【生物】2019届一轮复习人教版细胞有丝分裂与减数分裂规律的解题策略学案

【生物】2019届一轮复习人教版细胞有丝分裂与减数分裂规律的解题策略学案

第17讲　高考必考题突破讲座(四)‎ 细胞有丝分裂与减数分裂规律的解题策略 题型特点 考情分析 命题趋势 细胞的生命历程近年来成为命题热点，不仅与人类健康密切相关，更因为细胞增殖解答了细胞学说中“新细胞从老细胞中产生”，且有极强的规律性。习题往往以坐标曲线、表格、图像为载体，并结合遗传变异的知识综合考查，能很好地检测考生对知识的理解和运用能力 ‎2017，天津卷，4T ‎2015，北京卷，3T ‎2015，天津卷，4T 有关细胞分裂内容多以选择题形式考查，有丝分裂原理与操作经常直接考查，而对细胞的有丝分裂与减数分裂过程的考查则往往借助不同分裂时期的图像，并结合DNA复制、变异进行综合考查。结合细胞分裂图和曲线图理解细胞分裂过程，是解题的关键 分值：2～8分 ‎1．细胞分裂的曲线热图呈现 曲线解读：(1)图1、图2‎ 的实线和虚线分别表示有丝分裂和减数分裂过程中的细胞核内的染色体和DNA数目变化。‎ ‎(2)图3和图4可表示有丝分裂或减数分裂过程中每条染色体中DNA含量的变化。‎ ‎(3)图5的实线和虚线分别表示减数分裂和有丝分裂过程中染色单体数目的变化。‎ ‎(4)图6实线和虚线分别表示有丝分裂和减数分裂过程中同源染色体对数的变化。‎ ‎(5)图7实线和虚线分别表示二倍体生物有丝分裂和减数分裂过程中染色体组数的变化。‎ 解题方法 ‎1．“三结合”法图析细胞分裂的方式及特点 ‎(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期 ‎(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式 ‎(3)结合细胞质的分裂情况作出判断 ‎2．归纳细胞分裂的曲线类型及细胞分裂方式 项目 有丝分裂(体细胞、受精卵)‎ 减数分裂(原始生殖细胞)‎ 分裂次数 ‎1次 ‎2次 子细胞数 ‎2个 雄性4个，雌性(1＋3)个 子细胞遗传物质 几乎相同 不一定相同 DNA数目变化的比较 染色体、染色单体数目变化的比较 同源染色体的比较 有同源染色体存在，但不出现同源染色体的联会和四分体 有同源染色体存在，出现同源染色体的联会和四分体 意义 使生物细胞的亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性 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，对于生物的遗传和变异具有重要意义 相同点 染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂中染色体的行为相似 ‎3.直方图比较分析 直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映的也是染色体、核DNA和染色单体数量的变化。解题思路与坐标曲线图基本相同，但对染色单体的分析显得尤为重要。在直方图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以直方图中若表示的某物质出现0，则其一定表示染色单体。如下图所示：‎ 有丝分裂 减数分裂 答题步骤 ‎1．从题干中获取有用信息，大致判断是考有丝分裂还是减数分裂，然后根据图像判断细胞分裂时期，或者根据曲线判断物质、结构的变化规律。‎ ‎2．要看清纵坐标代表的含义。‎ ‎3．要注意分析曲线变化的原因，并能与细胞分裂的各个时期相对应，还应想到每个时期细胞内的主要事件和特点。‎ 规范答题 ‎1．选择题在审视每个选项时尽量考虑全面，特别是细胞分裂方式未知的情况下。‎ ‎2．文字叙述类题目要求回答原因时，要表述清楚，逻辑严密。‎ ‎3．审题细致，答题严谨简练。‎ 细胞增殖是遗传规律体现的基础，对理解遗传变异具有重要作用，当与DNA复制和染色体变异综合出题时，该类试题有以下几个命题角度。‎ 角度一►　细胞分裂图像的判断 以二倍体生物为例建立几个典型时期细胞分裂模型。抓住几个特殊时期染色体的行为及染色体和DNA的数量变化规律。