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【高考调研】2014届高考生物一轮复习课件:必修二 1-3 减数分裂和受精作用


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第3课时 减数分裂和受精作用
?课前落实 知识点一 减数分裂的概念 [判一判] (1)只有进行有性生殖的生物,才能进行减数分裂。 ( ) (2)精原细胞的形成过程为减数分裂。 ( ) (3)减数分裂过程中,染色体复制两次,分别在两次分 裂的间期进行。 ( ) (4)若体细胞染色体数为2

N,则要想在同一装片中既能 观察到染色体数为N又能观察到染色体数为4N的实验材料可 以选精巢、睾丸(高等动物)、卵巢等。 ( )

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知识点二 精子和卵细胞的形成过程 1.精子形成各时期的主要特点[连一连]

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2.卵细胞的形成过程

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3.卵细胞形成与精子形成的区别[判一判] (1)精子和卵细胞形成中,细胞质都是均等分裂的。 ( ) (2)经减数分裂,一个精原细胞形成4个精子,而一个卵 原细胞只能形成1个卵细胞。 ( ) (3)卵细胞一经形成,不需要变形。 ( )

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知识点三 受精作用 [判一判] (1)受精作用过程涉及到细胞膜功能之一——信息传递, 并体现膜的结构特点——一定的流动性。 ( ) (2)受精作用的实质是细胞融合,关键是精子核和卵细 胞核的融合。 ( )

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(3)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。 ( ) (4)减数分裂和受精作用使亲子代体细胞中染色体数目 维持恒定。 ( ) (5)精子、卵细胞中只有23个DNA分子,受精卵中只有 46个。 ( ) (6)受精作用实现了基因重组,并造成有性生殖后代的 多样性。 ( )

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?教材解读 1.教材17页图2-1产生精子的器官——睾丸和具体部位—— 曲细精管。教材19页图2-4产生卵细胞的器官——卵巢,注 意卵泡产生时期——出生前性别分化后,及与卵细胞的关系。 2.教材18页图2-3交叉互换照片和示意图,上海高考题以多 选题考过该照片。 3.教材22页练习一中1的4个判断题特别好。

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4.教材23页模拟减数分裂过程各种行为及产生子细胞情况, 注意颜色和大小长短的含义。 5.教材25页[想象空间]中,父方、母方提供的遗传物质相 同吗? 【提示】 不同,母方提供多,因受精卵中细胞质的遗传物 质绝大多数来自卵细胞。

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6.教材26页判断下列表述是否正确 (1)同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞,染色 体数一般是相同的 (√) (2)同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞,染色 体组成一般是不同的 (√) (3)一个卵细胞一般只能同一个精子结合,形成受精卵 (√)

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自我校对 知识点一 (1)√ (2)× (3)× (4)√ 知识点二 1.①-b-Ⅰ ②-c-Ⅱ ③-a-Ⅲ ④-f-Ⅳ ⑤ -d-Ⅴ ⑥-e-Ⅵ 2.四分体 同源染色体 着丝点 染色单体 3.(1)× (2)√ (3)√ 知识点三 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6) ×

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?考点透析 考点一 精子与卵细胞的形成过程及受精作用 ?核心突破 1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
名称 项目 着丝点 减数第一次分裂 不分裂 减数第二次分裂 分裂

染色体
DNA 染色体主要行 为 同源染色体

2n→n,减半
4n→2n,减半 同源染色体联会、分开, 非同源染色体自由组合 有

n→2n→n,不减半
2n→n,再减半 染色单体分开 无

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【特别提醒】 减数第一次分裂的主要特点是同源染色体 分离。减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂,姐妹染色 单体分开。

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2.减数分裂中染色体和DNA数量变化曲线

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【特别提醒】 (1)减数分裂过程中染色体数目变化: ①染色体数目减半发生在减Ⅰ末期,是由于同源染色体分 开平均进入两个子细胞造成的,减数第二次分裂时染色体数 n→2n→n,没有减半。 ②减Ⅱ后期染色体数,DNA数都与正常体细胞相同,但不 同的是没有同源染色体。 (2)染色体/DNA变化规律及原因: 染色体复制 着丝点分裂 1∶1 1∶2 1∶1 间期 减Ⅱ后期

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3.精子、卵细胞形成过程(以动物为例)的异同点

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【特别提醒】 不同点:(1)细胞质分配是否均等; (2)是否变形; (3)结果:1个精原细胞→4个有功能的精子,1个卵原细 胞→1个卵细胞(三个极体退化消失)。

