专题3细胞增殖与受精作用#学习课堂

1、专题三细胞的生命历程,第一讲细胞增殖与受精作用,本讲内容一共包括6个考点和3个实验，高考命题主要集中在“细胞的生长和增殖的周期性”“细胞的有丝分裂”和“观察细胞的有丝分裂”，减数分裂过程及与有丝分裂过程比较、精子与卵细胞的形成及差异分析、有丝分裂与减和减分裂方式及图像的辨别、物质量变曲线所体现的分裂方式和物质类型的判定和染色体相关的概念辨析等考点。 再就是结合DNA复制、基因突变、基因重组和染色体变异等知识进行考查。 预计2013年高考本专题的命题趋向于以细胞分裂图像、坐标曲线等为知识载体进行考查，但与DNA的复制、生物变异知识的综合趋势在逐渐增强，考生们需要重点关注。而且还可能集中在减数分裂

2、上，受精作用考点也不容忽视，选择题和非选择题都可能出现，分值仍将维持在68分。,一、细胞周期,1条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期高度分化的细胞没有细胞周期，减数分裂没有细胞周期。 (1)连续分裂细胞：又称为周期细胞，如人体内的表皮生发层细胞、造血干细胞，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、形成层细胞等。 (2)暂不分裂(休眠)细胞：又称G0期细胞，在适当的刺 激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝细胞、肾细胞等。 (3)不分裂细胞：不可逆地脱离细胞周期，不再分裂，如神经细胞、肌肉细胞等。,考点一与细胞增殖相关的几个重要概念和术语的理解,(2009天津理综，1)下列选项中，两类细胞的

3、染色体数目均可呈周期性变化的是 ()。 A蛙的红细胞与淋巴细胞 B小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞 C人的胚胎干细胞与成熟的红细胞 D牛的精细胞与精原细胞,答案B,2细胞周期的表示方法,甲乙甲为一个细胞周期,ab+bc或cd+de为一个细胞周期,AE为一个细胞周期,柱形图,a+b+c+d+e为一个细胞周期,主要抓住前提条件(连续分裂的细胞)、起点(前一次分裂结束)、止点(下一次分裂结束)、两个阶段(分裂间期和分裂期)：,生物体内的细胞并不都具细胞周期，只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如进行减数分裂的精(卵)原细胞无细胞周期。,【查漏补缺 细胞周期概念的理解】,二、与染色体相关的概念辨析,碱性,DNA

4、,1.染色体与染色质(见下表),2.染色体与染色单体(见下表),2,着丝点,染色单体形成于 期，出现于 期 ，消失于 期.,3.同源染色体与非同源染色体,同源染色体,非同源染色体,同源染色体,1.常染色体和性染色体 细胞中的染色体根据其功能的不同可分为两类：常染色体(多对)和性染色体(一对)。前者与性别决定无关。后者与性别决定有关。体细胞和生殖细胞都含有常染色体和性染色体。 2四分体 联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。 如右图中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时同源染色体的对数是一致的。 3.同源染色体、非同源染色体、联会、四分体之间的关

5、系 (1)在减数分裂过程中，联会的两条染色体一定是同源染色体，它们与其他染色体的关系为非同源染色体。 (2)细胞中有多少对同源染色体，在减数分裂时就能够形成多少个四分体，即同源染色体的对数等于四分体的个数。,有丝分裂,减数分裂,知识梳理,动物和高等植物的有丝分裂的比较,二、减数分裂与有丝分裂比较(以动物细胞为例),三、动物精子和卵细胞形成过程的比较,一、细胞分裂图形的辨别,或者,2.有丝分裂和减数分裂的图形判别方法,图 313,3精子和卵细胞形成过程中的图形判别方法,【例】下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是() A甲、乙、丙中都有同源染色体 B卵巢中不可能同时出现这三

6、种细胞 C能够出现基因重组的是乙 D丙的子细胞是精细胞,【答案】 C,【变式题】右图表示某二倍体哺乳动物某器官内发生的部分细胞分裂过程。下列叙述不正确的是( ) A该器官是动物的睾丸，B细胞分 裂过程开始于初情期,BA细胞中含染色体组数为4，图中没有表示出性染 色体 CB细胞移向同一极的是非同源染色体，没有发生 基因重组 D两细胞的分裂过程中都有中心体的复制,C,【典例】(2011年珠海二模)图314 所示细胞均来自同,一生物体，有关叙述正确的是(,),图 314 A.属于有丝分裂过程的是 B.细胞的形成过程： C.和可能来自于同一个初级精母细胞 D.中都具有同源染色体,答案C,。,1(201

7、1年顺德模拟)图 315 是动物精巢中细胞分裂过 程的部分模式图(a 表示母细胞，设每个母细胞有 4 条染色体)，,下列有关说法正确的是(,) 图 315,A.ac 进行减数分裂，c 细胞中有 2 对同源染色体 B.ab 进行有丝分裂，b 细胞中染色体分为两部分，形成 2个四分体 C.ac 的过程中，经历了同源染色体分开、非同源染色体自由组合 D.ab 的过程中，在赤道板上发生了染色体联会,答案C,2(2011年中山三模)图 316 为某雄性二倍体动物体内,一个正在分裂的细胞，下列相关叙述正确的是(,),A.2 和 4 是同源染色体 B.此细胞发生了交叉互换 C.1 和 3 组成一个染色体组

