高考生物重点专题突破 4.docx
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高考生物重点专题突破4
微专题一 减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律及图像识别
[学习目标] 归纳减数分裂中染色体、染色单体、DNA数目的变化规律,学会辨析细胞分裂的图像。
一、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
例1
在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。
下表中,能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是( )
项目
减数第二次分裂中期
减数第二次分裂后期
染色体/条
染色单体/条
染色体/条
染色单体/条
甲
10
20
20
10
乙
10
20
20
0
丙
20
40
20
10
丁
20
40
40
0
A.甲B.乙 C.丙D.丁
答案 B
解析 由题干“有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体”可知,该植物体细胞的染色体数为20条,减数第一次分裂产生的子细胞染色体数目减半,即10条染色体,减数第二次分裂前期和中期的细胞染色体数都是10条,此时每条染色体都有两条姐妹染色单体,即20条染色单体;而减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂,染色单体分开,形成两条子染色体,故染色体数目加倍(20条),但染色单体消失(0条)。
方法总结
1.减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA含量的变化(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n,核DNA数为2c)
细胞分裂图像
分裂次数
分裂时期
染色体数
核DNA数
染色单体数
减
数
第
一
次
分
裂
间期
2n
2c→4c
0→4n
前期
2n
4c
4n
中期
2n
4c
4n
后期
2n
4c
4n
末期
2n→n
4c→2c
4n→2n
减
数
第
二
次
分
裂
前期
n
2c
2n
中期
n
2c
2n
后期
2n
2c
0
末期
2n→n
2c→c
0
2.减数分裂过程中染色体数和核DNA含量的变化曲线
(1)在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后(FH和fh段),染色体∶核DNA=1∶1。
(2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf段),染色体∶核DNA=1∶2。
(3)各关键点变化的原因
BC段——DNA复制;
DE(de)段——同源染色体分离后平均分配到两个子细胞中;
ff′段——着丝点分裂,姐妹染色单体分开;
H(h)点——姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。
3.减数分裂过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图(以二倍体生物的精子形成过程为例)
(1)次级性母细胞在分裂的前期、中期与后期染色体数目不同,但DNA数目相同。
(2)减数第二次分裂后期,细胞中染色体数目和DNA数目相等,且染色体数目与正常体细胞中染色体数目相等。
(3)染色体数目为2n的生物减数分裂过程中染色体数目最多为2n,而有丝分裂过程中染色体数目最多可为4n。
变式1
如图表示细胞分裂过程中染色体数、核DNA含量变化相对值。
下列有关a~c段(不含a、c点)的叙述,正确的是( )
A.细胞中始终存在染色单体
B.细胞中始终存在同源染色体
C.细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1
D.此时期表示初级性母细胞
答案 A
解析 据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此该虚线应表示减数分裂过程中DNA的含量变化相对值,实线表示染色体数的变化相对值,其中O~a表示减数第一次分裂的间期,b为减数第一次分裂末期,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,b~c段处于次级性母细胞阶段,无同源染色体,c点为着丝点分裂,染色单体彼此分离形成子染色体的过程。
a~c段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体,并且染色体和核DNA数之比一直为1∶2。
二、细胞分裂图像的识别
例2
下图为某动物体内细胞正常分裂的一组图像,对此相关叙述正确的是( )
