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必修② 遺傳與進(jìn)化 第二章 基因和染色體的關(guān)系,,,,,第一講 減數(shù)分裂和受精作用,,課前自主學(xué)習(xí),,,,課堂互動探究,1．減數(shù)分裂中染色體、DNA的規(guī)律性變化,減數(shù)分裂過程中的規(guī)律性變化,2.數(shù)目變化的曲線模型 處于減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞，其染色體數(shù)目、DNA分子數(shù)目與體細(xì)胞相等。,,1．(2012·海南高考)在某植物根尖每個處于有絲分裂后期的細(xì)胞中都有40條染色體。下表中，能正確表示該植物減數(shù)第二次分裂中期和后期每個細(xì)胞中染色體數(shù)目和染色單體數(shù)目的是( ),A.甲 B．乙 C．丙 D．丁,解析：由題意“有絲分裂后期時染色體為40條”可知，該植物體細(xì)胞的染色體為20條，減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體數(shù)目減半，即10條染色體，減數(shù)第二次分裂前期和中期的染色體都是10條，此時每條染色體都有兩條姐妹染色單體，即20條染色單體；而減數(shù)第二次分裂后期，由于著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開，形成兩條相同的染色體，故染色體數(shù)目加倍(20條)，但染色單體消失(0條)。 答案：B,2．(2013·天津高考)哺乳動物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。,,解析：雌性動物排出的卵為次級卵母細(xì)胞，在與精子結(jié)合后完成減數(shù)第二次分裂形成成熟的卵子，整個過程是在激素的調(diào)節(jié)下完成的，培育轉(zhuǎn)基因動物應(yīng)選擇受精卵作為受體細(xì)胞。Ⅱ的染色體數(shù)目為2N，Ⅲ的為N，Ⅳ的為2N，數(shù)目不同。 答案：C,1．減數(shù)分裂和有絲分裂的過程比較,減數(shù)分裂和有絲分裂的比較及圖像識別,2.染色體與DNA變化模型比較與判斷 (1)模型：,,(2)判斷：,,3．減數(shù)分裂和有絲分裂細(xì)胞圖像鑒別,4.分裂圖像的判定方法——三看識別法,3．(2013·哈爾濱模擬)一個基因型為TtMm(這兩對基因可以自由組合)的卵原細(xì)胞，在沒有突變的情況下，如果它所產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因組成為TM，則由該卵原細(xì)胞分裂產(chǎn)生的下列細(xì)胞中，基因的數(shù)目、種類表示都正確的是( ) A．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為TTMM，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM,B．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為tm C．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tm D．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為ttmm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tm 解析：卵細(xì)胞基因組成為TM，則三個極體的基因型應(yīng)為TM和tm、tm。 答案：D,4．(2013·豐臺模擬)若人的成熟神經(jīng)細(xì)胞核中DNA含量為a，下列各項核DNA含量分別為2a、a、0.5a的是( ) A．初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞、精子 B．精原細(xì)胞減數(shù)分裂間期、精細(xì)胞、第二極體 C．精原細(xì)胞有絲分裂后期、口腔上皮細(xì)胞、成熟紅細(xì)胞 D．正在發(fā)生凋亡的細(xì)胞、癌細(xì)胞、卵細(xì)胞,解析：成熟神經(jīng)細(xì)胞核中DNA含量a，即人的體細(xì)胞核中DNA含量為a，則相應(yīng)細(xì)胞核中DNA含量：初級精母細(xì)胞為2a，次級精母細(xì)胞為a，精子為0.5a，精原細(xì)胞減數(shù)分裂間期DNA進(jìn)行復(fù)制，DNA含量為a→2a，第二極體為0.5a，精原細(xì)胞有絲分裂后期為2a，口腔上皮細(xì)胞為a，成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核為0，正在發(fā)生凋亡的細(xì)胞為a，癌細(xì)胞要看所處時期，卵細(xì)胞為0.5a。 