2013年高考生物精品提分必备专题课件_专题九遗传的细胞学基础

专题九 遗传的细胞学基础,一、减数分裂 1概念：进行有性生殖的生物，在产生 细胞时进行的染色体数目 的细胞分裂。 2特点：染色体只复制 ，而细胞分裂 。 3结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少 。,成熟的生殖,一次,减半,两次,一半,基础知识,二、精子的形成过程 1间期： ，最终每条染色体含 。 2分裂期 (1)减数第一次分裂 前期： 联会， 形成 ； 此时可发生 的非姐 妹染色单体间的交叉互换。 中期： 排列在赤道板上， 。,同源染色体,四分体,DNA的复制,两条姐妹染色单体,同源染色体,四分体,着丝点在赤道板两侧,后期： 分离，非同源染 色体自由组合，并移向两极。 末期：细胞均等一分为二。 (2)减数第二次分裂 前期： 散乱地分布在细胞中。 中期： 排列在赤道板上。 后期： 分裂， 分 离使染色体加倍，并移向细胞两极。 末期：细胞一分为二。,同源染色体,染色体,着丝点,着丝点,姐妹染色单体,1.精子与卵细胞的形成过程有什么区别？ 2卵细胞和精子中所含有的遗传物质含量相等吗？ 提示：1.精子与卵细胞的形成场所、细胞质是否均分及形成的性细胞的数量不同。 2细胞核中遗传物质含量(染色体上的)相等，细胞质中遗传物质含量不相等，卵细胞的多于精子的。,三、配子中染色体组合多样性的原因 1同源染色体的分离和非同源染色体的 。 2同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生 。 四、受精作用 1概念：精子与卵细胞相互识别，融合成为 的过程。 2实质：精子的 与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的 会合在一起。 3结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自 ，一半来自 。,自由组合,交叉互换,受精卵,细胞核,染色体,父方,母方,考点一 基本概念辨析,1.减数分裂概念的理解,(1)范围:进行有性生殖的生物。,(2)起点:原始的生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)。,(3)结果:成熟的生殖细胞。,(4)特点:染色体复制一次,细胞分裂两次,子细胞中染色体数目减半。,2.同源染色体与非同源染色体,(1)同源染色体:一条来自父方,一条来自母方;形态、大小一般相同;在 减数分裂过程中能进行联会。,(2)非同源染色体:来源可以相同也可以不同;形态、大小一般不同;在 减数分裂过程中不能进行联会。,图甲中1与3,2与4分别属于一对同源染色体。,图甲中1与2,3与4,1与4,3与2分别属于非同源染色体。,图乙中5与6,7与8不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是姐妹 染色单体分开后形成的两条形态、大小相同的染色体。,(3)图形说明。,3.四分体与同源染色体,(1)四分体是同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中联会后 的一对同源染色体才称为四分体,一个四分体含4条染色单体。,(2)在有丝分裂过程中也存在同源染色体,复制后每一对同源染色体 也包含4条染色单体,但由于不发生联会,所以不存在四分体。,B.它们的形状、大小一般都是相同的,C.它们所含的基因都是相同的,D.一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的,解析:姐妹染色单体是由一条染色体复制而来,同源染色体的来源不 同,一条来自父方,一条来自母方,A项错;同源染色体的模板、基因不 同,姐妹染色单体的模板是原染色体上的DNA两条链,基因一般相同, 故C项错误;在细胞不进行分裂时,一对同源染色体上只能有2个DNA 分子,但若进行分裂,则一对同源染色体上可能有4个DNA分子,一对 姐妹染色单体只含2个DNA分子,故D项错误。,答案：B,【命题示例1】同源染色体之间与姐妹染色单体之间的共同点是( )。,A.它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的,【变式训练】同种生物雌、雄个体生殖细胞形成过程的各阶段中,DNA含量最多的是( )。,A.初级精(卵)母细胞 B.卵细胞或极体,C.次级精(卵)母细胞 D.精细胞或精子,解析:假设二倍体生物体细胞中的DNA含量为2n,在间期完成DNA 复制后,细胞进入减数第一次分裂时期,此时的细胞称为初级精(卵) 母细胞,DNA含量为4n,减数第一次分裂结束后,形成的次级精(卵)母 细胞及第一极体的DNA含量为2n,经过减数第二次分裂形成的精细 胞、卵细胞和第二极体中的DNA含量为n。,答案：A,1.动物精子、卵细胞形成的比较,考点二 减数分裂过程分析,思维拓展 配子中基因组合多样性的原因,(1)减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成多 种配子。