‎ 角度二►　注意特殊的细胞分裂 ‎1．雄蜂的减数分裂。‎ ‎2．秋水仙素或低温作用后的有丝分裂与减数分裂。‎ ‎3．减数分裂中染色体不分离的情况。‎ 角度三►　细胞分裂中相关数目的变化曲线图分析 ‎1．染色体复制只能增加DNA含量，而不能改变染色体数目。‎ ‎2．着丝点分裂只增加染色体数目，而不改变DNA含量。‎ ‎3．染色体复制后才有染色单体，着丝点分裂后染色单体消失。‎ 角度四►　细胞分裂中各物质、结构柱状图 比较有丝分裂的分裂期、减数第一次分裂、减数第二次分裂，染色体∶染色单体∶DNA的比值有以下几种(以二倍体细胞为例)：‎ ‎2N∶4N∶4N　有丝分裂前、中期，减数第一次分裂 ‎4N∶0∶4N　 有丝分裂后期、末期 N∶2N∶2N　 减数第二次分裂前、中期 ‎2N∶0∶2N　 减数第二次分裂后、末期或染色体未复制的体细胞 N∶0∶N　 精细胞、卵细胞 ‎[例1] (2014·江苏卷)如图为动物细胞分裂中某时期示意图，下列相关叙述正确的是(　B　)‎ A．甲在分裂前期倍增并移向细胞两极 B．乙和丙在组成成分上差异很大 C．该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍 D．该时期通过核孔进入细胞核的物质减少 解析　甲(中心体)的倍增发生在间期，A项错误；乙(染色体，主要由DNA和蛋白质组成)与丙(星射线，由蛋白质组成)在组成成分上差异很大，B项正确；该细胞处于有丝分裂中期，其染色体数与体细胞染色体数相同，C项错误；该细胞所处时期没有核膜和核孔，D项错误。‎ ‎1．如图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示该生物处于细胞分裂不同时期的细胞图像。下列相关叙述正确的是(　D　)‎ A．图1中AB段的细胞可能发生基因突变，DE段的细胞没有同源染色体 B．图2中甲细胞含有4个染色体组，产生的子细胞可能是极体 C．正常情况下图2中乙细胞内①和②、①和③上都不存在等位基因 D．图2中丙细胞可能发生基因重组，该细胞处于图1中的BC段 解析　 图1表示的是每条染色体DNA含量，AB段每条染色体上DNA 含量逐渐增加应是DNA复制，DNA复制发生在间期，可能发生基因突变，DE段也可以表示有丝分裂后期，此时期有同源染色体，故A项错误。图2中甲细胞的同一极有同源染色体，是有丝分裂后期，产生的子细胞是体细胞，故B项错误。由图可知，图2中乙细胞内①和②分离前是经过复制而来的两条姐妹染色单体，一般不存在等位基因，但因为减数第一次分裂前期可能发生交叉互换，则可能存在等位基因；①和③是非同源染色体，肯定不存在等位基因，故C项错误。图2中丙细胞发生了同源染色体联会，可能会发生交叉互换，属于基因重组，该细胞每条染色体含有姐妹染色单体，应处于图1中的BC段，故D项正确。‎ ‎2．下列是有关二倍体生物的细胞分裂图示。请据图分析回答下列问题。‎ ‎(1)基因突变一般发生在图1中的__A1B1__段。‎ ‎(2)图5细胞对应于图2中的__E‎2F2__段。D2E2染色体的行为变化与图1中的__C1D1__段变化相同。‎ ‎(3)图5产生的子细胞的名称为__卵细胞和第二极体__。图3～图5中的哪一个细胞是孟德尔自由组合定律产生的细胞学基础？__图4__。‎ ‎(4)图3细胞中有__4__对同源染色体，有__0__个四分体。①和⑤在前一时期是__一条染色体的两条染色单体__。‎ ‎(5)若图1纵坐标是细胞周期中细胞核的DNA数，则图3～图5 中哪个细胞的DNA含量与图1中的D1E1段的相等？__图5__。‎ 解析　(1)基因突变一般发生在分裂间期，即图1中的A1B1段。(2)图5细胞处于减数第二次分裂后期，处于图2的E‎2F2段；D2E2染色体数目加倍的原因是着丝点分裂，这与图1中的C1D1段变化原因相同。(3)图3细胞属于植物细胞，图4细胞属于初级精母细胞，图5细胞属于次级卵母细胞。图5细胞的子细胞名称为卵细胞和第二极体；基因的分离与自由组合发生在减数第一次分裂后期，即图4细胞。(4)图3细胞处于有丝分裂后期，含有4对同源染色体，不含四分体，因为四分体形成于减数分裂过程中；①和⑤在前一时期是一条染色体的两条染色单体，是间期复制形成的。