第3講減數(shù)分裂和受精作用 遺傳類實驗的答題技巧 遺傳規(guī)律的驗證 一 減數(shù)分裂過程中的規(guī)律性變化分析1 減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較 續(xù)表 續(xù)表 2 減數(shù)分裂過程中染色體 dna的規(guī)律性變化 續(xù)表 3 數(shù)目變化曲線 1 染色體復制只發(fā)生于減 間期 2 減 同源染色體的分離導致染色體數(shù)目減半 同時發(fā)生非同源染色體的自由組合 3 減 與有絲分裂相似 但不同的是減 中不存在同源染色體 例1 在減數(shù)分裂中 基因突變 非姐妹染色單體的交叉互換 非同源染色體的自由組合分別發(fā)生在 第一次分裂前的間期 第二次分裂前的間期 第一次分裂的分裂期 第二次分裂的分裂期a b c d c 解析 在減數(shù)分裂中 染色體復制只發(fā)生于減 間期 因此期間將進行dna復制 則可能發(fā)生基因突變 染色單體的交叉互換和非同源染色體的自由組合均發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的分裂期 例2 雙選 如圖表示某動物雄性個體細胞分裂過程中dna含量的變化 下列說法錯誤的是 a 圖1的cd段表示著絲點的分裂b 若圖1表示減數(shù)分裂 則圖1中bc段一個細胞內可能含有2條y染色體c 圖2只表示有絲分裂過程中dna的數(shù)量變化d 圖2的cd段表示后期產生子細胞 bd 解析 圖1縱坐標為 每條染色體上dna含量 該圖既可以表示有絲分裂過程 又可以表示減數(shù)分裂過程 ab段表示染色體的復制 bc段表示有染色單體 則在減數(shù)第一次分裂中bc段一個細胞內含有1條y染色體 在減數(shù)第二次分裂中bc段一個細胞內可能沒有y染色體 cd段表示著絲點的分裂 圖2縱坐標表示為 每個細胞核中dna含量 則ab段表示染色體復制 cd段表示末期細胞分裂形成子細胞 該圖只表示有絲分裂過程 二 有絲分裂與減數(shù)分裂的區(qū)分1 區(qū)別與聯(lián)系 續(xù)表 續(xù)表 2 分裂圖像的判別 1 鑒別程序 2 圖像識別 續(xù)表 續(xù)表 友情提醒 該鑒別法僅適用于二倍體 多倍體 如四倍體 減數(shù)分裂 子細胞中有同源染色體 可根據(jù)子細胞染色體數(shù)目減半推斷是減數(shù)分裂 二倍體的單倍體 如玉米的單倍體 體細胞進行有絲分裂 子細胞中雖無同源染色體 但可根據(jù)子細胞內染色體數(shù)與母細胞相同推斷為有絲分裂 3 坐標曲線比較 1 上圖中 和 為有絲分裂 和 為減數(shù)分裂 判斷依據(jù) 最終染色體和dna減半的為減數(shù)分裂 與原細胞相等的為有絲分裂 2 上圖中 和 為dna變化曲線 和 為染色體變化曲線 判斷依據(jù) 一開始加倍 即間期 且斜線上升 加倍需一定時間 的為dna的變化曲線 然后加倍 有絲分裂后期和減 后期 且直線上升 瞬間完成加倍 的為染色體的變化曲線 3 坐標曲線中常考時期 間期 后期和末期 因為這幾個時期涉及dna 染色體 染色單體數(shù)量的變化 要求從坐標曲線中識別出相應時期 例3 如圖表示某種動物不同細胞分裂的圖像 下列與此相關的敘述中 不正確的是 a 屬于減數(shù)分裂 細胞內沒有同源染色體b 細胞中均含有2個染色體組c 動物的精巢中可能同時發(fā)現(xiàn)上述四種狀態(tài)的細胞d 圖 所示細胞狀態(tài)往往導致非等位基因的自由組合 d 解析 根據(jù)圖形判斷 屬于有絲分裂 屬于減數(shù)分裂 4個圖像中只有 不存在同源染色體 同一染色體組中染色體形態(tài) 大小都不相同 據(jù)此判斷 中有4個染色體組 細胞中均含有2個染色體組 動物的精巢中既存在減數(shù)分裂過程又存在有絲分裂過程 圖 所示細胞為有絲分裂 不存在非等位基因的自由組合 三 受精作用的理解 1 實質 精子核與卵細胞核融合的過程 2 細胞學基礎 1 細胞膜的識別功能 同種生物的兩性生殖細胞才能融合 2 生物膜的流動性 使兩性生殖細胞融合為一個受精卵 3 減數(shù)分裂和受精作用的意義 1 同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性 有利于生物在自然選擇中進化 體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性 原因 減數(shù)分裂形成配子時 染色體組成具有多樣性 導致不同配子的遺傳物質有差異 受精過程中卵細胞和精子的結合是隨機的 2 對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定 