專題細胞增殖和受精作用

一、細胞周期1．條件：只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期高度分化的細胞沒有細胞周期，減數(shù)分裂沒有細胞周期。(1)連續(xù)分裂細胞：又稱為周期細胞，如人體內(nèi)的表皮生發(fā)層細胞、造血干細胞，植物的根尖分生區(qū)細胞、芽的頂端分生組織細胞、形成層細胞等。(2)暫不分裂(休眠)細胞：又稱G0期細胞，在適當?shù)拇碳は驴芍匦逻M入細胞周期，如淋巴細胞、肝細胞、腎細胞等。(3)不分裂細胞：不可逆地脫離細胞周期，不再分裂，如神經(jīng)細胞、肌肉細胞等?？键c一與細胞增殖相關(guān)的幾個重要概念和術(shù)語的理解(2009·天津理綜，1)下列選項中，兩類細胞的染色體數(shù)目均可呈周期性變化的是 (

)。A．蛙的紅細胞與淋巴細胞B．小鼠骨髓瘤細胞與雜交瘤細胞C．人的胚胎干細胞與成熟的紅細胞D．牛的精細胞與精原細胞答案B2．細胞周期的表示方法甲→乙→甲為一個細胞周期ab+bc或cd+de為一個細胞周期A→E為一個細胞周期柱形圖a+b+c+d+e為一個細胞周期①主要抓住——前提條件(連續(xù)分裂的細胞)、起點(前一次分裂結(jié)束)、止點(下一次分裂結(jié)束)、兩個階段(分裂間期和分裂期)：②生物體內(nèi)的細胞并不都具細胞周期，只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，如進行減數(shù)分裂的精(卵)原細胞無細胞周期?！静槁┭a缺細胞周期概念的理解】二、與染色體相關(guān)的概念辨析項目染色體染色質(zhì)不同點細胞分裂期，呈桿狀或棒狀分裂間期，呈細絲狀相同點細胞核中，易被④_____染料(醋酸洋紅、龍膽紫等)染成深色，都主要由⑤_____和蛋白質(zhì)組成關(guān)系同種的物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)有絲分裂中變化規(guī)律堿性DNA1.染色體與染色質(zhì)(見下表)2.染色體與染色單體(見下表)染色體染色單體圖形說明相同點：a.一個著絲點；b.一條染色體a.無姐妹染色單體a.兩條姐妹染色單體b.1個DNA分子b.⑦__個DNA分子2著絲點染色單體形成于

期，出現(xiàn)于

期，消失于

期.3.同源染色體與非同源染色體圖形說明a.1和2、3和4分別屬于一對⑧___________b．1和3、2和4、1和4、2和3分別屬于⑨____________c．5和6不是___________，而是一條染色體的姐妹染色單體分開后形成的兩條相同的子染色體⑩同源染色體非同源染色體同源染色體1.常染色體和性染色體細胞中的染色體根據(jù)其功能的不同可分為兩類：常染色體(多對)和性染色體(一對)。前者與性別決定無關(guān)。后者與性別決定有關(guān)。體細胞和生殖細胞都含有常染色體和性染色體。2．四分體聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。如右圖中a和b所代表的結(jié)構(gòu)，就分別是一個四分體。由此可見，四分體的個數(shù)與聯(lián)會時同源染色體的對數(shù)是一致的。3.同源染色體、非同源染色體、聯(lián)會、四分體之間的關(guān)系(1)在減數(shù)分裂過程中，聯(lián)會的兩條染色體一定是同源染色體，它們與其他染色體的關(guān)系為非同源染色體。(2)細胞中有多少對同源染色體，在減數(shù)分裂時就能夠形成多少個四分體，即同源染色體的對數(shù)等于四分體的個數(shù)。．有絲分裂減數(shù)分裂知識梳理動物和高等植物的有絲分裂的比較二、減數(shù)分裂與有絲分裂比較(以動物細胞為例)比較項目減數(shù)分裂有絲分裂復制次數(shù)1次1次分裂次數(shù)2次1次同源染色體行為聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、有的有同源染色體的非姐妹染色體交叉互換無子細胞染色體數(shù)是母細胞的一半與母細胞相同子細胞數(shù)目4個2個子細胞類型生殖細胞(精細胞、卵細胞)、極體體細胞細胞周期無有三、動物精子和卵細胞形成過程的比較精子卵細胞形成場所睪丸卵巢

細胞質(zhì)分裂方式兩次都均等分裂初級、次級卵母細胞的分裂均為不均等分裂產(chǎn)生的生殖細胞數(shù)1個精原細胞產(chǎn)生4個精細胞1個卵原細胞產(chǎn)生1

