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第2講　細胞的增殖2 考綱考情 考查內(nèi)容 等級要求 考查詳情 細胞的減數(shù)分裂及 配子的形成過程 C 17年—單選—T19細胞分裂圖形(與減數(shù)分裂綜合考查) 16年—非選—T31細胞分裂圖形(與減數(shù)分裂綜合考查) 15年—單選—T10結(jié)合圖像考查減數(shù)分裂過程和染色體特征 14年—非選—T28以文字敘述結(jié)合圖像的形式考查減數(shù)分裂中染色體的行為及過程 13年—單選—T8結(jié)合圖形考查減數(shù)分裂過程和染色體特征 觀察細胞的減數(shù)分裂,a, 17年—非選—T30考查觀察細胞的減數(shù)分裂實驗 15年—非選—T29考查觀察細胞的減數(shù)分裂實驗 13年—單選—T8結(jié)合圖像考查減數(shù)分裂過程和染色體特征 受精過程,B,——知識整合 一、減數(shù)分裂與配子的形成過程 1．基本概念 (1)減數(shù)分裂：進行____________生殖的生物，在產(chǎn)生____________過程中進行的，染色體數(shù)目________的細胞分裂。 (2)相關(guān)概念 ①同源染色體：減數(shù)分裂中________的兩條染色體，形態(tài)、大小一般都相同，一條來自____________方，一條來自____________方。 ②聯(lián)會：____________兩兩配對的現(xiàn)象。 ③四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有________條染色單體(________個DNA分子)，叫做四分體。 2．精子和卵細胞的形成過程 二、受精作用 1．受精作用的概念 ________和________相互識別、融合成為________的過程。 2．受精過程 (1)精子的________進入卵細胞，尾部留在外面。 (2)卵細胞的________會發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子再進入。未受精時，卵細胞處于________態(tài)，細胞呼吸和物質(zhì)合成進行得比較緩慢，這樣有利于減少____________的消耗。 (3)精子的__________與__________的細胞核相融合，使彼此的________會合在一起。 3．結(jié)果 受精卵中的________數(shù)目又恢復(fù)到體細胞中的數(shù)目，其中一半染色體來自________，一半來自________。但細胞質(zhì)幾乎全部是由________提供，因此后代某些性狀更像________。 4．意義 (1)有利于生物在________中進化。 (2)就進行有性生殖的生物而言，________和________對于維持每種生物前后代體細胞中________數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。其過程可用如圖表示(注意圖解中的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等過程)： 三、觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片 1．實驗原理 蝗蟲的精母細胞進行減數(shù)分裂形成________，再經(jīng)過________過程形成精子。此過程要經(jīng)過兩次連續(xù)的細胞分裂：減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂。在此過程中，細胞中的染色體形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。 2．實驗材料的選取 宜選用________(選填“雌”或“雄”)性個體生殖器官，其原因為： (1)雄性個體產(chǎn)生精子數(shù)量________雌性個體產(chǎn)生卵細胞數(shù)。 (2)在動物________(器官)的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是________________，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才繼續(xù)完成減Ⅱ分裂。 3．實驗流程 (1)裝片制作(同有絲分裂裝片制作過程) 解離―→________―→染色―→壓片 (2)顯微鏡觀察 考點突破 考點1　減數(shù)分裂與配子的形成過程 1．對減數(shù)分裂概念的理解 (1)適用的范圍：有性生殖產(chǎn)生配子的過程中。 (2)實質(zhì)：染色體只復(fù)制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次。 (3)結(jié)果：成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。 (4)場所：雄性動物——精巢(哺乳動物又稱為睪丸), 雌性動物——卵巢，雄性植物——花藥，雌性植物——胚珠。 2．精子的形成過程 3．