對于生物的遺傳和變異都具有重要的意義 原因 減數(shù)分裂使生殖細胞 配子 中染色體數(shù)目比原來減少一半 而受精作用使其染色體數(shù)目又恢復到體細胞的染色體數(shù)目 其染色體的變化關系可表示如下 設生物體細胞的染色體數(shù)為2n 精子 卵細胞是親子代之間聯(lián)系的橋梁 它們將親代的dna傳遞給子代 受精卵是新個體的第一個細胞 染色體一半來自父方 一半來自母方 但細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方 例4 雙選 下列有關受精作用的敘述 錯誤的是 a 合子中全部的遺傳物質一半來自父方 一半來自母方b 受精時 精子和卵細胞的染色體會合在一起c 合子中的染色體一半來自父方 一半來自母方d 合子中的染色體數(shù)與本物種體細胞中的染色體數(shù)不同 解析 受精卵是新個體的第一個細胞 染色體一半來自父方 一半來自母方 但細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方 ad 染色體 染色單體和核dna數(shù)目的判定 1 染色體的條數(shù)等于著絲點數(shù) 有幾個著絲點就有幾條染色體 如下圖所示 一條染色體包含一個著絲點 和一到兩條臂 染色體的臂有長有短 著絲點的位置可位于染色體的不同部位 計算染色體的數(shù)目時 以染色體著絲點的數(shù)目為依據(jù) 有幾個著絲點 就有幾條染色體 所以圖中復制前后均為一條染色體 2 染色單體是染色體復制后形成的 一個著絲點上連接著兩條相同的染色單體 其整體是一條染色體 染色單體存在的時期是染色體復制之后 著絲點分裂之前 3 染色體有兩種形態(tài) 如上圖的a和b b是復制后的一條染色體 它由一個著絲點連接著兩條染色單體 當染色體的著絲點分裂后 原來的一條染色體就成為兩條染色體 因為這兩條染色體是由一條染色體復制而來 所以一般情況下 二者是完全相同的 4 不含染色單體的染色體 每條染色體含有一個dna分子 含有染色單體的染色體 每條染色體含有兩個dna分子 5 染色體和染色單體的比較見下表 6 染色體和核dna數(shù)量的關系 含有染色單體時染色體數(shù)與核dna數(shù)的比例為1 2 不含染色單體時此比例為1 1 如右圖 其中ab段是染色體復制形成的 cd段是著絲點斷裂形成的 bc段染色體數(shù) 核dna數(shù) 1 2 de段染色體數(shù) 核dna數(shù) 1 1 一 理論歸納 1 自交法 1 若f1自交后代的分離比為3 1 則符合基因的分離定律 由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制 2 若f1自交后代的分離比為9 3 3 1 則符合基因的自由組合定律 由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制 2 測交法 1 若測交后代的性狀分離比為1 1 則符合分離定律 由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制 2 若測交后代的性狀分離比為1 1 1 1 由位于兩對同源染色體上的兩對等位基因控制 二 演練 正常情況下玉米是雌雄同株的植物 正常株的基因型為b t 下劃線表示該處可以是對應的顯性或隱性基因 其雌花序位于植株的中部 由顯性基因b控制 雄花序位于植株的頂部 由顯性基因t控制 基因型為bb的植株上不能長出雌花序而成為雄株 因此 雄株的基因型為bbt 基因型為tt的植株上不能長出雄花序而成為雌株 故雌株的基因型為b tt 基因型為bbtt的植株的雄花序上長出雌穗 也成為雌株 讓基因型為bbtt的植株接受基因型為bbtt的植株上的花粉 其后代植株的類型及數(shù)目如下表 這兩對等位基因的遺傳遵循什么定律 判斷的依據(jù)是什么 遵循基因的自由組合定律 從測交后代植株類型及數(shù)目 可推知該基因型植株產生4種不同的配子 且比值接近1 1 1 1 說明在配子形成過程中 發(fā)生了同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合 將基因型為bbtt植株與bbtt植株相間種植 該組合中的雌株所結的f1種子種植后 讓其自花傳粉 f2植株表現(xiàn)型類型及比例為 從測交后代植株類型及數(shù)目 998 1001 1999 1 1 1 1 可推知該基因型植株產生4種不同的配子 且比值接近1 1 1 1 說明在配子形成過程中 發(fā)生了同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合 故遵循基因的自由組合定律 解析 正常株 雄株 