,(2)减数第一次分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉 互换。,【命题示例2】(2010江苏)人类精子发生过程中，下列说法正确的是(多选)( ) A细胞中染色单体数最多可达92条 B姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 C染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 D一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223,【解析】本题考查了减数分裂的过程及考生的理解能力。人类精子形成过程中，经过减数分裂。在减数分裂间期，染色体经过复制，染色单体可达到92条，A项正确；姐妹染色单体可发生交叉互换，携带着的遗传信息可能不同，B项正确；姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，即同源染色体分开前，C项正确；若无交叉互换发生，一个精原细胞产生两种类型的4个精子，精子两两相同，故D项错误。,【答案】 ABC,【变式训练】如图为某种动物细胞分裂不同时期的示意图，可能属于卵细胞形成过程的是( ),A B C D 【答案】 C,考点三 精子和卵细胞形成过程的比较,【命题示例3】如下图是某二倍体生物细胞分裂的模式图,以下说法错误的是( )。,A.该细胞处于减数第二次分裂后期,D.该细胞分裂形成的子细胞不一定是两个精细胞,C.该细胞是次级精母细胞或次级卵母细胞,B.该细胞含两个染色体组,不含同源染色体,解析:该细胞无同源染色体,且姐妹染色单体分开,为减数第二次分裂 后期;根据染色体组定义判断,该细胞含有两个染色体组;该细胞的细 胞质均等分裂,可能是次级精母细胞或第一极体;该细胞分裂成的子 细胞可能是精细胞,或者是第二极体。,答案：C,解析:在减数第一次分裂过程中,染色体变化的顺序是联会交叉互 换同源染色体分离细胞质分裂。,C. D.,答案：A,A. B.,交叉互换,同源染色体分离 细胞质分裂染色体数目减半 联会,【变式训练】在减数第一次分裂过程中,染色体变化的顺序是( )。,考点四 减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较(设体细胞内染色体为2N),【命题示例4】如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是( ) A都具有同源染色体 B动物睾丸或卵巢中不可能同时出现以上细胞 C的子细胞是精细胞或极体 D上述细胞中有8条染色单体的是,解析：通过图示不能确定是雄性还是雌性动物细胞分裂图。为减数第二次分裂后期，而且细胞质均等分裂，所以的子细胞可能是精细胞或极体。 答案：C,【变式训练】假定某动物体细胞染色体数目2N4，据图指出的各细胞所处的分裂期正确的是( ),A为减数第一次分裂四分体时期，为减数第二次分裂中期，为减数第一次分裂后期，为减数第二次分裂后期，为减数第二次分裂末期 B为减数分裂，分别为第一次分裂的前、中、后期，为有丝分裂后期 C分别为减数第一次分裂四分体时期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，分别为有丝分裂中期、有丝分裂后期 D图中不含同源染色体的细胞为，它们分别处于有丝分裂的中期、后期及末期,解析 根据有无同源染色体及染色体的排列和数目，可确定细胞为减数分裂四分体时期，细胞为有丝分裂的中期；细胞为减数第一次分裂的后期；细胞为有丝分裂的后期；细胞为减数第二次分裂的后期。其中不含同源染色体的为细胞，据以上分析可知，A、B、D都不对，只有C是正确的。 答案 C,考点五 减数分裂过程中染色体、核内DNA数量变化 甲中：AB段表示减数第一次分裂末期；同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。,CD段表示减数第二次分裂后期，着丝点分裂导致细胞内染色体数目暂时加倍。 乙中：EF段表示减数分裂间期，染色体复制导致细胞核内DNA数目暂时加倍。 GH段表示减数第一次分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半。 IJ段表示减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致精细胞(或卵细胞)核内DNA减半。,拓展提升 相关曲线分析,说明:(1)图1中曲线说明减数分裂过程中DNA分子在间期加倍,在减数第一次分裂和减数第二次分裂共发生了2次减半。 (2)图2中染色体数目减半的时间是减数第一次分裂末期。染色单体在间期形成,在减数第二次分裂后期消失。,(3)图3间期中,随染色体复制,每条染色体由含有1个DNA分子变成含有2个DNA分子,到减数第二次分裂后期又变成含有1个DNA分子。