第5讲 细胞的增殖（二）

《第5讲 细胞的增殖（二）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

第5讲细胞增殖（二）考试要求1．减数分裂。正确理解减数分裂的概念、精子和卵细胞的形成过程和受精作用。知识整理一、减数分裂的概念　　生物：　　　　　　　　　细胞：　　　　　　　　　过程：　　　　　　　　　结果：　　　　　　　二、有性生殖细胞的形成过程精原细胞精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子　　分裂生长、复制同源染色体　　非同源染色体　　　分裂变形（2N）（　）（　）（　）（　）（　）减数第一次分裂减数第二次分裂卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞卵细胞（2N）（　）（　）（　）极体＋极体极体＋三、受精作用　　概念：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　意义：通过　　　　和　　　　，使生物的亲代和子代之间　　　　　保持恒定，对于生物的　　　　和　　　非常重要。 考点搜索出题方向解题策略同源染色体的概念。（2002年）考查对同源染色体概念中的三个要素的掌握情况。把握同源染色体概念的实质和关键要素是在减数第一次分裂中能配对。减数分裂的过程。（2001、2000、2004年）考查能准确计算在减数分裂各个时期，染色单体、染色体和DNA分子数。能在二维坐标图中表示出减数分裂中染色体、染色单体和DNA分子数的变化规律，并能熟练地加以应用。考查识别减数分裂过程中不同时期的细胞图的能力。能根据各时期染色体形态、分布和数目等特性，准确识别图解。考查掌握精子形成过程中染色体变化规律的程度和运用上述知识分析、综合和判断的能力。要理解减数分裂各时期染色体形态、分布和数目的变化规律。有丝分裂和减数分裂的关系。（2004年）考查对有丝分裂和减数分裂概念的掌握情况。把握有丝分裂和减数分裂概念的实质，掌握分裂前后细胞数目和染色体数目的变化规律。考查比较和区分在有丝分裂和减数分裂过程中同源染色体和姐妹染色单体的变化情况。要把握同源染色体、姐妹染色单体的实质和在有丝分裂和减数分裂过程的变化规律。命题研究提分关键1．如何辨析几组概念？(1)同源染色体与非同源染色体图5－1答：同源染色体是指形状和大小一般相同，一个来自父方，一个来自母方。如图5－1中的1与2，3与4。非同源染色体是指除去与之互称同源染色体的其他染色体。如图中所示的1、3，2、4，l、4，2、3。(2)姐妹染色单体与非姐妹染色单体。答：在细胞分裂的间期，染色体经过复制形成的两个完全一样的染色单体，互称姐妹染色单体。如图所示1’与1”，2’与2”，3’与3”，4’与4”。而1’与2’，1’与3’，l’与4’等就是非姐妹染色单体。图中有8个染色单体，不能称为8个姐妹染色体。 (3)四分体和同源染色体答：同源染色体：在正常二倍体的体细胞中，任何一条常染色体都有与其结构、大小和遗传功能相似的另一条对应染色体，它们称为一对同源染色体。若追溯到受精卵阶段可知：其中一条来自父方，另一条来自母方。在有丝分裂过程中，同源染色体通常是不发生配对行为的，而在减数分裂(I)的前期，同源染色体两两配对，并发生遗传物质的交换。四分体：四分体是指联会的一对同源染色体，共包含四个染色单体。四分体只出现在减数分裂过程中，在有丝分裂过程中，虽然细胞中也有同源染色体，但同源染色体之间并不联会，当然也就谈不上四分体了。如图所示，A和B所代表的结构，就分别是一个四分体。由此可见，四分体的个数与联会的同源染色体的对数是一致的。(4)极核与极体答：极核与极体是两个很容易混淆的概念。二者的相似之处是，染色体均为N。不同的是，极核是存在于高等植物胚囊中央的两个游离核，与精子结合后形成受精极核，将来发育成胚乳，以供应幼胚发育所需的营养物质。极体是伴随着卵细胞的形成而产生的。一个卵原细胞减数分裂的第一次分裂形成一个次级卵母细胞，另一个较小的是第一极体；次级卵母细胞经过第二次分裂形成一个卵细胞和一个极体，第一极体经分裂形成二个极体。