答案：A,5．(2013·全國卷)關(guān)于同一個體中細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的敘述，正確的是( ) A．兩者前期染色體數(shù)目相同，染色體行為和DNA分子數(shù)目不同 B．兩者中期染色體數(shù)目不同，染色體行為和DNA分子數(shù)目相同 C．兩者后期染色體數(shù)目和染色體行為不同，DNA分子數(shù)目相同 D．兩者末期染色體數(shù)目和染色體行為相同，DNA分子數(shù)目不同,解析：兩者前期和中期染色體、染色單體、DNA數(shù)目相同，但減數(shù)第一次分裂前期同源染色體有聯(lián)會行為，中期同源染色體分布赤道板兩側(cè)，A、B錯誤；兩者后期染色體數(shù)目、染色體行為不同、DNA分子數(shù)目相同，C正確；兩者末期染色體數(shù)目、染色體行為不同，DNA分子數(shù)目相同，D錯誤。 答案：C,1．正常情況下產(chǎn)生配子的種類分析(未變異) 分析配子產(chǎn)生時應(yīng)特別注意是“一個個體”還是“一個性原細(xì)胞”。 (1)若是一個個體則產(chǎn)生2n種配子，n代表同源染色體對數(shù)或等位基因?qū)?shù)。 (2)若是一個性原細(xì)胞，則一個卵原細(xì)胞僅產(chǎn)生1個卵細(xì)胞，而一個精原細(xì)胞可產(chǎn)生4個2種(兩兩相同)精細(xì)胞。例：YyRr基因型的個體產(chǎn)生配子情況如下：,減數(shù)分裂產(chǎn)生配子種類的分析,2.變異條件下產(chǎn)生配子的種類分析 由圖可以看出，在只研究兩對同源染色體、三對基因的情況下，僅發(fā)生基因突變或基因重組，就能產(chǎn)生眾多類型的配子。,,6. (2013·鄭州質(zhì)量檢測)一個基因型為AaBb(兩對基因獨(dú)立遺傳)的初級精母細(xì)胞，在減數(shù)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(xì)胞以后的減數(shù)分裂正常進(jìn)行，則其可產(chǎn)生多少種配子 ( ) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種,解析：正常情況下，一個基因型為AaBb的初級精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四個配子，其中兩兩相同，如一個A突變成a，則有三種配子，故C正確。 答案：C,7．從某動物產(chǎn)生的精子中提取出四個，經(jīng)測定基因型分別為AB、Ab、aB、ab，若不考慮交叉互換與基因突變，下列說法錯誤的是 ( ) A．這四個精子至少來自兩個精原細(xì)胞 B．這四個精子可能來自同一個精原細(xì)胞 C．AB、ab不可能來自同一個次級精母細(xì)胞 D．AB、Ab不可能來自同一個初級精母細(xì)胞,解析：一個精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，形成基因型為AABB和aabb或AAbb和aaBB的兩個次級精母細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂時，在不考慮交叉互換與基因突變的情況下，由同一個次級精母細(xì)胞形成的兩個精細(xì)胞及精子的基因型是完全相同的，為AB、AB( ab、ab)或Ab、Ab(aB、aB)。若出現(xiàn)基因型為AB、Ab、aB、ab的四個精子，說明它們至少來自兩個精原細(xì)胞。 答案：B,,實(shí)驗(yàn)技能提升,2．實(shí)驗(yàn)流程,3．規(guī)律總結(jié) (1)判斷各期細(xì)胞的依據(jù)是減數(shù)分裂過程中各個時期染色體變化的特點(diǎn)。 (2)可通過觀察多個精原細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測出一個精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。原因是：,①同一生物的細(xì)胞所含遺傳物質(zhì)相同，增殖過程相同。 ②同一時刻不同細(xì)胞可能處于不同細(xì)胞周期的不同階段。 ③先用低倍鏡觀察找到各期細(xì)胞，再用高倍鏡仔細(xì)觀察染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。,8.(2013·赤峰質(zhì)檢)右圖是基因型為AaBb(兩對基因獨(dú)立遺傳)的某動物組織切片顯微圖像。有關(guān)判斷正確的是( ),,A．按分裂過程判斷，圖中標(biāo)號的先后順序?yàn)棰佟凇?B．