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1、细胞增殖与受精作用专题本讲内容一共包括6个考点和3个实验，高考命题主要集中在“细胞的生长和增殖的周期性”“细胞的有丝分裂”和“观察细胞的有丝分裂”，减数分裂过程及与有丝分裂过程比较、精子与卵细胞的形成及差异分析、有丝分裂与减和减分裂方式及图像的辨别、物质量变曲线所体现的分裂方式和物质类型的判定和染色体相关的概念辨析等考点。再就是结合DNA复制、基因突变、基因重组和染色体变异等知识进行考查。考点一与细胞增殖相关的几个重要概念和术语的理解一、 细胞周期1条件：只有连续分裂的细胞才有细胞周期高度分化的细胞没有细胞周期，减数分裂没有细胞周期。(1)连续分裂细胞：又称为周期细胞，如人体内的表皮生发层细胞
2、、造血干细胞，植物的根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织细胞、形成层细胞等。(2)暂不分裂(休眠)细胞：又称G0期细胞，在适当的刺激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝细胞、肾细胞等。(3) 不分裂细胞：不可逆地脱离细胞周期，不再分裂，如神经细胞、肌肉细胞等。下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是 ()。A蛙的红细胞与淋巴细胞B小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞C人的胚胎干细胞与成熟的红细胞D牛的精细胞与精原细胞2 细胞周期的表示方法ab+bc或cd+de为一个细胞周期甲乙甲为一个细胞周期AE为一个细胞周期细胞周期概念的理解主要抓住前提条件(连续分裂的细胞)、起点(前一次分裂结束)、止点(下
3、一次分裂结束)、两个阶段(分裂间期和分裂期)：生物体内的细胞并不都具细胞周期，只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如进行减数分裂的精(卵)原细胞无细胞周期。a+b+c+d+e为一个细胞周期【例1】 不同细胞的细胞周期长短不一。利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养某种细胞一段时间后再移至普通培养基培养，不同时间间隔取样，进行放射显影，在显微镜下观察计数，统计标记细胞的百分 数。A：细胞核开始被标记；B：一个被标记细胞X开始进入分裂期；C：细胞X着丝点开始分裂；D：细胞X分裂成两个子细胞，被标记细 胞数目在增加；E：标记细胞第二次进入分裂期；F被标记细胞的比例 在减少；G：被标记细胞的数目在减少。试回
4、答：(1)该细胞分裂一次平均经历的时间为_h。实验开始时细胞核中被标记的物质是_。图中 _期(用图中字母表示)DNA分子稳定性最低，适于进行诱发突变。(2)被标记的细胞比例减少的原因是_被标记的细胞数目减少的原因是_。(3) 图乙分裂状态位于图甲的_(用图中字母表示)期的前段，细胞内含有_个染色体组。(4) 皮肤癌细胞的细胞周期_(填“大于”“小于”或“等于”)正常皮肤生发层细胞的细胞周期。(5) 当细胞完成一个细胞周期后，将可能有以下三种变化：继续进入下一个细胞周期；暂停分裂，但保留分裂能力；停止分裂，分化成具有特定功能的细胞。以下几种特殊细胞的分裂属于哪一类型？(填序号)癌细胞_；浆细胞_
5、；记忆T细胞_。二与染色体相关的概念辨析1.染色体与染色质(见下表)1.染色体与染色质(见下表)2.染色体与染色单体(见下染色单体形成于_ 期，出现于_ 期 ，消失于_期.3. 同源染色体与非同源染色体4.常染色体和性染色体细胞中的染色体根据其功能的不同可分为两类：常染色体(多对)和性染色体(一对)。前者与性别决定无关。后者与性别决定有关。体细胞和生殖细胞都含有常染色体和性染色体。5四分体联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。如右图中a和b所代表的结构，就分别是一个四分体。由此可见，四分体的个数与联会时同源染色体的对数是一致的。6.同源染色体、非同源染色体、联会、四分体之间的关系
6、(1)在减数分裂过程中，联会的两条染色体一定是同源染色体，它们与其他染色体的关系为非同源染色体。(2)细胞中有多少对同源染色体，在减数分裂时就能够形成多少个四分体，即同源染色体的对数等于四分体的个数。三、减数分裂与有丝分裂比较(以动物细胞为例)项目有丝分裂减数分裂不同点母细胞体细胞性原细胞分裂次数1次2次分裂过程前期染色体散乱分布在细胞中央，有同源染色体第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象第二次分裂：染色体散乱分布，无同源染色体中期染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央，有同源染色体第一次分裂：四分体排列在赤道板的两侧第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体后期染色体的着丝点
