高中生物学考复习专题第五单元染色体与遗传11减数分裂与受精作用课件

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染色体的形态与减数分裂模型的制作1.染色体的形态与类型(1)染色体的形态①分裂间期:染色质状态→分裂期:染色体状态(染色质经高度螺旋化和反复折叠,形成线状或棒状的小体)②每条染色体上都有一个缢缩的着丝粒部位,着丝粒将一条染色体分为两个臂,即长臂和短臂。③染色体的功能:是细胞核内遗传物质的载体。
(2)染色体的类型及特点①染色体的类型②染色体的特点a.对于同一种生物,细胞内染色体的形态和数目是相对恒定的。b.大多数生物的体细胞中染色体是成对存在的,在生殖细胞中染色体是成单存在的。
染色体形态、结构及功能的易错点(1)染色体主要由DNA和蛋白质组成,还含有少量RNA。(2)染色体与染色质是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。(3)每条染色体(或染色质)上最多含有2个DNA分子,最少含有1个DNA分子。(4)染色体是细胞核中遗传物质的唯一载体。
2.减数分裂的概念及相关名词(1)减数分裂的概念①概念:进行有性生殖的生物,在产生配子时通过染色体复制一次、细胞分裂两次实现染色体数目减半的细胞分裂。②细胞变化:原始生殖细胞(也称为性母细胞)形成成熟的生殖细胞。(2)减数分裂中的名词理解①同源染色体与非同源染色体同源染色体是一条来自父方,另一条来自母方,形态、大小基本相同的一对染色体。在减数分裂过程中,能发生配对的两条染色体即称为同源染色体,否则为非同源染色体。
②联会与四分体a.图示中,1和2、3和4各表示一对同源染色体,这种同源染色体聚在一块的现象称为联会。b.联会的同源染色体形成的结构称为四分体,如图示中的①和②。
③交叉互换在两个同源染色体之间常有交叉的现象,这是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体片段交换的结果。a.时期:减数第一次分裂前期(四分体时期)。b.交换对象:等位基因(B—b)交换。c.由图可知,等位基因可位于同源染色体和姐妹染色单体上。
3.减数分裂模型的制作研究(1)实验目的模拟减数分裂过程,加深对减数分裂的理解。(2)主要步骤①制作染色单体:颜色相同的橡皮泥制作大小形态相同的染色单体。②制作同源染色体:颜色不同、大小形态相同的染色体表示同源染色体。③绘制纺锤体:模拟减数第一次分裂绘制 1个纺锤体,模拟减数第二次分裂绘制 2个纺锤体,第二次绘制的纺锤体要与第一次绘制的纺锤体垂直。④减数分裂产生的细胞绘制:减数第二次分裂后,在移动到一起的两条染色体的外围画一个圆圈,代表新的细胞,共画 4个圆圈。
减数分裂模型制作的细节分析(1)模拟减数分裂过程时,铁丝表示着丝粒,减数第二次分裂后期,解开着丝粒。(2)模拟减数分裂过程,需绘制3个纺锤体。减数第一次分裂时绘制1个纺锤体,减数第二次分裂时绘制2个纺锤体,减数第二次分裂所绘制的纺锤体与减数第一次分裂所绘制的纺锤体垂直。
考向1生物体的染色体典例1下图为三种形态的染色体。下列关于染色体的叙述,错误的是(　　)A.丙为近端着丝粒染色体B.甲、乙、丙均主要由DNA和蛋白质组成C.染色体复制以后甲有4个DNA,乙有2个DNAD.染色体和染色质是同一种物质
答案 C　解析 丙为近端着丝粒染色体,A项正确;染色体的主要成分为蛋白质和DNA,B项正确;每条染色体复制后,染色体上DNA均由1个变成2个,C项错误;染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态,D项正确。
考向2减数分裂中的名词及结构分析典例2-1下列有关同源染色体与四分体的叙述,正确的是(　　)A.每个四分体包含一对同源染色体的四条染色单体B.一对同源染色体就是一个四分体C.四分体时期可能发生姐妹染色单体间的交叉互换D.X染色体和Y染色体不是同源染色体
典例2-2(2020年浙江7月学考)下图是某二倍体生物的一个初级精母细胞中的两对同源染色体示意图,E~H表示染色单体。下列E~H的组合中,可在一个精细胞中出现的是(　　)A.F2、H1B.E1、F2C.G1、G2、H1、H2D.E1、F2、G2、H1
