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第1讲细胞增殖和受精作用[考纲要求]1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅰ)。2.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。3.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。4.细胞的减数分裂(Ⅱ)。5.动物配子的形成过程(Ⅱ)。6.动物的受精过程(Ⅱ)。[构建网络]考点一细胞的增殖1．细胞增殖方式及相互关系2．有丝分裂、减数分裂图像的比较和辨析3．DNA含量、染色体数目变化的曲线判断(2)染色体数目变化曲线间期不加倍⇓染色体变化曲线最大数量为2N⇒减数分裂最大数量为4N⇒有丝分裂[错混诊断]1．真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂(2011·山东，5B)(×)2．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象(2014·大纲，1D)(√)3．赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构(2013·海南，5A)(×)4．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2011·海南，25D)(×)5．动物细胞在有丝分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒(2010·海南，3D改编)(×)6．无丝分裂过程中核膜不消失(2009·广东，23)(√)7．同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂后期染色体数目和行为不同，DNA分子数目相同(2013·新课标Ⅰ，2C改编)(√)8．人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223(2010·江苏，21D改编)(×)题组一对有丝分裂单独考查1．(2014·浙江，5)某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到()A．G1期变短，该期有大量3HTdR进入细胞核B．S期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生C．G2期变短，该期细胞核中有组蛋白(组成染色体的蛋白质)D．M期相对较短，该期细胞的核膜始终完整答案C解析促进细胞分裂的药物可以明显缩短细胞分裂的细胞周期。G1期主要是合成DNA所需蛋白质和核糖体的增生，S期主要发生的是DNA的复制，G2期主要发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。因此，将某促进细胞分裂的药物加入到培养液中会使G1期变短，S期和G2期也变短；3HTdR参与DNA的复制，应该在S期大量进入细胞核；M期相对较短，该期细胞的核膜周期性地消失和重现。组蛋白是构成染色体的蛋白质，在G2期之前已经合成。综合上述分析，C项正确，A、B、D项叙述错误。2．下图中，图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是()A．中心体和线粒体参与图1所示细胞的形成；图2所示细胞中共有4个染色体组B．图1所示细胞处于图3中BC段；完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期C．有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况D．图4中a可对应图3中的BC段；图4中c可对应图3中的AB段答案D解析图1各染色体的着丝点排列在赤道板上，为细胞有丝分裂的中期图，该细胞中的中心体发出星射线，形成纺锤体，有丝分裂过程需要线粒体提供能量。图2为有丝分裂的后期图，图中有4个染色体组。图3中BC段的染色体处于复制后状态，与有丝分裂的前、中期对应，CD段每条染色体上的DNA数减半，是由有丝分裂的后期着丝点分裂造成的。图4中a为有丝分裂后期的染色体和核DNA数目变化特点，可对应图3中的CD段；图4中c表示染色体处于非复制状态。三步骤快速解答题干图形题步骤1：明确考查原理根据题干图形所示，本题考查对有丝分裂的过程、图像及DNA和染色体变化曲线的理解。步骤2：分析图像及曲线，建立联系分析图像所处的时期，找到该图像的细胞在DNA、染色体变化曲线所处的位置。步骤3：结合分裂过程、DNA和染色体变化规律做出判断。题组二以细胞分裂图像为载体进行考查3．(2014·安徽，4)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是()A．图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组B．图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同C．图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂D．图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半答案A解析A项，图甲为减数第一分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换，从而导致基因重组。B项，图乙为减数第一次分裂后期，同源染色体分离，如果该植物细胞中两条性染色体组成不同，则移向细胞两极的染色体组成就会有差异。C项，图丙为减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期，不发生染色体的复制，着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期。D项，图丁为减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，而同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。4．下图为某动物细胞分裂图像，有关叙述正确的是(双选)()A．图中甲细胞的分裂方式为有丝分裂，此时细胞中有8条染色单体B．甲、乙、丙细胞均具有同源染色体，乙、丙细胞中有两个染色体组，甲有四个染色体组C．丁细胞代表次级精母细胞，如果P为X染色体，则Q是Y染色体D．染色体P和Q上的基因，在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律答案BD解析着丝点分裂，染色单体分离后就没有染色单体了，此时细胞具有8条染色体，A错误；甲、乙、丙细胞均具有同源染色体，乙、丙细胞中有两个染色体组，甲有四个染色体组，B正确；XY是同源染色体，同源染色体分离发生在减Ⅰ后期，所以次级精母细胞不会同时存在XY，C错误；自由组合定律的适用条件为真核生物有性生殖过程中的核基因遗传，D正确。