個卵細胞生殖細胞是否變形是否

相同點都是染色體復制1次，細胞連續(xù)分裂2次，子細胞染色體數(shù)目較母細胞均減半圖像判斷判斷方法圖例細胞分裂前期細胞分裂中期

一、細胞分裂圖形的辨別圖像判斷判斷方法圖例細分裂后期①染色體是否含有染色單體，減Ⅰ后期(有)，減Ⅱ后期和有絲分裂后期(無)；②染色體中是否具有同源染色體，有絲分裂后期(有)，減Ⅰ后期(同一極無)，減Ⅱ后期(無)分辨雌雄個體根據(jù)減數(shù)分裂后期細胞質(zhì)分裂方式判斷：均等分裂——雄性減數(shù)分裂；不均等分裂——雌性減數(shù)分裂

比較項目有絲分裂減數(shù)分裂減數(shù)Ⅰ減數(shù)Ⅱ分裂過程圖像比較前中后同源染色體配對和分離存在同源染色體，但不配對和分離存在同源染色體，也存在配對和分離不存在同源染色體或者2.有絲分裂和減數(shù)分裂的圖形判別方法圖3－1－33．精子和卵細胞形成過程中的圖形判別方法【例】下圖為處于不同分裂時期的某生物的細胞示意圖，下列敘述正確的是(

)A．甲、乙、丙中都有同源染色體B．卵巢中不可能同時出現(xiàn)這三種細胞C．能夠出現(xiàn)基因重組的是乙D．丙的子細胞是精細胞【答案】C【變式題】右圖表示某二倍體哺乳動物某器官內(nèi)發(fā)生的部分細胞分裂過程。下列敘述不正確的是()A．該器官是動物的睪丸，B細胞分裂過程開始于初情期B．A細胞中含染色體組數(shù)為4，圖中沒有表示出性染色體C．B細胞移向同一極的是非同源染色體，沒有發(fā)生基因重組D．兩細胞的分裂過程中都有中心體的復制C【典例】(2011年珠海二模)圖3－1－4所示細胞均來自同一生物體，有關(guān)敘述正確的是()

圖3－1－4A.屬于有絲分裂過程的是③④⑤B.細胞①的形成過程：④→③→⑤→②→⑥→①C.①和②可能來自于同一個初級精母細胞D.③④⑤⑥中都具有同源染色體[答案]C④→③→②→⑥→①。

1．(2011年順德模擬)圖3－1－5是動物精巢中細胞分裂過程的部分模式圖(a表示母細胞，設每個母細胞有4條染色體)，下列有關(guān)說法正確的是(

)圖3－1－5A.a→c進行減數(shù)分裂，c細胞中有2對同源染色體B.a→b進行有絲分裂，b細胞中染色體分為兩部分，形成2個四分體C.a→c的過程中，經(jīng)歷了同源染色體分開、非同源染色體自由組合D.a→b的過程中，在赤道板上發(fā)生了染色體聯(lián)會 [答案]C2．(2011年中山三模)圖3－1－6為某雄性二倍體動物體內(nèi)一個正在分裂的細胞，下列相關(guān)敘述正確的是()

A.2和4是同源染色體

B.此細胞發(fā)生了交叉互換

C.1和3組成一個染色體組

D.該細胞分裂可能產(chǎn)生三種可遺傳的變異類型

[答案]A比較項目核DNA染色體染色單體數(shù)量增加時期有絲間期減數(shù)間期有絲后期減Ⅱ后期有絲間期減數(shù)間期生理過程DNA復制著絲點分裂染色體復制數(shù)量減少時期有絲末期減Ⅰ末期減Ⅱ末期有絲末期減Ⅰ末期減Ⅱ末期有絲后期減Ⅱ后期減Ⅰ末期生理過程（原因）細胞質(zhì)分裂細胞質(zhì)分裂著絲點分裂細胞質(zhì)分裂二、細胞分裂過程中DNA、染色體、染色單體的數(shù)量變化1．變化規(guī)律總結(jié)2.染色體、DNA數(shù)量變化規(guī)律曲線圖3－1－7生物體細胞內(nèi)的DNA含量為2a，下圖表示減數(shù)分裂、受精作用及受精卵的有絲分裂過程中的DNA含量變化。據(jù)圖回答(1)A→G表示（）分裂。其中，C→E表示（）時期；E→G表示（）時期。(2)“A→C”DNA的含量倍增，是因為()?！癉→E”DNA的含量減半，原因是()?！癋→G”DNA的含量再減半，原因是()。減數(shù)減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂DNA的復制同源染色體分離，細胞一分為二著絲點分裂細胞一分為二(3)DNA含量在“J→K”又增加了一倍，原因是()受精卵進行有絲分裂，DNA進行復制(4)由上圖可知：減數(shù)分裂與受精作用的重要意義是：將親代細胞的染色體經(jīng)過復制之后精確的平均到兩個細胞中知識提升

