建立减数分裂中染色体变化的模型1

建立减数分裂中染色体变化的模型考情分析考情分析切片内容学习目标核^心考点知识重点^级知^难度^级建立减数分裂中染色体变化的模型减数分裂中染色体变化模型的建立减数分类中染色体行为和数目的规律性变化B★★★减数分裂中配子类型数的判断精子和卵子类型数的相关计算C★★★配子的来源判断精子的来源问题B★★★一、建立减数分裂中染色体变化的模型.实验原理减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂.减数第一次分裂的主要特征是同源染色体配对，非同源染色体自由组合，四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换;同源染色体分离,分别移向细胞两极.减数第二次分裂的主要持征是染色体不再复制，每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极..实验材料红色和黄色的橡皮泥,一大张白纸.实验步骤

准备（1）制作染色单体:用橡皮泥制作黄、红各2条长3-4cm的染色单体，再制作黄、红各2条长6-8cm的染色单体（2）制作复制的染色体:把颜色和长度相同的两条染色单体成对并排放置.用同种颜色的小块橡皮泥代表着丝点，在两条染色单体中部用小块橡皮泥粘起来,代表减数分裂开始时已完成复制的染色体（3）绘制纺锤体:在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓,使之能够容纳所做的4条染色体.画出中心体和纺锤体模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化（4）分离:把做好的染色体放在画好的细胞内，让长度相同、颜色不同的两条染色体配对,使着丝点靠近.将两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道板处，红色染色体放在赤道板的一侧,黄色染色体放在另一侧.抓住着丝点,把配对的两条染色体分别拉向细胞的两极（5）在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓，并画出中心体和纺锤体.将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中（6）把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处.平均分开每条染色体上的小块橡皮泥一一相当于着丝点分离.抓住粘有小块橡皮泥（即着丝点）的部位，把染色体分别拉向细胞的两极.尽量一次移动所有的染色体,像在活细胞中发生的那样.然后,在两极有染色体的部分画出细胞轮廓,代表新细胞生成模拟自由组合将两对染色体横向排列在赤道板处，这次要在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体，重复步骤（4）-（6），比较形成的子细胞与前一次分裂结果的差异模拟交叉互换假设在四分体时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，重复步骤（4）-（6），比较形成的子细胞与前面分裂结果的差异.实验结论通过构建减数分裂中染色体变化的物理模型，得出减数分裂时数目及主要行为的动态变化,完成染色体/DNA数量变化表和曲线图，进而从生殖细胞形成的角度分析，得出生物遗传多样性的原因.二、减数分裂中配子类型数的判断.非姐妹染色单体不发生交叉互换时（1）由于同源染色体分离，非同源染色体在配子中进行自由组合，所以减数分裂可形成不同种类的配子.（2）一种性原细胞经减数分裂能产生配子（精子、卵细胞）的种数为2n种（n为同源染色体对数）.（3）每一个精原细胞经减数分裂只可能形成两种精子，每一个次级精母细胞经减数分裂只形成一种精子.（4）每一个卵原细胞或每一个次级卵母细胞分裂只能形成一种卵子（5）要产生2n种精子至少需要2n-1个精原细胞参与减数分裂.（6）要产生2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞参与减数分裂.（7）当有m个精原细胞进行减数分裂时：①若m<2n-i，则生成的精子类型最多为2m（<2n）种.②若m=2n-i,则生成的精子类型为2m（=2n）种.③若m>2n-i,则生成的精子类型为2n种..姐妹染色单体发生交叉互换时（1）每一个精原细胞分裂都要形成4种精子，次级精母细胞分裂形成两种精子.（2）每一个卵原细胞或每一个次级卵母细胞分裂只形成一种卵子（3）m个精（卵）原细胞分裂时形成的精子（卵细胞）最多为4m（m）种,与同源染色体对数无关.三、配子的来源.两个精细胞中的染色体完全相同,则他们可能来自同一个次级精母细胞，如图2中的B和D..两个精细胞中的染色体恰好“互补”，则他们可能来自由一个初级精母细胞分裂产生的两3个次级精母细胞，如图2中的A和B（或D）、C和E..