第5講細胞的增殖和受精作用專題三內容索引0102命題直擊?題型突破失分誤區(qū)?輕松防范命題直擊?題型突破命題點一有絲分裂和減數分裂整合提升1.細胞周期中需關注的幾個知識點2.減數分裂與有絲分裂圖像的辨析(1)分裂方式的判定,常采取“兩看”分辨法(以二倍體為例)。為便于理解記憶,歸納如下:(2)分裂各時期圖像的判定,則根據上述“兩看”再加“姐妹染色單體的有無”及“染色體在細胞中的排列方式”等進行確定。下面以含4條染色體的二倍體生物為例,進行分析。分裂時期的判定,先看染色體的分布與行為。①前期圖像:染色體散亂分布,或有四分體、聯會現象(圖1~3);②中期圖像:染色體的著絲點或同源染色體排列在赤道板上(圖4~6);③后期圖像:同源染色體或姐妹染色單體分離(圖7~11)。(3)辨認分裂圖像的關鍵是識別同源染色體。一般情況下,同源染色體是形狀、大小相同的一對染色體,相當于數學中的兩個“全等形”,其中一條來自父方、一條來自母方(常用不同顏色表示,如圖C、D所示)。圖A中兩條染色體大小不同;圖B中兩條染色體的形狀(著絲點位置)不同,因此圖A、B中的染色體都不是同源染色體。3.染色體、DNA數量變化曲線分析(1)有絲分裂過程中細胞內染色體數目變化曲線圖分析有絲分裂細胞周期中染色體數目變化

(2)有絲分裂過程中DNA含量變化曲線圖分析有絲分裂細胞周期中DNA含量變化

①DNA復制發(fā)生在間期,著絲點分裂發(fā)生在后期。②DNA數目加倍和姐妹染色單體形成的原因是DNA復制,因此DNA數目加倍以及姐妹染色單體的形成都在間期發(fā)生。③染色體數目加倍的原因是染色體的著絲點分裂,因此發(fā)生在后期。④細胞一分為二時,核內染色體和DNA平均分配,故染色體和DNA數目均減半,且與體細胞中的數目相等。(3)每條染色體中DNA含量變化曲線分析

上圖所示曲線既適用于減數分裂,也適用于有絲分裂,相關分析如下:項目A→BB→CC→DD

→E特點及其變化

有絲分裂對應時期間期前期和中期后期末期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(4)減數分裂直方圖分析方法(以精子的形成過程為例)題型突破題型

1結合圖示綜合考查細胞分裂過程下圖是染色體數目為2N的二倍體動物細胞分裂的有關圖像。請回答下列問題。甲乙(1)圖甲中的A~L表示核DNA含量的變化,L~T表示

過程中

數目的變化;基因的分離與自由組合發(fā)生在

段;表示著絲點分裂的時期是

段。

(2)圖乙中d細胞對應圖甲中的

段;d的子細胞名稱是

。(3)圖乙中c細胞對應圖甲中的

段;c細胞下一個時期的特征是

。

答案:(1)受精作用和有絲分裂染色體GH

CD、IJ、PQ(2)IJ精細胞或(第二)極體(3)CD和NP著絲點分裂,姐妹染色單體分開,染色體平均分配移向兩極解析:(1)題圖甲中LT表示受精作用和有絲分裂過程中染色體數目變化;基因的分離與自由組合發(fā)生在減數第一次分裂后期,對應圖甲的GH段,表示著絲點分裂的時期是CD(有絲分裂過程)、IJ(減數第二次分裂過程)、PQ(有絲分裂過程)段。(2)題圖乙中d細胞處于減數第二次分裂后期,對應圖甲中的IJ段,細胞質均等分裂,為次級精母細胞或(第一)極體,其子細胞名稱是精細胞或(第二)極體。(3)c細胞處于有絲分裂中期,對應圖甲中的CD和NP段,c細胞下一個時期為有絲分裂后期,細胞特征是著絲點分裂,姐妹染色單體分開,染色體平均分配移向兩極。解題模板依據坐標曲線判斷細胞分裂方式的方法[以二倍體生物細胞(染色體數目為2n)為例](1)變化曲線(2)判斷方法①判斷曲線種類②判斷細胞分裂方式