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相同点:减数分裂过程中染色体的特殊行为完全一样,表 现在: (1)减Ⅰ前期同源染色体联会,形成四分体; (2)四分体时期,可发生交叉互换; (3)减Ⅰ后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合 (这是基因分离定律、自由组合定律的细胞学基础); (4)减Ⅰ完成,染色体数目减半; (5)减Ⅱ的主要特点都是着丝点分裂,姐妹染色单体分 开。

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?针对训练 1.(2012·江苏)观察到的某生物(2n=6)减数第二次分裂 后期细胞如图所示。下列解释合理的是 ( )

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A.减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离 B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离 C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次 D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次

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答案 A 解析 该生物体细胞中染色体数为6,染色体在减数第一次分 裂前的间期复制,在正常情况下,经过减数第一次分裂,染 色体数减少一半,在减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂, 染色单体成为子染色体,此时染色体数应为6条,而实际为8 条,说明减数第一次分裂后,染色体比实际多了一条,只能 说明有一对同源染色体没有分开,所以A正确。

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2.(2011·上海)下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处 于四个不同阶段的细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体 (①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是 ( )

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A.Ⅱ所处阶段发生基因自由组合 B.Ⅲ代表初级精母细胞 C.②代表染色体 D.Ⅰ~Ⅳ中的DNA数量比是2∶4∶4∶1

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答案 A 解析 分析图示可知:Ⅰ为精原细胞,Ⅱ为初级精母细胞, 在减Ⅰ前期、后期可发生基因自由组合。Ⅲ为次级精母细胞, Ⅳ为精细胞,①表示染色体,②表示染色单体,③表示DNA, Ⅰ~Ⅳ中,DNA的数量比是2∶4∶2∶1,故A正确。

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考点二 减数分裂、受精作用与遗传变异的关系 1.减数分裂、受精作用与遗传 (1)遗传规律是指基因在上下代之间的传递规律。 (2)从细胞水平上看,遗传规律发生在配子形成(即减 数分裂)过程中。 (3)减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离导致等位 基因的分离,这是基因分离定律的细胞学基础,其结果是使 配子中含有每对等位基因中的一个。

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(4)减数第一次分裂的后期,非同源染色体发生自由组 合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,这是基 因自由组合定律的细胞学基础,其结果是形成不同基因组合 的配子。 (5)经过减数分裂所形成的配子中的染色体数目比原始 生殖细胞减少了一半(2N→N),没有同源染色体,也就不 存在等位基因了(同源多倍体生物例外)。

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(6)经过受精作用形成的合子以及由合子发育成的新个 体的所有体细胞中,染色体数又恢复到亲本体细胞中染色体 数目(N→2N),有了同源染色体,也就会有等位基因或成 对的基因了。这是生物种群基因型多样的途径,是生物多样 性的保证。 (7)子代基因型中的每对基因(包括等位基因)都分别 来源于双亲。

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2.减数分裂、受精作用与变异 (1)四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体间的遗 传物质交叉互换。 (2)减数第一次分裂后期,基因重组。 (3)在减数第一次分裂后期可能发生同源染色体移向同 一极,第二次分裂后期姐妹染色单体分离后也可能移向同一 极,导致了细胞中染色体数目异常。 (4)在DNA复制时可能由于碱基改变引发基因突变。

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?针对训练 3.(2011·江苏)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生 的变异是(多选) ( ) A.DNA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 体数目变异

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答案 ACD 解析 DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变,导致基 因突变,因有丝分裂和减数分裂间期均存在DNA的复制,故 均可发生基因突变,A项正确。非同源染色体自由组合导致 非同源染色体上的非等位基因重新组合,即基因重组,只发 生在减数第一次分裂后期,B项错误。染色体结构变异和数 目变异在两种分裂方式中均可发生,C项、D项正确。

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4.(2010·江苏)人类精子发生过程中,下列说法正确的是 (多选) ( ) A.细胞中染色单体数最多可达92条 B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223

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答案 ABC 解析 本题考查考生对精子形成过程的理解。人体体细胞中 含有46条染色体,在减数分裂的间期,DNA复制可能出现差 错,姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同;复制后的每条 染色体上含有两条姐妹染色单体,故细胞中染色单体数最多 可以达到92条;姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分 裂前期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期;一个 精原细胞产生4个精子,且两两相同,故其产生两个相同精 子的概率为1。

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?方法技能 方法技能——有丝分裂与减数分裂图像辨析 1.区分某分裂图像是动物细胞还是植物细胞

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2.区分某分裂图像是有丝分裂还是减数分裂——三看识别

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3.快速鉴别十种细胞分裂图 (1)四种前期图: 图形:

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(2)三种中期图: 图形:

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(3)三种后期图(连同卵细胞形成共五种图):

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【典例1】 (2012·济南摸底考试)下图是某种动物细 胞进行有丝分裂和减数分裂部分图像。请据图回答下面的问 题。

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(1)按先后顺序把有丝分裂图的号码排列起来:______ __;按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来:________。 (2)此动物的正常体细胞中有________对同源染色体, 细胞核中一般有________个DNA分子。 (3)在上述分裂图中,细胞中的染色体数比此动物正常 体细胞中染色体数增加一倍的是图________。 (4)在上述分裂图中,属于初级精母细胞的是图______。

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(5)上述分裂图中,每条染色体上只含一个DNA分子的 是图________。 (6)上述分裂图中,同源染色体的非姐妹染色单体之间 常常发生交叉互换是在________图中。

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【课堂笔记】__________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

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【解析】 ①为减数第一次分裂前期,②为有丝分裂中期, ③为减数第一次分裂中期,④为减数第二次分裂中期,⑤为 有丝分裂的后期,⑥为有丝分裂后期,⑦为有丝分裂末期, ⑧为减数第一次分裂后期,⑨为减数第二次分裂后期,⑩为 减数第二次分裂前期, 为精细胞, 为有丝分裂前期;根 据①中有4条染色体可知该动物的正常体细胞中有两对同源 染色体,细胞核中一般有4个DNA分子,在有丝分裂后期细 胞中染色体数目是正常体细胞的两倍;减数第一次分裂过程 中的细胞称为初级精母细胞;染色体上无姐妹染色单体时, 每条染色体含1个DNA分子,交叉互换发生在四分体时期。

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【答案】 (1) ②⑤⑥⑦ ①③⑧⑩④⑨ (2)两 4 (3)⑤⑥ (4)①③⑧ (5)⑤⑥⑦⑨ (6)①

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易错警示——对减数分裂过程中产生配子情况不熟悉 【典例2】 (2011·山东)基因型为AaX??BY的小鼠 仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,而产生一个不含 性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列 关于染色体未分离时期的分析,正确的是 ( ) ①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 ②2号染色 体可能在减数第一次分裂时未分离 ③性染色体可能在减数 第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时 未分离 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

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【课堂笔记】__________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

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【解析】 AA型配子中没有a基因,说明一定是减数第一 次分裂时A与a已经分开,一定是由于减数第二次分裂时2号 染色体未分离,①正确,②错误。AA型配子中不含性染色体, 有两种可能:一是在减数第一次分裂时性染色体未分离,由 产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成;二是减数第 二次分裂时性染色体未分离,产生不含性染色体的性细胞, 故③正确,④错误。 【答案】 A

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【纠错笔记】 (1)正常情况下产生配子的种类分析(未 变异)。 分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性 原细胞”。 ①若是一个个体则产生2n种配子,n代表同源染色体对数 或等位基因对数。 ②若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞, 而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞(未发生 交叉互换的情况)。 例:YyRr基因型的个体产生配子情况如下:

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可能产生配 子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 4种 4种 4种

实际能产生配子的种类 2种(YR、yr或Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 1种(YR或yr或Yr或yR)

一个雌性个体

4种

4种(YR、yr、Yr、yR)

注意:书写产生配子时“、”和“或”的运用。

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(2)变异条件下产生配子的种类分析。

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由图可以看出,在只研究两对同源染色体、三对基因的情 况下,仅发生基因突变或基因重组,就能产生众多类型的配 子。 (3)根据产生配子异常情况推减数分裂何时发生异常。 若亲代为AaXBY,则子代配子情况如下: ①若配子中出现Aa或XY在一起,则减Ⅰ分裂异常。 ②若配子中A-a分开,X-Y分开,出现两个AA/aa或两个 XX/YY则是减Ⅱ分裂异常。 ③若配子中无性染色体或无A也无a,则既可能减Ⅰ也可能 减Ⅱ分裂异常。

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(4)姐妹染色单体上出现等位基因的原因剖析。
一定基因突变 ①体细胞——有丝分裂 (例根尖分生区细胞出 现上述情况) ②作用时期——间期 ③亲代基因型AA若出 现上述情况 一定交叉互换 ①生殖细胞配子中出 现一条染色 体颜色有两种,例绝 大多数白色,只在头 上带一小段黑色 ② 作用时期——减Ⅰ 前期 两种可能

