全国通用高中生物 一轮复习 第四单元 专题九 遗传的细胞基础课件PPT

这是一份全国通用高中生物 一轮复习 第四单元 专题九 遗传的细胞基础课件PPT，共56页。PPT课件主要包含了考情解读，必备知识通关，受精作用，2显微观察，解题能力提升，思路分析▶，2判断方法等内容，欢迎下载使用。
考点　减数分裂与受精作用 必备知识通关 解题能力提升 考法 减数分裂过程的分析和判断 “双一流”名校冲刺 专题探究2 多角度辨析有丝分裂和减数分裂 专题探究3 运用模型建构法分析减数分裂与生物变异的联系
课标要求阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞;说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。
高考怎么考对于减数分裂,高考常将其与有丝分裂相结合进行考查,主要考查减数分裂与有丝分裂过程及特点的比较、减数分裂与有丝分裂图像的分析,或与遗传和变异相联系。题型以选择题为主,着重考查考生的识图能力及分析判断能力。预计2022年高考仍将以细胞分裂图像、坐标曲线为背景,结合DNA复制、遗传规律、生物变异等知识进行综合考查。
考点 减数分裂与受精作用
一、减数分裂的概念1.概念: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。
核心素养 · 科学思维 思考:为什么将减数分裂称作特殊的有丝分裂?提示:因为二者分裂过程中均出现纺锤丝,均有染色体的复制和着丝点分裂等相似的行为。“特殊”则体现在二者的不同之处。
2.减数分裂的过程(以二倍体雄性生物精子的形成过程为例)
误区警示　　　　　 关于减数分裂的四点提醒 1.生殖器官中并非只存在减数分裂一种分裂方式。睾丸或卵巢是进行减数分裂的器官,但睾丸或卵巢内也存在有丝分裂,如精原细胞或卵原细胞可通过有丝分裂增殖。2.同源染色体并非只存在于减数分裂过程中。同源染色体普遍存在于各种体细胞中,只是在有丝分裂过程中不出现同源染色体的联会、分离等现象。3.卵原细胞在减数分裂过程中细胞质并非都不均等分裂。第一极体进行减数第二次分裂形成第二极体时细胞质均等分裂。4.姐妹染色单体上的等位基因并不都是基因突变导致的。同源染色体中的非姐妹染色单体间的交叉互换也可能导致姐妹染色单体上存在等位基因。
二、配子的形成1.哺乳动物精子和卵细胞形成过程的异同分析
2.配子中染色体组合多样性的原因(1)减数第一次分裂后期,同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合。(2)四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。
核心素养 · 科学思维　　　　　 思考:如何判断形成的精子是来自同一个初级精母细胞还是来自同一个次级精母细胞?提示:
拓展延伸　　　　　 1.受精作用的细胞学基础(1)细胞膜的信息交流功能——不同物种的精卵不识别或不融合,这也是生殖隔离形成的原因。(2)细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵,首先要发生细胞膜的融合。2.有性生殖产生的后代呈现多样性(1)配子中染色体组合具有多样性。(2)基因突变和染色体变异也可使配子具有多样性。(3)受精时卵细胞和精子结合具有随机性。
四、观察细胞的减数分裂实验1.实验原理　　减数分裂过程中,细胞中染色体的形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可据此识别减数分裂的各个时期。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→制片。
名师提醒　　　　　 1.观察减数分裂过程注意两点:(1)不止观察到一种分裂方式:因为动物的精巢、植物的花药等中的细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂。(2)不能观察到一个细胞减数分裂的全过程:因为在制作装片的过程中细胞已死亡。2.该实验宜选用雄性个体生殖器官作为实验材料的原因:(1)雄性个体产生的精子数多于雌性个体产生的卵细胞数;(2)动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底。
考法 减数分裂过程的分析和判断1.三看法判断两条染色体是不是一对同源染色体一看行为:能联会的染色体一定是同源染色体。二看来源:是否一条来自父方,一条来自母方(单倍体加倍或多倍体的配子除外,往往用不同颜色表示来自双亲的染色体)。三看形态:一般形态、大小完全相同(异型性染色体除外)。注意1.着丝点分裂后形成的两条子染色体的来源相同,不能称为同源染色体。2.任意两条非同源染色体、不联会的两条染色体中的4条染色单体不能称为四分体。