,【命题示例5】(2012合肥一中模拟)下图是与细胞分裂相关的坐标图，下列说法符合细胞分裂事实的选项是( ) A甲图中CD段一定是发生在有丝分裂后期 B甲图中的AB段若是发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂 C乙图中一定含有同源染色体的是AB时期和E时间点 D乙图中的CD段细胞中的染色体数目为正常体细胞的一半,解析：甲图中CD段表示因着丝点分裂，每条染色体中的DNA含量减半，上述过程既可发生在有丝分裂后期，也可发生在减数第二次分裂后期。精巢中的精原细胞通过减数分裂产生精子，或通过有丝分裂实现增殖的过程中都会发生AB段变化。乙图中A表示染色体复制完成，到减数第一次分裂完成(B)，同源染色体没有分开；E表示受精作用完成，这两个时期内细胞中都含有同源染色体。乙图中的CD段表示减数第二次分裂，其后期由于着丝点分裂，细胞内染色体数目与正常体细胞内染色体数目相同。 答案：C,【命题示例6】 a和b是同一动物体内的两个细胞，通过对其核内DNA分子含量的测定，发现a细胞中DNA含量是b细胞的两倍，最可能的解释是( ) Aa是正常体细胞，b是处于减数第一次分裂结束时的细胞 Ba是处于有丝分裂后期的细胞，b是处于有丝分裂前期的细胞 Ca是处于有丝分裂前期的细胞，b是处于减数第一次分裂后期的细胞 Da处于有丝分裂中心体相互分离时，b处于次级性母细胞中染色体移向两极时,解析 正常体细胞的DNA含量为2N，则减数第一次分裂结束时的细胞DNA含量为2N，有丝分裂后期的细胞DNA含量为4N，有丝分裂前期的细胞DNA含量为4N，减数第一次分裂后期的DNA含量为4N，有丝分裂中心体相互分离时DNA含量为4N，次级性母包中染色体移向两极时DNA含量为2N。 答案 D,【变式训练】 (2012西安五校联考)如下图为细胞分裂过程示意图，据图分析不能得出( ),A如图所示细胞分裂过程中，DNA复制发生了三次 B若在A点使核DNA带上放射性同位素标记，则在CD段可检测到含有放射性的核DNA占100% C在图中的EF段和OP段，细胞中含有的染色体组数是相等的 D图中L点M点所示过程的进行，与细胞膜的流动性有关,解析：分析图可知，细胞依次经过有丝分裂、减数分裂、受精作用和有丝分裂的过程，可见核DNA复制了三次，故A正确；在A点把DNA分子用同位素标记，由于DNA进行的是半保留复制，即形成的子代DNA中各含有一条脱氧核苷酸链含放射性，着丝点断裂(CD段)后形成的DNA分子全有放射性，故B正确；OP段包括有丝分裂后期，该时期染色体数目加倍，而EF段包括有丝分裂末期及减数第一次分裂后期之前，这个时间段染色体数目正常，故C错误；图中L点到M点是由于精子和卵细胞融合，导致核DNA数量加倍，精子和卵细胞融合与细胞膜的流动性有关，故D正确。 答案：C,考点六 配子的形成与生物的生殖 1生物产生配子种类数目的计算 现在只考虑非同源染色体自由组合，不考虑交叉互换的情况,【命题示例7】(2010江苏卷)对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是( ) A若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点 B若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点 C若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点 D若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点 【解析】 1个四分体4条姐妹染色单体，若2对基因在1对同源染色体上，则出现4个黄色、4个绿色荧光点。,【答案】 B,【解析】 1个四分体4条姐妹染色单体，若2对基因在1对同源染色体上，则出现4个黄色、4个绿色荧光点。,【答案】 B,考点六 细胞分裂与变异、遗传规律的关系 1细胞分裂与变异类型的关系 (1)无丝分裂过程中没有染色体的变化，但进行DNA复制，因此只可能发生基因突变。 (2)有丝分裂过程中进行DNA复制和染色体变化，但无同源染色体分离和非同源染色体的自由组合，因此可能发生基因突变和染色体变异，但不发生基因重组。 (3)减数分裂过程中可发生交叉互换及非同源染色体自由组合等现象，因此可发生基因突变，基因重组和染色体变异三种变异方式。,2减数分裂与遗传规律的关系 非同源染色体自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合定律,【归纳拓展】 (1)卵细胞体积大，含丰富的营养物质，为早期胚胎发育提供营养；精子经变形形成，体积小，游动灵活，易与卵细胞结合。 (2)有丝分裂过程中可发生基因突变和染色体变异，不发生基因重组。,【命题示例8】(2011山东理综卷)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是( ) 2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 性染色体一定在减数第一次分裂时未分离 A B C D,解析：基因型为AaXBY的小鼠在减数分裂过程中，可能是减数第一次分裂过程中性染色体没有分开，也可能是减数第二次分裂过程中着丝点分裂后，复制而来的性染色体没有分开同时进入同一个子细胞，从而形成没有性染色体的配子；A和A是在减数第二次分裂后期分开，若出现AA型的配子，说明2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离。 