高考生物 遺傳與進化 第5單元 遺傳的細胞基礎和分子基礎 第13講 遺傳的細胞基礎（必修2）

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1、生物課標版第13講遺傳的細胞基礎考點一減數分裂的概念與過程考點一減數分裂的概念與過程教材研讀教材研讀一、減數分裂的概念 二、過程(連線) 考點二配子的形成與受精作用考點二配子的形成與受精作用一、配子的形成1.精子、卵細胞的形成過程2.精子、卵細胞的形成過程不同(1)卵細胞的形成經歷了兩次細胞質 不均等 分裂。(2) 卵細胞 一經形成,不需要變形。(3)一個卵原細胞只能產生 1 個卵細胞,一個精原細胞能夠產生 4 個精子。3.配子中染色體組合多樣性的原因(1)同源染色體的分離和非同源染色體的 自由組合 。(2)同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生 交叉互換 。二、受精作用1.概念:指精子和卵細胞相

2、互識別、融合為 受精卵 的過程。2.過程細胞膜融合精子的 頭部 進入卵細胞( 尾部 留在外面)卵細胞的 細胞膜 發(fā)生復雜生理反應,阻止其他精子再進入精子和卵細胞的 細胞核 相融合受精卵3.結果:受精卵中的染色體數目又恢復到 體細胞 中的染色體數目,其中有一半染色體來自 精子 (父方),另一半來自 卵細胞 (母方)。4.減數分裂和受精作用的意義是 對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定 ,對于生物的遺傳和變異,都是十分重要的。判斷下列說法的正誤。1.(2014安徽理綜,4A)減前期同源染色體間可發(fā)生基因重組。()2.聯會的同源染色體在后續(xù)的分裂過程中會相互分離。()3.(2016浙江理綜

3、,3A)有絲分裂前的間期和減數分裂前的間期,都進行1次染色質DNA的復制。()4.(2016浙江理綜,3C)染色體數為2n=24的性原細胞進行減數分裂,中期染色體數和染色體DNA分子數分別為12和24。()5.(2015浙江理綜,2D)減數分裂前期同源染色體配對,每個染色體含有4條染色單體,子細胞染色體數目為母細胞的一半。 ()6.(2014上海單科,22B)正常情況下,在人的初級卵母細胞經減數分裂形成卵細胞的過程中,一個細胞中含有的 X 染色體條數最多為2。 ()7.二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時,細胞中染色體數目一定是其體細胞的2倍。()8.受精作用的實質是細胞融合,關鍵是精子核和卵細

4、胞核的融合。()9.受精作用實現了基因重組,造成有性生殖后代的多樣性。()10.受精卵中的DNA一半來自父方,另一半來自母方。()突破一減數分裂與有絲分裂突破一減數分裂與有絲分裂一、減數分裂中?？家族e的概念辨析1.同源染色體與非同源染色體(1)同源染色體:概念實例:如下圖中的1和2、3和4各是一對同源染色體。:,:形態(tài) 形態(tài)、大小一般相同來源 一條來自父方 一條來自母方行為 在減數分裂中配對考點突破考點突破(2)非同源染色體:概念:指形態(tài)、大小各不相同,且在減數分裂中不配對的染色體。實例:如圖中的1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色體。2.聯會與四分體(1)聯會:是指減數第一次分裂過程中

5、(前期)同源染色體兩兩配對的現象。該時期DNA已完成復制,染色單體已形成。(2)四分體:聯會后的每對同源染色體含有四條染色單體,叫做四分體。上圖中含有兩個四分體,即四分體的個數等于減數分裂中聯會的同源染色體對數。(3)一個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體,含4個DNA分子(有8條脫氧核苷酸鏈)。3.交叉互換(1)圖示:(2)時期:減數第一次分裂前期(四分體時期)。(3)范圍:同源染色體中非姐妹染色單體之間交換片段。(4)交換對象:等位基因(B-b)交換。(5)由圖可知,等位基因可位于同源染色體和姐妹染色單體上。二、細胞分裂與遺傳變異1.減數分裂與遺傳 2.細胞分裂與變異注:原核

6、生物的變異類型只有基因突變。姐妹染色單體上同一位置的基因不同的原因有兩個:一是DNA復制時發(fā)生了基因突變;二是減前期,同源染色體非姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換。分裂方式變異發(fā)生過程或時期變異類型二分裂、無絲分裂、有絲分裂、減數分裂DNA復制基因突變減數分裂減后期:非同源染色體自由組合減前期:同源染色體非姐妹染色單體交叉互換基因重組有絲分裂、減數分裂分裂期:染色體移向兩極染色體變異1.減數分裂圖與有絲分裂圖的識別(1)前期圖(2)中期圖(3)后期圖2.細胞分裂過程中的染色體與核DNA變化曲線識別(1)模型:(2)判斷方法:3.每條染色體中的DNA含量曲線分析如圖所示曲線既適用于減數分裂,也適用于