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
答案 A
解析 由图可知,细胞①处于有丝分裂后期,每个染色体上有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。
方法总结
1.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(二倍体生物)
项目
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
①与②的主要区别在于同源染色体的排列方式不同,①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
中期
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同,①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
后期
①与②比较:
①中染色单体分离,②中同源染色体分离。
①与③比较:
①中有同源染色体,③中无同源染色体。
②与①、③比较:
②中有染色单体,①③中无染色单体
2.有丝分裂、减数分裂的图像识别方法(二倍体生物)
染色体相对散乱,排列在纺锤体中央→前期
染色体排列在赤道板上→中期
染色体移向两极→后期
变式2
下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程,一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系图,其中错误有( )
A.0处B.1处 C.2处D.4处
答案 C
解析 ①处为有丝分裂前期,同源染色体不联会;③处为减Ⅰ前、中、后期,前期同源染色体联会,中期同源染色体位于赤道板两侧,后期同源染色体分离,因此共2处错误。
1.(2018·郑州一中高一质检)某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞,测定细胞中染色体数目(无突变发生),将这些细胞分为三组,每组的细胞数如图所示。
对图示结果分析不正确的是( )
A.乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA的复制
B.丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体上的非等位基因的重新组合
C.乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞也有进行减数分裂的细胞
D.用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞的生成
答案 B
解析 乙组细胞中染色体数目和体细胞染色体数目一致,可能处于分裂的间期,有丝分裂前、中期,减数第一次分裂,减数第二次分裂后期和末期,A、C正确;丙组细胞中的染色体数目是体细胞的两倍,处于有丝分裂后期,不会发生非同源染色体上非等位基因的重新组合(只能发生在减数第一次分裂后期),B错误;用药物阻断DNA复制,则细胞停留在间期,不能继续分裂,所以会减少甲组细胞的生成,D正确。
2.(2018·大连二十四中模拟)如图①~⑥为细胞分裂模式图。
其中能正确表示同种生物减数分裂过程顺序的是( )
A.②⑤④①B.⑤③①⑥
C.⑤①④⑥D.①③②⑥
答案 B
解析 分析题图可知,①处于减数第二次分裂前期,②处于有丝分裂后期,③处于减数第一次分裂后期,④处于有丝分裂中期,⑤处于减数第一次分裂前期,⑥处于减数第二次分裂后期,由此可判断减数分裂过程的顺序是⑤③①⑥。
3.(2018·福建惠南中学期中)图中能表示人的精原细胞在减数分裂过程中核DNA和染色体数目变化的曲线图分别是( )
A.①③B.①②C.④③D.④②
答案 C
解析 减数分裂过程中DNA变化曲线:
在减数第一次分裂的间期由DNA的复制导致DNA的数量加倍;在减数第一次分裂结束,由于同源染色体的分开,分别到达2个细胞中而使DNA数量减半;在减数第二次分裂的末期,由于形成2个子细胞,DNA的数量再次减半,符合图中的④曲线。
减数分裂过程中的染色体的变化图:
在减数第一次分裂过程中由于没有着丝点分裂,染色体的数目不发生变化,形成2个子细胞后,染色体的数目减半;在减数第二次分裂的后期由于着丝点的分裂,染色体的数目暂时加倍,在末期形成2个子细胞后而导致染色体的数目减半,符合图中的③曲线。
4.(2018·开封高一检测)假定某动物体细胞染色体数目2n=4,关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述,正确的是( )
