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第2章 基因和染色体的关系


第2章 基因和染色体的关系

第1讲 减数分裂和受精作用

一、减数分裂 1.减数分裂的概念 有性生殖 进行__________的生物特有的细胞分裂方式,在该过程中,染色体复制 成熟生殖细胞中的染色体数目比原始 一次,细胞分裂两次,其结果是__________________________________ 生殖细胞的减少一半 ___

________________。

2.减数分裂过程中染色体的行为
分裂时期 前期Ⅰ 图像 染色体的行为变化

?

同源染色体 __________相互配对,形成四 非姐妹染 分体,同源染色体的_________ 色单体 ________之间常发生交叉互换

中期Ⅰ

?
?

同源染色体排列在细胞中央的

赤道板 _________上

后期Ⅰ

每对同源染色体的两 条染色体彼此分开

中期Ⅱ

?
?

染色体的着丝点与纺 锤丝相连,排列在子细

赤道板 胞中央的_________上
后期Ⅱ

着丝点 每条染色体的_______
一分为二,染色单体变 为染色体

?

即时训练1(2012· 山西金谷中学月考)下 )。

列关于细胞分裂图像的说法正确的是(

?
A.a图与b图所示细胞染色体数不同,染色单体数相同

B.b图和c图所示细胞各含有两个四分体
C.c图和d图所示细胞具有相同的染色体数和不同的染色体组数 D.图中所有细胞可以属于同一生物体

答案:D 解析:由图可知,四种细胞分裂图像所示细胞分别处于有丝分裂后期、 减数第一次分裂后期、有丝分裂中期和减数第二次分裂后期。a图与 b图所示细胞染色体数不同,a图细胞无染色单体;c图细胞无四分体;c图

和d图所示细胞具有相同的染色体数和染色体组数。

?

即时训练2下图为三个处于分裂后期细胞的 )。

示意图,下列叙述中正确的是(

A.甲可能是丙的子细胞 B.乙、丙细胞不可能来自同一个体 C.甲、乙、丙三个细胞不可能来自同一个体 D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体

答案:A 解析:甲图中没有同源染色体,且正在进行姐妹染色单体的分离,细胞

处于减数第二次分裂后期;乙图含有同源染色体且正在进行姐妹染色
单体的分离,则细胞处于有丝分裂后期;丙图中正在进行同源染色体 的分离,则细胞处于减数第一次分裂后期。甲、乙、丙可以来自同一

个体。

二、精子、卵细胞的形成过程 1.精子的形成过程 (1)场所:睾丸。 (2)过程。

1个精原细胞?
2个次级精母细胞 ?

1个初级精母细胞

?
4个精子。

4个精细胞?

2.卵细胞的形成过程 (1)场所:卵巢。 (2)过程。

?

?

即时训练3(2012· 河北邢台质检)如图表示某

动物生殖细胞的形成过程,①~⑧表示细胞。请回答下列问题。

(1)①→②过程中细胞核内发生的主要变化是 中染色体的主要行为变化是 (2)图中细胞④的名称是 体的数量之比是 。 。 。

;②④过程

,细胞中DNA、染色体和染色单

(3)正常情况下图中细胞⑧的基因型为

(4)若分裂得到的生殖细胞如下图所示,则发生错误的过程是图中的 (填②⑤或⑥)。

答案:(1)DNA的复制 母细胞 2∶1∶2

同源染色体分开,进入两个子细胞

(2)次级卵

(3)Ab (4)⑥

解析:①→②表示间期复制过程,②→④表示减数第一次分裂过程,得

到的子细胞是次级卵母细胞和极体。细胞④中染色体具有染色单体,
所以DNA、染色体和染色单体的数量之比是2∶1∶2,细胞⑧是卵细 胞,是由细胞④(基因型AAbb)分裂形成的,所以正常情况下细胞⑧的 基因型应为Ab。所示生殖细胞即为卵细胞(细胞⑧),可以看出染色单 体没有分开,所以应该是由减数第二次分裂后期其中一对姐妹染色单 体没有分开,移向细胞一极造成的。

三、受精作用
的过程 ?概念 : 精子和卵细胞相互识别, 融合为受精卵 ? 实质 : 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合 ? ? ?意义 : 对进行有性生殖的生物而言, 减数分裂和受精作用 ?  对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目 的恒 ? ?  定, 对于生物的遗传和变异, 都是十分重要的 ?

?
( )。

即时训练4正常情况下,受精作用不会导致

A.双亲遗传物质在受精卵内会合
B.有性生殖细胞结合后成为体细胞 C.受精卵内的染色体数目是亲代体细胞的两倍 D.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方 答案:C 解析:受精卵中的染色体数目与亲代体细胞相同。

?

即时训练5关于下图的叙述错误的是(

)。

?
A.受精过程就是指Ⅰ+Ⅱ的过程 B.Ⅲ所示过程不可能有非同源染色体自由组合,是通过细胞分裂和细 胞分化进行的 C.有性生殖实现了基因的分离和自由组合,增强了生物的变异性 D.由于受精作用生殖方式的出现,加快了生物进化的进程

答案:A 解析:受精作用指的是图中的Ⅱ过程,Ⅲ所示过程均是有丝分裂,无同 源染色体自由组合,有性生殖使后代具有更大的生活力和变异性,加 快了生物进化的进程。

考点一 基本概念辨析
1.减数分裂概念的理解 (1)范围:进行有性生殖的生物。

(2)起点:原始的生殖细胞(精原细胞、卵原细胞)。
(3)结果:成熟的生殖细胞。 (4)特点:染色体复制一次,细胞分裂两次,子细胞中染色体数目减半。

2.同源染色体与非同源染色体

(1)同源染色体:一条来自父方,一条来自母方;形态、大小一般相同;在
减数分裂过程中能进行联会。 (2)非同源染色体:来源可以相同也可以不同;形态、大小一般不同;在