这样，一个卵原细胞经减数分裂，形成一个卵细胞和三个较小的极体。由于极体内细胞质很少，缺乏营养物质，产生后将逐渐退化而被母体吸收，从而保证了卵细胞内有大量的胞质贮备，确保早期胚胎发育的营养需要。2．减数第—次分裂与减数第二次分裂有何区别？答：区别如下表，绘制曲线如下：减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体2N→N，减半N→2N→N，不减半DNA4C→2C，减半2C→C，减半染色体主要行为同源染色体分开染色单体分开3．精子和卵细胞形成过程有何区别？ 答：区别如下表：精子形成过程卵细胞形成过程分裂起始细胞精原细胞卵原细胞第一次分裂结果1个精原细胞→2个次级精母细胞1个卵原细胞→1个次级精母细胞+1个第一极体第二次分裂结果2个次级精母细胞→4个精细胞1个次级精母细胞→1个卵细胞+1个第二极体1个第一极体→2个极体细胞质分裂特点均等分裂不均等分裂子细胞有无变形4个精细胞变形成4个有功能的精子不变形，形成1个有功能的卵细胞，3个极体退化消失4．有丝分裂与减数分裂有何区别？答：区别如下表：有丝分裂减数分裂联系减数分裂是特殊方式的有丝分裂不同点发生部位各组织器官精(卵)巢，花药、胚囊内发生时期从受精卵开始性成熟后开始分裂起始细胞体细胞原始的生殖细胞细胞分裂次数一次两次染色体复制次数一次一次同源染色体行为无联会和分离有联会和分离子细胞数目两个四个类型体细胞有性生殖细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞减半子细胞间染色体组成完全相同不一定相同名师点拨　例1（2002粤豫桂卷）同源染色体指A．一条染色体复制形成的两条染色体B.分别来自父亲和母亲的两条染色体C．形态特征大体相同的两条染色体D.减数分裂过程中联会的两条染色体考点分析本题考查同源染色体的概念。 解题思路同源染色体是指在减数分裂过程中，配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。在这个概念中最关键的要素是在减数分裂中能配对的两条染色体。而一条染色体复制后形成的两条染色体在遗传物质组成上是属于相同的两条染色体。因此本题的正确答案为D。失分陷阱不能正确区分同源染色体概念中三个要素之间的相互关系。例2（2001年上海卷）某生物的体细胞含有42条染色体，在减数第一次分裂前期，细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是A．42、84、84B．84、42、84　　C．84、42、42D．42、42、84考点分析　本题主要考查减数分裂过程中染色单体、染色体和DNA分子数的变化规律。解题思路　在减数第一次分裂前期，染色体虽然已经复制，但复制的两部分由一个共同的着丝点连接着，仍然是一条染色体，所以，此时染色体数是42；连在一个着丝点上的两部分，分别是一个染色单体，因此，染色单体数是84；每个染色单体含有一个DNA分子，故DNA分子数是84。本体正确答案是B。失分陷阱　不能正确区分减数分裂过程中染色单体、染色体和DNA分子数的变化规律。例3(2000年广东卷)下列四个细胞图中,属于二倍体生物精子细胞的是图5－2考点分析本题考查识图能力，要求能认识精细胞的染色体组成，并能与体细胞加以区别。解题思路二倍体生物的精细胞中不存在同源染色体，而在A图、B图中存在同源染色体，而C图中复制后形成的姐妹染色单体尚未分开，说明减数分裂还没有完成。因而都不是精细胞的特征。本题正确答案是D。失分陷阱不明确精细胞和体细胞在染色体组成上的区别。例4（2004年吉林、江西、福建、浙江理综卷）一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离；所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是A．两者产生的配子全部都不正常B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常C．