2.解读减数分裂过程中染色体、核DNA、染色单体数量变化曲线模型(以二倍体生物为例)
(1)甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞或极体;戊为性细胞。(2)染色体、核DNA数目变化及原因(结合上图更易理解)
(3)染色体与核DNA的比值变化的规律和原因
3.分析减数分裂产生配子的种类分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。(1)若是一个(二倍体)个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数。(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)精细胞。例如YyRr基因型(Y、y和R、r独立遗传)的个体产生配子情况如下:
命题角度1　减数分裂过程中染色体的行为变化示例1 [2020浙江1月选考,19,2分]二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成示意图如下,图中①、②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。下列叙述错误的是
A.一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,可存在于a与b中,但不存在于c与d中B.在减数分裂中期Ⅰ,同源染色体①与②排列在细胞中央的赤道面上C.在减数分裂后期Ⅱ,2条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中D.若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另一精子中
解析▶分析题图可知,此细胞中含有同源染色体,且同源染色体形成四分体,①、②为同源染色体,a、b为姐妹染色单体,c、d为非姐妹染色单体。一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,存在于同一条染色体的两条姐妹染色单体上,所以可存在于a与b中,但不存在于c与d中,A正确;在减数第一次分裂中期,同源染色体排列在细胞中央的赤道面上,B正确;在减数第二次分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成两条子染色体,所以2条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中,C正确;若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d不可能出现在同时产生的另一精子中,D错误。答案▶D
命题角度2　减数分裂的过程及精子、卵细胞的形成示例2 [2018天津理综,4,6分]果蝇的生物钟基因位于X染色体上,有节律(XB)对无节律(Xb)为显性;体色基因位于常染色体上,灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中,若出现一个AAXBXb类型的变异细胞,有关分析正确的是A.该细胞是初级精母细胞B.该细胞的核DNA数是体细胞的一半C.形成该细胞过程中,A和a随姐妹染色单体分开发生了分离D.形成该细胞过程中,有节律基因发生了突变
解析▶雄蝇的基因型为AaXBY,而变异细胞的基因型为AAXBXb,由于在减数第一次分裂过程中同源染色体分离会导致等位基因分离,而变异细胞中无等位基因A和a而含有两个A且无Y染色体,判断该细胞为次级精母细胞,A错误;处于减数第二次分裂时期的细胞中核DNA数与体细胞的核DNA数相同,B错误;形成该次级精母细胞的过程中,A和a随同源染色体在减数第一次分裂后期的分离而分离,C错误;次级精母细胞中应含有XBXB或YY基因,但该次级精母细胞含有XBXb,说明在形成该细胞过程中发生了基因突变,B突变成b,D正确。答案▶D
命题角度3　观察细胞的减数分裂实验示例3 [2020江苏,22,3分][多选]有研究者采用荧光染色法制片,在显微镜下观察拟南芥(2n=10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目,以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是