(5)若图1纵坐标是细胞周期中的核DNA数，则D1E1段表示细胞中DNA数与体细胞中DNA数相等，图3和图4中DNA数目都是体细胞的2倍，图5细胞中DNA数目与体细胞相等。‎ 课时达标　第17讲 ‎1．下左图中A表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物的体细胞，B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像；右图为该动物部分组织切片的显微图像。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)左图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是：①__有丝分裂__；②__减数第一次分裂__。‎ ‎(2)C细胞的名称是__次级卵母细胞或第一极体__，它含有同源染色体__0__对。‎ ‎(3)通常情况下，该动物的基因A和a的分离发生在__②__(用图中数字表示)分裂过程中。左图中B细胞最终分裂结束后，一般情况下，可以形成__1__种生殖细胞，其基因型是__AB或Ab或aB或ab__。‎ ‎(4)按分裂过程判断，右图中标号的先后顺序应该是__甲→丙→乙__。‎ ‎(5)若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，后代只出现一种显性性状的概率是__1/2__。‎ 解析　(1)分裂方式②是同源染色体分离，为减数第一次分裂，分裂方式①是卵原细胞形成过程，为有丝分裂。(2)C细胞为第一极体或次级卵母细胞。(3)在减数第一次分裂时，等位基因随同源染色体的分离而分离。一个卵原细胞经减数分裂只能形成一个卵细胞，因该个体基因型为AaBb，故卵细胞的基因型可能为AB或Ab或aB或ab。(4)右图中甲有四分体且排列在赤道板两侧，为减数第一次分裂中期；乙为姐妹染色单体移向两极，且没有同源染色体，故为减数第二次分裂后期；丙无同源染色体，且姐妹染色单体没有分离，散乱分布于细胞中，为减数第二次分裂前期。(5)若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，则后代只出现一种显性性状的概率是A_bb(3/4×1/2)＋aaBb(1/4×1/2)＝1/2。‎ ‎2．(2014·江苏卷)某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。请回答下列问题：‎ ‎(1)对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。‎ 上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有__甲、丙、丁__；称为初级精母细胞的有__甲、丁__。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因__不一定相同__(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。‎ ‎(2)如对卵巢切片进行显微观察，无法看到和乙细胞同时期的细胞，其原因是__卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期__。‎ ‎(3)该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验，结果如下：‎ 实验一 实验二 由实验一可得出推论：__成熟卵细胞的细胞质__含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。‎ 由实验二可得出推论：这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是__蛋白质__；孕酮在实验二中的作用是__诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”__。‎ 解析　根据有丝分裂和减数分裂的特征可以判断，甲细胞处于减数第一次分裂中期，乙细胞处于减数第二次分裂后期，丙细胞处于有丝分裂后期，丁细胞处于减数第一次分裂后期。