两者都只产生一半不正常的配子 D．前者产生的配子都不正常，后者产生一半不正常的配子考点分析本题考查考生掌握减数分裂、精子形成过程中染色体变化等知识的程度和运用上述知识分析、综合和判断的能力。解题思路　一个初级精母细胞经减数第一次分裂产生两个次级精母细胞，正常情况下，每个次级精母细胞在进行减数第二次分裂时，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，各含一条DNA分子，最终分别进入两个精细胞中。本题中，第一个初级精母细胞在减数第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，结果两个次级精母细胞中染色体数都不正常，即使在所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常情况下，产生的四个精子细胞都不正常。第二个初级精母细胞产生两个正常的次级精母细胞，但有一个次级精母细胞的一对姐妹染色单体移向了同一极，结果一极多了一个DNA分子，另一极少了一个DNA分子，由该次级精母细胞形成的2个精细胞是异常的，而另一个次级精母细胞形成的2个精细胞是正常的。因此，这个初级精母细胞产生正常精细胞2个，异常精细胞2个。因此正确答案是D。失分陷阱　没有理清减数第—次分裂与减数第二次分裂过程中染色体和染色单体的变化规律。例5（2004年天津理综卷）粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为A.8个、7条B.8个、14条C.4个、7条D.4个、14条考点分析本题综合考查细胞融合、减数分裂、有丝分裂的概念和变化过程中染色体和细胞数目变化规律。解题思路两个单倍体的粗糙脉孢菌A和a融合后，形成一个二倍体细胞，内有7对同源染色体，经过减数分裂产生4个单倍体细胞，每个细胞中含有7条染色体。再进行一次有丝分裂后，细胞数目加倍，染色体数目不变，得到8子细胞，每个子细胞中的染色体数为7条。本题正确答案是A。失分陷阱不能正确理解有丝分裂和减数分裂的概念。例6（2004年江苏卷）在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的是A．减数第一次分裂的初级精母细胞B．有丝分裂中期的精原细胞C．减数第一次分裂的次级精母细胞D．有丝分裂后期的精原细胞考点分析本题考查减数分裂与有丝分裂的区别和联系。解题思路雄性果蝇精巢中的精原细胞既能进行减数分裂，也能进行有丝分裂。通过有丝分裂，使精原细胞增殖，通过减数分裂产生精细胞。每一个精原细胞中都含有一对性染色体（X和Y），分裂间期的完成复制后形成两条Y姐妹染色单体，在有丝分裂的后期，着丝点断裂，两条Y染色单体分开，一定会形成两个Y染色体。而在减数第一次分裂中，这对性染色体必定要分开，因此在次级精母细胞中，一半含有X染色体，一半含有Y染色体，那么在减数第二次分裂的后期着丝点断裂，也只有一半次级精母细胞含有两个Y染色体。本题正确答案是D。 失分陷阱因为不知道精原细胞能进行有丝分裂，而无法选择D选项；其次不清楚在减数分裂过程中，同源染色体何时分开。拓展提升1．减数分裂与遗传规律减数分裂是生物遗传定律的细胞学基础，基因分离定律、基因自由组合定律、基因的连锁和互换定律都是在减数分裂过程中随着染色体的规律变化，其上的基因也随之变化的结果。在减数分裂第一次分裂过程中，前期的主要特点是同源染色体两两配对叫联会(只有联会的染色体才是真正意义上的同源染色体)，这时两个配对的同源染色体的姐妹染色单体之间(非姐妹染色单体之间)发生了对应片段的部分交叉互换，结果使每条染色体上都含对方的染色体段(基因互换重组)，这是基因互换定律的基础。当同源染色体移到细胞中央(中期)，并成对地排列在细胞赤道板平面上，随后被纺锤丝牵拉移向两极。此时，如果考虑一对同源染色体上的等位基因，则随着同源染色体分开而分离，这是基因分离定律的基础；如果考虑同一条染色体上(未互换)的许多基因，它们连锁在一起，进入配子，这是连锁遗传定律的基础；如果考虑两对(或两对以上)同源染色体的等位基因，它们随非同源染色体之间的自由组合机会相等，而具有相等的自由组合机会，这便是基因的自由组合定律的基础。