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1、必修遗传与进化第二章基因和染色体的关系 考纲研读1细胞的减数分裂()2动物配子的形成过程()3动物的受精过程()4伴性遗传()5观察细胞的减数分裂(实验) 热点提示1精子、卵细胞形成过程及差异2减数分裂过程中染色体、染色单体及DNA的变化规律及行为3减数分裂与有丝分裂的区别及联系4伴性遗传的特点及遗传规律的体现及相关类型判断和计算 第一讲减数分裂和受精作用第一讲减数分裂和受精作用课前自主学习 课堂互动探究 1减数分裂中染色体、DNA的规律性变化减数分裂过程中的规律性变化时期变化精(卵)原细胞减减精细胞(卵细胞或第二极体)精(卵)原细胞初级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞(或第一极体)间期前期中
2、期后期前期中期后期末期染色体行为与体细胞相同染色体复制同源染色体联会形成四分体四分体排列在赤道板上(对称)同源染色体分离、非同源染色体自由组合染色体已减半无同源染色体着丝点排列于赤道板上着丝点一分为二，子染色体分别移向两极染色体进入两个核中变成染色质含体细胞一半数目的染色体时期变化精(卵)原细胞减减精细胞(卵细胞或第二极体)精(卵)原细胞初级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞(或第一极体)间期前期中期后期前期中期后期末期染色体数目2N2N2NN2NNNDNA数目2C2C4C4C2C2CCC2.数目变化的曲线模型处于减数第二次分裂后期的细胞，其染色体数目、DNA分子数目与体细胞相等。1(2012海
3、南高考)在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是()A.甲 B乙C丙 D丁减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期染色体/条染色单体/条染色体/条染色单体/条甲10202010乙1020200丙20402010丁2040400解析：由题意“有丝分裂后期时染色体为40条”可知，该植物体细胞的染色体为20条，减数第一次分裂产生的子细胞染色体数目减半，即10条染色体，减数第二次分裂前期和中期的染色体都是10条，此时每条染色体都有两条姐妹染色单体，即20条染色单体；而减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，
4、染色单体分开，形成两条相同的染色体，故染色体数目加倍(20条)，但染色单体消失(0条)。答案：B2(2013天津高考)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。解析：雌性动物排出的卵为次级卵母细胞，在与精子结合后完成减数第二次分裂形成成熟的卵子，整个过程是在激素的调节下完成的，培育转基因动物应选择受精卵作为受体细胞。的染色体数目为2N，的为N，的为2N，数目不同。答案：C1减数分裂和有丝分裂的过程比较减数分裂和有丝分裂的比较及图像识别比较项目减数分裂有丝分裂发生部位卵巢、睾丸(精巢)各组
5、织器官分裂次数 连续分裂两次一次子细胞名称生殖细胞体细胞染色体复制次数和时期1次；减数第一次分裂前的间期1次；间期比较项目减数分裂有丝分裂子细胞染色体数目变化减半，发生在减数第一次分裂完成时不变联会、四分体出现不出现非姐妹染色单体交叉互换有无同源染色体分离有；发生在减数第一次分裂后期无着丝点分裂在减数第二次分裂后期后期子细胞间的遗传组成不一定相同相同2.染色体与DNA变化模型比较与判断(1)模型： (2)判断：3减数分裂和有丝分裂细胞图像鉴别时期内容前期图像时期有丝分裂前期减数第一次分裂前期减数第二次分裂前期特点染色体散乱排布，但却两两相同(即含同源染色体)染色体两两配对，且每对同源染色体含四
6、个染色单体(四分体)染色体散乱排布，但互不相同(即不含同源染色体)时期内容中期图像时期有丝分裂中期减数第一次分裂中期减数第二次分裂中期特点染色体着丝点排列于中央，所有染色体两两相同(即含同源染色体)四分体(同源染色体)排列于中央(每对同源染色体着丝点对称排布于赤道板两侧)着丝点排列于中央，但所有染色体互不为同源染色体(无同源染色体)时期内容后期图像时期有丝分裂后期减数第一次分裂后期减数第二次分裂后期特点着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体并移向两极且移向每极的那套染色体中仍具同源染色体着丝点不分裂，分开的为同源染色体，每条染色体仍具有染色单体着丝点分裂，移向每极的那套染色体互为非同源染
7、色体(无同源染色体)4.分裂图像的判定方法三看识别法3(2013哈尔滨模拟)一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)的卵原细胞，在没有突变的情况下，如果它所产生的卵细胞基因组成为TM，则由该卵原细胞分裂产生的下列细胞中，基因的数目、种类表示都正确的是()A减数第一次分裂产生的极体为TTMM，减数第二次分裂产生的极体为TMB减数第一次分裂产生的极体为tm，减数第二次分裂产生的极体为tmC减数第一次分裂产生的极体为tm，减数第二次分裂产生的极体为TM或tmD减数第一次分裂产生的极体为ttmm，减数第二次分裂产生的极体为TM或tm解析：卵细胞基因组成为TM，则三个极体的基因型应为TM和tm、t
