第1講 細(xì)胞的增殖和受精作用
考點1 有絲分裂和無絲分裂
(1)細(xì)胞的增殖方式和細(xì)胞周期 真核細(xì)胞的主要分裂方式:有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。 細(xì)胞周期:連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細(xì)胞周期。 注意:只有連續(xù)分裂的細(xì)胞才有細(xì)胞周期。
②有絲分裂的意義是:染色體經(jīng)過復(fù)制(實質(zhì)為DNA復(fù)制)以后,精確地平均分配到兩個子細(xì)胞,能保持前后代染色體數(shù)目的恒定性。③有絲分裂細(xì)胞核中染色體、染色單體、DNA的變化
染色體數(shù)∶DNA數(shù)=1∶1或1∶2。 染色單體形成時期是分裂間期。能觀察到的時期是前期和中期。消失的時期是后期。 染色體數(shù)和DNA數(shù)變化的關(guān)鍵點:
染色體數(shù)目加倍的時期是后期,加倍的原因:著絲點分裂。 末期結(jié)束時,染色體數(shù)目減少原因:染色體平均分到2個子細(xì)胞中。
DNA數(shù)目加倍的時期是分裂間期,加倍的原因是DNA復(fù)制。 末期結(jié)束時,DNA數(shù)目減少原因:DNA平均分到2個子細(xì)胞中。
細(xì)胞核中的DNA和每條染色體上的DNA數(shù); 每條染色體上的DNA數(shù)是1或2。 ab段處于 間 期,每條染色體上DNA數(shù)由1變?yōu)?的原因是DNA復(fù)制,復(fù)制后每條染色體含2個DNA分子。? cd段處于 后 期,每條染色體上DNA數(shù)由2降為1的原因是著絲點分裂,每條染色體含1個DNA分子。
a'b'段處于 間 期,DNA數(shù)加倍的原因DNA復(fù)制。 c'd'段處于 末 期,DNA數(shù)恢復(fù)和原來一樣的原因是末期DNA平均分配到兩個子細(xì)胞中。?④觀察植物細(xì)胞的有絲分裂 材料:洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞。
(3)無絲分裂①特點:整個分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘體和染色體的變化,但是DNA也要復(fù)制并平均分配。②實例:蛙的紅細(xì)胞。
考點2　減數(shù)分裂和受精作用
1.減數(shù)分裂(1)概念:進行有性生殖的生物,在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時進行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。 對象:有性生殖生物。 時間:產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時。 過程:染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。 結(jié)果:成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半。
(2)精子的形成過程①哺乳動物精子的形成場所:睪丸的曲細(xì)精管。②過程:
減數(shù)第一次分裂前的間期:染色體復(fù)制(DNA加倍,染色體不變) 減數(shù)第一次分裂 前期:同源染色體兩兩配對——聯(lián)會;出現(xiàn)四分體;四分體中非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換。 中期:同源染色體的著絲點排列在赤道板兩側(cè)。 后期:著絲點不分裂,同源染色體分離,非同源染色體自由組合。 末期:分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。 減數(shù)第二次分裂:無間期或間期很短;和有絲分裂基本相同。后期染色體的著絲點分裂。
(3)卵細(xì)胞的形成過程①哺乳動物卵細(xì)胞的形成場所:卵巢。②過程:
精子和卵細(xì)胞形成的區(qū)別: 1個精原細(xì)胞產(chǎn)生 4 個精子,1個卵原細(xì)胞產(chǎn)生 1 個卵細(xì)胞,自然界雌雄配子數(shù)目不相等,但種類相同。? 精子形成過程細(xì)胞質(zhì)均等分裂,初級卵母細(xì)胞和次級卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)不均等分裂。(4)相關(guān)概念 同源染色體:能配對的兩條染色體,形狀和大小一般相同,一條來自父方,一條來自母方。①形狀大小一般相同,源于同一物種。②X和Y雖然形狀大小不同,但可以聯(lián)會,故也是同源染色體。
