江苏省高中生物暑期作业第5讲细胞分裂的图像识别与曲线分析技巧高考复习适用苏教版.docx

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江苏省高中生物暑期作业第5讲细胞分裂的图像识别与曲线分析技巧高考复习适用苏教版

第5讲　细胞分裂的图像识别与曲线分析技巧

有丝分裂和减数分裂是高中生物的重点内容，是理解遗传规律的基础，也是高考经常涉及的知识点。

在复习时，对两种分裂的过程一定要熟练掌握，包括各期的主要变化、动物和植物分裂的不同、有丝分裂与减数分裂的不同、精子与卵细胞形成的不同等，还要从分裂图像、曲线图等角度，对有丝分裂和减数分裂在分别掌握的基础上，进行综合对比，以达到准确记忆和熟练区分的程度。

一、运用列表比较法对动物细胞有丝分裂和减数分裂的过程进行整理

通过知识对比梳理，既可以对有丝分裂和减数分裂各自的过程形成知识点的条理化记忆，也可以看出两种分裂的不同之处，从而加深理解强化记忆。

整理如下：

有丝分裂

减数第一次分裂

减数第二次分裂

间期

DNA复制和有关蛋白质合成

DNA复制和有关蛋白质合成

无

前期

染色体散乱地分布于纺锤体的中央

同源染色体联会

无同源染色体，散乱分布

中期

染色体着丝点排列在赤道板上

同源染色体分布在赤道板两侧

染色体着丝点排列在赤道板上

后期

着丝点分裂，姐妹染色单体分开

同源染色体分开

着丝点分裂，姐妹染色单体分开

末期

染色体解螺旋

染色体解螺旋

染色体解螺旋

例1

　下图为精原细胞增殖以及形成精子过程示意图。

图中标明了部分染色体与染色体上的基因。

设①③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期。

下列关于图解的叙述，正确的是（　　）

A．②有姐妹染色单体，①③也可能有姐妹染色单体

B．②中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a

C．③中无同源染色体，染色体数目为n，DNA数目为2a

D．①中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a

总结感悟　解答此题首先要对图示过程迅速识别出有丝分裂和减数分裂各过程，这要求学生对有丝分裂和减数分裂的过程有熟练掌握，特别是有丝分裂后期和减Ⅱ后期，因着丝点分裂，姐妹染色单体数降为0。

二、分裂图像的辨别技巧

1．辨别顺序：

“三看”，即先看染色体数目，若为奇数，则为减Ⅱ，因为正常生物染色体数目一般为偶数，减Ⅰ染色体数目减半后，才可能出现奇数；在染色体数为偶数的情况下，再看有没有同源染色体，若没有则为减Ⅱ，因为同源染色体在减Ⅰ时分离，到减Ⅱ时就没有同源染色体了；在有同源染色体时，再看有没有联会等减Ⅰ时特有的现象，来区分减Ⅰ和有丝分裂。

总结如下：

2．

2．图像的直观识别

上面各图像的辨别依据如下：

1～3是前期，依据是染色体散乱分布；1与3的区别是，1有同源染色体，为有丝分裂前期，3无同源染色体，为减Ⅱ前期；2有同源染色体的联会，直接判定为减Ⅰ前期。

4～6是中期，依据是：

着丝点排在赤道板；4与6的区别是，4有同源染色体，为有丝分裂中期，而6无同源染色体，为减Ⅱ中期；5是同源染色体分居赤道板两侧，直接判定为减Ⅰ中期。

7～11是后期，依据是染色体分离。

7是有丝分裂后期，依据是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，且有同源染色体。

8～9是减Ⅰ后期，依据是同源染色体分离；8与9的区别是细胞膜是否从中部内陷，8是初级精母细胞，9是初级卵母细胞。

10～11是减Ⅱ后期，依据是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，又无同源染色体；10与11的区别是细胞膜是否从中部内陷，10是次级精母细胞或极体，11是次级卵母细胞。

12是减Ⅱ前期，依据是染色体散乱分布，且为奇数。

例2

　下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（　　）

A．②中的染色体行为是生物变异的根本来源

B．细胞①、②、③、⑤产生的子细胞中均有同源染色体

C．图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是⑤→③→①

D．④细胞分裂形成精细胞或第二极体

总结感悟　此题考查了有丝分裂和减数分裂相关知识，也涉及了变异内容，综合性较强，解答此题的关键是要对分裂各期的图像熟练记忆，在记时先从图像入手，寻找规律和技巧，再重新回到对图像的辨识，经过反复练习，形成对各图像的直观记忆，即看到图像就能立刻识别出是什么细胞处于什么时期，不用去背什么规律，而要让规律深化为对图的直接记忆。