答案 A　解析 分析图示可知,该图示中具有两对同源染色体,在形成配子时,同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合,F2与H1为非同源染色体上非姐妹染色单体,可以出现在一个精细胞中,A项正确;E1与F2为同源染色体的非姐妹染色单体,不能出现在一个精细胞中,B项错误;G1与G2,H1与H2分别为姐妹染色单体,不能出现在一个精细胞中,C项错误;G2、H1为同源染色体的非姐妹染色单体,不能出现在一个精细胞中,D项错误。
考向3减数分裂模型的制作研究典例3下列关于“减数分裂模型的制作研究”活动的叙述,错误的是(　　)A.实验中共画3个纺锤体,后2个纺锤体都与第一个纺锤体垂直B.实验最后,画4个圆圈,与其内的染色体一起,代表形成了新的细胞C.若统计一次实验结果,则可形成2种类型的子细胞;若统计多次实验结果,则可形成4种类型的子细胞D.若模拟含3对同源染色体的细胞的减数分裂,则需3种颜色的橡皮泥
答案 D　解析 模拟过程中共需画3个纺锤体,减数第一次分裂一个,减数第二次分裂两个,并且第二次画的两个纺锤体要与第一次画的纺锤体垂直,A项正确;最后画的4个圆圈与其内的染色体一起,代表形成了新的细胞,B项正确;若统计一次实验结果,则可形成2种类型的子细胞,若统计多次实验结果,则可形成4种类型子细胞,C项正确;若制作3对同源染色体,则需要用2种颜色的橡皮泥,一种颜色表示来自母方,另一种颜色表示来自父方,D项错误。
减数分裂过程与受精作用1.减数分裂过程(以精细胞的形成为例)(1)减数分裂过程
(2)减数分裂的意义①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重要的物质基础,有利于生物对环境的适应和进化。
2.受精作用(1)概念、实质及结果分析
(2)减数分裂与受精作用过程中染色体数目的变化
考向1减数分裂过程的图形分析
典例1 (2021年浙江7月学考)某基因型为AaBb的高等动物的1个初级精母细胞如下图所示,其中甲~丁表示染色体。下列叙述正确的是(　　)
A.该细胞中染色体甲上的a基因是交叉互换产生的B.该细胞在减数第一次分裂和第二次分裂中均会发生A和a的分离C.该细胞产生的1个子细胞中同时含有B与b的概率为1/2D.该细胞产生的精细胞中染色体和核DNA数均为该细胞的一半
答案 B解析 该细胞中染色体甲上的基因为Aa,染色体乙上的基因为aa,所以染色体甲上的a基因是基因突变产生的。该细胞中染色体丙和丁的非姐妹染色单体未发生交叉互换,在减数第一次分裂时染色体丙和丁分离,子细胞中不会同时出现B与b。该细胞产生的精细胞中染色体数是该细胞的一半,但核DNA数是该细胞的1/4。
减数分裂过程的易错点(1)减数分裂过程中,染色单体形成于减数分裂前的间期,消失于减数第二次分裂后期。(2)染色体数目真正意义减半发生于减数第一次分裂末期。(3)对于二倍体生物而言,减数第一次分裂时期含有同源染色体,减数第二次分裂时期不含同源染色体。(4)孟德尔定律发生时期为减数第一次分裂时期。(5)减数第二次分裂后期,不含同源染色体,但细胞中染色体数目和体细胞相同。
考向2减数分裂过程与DNA复制关联典例2(2021年浙江1月选考)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的磷元素都为32P,其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如下图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组B.细胞②中最多有２条染色体含有32PC.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等D.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
