专题9 遗传的细胞基础

专题9遗传的细胞基础高考生物一、减数分裂1.减数分裂的概念

2.过程(以二倍体动物为例)知识清单考点减数分裂与受精作用例1

(2015江苏宿迁质检,7)下图①~⑤是用某种方法在显微镜(不用染色)下拍到的二倍体百合

(2n=24)某个细胞的减数分裂不同时期的图像。相关叙述不正确的是

()A.图中细胞分裂时序为①→③→②→⑤→④B.图①细胞内DNA和染色体数目加倍C.图②③细胞中均可能发生基因重组D.图②③⑤细胞中均含有两个染色体组解析根据染色体的行为可判断,①~⑤分别为减Ⅰ分裂前的间期、减Ⅰ分裂后期、减Ⅰ分裂

前期、减Ⅱ分裂末期、减Ⅱ分裂后期,其顺序是①→③→②→⑤→④,A正确;图①为减Ⅰ分裂前

的间期,此时细胞中进行染色体的复制,但染色体数目保持不变,B错误;基因重组有2种类型,一种

是自由组合型,发生在减Ⅰ分裂后期(②),另一种是交叉互换型,发生在减Ⅰ分裂前期(③),C正确;图②③⑤细胞中所含染色体数目均与体细胞相同,都含有两个染色体组,D正确。答案

B二、配子的形成与受精作用1.精子、卵细胞的形成过程比较

名师点睛(1)精子、卵细胞的形成过程不同:卵细胞的形成经历了两次细胞质不均等分裂;卵细胞一

经形成,不需要变形;1个卵原细胞只能产生1个卵细胞,1个精原细胞能够产生4个精子。(2)配子中染色体组合多样性的原因:同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合;同源染色

体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换。名师点睛2.受精作用(1)概念:指精子和卵细胞相互识别、融合为

受精卵

的过程。(2)过程细胞膜融合↓精子的

头部

进入卵细胞(

尾部

留在外面)↓卵细胞的

细胞膜

发生复杂生理反应,阻止其他精子再进入↓精子和卵细胞的

细胞核

相互融合↓受精卵(3)结果:受精卵中的染色体数目又恢复到

体细胞

中的染色体数目,其中有一半染色体来自

精子

(父方),另一半来自

卵细胞

(母方)。(4)减数分裂和受精作用的意义是

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。例2

(2016河南八市重点高中一模,11)红眼刚毛雄果蝇与白眼截毛雌果蝇杂交产生子代红眼刚

毛雌果蝇的过程如图所示。据图分析,下列相关叙述正确的是

()A.阶段②细胞乙内会发生染色体暂时性加倍的现象B.细胞甲内基因数目应是细胞丙内基因数目的两倍C.阶段①控制该两对相对性状的基因一定能自由组合D.阶段④是子代果蝇具有多样性的根本原因解析阶段①为减Ⅰ,阶段②为减Ⅱ,减Ⅱ后期由于染色单体分离会导致染色体暂时性加倍,A正确;细胞甲为次级精母细胞,细胞丙为卵细胞,卵细胞含有较多细胞质基因,细胞甲内基因数目小

于细胞丙内基因数目的两倍,B错误;控制该两对相对性状的基因必须在两对同源染色体上才能

自由组合,如果在同一对同源染色体上,就不能自由组合,C错误;阶段④雌雄配子随机结合不是

子代果蝇具有多样性的根本原因,D错误。答案

A1.“三结合”法图析细胞分裂的方式及特点(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期题型突破题型1图像分析类——图析细胞分裂特点及其中的变异类型<方法诠释>

(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式(3)结合细胞质的分裂情况作出判断2.细胞分裂图中的遗传变异(1)减数分裂与遗传规律(2)姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析①细胞进行有丝分裂⇒基因突变②细胞进行减数分裂⇒交叉互换或基因突变,若姐妹染色单体的其中一条有两种颜色则一定为

交叉互换。(3)剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因①纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理,使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体

细胞内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。②同源染色体不分离:在减数第一次分裂后期,同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞

异常,进而使产生的配子全部异常。③姐妹染色单体不分离(以精细胞形成为例):在减数第二次分裂后期,姐妹染色单体不分离,导致

由本次级性母细胞产生的配子异常(另一次级性母细胞产生的配子可能正常)。1.细胞分裂与可遗传变异2.XXY与XYY异常个体产生原因不同(1)XXY成因分析:父方减Ⅰ后期XY染色体未分离产生了XY型精子或母方减Ⅰ异常两条X染色

体未分离导致产生XX型卵细胞或母方减Ⅱ异常减Ⅱ后期X染色体着丝点分裂后两条X染色体

进入同一卵细胞。(2)XYY成因:父方减Ⅱ异常,即减Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体进入同一精细胞。例1