8、m。答案：D4(2013丰台模拟)若人的成熟神经细胞核中DNA含量为a，下列各项核DNA含量分别为2a、a、0.5a的是()A初级精母细胞、次级精母细胞、精子B精原细胞减数分裂间期、精细胞、第二极体C精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞D正在发生凋亡的细胞、癌细胞、卵细胞解析：成熟神经细胞核中DNA含量a，即人的体细胞核中DNA含量为a，则相应细胞核中DNA含量：初级精母细胞为2a，次级精母细胞为a，精子为0.5a，精原细胞减数分裂间期DNA进行复制，DNA含量为a2a，第二极体为0.5a，精原细胞有丝分裂后期为2a，口腔上皮细胞为a，成熟红细胞无细胞核为0，正在发生凋亡的细胞为a，
9、癌细胞要看所处时期，卵细胞为0.5a。答案：A5(2013全国卷)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是()A两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同B两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同D两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同解析：两者前期和中期染色体、染色单体、DNA数目相同，但减数第一次分裂前期同源染色体有联会行为，中期同源染色体分布赤道板两侧，A、B错误；两者后期染色体数目、染色体行为不同、DNA分子数目相同，C正确；两者末期染色体数目、染色体行为不同，DNA分子
10、数目相同，D错误。答案：C1正常情况下产生配子的种类分析(未变异)分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 (1)若是一个个体则产生2n种配子，n代表同源染色体对数或等位基因对数。 (2)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞。例：YyRr基因型的个体产生配子情况如下：减数分裂产生配子种类的分析可能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细胞4种2种(YR、yr或Yr、yR)一个雄性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)一个卵原细胞4种1种(YR或yr或Yr或yR)一个雌性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)2.
11、变异条件下产生配子的种类分析由图可以看出，在只研究两对同源染色体、三对基因的情况下，仅发生基因突变或基因重组，就能产生众多类型的配子。6. (2013郑州质量检测)一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的初级精母细胞，在减数分裂过程中发生基因突变，其中一条染色单体上的A突变为a，该细胞以后的减数分裂正常进行，则其可产生多少种配子 ()A1种 B2种C3种 D4种解析：正常情况下，一个基因型为AaBb的初级精母细胞经减数分裂能产生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四个配子，其中两两相同，如一个A突变成a，则有三种配子，故C正确。答案：C7从某动物产生的精子中提取出四个，经测定基因型
12、分别为AB、Ab、aB、ab，若不考虑交叉互换与基因突变，下列说法错误的是 ()A这四个精子至少来自两个精原细胞B这四个精子可能来自同一个精原细胞CAB、ab不可能来自同一个次级精母细胞DAB、Ab不可能来自同一个初级精母细胞解析：一个精原细胞进行减数第一次分裂时等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成基因型为AABB和aabb或AAbb和aaBB的两个次级精母细胞，减数第二次分裂时，在不考虑交叉互换与基因突变的情况下，由同一个次级精母细胞形成的两个精细胞及精子的基因型是完全相同的，为AB、AB( ab、ab)或Ab、Ab(aB、aB)。若出现基因型为AB、Ab、aB、ab的四个
13、精子，说明它们至少来自两个精原细胞。答案：B实验技能提升 2实验流程3规律总结(1)判断各期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。(2)可通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。原因是：同一生物的细胞所含遗传物质相同，增殖过程相同。同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶段。先用低倍镜观察找到各期细胞，再用高倍镜仔细观察染色体的形态、位置和数目。8.(2013赤峰质检)右图是基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物组织切片显微图像。有关判断正确的是() A按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为B该动物为雌性，和是次级卵母细胞C基因A