題組訓練1.(2021全國乙理綜)果蠅體細胞含有8條染色體。下列關于果蠅體細胞有絲分裂的敘述,錯誤的是(

)A.在間期,DNA進行半保留復制,形成16個DNA分子B.在前期,每條染色體由2條染色單體組成,含2個DNA分子C.在中期,8條染色體的著絲點排列在赤道板上,易于觀察染色體D.在后期,成對的同源染色體分開,細胞中有16條染色體D解析:在有絲分裂間期,DNA進行半保留復制,數目由8個變?yōu)?6個,A項正確。在有絲分裂前期,染色質高度螺旋化形成染色體。此時染色體已經完成復制,每條染色體包括2條姐妹染色單體,含2個DNA分子,B項正確。在有絲分裂中期,染色體已經完成復制,但數量不變,仍為8條。此時著絲點排列在赤道板上,染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定,數目比較清晰,是觀察染色體的最佳時期,C項正確。在有絲分裂后期,著絲點分裂,姐妹染色單體分開,染色體數目由8條變?yōu)?6條。同源染色體一般在減數第一次分裂后期分開,有絲分裂不涉及同源染色體的變化,D項錯誤。2.(2022廣西柳州檢測)下圖是細胞分裂過程中的一個示意圖,甲、乙為連續(xù)兩次分裂的過程。下列相關敘述正確的是(

)A.甲、乙過程中均發(fā)生了核DNA的半保留復制B.甲過程中肯定發(fā)生染色體數目加倍的變化C.B、C細胞中染色體數目和D、F細胞中的不同D.甲、乙過程中細胞質不一定是均等分配的D解析:若題圖表示連續(xù)兩次有絲分裂,則甲、乙兩過程均發(fā)生了核DNA的半保留復制;若題圖表示減數第一次分裂和減數第二次分裂,則乙過程中未發(fā)生核DNA的半保留復制,A項錯誤。只有題圖表示連續(xù)兩次有絲分裂時,甲過程中才會發(fā)生染色體數目加倍的變化,B項錯誤。若題圖表示連續(xù)兩次有絲分裂,B、C細胞中染色體數目和D、F細胞中的相同,均與體細胞中染色體數目相同;若題圖表示減數第一次分裂和減數第二次分裂,B、C細胞中染色體數目和D、F細胞中的相同,均為體細胞中染色體數目的一半,C項錯誤。若題圖表示減數分裂形成卵細胞的過程,則甲過程中細胞質不均等分配,D項正確。3.研究人員對珍珠貝(2n)有絲分裂和減數分裂過程中細胞中染色體形態(tài)、數目和分布進行了觀察分析,圖1為其細胞分裂一個時期的示意圖(僅示部分染色體),圖2中細胞類型是依據不同時期細胞中染色體數和核DNA分子數的數量關系而劃分的。請回答下列問題。(1)圖1中細胞分裂的方式和時期是

,它屬于圖2中類型

的細胞。

(2)若某細胞屬于類型c,取自精巢,沒有同源染色體,那么該細胞的名稱是

。

(3)若類型b、d、e的細胞屬于同一次減數分裂,那么三者出現的先后順序是

。

(4)在圖2的5種細胞類型中,一定具有同源染色體的細胞類型有

。(5)著絲點分裂導致圖2中一種細胞類型轉變?yōu)榱硪环N細胞類型,其轉變的具體情況有

(用圖中字母表述)。

(6)珍珠貝卵母細胞分裂一般停留在減數第一次分裂中期,待精子入卵后完成后續(xù)過程。細胞松弛素B能阻滯細胞分裂而導致染色體數加倍,可用于誘導三倍體。現有3組實驗:用細胞松弛素B分別阻滯卵母細胞的減數第一次分裂、減數第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。請預測三倍體出現率最低的是