三、有丝分裂和减数分裂的曲线图分析技巧

对曲线图中各段的分析仍然要依据对分裂各期图像的直观记忆及对各期主要变化的理解。

1．染色体和DNA在“减数分裂－受精作用－有丝分裂”过程中的连续变化曲线

分析如下：

（1）染色体数目的曲线变化特点：

减Ⅰ时不变，减Ⅱ前、中是体细胞的一半，减Ⅱ后期暂时加倍到体细胞数目；有丝分裂的前、中期不变，后期加倍为体细胞的2倍。

（2）核DNA数目的曲线变化特点：

减Ⅰ前的间期逐渐加倍，减Ⅰ分裂结束时减半，减Ⅱ分裂结束时再减半，即“加倍一次，连续减半两次”；有丝分裂间期逐渐加倍，分裂结束时减半。

（3）染色单体数目的曲线变化特点：

随着DNA的复制而由0加倍到DNA数目，在着丝点分裂时，垂直降到0。

2．DNA与染色体之间比值的变化曲线

分析如下：

（1）DNA/染色体的值：

在DNA未复制时，1条染色体上有1个DNA，在DNA复制时，由1渐变为2，在着丝点未分裂时，1条染色体上都有2个DNA，比值为2，在着丝点分裂时，一条染色体上的DNA由2变为1。

该值也描述为“每条染色体上的DNA含量”。

（2）染色体/DNA的值：

在DNA未复制时，1条染色体上有1个DNA，在DNA复制时，由1渐变为1/2，在着丝点未分裂时，1条染色体上都有2个DNA，比值保持1/2，在着丝点分裂时，一条染色体上的DNA由2变为1，比值由1/2变为1。

（3）在有丝分裂中，OA段指的是间期，AB段是前期、中期，BC段是后期、末期，B点是着丝点分裂的时刻，即后期的开始。

在减数分裂中，OA段是间期，AB段是减Ⅰ各期及减Ⅱ前期、中期，BC段是减Ⅱ后期、末期，B点是着丝点分裂的时刻，即减Ⅱ后期的开始。

（4）依据染色体的形态变化进行理解

染色体变化

DNA/染色体

1

2

1

染色体/DNA

1

1/2

1

例3

　下图是与细胞分裂相关的坐标图，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期

B．甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂

C．乙图中A时期染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2

D．乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半

总结感悟　对于细胞分裂的考查以曲线图形式呈现最为常见，而曲线的理解是基于对分裂过程中染色体变化行为的掌握，在熟练掌握过程的基础上再分析染色体、DNA、染色单体数目变化规律时就较为容易了。

最为常见的曲线是染色体和核DNA数目变化，而“每条染色体上DNA含量”的变化曲线是近年来的热点考法。

一、有丝分裂和减数分裂的基本过程

1．如图是显微镜下观察到的根尖分生区处于不同分裂时期的细胞示意图，若要观察染色体形态和数目最好选取的时期图像是（　　）

2．细胞分裂的方式中，有丝分裂和减数分裂过程中共有的特点是（　　）

①DNA的复制　②纺锤体出现　③联会　④着丝点分裂

A．①③B．②③④

C．①④D.①②④

3．如图是两种细胞增殖方式的染色体行为示意图，图中相关叙述不正确的是（　　）

A．甲种方式姐妹染色单体分开，使子细胞都含有P1、P2、M1、M2

B．乙种方式P1和M1、P2和M2分离，子细胞具有不同组合的染色体

C．利用甲种方式繁殖后代，有利于生物遗传性状的稳定和物种的进化

D．繁殖过程中存在乙种方式，有利于种群适应环境和进化

4．如图表示某个生物的精细胞，试根据细胞内基因（三对基因独立遗传）的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞（　　）