7、分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体第一次分裂：四分体分开，移向两极第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体同源染色体行为无同源染色体联会、无四分体，不出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换有同源染色体联会、有四分体，出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换子细胞数目2个雄性：精子4个，雌性：卵细胞1个+极体3个子细胞类型体细胞成熟的生殖细胞（精子或卵细胞）子细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞减少一半子细胞间遗传物质几乎相同不一定相同2.有丝分裂与减数分裂的图形判别3精子和卵细胞形成过程中的图形判别方法【例2】下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙
8、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例3.右图表示某二倍体哺乳动物某器官内发生的部分细胞分裂过程。下列叙述不正确的是( )A该器官是动物的睾丸，B细胞分 裂过程开始于初情期BA细胞中含染色体组数为4，图中没有表示出性染 色体CB细胞移向同一极的是非同源染色体，没有发生 基因重组D两细胞的分裂过程中都有中心体的复制四细胞分裂过程中 DNA、染色体、染色单体的数量变化2.染色体、DNA 数量变化规律曲线例4.生物体细胞内的DNA含量为2a，下图表示减数分裂、受精作用及受精卵的有丝分裂过程中的DNA含量变化。据图回答(
9、1)AG表示（ ）分裂。其中，CE表示（ ） 时期；EG表示（ ）时期。(2)“AC” DNA的含量倍增，是因为 ( ) 。“DE” DNA的含量减半，原因是( ) 。“FG” DNA的含量再减半，原因是( ) 。(3) DNA含量在“JK”又增加了一倍，原因是 ( )(4) 由上图可知：减数分裂与受精作用的重要意义是：例5.下图是某一生物个体的细胞分裂示意图和染色体、染色单体、DNA分子数目关系图。请回答以下问题：(1)若图中的2和6表示两个Y染色体，则此图可以表示的细胞是 A体细胞 B初级卵母细胞C初级精母细胞 D次级精母细胞(2)该生物体细胞中染色体数最多有_条。假设该生物的一个初级精母
10、细胞中的一条染色体上的DNA分子用15N进行标记，正常情况下，在该细胞分裂形成的精子细胞中，含15N的精子所占比例为_。(3)图中有_个染色单体，如果上某位点有基因B，上相应位点的基因是b，发生这种变化的原因可能有_。(4)图细胞中染色体、染色单体、DNA数量关系可用图中的_表示。答案(1)A(2)850%(3)4基因突变或非姐妹染色单体间交叉互换(4)乙三与有丝分裂有关的细胞器 细胞分裂是一种重要的生理活动，由许多细胞器协调配合共同完成。 (1)线粒体：在整个细胞分裂过程中为DNA复制、蛋白质合成、染色体移动等提供所需的ATP。 (2)核糖体：合成组成染色体的蛋白质和其他蛋白质。 (3)中心
11、体：在动物细胞和低等植物细胞有丝分裂前期，发出星射线组成纺锤体，以牵引染色体移动。 (4)高尔基体：在植物细胞有丝分裂的末期，合成纤维素形成新的细胞壁。五.细胞分裂与生物的遗传变异1减数分裂与受精作用2.细胞分裂与生物遗传(1) 中心法则的主要内容包括 DNA 的复制、转录和翻译等过程，这些过程主要是在间期进行的。(2) 两大遗传规律与减数分裂有关，而与无丝分裂和有丝分裂无关。减数第一次分裂后期：同源染色体的分离是基因分离定律的细胞学基础；非同源染色体的非等位基因自由组合是基因自由组合定律的细胞学基础。 3、细胞分裂与变异类型的关系可遗传变异的来源：基因突变、基因重组和染色体变异。(1)无丝分
12、裂过程中没有染色体的变化，但是进行DNA复制，因此只可能发生基因突变。(2)有丝分裂过程中进行DNA复制和染色体行为变化，但是无同源染色体分离和非同源染色体自由组合，因此可能发生基因突变和染色体变异，但不发生基因重组。(3)减数分裂过程中可发生同源染色体分离和非同源染色体自由组合，因此可发生基因重组，也可发生基因突变、染色体变异。【例6】下列不属于有丝分裂和减数分裂的过程中均能产生的变异是()ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色
13、体数目变异例7.玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。右图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是 ()。Aab过程中细胞内不会发生基因重组Bcd过程中细胞内发生了染色体数加倍Ce点后细胞内各染色体组的基因组成相同Dfg过程中同源染色体分离，染色体数减半例8.右图为基因型AABb的某动 物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是( )A此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B此细胞中基因a是由基因A经突变产生C此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D此动物体细胞内最多含有四个染色体组待添加的隐藏文字内容24.精子和卵细胞的种类归纳(3)动物(含n对同源染色体)产生