(2016福建四地六校第三次联考,33)下图表示某二倍体生物的细胞,有关叙述正确的是

()分裂方式变异发生过程或时期变异类型二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂DNA复制基因突变减数分裂减Ⅰ后期:非同源染色体自由组合减Ⅰ前期:同源染色体非姐妹染色单体交叉互换基因重组有丝分裂、减数分裂分裂期:染色体移向两极染色体变异<易错易混>

A.该细胞正处于有丝分裂前期B.在该细胞形成过程中一定发生了基因突变C.该细胞分裂至后期时含有4个染色体组D.该细胞分裂能产生2种基因型的子细胞思路导引

解析由图中细胞染色体上的基因可知,图中不含同源染色体,且有染色单体,染色体在细胞内

散乱分布,可知该细胞正处于减数第二次分裂前期,A错误;通常姐妹染色单体相同位置上的基因是相同的,但图中存在姐妹染色单体相同位置上的基因分别为A、a,可能是该细胞形成过程中

发生了基因突变,也可能是发生了交叉互换,B错误;该细胞内含1个染色体组,分裂至后期时姐妹

染色单体分开,细胞内含有2个染色体组,C错误;该细胞继续分裂,能产生基因型为ABd和aBd的

子细胞,D正确。答案

D1-1

(2016山西实验中学第三次月考,20)如图表示某二倍体生物的细胞分裂,叙述不正确的是

()

A.甲为有丝分裂后期,含4个染色体组B.乙为初级精母细胞,含8条染色单体C.乙表示同源染色体分离,非同源染色体自由组合D.丙为减数第二次分裂中期,无同源染色体答案

B解析乙细胞处于减数第一次分裂,且细胞质不均等分裂,可确定为初级卵母细胞,B不正确。1-2

(2016河南八市重点高中一模,14)减数分裂与生物变异具有密切的联系。下列相关叙述中

正确的是

()A.减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生B.如果不考虑基因突变,一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是有关细胞

在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开C.基因重组只能发生于同源染色体之间D.发生生物变异后,细胞核中的基因不再遵循遗传规律答案

A解析减数分裂前的间期DNA复制时可能发生基因突变,分裂期可能发生基因重组和染色体变

异,A正确;减Ⅰ分裂中,同源染色体不分离只可导致产生Bb精子,B错误;基因重组有两种类型:同

源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换和减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合,

C错误;遗传定律适用于真核生物有性生殖,发生生物变异后,细胞核中的基因仍然遵循遗传规

律,D错误。1.“三看法”巧妙判断细胞分裂的曲线类型及细胞分裂方式(1)模型:题型2曲线分析类——细胞分裂过程中染色体、DNA等的变化<方法诠释>(2)判断方法:2.柱形图分析减数分裂(以精子的形成过程为例)每条染色体中的DNA含量变化分析<易错易混>

A→BB'→CC→DD→E特点及其变化

减数分裂对应时期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期减数第二次分裂的后期减数第二次分裂的末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期如图所示曲线适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:例2

(2016四川绵阳南山中学月考,3)图一表示基因型为AaBb的某动物细胞处于细胞分裂不同

时期的图像;图二表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比值的变化关系,下列

相关叙述正确的是

()

A.若图一中细胞之间为亲子代关系,则其分裂顺序为:①→②→⑤→③→④B.图一②细胞中可发生基因突变、基因重组及染色体变异三种可遗传的变异C.BC段形成原因是DNA复制,非同源染色体自由组合发生在图二的DE段D.在不考虑基因突变和交叉互换的情况下,若该动物产生一个Aab的配子,则发生分裂异常的时

段应为图二的CD段思路导引解析图一中①~⑤分裂时期分别为有丝分裂中期、减Ⅱ后期、有丝分裂后期、减Ⅱ中期和减

Ⅰ中期,若图一中细胞之间为亲子代关系则细胞分裂顺序应为①→③→⑤→④→②,A错误;②细

胞处于减数第二次分裂后期,基因重组只能发生在减数第一次分裂,B错误;非同源染色体自由组

合发生在减数第一次分裂后期,对应于图二CD段,C错误;若该动物产生一个Aab的配子,说明在

减数第一次分裂A、a所在的同源染色体未分离,D正确。答案

D2-1

(2016黑龙江双鸭山一中月考,17)如图所示人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA

含量变化曲线。下列有关叙述中正确的是

()A.该图若为减数分裂,则cd期的细胞都含有23对同源染色体B.该图若为减数分裂,则基因的分离和自由组合都发生在cd段某一时期C.该图若为有丝分裂,则细胞板和纺锤体都出现在bc时期D.该图若为有丝分裂,则ef期的细胞都含两个染色体组答案