1．(2011年深圳聯(lián)考·雙選)圖3－1－9表示某生物幾種細胞分裂過程中的染色體數(shù)目變化，下列有關(guān)說法中正確的是()圖3－1－9A.ab段細胞中一定不存在同源染色體B.僅bc段細胞中沒有同源染色體C.e產(chǎn)生的原因是受精作用D.fg段細胞中，染色體數(shù)∶DNA分子數(shù)＝1∶1[答案]CD2．下列物質(zhì)變化示意圖中，哪個不可能發(fā)生在有絲分裂過程中？[答案]D

二、與有絲分裂有關(guān)的細胞器

細胞分裂是一種重要的生理活動，由許多細胞器協(xié)調(diào)配合共同完成。

(1)線粒體：在整個細胞分裂過程中為DNA復制、蛋白質(zhì)合成、染色體移動等提供所需的ATP。

(2)核糖體：合成組成染色體的蛋白質(zhì)和其他蛋白質(zhì)。

(3)中心體：在動物細胞和低等植物細胞有絲分裂前期，發(fā)出星射線組成紡錘體，以牽引染色體移動。

(4)高爾基體：在植物細胞有絲分裂的末期，合成纖維素形成新的細胞壁。細胞分裂與生物的遺傳變異1．減數(shù)分裂與受精作用圖3－1－10減數(shù)分裂和受精作用對于生物前后代染色體數(shù)目的恒定以及生物的遺傳和變異，都是十分重要的。2．細胞分裂與生物遺傳(1)中心法則的主要內(nèi)容包括DNA的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程，這些過程主要是在間期進行的。(2)兩大遺傳規(guī)律與減數(shù)分裂有關(guān)，而與無絲分裂和有絲分裂無關(guān)。①同源染色體的分離是基因分離定律的細胞學基礎(chǔ)；②非同源染色體的非等位基因自由組合是基因自由組合定律的細胞學基礎(chǔ)。減數(shù)第一次分裂后期：

3、細胞分裂與變異類型的關(guān)系(1)無絲分裂過程中沒有染色體的變化，但是進行DNA復制，因此只可能發(fā)生基因突變。(2)有絲分裂過程中進行DNA復制和染色體行為變化，但是無同源染色體分離和非同源染色體自由組合，因此可能發(fā)生基因突變和染色體變異，但不發(fā)生基因重組。(3)減數(shù)分裂過程中可發(fā)生同源染色體分離和非同源染色體自由組合，因此可發(fā)生基因重組，也可發(fā)生基因突變、染色體變異?？蛇z傳變異的來源：基因突變、基因重組和染色體變異。1．減數(shù)分裂與遺傳定律的關(guān)系減數(shù)分裂是遺傳定律的細胞學基礎(chǔ)。減數(shù)分裂中染色體的行為變化決定了染色體上基因的行為變化。兩大遺傳定律都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂

染色體的行為基因的行為遺傳定律同源染色體分離等位基因分離基因的分離定律非同源染色體自由組合非同源染色體上的非等位基因自由組合基因的自由組合定律減數(shù)分裂與生物變異的關(guān)系(見下表)2.時期變化特點變異的來源減Ⅰ間期DNA復制基因突變減Ⅰ前期非姐妹染色單體交叉互換基因重組減Ⅰ后期非同源染色體自由組合基因重組各期染色體結(jié)構(gòu)改變或數(shù)目增多或減少染色體變異【熱點考向2】細胞分裂與遺傳變異

【例2】(2011·江蘇卷改編)下列不屬于有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均能產(chǎn)生的變異是(

)A．DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變B．非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組C．非同源染色體之間交換一部分片段，導致染色體結(jié)構(gòu)變異D．著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異

【解析】非同源染色體之間發(fā)生自由組合，只能發(fā)生在減數(shù)分裂中。【答案】B【變式1】玉米花藥培養(yǎng)的單倍體幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株。右圖是該過程中某時段細胞核DNA含量變化示意圖。下列敘述錯誤的是(

)。A．a(chǎn)～b過程中細胞內(nèi)不會發(fā)生基因重組B．c～d過程中細胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)加倍C．e點后細胞內(nèi)各染色體組的基因組成相同D．f～g過程中同源染色體分離，染色體數(shù)減半解析基因重組和同源染色體分離都發(fā)生在減Ⅰ過程中，花藥培養(yǎng)的單倍體幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株的過程，不發(fā)生減數(shù)分裂，故A正確，D錯誤；由題中信息知，秋水仙素處理在c～d過程之前，秋水仙素抑制紡錘體的形成，導致c～d過程中細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，即由10條變?yōu)?0條；e點后細胞內(nèi)各染色體組都來源于花藥中的一個染色體組的復制，各染色體組的基因組成相同。答案