两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补,则只能判定它们可能由同一个生物不同精原细胞经减数分裂产生，如图2中的AC、BC、CD、DE等可能来自同一个体不同的精原细胞.【易错提醒】（1）用橡皮泥做染色体时，要保证2条配对的染色体长度相同、颜色不同.（2）涉及配子种类数时,明确非姐妹染色单体是否发生交叉互换；（3）配子类型数计算时,注意看清楚是一个精（卵）原细胞还是一种精（卵）原细胞.（4）配子中的染色体数目即便是偶数，也不能用对数来表示.德国出生的黑白双胞胎据德媒体报道，现年36岁的安德里和31岁的妻子多林生活在德国莱比锡市，丈夫安德里是一名来自非洲的黑人,而他的妻子多林则是一名土生土长、金发碧眼的德国女性.这两名来自不同种族的男女相识后怨快擦出了爱情的火花，两人结婚后，不久德国妻子多林就怀上了身孕.多林到当地医院接受孕期检查时，医生告诉她，她怀上的是一对双胞胎.此后，多林和丈夫安德里就充满期待地盼望这对双胞胎孩子的降生.不久前，多林终于在当地医院中顺利产下了她的双胞胎女婴凯姆芭和凯莎，然而让医生和助产士们惊得目瞪口呆的是双胞胎女婴凯姆芭和凯莎尽管生自同一个子宫,但两人身上的皮肤竟然像他们的父母一样，也是一个黑、一个白!助产师萨宾・弗朗克对记者说:“这对健康的双胞胎女婴竟然拥有完全不同的肤色，凯姆芭长着白皮肤和一头金发，凯莎却长着暗褐色的皮肤和一头黑发.在我从事这行33年来，我还从未遇见过这种离奇的事情.”题型1:建立减数分裂中染色体变化的模型【例1】如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是（ ）【答案】C【解析】A、减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合,A正确;B、减数第一次分裂中期，同源染色体成对地排列在赤道板上,B正确；减数第一次分裂中期，同源染色体成对地排列在赤道板上,因此上下两条染色体应该为同源染色体,C错误;D、减数第二次分裂后期，细胞中不含同源染色体,且着丝点分裂，姐妹染色单体分离成为染色体,并在纺锤丝的牵引下均匀地移向两极,D正确.【总结】本题结合细胞分裂图，考查细胞减数分裂不同时期的特点，要求考生识记细胞减数分裂不同时期的特点，能准确判断图中各细胞中染色体行为是否正确，再准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查.强化训练【练1-1】在建立减数分裂中染色体变化的模型过程中,如果用3对染色体进行模拟,对产生的配子类型说法不正确的是（）.一个精原细胞减数分裂产生两种类型的配子一个卵原细胞减数分裂产生一种类型的配子C.四个卵原细胞减数分裂,最多产生四种类型的配子D.四个精原细胞减数分裂最多产生四种类型的配子【答案】D【解析】A、一个精原细胞减数分裂产生4个两种类型的配子,A正确;B、一个卵原细胞减数分裂只能产生1个一种类型的配子和3个极体,B正确;C、由于一个卵原细胞减数分裂只能产生一种类型的配子，所以四个卵原细胞减数分裂,最多产生四种类型的配子,C正确;D、一5个精原细胞减数分裂产生4个两种类型的配子，所以四个精原细胞减数分裂最多能产生8种类型的配子,D错误.【练1-2】在“建立减数分裂中染色体变化的模型”的建构活动中，新细胞中得到的两条染色体（）.A.颜色必然相同B.颜色必然不同C.长短必然相同D.长短必然不同【答案】D【解析】在“建立减数分裂中染色体变化的模型”的建构活动中,新细胞中得到的两条染色体颜色可能相同，也可能不同，所以A、B错误;减数分裂的结果,子细胞中不存在同源染色体，所以细胞中的染色体长短必然不同,C错误,D正确.【练1-3】在“建立减数分裂染色体变化模型”实验中，某同学制作了如图所示模型.他模拟的时期是（）.A.减数第一次分裂前的间期B.减数第一次分裂后期C.减数第二次分裂前期D.减数第二次分裂中期【答案】B【解析】减数第一次分裂前的间期有核膜核仁，没有染色体和纺锤体,A错误;B、减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合,B正确;C、减数第二次分裂前期不存在同源染色体,C错误;D、减数第二次分裂中期没有同源染色体，染色体的着丝点排列在赤道板上,D错误.【练1-4］在减数分裂模型制作实验中，制作了4条蓝色和4条红色的染色单体，以下叙述正确的是（）A.4条蓝色的染色单体应大小相同,4条红色的染色单体也如此B.模拟减数分裂前期I时，细胞中应有8条染色体且颜色不同C.模拟减数分裂后期H时，每个细胞中应有4条染色体且颜色不一定相同D.模拟产生的配子,理论上最多有2种不同的染色体组合【答案】C【解析】减数分裂模型制作中，两条大小一样的蓝色染色单体连在一起代表已经复制完成的染色体，两条与该蓝色染色单体大小一致的红色染色单体连在一起代表已经复制完成的染色体,这一红一蓝代表同源染色体，因此4条大小相同的染色单体应该是2红2蓝,A错误;模拟减数分裂前期I时，细胞中应有4条染色体（含有染色单体），且为2条蓝色（大小不同）、2条红色（大小不同），减数分裂后期H时，同源染色体分离,姐妹染色单体分开,每个细胞中有4条染色体,其颜色不一定相同,B错误、C正确;模拟产生的配子，理论上配子种类有4种,D错误.