四分體:在減數(shù)第一次分裂前期,聯(lián)會后的每對同源染色體含有的4條染色單體。1個四分體= 1 對同源染色體?= 2 條染色體?= 4 條染色單體?= 4 個DNA分子? 四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生互換。
(5)減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA數(shù)目的變化
染色體變化的關(guān)鍵點:①減半原因:末期平均分到兩個細(xì)胞。②加倍原因:著絲點分裂,染色體數(shù)加倍。
DNA變化的關(guān)鍵點:①減半原因:末期平均分到兩個細(xì)胞。②加倍原因:間期DNA復(fù)制,DNA數(shù)加倍。 減數(shù)分裂最終的染色體數(shù)和核DNA數(shù)都只有原來的一半。
(6)減數(shù)分裂和有絲分裂圖像的鑒別 先判斷時期:如染色體無規(guī)律分布為前期,染色體排列在中央為中期,染色體移向兩極為后期。 無同源染色體為減Ⅱ;有同源染色體且聯(lián)會為減Ⅰ;有同源染色體但不聯(lián)會為有絲;無著絲點分裂為減Ⅰ后期。
2.受精作用(1)概念:精子與卵細(xì)胞相互識別、融合成為受精卵的過程。(2)過程:精子的頭部進入卵細(xì)胞,尾部留外。 精卵融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點——流動性;體現(xiàn)了細(xì)胞膜進行細(xì)胞間信息交流的功能。(3)結(jié)果:受精卵中的染色體數(shù)目恢復(fù)和體細(xì)胞一樣。 受精卵中的染色體一半來自精子,一半來自卵細(xì)胞,但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。(4)減數(shù)分裂和受精作用的意義保證前后代染色體數(shù)目的穩(wěn)定性;增加生物的多樣性。
典例示范一若要觀察植物細(xì)胞有絲分裂中期的染色體。適宜的材料和染液組合是(　　)A.大蒜根尖細(xì)胞,甲紫溶液B.玉米根尖細(xì)胞,臺盼藍(lán)染液C.菠菜葉肉細(xì)胞,碘液D.番茄果肉細(xì)胞,吡羅紅染色劑
【答案】　A【重點歸納】　(1)有絲分裂過程:①間期,進行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成;②前期,核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;③中期,染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰,著絲點排列在赤道板上;④后期,著絲點分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;⑤末期,核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。(2)染色體、染色單體、DNA變化特點(體細(xì)胞染色體為2n):①染色體數(shù)目變化,后期加倍(4n),平時不變(2n);②核DNA含量變化,間期加倍(2n→4n),末期還原(2n);③染色單體數(shù)目變化,間期出現(xiàn)(0→4n),前期出現(xiàn)(4n),后期消失(4n→0),存在時數(shù)目同DNA。
【詳解】　大蒜根尖細(xì)胞可以進行有絲分裂,甲紫溶液可以把染色體染成深色,A正確;玉米根尖細(xì)胞可以進行有絲分裂,但臺盼藍(lán)染液不能對染色體進行染色,B錯誤;菠菜葉肉細(xì)胞不能進行有絲分裂,碘液也不能對染色體進行染色,C錯誤;番茄果肉細(xì)胞不能進行有絲分裂,吡羅紅染色劑不能對染色體進行染色,D錯誤。
變式訓(xùn)練一關(guān)于某二倍體哺乳動物細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂的敘述,錯誤的是(　　)A.有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生染色單體 分離B.有絲分裂中期和減數(shù)第一次分裂中期都發(fā)生同源染色 體聯(lián)會C.一次有絲分裂與一次減數(shù)分裂過程中染色體的復(fù)制次 數(shù)相同D.有絲分裂中期和減數(shù)第二次分裂中期染色體都排列在 赤道板上
【答案】　B【詳解】　有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生著絲點分裂,姐妹染色單體分離,移向兩極,A正確;有絲分裂不發(fā)生同源染色體聯(lián)會,減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生同源染色體聯(lián)會,B錯誤;有絲分裂與減數(shù)分裂染色體都只復(fù)制一次,C正確;有絲分裂和減數(shù)第二次分裂的染色體行為類似,前期散亂分布,中期染色體排列在赤道板上,后期姐妹染色單體分離,D正確。
