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必修② 遺傳與進(jìn)化 第二章 基因和染色體的關(guān)系,,,,,第一講 減數(shù)分裂和受精作用,,課前自主學(xué)習(xí),,,,課堂互動(dòng)探究,1．減數(shù)分裂中染色體、DNA的規(guī)律性變化,減數(shù)分裂過程中的規(guī)律性變化,2.數(shù)目變化的曲線模型 處于減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞，其染色體數(shù)目、DNA分子數(shù)目與體細(xì)胞相等。,,1．(2012·海南高考)在某植物根尖每個(gè)處于有絲分裂后期的細(xì)胞中都有40條染色體。下表中，能正確表示該植物減數(shù)第二次分裂中期和后期每個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目和染色單體數(shù)目的是( ),A.甲 B．乙 C．丙 D．丁,解析：由題意“有絲分裂后期時(shí)染色體為40條”可知，該植物體細(xì)胞的染色體為20條，減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體數(shù)目減半，即10條染色體，減數(shù)第二次分裂前期和中期的染色體都是10條，此時(shí)每條染色體都有兩條姐妹染色單體，即20條染色單體；而減數(shù)第二次分裂后期，由于著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開，形成兩條相同的染色體，故染色體數(shù)目加倍(20條)，但染色單體消失(0條)。 答案：B,2．(2013·天津高考)哺乳動(dòng)物卵原細(xì)胞減數(shù)分裂形成成熟卵子的過程，只有在促性腺激素和精子的誘導(dǎo)下才能完成。下面為某哺乳動(dòng)物卵子及早期胚胎的形成過程示意圖(N表示染色體組)。,,解析：雌性動(dòng)物排出的卵為次級(jí)卵母細(xì)胞，在與精子結(jié)合后完成減數(shù)第二次分裂形成成熟的卵子，整個(gè)過程是在激素的調(diào)節(jié)下完成的，培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)選擇受精卵作為受體細(xì)胞。Ⅱ的染色體數(shù)目為2N，Ⅲ的為N，Ⅳ的為2N，數(shù)目不同。 答案：C,1．減數(shù)分裂和有絲分裂的過程比較,減數(shù)分裂和有絲分裂的比較及圖像識(shí)別,2.染色體與DNA變化模型比較與判斷 (1)模型：,,(2)判斷：,,3．減數(shù)分裂和有絲分裂細(xì)胞圖像鑒別,4.分裂圖像的判定方法——三看識(shí)別法,3．(2013·哈爾濱模擬)一個(gè)基因型為TtMm(這兩對(duì)基因可以自由組合)的卵原細(xì)胞，在沒有突變的情況下，如果它所產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因組成為TM，則由該卵原細(xì)胞分裂產(chǎn)生的下列細(xì)胞中，基因的數(shù)目、種類表示都正確的是( ) A．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為TTMM，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM,B．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為tm C．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為tm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tm D．減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體為ttmm，減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的極體為TM或tm 解析：卵細(xì)胞基因組成為TM，則三個(gè)極體的基因型應(yīng)為TM和tm、tm。 答案：D,4．(2013·豐臺(tái)模擬)若人的成熟神經(jīng)細(xì)胞核中DNA含量為a，下列各項(xiàng)核DNA含量分別為2a、a、0.5a的是( ) A．初級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞、精子 B．精原細(xì)胞減數(shù)分裂間期、精細(xì)胞、第二極體 C．精原細(xì)胞有絲分裂后期、口腔上皮細(xì)胞、成熟紅細(xì)胞 D．正在發(fā)生凋亡的細(xì)胞、癌細(xì)胞、卵細(xì)胞,解析：成熟神經(jīng)細(xì)胞核中DNA含量a，即人的體細(xì)胞核中DNA含量為a，則相應(yīng)細(xì)胞核中DNA含量：初級(jí)精母細(xì)胞為2a，次級(jí)精母細(xì)胞為a，精子為0.5a，精原細(xì)胞減數(shù)分裂間期DNA進(jìn)行復(fù)制，DNA含量為a→2a，第二極體為0.5a，精原細(xì)胞有絲分裂后期為2a，口腔上皮細(xì)胞為a，成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核為0，正在發(fā)生凋亡的細(xì)胞為a，癌細(xì)胞要看所處時(shí)期，卵細(xì)胞為0.5a。 