1.同源染色体的判断方法一般情况下，同源染色体是形状、大小相同的一对染色体，相当于数学中的两个“全等形”，其中一条来自父方、一条来自母方(常用不同颜色表示，如图C、D所示)。A组两条染色体大小不同；B组两条染色体的形状(着丝点位置)不同，因此A、B两组中的染色体都不是同源染色体。2．“三看法”判断二倍体细胞图像所处的时期3．依据细胞质分配方式的判断(针对减数分裂)题组三以坐标曲线图为载体进行考查5．如图所示为人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上的DNA含量的变化曲线。下列有关叙述中正确的是()A．该图若为减数分裂，则cd段的细胞都含有23对同源染色体B．该图若为减数分裂，则等位基因的分离和自由组合都发生在cd段的某一时期C．该图若为有丝分裂，则细胞板和纺锤体都出现在bc段D．该图若为有丝分裂，则ef段的细胞都含有两个染色体组答案B解析cd段表示每条染色体含2条染色单体和2个DNA分子，减数分裂可表示为减数第一次分裂整个时期和减数分裂第二次分裂的前期、中期，有丝分裂可表示为间期、前期、中期。减数第二次分裂中无同源染色体，故A错。等位基因的分离和自由组合都发生减数第一次分裂后期，故B正确。该图若为有丝分裂，bc段表示分裂间期中的DNA复制期，细胞板出现在末期，为ef段，纺锤体出现在前期，为cd段，故C错。该图若为有丝分裂，ef段包括后期和末期，后期细胞有4个染色体组，故D错。6．下图表示有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。有关分析不正确的是()A．AB段中有关蛋白质的合成量明显增加B．BC段中DNA稳定性较差，易出现碱基对增添、缺失或改变C．CD段中可发生同源染色体的分离过程D．EF段中细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数始终相等答案D解析染色体与核DNA数目比在细胞分裂不同时期有两种情况：一种情况是复制之前及着丝点分裂之后，染色体和DNA是1∶1的关系，另一种情况是复制之后染色体以姐妹染色单体形式存在，染色体和DNA是1∶2的关系。根据图解可知，AB段表示DNA复制之前，该时间段进行RNA的合成和相关蛋白质的合成，A项正确；BC段表示正在进行DNA的复制，该时期由于DNA的双链解开，其稳定性最差，易发生基因突变，B项正确；CD段表示复制之后以姐妹染色单体形式存在，包括有丝分裂前、中期和减数第一次分裂全过程及减数第二次分裂的前、中期，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，C项正确；该图如果表示有丝分裂，则EF段表示有丝分裂后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数相比加倍或相等，但如果表示减数分裂，则该段表示减Ⅱ后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞相比相等或减半，故D项错误。每条染色体上DNA含量分析如图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：项目A→BB→CC→DD→E图像变化减数分裂对应时期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期减数第二次分裂的后期减数第二次分裂的后期、末期有丝分裂间期前期和中期后期后期和末期对应时期考点二细胞分裂与遗传变异的联系1．减数分裂与遗传规律2．细胞分裂与可遗传变异(1)基因突变：任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，受生物体内或体外各种因素的干扰，都可导致DNA复制过程中发生差错，从而发生基因突变。(2)基因重组：发生于减Ⅰ四分体时期和减Ⅰ后期，即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因的自由组合。(3)染色体变异多倍体：发生于有丝分裂末期，染色体加倍，没有形成两个子细胞染色体结构的变异：一般发生于减数分裂同源染色体联会时期(4)原核细胞的变异：原核生物的变异类型只有基因突变，不存在真正意义上的染色体，自然也没有基因重组和染色体变异。[错混诊断]1．某二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞正在发生自由组合(2009·上海，18B)(×)2．在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生基因突变与重组(2013·四川，1A)(√)3．染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中(2009·福建，3A改编)(×)4．非同源染色体自由组合导致基因重组只发生在减数分裂中(2009·福建，3B改编)(√)题组一从DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况进行考查1．果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现：每个细胞的中期和后期都分别有8条、16条被标记的染色体()A．第1次B．第2次C．第3次D．第4次答案A解析亲代DNA为32P/32P，则第一次分裂中期染色体为32P/31P·32P/31P，后期着丝点分裂后，每条染色体均为32P/31P，所以第一次分裂中期与后期分别有8条和16条被标记的染色体。2．小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是()A．初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记B．次级精母细胞中每条染色体都被标记C．只有半数精细胞中有被标记的染色体D．产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等答案D解析一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记，着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记。由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定。整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：①②题组二以具体情境考查减数分裂中染色体的异常行为3．下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是()选项个体基因型配子基因型异常发生时期ADDD、d减数第一次分裂BAaBbAaB、AaB、b、b减数第二次分裂CXaYXaY、XaY减数第一次分裂DAaXBXbA