无前面任何 提示,可两 种情况同时 考虑

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?实验精讲

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实验12 观察细胞的减数分裂 ?理论指导 1.实验材料的选取 宜选用雄性个体生殖器官,其原因为: (1)雄性个体产生精子数多于雌性个体产生卵细胞数。 (2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排 出的仅仅是次级卵母细胞,只有和精子相遇后,在精子的刺 激下,才继续完成减Ⅱ分裂。

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2.实验流程 (1)装片制作:(同有丝分裂装片制作过程) 解离→漂洗→染色→压片 (2)显微观察:

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说明:精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂, 因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图 像。

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?实战演练 【例】 小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填 充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。 供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹Ⅲ染液、 醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液,解离固定液。 (1)取材:用________作实验材料。

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(2)制片: ①取少量组织低渗处理后,放在________溶液中,一定 时间后轻轻漂洗。 ②将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量________。 ③一定时间后加盖玻片,________。 (3)观察: ①用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。 若它们正常分裂,产生的子细胞是________。 ②下图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若 A1正常,A2发生的改变可能是________。

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【解析】 本题主要考查观察细胞分裂的实验过程,以及 染色体结构变异的区分方法。观察减数分裂应选取生殖器官, 本题应选取睾丸。制片过程为“解离→漂洗→染色→压片”。 精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖,通过减数分裂形成成 熟生殖细胞,故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、 减Ⅱ中期。A1正常,则A2为缺失,若A2正常,则A1为重复。

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【答案】 (1)(小鼠)睾丸 (2)①解离固定液 ②醋酸洋红染液 ③压片 (3)①次级精母细胞、精细胞、精原细胞 ②缺失

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?高考随堂 考向一 精子、卵细胞的形成过程及受精作用 1.(2012·上海)下图为细胞内染色体状态示意图。这种染 色体状态表示已发生 ( )

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A.染色体易位 C.染色体倒位

B.基因重组 D.姐妹染色单体之间的交换

答案 B 解析 本题考查生物可遗传变异的种类及其区别。减数分裂 四分体时期,一对同源染色体中的相邻两个非姐妹染色单体 的交叉互换可导致基因重组。这种交叉互换有别于染色体结 构变异中的染色体易位。前者互换的是等位基因(或相同基 因),而后者交换的是非等位基因。

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2.(2008·广东)以下为某植物生殖细胞形成过程中某些时 期的示意图,正确的描述是 ( )

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A.①纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开 B.②纺锤丝牵引着同源染色体向细胞两极移动 C.③同源染色体排列在赤道板上 D.④减数第一次分裂染色体排列在赤道板上

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答案 C 解析 结合细胞分裂图像考查减数分裂过程与特点,属于考 纲理解层次,难度适中。图①表示同源染色体的分开;图② 无同源染色体;图③表示同源染色体排列在赤道板上;图④ 表示减数第二次分裂染色体排列在赤道板上。

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考向二 减数分裂与生物变异 3.(2011·江苏)如图为基因型AABb的某动物进行细胞分 裂的示意图。相关判断错误的是 ( )

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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

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答案 A 解析 由图示可知,细胞中无同源染色体,处于减Ⅱ中期, 此细胞为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体,故A错 误;由体细胞基因型为AABb知,细胞中的a是由A突变产生 的;该细胞完成减Ⅱ后,形成AB或aB两个子细胞,可能是 两种精子或一种卵细胞和一个极体;二倍体细胞有丝分裂后 期含有四个染色体组。

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4.(2009·江苏)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异, 甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是 ( )

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①甲图中发生了染色体结构变异,增加了生物变异的多样性 ②乙图中出现的这种变异属于染色体变异 ③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 ④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④

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答案 C 解析 考查染色体变异。甲图中发生的是染色体结构变异 (颠倒);乙图中属于在着丝点分裂时,两条姐妹染色单体 分开后移向了同一极,使子细胞中染色体多了一条,也属于 染色体变异。染色体可以用显微镜观察到。乙图只会出现在 有丝分裂中,甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。

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考向三 减数分裂过程的实验考查 5.下图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片,该时 期(双选) ( )

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A.是减数分裂第一次分裂的前期 B.是减数分裂第一次分裂的中期 C.非姐妹染色单体可发生互换 D.结束后,同源染色体发生联会

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答案 AC 解析 本题考查减数分裂的相关知识,意在考查考生的识图 和析图能力。本题图中染色体排列无规则,故A正确、B错误; 减数第一次分裂的前期,同源染色体的非姐妹染色单体间可 发生交叉互换,C正确;同源染色体的联会应发生在减数第 一次分裂前期刚开始不久,而不是前期结束后,D错误。

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请做:限时规范训练 (十六)


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