答案：A,5．(2013·全國卷)關(guān)于同一個(gè)體中細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的敘述，正確的是( ) A．兩者前期染色體數(shù)目相同，染色體行為和DNA分子數(shù)目不同 B．兩者中期染色體數(shù)目不同，染色體行為和DNA分子數(shù)目相同 C．兩者后期染色體數(shù)目和染色體行為不同，DNA分子數(shù)目相同 D．兩者末期染色體數(shù)目和染色體行為相同，DNA分子數(shù)目不同,解析：兩者前期和中期染色體、染色單體、DNA數(shù)目相同，但減數(shù)第一次分裂前期同源染色體有聯(lián)會(huì)行為，中期同源染色體分布赤道板兩側(cè)，A、B錯(cuò)誤；兩者后期染色體數(shù)目、染色體行為不同、DNA分子數(shù)目相同，C正確；兩者末期染色體數(shù)目、染色體行為不同，DNA分子數(shù)目相同，D錯(cuò)誤。 答案：C,1．正常情況下產(chǎn)生配子的種類分析(未變異) 分析配子產(chǎn)生時(shí)應(yīng)特別注意是“一個(gè)個(gè)體”還是“一個(gè)性原細(xì)胞”。 (1)若是一個(gè)個(gè)體則產(chǎn)生2n種配子，n代表同源染色體對(duì)數(shù)或等位基因?qū)?shù)。 (2)若是一個(gè)性原細(xì)胞，則一個(gè)卵原細(xì)胞僅產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞，而一個(gè)精原細(xì)胞可產(chǎn)生4個(gè)2種(兩兩相同)精細(xì)胞。例：YyRr基因型的個(gè)體產(chǎn)生配子情況如下：,減數(shù)分裂產(chǎn)生配子種類的分析,2.變異條件下產(chǎn)生配子的種類分析 由圖可以看出，在只研究兩對(duì)同源染色體、三對(duì)基因的情況下，僅發(fā)生基因突變或基因重組，就能產(chǎn)生眾多類型的配子。,,6. (2013·鄭州質(zhì)量檢測)一個(gè)基因型為AaBb(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)的初級(jí)精母細(xì)胞，在減數(shù)分裂過程中發(fā)生基因突變，其中一條染色單體上的A突變?yōu)閍，該細(xì)胞以后的減數(shù)分裂正常進(jìn)行，則其可產(chǎn)生多少種配子 ( ) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種,解析：正常情況下，一個(gè)基因型為AaBb的初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四個(gè)配子，其中兩兩相同，如一個(gè)A突變成a，則有三種配子，故C正確。 答案：C,7．從某動(dòng)物產(chǎn)生的精子中提取出四個(gè)，經(jīng)測定基因型分別為AB、Ab、aB、ab，若不考慮交叉互換與基因突變，下列說法錯(cuò)誤的是 ( ) A．這四個(gè)精子至少來自兩個(gè)精原細(xì)胞 B．這四個(gè)精子可能來自同一個(gè)精原細(xì)胞 C．AB、ab不可能來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞 D．AB、Ab不可能來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞,解析：一個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，形成基因型為AABB和aabb或AAbb和aaBB的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂時(shí)，在不考慮交叉互換與基因突變的情況下，由同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成的兩個(gè)精細(xì)胞及精子的基因型是完全相同的，為AB、AB( ab、ab)或Ab、Ab(aB、aB)。若出現(xiàn)基因型為AB、Ab、aB、ab的四個(gè)精子，說明它們至少來自兩個(gè)精原細(xì)胞。 答案：B,,實(shí)驗(yàn)技能提升,2．實(shí)驗(yàn)流程,3．規(guī)律總結(jié) (1)判斷各期細(xì)胞的依據(jù)是減數(shù)分裂過程中各個(gè)時(shí)期染色體變化的特點(diǎn)。 (2)可通過觀察多個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測出一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。原因是：,①同一生物的細(xì)胞所含遺傳物質(zhì)相同，增殖過程相同。 ②同一時(shí)刻不同細(xì)胞可能處于不同細(xì)胞周期的不同階段。 ③先用低倍鏡觀察找到各期細(xì)胞，再用高倍鏡仔細(xì)觀察染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。,8.(2013·赤峰質(zhì)檢)右圖是基因型為AaBb(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)的某動(dòng)物組織切片顯微圖像。