【练1-5】下列关于“减数分裂模型的制作研究”活动的叙述，正确的的是A.用铁丝把颜色和长短相同的两条橡皮泥扎起来代表配对完成的一对同源染色体B.模拟过程中被拉向纺锤体两极的染色体可能含有染色中体C.模拟过程中一共画了两个纺锤体D.模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程需要3种不同颜色的橡皮泥【答案】B【解析】本题考查“减数分裂模型的制作研究”活动，要求考生理解减数分裂过程中染色体变化规律，明确一对同源染色体应该形状相同但颜色不同，能区分染色体与染色单体，并能利用所学知识分析、判断各选项.“减数分裂模型的制作研究”活动中,用铁丝把颜色不同但长短相同的两条橡皮泥扎起来可代表配对完成的一对同源染色体,A错误;模拟过程中被拉向纺锤体两极的染色体可能含有染色单体，如减数第一次分裂后期的染色体含有染色单体,B正确;模拟过程中一共画了四个纺锤体,C错误;模拟含有3对同源染色体的细胞的减数分裂过程需要6种不同颜色的橡皮泥,D错误.题型2:减数分裂中配子类型数的判断【例2】某雄性动物（基因型为AaBbCc,三对基因位于三对同源染色体上）的一个初级精母细胞在四分体时期，一对同源染色体的非姐妹染色单体上含A、a基因的部位发生了交叉互换.

该细胞以后进行正常的减数分裂,产生的精子类型有（）A.1种 B.2种4种 D.8种【答案】C【解析】解题时最好画出四分体时期的染色体组成，注明染色单体上的基因，含A、a的部位互换，姐妹染色单体上的基因有所不同，用图解表示出减数分裂的过程，可得出一个精原细胞会产生4个精子，且有4种类型.【总结】本题考察减数分裂的相关知识，重点考察镜子的形成过程，要求考生识记减数分裂不同时期的特点，特别是减数第一次前期和后期，能结合题干信息“一对同源染色体的非姐妹染色单体上含A、a基因的部位发生了交叉互换”，选出正确的答案.强化训练【练2-1】40个初级卵母细胞和5个初级精母细胞,如果全部发育成熟,受精后最多可能产生的新个体的数目是（10个40个10个40个15个20个【答案】D【解析】一个初级卵母细胞最终形成一个卵细胞，而一个初级精母细胞最终形成4个精子，因此,40个初级卵母细胞形成40个卵细胞,5个初级精母细胞形成20个精子，受精后，最多能形成20个受精卵,发育成20个新个体.【练2-2】如图表示某个生物体（基因型为AaCcDd）的精细胞,根据细胞内基因的类型,判断其A.2个精原细胞A.2个精原细胞B.4个精原细胞精细胞至少来自（ ）3个精原细胞3个精原细胞5个精原细胞【答案】B【解析】在不发生交叉互换的情况下，一个初级精母细胞可以产生两个基因型互补的次级精母细胞，一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞.根据分离定律和自由组合定律可知，①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分别来自同一个精原细胞因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞.【练2-3】果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d),在不发生交叉互换情况下,它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子()A.2种 B.4种C.8种 D.16种【答案】A【解析】一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体，在不发生交叉互换情况下，减数分裂都只形成2种类型的精子.【练2-4】基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下.叙述正确的是A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子C.B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律D,非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异【答案】B【解析】等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期,即初级精母细胞中,A错误;由于AbD位于一条染色体上，则aBd位于另一条同源染色体上,由于染色体上B和b所在非姐妹染色单体上发生了交叉互换，所以最终产生的精子基因型为AbD、ABD、aBd、aBd四种精子,B正确;B(b)与D(d)位于一对同源染色体上，不遵循基因自由组合定律,C错误;同源染色体的非姐妹染色单体发生交换属于基因重组,D错误.【练2-5】某雄性动物的基因型为AaBb.右图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像，该精原细胞减数分裂过程中发生过交叉互换.下列相关叙述错误的是留甲 国乙A.图甲表示次级精母细胞，含0个四分体B.