A.图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B.②③④为减数分裂,分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C.④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期
D.②为减数第一次分裂四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
答案 C
解析 ②中出现了四分体,故该细胞处于减数第一次分裂前期;③中存在同源染色体,且染色体着丝点排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④中发生分离的同源染色体含有姐妹染色单体,该细胞处于减数第一次分裂后期;⑤中着丝点分裂,复制后的染色体分离,且含有同源染色体,处于有丝分裂后期;⑥中也发生了着丝点的分裂,但没有同源染色体,处于减数第二次分裂后期。
5.(2018·镇江中学模拟)如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化,请据图回答下列问题:
(1)图中a段表示________________________过程,b段表示__________________过程。
(2)L→M核DNA含量比KL段增加一倍,原因是发生了____________________。
(3)图中发生DNA复制过程的阶段有_______、________、________(用图中字母表示)。
(4)受精作用后DNA含量发生变化是由于________进行________分裂。
答案
(1)有丝分裂 减数分裂
(2)受精作用 (3)B→C F→G N→O (4)受精卵 有丝
解析
(1)据图示可知,a段细胞进行DNA复制后,DNA含量增加一倍,分裂结束后DNA含量保持原来数目,即2n→4n→2n,由此可判断a段表示有丝分裂过程;b段细胞内DNA复制后含量增加一倍,后来减半两次,即2n→4n→2n→n,由此可判断b段表示减数分裂。
(2)L→M核DNA含量比KL段增加一倍,原因是发生了受精作用。
(3)DNA复制后,数目加倍,所以图中发生DNA复制过程的阶段有B→C、F→G、N→O。
(4)经受精作用所形成的受精卵进行有丝分裂,其核DNA含量变化为2n→4n→2n。
[对点训练]
题组一 减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
1.人的一个精原细胞在减数分裂中可形成23个四分体,则在减数第一次分裂中期的细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数分别是( )
A.46、92、92B.46、0、46 C.23、46、46D.92、92、92
答案 A
解析 23个四分体即23对同源染色体,有46条染色体,92条染色单体,92个DNA分子。
2.C1、C2、C3、C4是某动物体的4个细胞,其染色体数分别是n、2n、2n、4n,下列相关叙述错误的是( )
A.C2、C3不一定是C4的子细胞
B.C1、C2可能是C4的子细胞
C.C1、C2、C3、C4可能存在于一个器官中
D.C2、C3、C4核DNA分子比值可以是1∶2∶2
答案 B
解析 染色体数为n的细胞为减数分裂产生的生殖细胞或减数第二次分裂前期、中期的细胞,染色体数为2n的细胞可能为体细胞或有丝分裂前期、中期细胞或减数第一次分裂时期的细胞和减数第二次分裂后期、末期的细胞;染色体数为4n的细胞为有丝分裂后期、末期的细胞,C1不可能是C4的子细胞。
3.若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。
下列有关该图的叙述中,不正确的是( )
A.a→b可表示DNA复制
B.b→c可表示有丝分裂前期和中期
C.c→d可表示染色体的着丝点分裂
D.d→e可表示减数第二次分裂全过程
答案 D
解析 d→e表示着丝点分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。
而减数第二次分裂的前期和中期,一条染色体上含有两个DNA分子,其后期着丝点分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。
4.下图中甲~丁为某动物(染色体数=2n)睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例图,关于此图叙述错误的是( )
A.Ⅱ代表染色单体
B.甲所处阶段发生基因的自由组合
C.甲~丁中DNA的数量比是4∶2∶2∶1
D.丁图可表示有丝分裂后期
答案 D
解析 由图中数量变化关系可知:
Ⅰ代表染色体,Ⅱ代表染色单体,Ⅲ代表DNA;甲表示减数第一次分裂时期,故甲阶段可发生基因的自由组合;由图中可知,甲~丁中DNA的数量比为4∶2∶2∶1;丁中染色体数和DNA数都是n,无染色单体,染色体数是体细胞中染色体数的一半,应该处于减数第二次分裂结束时,而有丝分裂后期染色体数和DNA数都是4n。
