一、減數(shù)分裂過程中幾個(gè)重要概念
染色體:細(xì)胞處于分裂期時(shí),細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)經(jīng)高度螺旋化和反復(fù)折疊,形成的線狀或棒狀小體。與染色質(zhì)是同一物質(zhì)的不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
同源染色體:一個(gè)來自父方,另一個(gè)來自母方,其形態(tài)、大小相同的一對染色體。
聯(lián)會(huì)(配對):指減數(shù)第一次分裂的前期同源染色體兩兩靠近,相互配對。
四分體:同源染色體兩兩配對,由于每條染色體都含有兩條姐妹染色單體,因此,配對后的每對同源染色體都含有四條染色單體,叫做四分體。
二、減數(shù)分裂過程的染色體行為
三、減數(shù)第一次分裂與第二次分裂比較
減數(shù)第一次分裂
減數(shù)第二次分裂
染色體的主要行為
前期
有同源染色體、同源染色體兩兩配對(聯(lián)會(huì))
無同源染色體、染色體散亂排列在細(xì)胞中央
中期
有同源染色體且排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)
無同源染色體、染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的赤道板上
后期
有同源染色體且同源染色體分離
無同源染色體、著絲點(diǎn)分裂、姐妹染色單體分開
染色體數(shù)目的變化
2N →N
N → 2N →N
核DNA數(shù)目的變化
2a→4a→2a
2a→a
四、考點(diǎn)例析
1.某一生物有四對染色體。假設(shè)一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在產(chǎn)生精子細(xì)胞的過程中,其中一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞在分裂后期有一對姐妹染色單體移向了同一極,則這個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生正常精細(xì)胞和異常精細(xì)胞的比例為
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.0:4
【解析】本題涉及減數(shù)分裂過程中染色體行為異常的結(jié)果分析。要分析一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在產(chǎn)生精子細(xì)胞的過程中,產(chǎn)生正常精細(xì)胞和異常精細(xì)胞的比例,必須要從整個(gè)減數(shù)分裂過程入手,在減數(shù)分裂過程中一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂可以產(chǎn)生兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,其中一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞在分裂后期有一對姐妹染色單體移向了同一極,產(chǎn)生兩個(gè)異常精細(xì)胞(一個(gè)多了一條染色體,而另一個(gè)少了一條染色體);另一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞分裂正常,形成了兩個(gè)正常的精細(xì)胞,所以在這個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞中,有2個(gè)正常精細(xì)胞和2個(gè)異常精細(xì)胞,故比例為1:1.
【答案】:A
【特別提示】在減數(shù)分裂染色體行為異常的分析中,要注重與正常的分裂的比較,從而得出其產(chǎn)生的子代細(xì)胞的染色體組成。
【同類變式】某一生物有四對染色體。假設(shè)一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在產(chǎn)生精子細(xì)胞的過程中,其中一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在分裂后期有一對同源染色體移向了同一極,則這個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生正常精細(xì)胞和異常精細(xì)胞的比例為
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.0:4
【解析】由于這一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞染色體行為異常發(fā)生的時(shí)期在減數(shù)第一次分裂,為初級(jí)精母細(xì)胞在分裂后期有一對同源染色體移向了同一極,則產(chǎn)生了兩個(gè)異常的次級(jí)精母細(xì)胞(一個(gè)多一條染色體,另一個(gè)少一條染色體),由這個(gè)兩個(gè)異常的次級(jí)精母細(xì)胞再分裂形成的精細(xì)胞都為異常的。故比例為0:4。
【答案】:D
2.在下圖中屬于次級(jí)卵母細(xì)胞繼續(xù)分裂過程中染色體平均分配示意圖的是
【解析】本題涉及次級(jí)卵母細(xì)胞分裂過程中染色體的行為變化和細(xì)胞質(zhì)分配的特點(diǎn)。在減數(shù)分裂過程中,次級(jí)卵母細(xì)胞中的染色體行為為:著絲點(diǎn)分裂、姐妹染色單體分開,而且次級(jí)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的分裂為不均等分裂,所以屬于次級(jí)卵母細(xì)胞繼續(xù)分裂過程中染色體平均分配的示意圖為B。
【答案】:B
3.下圖是某種生物的精細(xì)胞,根據(jù)圖中染色體類型和數(shù)目,則來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是
A.①③ B.②⑤ C.①④ D.③④