图乙表示精子，含2个染色体组C.该精原细胞产生精细胞的基因型分别为AB、aB、Ab、abD.在减数分裂后期I,移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b【答案】B【解析】图甲细胞中没有同源染色体，处于减数第二次分裂前期，称为次级精母细胞，含0个四分体,A正确;图乙表示精细胞,精细胞变形才能产生精子,B错误;该细胞经减数分裂形成的四个精子，发生了交叉互换，则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab,C正确;根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b,D正确.【考点定位】配子形成过程中染色体组合的多样性【练2-6】某XY型性别决定的生物基因型为AaB,此个体产生的配子应为（ ）A.精子:AXB,aXBB.精子:AXB,aXB,AYayC.卵细胞:AXB,aXBD.卵细胞:AXB,aXB,AYaY【答案】B【解析】根据生物基因型为AaB,可判断基因Aa位于常染色体上;而B基因没有等位基因，说明只位于X染色体上,所以生物基因型应为AaXBY,是雄性个体.因此，个体产生的配子是精子，基因型为AXB,aXB,AYaY.故选:B题型3:配子的来源【例3】图1是某种生物的精细胞，根据细胞内染色体的类型（来自父方、母方区分）回答下列问题.10⑴来自同一个次级精母细胞的两个精细胞是:A和; 和D.（2）这6个精细胞至少来一个精原细胞;至少来自一个次级精母细胞.（3）精细胞A的一条染色体在初级精母细胞—时期发生了—.（4）精细胞E、F和最可能来自同一个 精母细胞【答案】EC24（3）四分体（联会）交叉互换A初级【解析】（1）来自同一个次级精母细胞，则两两相同，即两个细胞内染色体类型相同，如A和E、C和D（2）一个精原细胞产生两种配子（如果考虑交叉互互换就是四种,但从染色体整体来看，还是两种）.从题中图1来看,6个细胞可以分成四种,即A和E、C和D、B、F.至少来自两个精原细胞,至少来自四个次级精母细胞.发生交叉互换的时间是在四分体时期.E和F染色体类型互补，可以断定来自一个初级精母细胞.【总结】解答此题应从以下两点突破：若不考虑四分体时期的交叉互换，同一个次级精母细胞形成的两个精细胞的染色体组成是相同的.图1中的B和F染色体组成不同即来自两个不同的级精母细胞.强化训练【练3-1】如果精原细胞有两对同源染色体,A与a、B与b,下列哪四个精子来自同一个初级精母细胞（ ）A.Ab、Ab、ab、ab B.aB、Ab、AB、ABC.Ab、aB、Ab、aB D. AB、Ab、ab、aB【答案】C【解析】在减数第一次分裂时期，同源染色体分离的同时，非同源染色体移向两极,自由组合.对于含AaBb两对同源染色体的初级精母细胞来说，有两种分离情况：若一组是A与B组合,11另一组则是a与b组合，经第二次分裂和变形后分别形成2个AB和2个ab的精子;或者是形成2个Ab和2个aB的精子.但对于一个细胞来说只能有其中的一种分离情况因此只能产生2种类型的精子.【练3-2】AbC、aBc、ABC、aBC是某个体AaBbCc所产生的几种精细胞类型，至少需要几个精原细胞（）TOC\o"1-5"\h\zA.2 B.3C.4 D.5【答案】B【解析】一个精原细胞减数分裂产生两种精子，这两种精子的染色体互为组成的“补集”即AbC一aBc｝互补，可由一个精原细胞AaBbCc产生 ）ABC可由一个精原细胞AaBbCc产生 I至少由3个精原细胞产生aBC可由一个精原细胞AaBbCc产生 」【练3-3】若某动物体细胞基因型为AaBb（独立遗传），下列各组精子细胞中，经由某一个精原细胞减数分裂形成的是（ ）AB,Ab,aB,abAB,ab,ab,ABAB,aB,aB,ABaB,aB,ab,ab【答案】B【解析】一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型.若某动物体细胞基因型为AaBb,根据基因自由组合定律，其一个精原细胞减数分裂形成的精子细胞中的基因型为AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB.故选：B.【练3-4】基因型为YYRr的个体产生的配子是（ ）A.YR和YR B.Yr和YrC.YY和Rr D.Yr和YR【答案】D12【解析】YY位于同源染色体上且基因相同,所以产生Y,Rr位于同源染色体上,所以分离形成R、r,非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以形成YR和Yr.故选：D.【练3-5】已知某小麦植株的基因型是AaBbCc,三对基因分别位于三对同源染色体上,利用其花药进行离体培养获得N株小麦，其中基因型为aabbcc的个体约占（ ）A.0B.-C.—D.—4 16 8【答案】A【解析】根据题意分析可知：小麦植株的基因型是AaBbCc,即为二倍体植株,通过花药进行离体培养获得的是单倍体,则单倍体中应含有一个染色体组;而基因型为aabbcc的个