2023届高考生物二轮复习第6讲有丝分裂与减数分裂课件

这是一份2023届高考生物二轮复习第6讲有丝分裂与减数分裂课件，共39页。PPT课件主要包含了分裂期，纺锤体，同源染色体，着丝粒，热点一细胞周期，mRNA，CGU，RNA聚合，CGT，ABC等内容，欢迎下载使用。

知识盘点 构建知识导图·形成知识体系
DNA复制、有关蛋白质合成
热点突破 突破热点专题·达到知识融通
[情境引领]细胞周期同步化是指利用一定方法使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。如图是动物细胞周期同步化的方法之一,G1、S、G2、M期依次分别为10 h、7 h、3.5 h、1.5 h。使用DNA合成抑制剂选择性阻断S期,去除抑制剂后S期可继续进行,从而实现细胞周期同步化。结合图示判断下列叙述正误。
(1)分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(　 　)(2)阻断Ⅰ所用试剂属于可逆性抑制DNA复制的试剂。(　 　)(3)第1次阻断处理至少15 h后,所有细胞都停留在S时期。(　 　)(4)经过上图中的三步处理后,所有细胞都应停滞在细胞周期的G1/S期交界处,从而实现细胞周期的同步化。(　 　)(5)可根据染色体形态和数目来判断所有细胞是否都停滞在细胞周期的G1/S期交界处。(　 　)提示:有丝分裂中期是观察染色体形态数目的最佳时期,而G1/S期处于间期,此时染色体呈染色质的状态,因此不能根据染色体形态和数目来判断所有细胞是否都停滞在细胞周期的G1/S期交界处。
[基础巩固]1.细胞周期是指 分裂的细胞,从一次分裂 时开始,到下一次分裂 时为止的全过程。
2.细胞周期中的关键点
[思维拓展]1.所有细胞都有细胞周期吗?提示:①只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞;②高度分化的细胞,如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期;③发生减数分裂的细胞无细胞周期。
2.有丝分裂细胞的细胞周期中核DNA和细胞质中mRNA的含量变化,如图所示曲线。完成下列曲线解读。
(1)G1、G2两时期为 形成的高峰期,表明此期为 高峰期,此时应大量消耗碱基 ,且 酶活性较高,但G1期主要合成DNA复制所需的酶系,G2期主要合成纺锤体微管蛋白等。(2)S期为DNA复制期,是细胞周期的最关键时期,此时大量消耗碱基 ,S期易发生基因突变,为诱变育种、癌细胞增殖、药物研发关键时期。(3)分裂期细胞质中的mRNA少的原因是 。
染色体高度螺旋化,几乎不进行转录
以细胞周期与有丝分裂为载体考查科学思维能力
1.(2022·山东潍坊二模)在细胞周期中存在G1/S期检验点,其作用是检测物质准备是否充分,以保证处于G1期的细胞顺利进入S期。科学研究发现,采用无生长因子的培养液来培养处于增殖期的细胞,细胞将无法通过G1/S期检验点而进入休眠期。下列说法错误的是(　 　)A.蛋白质、核苷酸等物质是否准备充分属于G1/S期检验点的检查内容B.上述进入休眠期的细胞已完成DNA复制,但无法继续转录和翻译C.研究如何去除肿瘤细胞的生长因子,可为癌症的治疗提供新思路D.细胞在增殖期间可能存在多个检验点,以保证细胞周期的顺利进行
解析:根据题干信息可知,G1/S期检验点的作用是“检测物质准备是否充分,以保证处于G1期的细胞顺利进入S期”,所以蛋白质、核苷酸等物质是否准备充分属于G1/S期检验点的检查内容;从时间顺序上看,是从G1期到S期再到G2期,在S期进行DNA的复制,没通过G1/S期检验点不能开始DNA复制;癌细胞的特征之一是无限增殖,若能去除肿瘤细胞的生长因子,就可以让癌细胞因为“无法通过G1/S期检验点而进入休眠期”,抑制癌细胞的增殖;细胞增殖时有多个关键时期,例如DNA复制、染色体被牵引至细胞两极等,故推测细胞在增殖期间可能存在多个检验点,以保证细胞周期的顺利进行。
2.(不定项)(2022·山东济南三模)科学家把整个细胞群体处于细胞周期同一时期的现象称为细胞周期同步化。昆虫产下一批卵后同时受精,会出现所有受精卵同时卵裂的现象,这是一种自然同步化;通过人工选择或诱导可使受精卵细胞都停在分裂中期,这是一种人工同步化。下列叙述错误的是(　 　)A.连续分裂的细胞,从上一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止为一次有丝分裂B.根据裂殖酵母不同时期细胞体积和质量不同,采用离心法分离出处于某一时期的细胞,这是一种自然同步化C.将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中,可让所有细胞都停留在G1期与S期交界处D.细胞周期同步化后更有助于研究调控细胞周期的内在机制和影响细胞周期的外在因素
解析:连续分裂的细胞,从上一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期;根据裂殖酵母不同时期细胞体积和质量不同,采用离心法分离出处于某一时期的细胞,是通过人工选择处于某一时期的细胞,这是一种人工同步化;将DNA合成抑制剂加入细胞培养液中,处于S期的细胞立刻被抑制,处于G1期的细胞停留在G1期与S期交界处,S期后的细胞经过一次有丝分裂后,再分裂时会停留在G1期与S期交界处。
热点二　有丝分裂与减数分裂
如图1表示细胞增殖过程的不同时期染色体数与核DNA分子数目比例的变化关系,图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。结合图像判断下列叙述正误。