7、有絲分裂,相關分析如下: ABBCCDDE特點及其變化減數分裂對應時期減數第一次分裂前的間期減數第一次分裂全過程和減數第二次分裂的前期、中期減數第二次分裂的后期減數第二次分裂的末期有絲分裂對應時期間期前期和中期后期末期考向一結合分裂圖或基礎判斷考向一結合分裂圖或基礎判斷,考查減數分裂過程考查減數分裂過程1.下圖是用某種方法在顯微鏡(不用染色)下拍到的二倍體百合(2n=24)某個細胞的減數分裂不同時期的圖像。相關敘述不正確的是()A.圖中細胞分裂時序為B.圖細胞內DNA和染色體數目加倍C.圖細胞中均可能發(fā)生基因重組D.圖細胞中均含有兩個染色體組答案答案 B根據染色體的行為可判斷,分別為減分裂前的

8、間期、減分裂后期、減分裂前期、減分裂末期、減分裂后期,其順序是,A正確;圖為減分裂前的間期,此時細胞中進行染色體的復制,但染色體數目保持不變,B錯誤;基因重組有2種類型,一種是自由組合型,發(fā)生在減分裂后期(),另一種是交叉互換型,發(fā)生在減分裂前期(),C正確;圖細胞中所含染色體數目均與體細胞相同,都含有兩個染色體組,D正確。2.(2016福建廈門一模,2)下列有關果蠅精子形成過程的敘述,正確的是()A.精原細胞增殖時發(fā)生基因重組B.初級精母細胞中存在X染色體C.次級精母細胞不會發(fā)生染色體變異D.精子細胞含有兩個染色體組答案答案 B精原細胞是通過有絲分裂的方式進行增殖,不發(fā)生基因重組,A錯誤;果

9、蠅的初級精母細胞中存在6條常染色體、1條X染色體和1條Y染色體,B正確;次級精母細胞也會發(fā)生染色體變異,C錯誤;精子細胞含有1個染色體組,D錯誤?？枷蚨劳星€考向二依托曲線,考查細胞分裂過程中考查細胞分裂過程中DNA、染色體的變化、染色體的變化3.(2016山東濰坊上學期期中,18)如圖是某二倍體動物的細胞分裂時期與同源染色體對數的關系曲線圖,以下對圖示的理解錯誤的是()A.AE段細胞完成有絲分裂過程B.FH段內發(fā)生同源染色體的分離C.B點和H點都發(fā)生染色體的著絲點斷裂D.HI段細胞中有可能含2個染色體組答案答案 C圖中CD段染色體數目是體細胞的兩倍,所以AE段細胞完成有絲分裂過程,A正確;

10、同源染色體分離發(fā)生在減數第一次分裂,由圖可知FH段內發(fā)生同源染色體的分離,B正確;GH表示減數第一次分裂同源染色體分離后平均分配到兩個子細胞,未發(fā)生著絲點斷裂,C錯誤;HI段表示減數第二次分裂,二倍體動物減數第二次分裂后期、末期細胞中含有2個染色體組,D正確。4.(2016黑龍江雙鴨山一中月考,17)如圖所示人體內的細胞在分裂過程中每條染色體的DNA含量變化曲線。下列有關敘述中正確的是( )A.該圖若為減數分裂,則cd期的細胞都含有23對同源染色體B.該圖若為減數分裂,則基因的分離和自由組合都發(fā)生在cd段某一時期C.該圖若為有絲分裂,則細胞板和紡錘體都出現在bc時期D.該圖若為有絲分裂,則ef

11、期的細胞都含兩個染色體組答案答案 B若為減數分裂,cd期包括減數第一次分裂和減數第二次分裂的前期和中期,其中減數第二次分裂時的細胞中不含有同源染色體,A錯誤;基因的分離和自由組合發(fā)生在減數第一次分裂后期,B正確;若為有絲分裂,細胞板和紡錘體分別出現于末期(屬ef期)和前期(屬cd期),C錯誤;ef期可代表有絲分裂的后期和末期,人體有絲分裂后期、末期細胞含有4個染色體組,D錯誤?？枷蛉Y合分裂圖考向三結合分裂圖,考查細胞分裂與遺傳變異的關系考查細胞分裂與遺傳變異的關系5.(2016福建四地六校第三次聯考,33)下圖表示某二倍體生物的細胞,有關敘述正確的是()A.該細胞正處于有絲分裂前期B.在該細

