(jīng)過減數(shù)分裂能形成2n種精子或卵細胞。若考慮交叉互換，則一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生4個基因組成各不相同的精子。卵原細胞能產(chǎn)生1個卵細胞，有4中可能的基因

5、組成。若考慮交叉互換，則一個雄性或雌性個體能產(chǎn)生遠多于2n種精子或卵細胞，n為同源染色體對數(shù)。注意：在分析正常情況下產(chǎn)生的配子種類時應特別注意研究對象是“一個個體”還是“一個性原細胞”。若兩個精細胞中染色體完全相同，則它們可能來自于同一個次級精母細胞若兩個精細胞中染色體恰好“互補”，則它們可能來自于同一個初級精母細胞分裂產(chǎn)生的兩個次級精母細胞 若兩個精細胞中的染色體有的相同，有的互補，只能判定可能來自同一生物不同精原細胞的減數(shù)分裂過程（2）配子來源的判斷【解析】精子和卵細胞都是減數(shù)分裂產(chǎn)生的，減數(shù)分裂過程中都出現(xiàn)聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非同源染色體自由組合現(xiàn)象，A正確；二者所含核遺傳物質

6、均是正常體細胞的一半，B錯誤；精子和卵細胞形成過程中不同的地方除了精子需變形而卵細胞不需要變形外，還有細胞質是否均分等，C錯誤；1個精原細胞產(chǎn)生4個精子，1個卵原細胞產(chǎn)生1個卵細胞，故形成100個受精卵，至少需要25個精原細胞和100個卵原細胞，D錯誤。 海南文昌中學2016期中下列有關精子和卵細胞形成的說法，正確的是( )A二者形成過程中都出現(xiàn)聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非同源染色體自由組合現(xiàn)象B二者形成過程中都有染色體的復制和均分，二者所含遺傳物質均是正常體細胞的一半C精子和卵細胞形成過程中不同的地方是精子需變形，卵細胞不需要變形，其余完全相同D形成100個受精卵，至少需要100個精原細

7、胞和100個卵原細胞例例A 1. 1. 精子與卵細胞形成過程圖像的辨析精子與卵細胞形成過程圖像的辨析 考法考法2 2減數(shù)分裂過程中細胞圖像、物質變化分析。減數(shù)分裂過程中細胞圖像、物質變化分析。2. 2.減數(shù)分裂中一個細胞內染色體和核減數(shù)分裂中一個細胞內染色體和核DNADNA數(shù)量變化曲線數(shù)量變化曲線(1)核DNA數(shù)目變化減數(shù)第一次分裂前的間期核DNA因復制而加倍（2C4C）。減數(shù)第一次分裂結束因同源染色體分離而使細胞中核DNA減半（4C2C）。減數(shù)第二次分裂結束因著絲點分裂姐妹染色單體分開，平分到兩個子細胞中，核DNA數(shù)目再減半（2CC）。（2）染色體數(shù)目變化減數(shù)第一次分裂結束時，因同源染色體分

8、離而使子細胞中染色體數(shù)目減半(2nn)。減數(shù)第二次分裂結束時，因著絲點分裂而使細胞內染色體數(shù)暫時加倍，隨后又分配到兩個子細胞中，最終使子細胞中染色體數(shù)目比正常細胞減少一半（n2nn）。（3）染色體DNA變化規(guī)律及原因（4）柱形圖分析減數(shù)分裂（以精子的形成過程為例）由圖可以看出，在精原細胞DNA復制之前、減后期及精原細胞中，染色體數(shù)均等于核DNA分子數(shù)，但前兩個時期染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)與正常體細胞中相同，而精細胞中均為體細胞中的一半。精原細胞DNA復制之前，減后期這兩個時期染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)都相同，但是染色體類型不同，精原細胞DNA復制之前存在同源染色體，而減后期沒有同源染色體 例例D