有關(guān)判斷正確的是( ),,A．按分裂過程判斷，圖中標(biāo)號(hào)的先后順序?yàn)棰佟凇?B．該動(dòng)物為雌性，②和③是次級(jí)卵母細(xì)胞 C．基因A和基因a的分離發(fā)生在②細(xì)胞中 D．③正常分裂結(jié)束后能產(chǎn)生1種基因型的細(xì)胞,解析：按分裂過程判斷，圖中標(biāo)號(hào)的先后順序?yàn)棰佟邸?；該?dòng)物為雌性，②是次級(jí)卵母細(xì)胞，③是次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體；基因A和基因a的分離發(fā)生在①細(xì)胞中；③正常分裂結(jié)束后能產(chǎn)生1種基因型的細(xì)胞。 答案：D,9．小鼠是常被用作研究人類遺傳病的模式動(dòng)物。請(qǐng)?zhí)畛溆^察小鼠細(xì)胞減數(shù)分裂的實(shí)驗(yàn)步驟。 供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟、蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B(健那綠)染液，解離固定液。 取材：用________作實(shí)驗(yàn)材料。 制片：①取少量組織低滲處理后，放在__________溶液中，一定時(shí)間后輕輕漂洗。②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量__________。③一定時(shí)間后加蓋玻片，________。,觀察：①用顯微鏡觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)幾種不同特征的分裂中期細(xì)胞。若它們正常分裂，產(chǎn)生的子細(xì)胞是________。②右圖是觀察到的同源染色體A1和A2的配對(duì)情況。若A1正常，A2發(fā)生的改變可能是________。,,解析： 答案：(小鼠)睪丸 制片：①解離固定液 ②醋酸洋紅染色液 ③壓片 觀察：①次級(jí)精母細(xì)胞、精細(xì)胞、精原細(xì)胞 ②染色體片段缺失,,1．(2013·濰坊模擬)真核生物進(jìn)行有性生殖時(shí)，通過減數(shù)分裂和受精作用會(huì)使后代( ) A．增加發(fā)生基因突變的概率 B．繼承雙親全部的遺傳物質(zhì) C．從雙親獲得的遺傳信息完全相同 D．產(chǎn)生不同于雙親的基因組合,解析：基因突變是在DNA復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的，突變率很低，有性生殖不能增加基因突變的概率；雙親通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子，并不包含雙親的全部基因；經(jīng)過受精作用產(chǎn)生的配子含有來自雙親的遺傳物質(zhì)，因此會(huì)產(chǎn)生不同于雙親任何一方的基因組合。 答案：D,2．(2011·江蘇卷高考)如圖為基因型為AABb的某動(dòng)物進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖。相關(guān)判斷錯(cuò)誤的是 ( ),,A．此細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞 B．此細(xì)胞中基因a是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生 C．此細(xì)胞可能形成兩種精子或一種卵細(xì)胞 D．此動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)最多含有四個(gè)染色體組,解析：此細(xì)胞中無同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂，故可能為次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞，也可能是極體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因親代基因型為AABb，無a基因，故細(xì)胞中染色體上的a基因只能是基因突變產(chǎn)生的，B項(xiàng)正確；此細(xì)胞若為次級(jí)精母細(xì)胞，則形成的兩個(gè)精子是兩種類型，若為次級(jí)卵母細(xì)胞，則形成一個(gè)極體和一個(gè)卵細(xì)胞，一個(gè)卵細(xì)胞只能是一種類型，C項(xiàng)正確；圖示細(xì)胞含一個(gè)染色體組，故該動(dòng)物體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組，在有絲分裂的后期染色體數(shù)目加倍，則含有四個(gè)染色體組，D項(xiàng)正確。 答案：A,3．把用15N標(biāo)記的某精原細(xì)胞培養(yǎng)在14N的特殊培養(yǎng)液中，在四分體時(shí)期每條染色體的狀況是( ) A．兩條染色單體均不含14N B．兩條染色單體均含15N C．兩條染色單體均不含15N D．一條染色單體只含15N，另一條染色單體只含14N 解析：一條染色單體上含有一條雙鏈的DNA分子，而DNA分子的形成是通過半保留復(fù)制形成的，因此兩條染色單體都含有15N、14N。 