8、D.该细胞分裂可能产生三种可遗传的变异类型,答案A,二、细胞分裂过程中 DNA、染色体、染色单体的数量变化,1变化规律总结,2.染色体、DNA 数量变化规律曲线,图 317,生物体细胞内的DNA含量为2a，下图表示减数分裂、受精作用及受精卵的有丝分裂过程中的DNA含量变化。据图回答,(1)AG表示（ ）分裂。其中，CE表示（ ） 时期；EG表示（ ）时期。 (2)“AC” DNA的含量倍增，是因为 ( ) 。 “DE” DNA的含量减半，原因是( ) 。 “FG” DNA的含量再减半，原因是( ) 。,减数,减数第一次分裂,减数第二次分裂,DNA的复制,同源染色体分离，细胞一分为二,着丝点分裂

9、细胞一分为二,(3)DNA含量在“JK”又增加了一倍，原因是 ( ),受精卵进行有丝分裂，DNA进行复制,(4)由上图可知：减数分裂与受精作用的重要意义是：,将亲代细胞的染色体经过复制之后精确的平均到两个细胞中,知识提升,1(2011年深圳联考双选)图319表示某生物几种细胞 分裂过程中的染色体数目变化，下列有关说法中正确的是( ),图 319,A.ab 段细胞中一定不存在同源染色体 B.仅 bc 段细胞中没有同源染色体 C.e 产生的原因是受精作用,D.fg 段细胞中，染色体数DNA 分子数11,答案CD,2下列物质变化示意图中，哪个不可能发生在有丝分裂过程中？,答案D,二、与有丝分裂有关的

10、细胞器,细胞分裂是一种重要的生理活动，由许多细胞器协调配合共同完成。 (1)线粒体：在整个细胞分裂过程中为DNA复制、蛋白质合成、染色体移动等提供所需的ATP。 (2)核糖体：合成组成染色体的蛋白质和其他蛋白质。 (3)中心体：在动物细胞和低等植物细胞有丝分裂前期，发出星射线组成纺锤体，以牵引染色体移动。 (4)高尔基体：在植物细胞有丝分裂的末期，合成纤维素形成新的细胞壁。,细胞分裂与生物的遗传变异,1减数分裂与受精作用,图 3110,减数分裂和受精作用对于生物前后代染色体数目的恒定,以及生物的遗传和变异，都是十分重要的。,2细胞分裂与生物遗传,(1)中心法则的主要内容包括 DNA 的复制、转

11、录和翻译等,过程，这些过程主要是在间期进行的。,(2)两大遗传规律与减数分裂有关，而与无丝分裂和有 丝分裂无关。,同源染色体的分离是基因分离定律的细胞学基础； 非同源染色体的非等位基因自由组合是基因自由组合定律的细胞学基础。,减数第一次分裂后期：,3、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，但是进行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复制和染色体行为变化，但是无同源染色体分离和非同源染色体自由组合，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同源染色体分离和非同源染色体自由组合，因此可发生基因重组，也可

12、发生基因突变、染色体变异。,可遗传变异的来源：基因突变、基因重组和染色体变异。,1减数分裂与遗传定律的关系 减数分裂是遗传定律的细胞学基础。减数分裂中染色体的行为变化决定了染色体上基因的行为变化。 两大遗传定律都发生在减数第一次分裂,减数分裂与生物变异的关系(见下表),2.,【热点考向2】细胞分裂与遗传变异,【例2】(2011江苏卷改编)下列不属于有丝分裂和减数分裂的过程中均能产生的变异是() ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组 C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，

13、导致染色体数目变异,【解析】非同源染色体之间发生自由组合，只能发生 在减数分裂中。,【答案】B,【变式1】玉米花药培养的单倍体幼 苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。右图是 该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下 列叙述错误的是 ()。 Aab过程中细胞内不会发生基因重组 Bcd过程中细胞内发生了染色体数加倍 Ce点后细胞内各染色体组的基因组成相同 Dfg过程中同源染色体分离，染色体数减半,解析基因重组和同源染色体分离都发生在减过程中，花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株的过程，不发生减数分裂，故A正确，D错误；由题中信息知，秋水仙素处理在cd过程之前，秋水仙素抑制纺锤体

14、的形成，导致cd过程中细胞内染色体数目加倍，即由10条变为20条；e点后细胞内各染色体组都来源于花药中的一个染色体组的复制，各染色体组的基因组成相同。 答案D,【变式2】(2009福建卷)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是( ) A染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目 变异 B非同源染色体自由组合，导致基因重组 C染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变 D非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异,【答案】B,【典例3】(2011年江门调研)图 3111是进行有性生殖,生物的个体发育过程示意图，有关说法错误的是(,),图 3111 A过程是