卵細胞形成過程和精子形成過程的比較 項目 精子 卵細胞 不同點 部位 動物睪丸或精巢 動物卵巢 原始生殖細胞 精原細胞 卵原細胞 細胞質(zhì)的分 裂分配情況 兩次分裂都均等 只有減數(shù)第二次分裂中第一極體分裂均等，其他分裂皆不均等 不同點, 分裂結(jié)果,1個精原細胞形成4個精子，在無交叉互換時形成2種精子，有交叉互換時形成4種精子,1個卵原細胞形成4個子細胞，其中1個是卵細胞，3個是極體 是否變形,4個精細胞變形 后形成4個精子,不需變形 相同點,(1)染色體的行為和數(shù)目變化規(guī)律相同，表現(xiàn)在： ①染色體都在減數(shù)第一次分裂的間期復(fù)制 ②減數(shù)第一次分裂同源染色體聯(lián)會(可發(fā)生交叉互換)、均分，非同源染色體的自由組合 ③減數(shù)第二次分裂都是著絲點分裂，姐妹染色單體分開 (2)產(chǎn)生的子細胞數(shù)目都是4個，且細胞中染色體數(shù)目減半　　 例1　(2017江蘇高考)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa，其異常聯(lián)會形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．上圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期 B．自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個體 C．該玉米單穗上的籽?；蛐拖嗤? D．該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個體均為純合子 1．如圖為某生物一個細胞的分裂圖像，著絲點均在染色體端部，圖中1、2、3、4各表示一條染色體。下列表述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．圖中細胞處于減數(shù)第二次分裂前期 B．圖中細胞的染色體數(shù)是體細胞的2倍 C．染色體1與2在后續(xù)的分裂過程中會相互分離 D．染色體1與3必定會出現(xiàn)在同一子細胞中 考點2　減數(shù)分裂中的相關(guān)分析 1．染色體、染色單體和DNA數(shù)目 (1)染色體的條數(shù)等于著絲點數(shù)，有幾個著絲點就有幾條染色體。 (2)染色單體是染色體復(fù)制后形成的，一個著絲點上連接著的兩條相同的染色單體，其整體是一條染色體。染色單體存在的時期是染色體復(fù)制之后著絲點分裂之前。 (3)不含染色單體的染色體上，每條染色體含有1個DNA分子，含有染色單體的染色體上，每條染色體含有2個DNA分子，即染色體∶DNA＝1∶1或1∶2。比較見下表： 染色體 染色單體 圖形 說明 相同點：①一個著絲點；②一條染色體 ①無姐妹染色單體 ②1個DNA分子 ③存在的分裂時期：有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期染色體∶DNA＝1∶1 ①兩條姐妹染色單體 ②2個DNA分子 ③存在的分裂時期：有絲分裂前期和中期、減數(shù)第一次分裂前期、中期、后期和減數(shù)第二次分裂前期、中期染色體∶DNA＝1∶2 2．同源染色體與非同源染色體 (1)同源染色體：在減數(shù)分裂過程中進行配對的兩條染色體；形態(tài)大小一般相同；一條來自父方，一條來自母方。 (2)非同源染色體：在減數(shù)分裂中不進行配對的染色體，它們一般形態(tài)大小不同。 (3)比較見下表 圖 形 說明 ①1和2、3和4分別屬于一對同源染色體 ②1和3、2和4、1和4、2和3分別屬于非同源染色體 ③5和6不是同源染色體，也不是非同源染色體，而是一條染色體在間期復(fù)制而在有絲分裂的后期或減數(shù)第二次分裂的后期隨著絲點分裂而分開后形成的兩條相同的子染色體 　　3.同源染色體與四分體 (1)四分體是同源染色體的特殊存在形式，在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會后的一對同源染色體才可稱作四分體。 (2)在有絲分裂過程中存在同源染色體，復(fù)制后每一對同源染色體也包含4條染色單體，但由于不發(fā)生聯(lián)會，所以不存在四分體。 (3)1對同源染色體＝1個四分體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子＝8條脫氧核苷酸鏈。 4．減數(shù)分裂過程中染色體的行為： (1)復(fù)制(減數(shù)第一次分裂的間期)：復(fù)制的結(jié)果，每條染色體含有兩個并列著的姐妹染色單體(由一個著絲點連在一起)。 (2)聯(lián)會：形成四分體。 (3)交叉互換：同源染色體在減數(shù)分裂的四分體時期，往往發(fā)生非姐妹染色單體片段的交叉互換。這種現(xiàn)象對于生物的遺傳和變異具有極其重要的意義。 (4)分離和組合：減數(shù)分裂中，一個非常重要的染色體行為就是同源染色體的分離，非同源染色體的自由組合。這一行為在生物的遺傳和變異中起著很重要的作用。 (5)平均分配：復(fù)制后的染色體在減數(shù)第二次分裂后期，著絲點分裂，姐妹染色單體分開，平均分配到兩個子細胞中。 