1、第13讲 减数分裂中的染色体行为及遗传的染色体学说,知识1 减数分裂过程中的染色体行为,知识2 精子和卵细胞的产生、受精作用与遗传的染色体学说,知识梳理,考点一 配子的形成、减数分裂与有丝分裂的比较,考点二 配子的种类分析及遗传的染色体学说,考点突破,知识1 减数分裂过程中的染色体行为 一、染色体,教材研读,1.染色体由 着丝粒 、长臂和短臂三部分组成。 2.根据着丝粒的位置可将染色体分为三种类型: 端着丝粒染色体 、近端着丝粒染色体和中间着丝粒染色体。,二、减数分裂过程中的染色体行为 1.减数分裂是进行 有性生殖 的生物特有的细胞分裂方式,在该过 程中,染色体只复制 1 次,细胞连续分裂 2
2、 次,其结果是 生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半 。,2.减数分裂过程的特点及图像(以哺乳动物精原细胞为例),知识2 精子和卵细胞的产生、受精作用与遗传的染色体学说 一、精子与卵细胞的产生和受精,1.精子的形成 精原细胞 初级精母 细胞 次 级精母细胞 精 细胞精子,2.精子、卵细胞形成过程的不同 (1)卵细胞的形成经历了两次细胞质 不均等 分裂。 (2) 卵细胞 一经形成,不需要变形。 (3)一个卵原细胞能产生 一 个卵细胞和三个第二极体,一个精原 细胞能够产生 四 个精细胞。,3.精子和卵细胞结合形成受精卵的过程称为 受精 。,4.减数分裂和受精作用的意义 (1)就进行有性生殖的生物来
3、说,减数分裂和受精作用可保持 生物 染色体数目 的恒定。 (2)减数分裂为 生物的变异 提供了可能。,二、遗传的染色体学说 1.根据 基因的行为和染色体行为的一致性(或平行关系) ,科学家 提出了细胞核内的染色体可能是基因载体的学说。 2.孟德尔遗传定律的细胞学解释:杂合子形成配子时, 等位基因 会 随着 同源染色体 的分开而分离, 非同源染色体上的非等位基 因 则表现为自由组合。,1.(2017浙江11月选考,22,2分)二倍体生物(2n=6)的某细胞处于细胞分裂 某时期的示意图如下,其中表示染色体。据图分析,错误的是 ( A ) A.该细胞可表示次级精母细胞或第二极体 B.该细胞的染色体数
4、目与体细胞的相同 C.含有该生物的一套遗传物质 D.图中基因g可由基因G突变而来,解析 该细胞细胞质均等分裂,可表示次级精母细胞或第一极体,A 错误;该细胞有6条染色体,与体细胞的相同,B正确;为一个染色体 组,含有该生物的一套遗传物质,C正确;图中基因g可由基因G突变而来, D正确。,2.(2017浙江4月选考,23,2分)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程 中,不同时期细胞的核DNA相对含量和染色体数目如图所示。下列叙 述错误的是 ( D ),A.乙时期细胞和丙时期细胞均含两个染色体组 B.甲乙过程中DNA复制前需合成RNA聚合酶 C.乙丙过程中可发生基因重组和基因突变 D.丙丁过程中着
5、丝粒分裂、姐妹染色单体分离,解析 乙时期包括G2期和减数第一次分裂期,丙时期为减数第二次 分裂后期,乙、丙时期的细胞均含有两个染色体组,A正确;甲到乙的过 程中DNA复制前需要合成RNA聚合酶,进而合成相应的蛋白质,B正确; 乙到丙的过程中可发生基因突变和基因重组,C正确;丙时期着丝粒已经 分裂,D错误。,3.(2016浙江4月选考,25,2分)两种高等生物减数分裂不同时期细胞的示 意图如下,其中3个来自同种生物,则来自另一种生物的是 ( D ),解析 A项、C项的细胞处于减数分裂后期,B项的细胞处于减数 分裂后期,根据细胞中的染色体的形态特征可知:这3个细胞来自同种 雌性生物,B项细胞是初级
6、卵母细胞,A项、C项细胞均是第一极体;D项 细胞中染色体形态与前三项不同,应来自另一种雌性动物,是次级卵母 细胞。,4.(2016浙江10月选考,23,2分)基因型为AaBb的某高等动物细胞,其减数 分裂某时期的示意图如下。下列叙述与该图不相符的是 ( C ),A.该细胞处于后期,其子细胞为精细胞或第二极体 B.该细胞含有2个染色体组,可能为次级精母细胞 C.分裂产生该细胞的同时,产生的另一细胞的基因组 成为ab D.该细胞可能由初级卵母细胞经前期的染色体片 段交换后产生的,解析 本题结合减数分裂考查基因的自由组合定律、交叉互换及 变异的细胞学基础。首先根据图中细胞无同源染色体,且细胞质均等分
7、 裂,细胞每一极均有一组染色体判断该细胞可能是次级精母细胞或第一 极体;然后根据该动物的基因型和图中染色体上的基因判断该变异可能 是间期的基因突变或前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互 换,因此在分裂产生该细胞的同时,产生的另一细胞的基因组成可能为 ab或Ab。,5.下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是 ( A ) 基因发生突变而染色体没有发生变化 非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合 二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半 Aa杂合体发生染色体缺失后,可表现出a基因的性状 体细胞中同源染色体和成对的基因均是一个来自父方,一个来自母方 雌雄配子结合后染色体恢复