减数分裂过程中不能进行联会。

(3)图形说明。

①图甲中1与3,2与4分别属于一对同源染色体。
②图甲中1与2,3与4,1与4,3与2分别属于非同源染色体。 ③图乙中5与6,7与8不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是姐妹

染色单体分开后形成的两条形态、大小相同的染色体。

3.四分体与同源染色体 (1)四分体是同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中联会后 的一对同源染色体才称为四分体,一个四分体含4条染色单体。 (2)在有丝分裂过程中也存在同源染色体,复制后每一对同源染色体 也包含4条染色单体,但由于不发生联会,所以不存在四分体。

【例1】 下面关于染色体、同源染色体、染色单体的叙述不正确的 是( )。

A.一条染色体含有一个或两个DNA分子
B.一对同源染色体只含有4个DNA分子 C.一条染色单体只含有一个DNA分子 D.一对同源染色体可含有4条染色单体

解析:DNA复制前,每条染色体含有1个DNA分子。复制以后,每条染 色体含有2个DNA分子。一对同源染色体可含有4个DNA分子(复制

后),也可能含有2个DNA分子(复制前)。一条染色单体只含有一个
DNA分子。 答案:B

考点二

减数分裂过程分析

1.动物精子、卵细胞形成的比较
类别
关系

精子的形成

卵细胞的形成

不 场所

精巢/睾丸

卵巢
不均等分裂 无

同 细胞质分裂方式 均等分裂 点 变形 有

结果

1个精原细胞形成4 1个卵原细胞形成1个卵细
个精细胞 胞和3个极体



细胞质变化

都有中心体、星射线、纺锤体出现


点 细胞核变化 ①染色体都只复制一次,细胞都连续分裂两次, 结果成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖 细胞染色体的数目减少一半 ②染色体行为相同:复制→联会(可交换)→同 源染色体分离、非同源染色体自由组合→着 丝点分裂

?

易错提示配子中基因组合多样性的原因

(1)减数分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,形成多 种配子。 (2)减数第一次分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉 互换。

2.减数分裂过程中相关曲线分析

说明:(1)图1中曲线说明减数分裂过程中DNA分子在间期加倍,在减

数第一次分裂和减数第二次分裂共发生了2次减半。
(2)图2中染色体数目减半的时间是减数第一次分裂末期。染色单体 在间期形成,在减数第二次分裂后期消失。 (3)图3间期中,随染色体复制,每条染色体由含有1个DNA分子变成含 有2个DNA分子,到减数第二次分裂后期又变成含有1个DNA分子。

3.减数分裂与有丝分裂的比较 (1)分裂过程的比较。
比较项目 发生部位 分裂次数 减数分裂 卵巢、睾丸(精巢) 连续分裂两次 有丝分裂 各组织器官 一次

子细胞名称

生殖细胞

体细胞
1次;间期

染色体复制次数和时期 1次;减数第一次分裂前的间期

子细胞染色体数目变化 减半,发生在减数第一次分裂完 不变 成时

联会、四分体

出现

不出现

非姐妹染色单体互换 有 同源染色体分离 有;发生在减数

无 无

第一次分裂后期 着丝点分裂 在减数第二次分裂后 后期
期 子细胞间的遗传组成 不一定相同 相同

(2)分裂图像的比较。
有丝分裂 前期 减数第一次分裂 减数第二次分裂

?


?


?


①与②的主要区别在于同源染色体的排列方式不同;

①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

中期

?
① 同;

?


?


①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不

①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

后期

?


?


?


①与②比较:①中染色单体分离,②中同源染色体分离; ①与③比较:①中有同源染色体,③中无同源染色体;

②与①③比较:②中有染色单体,①③中无染色单体

4.配子形成过程中的几种数量关系 (1)1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞 →4个精子。

1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞+1个极体→1个
卵细胞+3个极体。

(2)1个精原细胞产生的配子种类=2种。(不考虑交叉互换,下同)

1个次级精母细胞产生的配子种类=1种。
1种精原细胞产生的配子种类=2n种(n为同源染色体的对数)。 1个卵原细胞产生的配子种类=1种。 1个次级卵母细胞产生的配子种类=1种。

1种卵原细胞产生的配子种类=2n种(n为同源染色体的对数)。

?

易错提示(1)出现联会、四分体,同源染色体排列

在赤道板两侧,同源染色体分开,非同源染色体自由组合等现象,为减 数第一次分裂。 (2)不存在同源染色体的为减数第二次分裂,或减数分裂形成的精子、

卵细胞或极体。
(3)二倍体生物若其细胞的染色体数目为奇数,则为减数第二次分裂。

【例2】 (2011· 山东高考理综,8)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数 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( )。 ②2号染色体可能在

①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离

减数第一次分裂时未分离
分离 A.①③

③性染色体可能在减数第二次分裂时未

④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离 B.①④ C.②③ D.②④

解析:基因型为AaXBY的小鼠产生了AA型配子,该配子不含性染色体 可能是因为减数第一次分裂时X染色体与Y染色体未分离,进入了同 一次级精母细胞(含a),而另一次级精母细胞(含A)没有性染色体;也可 能是因为减数第二次分裂时,次级精母细胞在减数第二次分裂时(含 A的)性染色体未分离。不含性染色体的次级精母细胞在减数第二次 分裂中2号染色体的姐妹染色单体未分离,进入同一精细胞,从而具有 两个A基因。 答案:A


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