12、胞形成過程中一定發(fā)生了基因突變C.該細胞分裂至后期時含有4個染色體組D.該細胞分裂能產生2種基因型的子細胞答案答案 D由圖中細胞染色體上的基因可知,圖中不含同源染色體,且有染色單體,染色體在細胞內散亂分布,可知該細胞正處于減數第二次分裂前期,A錯誤;通常姐妹染色單體相同位置上的基因是相同的,但圖中存在姐妹染色單體相同位置上的基因分別為A、a,可能是該細胞形成過程中發(fā)生了基因突變,也可能是發(fā)生了交叉互換,B錯誤;該細胞內含1個染色體組,分裂至后期時姐妹染色單體分開,細胞內含有2個染色體組,C錯誤;該細胞繼續(xù)分裂,能產生基因型為ABd和aBd的子細胞,D正確。6.(2016河南八市重點高中一模,1

13、4)減數分裂與生物變異具有密切的聯系。下列相關敘述中正確的是()A.減數分裂過程中基因突變、基因重組和染色體變異均可能發(fā)生B.如果不考慮基因突變,一個基因型為Bb的男子產生基因型為bb的精子的原因可能是有關細胞在減數第一次分裂或減數第二次分裂后期兩條染色體沒有分開C.基因重組只能發(fā)生于同源染色體之間D.發(fā)生生物變異后,細胞核中的基因不再遵循遺傳規(guī)律答案答案 A減數分裂前的間期DNA復制時可能發(fā)生基因突變,分裂期可能發(fā)生基因重組和染色體變異,A正確;減分裂中,同源染色體不分離只可導致產生Bb精子,B錯誤;基因重組有兩種類型:同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換和減后期非同源染色體上的非等位基因

14、自由組合,C錯誤;遺傳定律適用于真核生物有性生殖,發(fā)生生物變異后,細胞核中的基因仍然遵循遺傳規(guī)律,D錯誤。 突破二配子多樣性和減數分裂異常突破二配子多樣性和減數分裂異常1.突破配子形成過程中的五大易錯點(1)精原(卵原)細胞的增殖方式為有絲分裂,精原細胞產生精子、卵原細胞產生卵子的過程為減數分裂。(2)同源染色體的大小并非全相同。同源染色體形態(tài)、大小一般都相同,但也有大小不相同的,如男性體細胞中X染色體和Y染色體是同源染色體,X染色體較大,Y染色體較小。(3)并非所有細胞分裂都存在四分體。聯會形成四分體是減數第一次分裂特有的現象,有絲分裂過程中不進行聯會,不存在四分體。(4)基因的分離定律與自

15、由組合定律發(fā)生的時間沒有先后。減數分裂過程中同源染色體分離,其上的等位基因也分離,與此同時,非同源染色體自由組合,其上的非等位基因也自由組合。(5)受精卵中遺傳物質的來源:核內DNA一半來自父方,一半來自母方。細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方。2.配子形成過程中的幾種數量關系(1)1個精原細胞1個初級精母細胞2個次級精母細胞4個精細胞4個精子。(2)1個卵原細胞1個初級卵母細胞1個次級卵母細胞+1個極體1個卵細胞+3個極體。 可能產生配子的種類實際能產生配子的種類1個精原細胞2n種2種1個次級精母細胞1種1種1個雄性個體2n種2n種1個卵原細胞2n種1種1個次級卵母細胞1種1種1個雌性個體2n

16、種2n種(3)具有n對同源染色體的個體產生配子情況(不考慮交叉互換)1.配子來源的判斷方法2.細胞分裂異常產生的子細胞分析(1)有絲分裂異常(以A所在的一條染色體為例)(2)減分裂同源染色體未分離(3)減分裂染色單體未分開考向一借助實例考向一借助實例,考查配子產生種類考查配子產生種類1.(2016安徽舒城中學期中,9)一個基因型為AaBb(兩對基因獨立遺傳)的初級精母細胞,在減數分裂過程中發(fā)生基因突變,其中一條染色單體上的A突變?yōu)閍,該細胞以后的減數分裂正常進行,則其可產生多少種配子()A.1種B.2種C.3種D.4種答案答案 C正常情況下,一個基因型為AaBb(或AAaaBBbb)的初級精母

17、細胞經減數第一次分裂能產生AABB、aabb(或AAbb、aaBB)兩種次級精母細胞。減數第二次分裂類似于有絲分裂,因此每個次級精母細胞產生2個基因型相同的精細胞,則一個初級精母細胞減數分裂形成4個精子,但只有兩種基因型,即AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB。若初級精母細胞中一條染色單體上的A突變?yōu)閍,則基因型為AABB(或AAbb)的次級精母細胞變?yōu)锳aBB(或Aabb),其能產生2種精細胞,即AB、aB(或Ab、ab),因此該初級精母細胞能形成3種配子,即AB、aB、ab、ab(或Ab、ab、aB、aB)。2.(2016山東師大附中三模,18)A個精原細胞和A個卵原細胞,經減數