答案：B,4．(2013·淄博模擬)一個(gè)正常人的細(xì)胞內(nèi)有44條常染色體和2條X染色體，此細(xì)胞可能是( ) ①初級(jí)精母細(xì)胞 ②次級(jí)精母細(xì)胞 ③初級(jí)卵母細(xì)胞 ④有絲分裂中期的細(xì)胞 A．①④ B．①③ C．①②④ D．②③④,解析：次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)第二次分裂后期可能含有44條常染色體和2條X染色體。初級(jí)卵母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂的前期、中期染色體數(shù)目也是44條常染色體和2條X染色體。女性的體細(xì)胞在有絲分裂中期染色體數(shù)目也是44條常染色體和2條X染色體。 答案：D,5．為了觀察減數(shù)分裂各時(shí)期特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)材料選擇恰當(dāng)?shù)氖? ) ①蠶豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊 ③蝗蟲的精巢 ④小鼠的卵巢 A．①② B．③④ C．①③ D．②④,解析：要想觀察減數(shù)分裂的全過程，必須要求觀察材料能夠連續(xù)地完成減數(shù)分裂的過程且進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞數(shù)量多。蠶豆的雄蕊和蝗蟲的精巢中的細(xì)胞能夠完整地進(jìn)行減數(shù)分裂且數(shù)量多；而桃花的雌蕊中和動(dòng)物的卵巢中進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞數(shù)量很少，并且減數(shù)分裂過程不完整，不易觀察到。 答案：C,6．如圖表示某種動(dòng)物細(xì)胞在生命活動(dòng)中染色體的數(shù)目變化，據(jù)圖判斷，發(fā)生著絲點(diǎn)分裂的區(qū)段有 ( ) A. A－B和K－L B．D－E和J－K C．H－I和J－K D．D－E和K－L,,解析：根據(jù)題圖中染色體數(shù)量變化曲線可知，細(xì)胞先后發(fā)生減數(shù)分裂、受精作用和有絲分裂。著絲點(diǎn)分裂會(huì)導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，如減數(shù)分裂的D－E段和有絲分裂的J－K段，H－I段染色體數(shù)目加倍的原因是受精作用。 答案：B,7．(2013·佛山質(zhì)檢)有絲分裂和減數(shù)分裂均對(duì)生物的遺傳和變異具有重要的意義，下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是( ) A．有絲分裂和減數(shù)分裂都要進(jìn)行DNA的復(fù)制，所以均可能產(chǎn)生基因突變 B．無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂，都要進(jìn)行著絲點(diǎn)的分裂，導(dǎo)致染色體數(shù)目暫時(shí)加倍 C．減數(shù)分裂可能產(chǎn)生基因重組，但有絲分裂不能 D．無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂都具有一定的周期，所以都具有細(xì)胞周期,解析：有絲分裂可以產(chǎn)生基因突變和染色體變異，但不能產(chǎn)生基因重組，基因重組只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程。在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，都要發(fā)生著絲點(diǎn)的分裂，暫時(shí)導(dǎo)致染色體的數(shù)目加倍。只有連續(xù)進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期，減數(shù)分裂無細(xì)胞周期，所以D項(xiàng)錯(cuò)。 答案：D,8．(2013·杭州七校聯(lián)考)青蝦細(xì)胞的染色體數(shù)目多而且形態(tài)較小，為確定其染色體數(shù)目，需要制備染色體標(biāo)本。科研人員挑選若干組數(shù)量相等、活動(dòng)力強(qiáng)、性成熟的青蝦，分別向腹肌注射0.1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的秋水仙素，對(duì)照組注射等量的生理鹽水；24 h后，取出心臟等6種器官組織，分別制成裝片，通過觀察和統(tǒng)計(jì)，得出結(jié)論。以下是該實(shí)驗(yàn)的部分結(jié)果，請(qǐng)據(jù)此回答問題。,結(jié)果一：不同器官組織中處于分裂期細(xì)胞的比例(%),,結(jié)果二：不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的秋水仙素(抑制紡錘絲的出現(xiàn))處理后，處于有絲分裂中期細(xì)胞的比例和染色體形態(tài),結(jié)果三：下圖一是青蝦的細(xì)胞分裂中部分染色體行為示意圖，三個(gè)細(xì)胞均來自同一個(gè)體；圖二是青蝦某種細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化的數(shù)學(xué)模型(部分時(shí)期)。