A.图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离C.图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁
解析▶分析题图可知,由于拟南芥的染色体数为2n=10,故知其细胞内含有5对同源染色体。由于甲和乙图均有5个荧光点,且荧光比较明显,甲图5个荧光点分布较为散乱,乙图5个荧光点相对集中地分布在图的中央,即赤道板附近,所以可以快速判断甲图细胞处于减数第一次分裂前期(四分体时期),乙图细胞处于减数第一次分裂中期;丙图一共有10个荧光点,且荧光点较小,均分为两个区域并相对集中于一条线上,可以判断丙图细胞处于减数第二次分裂中期;丁图一共有20个荧光点,均分为四个区域,可以判断丁图细胞处于减数第二次分裂后期或末期。故A、B选项错误,C、D选项正确。答案▶CD
“双一流”名校冲刺
专题探究2 多角度辨析有丝分裂和减数分裂突破点1　有丝分裂与减数分裂的过程辨析比较法分析有丝分裂和减数分裂过程
示例4 [2018全国卷Ⅲ,4,6分]关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体着丝点都排列在赤道板上思路分析▶
解析▶染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,A正确;同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期,B错误;无论是有丝分裂还是减数分裂,染色体仅复制一次,C正确;有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体的着丝点都整齐排列在赤道板位置上,D正确。答案▶B
突破点2　有丝分裂与减数分裂的图像辨析三结合法判断细胞分裂方式和特点(以二倍体生物为例)(1)结合染色体的行为与形态进行判断
(2)结合染色体的奇、偶数进行判断
(3)结合细胞质的分裂情况判断减数分裂细胞的类型
示例5 [2020北京海淀区4月模拟]如图为某二倍体哺乳动物处于不同分裂时期的细胞中染色体及其上基因示意图。下列叙述错误的是
A.形成细胞③的过程中发生了等位基因分离B.细胞②中有四对同源染色体,四个染色体组C.细胞④不是③的子细胞,细胞④仅有一个染色体组D.细胞④为次级精母细胞,不含同源染色体
解析▶形成细胞③时已完成了减数第一次分裂,因此形成细胞③的过程中发生了等位基因的分离,A项正确。细胞②处于有丝分裂后期,与体细胞相比,染色体数目暂时加倍,细胞中有四对同源染色体,四个染色体组,B项正确。根据图中染色体的大小和颜色可知,细胞④不是③的子细胞,细胞④仅有一个染色体组,C项正确。由表格分析可知该动物是雌性,细胞④可能为次级卵母细胞或第一极体,不含同源染色体,D项错误。答案▶D
突破攻略 分析细胞分裂图像关键点1.题干中是否有信息明确是几倍体生物的细胞。对四倍体生物而言,处于减数第二次分裂的细胞中同样存在同源染色体。对于只含有一个染色体组的生物,其处于有丝分裂后期的细胞中同样没有同源染色体。2.题干是否指明细胞分裂图像存在于什么器官,应特别注意是不是存在于可以进行减数分裂的器官。3.对于涉及减数分裂图像的题目要注意是雌性还是雄性。
突破点3　细胞分裂过程中相关物质或结构的数量变化分析1.细胞分裂过程中染色体和核DNA分子的数量变化(以二倍体生物为例)(1)曲线模型
2.每条染色体中DNA含量变化分析
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:
3.染色单体、同源染色体和染色体组的数量变化(以二倍体生物为例)
4.利用柱形图分析减数分裂过程中染色体、核DNA分子和染色单体数量变化(以二倍体生物的精子形成过程为例)
示例6 图1和图2表示某二倍体生物的细胞分裂图像;图3表示该生物细胞分裂过程中,不同时期每条染色体上DNA分子数的变化;图4表示该生物细胞分裂过程中染色体和核DNA的数量关系。下列有关叙述正确的是
A.图1和图2所示细胞的分裂方式不同,图2所示细胞为次级精母细胞B.图1和图2所示细胞均处于图3的BC时期C.能发生基因重组的细胞有图3中处于BC时期的细胞、图4中进行b→c过程的细胞
D.细胞分裂过程中不会出现图4中d时期的数量变化,图2所示细胞所处的分裂时期对应图4中的a时期思路分析▶
解析▶图1所示细胞中染色体的着丝点已经分裂,染色体正在移向细胞两极,且细胞内含有同源染色体,故图1所示细胞处于有丝分裂后期。图2所示细胞中染色体着丝点已经分裂,染色体正在移向细胞两极,且没有同源染色体,故图2 所示细胞处于减数第二次分裂后期,由于细胞质均等分裂,且生物体的性别未知,所以图2所示细胞为次级精母细胞或第一极体,A项错误。图3的BC时期表示每条染色体上含有2个DNA分子,即细胞内含有染色单体,而图1和