5.某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、DNA的知识,其中不正确的是( )
A.次级精母细胞中的DNA分子数和正常体细胞中的DNA分子数相同
B.减数第二次分裂后期,细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数
C.初级精母细胞中的染色体数和DNA分子数相同
D.任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝点数相同
答案 C
解析 减数分裂过程中,DNA分子复制一次,细胞分裂两次,次级精母细胞中的DNA分子数与正常体细胞中的DNA分子数相同;减数第二次分裂后期,着丝点分裂,染色体数暂时加倍,细胞中染色体数等于正常体细胞中的染色体数;初级精母细胞中的染色体含有染色单体,所以染色体数∶DNA分子数=1∶2;每条染色体只有一个着丝点,即染色体数与着丝点数相同。
6.二倍体生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。
在甲、乙、丙三图中的①~④中均涉及DNA分子数减半,其原因完全相同的是( )
A.①②B.①③
C.②④D.③④
答案 C
解析 ①处形成的原因是着丝点分裂;②处DNA数目减半的原因是着丝点分裂,细胞一分为二;③处DNA数目减半的原因是同源染色体分离,细胞一分为二;④处DNA数目减半的原因是着丝点分裂,细胞一分为二。
可见,②④处DNA分子数目减半的原因完全相同。
题组二 细胞分裂图像的识别
7.下图为某一哺乳动物生殖发育过程中不同细胞的分裂方式示意图,下列叙述正确的是( )
A.图①②③④中都有同源染色体
B.图②所处时期中正在发生交叉互换
C.①细胞在分裂末期形成细胞板,分裂成两个子细胞
D.一般不用该生物的性腺作为观察减数分裂的实验材料
答案 D
解析 ①②③④分别为有丝分裂后期、减数第一次分裂中期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期,细胞中同源染色体分别有4、2、2、0对,A错误;②为减数第一次分裂中期,而交叉互换发生在减数第一次分裂前期(四分体时期),B错误;①细胞为动物细胞,不会出现细胞板,C错误。
8.(2018·淮北检测)如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。
下列说法正确的是( )
(1)具有同源染色体的细胞有①②③
(2)动物睾丸中可能同时出现以上细胞
(3)③所示的细胞中有2个四分体
(4)进行有丝分裂的细胞为①和③
(5)④中发生了等位基因的分离
A.
(1)
(2)(5)B.
(2)(4)(5) C.
(1)(3)(4)D.
(1)
(2)(4)
答案 D
解析 判断同源染色体看形态、大小和来源,①②③都有同源染色体,因此
(1)正确;四个细胞中①③进行有丝分裂,②④进行减数分裂,可在动物的生殖器官中同时出现,
(2)、(4)正确;③所示细胞进行有丝分裂,没有四分体的存在,(3)错误;④中不含同源染色体,因此若没有发生交叉互换或基因突变,则不含有等位基因,(5)错误。
9.(2018·德州模拟)如图为三个处于分裂期细胞的示意图,下列叙述正确的是( )
A.甲可能是丙的子细胞
B.乙、丙细胞不可能来自同一个体
C.丙为初级卵母细胞或初级精母细胞
D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
答案 A
解析 甲细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,丙细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期,再结合染色体颜色可知,甲可能是丙的子细胞,A项正确;乙细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期;乙细胞和丙细胞所代表的生物的染色体数目相同,都是4条,因此乙、丙细胞可能来自同一个体,B项错误;丙细胞处于减数第一次分裂后期,且细胞质均等分裂,为初级精母细胞,C项错误;甲细胞不含同源染色体,D项错误。
10.下图为同一生物细胞分裂图解,在动物卵巢中见不到的是( )
答案 C
解析 C项所示的图应为初级精母细胞减数第一次分裂后期,故在卵巢中见不到。
A为初级卵母细胞减数第一次分裂后期,B为有丝分裂后期,D可为第一极体减数第二次分裂后期,故A、B、D均可在卵巢中见到。
11.如图是某生物的细胞分裂模式图,下列有关此图的分析正确的是( )
①该细胞处于有丝分裂后期
②该细胞可能是次级精母细胞或极体
③该细胞可能是次级卵母细胞或极体
④该细胞中的染色体1与2、3与4为同源染色体
A.①④B.③④ C.②D.③
答案 C