5．減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較 項目 減數(shù)第一次分裂 減數(shù)第二次分裂 間期是否復(fù)制 復(fù)制 不復(fù)制 分裂前后 細胞名稱 性原細胞―→初級性母細胞―→次級性母細胞(或第一極體) 次級性母細胞(或第一極體)―→精細胞或卵細胞與第二極體 著絲點變化 不分裂 分裂 染色體數(shù)目 2N―→N(減半) N―→2N―→N DNA分子數(shù)目 2N―→4N―→2N 2N―→N(減半) 染色體主 要行為 有聯(lián)會現(xiàn)象，四分體的非姐妹染色單體的交叉互換，同源染色體分離，非同源染色體自由組合 著絲點分裂，染色單體分開 染色單體 無(0)―→有(4N)―→有(2N) 有(2N)―→無(0) 同源染色體 有(N對) 無 　　例2　(2016浙江高考) 下列關(guān)于高等動物細胞增殖的敘述，錯誤的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期，都進行1次染色質(zhì)DNA的復(fù)制 B．細胞周期的G2期已經(jīng)形成了1對中心體，在有絲分裂前期形成紡錘體 C．染色體數(shù)為2n＝24的性原細胞進行減數(shù)分裂，中期Ⅱ染色體數(shù)和染色體DNA分子數(shù)分別為12和24 D．若在G2期某染色質(zhì)的1個DNA分子發(fā)生片段缺失，則該細胞有絲分裂產(chǎn)生的2個子細胞均含有該異常DNA 2．( 2017天津高考)基因型為AaBbDd的二倍體生物，其體內(nèi)某精原細胞減數(shù)分裂時同源染色體變化示意圖如下。敘述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．三對等位基因的分離均發(fā)生在次級精母細胞中 B．該細胞能產(chǎn)生AbD、ABD、abd、aBd四種精子 C．B(b)與D(d)間發(fā)生重組，遵循基因自由組合定律 D．非姐妹染色單體發(fā)生交換導(dǎo)致了染色體結(jié)構(gòu)變異 考點3　減數(shù)分裂中的相關(guān)物質(zhì) 或結(jié)構(gòu)含量變化　　1.減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體、染色體組的數(shù)量變化(假設(shè)生物正常體細胞中染色體數(shù)為2N) 比較項目 染色體 DNA 染色單體 染色體組 減數(shù) 第一 次分裂 性原細胞 2N 2N―→4N 0―→4N 2 前期 2N 4N 4N 2 中期 2N 4N 4N 2 后期 2N 4N 4N 2 末期 N 2N 2N 1 減數(shù) 第二 次分裂, 前期,N,2N,2N,1 中期,N,2N,2N,1 后期,2N,2N,0,2 性細胞,N,N,0,1 減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體數(shù)量變化曲線圖 例3　( 2015天津高考)低溫誘導(dǎo)可使二倍體草魚卵原細胞在減數(shù)第一次分裂時不形成紡錘體，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的卵細胞，此卵細胞與精子結(jié)合發(fā)育成三倍體草魚胚胎。上述過程中產(chǎn)生下列四種細胞，如圖所示為四種細胞的染色體行為(以二倍體草魚體細胞含兩對同源染色體為例)，其中可出現(xiàn)的是(　　) 3．如圖為動物細胞分裂中某時期示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．甲在分裂前期倍增并移向細胞兩極 B．乙和丙在組成成分上差異很大 C．該時期細胞中染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的兩倍 D．該時期通過核孔進入細胞核的物質(zhì)減少 考點4　有絲分裂與減數(shù)分裂 1．有絲分裂和減數(shù)分裂的比較 不同點 減數(shù)分裂 有絲分裂 進行的器官部位,有性生殖器官,一般組織器官均可 染色體復(fù)制的次數(shù)、時期,一次，減數(shù)第一次分裂間期,一次，有絲分裂間期 分裂的細胞,原始生殖細胞,一般體細胞或原始生殖細胞 細胞分裂次數(shù),連續(xù)兩次,一次 子細胞名稱及數(shù)目,4個精細胞或1個卵細胞與3個極體,2個體細胞或2個原始生殖細胞 聯(lián)會、四分體時期，非姐妹染色單體間的交叉互換,有，在減數(shù)第一次分裂的前期,無 同源染色體分離，非同源染色體自由組合,有，在減數(shù)第一次分裂的后期,無 著絲點分裂、染色單體分開,有，在減數(shù)第二次分裂后期,有，后期 子細胞中染色體數(shù)目的變化,減半，在減數(shù)第一次分裂完成時,不變 子細胞中核遺傳物質(zhì)的組成,不一定相同,一定相同 細胞中可遺傳變異來源,基因突變，基因重組，染色體變異,基因突變，染色體變異 2．