(1)只有减数第二次分裂的细胞(乙细胞)无同源染色体存在。雄性生物处于减数第一次分裂过程的细胞均称为初级精母细胞。因不知亲代的基因型是纯合的还是杂合的，丁中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后，互换区段内同一位点上的基因可能相同，也可能不同。(2)乙细胞处于减数第二次分裂后期，在卵巢切片中无法观察到此时期的细胞，因为卵母细胞在卵巢中不能分裂到减数第二次分裂后期，可能在输卵管中发育到该时期。(3)由实验一的相互对照可知，成熟卵细胞的细胞质中含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。在实验二中，孕酮处理组形成成熟卵细胞，可见孕酮有诱导早期卵母细胞成熟的功能；当蛋白质合成抑制剂与孕酮同时处理时，蛋白质合成抑制剂抑制蛋白质的合成，早期卵母细胞不能发育成熟，推测诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是蛋白质；孕酮的作用则是诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”，从而促进其发育成熟。‎ ‎3．下图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像，图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线，图丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解，图丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答：‎ ‎(1)在不考虑变异的情况下，图甲中可能含有等位基因的细胞有__ABD__。‎ ‎(2)图甲中B、E细胞各含有__8__条、__2__条染色体；其中E细胞所处的分裂时期属于图乙中的__②__(填标号)阶段。‎ ‎(3)在细胞分裂过程中，细胞中染色体数暂时加倍处在图乙中的__③⑥__(填标号)阶段。‎ ‎(4)基因突变最可能在图甲中的__A__(填字母)细胞中发生。‎ ‎(5)图丁对应于图丙中的细胞__②__(填“①”“②”或“③”)；细胞Ⅳ的基因组成是__aB__。‎ 解析　(1)含有同源染色体的细胞就可能含有等位基因，所以图甲中A、B、D细胞符合。(2)根据着丝点的数目，图甲中B、E细胞分别含有8条、2条染色体；其中E细胞所处的分裂时期是减数第二次分裂的前期，属于图乙中的②阶段。(3)在细胞分裂过程中，细胞中染色体数目的加倍都与着丝点的分裂有关，处于图乙中的③⑥阶段。(4)在细胞分裂过程中，基因突变发生在间期，最可能在图甲的A细胞中发生。(5)图丙表示卵细胞的形成过程，图丁是减数第二次分裂后期的图像，细胞质均等分裂，对应于图丙中的细胞②(第一极体)的分裂；由于图丁最后形成的细胞V的基因组成是Ab，所以细胞 Ⅳ的基因组成是aB。‎ ‎4．根据每个细胞中核DNA相对含量的不同，将某高等哺乳动物精巢中连续增殖的精原细胞归为A、B、C三组，每组细胞数目如图1所示；将精巢中参与配子形成过程的细胞归为D、E、F三组，每组细胞数目如图2所示；根据精巢细胞中每条染色体上DNA含量在细胞周期中的变化绘制曲线，如图3 所示。回答下列问题：‎ ‎(1)精原细胞有丝分裂间期又可以分为G1期(DNA复制准备期)、S期(DNA复制期)、G2(从DNA复制完成到分裂前期的过渡期)。全部S期细胞包含在图1的__B__(填字母)组细胞中；A组中有部分细胞的RNA合成较旺盛，原因是__加强有关蛋白质(或有关酶)的合成，为S期做准备__，C组中有部分细胞几乎不能合成RNA，原因是__染色体高度螺旋化，DNA双链难以打开，影响转录__。‎ ‎(2)基因重组发生在__F__(填字母)组细胞中，该细胞被称为__初级精母细胞__；在正常细胞分裂中，含有两条Y染色体的细胞应包含在图2的__E__(填字母)组细胞中。‎ ‎(3)图3的乙～丙段细胞包含在图1和图2的__C、E、F__(填字母)组细胞中。