A．2个B．3个C．4个D．5个

二、有丝分裂和减数分裂的图像辨析

5．如图是某雄性二倍体动物体内一个正在分裂的细胞，排除它不处于减数第二次分裂中期的理由是（　　）

①有同源染色体

②有等位基因（存在于同源染色体上的一对基因，分别用A、a等字母表示）③有成对的性染色体

④没有联会

⑤有染色单体

A．①②③B．①②③④

C．①②③⑤D．①②③④⑤

6．下图为某动物体内细胞正常分裂的一组图像，下列叙述正确的是（　　）

A．细胞①和④中的DNA分子数∶染色体数＝1∶1，细胞②的子细胞叫做次级精母细胞

B．细胞①②③④产生的子细胞中均含有同源染色体

C．细胞①分裂形成的是体细胞，细胞④分裂形成的是精细胞或极体

D．等位基因的分离发生在细胞④中，非等位基因的自由组合发生在细胞②中

7．如图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．甲、乙、丙中都有同源染色体

B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞

C．能够出现基因重组的是乙

D．丙的子细胞是精细胞

三、有丝分裂和减数分裂的曲线图与柱形图

8．图示中的甲、乙、丙表示动物细胞有丝分裂中的三种数量关系，其中a是染色体，b是染色单体，c是DNA分子，那么数量关系正确的个数有（　　）

A．0个B．1个C．2个D．3个

9．下图表示高等动物细胞（2N）在分裂过程中某一时期的染色体（a）、染色单体（b）、DNA（c）三者之间的数量关系。

此时细胞内不可能发生（　　）

A．染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极

B．存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N

C．同源染色体联会，四分体中非姐妹染色单体交叉互换

D．无同源染色体联会，染色体着丝点排列在赤道板上

10．甲图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图；乙图为有丝分裂过程中一个细胞核中DNA含量变化曲线，则相关叙述正确的是（　　）

A．假设甲图代表的细胞处在细胞周期中，则甲图代表的细胞相当于乙图的cd段

B．在细胞分裂周期中，既可消失又可重建的结构是甲图中的4、5，其消失的时间是乙图的de段

C．在细胞分裂周期中，可重建与消失的结构应为3，其重建时间为0～b或f～h，其余时间消失

D．甲图所示结构不可能代表细菌，但细菌分裂过程中也会出现DNA复制

综合提升

11.

M、m和N、n分别表示某动物的两对同源染色体，A、a和B、b分别表示等位基因，基因与染色体的位置如图所示，下面对该动物精巢中部分细胞的分裂情况分析合理的是（　　）

A．正常情况下，若某细胞的基因型为AABB，此时该细胞的名称为初级精母细胞

B．正常情况下，若某细胞含有MMmmNNnn这8条染色体，则此细胞处于有丝分裂后期

C．在形成次级精母细胞过程中，图中的染色体发生复制、联会、着丝点分裂等变化

D．M和N染色体上的基因可能会发生交叉互换

12．中国水仙是传统观赏花卉，由于其高度不育，只能进行无性繁殖，因而品种稀少。

为了探究中国水仙只开花不结实的原因，有研究者开展了染色体核型分析实验，先制作了临时装片进行镜检、拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列，主要步骤如下：

―→

―→

―→

―→

―→

―→

―→

请回答下列问题：

（1）选取新生根尖作为实验材料的主要原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）实验过程中用1mol·L－1HCl解离的目的是_______________________

________________________________________________________________________。

（3）该实验采用卡宝品红作为染色剂，与卡宝品红具有相似作用的试剂有________（填序号）。

①双缩脲试剂　②醋酸洋红液　③龙胆紫溶液

④秋水仙素溶液

（4）镜检时，应不断移动装片，以寻找处于________期且染色体________的细胞进行拍照。

（5）由如图核型分析结果，得出推论：

中国水仙只开花不结实的原因是______________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（6）为了进一步验证上述推论，可以优先选用________（填序号）作为实验材料进行显微观察。

①花萼　②花瓣　③雌蕊　④花药　⑤花芽

第5讲　细胞分裂的图像识别与曲线分析技巧

备考指导

例1　B　[根据图和文字信息可知，①为着丝点分裂后，所以①细胞为有丝分裂的后期，无姐妹染色单体，有同源染色单体，染色体数目是4n，DNA数目是4a；②细胞处于减数第一次分裂过程中，着丝点未分裂，所以有姐妹染色单体，有同源染色体，染色体数目是2n，DNA数目是4a。

③细胞为着丝点分裂后，为减数第二次分裂的后期，无姐妹染色单体，染色体数目是2n，DNA数目是2a。

]

例2　C　[②中的染色体行为导致基因重组，是生物变异的丰富来源，生物变异的根本来源是基因突变；细胞②进行减数分裂，产生的子细胞中均无同源染色体；从②图看出此动物为雄性，因此不可能产生极体，所以D项错。

]

例3　C　[本题考查细胞分裂过程中DNA含量的变化和识图分析能力。

甲图纵坐标为一条染色体中DNA含量，故CD段可能是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，AB段可能是有丝分裂间期中的DNA复制，也可能是减数分裂第一次分裂前的间期的DNA复制，精原细胞既能进行有丝分裂也能进行减数分裂。