答案：A,【变式训练】(2012南通二模)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述，正确的是( ) A甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目发生改变的结果 C乙图是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果 D甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体数与核DNA分子数之比为12,【解析】甲、乙两图所表示的都是减数第一次分裂前期的联会现象，此时染色体数和核DNA分子数之比为12。此时之所以会出现“环形圈”、“十字形结构”现象，由于甲、乙都发生了染色体结构变异，甲可能是发生了重复或缺失，乙可能是发生了易位。,【答案】 D,【命题示例9】(2012皖南八校联考)某种哺乳动物基因型为AaBb，右图分别是该动物的两个细胞结构示意图，下列叙述错误的是( ),A甲细胞是该动物睾丸器官中的一个细胞，细胞名称是初级精母细胞，该细胞中有2个染色体组，含8个DNA分子 B若要验证的主要化学成分，需要使用的化学试剂有双缩脲试剂、二苯胺 C甲细胞发生了变异，该变异细胞产生的有性生殖细胞的种类是3种 D乙细胞的名称是次级精母细胞或第一极体，其变异的来源是基因突变、交叉互换,解析：甲细胞处于减数第一次分裂后期，乙细胞处于减数第二次分裂后期。因为图甲发生的是细胞质均等分裂，所以该动物为雄性动物，则图乙为次级精母细胞，而不可能是第一极体。是由蛋白质和DNA构成的染色体，所以用双缩脲试剂、二苯胺试剂检测。甲细胞发生了变异，产生的一个次级精母细胞基因型是AABb，所以该次级精母细胞产生2种精细胞分别是AB、Ab，另一个次级精母细胞基因型是aaBB，产生的精细胞是aB，所以该变异细胞产生的有性生殖细胞的种类是3种。 答案：D,考点七 有丝分裂与减数分裂的比较与辨析,1、有丝分裂与减数分裂图像判断,注：以体细胞核内染色体数为2N的动物细胞为例。 2有丝分裂与减数分裂的辨析方法 方法一,方法二,特别提醒 染色体、染色单体、DNA数量有一定的相关性 当有染色单体存在时，染色体染色单体DNA122； 当无染色单体时，染色体DNA11。 从以上数目的相关性，可以说明染色体是DNA的载体。,3、有丝分裂与减数分裂时期的图像识别,4.曲线、柱状图、染色体行为变化综合分析,4.减数分裂中染色体数目异常的时期和原因,减数分裂是原始生殖细胞(性原细胞)发展到成熟的生殖细胞(配子) 过程中必须进行的一种分裂方式,正常情况下的分裂结果是子细胞中 的染色体只有母细胞的一半。,(1)减数分裂中发生染色体异常行为时期有:在减后期有同源染 色体未分开并同时进入一个次级精母细胞中,结果一个次级精母细胞 染色体多,另一个次级精母细胞染色体少;在减后期着丝点分裂, 染色单体未分开,移向细胞同一极,结果一个生殖细胞染色体多,另一 个生殖细胞染色体少。,5.减数分裂中染色体数目异常的时期和原因,(2)形成原因:减数分裂时,某对染色体不联会,或联会后不分离,或着丝 点分裂后分离迟缓甚至未分离,导致产生染色体数目异常的配子。,(1)导致染色体数目变化的行为有两个:一是在减数第一次分裂后期, 同源染色体分离,分别进入一个细胞,使细胞内染色体数目减半;二是,减数第二次分裂后期,着丝点一分为二,染色单体分开变成染色体,使 数目加倍。,(2)解答有关细胞各分裂相中DNA、染色体和染色单体数目的问题 时,通常先根据已知条件,结合细胞分裂的过程求出体细胞染色体数 目,再以此作为“平台”进行转换推算。 (3)回答细胞分裂后期、末期染色体或DNA数目变化时一定要注意题干中要求回答的是一个“细胞”,还是一个“(细胞)核”,后期、末期虽然两个核已形成,但仍属一个细胞。同样道理,从曲线图中获取信息时也应注意同样的问题。,【特别提醒】,【命题示例10】(2011江苏生物，11)右图为基因型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个卵细胞 D. 此动物体细胞内最多含有四个染色体组,解析 本题考查动物细胞分裂的过程和特点。分析题图细胞，无同源染色体，每条染色体由两条姐妹染色组成，此细胞可能是突变后的次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是第一极体，A项错误。该生物体细胞的有丝分裂后期会含有四个染色体组，D项正确。 答案 A,【变式训练】下图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片，该时期(多选)( ) A是减数第一次分裂的前期 B是减数第一次分裂的中期 C非姐妹染色单体发生了互换 D结束后，同源染色体发生联会,解析 本题考查减数分裂的相关知识，同时考查学生读图识图的能力