15、在细胞分裂和细胞分化的基础上进行的 B基因突变、基因重组和染色体变异均可发生在过程中 C在地球出现有性生殖的生物以后，生物进化的步伐大 大加快了 D组成新个体细胞中线粒体的遗传物质既来自精子，也 来自卵细胞,答案D,5(2011 年茂名二模)图 3112 是同一种生物体内，有 关细胞分裂的一组图像，下列与此有关的几种说法中，不正确,的是(,),图 3112,A.中心法则所表示的生命活动内容主要是在图所示的时,期进行的,B.在图示细胞分裂方式的间期发生的基因突变传递给下,一代的可能性要比图所示的大得多,C.可遗传的变异来源之一的基因重组的发生与图有关，,而与图无直接关系,D.在雄性动物体内，同时

16、具备上述细胞分裂时期的器官是,睾丸而不是肝脏,答案C,6(原创)图 3113 为某生物体内的一个细胞图像，下,列叙述正确的是(,),B,图 3113,A.该细胞只存在于该动物的精巢中 B.该细胞在分裂的间期发生过基因突变 C.该细胞含有 4 个染色体组 D.该细胞分裂产生的成熟生殖细胞有两种 解析该图存在同源染色体分离，并且细胞质不均等分裂， 为初级卵母细胞；从图中的基因上看，不可能是交叉互换的结 果，只能是基因突变；该细胞含有 2 个染色体组；该细胞分裂 产生一个卵细胞和 3 个极体，极体不是成熟的生殖细胞。,【热点考向1】减数分裂,【例1】 (2011山东卷)基因型为AaXBY的小鼠仅因为

17、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,【答案】 A,【变式1】(2011江苏卷)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种卵细胞 D此动物体细胞内最多含有四个染色体组,【答案】 A,

18、【热点考向3】有丝分裂、减数分裂的实验,【例3】(2011江苏卷)洋葱(2n16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下： 将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。 将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。 剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中58 min。,将根尖取出，放

19、入盛有清水的培养皿中漂洗。 用石炭酸品红试剂染色。 制片、镜检；计数、拍照。 实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。 秋水仙素溶液处理清水培养时间(h),请分析上述实验，回答有关问题： (1)步骤中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是_。 (2)步骤为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是_。 (3)根据所学的知识推测，石炭酸品红试剂是一种_性染料。 (4)为了使统计数据更加科学，计数时应采取的方法是_。,(5)根据上表结果可以得出如下初步结论： 质量分数为_秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高； 本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是_。 (6)下面

20、为一位同学在步骤所拍摄的显微照片，形成细胞a的最可能的原因是_。,【解析】生物学是建立在实验基础上的。本题考查实验有关的知识。,【答案】 (1)使组织中细胞相互分离开来 (2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜 (3)碱 (4)每组装片观察多个视野 (5)0.01%0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h (6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后,【变式3】小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤： 供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹染液、醋酸洋红液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。 取材：用

21、_作实验材料。 制片：取少量组织低渗处理后，放在_中，一定时间后轻轻漂洗。 将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量_。 一定时间后加盖盖玻片，_。 观察：用显微镜观察时，发现几种具有不同特征的分裂中期细胞。若它们均正常分裂，产生的子细胞是_ _,(小鼠)睾丸,解离固定液 (溶液),醋酸洋红液,压片,母细胞、精细胞、精原细胞。,次级精,【解析】本题源于教材上的观察减数分裂的实验，但又高于教材。注重考查学生对所学知识的迁移能力。首先学生要对课本上关于有丝分裂实验中的系列步骤要熟知：取材解离漂洗染色制片观察。实验材料的选择，既要重视理论上的合理性，又要充分考虑实验的可行性。,比较动物与植物细胞的分散方

22、法 为了观察清楚，避免细胞错位、重影，必须要进行分散处理。但两者的方法是不同的：植物细胞可通过盐酸解离、捣碎、压片等方法使细胞分散开；动物细胞可借助于_，将动物组织分散成单个细胞。,胰蛋白酶,知识迁移,配子形成过程分析 (1)一个精原细胞经减数分裂再经变形可形成4个精子，在没有发生交叉互换时，其类型为两种(如下图)。,在上述过程中，非同源染色体进行组合的时候只能是、中的任意一种，因此可形成两种类型的4个精子。 (2)一个精原细胞在减数分裂时，若发生了交叉互换，则可产生4种类型的4个精子(如下图)。,精子和卵细胞的种类归纳,(3)动物(含n对同源染色体)产生精子或卵细胞的种类：2n种。 (4)一

23、个初级卵母细胞核中的DNA为4n，则该动物产生的卵细胞中含有的DNA确切地讲应该大于n，因为细胞质中也含有DNA分子。,考点7 细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果,【例】通过显微技术破坏玉米根尖分生区细胞中的高尔基体。培养几天后，再观察该根尖细胞，预测会有什么样的结果() A细胞停止分裂 B产生多核细胞或多倍体细胞 C正常分裂 D不能形成纺锤体,【解析】高尔基体参与植物细胞壁的形成。,B,【变式题】果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示：果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示：,(1)经分析出现异常受精卵XXY的原因之一是：雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体XX没有分离，产生异常卵细胞XX，与正常精