14、精子或卵细胞的种类：2n种。(4)一个初级卵母细胞核中的DNA为4n，则该动物产生的卵细胞中含有的DNA确切地讲应该大于n，因为细胞质中也含有DNA分子。5.细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果例9.果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示：果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示： 受精卵中异常的性染色体组成方式表现型XXX在胚胎期致死，不能发育为成虫YO(体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体)在胚胎期致死，不能发
15、育为成虫XXY表现为雌性可育XYY表现为雄性可育XO(体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体)表现为雄性不育(1) 经分析出现异常受精卵XXY的原因之一是：雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体XX没有分离，产生异常卵细胞XX，与正常精子Y结合后形成异常受精卵XXY。可能的原因还有哪些？(2) 为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上，著名的遗传学家摩尔根(T.H.Morgan)做了下列杂交实验。让白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配，后代全部是红眼果蝇；让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交配，子代雄性果蝇全是白眼的，雌性果蝇全是红眼的。他的学生狄更斯(Dikens)用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都
16、是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇，该红眼雄蝇不育。请根据上表信息，用遗传图解解释狄更斯实验中为什么会出现例外(设有关基因为B、b)。提出一个验证狄更斯实验的简单思路，并预测结果，得出结论(提示：专业技术人员在光学显微镜下，可以根据有丝分裂中期染色体形态分辨性染色体和常染色体)。一选择题：1某生物的肝细胞分裂后期有40条染色体，则它的精原细胞在减数分裂的联会期，细胞内有染色体和DNA分子数目依次是 A20，40 B20，20 C40，20 D40，402某二倍体动物有K对染色体，经减数分裂形成遗传信息不同的配子，其种类为 A2K B(1/
17、2)K CK2 DK3用四倍体水稻作为母方、二倍体水稻（24条染色体）作为父方杂交产生的种子中，种皮细胞、胚细胞、胚乳细胞的染色体个数分别是A24、38、46B48、36、60C36、48、72D48、36、484.蜜蜂种群中雌蜂是二倍体，雄蜂是单倍体。下图是蜜蜂某些细胞分裂 (示部分染色体)示意图，判断正确的是()甲乙A甲图所示细胞分裂后能形成基因型为AD的卵细胞B乙图所示细胞分裂一定是减数分裂 C甲、乙两图所示细胞中的染色单体数分别是8条和4条D甲、乙两图所示细胞中都有2个染色体组5右图为基因型AaBB的某高等雄性哺乳动物细胞分裂图(仅示意体细胞中两对同源染色体)，下列说法正确的是()A在
18、不发生基因突变情况下，该细胞同时含有A、B基因的染色体数为2条B若图示为癌细胞，则该细胞不具有基因组成的完整性C该图示可表示正在进行细胞分裂的效应B淋巴细胞D该图示细胞可以表示为次级精母细胞6.图一表示基因型为AaBb的某动物处于细胞分裂不同时期的图像；图二表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系，下列相关叙述正确的是()图一图二A图一中为次级精母细胞，中A和a形成的原因只能是基因突变B. 图一中所进行的细胞分裂最多可形成四个染色体组C. 图一细胞中处于图二CD段的有D. 若该动物产生一个Aab的配子，则发生分裂异常的时段应为图二的DF段7.某男性基因型为TtRr，他有两
19、个精原细胞，一个精原细胞进行有丝分裂得到两个子细胞为A1和A2；另一个精原细胞进行减数第一次分裂得到两个子细胞为B1和B2，其中一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为C1和C2。那么，在无交叉互换和基因突变的情况下，下列说法正确的是()A染色体形态相同并有同源染色体的是A1和A2；C1和C2B就上述两对等位基因而言，遗传信息相同的是A1和A2；C1和C2C核DNA分子数的关系式是A1A2B1B2C1C2D染色体组数的关系式是A1A2B1B2C1C28.下列不属于有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是()ADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变B非同源染色体之间