,理由是

。

答案:(1)有絲分裂后期a(2)次級精母細胞(3)b、d、e(4)a、b(5)b→a,d→c(6)阻滯受精卵的第一次卵裂受精卵含兩個染色體組,染色體數加倍后形成的個體是四倍體而不是三倍體解析:(1)圖1中移向細胞每一極的染色體中存在同源染色體,據此可判斷該細胞處于有絲分裂后期,由圖2可推知類型a的細胞處于有絲分裂后期。(2)若某細胞屬于類型c,取自精巢,沒有同源染色體,說明經過了減數第一次分裂,應為次級精母細胞。(3)若類型b、d、e的細胞屬于同一次減數分裂,則由圖2可知,b處于減數第一次分裂,d處于減數第二次分裂,e為減數分裂產生的子細胞,故三者出現的先后順序為b、d、e。(4)在圖2的5種細胞類型中,a處于有絲分裂后期;b處于有絲分裂前期或中期或減數第一次分裂;c處于G1期或減數第二次分裂后期;d處于減數第二次分裂前期或中期,e為減數分裂產生的子細胞,故a、b類型的細胞一定含有同源染色體。(5)有絲分裂后期和減數第二次分裂后期均發(fā)生著絲點分裂,對應圖2中的b轉變?yōu)閍,d轉變?yōu)閏。(6)受精卵的卵裂方式為有絲分裂,阻滯受精卵的卵裂,染色體數加倍后形成的是四倍體而不是三倍體,故三倍體出現率最低。命題點二細胞分裂與遺傳變異的關系整合提升1.細胞分裂與可遺傳變異2.減數分裂形成配子的種類分析解答此類問題需要看清楚是一個個體還是一個細胞,以及是哪種性母細胞產生的配子類型。(1)1個含n對同源染色體的精原細胞經減數分裂會產生2種配子。(因為4個精子,兩兩相同,所以只能是2種)(2)1個含n對同源染色體的卵原細胞經減數分裂會產生1種配子。(只能形成1個卵細胞,所以只能是1種)(3)1個體細胞中含n對同源染色體的雄性動物,經減數分裂理論上能產生2n種配子。(4)1個體細胞中含n對同源染色體的雌性動物,經減數分裂理論上能產生2n種配子。注意:如果考慮交叉互換,則1個含n對同源染色體的精原細胞經減數分裂會產生4種配子。3.姐妹染色單體上出現等位基因的原因分析

(3)無任何提示,則上述兩種情況都有可能。

思維拓展異常精子、卵細胞產生的原因在正常減數分裂過程中將產生含X或Y染色體的精子,以及含有X染色體的卵細胞。但偶爾也會出現異常精子和異常卵細胞,各種情況及其出現的原因大致如下。細胞分裂過程中染色體標記情況分析(1)首先確定細胞分裂方式是有絲分裂還是減數分裂,有絲分裂常以一條染色體為研究對象,減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象。(2)其次確定標記過程中DNA復制次數和在未標記培養(yǎng)液中細胞分裂次數(時期)。(3)最后圖示細胞分裂過程,如下圖所示。①標記DNA分子,在不含放射性的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個細胞周期:②轉至不含放射性的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期:題型突破題型

2理解相關概念,解答有關減數分裂與遺傳變異的綜合題圖甲表示基因型為AaBB的高等動物細胞不同分裂時期的圖像,圖乙表示該動物細胞分裂過程中同源染色體對數的變化曲線。

甲

乙

下列有關敘述錯誤的是(

)A.圖甲中只有細胞③沒有同源染色體和姐妹染色單體B.圖甲中細胞③是(第一)極體,處于圖乙的HI段,基因b來自交叉互換C.圖甲中細胞②的名稱是初級卵母細胞,細胞中發(fā)生基因重組D.圖乙中BC段變化的原因是染色體著絲點分裂,DE段可出現染色體數目變異B解析:題圖甲中細胞③處于減數第二次分裂的后期,無同源染色體和姐妹染色單體,A項正確。分析題圖甲中細胞②可知,該動物為雌性,又因為細胞③均等分裂,所以細胞③是(第一)極體,處于圖乙的HI段,基因b來自基因突變,B項錯誤。

題圖甲中細胞②處于減數第一次分裂時期,為不均等分裂,因此該細胞的名稱是初級卵母細胞,細胞中發(fā)生基因重組,C項正確。題圖乙中BC段變化的原因是染色體著絲點分裂,DE段是有絲分裂的染色體移向兩極,此時可出現染色體數目變異,D項正確。題組訓練1.(2022廣西欽州期末)某雌性動物的基因型為AAbbKK,下圖是該動物的某個細胞的基因和染色體示意圖。下列說法錯誤的是(

)A.姐妹染色單體①和②對應位點上的基因一般都是相同的B.該細胞可能是次級卵母細胞或第一極體C.若含基因K的染色體片段連接到②上,則發(fā)生了染色體變異D.若①上有基因Ab,②上有基因ab,則發(fā)生了同源染色體的交叉互換D解析:姐妹染色單體①和②是經過復制形成的,因此對應位點上的基因一般都是相同的,A項正確。該雌性動物細胞中沒有同源染色體,且著絲點沒有分裂,可能是次級卵母細胞或極體,B項正確。若含基因K的染色體片段連接到②上,說明非同源染色體之間發(fā)生了易位,屬于染色體結構的變異,C項正確。若①上有基因Ab,②上有基因ab,因為該生物的基因型為AAbbKK,說明發(fā)生了基因突變,而不是同源染色體之間的交叉互換,D項錯誤。2.(2022全國乙理綜)有絲分裂和減數分裂是哺乳動物細胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa,若該動物的某細胞在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了交叉互換,則通常情況下姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是(