9、 課標全國理綜20171，6分已知某種細胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數(shù)分裂過程中可能產(chǎn)生的細胞。其中表示錯誤的是( )【解析】因為兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，所以在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個不同的配子中，而位于非同源染色體上的非等位基因可以自由組合。因此本題的A、B、C項正確，D項所示的子細胞中同源染色體上的等位基因沒有分開分別進入不同的子細胞中，所以D項錯誤。 考法考法3 3 有關動物受精作用的考查有關動物受精作用的考查受精卵細胞核中的遺傳物質從雙親各獲得一半的DNA；受精

10、卵的細胞質中，如線粒體中也含有DNA，幾乎全部來自母本，因此受精卵中的遺傳物質并非從雙親各獲得一半的DNA，而是從母本獲得的多一些。（1）配子的多樣性：一是減前期同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換；二是減后期非同源染色體之間的自由組合（2）受精時精子和卵細胞結合具有隨機性：含不同遺傳物質的精子和卵細胞的隨機結合，也是后代多樣性的原因之一。1. 1.有性生殖后代多樣性的原因有性生殖后代多樣性的原因2. 2.細胞質和細胞核中遺傳物質來源的區(qū)別細胞質和細胞核中遺傳物質來源的區(qū)別B 經(jīng)典高考題下列關于高等哺乳動物受精的敘述，不正確的是（）例例A絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性B受精的實質是精

11、子進入卵細胞中C受精時精子和卵細胞的結合是自由的、隨機的D減數(shù)分裂和受精作用能夠維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異有重要意義【解析】同種動物精子、卵細胞表面存在的特異性受體蛋白決定了只有同種動物精卵才能結合，A正確；受精的實質是精子和卵細胞的細胞核相融合，并非指精子進入卵細胞中，B錯誤；受精時精子和卵細胞的結合是自由的、隨機的，C正確；減數(shù)分裂和受精作用能夠維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異有重要意義，D正確。 考法考法4 4 （實驗）觀察細胞的減數(shù)分裂（實驗）觀察細胞的減數(shù)分裂實驗原理：減數(shù)分裂過程中細胞中的染色體形態(tài)、位置、數(shù)目都

12、在不斷地發(fā)生著變化，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。1. 1.實驗原理及流程實驗原理及流程實驗流程：（1）裝片制作（同觀察細胞有絲分裂實驗的制作過程，解離漂洗 染色 制片）（2）顯微觀察宜選用雄性個體生殖器官，其原因為：(1)雄性個體產(chǎn)生精子數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞數(shù)。(2)在動物卵巢內的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅是初級卵母細胞或次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才繼續(xù)完成減數(shù)分裂。2. 2.實驗材料的選取實驗材料的選取 例例 江蘇生物201730,8分某研究小組以同一品種芹菜根尖和花粉母細胞為材料，開展芹菜染色體核型分析實驗。圖1、圖2是從兩種材料的30個顯微圖像

13、中選出的兩個典型圖像。請回答下列問題：（1）將剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8-羥基喹啉溶液中處理，以提高根尖細胞中有絲分裂的_期細胞的比例，便于染色體觀察、計數(shù)。（2）實驗中用纖維素酶和果膠酶混合液分別處理根尖、花粉母細胞，目的是_。（3）圖1是_細胞的染色體，判斷的主要依據(jù)是_。再用低濃度的KCl處理一段時間，使細胞適度膨脹，便于細胞內的_更好地分散，但處理時間不能過長，以防細胞_。（4）分析根尖細胞染色體核型時，需將圖像中的_進行人工配對；根據(jù)圖1、圖2能確定該品種細胞中未發(fā)生的變異類型有_（填下列序號）基因突變單體基因重組三體【解析】圖1存在同源染色體聯(lián)會，則代表花粉母細胞的減數(shù)

