河中高三理综生物第一轮复习
减数分裂与有性生殖细胞的形成
知识网络
一、减数分裂中,染色体和DNA的变化
按常规思维,染色体和DNA的变化应是平行关系。但生命现象有其独特性。由于复制后的染色体没有完全分开,仍由着丝点连接在一起,在生物学上这仍叫一个染色体,因此,在细胞分裂的不同阶段,染色体数和DNA数并不总是相等的。这是学好本节知识的关键之一。
下图表示出了减数分裂过程中染色体、DNA及染色单体的变化情况(以2n=4为例)。
精原细胞 | 初级精母细胞 | 次级精母细胞 | 精细胞 | |||
细胞图象 | | | | | | |
染色体(条) | 4 | 4 | 4 | 2 | 4 | 2 |
染色单体(条) | 0 | 8 | 8 | 4 | 0 | 0 |
DNA分子(个) | 4~8 | 8 | 8 | 4 | 4 | 2 |
以上表中的数字为依据,绘出染色体、DNA在减数分裂过程中的变化曲线图。
二、正确理解几个关系关系
1.同源染色体与非同源染色体
同源染色体是指形状和大小一般相同,一个来源父方,
一个来源母方。如下图中的1与2,3与4。
非同源染色体是指减数分裂中不同对的染色体,除去与
之互称同源染色体的其他染色体。如图所示在1和3,2和4,
1和4,2和3。
2.姐妹染色单体与非姐妹染色单体
在细胞分裂的间期,染色体经过复制形成的两个完全一样的染色单体,互称姐妹染色单体。如图所示1/与1//,2/与2//,3/与3//,4/与4//。而1/与2/,1/与2//,3/与4/等就是非姐妹染色单体。图中有8个染色单体 or 4 对姐妹染色单体,不能称为8个姐妹染色体。
3.四分体
四分体是指联会的一对同源染色体,共包含四个染色单体。
四分体只出现在减数分裂过程中,在有丝分裂过程中,虽然细胞
中也有同源染色体,但同源染色体之间并不联会,当然也就谈不
上四分体了。如图所示,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的同源染色体的对数是一致
的。
三、关于怎样识别有丝分裂与减数分裂图像、时期的问题
根据一般情况下,在有丝分裂过程中始终存在有成对同源染色体,但无配对行为,而减数分裂过程中,第一次分裂存在成对同源染色体,且有配对行为,第二次分裂不存在成对同源染色体的情况判断是有丝分裂,还是减数分裂,可根据以下两条规则进行:
一是如果分裂图像中不存在有成对同源染色体,就一定是减数分裂第二次分裂;
二是如果分裂图像中存在成对的同源染色体,无配对联会行为的就一定是有丝分裂;
如果图像中存在成对同源染色体,且发生配对联会行为就一定是减数第一次分裂。
怎样识别同源染色体,就在于一个细胞中的染色体有无大小、形状两两相同的染色体,如果有,就存在成对同源染色体。否则无。
但特别注意不要把减数分裂第二次分裂后期图像中姐妹染色单体分开后,成为的染色体当作一对同源染色体。至于分裂具体时期的确定。根据染色体的变化规律来定。
染色体的变化规律是:
有丝分裂中,前期染色质→染色体,染色体散乱分布在纺锤体上;中期染色体着丝点有规律地排列在赤道平面上;后期染色体着丝点分裂、染色单体分开、染色体平分为两组向两极移动;末期染色体→染色质。
减数第一次分裂过程中,前期同源染色体联会形成四分体切工作;中期四分体排列在细胞中央赤道板两则;后期着丝点不分裂,同源染色体分离。
减数第二次分裂与有丝分裂相同,但无同源染色体。
总之,鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂,最关键的是看染色体的行为。
判定原则:
(1)前期有无联会、四分体现象。若有为减数分裂。
(2)中期染色体的着丝点排在一个平面上,是有丝分裂or减Ⅱ分裂;染色体的着丝点排列在两个平面上,是减数分裂。
(3)后期有无同源染色体分离现象,若有为减数分裂。
(4)末期有无染色体数目的改变(可从后期推测),若有为减数分裂。
(5)一个细胞内所有染色体形态、大小各不相同,一定是减数分裂。
另外,从细胞外形上看矩形有壁为植物细胞;圆形一般为动物细胞;不均等分裂为减数分裂等。
鉴别某一细胞图像隶属于哪种细胞分裂,是本节三大题型(识别图像、绘制图像和DNA、染色体变化曲线)中经常考查的一种,鉴别的方法有多种。这里以二倍体生物为例介绍一种思路较清晰,操作简便的鉴别方法“三看识别法”。
第一,看细胞中染色体数目。若为奇数,一定是减数第二次分裂,且细胞中一定无同源染色体存在;若为偶数,进行第二看。
第二,看细胞中有无同源染色体。若无同源染色体,一定是减数第二次分裂;若有同源染色体存在,进行第三看。
第三,看细胞中同源染色体的行为。若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象,一定是减数第一次分裂;若无上述同源染色体的特殊行为,则为有丝分裂。
注:
①特例:多倍体(例如四倍体)进行减数分裂,子细胞中有同源染色体,但可根据子细胞染色体数目减半,推断是减数分裂。单倍体(例如玉米的单倍体)体细胞进行有丝分裂,子细胞中无同源染色体,但可根据子细胞是体细胞推出是有丝分裂。
②植物减数分裂的过程一般不做为考试要求。
四、精子与卵细胞形成过程的比较
比较 | 精于形成 | 卵细胞形成 |
细胞质 分裂方式 | 两次分裂中细胞质都是均等分裂,产生等大的子细胞 | 初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂,产生一大一小细胞 |
产生生殖 细胞数 | 1个精原细胞→4个精子细胞 | 1个卵原细胞→1个卵细胞 + 3个极体 |
变形否 | 精子细胞经变形成为精于 | 卵细胞不需变形 |
相同点 | 都是染色体复制一次,细胞连续分裂两次,于细胞内染色体数目均减半 |
五、减数分裂与有丝分裂的比较
比较 | 有丝分裂 | 减数分裂 |
发生的时间 | 产生正常体细胞及性原细胞时 | 性原细胞产生性细胞时 |
复制分裂次数 | 染色体复制一次,细胞分裂一次 | 染色体复制一次,细胞连续分裂两次 |
染色体行为 | 有同源染色体,但无联会及四分体行为 | 同源染色体要经过联会形成四分体并有四分体互换、分离、自由组合等 |
产生的 子细胞数 | 1个母细胞→2个子细胞 | 1个精原细胞→4个精子细胞 1个卵原细胞→1个卵细胞+3个极体 |
子细胞内 染色体数 | 子母细胞相等(2N→2N) | 子细胞内染色体数目是母细胞的一半(2N→N) |
相同点 | 都进行染色体复制及出现染色体和纺锤丝等丝状物与无丝分裂有区别 |
利用列表或坐标曲线,比较减数分裂和有丝分裂过程中染色体和DNA的变化,有助于对这两大数量的规律性变化的认识。如下表:
方式 项目 | 有丝分裂 | 减数分裂 | |||||||
间 期 | 前期 | 中期 | 后期 | 末期 | 性原细胞 | 初级 性母细朐 | 次级 性母细胞 | 性细胞 | |
染色体数目 | 2n | 2n | 2n | 4n | 2n | 2n | 2n | n | n |
DNA含量 | | | | | | | | | c |
依据上表绘制如下四种坐标曲线图:
A----有丝分裂过程染色体变化曲线 B----有丝分裂过程DNA变化曲线
C----减数分裂过程染色体变化曲线 D----减数分裂过程DNA变化曲线
典例分析:
1.根据科学家研究证实,由精子细胞变为精子的过程中,细胞核变为精子的头部;部分细胞质变成精子的颈部和尾部;大部分细胞质及多数细胞器被丢弃;但全部线粒体保留下来,并集中在颈部。对这一现象的最好解释是:
(1)细胞核内含有______________,以便传给下一代。
(2)丢弃大部分细胞质和细胞器,可使精子体积______,运动_______。
(3)精子快速运动主要靠___________ 的摆动,其运动动力主要产生于____________。
(4)保留全部线粒体的意义在于:线粒体是___________场所,通过线粒体的生理活动,形成精子运动所需的____________。
2.下图的五个细胞是某种生物不同细胞分裂的示意图,(假设该生物的体细胞只有4条染色体)请回答以下问题:
(1)A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是___________,属于减数分裂的是___________。
(2)A细胞有___________条染色体,有___________个DNA分子,属于___________期。
(3)具有同源染色体的细胞有______________________________________。
(4)染色体暂时加倍的细胞有______________________________________。
(5)不具有姐妹染色单体的细胞有______________________________________。
(6)A细胞经分裂形成的子细胞是___________,染色体有___________条。
3.假设某动物的一个体细胞核中DNA含量为2个单位(
(1)请在下图中绘出该动物的初级精母细胞减数分裂过程中,一个细胞核DNA含量变化的示意图。
(2)填空说明下列DNA含量变化的原因:
①由精原细胞变成初级精母细胞时,组成染色体的DNA分子进行___________,核DNA含量的变化是______________________________________。
②第一次分裂:同源染色体___________,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,一个细胞核DNA______________________________________。
③第二次分裂:姐妹染色单体分离,成为两个染色体,___________个次级精母细胞分裂成四个精子细胞,一个细胞核DNA含量的变化是_________________________________。
