暑假复习:2.1减数分裂与受精作用
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暑假,对于即将步入高二和高三的孩子们来说,这是一个弯道超车的好时机。对于准高一的孩子们来说,这个暑假也是你比人家高起点的台阶。接下来,我们将按照章节或一章或一节地来串高中生物学的知识点。希望能让孩子开学后能有一个全新的自己。
第二章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
一、减数分裂的概念
减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
二、减数分裂的过程(二倍体为例)
1.过程图
(1)分裂间期
减数分裂开始前有一个物质准备阶段,即分裂间期,该时期主要进行染色体复制(实质为DNA分子复制和有关蛋白质合成),精原细胞或卵原细胞的体积有所增大,成为初级精母细胞或初级卵母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。此时的染色体成染色质丝的状态。
(2)减数第一次分裂
前期Ⅰ:同源染色体联会(两两配对)形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间一般会发生交叉互换。
中期Ⅰ:同源染色体并排在赤道板上。
后期Ⅰ:同源染色体分离,然后在纺锤丝牵引下分别移向细胞两极。
减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期,或者间期时间很短,染色体不再复制。
(3)减数第二次分裂:
3.精子和卵细胞形成过程的比较
(1)人的一个精原细胞经减数分裂产生4个精子,而一个卵原细胞经减数分裂产生1个卵细胞。
(2)人的精子形成过程需要经历变形期,而卵细胞不需要(实际上更复杂)。
(3)精子形成时,减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中细胞质分配都是均匀的。卵细胞形成时,初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂时细胞质分配都是不均匀的;如果第一极体进行减数第二次分裂,其细胞质分配是均匀的。
三、受精作用
受精时,精子进入卵细胞后,精卵的细胞核融合形成受精卵。这样受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自卵细胞(母方),另一半染色体来自精子(父方)。
1.减数分裂的染色体数目减半发生在减数第一次分裂。
2.减数分裂和受精作用的意义是对于维持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,都是十分重要的。
3.染色体不分离的情况
染色体不分离包括减数第一次分裂染色体不分离和减数第二次分裂染色体不分离。减数第一次分裂染色体不分离是指同源染色体进入细胞的一极。减数第二次分裂染色体不分离是指姐妹染色单体分开后进入细胞的一极。染色体不分离会导致染色体数目变异
4.减数分裂/有丝分裂的比较(适用于一般的二倍体动物)
先看有无同源染色体(有同源染色体是指细胞中的染色体两两成对存在),无同源染色体的是减数第二次分裂;有同源染色体时,再看有无同源染色体行为(联会、并排在赤道板、分离),有同源染色体行为的是减数第一次分裂,没有的是有丝分裂。
5.同源染色体分离是独立的,即一对同源染色体分离不影响另一个对同源染色体分离。减数分裂过程中同源染色体分离,其上的等位基因也分离(此为基因分离定律基础),与此同时,非同源染色体自由组合,其上的非等位基因也自由组合(此为基因自由组合定律的基础)。
五、高考题在线
1.(2016·江苏卷,31)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析,图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是________,它属于图2中类型________的细胞。
(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称是________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有________(用图中字母表述)。
(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3组实验:用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是________,理由是________。
解析:(1)图1中移向细胞每一极的染色体中存在同源染色体,据此可判断该细胞处于有丝分裂后期,它属于图2中类型a的细胞。(2)若某细胞属于类型c,取自精巢,没有同源染色体,说明了经过减数第一次分裂,应为次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,则b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂,e为减数分裂产生的子细胞。(4)在图2的5种细胞类型中,a处于有丝分裂后期,b处于有丝分裂前期或中期,或减数第一次分裂,一定含有同源染色体。(5)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期均发生着丝点分裂。分别对应图2中的b转变为a,d转变为c。(6)受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的是四倍体不是三倍体,故三倍体出现率最低的是阻滞第一次卵裂。
答案:(1)有丝分裂后期 a(2)次级精母细胞
(3)bde(4)ab(5)b→a、d→c(6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体
2.其他几个题目见:假期复习:第六章:6.1细胞的增殖
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