典例示范二(2020·海南卷)某哺乳動物的體細(xì)胞染色體數(shù)為2n。下列有關(guān)該動物精原細(xì)胞的敘述,正確的是(　　)A.既能進行有絲分裂,又能進行減數(shù)分裂B.分裂過程中的染色體數(shù)目不會為nC.在有絲分裂后期會發(fā)生基因重組D.經(jīng)過染色體復(fù)制產(chǎn)生的初級精母細(xì)胞中沒有同源染色體
【答案】　A【重點歸納】　減數(shù)分裂過程:(1)減數(shù)第一次分裂間期:染色體的復(fù)制。(2)減數(shù)第一次分裂:①前期:聯(lián)會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換。②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上。③后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合。④末期:細(xì)胞質(zhì)分裂。(3)減數(shù)第二次分裂過程:①前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體。②中期:染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰。③后期:著絲點分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極。④末期:核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
【詳解】　動物的精原細(xì)胞能通過有絲分裂增加精原細(xì)胞數(shù)量,也能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精細(xì)胞進行生殖,A正確;精原細(xì)胞若進行減數(shù)分裂,在減數(shù)第二次分裂前期、中期和末期,以及產(chǎn)生的子細(xì)胞中染色體數(shù)目均為n,B錯誤;在有絲分裂后期不會發(fā)生基因重組,基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程,C錯誤;經(jīng)過染色體復(fù)制產(chǎn)生的初級精母細(xì)胞中含有同源染色體,減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離,產(chǎn)生的次級精母細(xì)胞中不含同源染色體,D錯誤。
變式訓(xùn)練二1.以下為某植物生殖細(xì)胞形成過程中某些時期的示意圖,正確的描述是(　　)　 ①　 ② ③　 ④A.①紡錘絲牽引著姐妹染色單體分開B.②紡錘絲牽引著同源染色體向細(xì)胞兩極移動C.③同源染色體排列在赤道板上D.④減數(shù)第一次分裂染色體排列在赤道板上
【答案】　C【詳解】　圖①表示減數(shù)第一次分裂的后期,紡錘絲牽引著同源染色體分開,A錯誤;圖②表示紡錘絲牽引著姐妹染色單體分裂后形成的染色體向細(xì)胞兩極移動,B錯誤;圖③表示同源染色體排列在赤道板兩側(cè),C正確;圖④表示減數(shù)第二次分裂中期著絲點排列在赤道板上,D錯誤。
2.下列關(guān)于細(xì)胞增殖的敘述,正確的是(　　)A.動物細(xì)胞在分裂間期進行染色體和中心體復(fù)制,復(fù)制后 二者的數(shù)目都加倍B.減數(shù)分裂時染色體復(fù)制一次、細(xì)胞分裂兩次,對維持生 物前后代染色體數(shù)目恒定起重要作用C.正常男性體內(nèi)細(xì)胞增殖過程中,一個細(xì)胞內(nèi)不會同時存 在兩條Y染色體和兩條X染色體D.同一個生物體在不同時刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞染色體 組成和數(shù)目都不同
【答案】　B【詳解】　動物細(xì)胞在分裂間期進行染色體復(fù)制,DNA含量加倍,但染色體數(shù)目不變,A錯誤;減數(shù)分裂過程中,染色體復(fù)制一次而細(xì)胞分裂兩次,導(dǎo)致分裂結(jié)束后細(xì)胞中染色體數(shù)目減半,減數(shù)分裂和受精作用對于維持生物前后代染色體數(shù)目恒定起重要作用,B正確;正常男性體內(nèi)細(xì)胞增殖過程中,有絲分裂后期,細(xì)胞內(nèi)會同時存在兩條Y染色體和兩條X染色體,C錯誤;同一個生物體在不同時刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞,染色體數(shù)一般是相同的,染色體組成一般是不同的(非同源染色體自由組合),D錯誤。