【解析】本題涉及減數(shù)第二次分裂過程中的染色體的行為變化。在減數(shù)第二次分裂過程中,發(fā)生染色體的行為變化為著絲點(diǎn)分裂、姐妹染色單體分開,所以同一次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個(gè)精細(xì)胞的染色體組成是一樣的。
【答案】:C
【解題提示】在示意圖中,細(xì)胞內(nèi)的染色體一般用不同顏色的表示來自不同的親本,如果黑色的來自父本,則白色的來自母本;還有同源染色體應(yīng)該是相同大小且不同顏色的來表示。
4.某生物的肝細(xì)胞分裂后期有40條染色體,則它的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂的聯(lián)會(huì)期,細(xì)胞核內(nèi)有染色體和DNA分子數(shù)目依次是
A.20,40 B.20,20 C.40,20 D.40,40
【解析】題目涉及有絲分裂和減數(shù)分裂的知識(shí)。欲求減數(shù)分裂的聯(lián)會(huì)期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)日和DNA數(shù)目,必須首先知道精原細(xì)胞中染色體數(shù),而精原細(xì)胞中染色體數(shù)與體細(xì)胞染色體數(shù)相同。已知有絲分裂后期有40個(gè)染色體,則推知體細(xì)胞中有染色體數(shù)2n=20條。所以聯(lián)會(huì)期細(xì)胞中DNA分子數(shù)為40個(gè)(已在間期完成了復(fù)制),而染色體仍為20個(gè)(與精原細(xì)胞相同)。
【答案】 A
【特別提示】解答有關(guān)細(xì)胞各分裂相中DNA或染色體或染色單體數(shù)目的問題,通常先根據(jù)已知條件,結(jié)合細(xì)胞分裂的過程求出體細(xì)胞染色體數(shù)目,再以此作為“平臺(tái)”進(jìn)行轉(zhuǎn)換推算。再計(jì)算DNA分子數(shù)目的時(shí)候還要注意題干要求回答的是細(xì)胞核的還是細(xì)胞內(nèi)的,如果是細(xì)胞內(nèi)的,因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)中還有DNA分子的存在,要大于細(xì)胞核中的DNA分子數(shù)。
【同類變式】設(shè)某種動(dòng)物的一個(gè)體細(xì)胞中染色體數(shù)目為2N。
(1)請?jiān)趫D中繪出該動(dòng)物的初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中,一個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目變化示意圖。
(2)說明染色體數(shù)目變化的原因。
【解析】該動(dòng)物體體細(xì)胞中染色體數(shù)目為2N,精原細(xì)胞為特殊的體細(xì)胞,其中的染色體組成也為2N。精原細(xì)胞經(jīng)復(fù)制變?yōu)槌跫?jí)精母細(xì)胞,核DNA含量加倍,但是染色體數(shù)目仍為2N。初級(jí)精母細(xì)胞通過減Ⅰ形成次級(jí)精母細(xì)胞,由于同源染色體分開,一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目減半為N。次級(jí)精母細(xì)胞在減Ⅱ后期姐妹染色單體分開,染色體數(shù)目加倍成為2N,在末期又分成兩個(gè)細(xì)胞形成精細(xì)胞,染色體數(shù)目減半成為N,之后精細(xì)胞變形為精子,染色體數(shù)目不變。
【答案】 (1)曲線如右圖 (2)由第一次分裂到第二次分裂,染色體數(shù)目減半是因?yàn)闇p數(shù)第一次分裂同源染色體分離;減數(shù)第二次分裂過程中,由于著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體的分開,染色體數(shù)目增加,后由于姐妹染色單體分開后,分到細(xì)胞兩極,最后分到兩個(gè)細(xì)胞中去。
【解題警示]】回答細(xì)胞分裂后期、末期染色體或DNA數(shù)目變化時(shí)一定要注意題干中要求回答的是一個(gè)“細(xì)胞”,還是一個(gè)“(細(xì)胞)核”,后期、末期雖然兩個(gè)核已形成,但仍屬一個(gè)細(xì)胞。同樣道理,從曲線圖中獲取信息時(shí)也應(yīng)注意同樣的問題。
5.下圖是表示某種生物個(gè)體內(nèi)的兩個(gè)正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞,請據(jù)圖回答下列問題
(1)判斷上圖各屬于時(shí)期:甲圖表示______________分裂______期細(xì)胞。圖中有染色體_______條,DNA分子______個(gè);在其上一時(shí)期有四分體______個(gè)。
(2)乙圖細(xì)胞分裂形成的子細(xì)胞為__________________________________。
(3)該種生物體細(xì)胞中染色體_______條。
(4)兩圖中含染色單體的是_________ 。
【解析】本題涉及細(xì)胞分裂不同時(shí)期的判斷,主要要根據(jù)其染色體行為和分裂特點(diǎn)來進(jìn)行判斷,甲圖中的特征為每條染色體上有姐妹染色單體存在、同源染色體分離,則為減數(shù)第一次分裂后期;而染色體的數(shù)目看其著絲點(diǎn),所以為4條,因?yàn)榻忝萌旧w單體的存在,每條染色體上具有2個(gè)DNA分子,則DNA分子為8個(gè),一對同源染色體組成一個(gè)四分體,則其上一時(shí)期四分體為2個(gè)。乙圖細(xì)胞中沒有同源染色體,上下分開的為姐妹染色單體,為減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞,又由于其細(xì)胞質(zhì)分裂為不均等分裂,則為次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂,產(chǎn)生的的子細(xì)胞為卵細(xì)胞和極體。
【答案】⑴減數(shù)第一次分裂;后;4;8;2 ⑵卵細(xì)胞和極體 ⑶ 4 ⑷甲圖
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