8、为二倍体,基因恢复为成对状态,减数分裂后每一个配子得到每对同源染色体中的一条和每对基因中 的一个 在各种细胞中基因都是成对存在,同源染色体也是成对存在 A. B. C. D.,解析 基因发生突变而染色体没有发生变化,不能说明核基因和染 色体行为存在平行关系;在生殖细胞中基因成单存在,不存在同源染色 体,A符合题意。,考点一 配子的形成、减数分裂与有丝分裂的比较一、配子的形成,考点突破,1.精子与卵细胞的形成(以哺乳动物为例),知能拓展 (1)同源染色体也有大小不同的,如男性体细胞中的X染色 体和Y染色体,X染色体较大,Y染色体较小。大小相同的染色体不一定 是同源染色体,如着丝粒分裂后形成的两条
9、染色体,因不是一条来自父 方,一条来自母方,所以不是同源染色体;两条染色体只要联会,不管大 小、形状是否相同,都是同源染色体。 (2)有丝分裂过程中有同源染色体存在,但不出现同源染色体的联会和 四分体。,(3)不含同源染色体的细胞(以二倍体生物为例):次级精母细胞、精细 胞、精子、次级卵母细胞、卵细胞、极体等。 (4)减数分裂过程中染色体数目的变化:减半发生在减数第一次分裂; 减数第二次分裂后期暂时加倍,减数第二次分裂完成后又减半。,2.精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化 精(卵)原细胞减前的间期(染色体复制) 初级精(卵)母细胞前期(同源染色体联会、形成四分体、交叉互换)中期(同源染色体
10、排列于赤道面)后期(同源染色体分离,非同源染色体自由组合) 次级精(卵)母细胞减(着丝粒分裂,姐妹染色单体分开) 精(卵)细胞,易混辨析 1.染色质和染色体、姐妹染色单体 (1)染色质和染色体是由DNA、蛋白质和少量RNA组成的同一种物质, 只是存在的形态不同。 (2)姐妹染色单体是指一条染色体复制后,所形成的共用一个着丝粒的 两条染色单体。 它们的关系图解如下:,通常在计数的时候,即使是呈染色质状态也称为染色体。,2.同源染色体、四分体 (1)同源染色体 概念:同源染色体是指形状和大小一般都相同(性染色体X、Y不同), 一条来自父方,一条来自母方(示意图中经常用两种不同颜色的染色体 代表)的
11、两条染色体。 存在形态:可以是染色体状态或染色质状态,可以有姐妹染色单体也 可以无姐妹染色单体。如图: 或 或 或 ,都可表示同源,染色体。 (2)四分体 概念:联会后的一对同源染色体,含有四条染色单体,叫作四分体。 存在形态: (以染色体的形态存在) 存在时期:减数第一次分裂前期,故减数第一次分裂的前期也特称为 四分体时期。四分体内部发生交叉互换的是非姐妹染色单体(四分体 中不共用一个着丝粒的两条染色单体互称为非姐妹染色单体)。,二、减数分裂与有丝分裂的比较分析 (一)相同点及不同点,(二)细胞分裂图像的辨别,1.有丝分裂与减数分裂主要时期的细胞图像(以二倍体生物为例),名师点拨 (1)只有
12、连续分裂的细胞具有细胞周期,精子或卵细胞形成 过程中经历了减和减两个阶段,减和减两个阶段不能算作两个 细胞周期。 (2)有丝分裂过程中有同源染色体,但没有同源染色体的联会,也不会出 现同源染色体的分离。 (3)减数分裂过程中形成的性细胞染色体数目之所以是性原细胞的一 半,其关键是因为减过程中发生了同源染色体的分离。,2.结合染色体的形态或数目判断细胞分裂方式 (以二倍体生物为例) (1)结合染色体的形态、行为识别细胞分裂方式,(2)结合染色体的奇偶数识别细胞分裂方式,3.根据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞类型,4.单倍体、多倍体生物的细胞分裂图像,(三)减数分裂过程中的相关数量关系 1.减
13、数分裂过程中染色体、DNA等数量变化(以二倍体动物为例),2.曲线辨析 (1)模型:,(2)判断方法:,3.每条染色体上的DNA含量曲线分析,如图所示曲线既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:,典例1 下图为某二倍体高等动物细胞分裂的图像,据图分析下列叙述 不正确的是 ( B ),A.甲、乙、丙细胞中的染色体组数分别为4、2、2,染色体数和核DNA 分子数之比为12的是丙、丁细胞 B.若乙细胞中存在性染色体,则甲、乙、丙、丁细胞中都含有2条性染 色体 C.丙丁的实质是同源染色体的分离 D.丁细胞中染色体上的P、Q基因,在亲子代传递中遵循基因的自由组 合定律,解析 图中乙到甲是有丝分
14、裂,乙到丙,丙到丁分别表示减数第一次分 裂和减数第二次分裂,图甲细胞处于有丝分裂后期,染色体组数为4,乙和 丙的染色体组数为2;图丙和丁中均含有染色单体,染色体数和核DNA分 子数之比为12,A正确。甲图细胞处于有丝分裂后期,由于有丝分裂后 期着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,甲图细胞中含有4条性染色体;丁图 细胞处于减中期,由于减后期同源染色体的分离,该细胞中只含有1 条性染色体,B错误。丙到丁的实质是同源染色体分离,非同源染色体的 自由组合,C正确。P、Q基因位于非同源染色体上,遗传时遵循基因的自 由组合定律,D正确。,1-1(2017课标全国,1,6分)已知某种细胞有4条染色体,且两对等位