有絲分裂和減數(shù)分裂的圖像識別(以二倍體為例) (1)細胞質(zhì)是否均等分裂：不均等分裂——減數(shù)分裂卵細胞的形成，均等分裂——有絲分裂、減數(shù)分裂精子的形成、第一極體形成第二極體 (2)細胞中染色體數(shù)目：若為奇數(shù)——減數(shù)第二次分裂前、中期(次級精母細胞、次級卵母細胞、第一極體)若為偶數(shù)——有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂后期 (3)細胞中染色體的行為： 聯(lián)會、四分體現(xiàn)象——減數(shù)第一次分裂前期(四分體時期) 有同源染色體——有絲分裂、減數(shù)第一次分裂 同源染色體的分離——減數(shù)第一次分裂后期 無同源染色體——減數(shù)第二次分裂 姐妹染色單體的分離，一側(cè)有同源染色體——有絲分裂后期 姐妹染色單體的分離，一側(cè)無同源染色體——減數(shù)第二次分裂后期 例4　(2017江蘇高考)某研究小組以同一品種芹菜根尖和花粉母細胞為材料，開展芹菜染色體核型分析實驗。圖1、圖2是從兩種材料的30個顯微圖像中選出的兩個典型圖像。請回答下列問題： 圖1　　　　　　　　圖2　 (1)將剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8－羥基喹啉溶液中處理，以提高根尖細胞中有絲分裂的________期細胞的比例，便于染色體觀察、計數(shù)。 (2)實驗中用纖維素酶和果膠酶混合液分別處理根尖、花粉母細胞，目的是______。再用低濃度的KCl處理一段時間，使細胞適度膨脹，便于細胞內(nèi)的________更好地分散，但處理時間不能過長，以防細胞________。 (3)圖1是________細胞的染色體，判斷的主要依據(jù)是________。 (4)分析根尖細胞染色體核型時，需將圖像中的________進行人工配對；根據(jù)圖1、圖2能確定該品種細胞中未發(fā)生的變異類型有________(填下列序號)。 ①基因突變?、趩误w?、刍蛑亟M　④三體 4．(2016江蘇高考)研究人員對珍珠貝(2n)有絲分裂和減數(shù)分裂細胞中染色體形態(tài)、數(shù)目和分布進行了觀察分析，圖1為其細胞分裂一個時期的示意圖(僅示部分染色體)。圖2中細胞類型是依據(jù)不同時期細胞中染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)的數(shù)量關(guān)系而劃分的。請回答下列問題： 圖1 　圖2 (1)圖1中細胞分裂的方式和時期是________，它屬于圖2中類型________的細胞。 (2)若某細胞屬于類型c，取自精巢，沒有同源染色體，那么該細胞的名稱是________。 (3)若類型b、d、e的細胞屬于同一次減數(shù)分裂，那么三者出現(xiàn)的先后順序是________。 (4)在圖2 的5種細胞類型中，一定具有同源染色體的細胞類型有________。 (5)著絲點分裂導(dǎo)致圖2中一種細胞類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細胞類型，其轉(zhuǎn)變的具體情況有________(用圖中字母表述)。 (6)珍珠貝卵母細胞分裂一般停留在減數(shù)第一次分裂中期，待精子入卵后完成后續(xù)過程。細胞松弛素B能阻滯細胞分裂而導(dǎo)致染色體數(shù)加倍，可用于誘導(dǎo)三倍體?，F(xiàn)有3組實驗：用細胞松弛素B分別阻滯卵母細胞的減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。請預(yù)測三倍體出現(xiàn)率最低的是________，理由是____________________________________________________________。 請根據(jù)下列關(guān)鍵詞的提示，歸納構(gòu)建本課時知識體系。 減數(shù)分裂　減數(shù)第一次分裂　減數(shù)第二次分裂　前期　中期　后期　末期　精子的形成過程　卵細胞的形成過程 隨堂演練 1．下列關(guān)于同源染色體和四分體的敘述，正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．同源染色體是一條染色體經(jīng)復(fù)制后形成的兩條染色體 B．四分體出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂的前期和后期 C．同源染色體是大小相同、形態(tài)相似的兩條染色體 D．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體 2．下圖甲表示某精子，乙圖中不屬于該精子形成過程中的細胞圖像的是(　　) 甲 乙 第2題圖 3．(2017鎮(zhèn)江三模)如圖是某基因型為AA的二倍體動物不同細胞分裂時期示意圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) 第3題圖 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．甲和乙細胞中染色體數(shù)目不同，核DNA含量相同 B．甲、乙和丙細胞中每個染色體組中均含2條染色體 C．根據(jù)乙細胞可判斷該細胞取自雄性動物 D．