18、分裂產生的精子和卵細胞結合,最多能形成多少個受精卵()A.A B.2A C.3A D.4A答案答案 A一個精原細胞經減數分裂形成4個精子,而一個卵原細胞經減數分裂形成一個卵細胞,所以當A個精原細胞和A個卵原細胞減數分裂后可產生4A個精子和A個卵細胞,相互結合,最多只能形成A個受精卵。考向二依托圖像考向二依托圖像,考查配子來源判斷考查配子來源判斷3.圖甲是某生物的一個精細胞,根據染色體的類型和數目,判斷圖乙中與其來自同一個精原細胞的有()A.B.C.D.答案答案 C精原細胞減數第一次分裂的特點:同源染色體分離;減數第二次分裂的特點:次級精母細胞內由同一著絲點相連的兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染

19、色體分別進入兩個精細胞中,所以由同一精原細胞最終分裂形成的精細胞中,染色體組成基本相同或恰好“互補”。根據圖乙中各細胞內染色體特點分析,圖與圖甲的染色體組成互補,圖與圖甲的染色體組成基本相同,由此可判斷出與圖甲精細胞來自同一個精原細胞。4.某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上,如圖表示該生物的精細胞,試根據細胞內基因的類型,判斷這些精細胞至少來自幾個精原細胞(不考慮交叉互換)()A.2個B.3個C.4個D.5個答案答案 C來自一個精原細胞的精細胞基因組成相同或“互補”,根據這一點可以判斷可來自一個精原細胞,可來自一個精原細胞,來自一個精原細胞,來自一個精原細胞,這些精細胞至少來自4個精原

20、細胞,C正確。 突破三實驗觀察細胞的減數分裂突破三實驗觀察細胞的減數分裂1.實驗材料的選取(1)觀察細胞的減數分裂實驗中選取的材料是能進行減數分裂的,如植物的花藥,動物的精巢、卵巢等。(2)宜選用雄性個體生殖器官作為實驗材料的原因雄性個體產生精子的數量多于雌性個體產生卵細胞的數量。在動物卵巢內的減數分裂沒有進行徹底,排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞,次級卵母細胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能繼續(xù)完成減數第二次分裂。2.實驗流程(1)裝片制作(同有絲分裂裝片制作過程):解離漂洗染色制片(2)顯微觀察:特別提醒精巢內精原細胞既進行有絲分裂,又進行減數分裂,因此可以觀察到染色體數為N、2N、4

21、N等不同的細胞分裂圖像?？枷蛞曰A判斷或實驗分析的形式考查實驗步驟與材料選擇考向以基礎判斷或實驗分析的形式考查實驗步驟與材料選擇1.為了觀察減數分裂各時期特點,實驗材料選擇恰當的是()蠶豆的雄蕊桃花的雌蕊蝗蟲的精巢小鼠的卵巢A.B.C.D.答案答案 C雄性個體產生的雄配子數量遠遠多于雌性個體產生的雌配子數量,從這個角度選。另外,觀察減數分裂,要選擇分裂旺盛的生殖器官。在動物卵巢內的減數分裂沒有進行徹底,排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞,次級卵母細胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能繼續(xù)完成減數第二次分裂。2.小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細胞減數分裂的實驗步驟:供選材料

22、及試劑:小鼠的腎臟、睪丸、肝臟,蘇丹染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B(健那綠)染液,解離固定液。(1)取材:用 作為實驗材料。(2)制片:取少量組織低滲處理后,放在 (溶液)中,一定時間后輕輕漂洗。將漂洗后的組織放在載玻片上,滴加適量 。一定時間后加蓋玻片, 。(3)觀察:用顯微鏡觀察時,發(fā)現幾種不同特征的分裂中期細胞。若它們正常分裂,產生的子細胞是 。圖是觀察到的同源染色體(A1和A2)的配對情況。若A1正常,A2發(fā)生的改變可能是 。答案答案(1)小鼠睪丸(2)解離固定液醋酸洋紅染液壓片(3)次級精母細胞,精細胞,精原細胞缺失解析解析(1)小鼠睪丸,為雄性個體產生精子的器官,可作為觀察細胞減數分裂的實驗材料。(2)減數分裂裝片制作過程分解離、漂洗、染色和制片四個步驟。(3)小鼠睪丸中既存在有絲分裂,也存在減數分裂,故在顯微鏡視野中的分裂中期細胞有減中期細胞、減中期細胞和有絲分裂中期細胞三種,它們正常分裂,產生的子細胞是次級精母細胞、精細胞和體細胞(精原細胞)。A1和A2是配對的同源染色體,由于A1正常,A2比A1少一段,故A2發(fā)生的變異是缺失。