遗传的细胞学基础
知识梳理
一、减数分裂
1． 减数分裂概念。
（１）范围：进行有性生殖的生物；
（２）时期：从原始生殖细胞产生成熟生殖细胞过程中；
（３）特点：染色体复制一次，细胞分裂两次；
（４）结果：成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
2． 相关概念比较。
（1）染色体、染色单体、DNA。
①染色体的数量等于着丝点的数量；
②染色单体是染色体复制后，一个着丝点上连接的两条单体，这两条单体合为一条染色体。
③染色体复制前，一条染色体含有一个DNA；复制后，DNA数量等于染色单体数量。
④比较见下表：
（2）同源染色体、非同源染色体、四分体。
①同源染色体：一条来自父方，一条来自母方，形状和大小一般相同（X和Y是同源染色体，但形状、大小不同），在减I前期配对的两条染色体；
②非同源染色体：在减数分裂过程中不联会的染色体，一般形状、大小不同；
③四分体：在减I前期联会的两条同源染色体构成一个四分体。从数量上看，一个四分体=一对同源染色体=四条染色单体=四个DNA=八条脱氧核苷酸链；
④比较见下表：
3． 减数分裂过程各时期主要特点。
4． 有关染色体、DNA、染色单体数量计算。
（１）计算方法如下表：
（注：应用以上方法计算DNA、染色单体数，需熟知各时期染色体数目和形态）
（2）以二倍体生物为例，具体数量变化见下表：
（3）用坐标图表示为：
5． 二倍体生物图像鉴别。
（１）三个前期鉴别
①图像：
②鉴别思路：
是否有同源染色体
（2）三个中期鉴别
①图像：
②鉴别思路：
是否有同源染色体
（3）三个后期鉴别
①图像：
②鉴别思路：
是否有染色单体
（4）细胞染色体数为奇数则为减II图像。
6． 精子与卵细胞形成过程中相关细胞鉴别（二倍体生物）。
①图像：
②鉴别思路：
7． 减数分裂和有丝分裂的比较。
（１）不同点
（2）相同点
①染色体都复制一次。
②分裂过程中均有染色体、纺缍体等出现。
③均有核膜、核仁的消失与重建过程。
④减数第二次分裂与有丝分裂相似：着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
8． 减数分裂与孟德尔定律关系。
在减数分裂过程中，同源染色体分开，位于同源染色体上的等位基因分离；非同源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
二、受精作用
1． 概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2． 实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
3． 结果：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父方，一半来自母方。
4． 意义：
（1）有利于生物在自然选择中进化。
（2）就进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用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。
5． 图解：
命题预测
本专题是高考命题的重点和热点。主要考查1.减数分裂过程染色体、染色单体、ＤＮＡ数量的变化；2.减数分裂与有丝分裂的联系和区别；3.减数分裂和受精作用与遗传规律、生物多样性及生物进化的关系。例题精析
[例1]图１是一个哺乳动物细胞示意图，它属于（）
A. 精巢中的细胞B. 受精卵
C. 骨髓干细胞 D. 雄配子
[解析]从图中可知，同源染色体正在分开移向细胞两极，属于减数分裂，与发生于精巢中的细胞相符。
[答案]A
[例2]下列符号代表精子的染色体，A和a，B和b分别是两对同源染色体，下列哪四个精子来自同一个初级精母细胞（不考滤染色单体间的互换）（）
A. Ab、AB、ab、ab
B. aB、Ab、AB、AB
C. Ab、aB、Ab、aB
D. AB、Ab、ab、aB
[解析]在减数第一次分裂时期，同源染色体分离的同时，非同源染色体移向两极，自由组合。对于含AaBb两对同源染色体的初级精母细胞来说有两种分离情况：若一组是A与B组合，另一组则是a和b组合，经第二次分裂和变形后分别形成2个AB和2个ab的精子；或者是另一种分离情况，Ａ与ｂ组合，另一组则是ａ和Ｂ组合即形成2个Ab和2个aB的精子。但对于一个细胞来说只能有其中的一种分离情况，因此只能产生两种类型的精子。
[答案]C
[例3]如图２为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是（）
A． 发生了基因突变
B． 发生了染色体互换
C． 该细胞为次级卵母细胞
D． 该细胞为次级精母细胞
[解析]由图可知：①该细胞细胞质均等分配，细胞中无同源染色体，着丝点已分裂，无姐妹染色单体，则该细胞为次级精母细胞或极体。②由同一条染色体的两条姐妹染色单体分开形成的两条染色体上分别有B和b基因，可能是DNA复制过程中发生了基因突变或减数分裂四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换。
[答案]C
模拟操练
1． 精原细胞增殖的方式是（）
A． 无丝分裂B． 有丝分裂
C． 减数分裂D． 有丝分裂和减数分裂
2． A和a为控制果蝇体色的一对等位基因，只存在于X染色体上。在细胞分裂过程中，发生该等位基因分离的细胞是（）
A． 初级精母细胞B． 精原细胞
C． 初级卵母细胞D． 卵原细胞
3． 关于图3的说法正确的是（）
Ａ． 此细胞是初级卵母细胞
Ｂ． 此细胞中有染色体组4个
Ｃ． 此细胞中含有同源染色体2对，DNA分子4个，染色单体0个
Ｄ． 此细胞分裂产生的子细胞是卵细胞和极体
4． 下面是关于高等动物减数分裂形成配子及受精作用的描述，其中正确的是（）