該動物為雌性，②和③是次級卵母細(xì)胞 C．基因A和基因a的分離發(fā)生在②細(xì)胞中 D．③正常分裂結(jié)束后能產(chǎn)生1種基因型的細(xì)胞,解析：按分裂過程判斷，圖中標(biāo)號的先后順序?yàn)棰佟邸?；該動物為雌性，②是次級卵母?xì)胞，③是次級卵母細(xì)胞或第一極體；基因A和基因a的分離發(fā)生在①細(xì)胞中；③正常分裂結(jié)束后能產(chǎn)生1種基因型的細(xì)胞。 答案：D,9．小鼠是常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細(xì)胞減數(shù)分裂的實(shí)驗(yàn)步驟。 供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟、蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B(健那綠)染液，解離固定液。 取材：用________作實(shí)驗(yàn)材料。 制片：①取少量組織低滲處理后，放在__________溶液中，一定時間后輕輕漂洗。②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量__________。③一定時間后加蓋玻片，________。,觀察：①用顯微鏡觀察時，發(fā)現(xiàn)幾種不同特征的分裂中期細(xì)胞。若它們正常分裂，產(chǎn)生的子細(xì)胞是________。②右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________。,,解析： 答案：(小鼠)睪丸 制片：①解離固定液 ②醋酸洋紅染色液 ③壓片 觀察：①次級精母細(xì)胞、精細(xì)胞、精原細(xì)胞 ②染色體片段缺失,,1．(2013·濰坊模擬)真核生物進(jìn)行有性生殖時，通過減數(shù)分裂和受精作用會使后代( ) A．增加發(fā)生基因突變的概率 B．繼承雙親全部的遺傳物質(zhì) C．從雙親獲得的遺傳信息完全相同 D．產(chǎn)生不同于雙親的基因組合,解析：基因突變是在DNA復(fù)制時產(chǎn)生的，突變率很低，有性生殖不能增加基因突變的概率；雙親通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子，并不包含雙親的全部基因；經(jīng)過受精作用產(chǎn)生的配子含有來自雙親的遺傳物質(zhì)，因此會產(chǎn)生不同于雙親任何一方的基因組合。 答案：D,2．(2011·江蘇卷高考)如圖為基因型為AABb的某動物進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖。相關(guān)判斷錯誤的是 ( ),,A．此細(xì)胞為次級精母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞 B．此細(xì)胞中基因a是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生 C．此細(xì)胞可能形成兩種精子或一種卵細(xì)胞 D．此動物體細(xì)胞內(nèi)最多含有四個染色體組,解析：此細(xì)胞中無同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂，故可能為次級精母細(xì)胞或次級卵母細(xì)胞，也可能是極體，A項錯誤；因親代基因型為AABb，無a基因，故細(xì)胞中染色體上的a基因只能是基因突變產(chǎn)生的，B項正確；此細(xì)胞若為次級精母細(xì)胞，則形成的兩個精子是兩種類型，若為次級卵母細(xì)胞，則形成一個極體和一個卵細(xì)胞，一個卵細(xì)胞只能是一種類型，C項正確；圖示細(xì)胞含一個染色體組，故該動物體細(xì)胞中含兩個染色體組，在有絲分裂的后期染色體數(shù)目加倍，則含有四個染色體組，D項正確。 答案：A,3．把用15N標(biāo)記的某精原細(xì)胞培養(yǎng)在14N的特殊培養(yǎng)液中，在四分體時期每條染色體的狀況是( ) A．兩條染色單體均不含14N B．兩條染色單體均含15N C．兩條染色單體均不含15N D．一條染色單體只含15N，另一條染色單體只含14N 解析：一條染色單體上含有一條雙鏈的DNA分子，而DNA分子的形成是通過半保留復(fù)制形成的，因此兩條染色單體都含有15N、14N。 答案：B,4．(2013·淄博模擬)一個正常人的細(xì)胞內(nèi)有44條常染色體和2條X染色體，此細(xì)胞可能是( ) ①初級精母細(xì)胞 ②次級精母細(xì)胞 ③初級卵母細(xì)胞 ④有絲分裂中期的細(xì)胞 A．①④ B．①③ C．①②④ D．②③④,解析：次級精母細(xì)胞在減數(shù)第二次分裂后期可能含有44條常染色體和2條X染色體。