乙图中A时期已完成染色体的复制，故染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2。

乙图中的CD段细胞为减数第二次分裂的前、中、后期，其中减数第二次分裂后期染色体数目与正常体细胞的相同。

]

考点突破

1．D　[A表示分裂后期，B表示分裂间期，C表示分裂末期，D表示分裂中期，有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期。

]

2．D　[①在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都会发生DNA的复制，①正确；②在有丝分裂和减数分裂过程中都会出现纺锤体，②正确；③联会只发生在减数第一次分裂前期，③错误；④在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期都会发生着丝点分裂，④正确。

]

3．C　[P1和M1、P2和M2是两对同源染色体。

A项中，图甲是有丝分裂，子细胞都有P1、P2、M1、M2。

B项中，图乙是减数第一次分裂，由于非同源染色体的自由组合，子细胞具有不同组合的染色体。

C项中，利用甲种方式繁殖后代，缺乏基因重组，有利于生物遗传性状的稳定，但不利于生物的进化。

D项中，繁殖过程中存在乙种方式，说明生物进行有性生殖，有利于种群适应环境和进化。

]

4．B　[精原细胞中的基因是成对存在的。

精原细胞经减数分裂形成精细胞时，成对的基因随同源染色体的分离而分开，使每个精细胞中只含成对基因中的一个。

规律是：

来自同一个精原细胞的精细胞中的基因要么相同，要么相反。

所以①与④、②与⑥、③⑤与⑦⑧可能分别来自同一个精原细胞。

]

5．A　[①减数第一次分裂后期，同源染色体分离，因此减数第二次分裂过程中的细胞不含同源染色体，该细胞含有同源染色体，因此该细胞不处于减数第二次分裂过程，①正确；②该细胞有等位基因（存在于同源染色体上的一对基因，分别用A、a等字母表示），可见该细胞不处于减数第二次分裂过程，②正确；③该细胞含有成对的性染色体（第2条和第4条），说明该细胞不处于减数第二次分裂过程，③正确；④联会只发生在减数第一次分裂前期，该细胞中染色体没有联会，据此不能判断该细胞不处于减数第二次分裂中期，④错误；⑤减数第一次分裂全过程、减数第二次分裂前期和中期的细胞中都含有姐妹染色单体，因此据此不能判断该细胞不处于减数第二次分裂过程，⑤错误。

]

6．A　[细胞①处于有丝分裂后期，每条染色体上有1个DNA分子，其分裂产生的体细胞中有两对同源染色体；细胞②处于减数第一次分裂后期，其细胞质的平均分配表明该动物为雄性个体，细胞②的子细胞叫做次级精母细胞；细胞④的子细胞是精细胞，不会是极体；同源染色体上等位基因的分离以及非同源染色体上的非等位基因的自由组合均发生在减数第一次分裂后期，即发生在细胞②中。

]

7．C

8．C　[在有丝分裂过程中，染色体复制后，每条染色体上包含两条姐妹染色单体，包含两个DNA分子，染色体数、染色单体数、DNA分子数之比为1∶2∶2。

染色体复制之前以及染色体的着丝点分裂后，姐妹染色单体分开成为两条子染色体时，染色体数、DNA分子数之比为1∶1，此时不含染色单体。

因而图示中正确的有甲和丙两个。

]

9．B　[图示表明此时细胞内的每条染色体都是由两条姐妹染色单体通过着丝点结合在一起组成的。

对于染色体数目为2N的高等动物细胞而言，如果存在于细胞中某一极的染色体数为2N，则此时染色体的着丝点已经分裂，姐妹染色单体已经分开，不可能存在图示的数量关系。

]

10．D　11.B

12．

（1）新生根尖分生区细胞分裂旺盛　

（2）使组织细胞相互分离　（3）②③　（4）中　分散良好　（5）中国水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞　（6）④

解析　

（1）由于根尖分生区细胞分裂旺盛，利于观察有丝分裂。

（2）HCl解离的目的是破坏细胞与细胞之间的物质，使组织细胞相互分离。

（3）醋酸洋红液和龙胆紫溶液都可作为染色体的染色剂。

（5）图中核型显示，水仙的体细胞中含有三个染色体组，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞。

（6）选用花药为实验材料显微观察减数分裂过程中的染色体行为，可确定联会是否紊乱，且雄配子多，容易观察。