丙細胞中基因A和a形成的原因是基因突變 4．(多選)真核生物進行有性生殖時，通過減數(shù)分裂、受精作用及有絲分裂產(chǎn)生不同于雙親的后代。下列敘述正確的是(　　) A．在減數(shù)分裂過程中非同源染色體上非等位基因的自由組合，導(dǎo)致基因重組 B．在有性生殖過程中受誘變因素影響，DNA復(fù)制時可能發(fā)生基因突變 C．細胞分裂過程中發(fā)生染色體某片段移接，可導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 D．生物進行有性生殖時，后代從雙親處各獲得一半的DNA分子 5．二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．細胞中一定不存在同源染色體 B．著絲點分裂一定導(dǎo)致DNA數(shù)目加倍 C．染色體DNA一定由母鏈和子鏈組成 D．細胞中染色體數(shù)目一定是其體細胞的2倍 6．下圖1表示細胞分裂的不同時期染色體數(shù)與核DNA數(shù)比例的變化關(guān)系；圖2表示某動物處于細胞分裂不同時期的圖像。請據(jù)圖回答問題： 圖1 圖2 第6題圖 (1)圖1中DE段形成的原因是________________。 (2)圖2中________細胞處于圖1中的CD段。 (3)圖2中甲細胞中有________個染色體組，丙細胞含有________條染色單體。 (4)圖2中丁細胞的名稱為__________________。如果該細胞中的M為X染色體，則N一定是________染色體。若M的姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因，其原因是發(fā)生了________________________________。 (5)基因分離定律和自由組合定律都發(fā)生在圖1中的________段(填字母)。 7．(2018百校聯(lián)考)黃花菜為中國特色蔬菜，在國內(nèi)外享有“名花、美食、良藥”之盛名。多倍體黃花菜品質(zhì)更好、產(chǎn)量更高?？茖W(xué)家在進行黃花菜的組織培養(yǎng)中對用秋水仙素誘發(fā)多倍體的效率進行了研究。將外植體接種在培養(yǎng)基上誘導(dǎo)愈傷組織，用侵有處理藥液的棉花覆蓋處理愈傷組織24h。處理后，用無菌水反復(fù)沖洗，接種到分化培養(yǎng)基上，在26℃左右、2000～2500lx光照條件下培養(yǎng)，直到形成試管苗。之后取根尖進行鑒定，根據(jù)根尖細胞中的染色體數(shù)目計算多倍體誘導(dǎo)成功率，結(jié)果如下表。請回答下列問題： 處理方法 多倍體率(%) 0.05%秋水仙素 56.3 0.05%秋水仙素＋2%二甲基亞砜 60.0 0.02%秋水仙素＋2%二甲基亞砜 65.2 蒸餾水 0 　　(1)秋水仙素誘發(fā)多倍體的原理是________________________________________________。從實驗結(jié)果看，二甲基亞砜對秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的作用起________作用。 (2)該實驗設(shè)計中還缺少一組實驗，該組實驗的處理方法是________________________________________________________________________。 (3)誘導(dǎo)愈傷組織和試管苗的培養(yǎng)基在成分上的主要區(qū)別是________________________________________________________________________。 (4)如果要研究秋水仙素能否使動物細胞染色體數(shù)目加倍，現(xiàn)有幼鼠肝臟細胞懸液作為實驗材料，請補充完成下面的實驗設(shè)計： ①取兩只培養(yǎng)瓶，編號為A、B。向兩瓶中加入等量的動物細胞培養(yǎng)液和肝臟細胞懸液，向A中加入________________________________________________________________，向B中加入5 mL動物細胞培養(yǎng)液，置于適宜條件下培養(yǎng)一段時間。 ②同時向A、B瓶中加入適量的甲醇一冰醋酸細胞固定液，搖勻，以終止肝臟細胞的增殖并固定細胞中染色體形態(tài)。分別取搖勻的A、B瓶中的細胞培養(yǎng)液，制作肝臟細胞臨時裝片，并使用________________對細胞染色體進行染色。 ③利用顯微鏡分別觀察并統(tǒng)計若干視野中處于有絲分裂中期的細胞數(shù)目及該時期染色體數(shù)目加倍的細胞數(shù)目。重復(fù)從A、B瓶中取樣進行觀察，計算兩瓶中發(fā)生染色體數(shù)目加倍的細胞平均百分率。 ④實驗結(jié)果預(yù)期及結(jié)論__________________________________________________________________________；__________________________________________________________________________________________________。