2．细胞分裂和生殖种类的关系生殖是通过细胞分裂来实现的，细胞分裂是生殖的基础。无性生殖主要是通过有丝分裂方式进行。如孢子生殖(亲代→孢子→子代)、出芽生殖(亲代→芽体→子代)、营养生殖(根、茎、叶营养器官→子代)和分裂生殖(真核单细胞生物→子代)都是通过有丝分裂来完成的。但细菌等原核生物的分裂生殖不属于有丝分裂，而是以一种特殊的二分裂方式形成两个子代细菌，也不属于无丝分裂方式。有性生殖是通过减数分裂实现的。亲代通过减数分裂产生有性生殖细胞，一般情况下有性生殖细胞两两结合形成合子，由合子(经有丝分裂)发育成新个体。个别情况下可由单性生殖细胞不经两性细胞结合直接发育成新个体，如蚜虫、蜜蜂的卵细胞可直接发育成新个体，将花药进行离体培养，也可直接产生新个体。3．识别有丝分裂、减数分裂的图像和时期的方法鉴别某一细胞图像隶属于哪种类型的细胞分裂，是本讲的三大题型(识别图像、绘制图像和DNA、染色体变化曲线)中经常考查的一种，鉴别的方法有多种。这里以二倍体生物为例介绍一种思路较清晰，操作简便的鉴别方法。(1)有丝分裂、减I、减Ⅱ的辨别（图5－3） 第一步，看细胞中染色体的数目。若为奇数，则该细胞处于减数分裂第二次分裂；若为偶数，则有三种可能性：①有丝分裂；②减数第一次分裂；③减数第二次分裂。第二步，看细胞中染色体的形态。若无两两相同的同源染色体存在，则该细胞处于减数第二次分裂；若有同源染色体存在，有两种可能：①有丝分裂；②减数第一次分裂。图5－3第三步，看细胞中染色体的行为变化。若有同源染色体的联会、四分体形成、分离等现象，则该细胞处于减数第一次分裂；若无同源染色体的联会、四分体形成、分离等现象，则该细胞处于有丝分裂过程中。注意：不要把减数分裂第二次分裂后期图像中姐妹染色单体分开后，形成的两个子染色体当作一对同源染色体。(2)细胞分裂时期的辨别看染色体的位置：前期显散乱，中期在中间，后期到两端，末期已分边。(3)动物细胞、植物细胞分裂的辨别看细胞质形成方式：细胞板隔裂——植物细胞分裂；缢裂——动物细胞分裂。看细胞的外形特性：矩形有壁为植物细胞；圆形无壁一般为动物细胞。(4)雄性、雌性减数分裂的辨别看细胞质分裂是否均等：均等分裂——雄性减数分裂；不均等分裂——雌性减数分裂。巩固练习1．（2004年广东卷）如欲观察细胞减数分裂过程，可选用的材料是A.马蛔虫受精卵B．成熟花粉粒C．小鼠睾丸D．叶芽2．某细胞中发生了如图5－4所示的变化，a、b、c、d代表不同的时期。该细胞可能是A．根尖分生区细胞　B．叶片表皮细胞C．动物的红骨髓细胞D．动物精巢中的细胞3．某二倍体有K对染色体，经减数分裂形成遗传信息不同的配子，其种类数为图5－4A．2KB．(1/2)KC．K2D．K1/2 4．下列各项中，所进行的细胞分裂属于减数分裂的有A．用甘蔗的叶肉细胞培育成甘蔗植株B．将一绵羊的乳腺细胞核移入去核卵中，将其培育成一只羊C．雌性蜜蜂孤雌生殖中的卵细胞的生成D．烟草未受精的卵细胞发育成植株5．动物精巢的精原细胞在进行减数第二次分裂后期时，细胞中DNA含量为P，染色体数为Q，则在形成精原细胞的分裂后期，细胞中的染色体数和DNA数分别是A．Q、PB．2Q、2PC．Q／2、P/2D．Q、2P6.某一生物有四对染色体，假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.0∶47．图5－5为同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，以下叙述中错误的是图5－5图5－5A．图②的间期突变产生的新基因传给后代的可能性要大于图③B．图③所示的细胞中不可能有基因重组C．中心法则所表示的生命活动主要发生在图⑤时期D．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞分裂过程8．如某精原细胞有三对同源染色体A和a，B和b，C和c，下列哪四个精子是来自同一个精原细胞A．aBc，AbC，aBc，AbCB．AbC，aBC，abc，abcC．