14、和基因a的分离发生在细胞中D正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞解析：按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为；该动物为雌性，是次级卵母细胞，是次级卵母细胞或第一极体；基因A和基因a的分离发生在细胞中；正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞。答案：D9小鼠是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。取材：用_作实验材料。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，_。观察：用显微镜观察时，发现
15、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_。右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_。解析：答案：(小鼠)睾丸制片：解离固定液醋酸洋红染色液压片观察：次级精母细胞、精细胞、精原细胞染色体片段缺失1(2013潍坊模拟)真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和受精作用会使后代()A增加发生基因突变的概率B继承双亲全部的遗传物质C从双亲获得的遗传信息完全相同D产生不同于双亲的基因组合解析：基因突变是在DNA复制时产生的，突变率很低，有性生殖不能增加基因突变的概率；双亲通过减数分裂产生的配子，并不包含双亲的全部基因；经过受精作用产生的配子含有来自
16、双亲的遗传物质，因此会产生不同于双亲任何一方的基因组合。答案：D2(2011江苏卷高考)如图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是 ()A此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B此细胞中基因a是由基因A经突变产生C此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D此动物体细胞内最多含有四个染色体组解析：此细胞中无同源染色体，处于减数第二次分裂，故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体，A项错误；因亲代基因型为AABb，无a基因，故细胞中染色体上的a基因只能是基因突变产生的，B项正确；此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型，若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞
17、，一个卵细胞只能是一种类型，C项正确；图示细胞含一个染色体组，故该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，则含有四个染色体组，D项正确。答案：A3把用15N标记的某精原细胞培养在14N的特殊培养液中，在四分体时期每条染色体的状况是()A两条染色单体均不含14NB两条染色单体均含15NC两条染色单体均不含15ND一条染色单体只含15N，另一条染色单体只含14N解析：一条染色单体上含有一条双链的DNA分子，而DNA分子的形成是通过半保留复制形成的，因此两条染色单体都含有15N、14N。答案：B4(2013淄博模拟)一个正常人的细胞内有44条常染色体和2条X染色体，此细胞可能是(
18、)初级精母细胞次级精母细胞初级卵母细胞有丝分裂中期的细胞ABC D解析：次级精母细胞在减数第二次分裂后期可能含有44条常染色体和2条X染色体。初级卵母细胞在减数第一次分裂的前期、中期染色体数目也是44条常染色体和2条X染色体。女性的体细胞在有丝分裂中期染色体数目也是44条常染色体和2条X染色体。答案：D5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解析：要想观察减数分裂的全过程，必须要求观察材料能够连续地完成减数分裂的过程且进行减数分裂的细胞数量多。蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢中的细胞能够完整地进行减数分裂且数量多；而桃花的雌蕊中和动物的