15、基因 分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减 数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是 ( D ),解析 本题考查减数分裂的相关知识。该细胞中G与g、H与h分别为 等位基因,分别位于两对同源染色体上。在正常的减数分裂过程中同源 染色体分离,所形成的配子中不会含有同源染色体,所以D错误,A、B、 C正确。,1-2(2018浙江11月选考,25,2分)某二倍体动物的一个精原细胞形成精细 胞过程中,处于不同分裂时期的细胞示意图如下。 ( C )A.甲细胞分裂形成的4个精细胞,DNA含量一定相同 B.乙细胞正在进行染色体复制,着丝粒一定不分裂 C.丙细胞有2对同源染色体,非同
16、源染色体的组合类型一定是两种 D.丁细胞发生了染色体交换,中同一基因座位上的遗传信息一定不同,解析 甲细胞是精原细胞,减数分裂形成4个精细胞的,细胞核的遗传物 质是均等分配到4个精细胞的,且细胞质中的线粒体中也有DNA,线粒体 在细胞分裂时随机分配,所以4个精细胞中的DNA含量不一定相同,A错 误;乙细胞是前期,同源染色体相互配对形成四分体,染色体复制是在 分裂前的间期完成的,B错误;丙细胞是后期,同源染色体分离,非同源 染色体自由组合,组合类型有两种,C正确;丁细胞是中期,如果该细胞 为纯合子,尽管发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,但中 同一基因座位上的遗传信息仍相同,D错误。,考点
17、二 配子的种类分析及遗传的染色体学说一、减数分裂产生配子的种类分析,1.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。 (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。,(3)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),2.根据染色体组成判断配子来源的方法,3.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,二、遗传的染色体学说 遗传的染色体
18、学说:基因行为和染色体行为有着平行的关系,染色体是 基因的载体。,1.基因在杂交实验中始终保持独立性和完整性。染色体在细胞分裂各 期中也保持着一定的形态特征。 2.基因在体细胞中成对存在,染色体也成对存在。 3.在配子中只含成对基因中的一个,也只含同源染色体中的一条染色体。 4.非同源染色体上的非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体 在减数第一次分裂后期也是自由组合的。,三、孟德尔定律的细胞学解释,四、细胞分裂与遗传变异的关系,1.减数分裂与遗传规律,2.细胞分裂与生物变异的关系,名师点拨 (1)减数分裂过程中产生的子细胞种类与等位基因对数(或 同源染色体对数)有关,与产生子细胞的数量无
19、关。 (2)在减数分裂过程中,细胞核中的遗传物质是均分的,细胞质中的遗传 物质的分配是随机的。 (3)基因突变可发生在细胞生命历程的任何时期,但在间期DNA复制时 最易发生,而基因重组发生在减的前期或减的后期,因为减前期 会发生四分体的非姐妹染色单体的交叉互换,减后期非同源染色体上 的非等位基因之间自由组合。,1.减数第一次分裂异常,减数第二次分裂正常产生配子的情况:,2.减数第一次分裂正常,减数第二次分裂异常产生配子的情况:,典例2 图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. B. C. D.,解题关键,答案 C,解析 减数第一次分裂
20、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粒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,图与图甲的染色体组成互补,图与图甲的染 色体组成基本相同,由此可判断出与图甲精细胞来自同一个精原细 胞。,2-1 如图是基因型为AaBb的某二倍体雄性动物细胞分裂示意图。下 列叙述正确的是 ( B ) A.该细胞为次级精母细胞或极体 B.该细胞中有2个染色体组,基因型可能是AABB C.若3为X染色体,则4为Y染色体 D.若染色体1上含有A基因,3上含有a基因,则形成该 细胞的过程发生过基因突变,解析 据图分析,细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分 离,处于减数第二次分裂后期,且为雄性动物细胞,所以该细胞为次级精 母细胞,A错误;该细胞中有2个染色体组,基因型可能是AABB、AAbb、 aaBB、aabb,B正确;细胞中没有同源染色体,若3为X染色体,则4为常染 色体,C错误;若染色体1上含有A基因,3上含有a基因,则形成该细胞的过 程可能发生过基因突变或者交叉互换,D错误。,