答案 D　解析 细胞①形成过程中发生了交叉互换型的基因重组,A项错误;因为发生了交叉互换型基因重组,细胞②中最多有3条染色体含有32P,B项错误;细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,C项错误;细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1,D项正确。
考向3精、卵细胞形成过程比较典例3某高等动物的基因型为AaBb,其一个卵原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞的示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A.甲细胞处于后期Ⅰ且含有2个四分体B.乙细胞表示含有2个染色体组的次级卵母细胞C.该卵原细胞形成甲细胞过程中发生了基因重组D.该卵原细胞分裂产生4种不同基因型的卵细胞
答案 C　解析 甲细胞处于后期Ⅰ,没有四分体,A项错误;乙细胞细胞质均等分裂,表示含有2个染色体组的第一极体,B项错误;甲细胞中同源染色体上非姐妹染色单体发生了交叉互换,故该卵原细胞形成甲细胞过程中发生了基因重组,C项正确;该卵原细胞分裂只产生1种基因型的卵细胞,D项错误。
精子与卵细胞形成的主要差异(以哺乳动物为例)
考向4受精作用分析典例4下列有关减数分裂和受精作用的叙述,错误的是(　　)A.受精作用过程涉及细胞膜的细胞识别功能,并体现膜的结构特点B.受精作用关键是受精卵内精核和卵核的融合C.减数分裂和受精作用使亲子代体细胞中染色体数目维持恒定D.受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方
答案 D　解析 受精作用过程涉及细胞膜的细胞识别功能,并体现膜的结构特点,A项正确;受精作用关键是受精卵内精核和卵核的融合,B项正确;减数分裂和受精作用使亲子代体细胞中染色体数目维持恒定,C项正确;受精卵中的细胞核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,而细胞质遗传物质几乎都来自母方,D项错误。
减数分裂中物质含量变化及有丝分裂、减数分裂的比较1.减数分裂过程中物质含量变化(1)减数分裂中核DNA含量变化①核DNA会在间期因DNA复制,数量加倍,会在末期Ⅰ和末期Ⅱ因细胞分裂而数目减半。②以性原细胞中含有2nDNA的生物为例,整个减数分裂过程中,DNA数量变化为2n→4n→2n→n。(2)减数分裂中染色体数量变化①染色体数目减半发生在末期Ⅰ,是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的。②染色体会在后期Ⅱ因着丝粒分裂而发生短暂加倍,减数第二次分裂时染色体数量变化为n→2n→n,没有减半。
2.有丝分裂与减数分裂的比较
考向1减数分裂过程中物质含量变化典例1(2022年浙江7月学考)雄果蝇的体细胞含有3对常染色体和1对性染色体(X、Y)。1个精原细胞经减数分裂产生精细胞过程中,发生了一次染色体数目变异。L1~L4为分裂过程中出现的4个细胞,这4个细胞中的染色体数、核DNA分子数如图。下列叙述正确的是(　　)
A.L1和L4不可能处于同一时期B.L3是L2经减数第一次分裂产生的子细胞C.若L1中有2条Y染色体,说明该变异发生在减数第二次分裂D.最终形成的4个精细胞染色体数目两两相同,但它们的染色体数目异常
答案 D　解析 精原细胞经减数分裂产生精细胞过程中,发生了一次染色体数目变异,则可能一个次级精母细胞有5条染色体,另一个次级精母细胞有3条染色体,则在减数第二次分裂后期一个次级精母细胞有10条染色体、10个核DNA分子,另一个次级精母细胞有6条染色体、6个核DNA分子,A项错误;L3有3条染色体、6个核DNA分子,L2有5条染色体、10个核DNA分子,它们都是次级精母细胞,所以L3不是L2经减数第一次分裂产生的子细胞,B项错误;若L1中有2条Y染色体,则是着丝粒分裂形成的,不是发生了变异,C项错误;精原细胞经减数分裂产生精细胞过程中,发生了一次染色体数目变异,则一个次级精母细胞的染色体数目增加,另一个次级精母细胞的染色体数目减少,经过减数第二次分裂形成的4个精细胞染色体数目两两相同,但它们的染色体数目异常,D项正确。