雌株 9 3 4 1 2011 山東 基因型為aaxby的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離 而產生一個不含性染色體的aa型配子 等位基因a a位于2號染色體 下列關于染色體未分離時期的分析 正確的是 2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離 2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離 性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離 性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離a b c d a 解析 基因aa原來是位于姐妹染色單體上的 姐妹染色單體的分離發(fā)生在減數(shù)第二次分裂 性染色體xy的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 沒有性染色體的配子可能是性染色體xy在減數(shù)第一次分裂沒分開 也可能是x染色體或y染色體的兩條染色單體在減數(shù)第二次分裂沒分開 2 2011 江蘇 右圖為基因型aabb的某動物進行細胞分裂的示意圖 相關判斷錯誤的是 a 此細胞為次級精母細胞或次級卵母細胞b 此細胞中基因a是由基因a經(jīng)突變產生c 此細胞可能形成兩種精子或一種卵細胞d 此動物體細胞內最多含有四個染色體組 a 解析 根據(jù)題干中該動物的基因型 可知圖示細胞處于減數(shù)第二次分裂過程中著絲點分裂之前的某一時期 該細胞可能是次級精母細胞或為次級卵母細胞或第一極體 3 2011 上海 下圖表示雄果蠅進行某種細胞分裂時 處于四個不同階段的細胞 中遺傳物質或其載體 的數(shù)量 下列表述與圖中信息相符的是 a 所處階段發(fā)生基因自由組合b 代表初級精母細胞c 代表染色體d 中的 數(shù)量比是2 4 4 1 a 4 以下為某植物生殖細胞形成過程中某些時期的示意圖 正確的描述是 a 紡錘絲牽引著姐妹染色單體分開b 紡錘絲牽引著同源染色體向細胞兩極移動c 同源染色體排列在赤道板上d 減數(shù)第一次分裂染色體排列在赤道板上 c 解析 本題考查細胞有絲分裂和減數(shù)分裂各個時期的特點以及圖形的辨認 圖 表示減數(shù)第一次分裂的后期 紡錘絲牽引著同源染色體分開 圖 表示紡錘絲牽引著姐妹染色單體向細胞兩極移動 圖 表示同源染色體排列在赤道板兩側 圖 表示減數(shù)第二次分裂中期著絲點排列在赤道板上 5 2011 中山模擬 雙選 如圖為處于不同分裂時期的某生物的細胞示意圖 下列敘述正確的是 a 甲 乙 丙中都有同源染色體b 卵巢中可能同時出現(xiàn)這三種細胞c 能夠出現(xiàn)基因重組的是乙d 丙的子細胞是精細胞 bc 解析 甲 乙 丙分別表示有絲分裂中期 減數(shù)第一次分裂前期 減數(shù)第二次分裂后期 甲 乙中有同源染色體 丙中無同源染色體 有些生物的卵巢中 卵原細胞通過有絲分裂的方式增殖 卵原細胞也能通過減數(shù)分裂形成卵細胞 因此在卵巢中可以同時出現(xiàn)甲 乙 丙三種細胞 減數(shù)第一次分裂過程中 隨著同源染色體的分離 會出現(xiàn)非同源染色體上的基因的重組 丙細胞形成的子細胞是卵細胞和極體 6 2010 佛山模擬 雙選 如圖為一對同源染色體及其上的等位基因 下列說法錯誤的是 a 來自父方的染色單體與來自母方的染色單體之間發(fā)生了交叉互換b a與a的分離只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂c 上述過程可能發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 也可能發(fā)生在有絲分裂d a與a的分離可發(fā)生在減數(shù)第二次分裂 bc 7 2011 北京 果蠅的2號染色體上存在朱砂眼 a 和褐色眼 b 基因 減數(shù)分裂時不發(fā)生交叉互換 aa個體的褐色素合成受到抑制 bb個體的朱砂色素合成受到抑制 正常果蠅復眼的暗紅色是這兩種色素疊加的結果 1 a和b是基因 就這兩對基因而言 朱砂眼果蠅的基因型包括 2 用雙雜合體雄蠅 k 與雙隱性純合體雌蠅進行測交實驗 母本果蠅復眼為色 子代表現(xiàn)型及比例為暗紅眼 白眼 1 1 說明父本的a b基因與染色體的對應關系是 隱 aabb aabb 白 a b在同一條2號染色體上 3 在近千次的重復實驗中 有6次實驗的子代全部為暗紅眼 但反交卻無此現(xiàn)象 從減數(shù)分裂的過程分析 出現(xiàn)上述例外的原因可能是 的一部分