,,,(1)上述6種器官組織中，觀察細(xì)胞分裂的最佳材料是________。 (2)注射秋水仙素的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________，依據(jù)是________。,(3)制備青蝦染色體標(biāo)本過程中，還需要使用其他的實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)?jiān)谙铝刑峁┑牟糠植牧现羞M(jìn)行選擇，并說明其用途。 材料：A.鹽酸 B．纖維素酶 C．胰蛋白酶 D．蘇丹Ⅲ染液 E．雙縮脲試劑 F．酒精 G．醋酸洋紅液 ①選擇________，用途：_______________________。 ②選擇________，用途：_______________________。,(4)結(jié)果三圖一中甲細(xì)胞的名稱是________。 (5)結(jié)果三圖二數(shù)學(xué)模型中，bc段形成的原因是_____ _____________；圖二模型可表示圖一中________________細(xì)胞所對(duì)應(yīng)的細(xì)胞分裂方式染色體數(shù)目變化規(guī)律。,解析：卵巢中處于分裂期的細(xì)胞比例較大，顯微鏡下容易找到分裂期細(xì)胞。觀察染色體形態(tài)和數(shù)目的最佳時(shí)期是中期。所以中期細(xì)胞比例越大越好，但是又要保證染色體形態(tài)是正常的。植物組織用鹽酸解離，動(dòng)物組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理成分散的單個(gè)細(xì)胞。甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)是均等分裂，所以是初級(jí)精母細(xì)胞。細(xì)胞分裂過程中只有著絲點(diǎn)分裂會(huì)導(dǎo)致染色體加倍，有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生著絲點(diǎn)的分裂。,答案：(1)卵巢 (2)0.4% 處于分裂中期的細(xì)胞比例比較多，且染色體形態(tài)正常 (3)①C 使組織分散成單個(gè)細(xì)胞 ②G 給染色體染色 (4)初級(jí)精母細(xì)胞 (5)著絲點(diǎn)分裂 乙和丙,9．圖1表示細(xì)胞分裂的不同時(shí)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(dòng)物處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的圖像。請(qǐng)據(jù)圖回答：,,,(1)圖1中BC段形成的原因是________，DE段形成的原因是________。 (2)圖2中________ 細(xì)胞處于圖1中的CD段。,(3)圖2中具有同源染色體的是________細(xì)胞，乙細(xì)胞中的①和②組成________，①和④是________，甲細(xì)胞中有________個(gè)染色體組。 (4)圖2中丙細(xì)胞含有________條染色單體，該細(xì)胞處于______________期。 (5)圖2中丁細(xì)胞的名稱為________，如果丁細(xì)胞中的M為X染色體，則N一定是______________。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_________ ___________。,解析：(1)圖l中的BC段因DNA的復(fù)制，使染色體和核DNA數(shù)量比由1變?yōu)?/2，DE段因著絲點(diǎn)的分裂，使染色體和核DNA的數(shù)量比由1/2變?yōu)?。(2)圖1中的CD段表示一條染色體上有2個(gè)DNA分子，故與圖2的丙、丁對(duì)應(yīng)。(3)分析圖2可知：圖甲細(xì)胞處于有絲分裂的后期，圖乙為精原細(xì)胞，圖丙為初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期，圖丁為次級(jí)精母細(xì)胞，所以含有同源染色體的是甲、乙和丙；,乙細(xì)胞中的①和②為一組非同源染色體，是一個(gè)染色體組，①和④形態(tài)大小相同，但來源不同，為一對(duì)同源染色體，甲細(xì)胞內(nèi)每一形態(tài)的染色體有4條，故有4個(gè)染色體組。(4)圖丙同源染色體分離，處于減數(shù)第一次分裂的后期。(5)若姐妹染色單體上有等位基因，可能是由基因突變或四分體時(shí)期的同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換引起的。,答案：(1) DNA復(fù)制 著絲點(diǎn)分裂 (2)丙、丁 (3)甲、乙、丙 一個(gè)染色體組 一對(duì)同源染色體 4 (4)8 減數(shù)第一次分裂后 (5)次級(jí)精母細(xì)胞 常染色體 同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換(基因重組)或基因突變,