3.取大蒜根尖和小麥未成熟的花藥,在光學(xué)顯微鏡下觀察植物細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂,均可看到的是(　　)A.分裂前期染色體復(fù)制后形成的四分體B.同源染色體的染色單體間發(fā)生交叉現(xiàn)象C.分裂中期染色體排列在細(xì)胞的中央D.分裂后期同源染色體分到細(xì)胞的兩極
【答案】　C【詳解】　分裂間期染色體復(fù)制,只有減數(shù)第一次分裂前期才會形成四分體,A錯誤;只有減數(shù)第一次分裂前期同源染色體的非姐妹染色單體間才發(fā)生交叉現(xiàn)象,B錯誤;有絲分裂和減數(shù)第二次分裂中期,染色體排列在細(xì)胞的中央,C正確;只有減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分到細(xì)胞的兩極,D錯誤。
1.(2021·廣東卷)人類(2n=46)14號與21號染色體二者的長臂在著絲點處融合形成14/21平衡易位染色體,該染色體攜帶者具有正常的表現(xiàn)型,但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中,其細(xì)胞中形成復(fù)雜的聯(lián)會復(fù)合物(如圖),在進行減數(shù)分裂時,若該聯(lián)會復(fù)合物的染色體遵循正常的染色體行為規(guī)律(不考慮交叉互換),下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘述,錯誤的是(　　)
平衡易位攜帶者的聯(lián)會復(fù)合物
【答案】　C【解析】　14/21平衡易位染色體,是通過染色體易位形成,屬于染色體變異,可通過顯微鏡觀察染色體形態(tài)觀察14/21平衡易位染色體,而有絲分裂中期染色體形態(tài)固定,故觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細(xì)胞,A正確;題干信息可知,14/21平衡易位染色體,由14號和21號兩條染色體融合成一條染色體,故男性攜帶者的初級精母細(xì)胞含有45條染色體,B正確;由于發(fā)生14/21平衡
A.觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細(xì)胞B.男性攜帶者的初級精母細(xì)胞含有45條染色體C.女性攜帶者的卵子最多含24種形態(tài)不同的染色體D.女性攜帶者的卵子可能有6種類型(只考圖中的3種染色體)
易位染色體,該女性卵母細(xì)胞中含有45條染色體,經(jīng)過減數(shù)分裂該女性攜帶者的卵子最多含23種形態(tài)不同的染色體,C錯誤;女性攜帶者的卵子可能有6種類型(只考慮圖中的3種染色體)分別是:①含有14、21號染色體的正常卵細(xì)胞、②含有14/21平衡易位染色體的卵細(xì)胞、③含有14/21平衡易位染色體和21號染色體的卵細(xì)胞、④含有14號染色體的卵細(xì)胞、⑤14/21平衡易位染色體和14號染色體的卵細(xì)胞、⑥含有21號染色體的卵細(xì)胞,D正確。
2.(2021·全國乙卷)果蠅體細(xì)胞含有8條染色體。下列關(guān)于果蠅體細(xì)胞有絲分裂的敘述,錯誤的是(　　)A.在間期,DNA進行半保留復(fù)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(xì)胞中有16條染色體
【答案】　D【解析】　已知果蠅體細(xì)胞含有8條染色體,每條染色體上有1個DNA分子,共8個DNA分子,在間期,DNA進行半保留復(fù)制,形成16個DNA分子,A正確;間期染色體已經(jīng)復(fù)制,故在前期每條染色體由2條染色單體組成,含2個DNA分子,B正確;在中期,8條染色體的著絲點排列在赤道板上,此時染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰,易于觀察染色體,C正確;有絲分裂后期,著絲點分裂,姐妹染色單體分開,染色體數(shù)目加倍,由8條變成16條,同源染色體不分離,D錯誤。
3.(2022·全國卷)有絲分裂和減數(shù)分裂是哺乳動物細(xì)胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa,若該動物的某細(xì)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)生了互換,則通常情況下姐妹染色單體分離導(dǎo)致等位基因A和a進入不同細(xì)胞的時期是(　　)A.有絲分裂的后期B.有絲分裂的末期C.減數(shù)第一次分裂D.減數(shù)第二次分裂

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