)A.有絲分裂的后期 B.有絲分裂的末期C.減數第一次分裂

D.減數第二次分裂D解析:減數分裂過程中同源染色體聯會形成四分體,有絲分裂過程中不發(fā)生同源染色體聯會,A、B兩項不符合題意。在減數第一次分裂后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,著絲點不分裂,姐妹染色單體不分離,

C項不符合題意。

在減數第二次分裂后期,著絲點分裂,姐妹染色單體分離,交叉互換后姐妹染色單體上的等位基因隨之移向細胞兩極,導致A和a進入不同的細胞,D項符合題意。失分誤區(qū)?輕松防范失分誤區(qū)1對細胞周期解讀不到位防范策略(1)細胞周期的判定①只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期,如植物形成層細胞、根尖分生區(qū)細胞、動物皮膚生發(fā)層細胞。②高度分化的細胞,如神經細胞、表皮細胞等沒有細胞周期。③發(fā)生減數分裂的細胞無細胞周期。(2)細胞分裂產生的子細胞有三種去向①繼續(xù)分裂:始終處于細胞周期中,保持連續(xù)分裂狀態(tài),如動物的紅骨髓細胞、植物的形成層細胞。②暫不分裂:仍具有分裂能力,在一定條件下可回到細胞周期中繼續(xù)分裂,如肝臟細胞。③細胞分化:失去分裂能力,分化為其他組織或器官細胞,如骨骼肌細胞、洋蔥表皮細胞。防范演練1細胞周期的分裂間期分為G1期(大量蛋白質合成)、S期(DNA復制)和G2期(少量蛋白質合成),M為分裂期。右上圖是某細胞周期各時期的時間分布示意圖。若在培養(yǎng)液中加入DNA合成抑制劑,下列說法正確的是(

)A.S期參與的酶主要有解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶B.要觀察有絲分裂M期各時期染色體的變化,選擇材料時只考慮M期的長短C.G2期細胞至少需要11.5h后才能到達G1期和S期的交界處D.所有細胞被抑制在G1期和S期的交界處都需要22hC解析:S期是DNA復制時期,該時期參與的酶有DNA聚合酶、解旋酶,RNA聚合酶參與轉錄過程,主要在G1期發(fā)揮作用,A項錯誤。觀察有絲分裂各時期染色體的形態(tài),應選擇M期占細胞周期比例較大的細胞,不只是考慮M期的長短,B項錯誤。進行細胞分裂的各個細胞并不是同步進行的,因此G2期細胞至少需要10+1.5=11.5

h

后才能到達G1期和S期的交界處,C項正確。根據以上分析可知,不同時期的細胞被抑制在G1期和S期的交界處所需時間不同,最長需要22

h,D項錯誤。失分誤區(qū)2對有絲分裂過程中物質和結構的變化理解不到位防范策略(1)在有絲分裂過程中,各個時期始終都有同源染色體存在,但不發(fā)生同源染色體配對,也不發(fā)生同源染色體分離。(2)染色單體并非在分裂全過程都存在,它形成于間期,出現于有絲分裂前期、中期和減數第一次分裂全過程及減數第二次分裂前期、中期,消失于有絲分裂后期和減數第二次分裂后期。(3)有絲分裂后期著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結果。用秋水仙素抑制紡錘體形成,無紡錘絲牽引的著絲點照樣分裂,使細胞中染色體數目加倍,這就說明著絲點分裂不是紡錘絲牽引所致。(4)赤道板不是細胞結構,是一假想的平面,在光學顯微鏡下看不到;細胞板是一真實結構,在光學顯微鏡下能看到,出現在植物細胞有絲分裂的末期。防范演練2有絲分裂中期,若出現單附著染色體(染色體的著絲點只與一側的紡錘絲相連,如下圖所示),細胞將延緩后期的起始,直至該染色體與另一極的紡錘絲相連,并正確排列在赤道板上。此過程受位于前期和錯誤排列的中期染色體上的MAD2蛋白的監(jiān)控,正確排列的中期染色體上沒有MAD2蛋白。用玻璃微針鉤住單附著染色體,模擬施加來自對極的正常拉力時,細胞會進入分裂后期。下列說法錯誤的是(

)A.細胞能否進入分裂后期