19、卵巢中进行减数分裂的细胞数量很少，并且减数分裂过程不完整，不易观察到。答案：C6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 BDE和JKCHI和JK DDE和KL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受精作用。答案：B7(2013佛山质检)有丝分裂和减数分裂均对生物的遗传和变异具有重要的意义，下列相关叙述中错误的是()A有丝分裂和减数分裂都要进行DNA的复制，所以均可能产生基因突变B无论是有丝
20、分裂还是减数分裂，都要进行着丝点的分裂，导致染色体数目暂时加倍C减数分裂可能产生基因重组，但有丝分裂不能D无论是有丝分裂还是减数分裂都具有一定的周期，所以都具有细胞周期解析：有丝分裂可以产生基因突变和染色体变异，但不能产生基因重组，基因重组只能发生在减数分裂过程。在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，都要发生着丝点的分裂，暂时导致染色体的数目加倍。只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，减数分裂无细胞周期，所以D项错。答案：D8(2013杭州七校联考)青虾细胞的染色体数目多而且形态较小，为确定其染色体数目，需要制备染色体标本。科研人员挑选若干组数量相等、活动力强、性成熟的青虾，分别向腹肌注射0
21、.1 mL质量分数不等的秋水仙素，对照组注射等量的生理盐水；24 h后，取出心脏等6种器官组织，分别制成装片，通过观察和统计，得出结论。以下是该实验的部分结果，请据此回答问题。结果一：不同器官组织中处于分裂期细胞的比例(%)结果二：不同质量分数的秋水仙素(抑制纺锤丝的出现)处理后，处于有丝分裂中期细胞的比例和染色体形态秋水仙素质量分数(103)0123456有丝分裂中期细胞/%1.01.21.53.111.211.512.3染色体形态正常正常正常正常正常不正常不正常结果三：下图一是青虾的细胞分裂中部分染色体行为示意图，三个细胞均来自同一个体；图二是青虾某种细胞分裂过程中染色体数目变化的数学模型
22、(部分时期)。(1)上述6种器官组织中，观察细胞分裂的最佳材料是_。(2)注射秋水仙素的最佳质量分数是_，依据是_。 (3)制备青虾染色体标本过程中，还需要使用其他的实验材料，请在下列提供的部分材料中进行选择，并说明其用途。材料：A.盐酸 B纤维素酶C胰蛋白酶D苏丹染液E双缩脲试剂F酒精G醋酸洋红液选择_，用途：_。选择_，用途：_。(4)结果三图一中甲细胞的名称是_。(5)结果三图二数学模型中，bc段形成的原因是_ _；图二模型可表示图一中_细胞所对应的细胞分裂方式染色体数目变化规律。解析：卵巢中处于分裂期的细胞比例较大，显微镜下容易找到分裂期细胞。观察染色体形态和数目的最佳时期是中期。所以
23、中期细胞比例越大越好，但是又要保证染色体形态是正常的。植物组织用盐酸解离，动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成分散的单个细胞。甲细胞处于减数第一次分裂后期，因为细胞质是均等分裂，所以是初级精母细胞。细胞分裂过程中只有着丝点分裂会导致染色体加倍，有丝分裂后期和减数第二次分裂后期都发生着丝点的分裂。答案：(1)卵巢(2)0.4%处于分裂中期的细胞比例比较多，且染色体形态正常(3)C使组织分散成单个细胞G给染色体染色(4)初级精母细胞(5)着丝点分裂乙和丙9图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答：(1)图1中BC段形成的原因
24、是_，DE段形成的原因是_。(2)图2中_ 细胞处于图1中的CD段。(3)图2中具有同源染色体的是_细胞，乙细胞中的和组成_，和是_，甲细胞中有_个染色体组。(4)图2中丙细胞含有_条染色单体，该细胞处于_期。(5)图2中丁细胞的名称为_，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是_。若M的姐妹染色单体上出现等位基因，其原因是发生了_ _。解析：(1)图l中的BC段因DNA的复制，使染色体和核DNA数量比由1变为1/2，DE段因着丝点的分裂，使染色体和核DNA的数量比由1/2变为1。(2)图1中的CD段表示一条染色体上有2个DNA分子，故与图2的丙、丁对应。(3)分析图2可知：图甲细胞处于有丝分裂
25、的后期，图乙为精原细胞，图丙为初级精母细胞减数第一次分裂后期，图丁为次级精母细胞，所以含有同源染色体的是甲、乙和丙； 乙细胞中的和为一组非同源染色体，是一个染色体组，和形态大小相同，但来源不同，为一对同源染色体，甲细胞内每一形态的染色体有4条，故有4个染色体组。(4)图丙同源染色体分离，处于减数第一次分裂的后期。(5)若姐妹染色单体上有等位基因，可能是由基因突变或四分体时期的同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换引起的。答案：(1) DNA复制着丝点分裂(2)丙、丁(3)甲、乙、丙一个染色体组一对同源染色体4(4)8减数第一次分裂后 (5)次级精母细胞常染色体同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换(基因重组)或基因突变