基础训练
1、观察四分体时期效果最好的材料( )
A、生发层 B、幼嫩的柱头 C、幼嫩的花药 D、成熟的花药
2、基因型为YyRr的个体的某一精原细胞,它经减数分裂后,形成的四个精子,其种类有( )A、1种 B、2种 C、3种 D、4种
3.在减数分裂第一次分裂中,若细胞核内有2个四分体,那么它所含的脱氧核苷酸链共有
A.2条 B.4条 C.8条 D.16条
4、下列叙述中错误的是
①受精卵中全部遗传物质的一半来自精子 ②果蝇的精原细胞含有4对染色体,减数分裂形成的精子中含有2对染色体 ③男性两侧输精管被结扎后,睾丸仍能产生精子,第二性征不会改变 ④在精子细胞形成精子的过程中,细胞核全部在精子的头部,细胞质全部在精子的尾部
A、①③④ B、①②③ C、②③④ D、①②④
5.在减数分裂中,含有与体细胞相同的染色体数,但不含同源染色体的时期是
A.第一次分裂的中期 B.第一次分裂的后期
C.第二次分裂的前期 D.第二次分裂的后期
6.家兔是进行有性生殖的生物,之所以能保持前后代染色体数目的恒定,是因为在生殖过程中要进行
A.减数分裂和有丝分裂 B.有丝分裂和受精作用
C.减数分裂和受精作用 D.染色体复制和平均分配
7.有关受精作用的叙述中,不正确的是
A.受精卵中全部遗传物质的一半来自精子
B.受精时,精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合
C.合子中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数一致
D.合子中的染色体一半来自父方,一半来自母方
8.一个基因型为AaBa的小鼠,在形成卵子的过程中,基因A与B和a与b之间的染色单体发生了交换,两对等位基因的分离发生于
A.卵原细胞中 B.减数分裂第二次分裂中
C.减数分裂第一次分裂中 D.减数分裂第一次分裂和减数分裂第二次分裂中
9.同源染色体是指
A.由一条染色体经过复制形成的两条染色体 B.分别来自于父亲和母亲的两条染色体
C.形态特征大致相同的两条染色体 D.减数分裂过程中联会的两条染色体
10.基因型为AaBb(两对位于非同源染色体上)的个体,在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab。则在形成该卵细胞时随之产生的极体的基因型为
A.Ab、ab、ab B. Ab、aB、Ab C.AB、aB、ab D.ab、AB、ab
11.在卵细胞形成过程中,下列变化出现的先后顺序是
①同源染色体联会 ②DNA复制 ③着丝点分裂 ④染色体数目减半 ⑤形成四分体
A.①③②④⑤ B.②①③⑤④ C.②①⑤④③ D.①③④⑤②
12.正常减数分裂和受精作用导致后代具有更大的变异性,分析其原因叙述中错误的一项是
A.双亲遗传物质融合 B. 同源的父方、母方非姐妹染色单体之间的互换
C. 染色体数目变化 D.非同源染色体自由组合
13.豌豆某细胞在形成花粉时,减数第二次分裂后期有染色体14条,此细胞在减数分裂过程中可产生四分体
A.14个 B.7个 C.28个 D.56个
14.下列家兔细胞中肯定有Y染色体的细胞是
A.受精卵 B.精子 C.公兔的口腔上皮细胞 D.次级精母细胞
15.基因型为Bb的动物,在其精子形成过程中,基因B与B、b与b和B与b的分开,分别发生在
①精原细胞形成初级精母细胞 ②初级精母细胞形成次级精母细胞 ③次级精母细胞形成精细胞 ④精细胞变形成为精子
A.①②③ B.③③② C.②②② D.②③④
16.正常进行分裂的细胞,同源染色体、染色单体、染色体、DNA分子之比为0∶0∶1∶1,则该细胞所处的时期是
A.有丝分裂时期 B.减数第一次分裂末期
C.有丝分裂后期 D.减数第二次分裂后期
17.1只雌蜂和1只雄蜂交配产生F1代,在F1雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、Ab、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb和aabb四种,则亲代的基因型是
A.aabb×AB B.AaBb×Ab
C.Aabb×aB D.AABB×ab
河中高三理综生物第一轮复习
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体 (4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练
减数分裂与有性生殖细胞的形成参考答案:
典例分析:
1.(1)遗传物质 (2)变小,更灵活 (3)尾部 线粒体
(4)有氧呼吸的主要 能量
2.(1)AC BDA (2)8 8 有丝分裂后 (3)ABCE (4)AD (5)AD (6)体细胞 4
3.(1)图略 (2)①复制 由
基础训练