(1)图2中甲细胞处于有丝分裂后期。(　 　)(2)图2中丙细胞既可以表示初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期也可以表示初级卵母细胞。(　 　)提示:初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期不均等分裂,因此丙细胞不可以表示初级卵母细胞。(3)图2中具有同源染色体的只有甲、丙细胞。(　 　)提示:同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ过程中,在减数分裂Ⅱ过程中没有同源染色体,图2中只有丁没有同源染色体。(4)处于图1中CD段的细胞是图2中的甲、丙、丁。(　 　)提示:处于图1中的CD段的细胞中的每条染色体上都含有2个DNA分子,而图2中甲每条染色体上含有1个DNA分子。
(5)图1中BC段形成的原因与DE段形成的原因相同。(　 　)提示:图1中BC段形成的原因是DNA复制,DE段形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离形成子染色体。(6)图2中丁细胞的名称为次级精母细胞,如果丁细胞中的M为X染色体,则N一定是常染色体。(　 　)(7)有丝分裂后期由于纺锤丝的牵引,使着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。(　 )提示:着丝粒分裂并非是纺锤丝牵引的结果,纺锤丝的牵引使染色体向细胞的两极移动。
(8)受精卵中遗传物质一半来自父方,另一半来自母方。(　 　)提示:受精卵的细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。(9)在受精作用过程中,不同基因型的雌雄配子随机结合属于基因重组。(　　)提示:基因重组发生在减数分裂过程中,不发生在受精作用过程中。(10)一个精原细胞(含n对同源染色体)经减数分裂形成的精子有2n种,而一个卵原细胞只能形成一种卵细胞。(　 　)提示:一个精原细胞(含n对同源染色体)经减数分裂形成的精子一般只有2种。
[基础巩固]1.有丝分裂和减数分裂过程中易混图像比较
2.细胞分裂相关曲线图
[思维拓展]1.在减数分裂前的间期,染色体复制后,在显微镜下为什么观察不到每条染色体上的两条姐妹染色单体?提示:间期染色体复制后,每条染色体上的两条姐妹染色单体各是一条长的细丝,呈染色质状态,在显微镜下观察不到。
2.从配子形成和受精作用两个方面,简要说明遗传的多样性和稳定性的原因。提示:多样性的原因是配子形成过程中,在减数分裂Ⅰ的四分体时期,非姐妹染色单体间可能互换部分遗传物质;减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,因此配子中染色体组合是多样的,加上受精作用中精子和卵细胞的随机结合,因此,后代的性状是多样的。稳定性的原因是减数分裂产生了染色体数目减半的精子和卵细胞,受精作用时精子和卵细胞结合使受精卵中染色体数目又恢复为该生物体细胞中的染色体数目,保证了物种染色体数目的稳定。
细胞分裂图像的识别与分析
1.(2022·湖南卷)洋葱根尖细胞染色体数为8对,细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂,拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　 　)A.a为分裂后期细胞,同源染色体发生分离B.b为分裂中期细胞,含染色体16条,核DNA分子32个C.根据图中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长D.根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,分裂间期细胞所占比例降低
解析:图示细胞为洋葱根尖细胞的有丝分裂图,有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象;b细胞着丝粒整齐排列在赤道板上,细胞处于有丝分裂中期,且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条),有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同,但核DNA分子数加倍,故b细胞含染色体16条,核DNA分子32个;各期细胞数目所占比例与其在细胞周期中所占时间比例相同,故已知细胞周期时间,根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间,但应统计多个视野中的比例,图中只有一个视野,无法准确推算;间期的S期进行DNA分子复制,若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理,细胞停滞在间期,故分裂间期细胞所占比例升高。
2.(2021·福建卷)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞,其中正确的是(　 　)
解析:A项图示为细胞着丝粒分裂,细胞中无同源染色体,且细胞质不均等分裂,可表示次级卵母细胞处于减数分裂Ⅱ后期;B项图示细胞中含有同源染色体,细胞质不均等分裂,应处于减数分裂Ⅰ后期,此时应发生同源染色体分离,与图示a和B、A和b分离不符;C项图示细胞处于减数分裂Ⅰ后期,卵细胞形成过程在减数分裂Ⅰ后期细胞质应不均等分裂,与题图不符;D项图示为细胞着丝粒分裂,且细胞中含有同源染色体,细胞质不均等分裂,在卵巢正常的细胞分裂中不可能出现图示现象。
细胞分裂与可遗传变异问题分析
3.(2022·山东卷)减数分裂Ⅰ时,若同源染色体异常联会,则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞;减数分裂Ⅱ时,若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上,不考虑其他突变,上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为(　 　)A.6;9 B.6;12 C.4;7 D.5;9
