（浙江选考）高考生物一轮复习 第13讲 减数分裂中的染色体行为及遗传的染色体学说课件-人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第1313讲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 的染色体学说知知识识梳梳理理考点一 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考点点突突破破知识知识1 1减数分裂过程中的染色体行为减数分裂过程中的染色体行为一、染色体一、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

2、方式,在该过程中,染色体只复制1次,细胞连续分裂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)时期图像主要特征间期DNA复制,有关蛋白质的合成,结果是每条染色体上含有2条染色单体减数第一次分裂(M)前期同源染色体发生联会,形成四分体,非姐妹染色单体间可能发生交叉互换减数第一次分裂(M)中期成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道面上,每两个未分开的同源染色体的着丝粒分别与从细胞相对的两极发出的纺锤丝相连后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合末期细胞质分裂,形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半减数第二次分裂(M)前期染色体散乱分布在细胞中

3、减数第二次分裂(M)中期染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上后期着丝粒分裂,染色单体分开成为染色体,染色体数目暂时加倍末期细胞质分裂,一个细胞分裂成为2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半知识知识2 2精子和卵细胞的产生、受精作用与遗传的染色体学说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一、精子与卵细胞的产生和受精1.精子的形成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

4、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减数分裂和受精作用的意义(1)就进行有性生殖的生物来说,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=

5、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

6、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.丙丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离解析解析乙时期包括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)解析解析A项、C项的细胞处于减数分裂后期,B项的细胞处于

7、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abD.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

8、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

9、来自母方雌雄配子结合后染色体恢复为二倍体,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、配子的形成一、配子的形成考点突破1.精子与卵细胞的形成精子与卵细胞的形成(以哺乳动物为例以哺乳动物为例)精子卵细胞产生部位睾丸卵巢过程1个精原细胞1个初级精母细胞2个次级精母细胞(等

10、大)4个精细胞是否变形4个精细胞4个精子不需变形细胞质的分配情况两次分裂都均等只有减数第二次分裂中的第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等分裂结果1个精原细胞4个精子(生殖细胞)1个卵原细胞1个卵细胞+3个极体(生殖细胞)(消失)相同点(1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的,表现在:染色体都是在减前的间期复制的减时期都发生同源染色体联会、形成四分体、同源染色体分离减时期都发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分开(2)产生的子细胞数目都是4个,且子细胞中染色体数目减半知能拓展知能拓展(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

11、源染色体,如着丝粒分裂后形成的两条染色体,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

12、染色体联会、形成四分体、交叉互换)中期(同源染色体排列于赤道面)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:项目染色质染色体形态染色体数1111含DNA分子数1221染色单体数0220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、四分体同源染色体、四分体(1)同源染色体概念:同源染

13、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二、减数分裂与有丝分裂的比较分析(一一)

14、相同点及不同点相同点及不同点分裂方式比较项目减数分裂有丝分裂不同点分裂的细胞原始生殖细胞体细胞或原始生殖细胞细胞分裂次数两次一次同源染色体的行为相互配对形成四分体,非姐妹染色单体常发生交叉互换同源染色体分离存在同源染色体,但不联会,不分离非同源染色体的行为自由组合不出现自由组合不同点子细胞染色体数目 减半不变子细胞的名称和数目4个精细胞或1个卵细胞和3个极体2个体细胞子细胞间的遗传物质不一定相同基本相同DNA与染色体数目变化曲线意义就进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性相同点染色体都只复制一次

15、分裂过程中都出现纺锤丝,都有核仁、核膜的消失与重现过程都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开现象联系原始生殖细胞进行减数分裂前的自身增殖方式为有丝分裂(二二)细胞分裂图像的辨别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(以二倍体生物为例以二倍体生物为例)有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期与的主要区别在于同源染色体的行为不同、与的主要区别在于有无同源染色体中期与的主要区别在于同源染色体的行为不同、与的主要区别在于有无同源染色体后期与比较:中染色单体分离,中同源染色体分离与比较:中有同源染色体,中无同源染色体与、比较:中有染色单体,中无染色单体名

16、师点拨名师点拨(1)只有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根据减数分裂后期细胞质分裂

17、方式判断细胞类型4.单倍体、多倍体生物的细胞分裂图像单倍体、多倍体生物的细胞分裂图像(三三)减数分裂过程中的相关数量关系减数分裂过程中的相关数量关系1.减数分裂过程中染色体、减数分裂过程中染色体、DNA等数量变化等数量变化(以二倍体动物为例以二倍体动物为例)比较项目分裂时期染色体数目变化DNA数目变化染色单体数目变化同源染色体对数变化间期2N2N4N04NN第一次分裂前期、中期、后期2N4N4NN末期2NN4N2N4N2NN0第二次分裂前期、中期N2N2N0后期2N2N00末期2NN2NN002.曲线辨析曲线辨析(1)模型:(2)判断方法:3.每条染色体上的每条染色体上的DNA含量曲线分析含量

18、曲线分析ABBCCDDE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既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:典例典例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

19、由组合定律解析解析图中乙到甲是有丝分裂,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

20、染色体,且两对等位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,非同源染色体的组

21、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。考点二配子的种类分析及遗传的染色体

22、学说考点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。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(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根据染色体组

23、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、遗传的染色体学说二、遗传的染色体学说遗传的染色体学说遗传的染色体学说: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

24、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三、孟德尔定律的细胞学解释项目分离定律自由组合定律亲本性状 一对相对性状两(或多)对相对性状基因位置 一对等位基因位于一对同源染色体上两(或多)对等位基因位于两(或多)对同源染色体上细胞学解释模型遗传实质 在F1形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同的配子,独立地随配子遗传给后代在F1形成配子时,随同源染色体的分开,等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合进入不同的配子中四、细胞分裂与遗传变异的关系四、细胞分裂与遗传变异的关系1.减数分裂与遗传规律减数分裂与遗传规

25、律2.细胞分裂与生物变异的关系细胞分裂与生物变异的关系时期变化特点变异的来源有丝分裂间期DNA复制基因突变M前的间期前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换基因重组后期非同源染色体自由组合基因重组各期染色体数目或结构变化染色体畸变名师点拨名师点拨(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

26、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.解题关键解题关键答案答案C解析解析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

27、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AABBC.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。