图2所示细胞内均没有染色单体,B项错误。基因重组发生在进行减数第一次分裂的细胞中,图3中处于BC时期的细胞可以是进行减数第一次分裂的细胞。图4中b时期的细胞内染色体数为体细胞中的一半,且细胞中染色体数∶核DNA分子数=1∶2,故b时期应为减数第二次分裂的前期和中期;c时期的细胞内染色体数是体细胞中的一半,且细胞中染色体数∶核DNA分子数=1∶1,故c时期应为减数第二次分裂结束,进行b→c过程的细胞中不会发生基因重组,C项错误。图4中d时期表示细胞中染色体数∶核DNA分子数=2∶1,细胞分裂过程中不会出现这样的数量关系。图4中a时期细胞中染色体数=体细胞中的染色体数,而且细胞内不含染色单体,所以可表示处于减数第二次分裂后期的细胞(如图2所示细胞),D项正确。答案▶D
示例7 [2019浙江4月选考,24,2分]二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,依次形成四个不同时期的细胞,其染色体组数和同源染色体对数如图所示:
下列叙述正确的是A.甲形成乙过程中,DNA复制前需合成rRNA和蛋白质
B.乙形成丙过程中,同源染色体分离,着丝粒不分裂C.丙细胞中,性染色体只有一条X染色体或Y染色体D.丙形成丁过程中,同源染色体分离导致染色体组数减半解析▶DNA复制前会合成所需的蛋白质,并且会发生核糖体的增生,核糖体由rRNA和蛋白质组成,故DNA复制前需合成rRNA和蛋白质,A正确。乙中染色体组数为2,同源染色体对数为2N,可表示减数第一次分裂前、中、后期,丙中染色体组数为2,同源染色体对数为0,说明丙处于减数第二次分裂后期,乙形成丙过程中,同源染色体分离,也会出现着丝粒的分裂,B错误。丙细胞中染色体着丝粒分裂,会出现2条X染色体或Y染色体,C错误。丁可表示减数第二次分裂末期结束后形成的子细胞,丙形成丁过程中没有同源染色体分离现象,D错误。答案▶A
专题探究3 运用模型建构法分析减数分裂与生物变异的联系1.减数分裂与基因突变 在减数第一次分裂前的间期,DNA分子复制过程中,若复制出现差错,则可能引起基因突变,基因突变可导致姐妹染色单体上含有等位基因,这种突变能通过配子传递给下一代,如图所示。
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。发生在减数第一次分裂后期,可因同源染色体分离,非同源染色体自由组合而出现基因重组,如图中A与B或A与b组合。
(2)同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换可导致基因重组。发生在减数第一次分裂的四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换而导致基因重组,如图中原本A与B组合,a与b组合,经交叉互换可导致A与b组合,a与B组合。
3.减数分裂与染色体变异(1)图像分析 如果只有减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常;如果只有减数第二次分裂中一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示:
(2)减数分裂异常和配子基因型的关系
示例8 [2018浙江4月选考,24,2分]某二倍体高等动物(2n=6)雄性个体的基因型为AaBb,其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图所示。下列叙述正确的是
A.形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体畸变B.该细胞含有3个四分体,6条染色体,12个DNA分子C.该细胞每条染色体的着丝粒都连有两极中心体发出的纺锤丝D.该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
解析▶由图可知,A基因所在的染色体片段易位到了X染色体上,没有体现基因突变,A错误;该细胞为减数第一次分裂中期图像,四分体出现在减数第一次分裂前期,同时DNA除主要分布在染色体上外,细胞质中也含有,细胞中DNA分子数大于12,B错误;该细胞处于减数第一次分裂中期,每条染色体的着丝粒仅连接从一极中心体发出的纺锤丝,C错误;据图可知,该细胞分裂可形成4种配子,基因型分别为aBX、aBXA、AbY、bY,D正确。答案▶D
示例9 下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是