初級卵母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂的前期、中期染色體數(shù)目也是44條常染色體和2條X染色體。女性的體細(xì)胞在有絲分裂中期染色體數(shù)目也是44條常染色體和2條X染色體。 答案：D,5．為了觀察減數(shù)分裂各時期特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)材料選擇恰當(dāng)?shù)氖? ) ①蠶豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊 ③蝗蟲的精巢 ④小鼠的卵巢 A．①② B．③④ C．①③ D．②④,解析：要想觀察減數(shù)分裂的全過程，必須要求觀察材料能夠連續(xù)地完成減數(shù)分裂的過程且進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞數(shù)量多。蠶豆的雄蕊和蝗蟲的精巢中的細(xì)胞能夠完整地進(jìn)行減數(shù)分裂且數(shù)量多；而桃花的雌蕊中和動物的卵巢中進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞數(shù)量很少，并且減數(shù)分裂過程不完整，不易觀察到。 答案：C,6．如圖表示某種動物細(xì)胞在生命活動中染色體的數(shù)目變化，據(jù)圖判斷，發(fā)生著絲點(diǎn)分裂的區(qū)段有 ( ) A. A－B和K－L B．D－E和J－K C．H－I和J－K D．D－E和K－L,,解析：根據(jù)題圖中染色體數(shù)量變化曲線可知，細(xì)胞先后發(fā)生減數(shù)分裂、受精作用和有絲分裂。著絲點(diǎn)分裂會導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，如減數(shù)分裂的D－E段和有絲分裂的J－K段，H－I段染色體數(shù)目加倍的原因是受精作用。 答案：B,7．(2013·佛山質(zhì)檢)有絲分裂和減數(shù)分裂均對生物的遺傳和變異具有重要的意義，下列相關(guān)敘述中錯誤的是( ) A．有絲分裂和減數(shù)分裂都要進(jìn)行DNA的復(fù)制，所以均可能產(chǎn)生基因突變 B．無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂，都要進(jìn)行著絲點(diǎn)的分裂，導(dǎo)致染色體數(shù)目暫時加倍 C．減數(shù)分裂可能產(chǎn)生基因重組，但有絲分裂不能 D．無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂都具有一定的周期，所以都具有細(xì)胞周期,解析：有絲分裂可以產(chǎn)生基因突變和染色體變異，但不能產(chǎn)生基因重組，基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程。在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，都要發(fā)生著絲點(diǎn)的分裂，暫時導(dǎo)致染色體的數(shù)目加倍。只有連續(xù)進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期，減數(shù)分裂無細(xì)胞周期，所以D項錯。 答案：D,8．(2013·杭州七校聯(lián)考)青蝦細(xì)胞的染色體數(shù)目多而且形態(tài)較小，為確定其染色體數(shù)目，需要制備染色體標(biāo)本?？蒲腥藛T挑選若干組數(shù)量相等、活動力強(qiáng)、性成熟的青蝦，分別向腹肌注射0.1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的秋水仙素，對照組注射等量的生理鹽水；24 h后，取出心臟等6種器官組織，分別制成裝片，通過觀察和統(tǒng)計，得出結(jié)論。以下是該實(shí)驗(yàn)的部分結(jié)果，請據(jù)此回答問題。,結(jié)果一：不同器官組織中處于分裂期細(xì)胞的比例(%),,結(jié)果二：不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的秋水仙素(抑制紡錘絲的出現(xiàn))處理后，處于有絲分裂中期細(xì)胞的比例和染色體形態(tài),結(jié)果三：下圖一是青蝦的細(xì)胞分裂中部分染色體行為示意圖，三個細(xì)胞均來自同一個體；圖二是青蝦某種細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化的數(shù)學(xué)模型(部分時期)。