解析:基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。(1)若A、a所在的染色体片段发生交换,则A、a位于姐妹染色单体上,①异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数分裂Ⅱ,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为Aa和不含A、a的精子;②异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为Aa,经减数分裂Ⅱ,可形成基因型为A或a的精子;(2)若A、a所在的染色体片段未发生交换,③异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数分裂Ⅱ,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子;④异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为AA或aa,经减数分裂Ⅱ,可形成基因型为A或a的精子;综上所述,精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a,共6种,与基因组成为A或a的卵细胞结合,通过棋盘法可知,受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9种。
4.科学家经过大量的观察发现,白眼雌果蝇(XbXb)和红眼雄果蝇(XBY)杂交所产生的子一代,2 000～3 000 只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇,同样在2 000～3 000只白眼雄果蝇中也会出现一只红眼雄果蝇。已知含一条X染色体的果蝇(XY、XO)为雄性,含两条X染色体的果蝇(XX、XXY)为雌性,含三条X染色体或无X染色体的果蝇胚胎致死。关于上述实验现象的分析(不考虑基因突变),不准确的是(　 　)A.子代红眼雄果蝇的精原细胞中不存在Y染色体B.子代白眼雌果蝇产生的原因是母本减数分裂Ⅰ后期一对X同源染色体未分离C.子代白眼雌果蝇的体细胞中最多含有4条X染色体D.可对子代红眼雄、白眼雌果蝇体细胞制片后,通过显微镜观察探究原因
解析:由题干分析可知,子代异常红眼雄果蝇基因型为XBO,故其精原细胞不存在Y染色体;由题意分析可知,子代白眼雌果蝇产生的原因可能是母本减数分裂Ⅰ后期一对X同源染色体未分离,也可能是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的一对X染色体没有分离,产生了基因型为XbXb的卵细胞;子代白眼雌果蝇基因型为XbXbY,其体细胞在进行有丝分裂的后期,细胞内最多含有4条X染色体;由于子代异常红眼雄、白眼雌果蝇的性染色体数目与正常果蝇存在差异,属于染色体数目变异,可通过显微镜观察探究原因。
[技法点拨]细胞分裂过程中异常细胞产生的原因(1)异常配子的成因分析。①基因突变导致了新基因的产生,如基因型为AABb的个体产生了基因组成为ab的异常配子。②减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期染色体没有正常分离,如基因型为AAXBXb的卵原细胞产生了基因组成为AXBXb或AXBXB的异常配子,前者产生的原因是减数分裂Ⅰ后期两条X染色体(同源染色体)没有分离,后者产生的原因是减数分裂Ⅱ后期两条XB染色体没有分离。
(2)XXY与XYY异常个体成因分析。①XXY成因。
②XYY成因。父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一精细胞产生了YY型精子。
DNA半保留复制与细胞分裂过程中标记染色体去向的分析
5.对哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记,然后在普通培养基上经分裂后产生4个子细胞。下列叙述正确的是(　 　)A.若4个子细胞带有放射性,则一定进行减数分裂B.若1个子细胞不带有放射性,则一定进行有丝分裂C.若进行有丝分裂,则中期带有放射性的同源染色体分别排列在赤道板两侧D.若进行减数分裂,则减数分裂Ⅰ后期移向细胞一极的一个染色体组中有两条染色体带有放射性
解析:对哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记,然后在普通培养基上经分裂后产生4个子细胞,可能是两次连续的有丝分裂,也可能是一次减数分裂。若进行一次减数分裂,产生的4个子细胞都带放射性;若进行两次连续的有丝分裂产生的4个子细胞,可能是4个都带放射性,也可能是2个带放射性2个不带放射性,还可能是1个不带放射性3个带放射性;若进行有丝分裂,则中期带有放射性的同源染色体的着丝粒排列在赤道板上;若进行减数分裂,则减数分裂Ⅰ后期移向细胞一极的一个染色体组中有一条染色体带有放射性。
[技法点拨]DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析方法
(2)若为减数分裂(分析一对同源染色体)。
6.(2022·河北邯郸一模)若基因型为AaBb的某二倍体高等动物(2n=4)的卵原细胞(DNA全部被32P标记)在只含 31P 的培养液中进行减数分裂,产生卵细胞随后与精子(DNA全部被32P标记)完成受精。受精卵在含31P的培养液中第一次卵裂时后期细胞如图所示,图中①②号染色体的DNA都只含有31P。下列有关叙述正确的是(　 　)A.该细胞是第一极体,正处于减数分裂Ⅱ后期B.受精卵的染色体未复制前,有部分染色体只含有31PC.①号染色体来自卵细胞,基因A的出现是互换的结果D.参与受精的卵细胞的基因型为aB,精子的基因型为Ab或ab