‎ 解析　(1)S期细胞中正在进行DNA的复制，包含在图1的B组中，A组包括G1期和末期的细胞，其中G1期细胞要加强有关蛋白质(或有关酶)的合成，为S期做准备，因此此时细胞中RNA合成较旺盛；C组表示G2期、前期、中期和后期，其中前期、中期和后期的细胞中，染色体高度螺旋化，DNA双链难以打开，影响转录，因此几乎不能合成RNA。(2)基因重组发生在减数第一次分裂后期，即F组细胞中；由于该动物为雄性动物，因此减数第一次分裂细胞被称为初级精母细胞；减数分裂过程中，含有2条Y染色体的细胞出现在减数第二次分裂后期，包含在图2的E组细胞中。(3)图3的乙～丙段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期，包含在图1和图2的C、E、F组细胞中。‎ ‎5．某果蝇的基因组成如图甲所示，其中果蝇眼色的基因(红眼W，白眼w)位于X染色体上，其余基因位于常染色体上，观察果蝇的某器官装片时发现了如图乙、丙所示细胞，回答有关问题：‎ ‎(1)丙细胞的名称为__次级卵母细胞__，乙细胞分裂产生的子细胞的基因型为__aaBbXWXw__。‎ ‎(2)丙细胞中同源染色体的对数是__0__，该果蝇体内处于减数第一次分裂四分体时期的细胞中含有__4__个四分体。‎ ‎(3)请在图丁所示的坐标系中绘出甲细胞在减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化曲线。‎ ‎(4)与甲→乙过程相比，甲→丙过程特有的可遗传变异类型是__基因重组__。‎ ‎(5)该果蝇与正常红眼雄果蝇交配，若后代出现性染色体组成为XXY的白眼个体，则是由于亲代__雌__(填“雌”或“雄”)果蝇在进行减数第__二__次分裂时出现异常。‎ 解析　(1)据图示染色体特点可知，丙细胞为减数第二次分裂后期，且细胞不均等分裂，故细胞名称为次级卵母细胞；乙细胞为有丝分裂后期，分裂产生的子细胞的基因型和体细胞相同，为aaBbXWXw。(2)丙细胞为减数第二次分裂后期，同源染色体已分开，无同源染色体；果蝇含有4对同源染色体，故该果蝇体内处于减数第一次分裂四分体时期的细胞中含有4个四分体。(3)减数分裂过程中由于间期DNA的复制，每条染色体上均含有2个DNA分子，一直到减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开，每条染色体含有1个DNA分子。(4)甲→‎ 乙为有丝分裂，甲→丙为减数分裂，故甲→丙过程特有的可遗传变异类型是基因重组。(5)该果蝇与正常红眼雄果蝇交配，若后代出现性染色体组成为XXY的白眼个体，则其基因型应为XwXwY。由于亲代中雌果蝇基因型为XWXw，雄果蝇基因型为XWY，故子代白眼个体的X染色体肯定来自于雌果蝇，是雌果蝇减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开导致的。‎ 答案 (3)如图所示 ‎6．如图甲是基因型为MmNn的某动物个体的一个正在进行分裂的细胞模式图。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)图甲所示的细胞名称为__初级精母细胞__。‎ ‎(2)图甲所示细胞分裂过程中，基因M与M、n与n的分离发生在__减数第二次分裂后期__，此时细胞内有__4__个DNA分子，有__0__对同源染色体；M与N或M与n的自由组合发生在__减数第一次分裂后期__。‎ ‎(3)若图乙为图甲细胞分裂产生的一个生殖细胞示意图，请在图丙中画出与之同时形成的另一种类型的生殖细胞的示意图，并标出相应的基因。‎ ‎(4)若该相同基因型个体自由交配若干代后，其后代理论上出现__4__种表现型。‎ 解析　(1)从题图甲所示，细胞中细胞质均等分配，同源染色体分离，其应属于初级精母细胞。(2)减数第一次分裂中M、m及N、n等位基因分离，M与M、n与n属于姐妹染色单体上的相同基因，应在减数第二次分裂后期着丝点分裂时，随姐妹染色单体的分离而分开。(3)图乙细胞中有一条含M基因(即黑色)的染色体和一条含n基因(即白色)的染色体，则图丙细胞中应含有两对同源染色体中的另一条。‎ 答案 (3)如图所示