,,,(1)上述6種器官組織中，觀察細(xì)胞分裂的最佳材料是________。 (2)注射秋水仙素的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________，依據(jù)是________。,(3)制備青蝦染色體標(biāo)本過程中，還需要使用其他的實(shí)驗(yàn)材料，請在下列提供的部分材料中進(jìn)行選擇，并說明其用途。 材料：A.鹽酸 B．纖維素酶 C．胰蛋白酶 D．蘇丹Ⅲ染液 E．雙縮脲試劑 F．酒精 G．醋酸洋紅液 ①選擇________，用途：_______________________。 ②選擇________，用途：_______________________。,(4)結(jié)果三圖一中甲細(xì)胞的名稱是________。 (5)結(jié)果三圖二數(shù)學(xué)模型中，bc段形成的原因是_____ _____________；圖二模型可表示圖一中________________細(xì)胞所對應(yīng)的細(xì)胞分裂方式染色體數(shù)目變化規(guī)律。,解析：卵巢中處于分裂期的細(xì)胞比例較大，顯微鏡下容易找到分裂期細(xì)胞。觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時期是中期。所以中期細(xì)胞比例越大越好，但是又要保證染色體形態(tài)是正常的。植物組織用鹽酸解離，動物組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理成分散的單個細(xì)胞。甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)是均等分裂，所以是初級精母細(xì)胞。細(xì)胞分裂過程中只有著絲點(diǎn)分裂會導(dǎo)致染色體加倍，有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生著絲點(diǎn)的分裂。,答案：(1)卵巢 (2)0.4% 處于分裂中期的細(xì)胞比例比較多，且染色體形態(tài)正常 (3)①C 使組織分散成單個細(xì)胞 ②G 給染色體染色 (4)初級精母細(xì)胞 (5)著絲點(diǎn)分裂 乙和丙,9．圖1表示細(xì)胞分裂的不同時期染色體數(shù)與核DNA數(shù)比例的變化關(guān)系；圖2表示某動物處于細(xì)胞分裂不同時期的圖像。請據(jù)圖回答：,,,(1)圖1中BC段形成的原因是________，DE段形成的原因是________。 (2)圖2中________ 細(xì)胞處于圖1中的CD段。,(3)圖2中具有同源染色體的是________細(xì)胞，乙細(xì)胞中的①和②組成________，①和④是________，甲細(xì)胞中有________個染色體組。 (4)圖2中丙細(xì)胞含有________條染色單體，該細(xì)胞處于______________期。 (5)圖2中丁細(xì)胞的名稱為________，如果丁細(xì)胞中的M為X染色體，則N一定是______________。若M的姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因，其原因是發(fā)生了_________ ___________。,解析：(1)圖l中的BC段因DNA的復(fù)制，使染色體和核DNA數(shù)量比由1變?yōu)?/2，DE段因著絲點(diǎn)的分裂，使染色體和核DNA的數(shù)量比由1/2變?yōu)?。(2)圖1中的CD段表示一條染色體上有2個DNA分子，故與圖2的丙、丁對應(yīng)。(3)分析圖2可知：圖甲細(xì)胞處于有絲分裂的后期，圖乙為精原細(xì)胞，圖丙為初級精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期，圖丁為次級精母細(xì)胞，所以含有同源染色體的是甲、乙和丙；,乙細(xì)胞中的①和②為一組非同源染色體，是一個染色體組，①和④形態(tài)大小相同，但來源不同，為一對同源染色體，甲細(xì)胞內(nèi)每一形態(tài)的染色體有4條，故有4個染色體組。(4)圖丙同源染色體分離，處于減數(shù)第一次分裂的后期。(5)若姐妹染色單體上有等位基因，可能是由基因突變或四分體時期的同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換引起的。,答案：(1) DNA復(fù)制 著絲點(diǎn)分裂 (2)丙、丁 (3)甲、乙、丙 一個染色體組 一對同源染色體 4 (4)8 減數(shù)第一次分裂后 (5)次級精母細(xì)胞 常染色體 同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換(基因重組)或基因突變,