14、分裂；圖2中染色體行為互不干擾，屬于芹菜根尖細胞的有絲分裂。（1）在有絲分裂中期，染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上，形態(tài)固定，數(shù)目清晰，是染色體觀察、計數(shù)的最佳時期，故應提高有絲分裂中期細胞的比例。（2）實驗中用纖維素酶和果膠酶混合液分別處理根尖和花粉母細胞，目的是去除細胞壁（使細胞分離），再用低濃度的KCl處理一段時間，使細胞適度膨脹，便于細胞內的染色體更好地分散，但處理時間不能過長，以防細胞吸水漲破。（3）圖1中存在同源染色體聯(lián)會，表示花粉母細胞的減數(shù)分裂。（4）分析根尖細胞染色體核型時，需將圖像中的同源染色體進行人工配對。基因突變和基因重組均無法用顯微鏡觀察，根據(jù)圖1、圖2能確定該

15、品種細胞中未發(fā)生的變異類型有單體和三體?！敬鸢浮浚?）中（2）去除細胞壁（使細胞分離）染色體吸水漲破（3）花粉母同源染色體聯(lián)會（4）同源染色體u專題專題4 4 細胞分裂的綜合分析細胞分裂的綜合分析l 高考考法突破考法5 有絲分裂和減數(shù)分裂的綜合比較考法6 細胞分裂過程中的遺傳變異分析 考法考法5 5 有絲分裂和減數(shù)分裂的綜合比較有絲分裂和減數(shù)分裂的綜合比較1. 1.有絲分裂與減數(shù)分裂過程曲線圖的比較有絲分裂與減數(shù)分裂過程曲線圖的比較l 高考考法突破高考考法突破（1）有絲分裂與減數(shù)分裂過程比較。（2）細胞中的DNA和染色體的數(shù)量變化分析曲線圖的判斷方法：（2）染色體中DNA含量變化分析如圖所示曲

16、線既適用于減數(shù)分裂，也適用于有絲分裂，相關分析如下：每條染色體中DNA含量變化分析（如甲圖）染色體與核DNA數(shù)目比的變化分析（如乙圖）染色體與核DNA數(shù)目比在細胞分裂不同時期有兩種情況：一種情況是復制之前及著絲點分裂之后，染色體和核DNA是11的關系，另一種情況是復制之后染色體以姐妹染色單體形式存在，染色體和核DNA是12的關系。（4）同源染色體對數(shù)的變化（以二倍體生物為例）有絲分裂中體細胞中含有n對同源染色體，后期著絲點分裂染色體數(shù)目加倍，同源染色體由n對加倍成2n對，分裂結束后，子細胞中同源染色體仍然為n對。 減數(shù)分裂：減過程中，染色同源染色體為n對，減后期同源染色體分開，分別進入兩個子細

17、胞中，次級精母細胞及生殖細胞或極體中不含同源染色體。（5）染色體組數(shù)目變化（以二倍體生物為例）有絲分裂，在有絲分裂間期，前期和中期染色體組數(shù)為2，有絲分裂后期著絲點一分為二，染色體組數(shù)加倍，有絲分裂末期由于染色體平均分配到兩個子細胞中，染色體數(shù)目恢復（42）減數(shù)分裂，在減前的間期，以及減的前、中、后期，細胞中存在同源染色體，染色體組數(shù)為2，減末期因同源染色體分別進入兩個子細胞中，染色體組數(shù)減半（2 1），減后期因著絲點分裂，染色體組數(shù)暫時加倍 （1 2），減末期因染色體平均分配到子細胞中染色體組數(shù)目減半（2 1）。2. 2.有絲分裂和減數(shù)分裂各時期圖像的比較和判斷有絲分裂和減數(shù)分裂各時期圖像的

18、比較和判斷( (以二倍體動物為例以二倍體動物為例) )（1）“三看法”識別細胞分裂方式（2）結合細胞質的分裂情況判斷減數(shù)分裂的細胞類型【解析】該生物的體細胞中有4條染色體，該細胞中有8條染色體，后者是前者的兩倍，說明該細胞處于有絲分裂后期，A錯誤；染色體和是同源染色體，其上有相同基因或等位基因，染色體有基因A，則上有基因A或a，B正確；染色體和是同源染色體，但二者形態(tài)不同，則和為X或Y染色體，若表示X染色體，則表示Y染色體，C正確；有絲分裂產(chǎn)生的子細胞與親代細胞相同，含有2對同源染色體，D正確。 江蘇生物201716，2分假如下圖是某生物體（2n=4）正常的細胞分裂示意圖，下列有關敘述錯誤的是