20、发生自由组合，导致基因重组C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异D着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异9.如图是某高等植物细胞有丝分裂周期图。据图分析，下列说法正确的是()ADNA和染色体数目加倍发生在乙甲时期B秋水仙素发挥作用的时期是甲乙时期C乙甲时期，细胞中核糖体、线粒体、高尔基体活动旺盛D甲乙时期，等位基因分离的同时，非等位基因自由组合10对下列四幅图所对应的生命活动叙述错误的是()A(1)图中虚线能正确表示适当升高温度，而其他条件不变时，生成物量变化的曲线B(2)图中若要抑制肿瘤细胞增殖，则药物作用的时期最可能是在S期C(3)图表示次级卵母细胞时，
21、则该生物体细胞中染色体数最多为4条D(4)图中的基本单位不相同，约有20种11.关于细胞有丝分裂的叙述，正确的是()A赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构B有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶参与C有丝分裂中期，发生联会的同源染色体排列在赤道板上D在细胞周期中，分裂间期的持续时间通常比分裂期的短12右图为细胞分裂某一时期的示意图。 (1)此细胞处于_分裂时期,此时有四分体_个(2)可以和1号染色体组成一个染色体组的是_染色体(3)此细胞全部染色体中有DNA分子_个。 (4)在此细胞分裂后的一个子细胞中,含有同源染色体_对。子细胞染色体的组合为_。答案：（1）减数第一次；2。（2）3号或4
22、号（答3号和4号不给分，只答3号或只答4号不给分）。（3）8。（4）0；1、3，2、4或2、3，1、4（“或”答成“和”不给分）。13.某果蝇的基因组成如甲图所示，观察该果蝇的某器官装片时发现了如乙、丙图所示的细胞。请结合下图回答有关问题。乙甲丙(1)丙细胞的名称为_，其分裂产生的生殖细胞的基因组成为_。(2)乙、丙细胞中同源染色体的对数分别是_、_。(3)请在如图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_。(5)果蝇眼色的基因(红眼W，白眼w)位于X染色体上，该果蝇与正常红眼雄果蝇交配，若后代出现性染色体组
23、成为XXY的白眼个体，则是由于亲代_(填“雌”或“雄”)果蝇在进行减数第_次分裂时出现异常。【答案】(1)次级卵母细胞aBXW或aBXw或abXW或abXw(2)80(3)如图所示(4)基因重组(5)雌二14细胞的生命历程包括有丝分裂、分化等过程。请回答有关细胞生命历程的问题。(1)下图为细胞周期示意图，S期进行DNA复制，G1期和G2期进行旺盛的蛋白质合成。在观察细胞的有丝分裂时，应选择_期占整个细胞周期比例较大的细胞作为实验材料。研究发现核DNA复制由某信号蛋白启动，该信号蛋白在G1期结束时合成完毕并在G2期起始阶段被灭活。M期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。如果将S期
24、和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将_。如果将M期和G1期细胞融合，则G1期细胞将出现_的现象。(2)假定染色体数为10条(不含3H)的某生物体细胞，在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，移向细胞某一极的染色体中，带有标记的有_条。(3)高度分化的动物细胞，其全能性会受到限制。山中伸弥教授用某种病毒作为运载体，将4种目的基因导入人高度分化的体细胞中，使之成功转化为多功能干细胞iPS细胞。这一成果荣获2012年诺贝尔奖，其应用前景是对iPS细胞进行_后，可用于器官移植，从而避免传统方法中因_细胞攻击异体移植器官而造成的治
25、疗失败。但是由于_和_中可能带有与癌变有关的基因，导致iPS细胞癌变率高达20%，山中伸弥教授的成果用于临床尚有待进一步研究和改进。15甲图是某雌性哺乳动物细胞生活周期中染色体数目变化图，乙图为另一雌性动物细胞分裂某时期的模式图。请回答：(1)甲图中CD与PQ的细胞中遗传物质_(填“相同”或“不同”)。乙图所示细胞的时期可与甲图中的_(用图中字母表示)过程相对应。(2)甲图中BC染色体数目发生变化是由于_，HI过程中染色单体数目为_条。(3)已知乙图中基因A位于1上，基因b位于2上，则该细胞产生Ab子细胞的概率是_。(4)根据乙图，画出与之对应的减数第一次分裂后期的示意图。16下图为某高等动物
26、细胞分裂图像及细胞内同源染色体对数的变化曲线，据图分析回答下列有关问题：(1)若细胞甲、乙、丙、丁均来自该动物的同一器官，此器官是_，判断的依据主要是图_的变化特征。此器官的细胞中染色体数目最多可达_条。(2)细胞甲、乙、丙、丁内染色体数和核DNA分子数的比值是11的有_，具有2个染色体组的有_。(3)曲线图中可以发生基因重组的是_段，CD段对应于甲、乙、丙、丁中的_细胞。14.【答案】(1)M(或分裂)提前染色质凝集为染色体(2)010(3)定向诱导分化效应T运载体(或病毒)目的基因15.【答案】(1)不同HI(2)着丝点分裂，姐妹染色单体分离20(3)100%(4)如图16.【答案】(1)睾丸(精巢)丙8(2)甲、乙乙、丙(3)FG甲