B解析若为减数分裂,cd期包括减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期等,其中减数第

二次分裂时的细胞中不含有同源染色体,A错误;基因的分离和自由组合发生在减数第一次分裂后期,B正确;若为有丝分裂,细胞板和纺锤体分别出现于末期(属ef期)和前期(属cd期),C错误;ef期

可代表有丝分裂的后期和末期,人体有丝分裂后期、末期细胞含有4个染色体组,D错误。2-2

(2016山东潍坊上学期期中,18)如图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的

关系曲线图,以下对图示的理解错误的是

(

)A.A~E段细胞完成有丝分裂过程B.F~H段内发生同源染色体的分离C.B点和H点都发生染色体的着丝点断裂D.H~I段细胞中有可能含2个染色体组答案

C解析图中C~D段染色体数目是体细胞的两倍,所以A~E段细胞完成有丝分裂过程,A正确;同源

染色体分离发生在减数第一次分裂,属于F~H段,B正确;G~H表示减数第一次分裂同源染色体分

离后平均分配到两个子细胞,未发生着丝点断裂,C错误;H~I段表示减数第二次分裂,二倍体动物

减数第二次分裂后期、末期细胞中含有2个染色体组,D正确。1.口诀法判断配子来源题型3分析计算类——减数分裂形成配子种类的分析判断<方法诠释>2.细胞分裂异常产生的子细胞分析(1)有丝分裂异常(以A所在的一条染色体为例)

(2)减Ⅰ分裂A、A或A、a所在同源染色体未分离或X、Y未分离(3)减Ⅱ分裂A或a所在姐妹染色单体未分开或X染色单体未分开1.1个精原细胞和1个卵原细胞最终产生的生殖细胞数量不同(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。(2)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.具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换)<易错易混>

可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个次级精母细胞1种1种1个雄性个体2n种2n种1个卵原细胞2n种1种1个次级卵母细胞1种1种1个雌性个体2n种2n种例3

(2015山东临沂重点中学联考,24)某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上,如图

表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考

虑交叉互换)

()A.2个B.3个C.4个D.5个思路导引

解析来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或“互补”,根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞,②⑥可来自一个精原细胞,③来自一个精原细胞,⑤来自一个精原细胞,这些精细

胞至少来自4个精原细胞,C正确。答案

C3-1

(2016安徽舒城中学期中,9)一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的初级精母细胞,在减

数分裂过程中发生基因突变,其中一条染色单体上的A突变为a,该细胞以后的减数分裂正常进

行,则其可产生多少种配子

()A.1种B.2种C.3种D.4种答案

C解析正常情况下,一个基因型为AaBb(或AAaaBBbb)的初级精母细胞经减数第一次分裂能产

生AABB、aabb(或AAbb、aaBB)两种次级精母细胞。减数第二次分裂类似于有丝分裂,因此每

个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞,则一个初级精母细胞减数分裂形成4个精子,但只

有两种基因型,即AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB。若初级精母细胞中一条染色单体上

的A突变为a,则基因型为AABB(或AAbb)的次级精母细胞变为AaBB(或Aabb),其能产生2种精细

胞,即AB、aB(或Ab、ab),因此该初级精母细胞能形成3种配子,即AB、aB、ab、ab(或Ab、ab、aB、aB)。3-2下图中甲是某生物的一个精细胞,根据染色体的类型和数目,判断图乙中与其来自同一个

精原细胞的有

()

A.①②B.①④C.①③D.②④答案

C解析精原细胞减数第一次分裂的特点:同源染色体分离;减数第二次分裂的特点:次级精母细

胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中,所

以由同一精原细胞最终分裂形成的精细胞中,染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙

中各细胞内染色体特点分析,①图与图甲的染色体组成“互补”,③图与图甲的染色体组成基本相同,由此可判断出①③与图甲精细胞来自同一个精原细胞。1.实验原理减数分裂过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可据此识别减数

分裂的各个时期。2.实验流程(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程):解离→漂洗→染色→压片题型4教材实验类——观察细胞的减数分裂<方法诠释>(2)显微观察:1.宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药,动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因:(1)雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,只有和精子相

遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数第二次分裂。2.精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到染色体数为N、2N、4N的

不同细胞分裂图像。例4

(2013江苏单科,9,2分)一个班级分组进行减数分裂实验,下列操作及表述正确的是A.换用高倍镜时,从侧面观察,防止物镜与装片碰擦B.因观察材料较少,性母细胞较小,显微镜视野应适当调亮C.为观察染色体不同层面的精细结构,用粗准焦螺旋调节焦距D.一个视野中,