AbC，Abc，abc，ABCD．abC，abc，aBc，ABC9．关于图5－6的说法正确的是A．此细胞处于减数分裂的联会时期，有四分体4个B．此细胞中含有1个染色体组图5－6C．此细胞分裂产生的子细胞，染色体组合为12、34或13、24D．此细胞核中含染色单体8个，DNA分子8个，染色体4个图5－710．图5－7表示产生精原细胞及精原细胞形成精细胞过程中DNA含量的变化，其中着丝点分裂、同源染色体分开分别发生在A．2～3，5～6　　　 B．6～7，5～6　C．2～3和6～7，5～6　　D．5～6和2～3，6～711．图5－8为二倍体生物细胞分裂的图像，下列叙述中正确的是A．若1号染色体上的基因A，正常情况下，则1’染色体上相应位点的基因为A或aB．1与1’、2与2’、3与3’分别为三对同源染色体图5－8C．该细胞处于有丝分裂后期，分裂结束形成2个完全相同的子细胞D．该细胞分裂结束后，每个子细胞中含有一个染色体组12．下列关于细胞增殖表述正确的是①二倍体动物体细胞有丝分裂后期，细胞每一极均含有同源染色体②二倍体动物体细胞有丝分裂后期，细胞每一极均不含同源染色体③二倍体生物体细胞有丝分裂过程，染色体DNA与胞质DNA平均分配④二倍体生物胞质中的遗传物质在细胞分裂时，随机地、不均等地分配⑤二倍体生物减Ⅱ后期细胞中，染色体数目为2的倍数，不含同源染色体⑥二倍体生物减Ⅱ后期细胞中，染色体数目为2的倍数，含有同源染色体A．①④⑥　　　　　B．①④⑤　　　　　C．②④⑤　　　　　D．②③⑥13．（2002年上海卷）图5—9为动物细胞示意图，它属于A．第二极体B．卵原细胞C．第一极体D．卵细胞图5－914．下列哪些是有丝分裂和减数分裂中共有的现象①染色体复制一次②有着丝点的分裂③有纺锤体的出现④有同源染色体的联会⑤能进行基因重组⑥能产生基因突变A．①②③⑤B．③④⑤⑥C．⑤⑥D．①②③⑥15.某生物的体细胞中染色体数为2N，其细胞有丝分裂后期的染色体数、染色单体数、DNA分子数分别为a、b、c，减数第二次分裂后期染色体数、染色单体数、DNA分子数分别为a'、b'、c'。图5—10中，属于有丝分裂和减数第二次分裂后期的分别是图5－10 A.(1)(2)B.(2)(4)C.(2)(3)D.(1)(4)16．下列哪一项与四倍体生物的情况不符A.次级精母细胞中含有同源染色体B．次级精母细胞中含有同源染色体联会C．初级精母细胞中含有同源染色体D.初级精母细胞中含有同源染色体联会17．性染色体为(a)xy和(b)yy的精子产生的原因是A．a减数第一次分裂不分离，b减数第一次分裂不分离B．a减数第二次分裂不分离，b减数第二次分裂不分离C．a减数第一次分裂不分离，b减数第二次分裂不分离D．a减数第二次分裂不分离，b减数第一次分裂不分离18．图5－11是某植物—个正在分裂的细胞，下列叙述正确的是A．该植株的基因型必为AaBBB．若该植株是由花粉发育而来的，则其亲本是四倍体C．若该植株是由受精卵发育而来，则其配子是二倍体图5－11D．该细胞发生过基因突变19.图5－12中A图是某雄性动物的体细胞，请据图回答问题：图5－12（1）B细胞的分裂方式和分裂时期是_____________________。（2）图中具有四个染色体组的细胞是________________。（3）若图中D细胞继续分裂，则它最终分裂成的细胞应是（从方框中选择正确的图，并用字母表示）___________，该细胞的名称为_______________。（4）用字母和箭头将上图5个细胞（含方框中所选的正确图），按细胞分裂的方式和顺序连接起来______________________________________________。20.(2000年上海卷)图5－13是基因型为RrEeDd的某种动物的一个卵细胞基因组成示意图。请据图分析回答：（1）该种动物体细胞内含有对同源染色体。在体细胞有丝分裂的中期共含个DNA分子：初级卵母细胞分裂的后期含条染色单体。图5－13（2）由此图可判断该动物雌性个体能形成种卵细胞（3）若图所示卵细胞占卵细胞总数的5%，则基因组成为ReD的卵细胞占卵细胞总数的%。