A． 每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B． 等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
C． 进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
D． 雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
5． 人类的多指（A）对正常指（a）为显性，属于常染色体遗传病。在一个多指患者（Aa）的下列各细胞中，不含或可能不含显性基因A的是（）
①神经细胞②成熟的红细胞
③初级性母细胞④次级性母细胞
⑤肌肉细胞⑥成熟的生殖细胞
A． ①②⑥ B． ④⑤⑥
C． ①③⑤ D． ②④⑥
6． 人体细胞有丝分裂时，产生的四分体个数是（）
A． 46B． 23C． 4D． 0
7． 水稻的体细胞中有24条染色体，正常情况下，它的初级精母细胞、次级精母细胞和精子中染色体数目和DNA分子数，分别依次是（）
A． 24、12、12和24、12、12
B． 24、24、12和24、12、12
C． 48、24、12和24、24、12
D． 24、12、12和48、24、12
8． 若果蝇正常进行分裂的细胞内，染色体数、DNA分子数、染色体组数、染色单体数之比为16 ∶ 16 ∶ 4 ∶ 0时，则该细胞处于（）
A． 有丝分裂后期B． 减数第一次分裂后期
C． 有丝分裂间期D． 减数第二次分裂后期
9． 某一生物有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为（）
A． 1 ∶ 1B． 1 ∶ 2C. 1 ∶ 3D. 0 ∶ 4
10． 用显微镜观察二倍体生物的某组织，发现了4个染色体组和1个染色体组的细胞，该组织取自于（）
Ａ． 肌肉 Ｂ． 神经Ｃ． 肝脏 Ｄ． 精巢
11． 某生物的体细胞染色体数为2n。该生物减数分裂的第二次分裂与有丝分裂相同之处是（）
A． 分裂开始前，都进行染色体的复制
B． 分裂开始时，每个细胞中的染色体数是2n
C． 分裂过程中，每条染色体的着丝点都分裂成为两个
D． 分裂结束后，每个子细胞的染色体数都是n
12． 基因型为AaBbCc（独立遗传）的一个初级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞基因型的种类数比为（）
A． 4 ∶ 1B． 3 ∶ 1C． 2 ∶ 1D． 1 ∶ 1
13． 性染色体为XY和YY的精子产生的原因是（）
A． 前者是由于减I分裂XY不分离，后者是由于减 I分裂YY不分离
B． 前者是由于减II分裂XY不分离，后者是由于减 II分裂YY不分离
C． 前者是由于减I分裂XY不分离，后者是由于减 II分裂YY不分离
D． 前者是由于减II分裂XY不分离，后者是由于减I分裂YY不分离
答案点拨
1． B（精原细胞增殖的方式为有丝分裂）
2． C（初级精母细胞和精原细胞中性染色体组成是XY，Y染色体上不含有控制果蝇体色的基因，卵原细胞和初级卵母细胞中性染色体组成为XX，据题意可知，发生等位基因分离的细胞是初级卵母细胞）
3． D（此细胞不均等分裂，且不含同源染色体和染色单体，含有2个染色体组，为减数第二次分裂后期，称为次级卵母细胞，经分裂产生一个体积大的卵细胞和一个体积小的极体）
4． C（每个初级卵母细胞在减数分裂过程中会发生两次细胞质分配的不均等，导致初级卵母细胞中大部分的细胞质进入卵细胞中；在减数分裂过程中，等位基因进入配子的机会是相等的；一个精原细胞可产生4个精细胞，而一个卵原细胞只产生一个卵细胞；在自然条件下，动物产生精子的数量远大于产生卵细胞的数量）
5． D（成熟的红细胞中无细胞核，没有染色体，基因A和a都不含有；减数第一次分裂，由于同源染色体分离，等位基因A和a 彼此分开，形成的次级性母细胞中及再经减数第二次分裂形成的成熟性细胞中可能不含A或a）
6． D（人的体细胞进行有丝分裂，不发生同源染色体的配对，所以不形成四分体）
7． D（精原细胞与体细胞的染色体和DNA分子的量相同，在减数分裂过程中，从精原细胞到初级精母细胞时，DNA复制加倍，染色体数目不变，第一次分裂成次级精母细胞时，DNA和染色体数目都减半，第二次分裂成为精细胞时，DNA数量减半，染色体数目不变）
8． A（据题目所提供的信息可知：果蝇分裂的细胞特点是：①无染色单体，②有4个染色体组，据此就可以判断出该细胞处于有丝分裂后期）
9． A（初级精母细胞在减数分裂形成精细胞时，如果在减数分裂第一次分裂时出现染色体分离异常（同源染色体移向同一极），则形成的精细胞全部为异常精细胞；如果第一次分裂正常，则产生两个正常的次级精母细胞。其中一个在第二次分裂时出现染色体分离异常（姐妹染色体移向同一极）则产生两个异常的精细胞；另一个次级精母细胞分裂正常，产生两个正常的精细胞）
10． D（据题意，二倍体生物，细胞出现4个染色体组发生在有丝分裂后期，细胞出现1个染色体组发生在减数分裂。则该组织的细胞能进行有丝分裂和减数分裂）
11． C（减数分裂的第二次分裂是同一个着丝点上的两条姐妹染色单体分开，与有丝分裂相同。减数第二次分裂开始之前不需要进行染色体的复制，开始时染色体数为n。有丝分裂结束后每个子细胞的染色体数为2n。）
12． C（一个基因型为AaBbCc的初级精母细胞产生4个精子，两两相同，一个基因型为AaBbCc的初级卵母细胞产生1个卵细胞，共1种卵细胞）
13． C（经过复制以后的同源染色体，在减数第一次分裂过程中要分开，进入两个配子中，所以在配子中同时存在X和Y，说明在减数第一次分裂X和Y没有分离。在减数第二次分裂中，一条染色体的两条姐妹染色单体要分开进入两个配子中。所以在配子中同时存在YY，说明在减数第二次分裂时一条染色体的两条姐妹染色单体移向同一极）
责任编校李平安
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