19、( )例例AA.該細胞處于減數(shù)第二次分裂后期B.若染色體有基因A，則有基因A或aC.若圖中的表示X染色體，則表示Y染色體D.該細胞產(chǎn)生的子細胞中有2 對同源染色體 考法考法6 6 細胞分裂過程中的遺傳變異分析細胞分裂過程中的遺傳變異分析1. 1.減數(shù)分裂異常產(chǎn)生的配子情況分析減數(shù)分裂異常產(chǎn)生的配子情況分析（1）減數(shù)第一次分裂異常情況分析（2）減數(shù)第二次分裂異常情況分析(1)若配子中出現(xiàn)Aa或XY在一起，則減數(shù)第一次分裂異常(2)若配子中Aa分開，XY分開，出現(xiàn)兩個AA/aa或兩個XX/YY則是減數(shù)第二次分裂異常(3)若配子中無性染色體或無A和a，則既可能是減數(shù)第一次分裂異常也可能是減數(shù)第二次分

20、裂異常2 2基本型為基本型為AaXAaXB BY Y的親代產(chǎn)生配子時發(fā)生異常的原因分析的親代產(chǎn)生配子時發(fā)生異常的原因分析（1）基因突變：任何方式的細胞分裂過程中，都有遺傳物質的復制，受生物體內或體外各種因素的干擾，都可導致DNA復制過程中發(fā)生差錯，從而發(fā)生基因突變，如無絲分裂、有絲分裂。（2）基因重組：發(fā)生于減數(shù)第一次分裂四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期，即同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換和非同源染色體上非等位基因的自由組合，如減數(shù)分裂。（3）染色體變異（如有絲分裂和減數(shù)分裂）染色體數(shù)目變異：染色體組成倍地增加或減少（單倍體、多倍體等）和個別染色體的增加或減少。染色體結構變異：主要包括缺

21、失、重復、倒位和易位。（4）原核細胞的變異：自然條件下，原核生物的變異類型只有基因突變，不存在真正意義上的染色體，沒有基因重組和染色體變異。3 3細胞分裂與可遺傳變異細胞分裂與可遺傳變異 例例天津理綜20174,6分基因型為AaBbDd的二倍體生物，其體內某精原細胞減數(shù)分裂時同源染色體變化如圖所示，敘述正確的是()A.三對等位基因的分離均發(fā)生在次級精母細胞中B.該細胞能產(chǎn)生AbD、ABD、abd、aBd四種精子C.B(b)與D(d)間發(fā)生重組，遵循基因自由組合定律D.非姐妹染色單體發(fā)生交換導致了染色體結構變異【解析】由題意可知，交叉互換的發(fā)生導致基因B與b互換，因此B與b分離既可以發(fā)生在初級精母細胞中（減后期），也可以發(fā)生在次級精母細胞中（減后期），而A和a、D和d的分離均發(fā)生在初級精母細胞中（減后期），A錯誤；綜合減數(shù)分裂的過程及分離定律可知，該細胞減數(shù)分裂結束時，沒有發(fā)生過互換的兩條染色體分別含基因AbD、aBd, 發(fā)生過互換的兩條染色體分別含基因ABD、abd，所以最終該細胞能產(chǎn)生AbD、aBd、ABD、abd四種精子，B正確；交叉互換導致B（b）與D（d）間的基因重組發(fā)生在一對同源染色體內，不遵循基因的自由組合定律，C錯誤；同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交換，只是導致基因重組，染色體結構并沒有發(fā)生改變，D錯誤。B敬請期待下一章！敬請期待下一章！