解析 根据图示,细胞中无同源染色体,姐妹染色单体分离,该细胞处于减数第二次分裂后期,①错误;该细胞的细胞质均等分裂,则该细胞可能是次级精母细胞或极体,②正确、③错误;该细胞中染色体1与2、3与4不是同源染色体,④错误。
12.下列各图所示细胞均来自同一生物体,有关叙述正确的是( )
A.属于有丝分裂过程的是③④⑤
B.细胞①的形成过程:
④→③→⑤→②→⑥→①
C.①和②可能来自同一个初级精母细胞
D.③④⑤⑥中都具有同源染色体
答案 C
解析 图中属于有丝分裂过程的是④⑤,A错误;细胞①的形成过程:
④→③→②→⑥→①,B错误;细胞⑥处于减数第二次分裂后期,不含同源染色体,D错误。
[综合强化]
13.下列是有关细胞分裂的问题。
图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞,请据图回答下列问题:
(1)图1中AB段形成的原因是____________,该过程发生于细胞分裂的________期;CD段形成的原因是________________。
(2)图2中________细胞处于图1中的BC段,________细胞处于图1中的DE段。
(3)图2中乙细胞含有_______条染色单体,染色体数与核DNA分子数之比为_______,该细胞处于______________分裂的________期,其产生的子细胞名称为_______________。
答案
(1)DNA复制 间 着丝点分裂
(2)乙、丙 甲
(3)8 1∶2 减数第一次 后 次级卵母细胞和(第一)极体
解析
(1)在细胞分裂过程中,染色体上DNA由一个变成两个,原因是DNA的复制;由两个变成一个,原因是着丝点的分裂。
(2)凡是具有染色单体的细胞,每条染色体上都含有两个DNA分子,对应图1中的BC段。
着丝点分裂,每条染色体上含有一个DNA分子,对应图1中的DE段。
(3)图2中乙细胞处于减数第一次分裂后期,每条染色体上都含有两条染色单体,DNA分子数或染色单体数都是染色体数目的2倍,其产生的子细胞名称为次级卵母细胞和第一极体。
14.如图所示为男性细胞分裂过程中,染色体数目和核DNA含量的变化情况,请据图回答下列问题:
(1)图中表示的是________分裂过程。
(2)曲线甲表示_______的变化,其规律是____________(用纵坐标有关数据及箭头表示)。
(3)曲线乙表示_______的变化,其规律是____________(用纵坐标有关数据及箭头表示)。
(4)处于C→D段的细胞名称是__________,处于E→G段的细胞名称是_____________。
(5)图中含有同源染色体的区段是__________。
(6)曲线上F点发生的主要变化是__________________。
答案
(1)减数
(2)DNA含量 2a→4a→2a→a (3)染色体数目 2a→a→2a→a (4)初级精母细胞 次级精母细胞 (5)A→D (6)着丝点分裂
解析
(1)据图示知,该细胞分裂的结果是染色体数和DNA含量都减半,故可判断图示为减数分裂过程。
(2)减数分裂过程中DNA只复制一次,而细胞却连续分裂两次,即DNA含量减半两次,故曲线甲表示DNA含量的变化,从图中可以看出其变化规律是2a→4a→2a→a。
(3)减数第一次分裂过程中染色体复制后数目不变,减数第一次分裂结束染色体数目减半,而减数第二次分裂后期着丝点分裂,染色体数目暂时加倍。
根据上述依据可判断曲线乙表示染色体数目的变化,其变化规律是2a→a→2a→a。
(4)C→D段对应减数第一次分裂,该段细胞为初级精母细胞;E→G段对应减数第二次分裂,该段细胞名称是次级精母细胞。
(5)由于同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,所以图中含同源染色体的区段是A→D。
(6)曲线上F点DNA含量不变,染色体数目加倍,故F点发生的主要变化是着丝点分裂。
15.下图中甲是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目变化曲线,乙是该生物一个细胞的局部结构模式图。
请分析回答下列问题:
(1)该生物个体发育的起点是通过甲图中的[ ]____________形成的,在个体发育过程中进行[ ]__________过程。
(2)姐妹染色单体分离发生在[ ]________________期和[ ]__________________期。
(3)乙图细胞所处的分裂时期属于甲图中[ ](填数字)阶段;该生物细胞中染色体数最多有________条。
(4)乙图细胞的分裂方式与其他体细胞的分裂方式相比,其本质区别是_____________,具有这种细胞分裂方式进行生殖的生物,其后代有利于在自然选择中进化,体现其优越性。
答案
(1)B 受精作用 C 有丝分裂
(2)③ 减数第二次分裂后 ⑥ 有丝分裂后 (3)② 16 (4)子细胞染色体数目减半
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