D【變式2】(2009·福建卷)細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是()A．染色體不分離或不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異B．非同源染色體自由組合，導致基因重組C．染色體復制時受誘變因素影響，導致基因突變D．非同源染色體某片段移接，導致染色體結(jié)構(gòu)變異【答案】B【典例3】(2011年江門調(diào)研)圖3－1－11是進行有性生殖生物的個體發(fā)育過程示意圖，有關(guān)說法錯誤的是()

圖3－1－11A．過程Ⅲ是在細胞分裂和細胞分化的基礎(chǔ)上進行的B．基因突變、基因重組和染色體變異均可發(fā)生在Ⅰ過程中C．在地球出現(xiàn)有性生殖的生物以后，生物進化的步伐大大加快了D．組成新個體細胞中線粒體的遺傳物質(zhì)既來自精子，也來自卵細胞[答案]D

5．(2011年茂名二模)圖3－1－12是同一種生物體內(nèi)，有關(guān)細胞分裂的一組圖像，下列與此有關(guān)的幾種說法中，不正確的是()圖3－1－12A.中心法則所表示的生命活動內(nèi)容主要是在圖⑤所示的時期進行的B.在圖示②細胞分裂方式的間期發(fā)生的基因突變傳遞給下一代的可能性要比圖③所示的大得多C.可遺傳的變異來源之一的基因重組的發(fā)生與圖①有關(guān)，而與圖③無直接關(guān)系D.在雄性動物體內(nèi)，同時具備上述細胞分裂時期的器官是睪丸而不是肝臟[答案]C6．(原創(chuàng))圖3－1－13為某生物體內(nèi)的一個細胞圖像，下列敘述正確的是()B圖3－1－13

A.該細胞只存在于該動物的精巢中

B.該細胞在分裂的間期發(fā)生過基因突變

C.該細胞含有4個染色體組

D.該細胞分裂產(chǎn)生的成熟生殖細胞有兩種

[解析]該圖存在同源染色體分離，并且細胞質(zhì)不均等分裂，為初級卵母細胞；從圖中的基因上看，不可能是交叉互換的結(jié)果，只能是基因突變；該細胞含有2個染色體組；該細胞分裂產(chǎn)生一個卵細胞和3個極體，極體不是成熟的生殖細胞?！緹狳c考向1】減數(shù)分裂

【例1】

(2011·山東卷)基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號染色體。下列關(guān)于染色體未分離時期的分析，正確的是(

)①2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離A．①③B．①④C．②③D．②④【答案】A

【變式1】(2011·江蘇卷)右圖為基因型AABb的某動物進行細胞分裂的示意圖。相關(guān)判斷錯誤的是()A．此細胞為次級精母細胞或次級卵母細胞B．此細胞中基因a是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生C．此細胞可能形成兩種精子或一種卵細胞D．此動物體細胞內(nèi)最多含有四個染色體組【答案】A【熱點考向3】有絲分裂、減數(shù)分裂的實驗

【例3】(2011·江蘇卷)洋蔥(2n＝16)為二倍體植物。為比較不同處理方法對洋蔥根尖細胞分裂指數(shù)(即視野內(nèi)分裂期細胞數(shù)占細胞總數(shù)的百分比)的影響，某研究性學習小組進行了相關(guān)實驗，實驗步驟如下：①將洋蔥的老根去除，經(jīng)水培生根后取出。②將洋蔥分組同時轉(zhuǎn)入質(zhì)量分數(shù)為0.01%、0.1%的秋水仙素溶液中，分別培養(yǎng)24h、36h、48h；秋水仙素處理停止后再轉(zhuǎn)入清水中分別培養(yǎng)0h、12h、24h、36h。③剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份無水乙醇、1份冰乙酸混勻)固定8h，然后將根尖浸泡在1mol/L鹽酸溶液中5～8min。④將根尖取出，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。⑤用石炭酸—品紅試劑染色。⑥制片、鏡檢；計數(shù)、拍照。實驗結(jié)果：不同方法處理后的細胞分裂指數(shù)(%)如下表。秋水仙素溶液處理清水培養(yǎng)時間(h)請分析上述實驗，回答有關(guān)問題：(1)步驟③中“將根尖浸泡在1mol/L鹽酸溶液中”的作用是_____________________________________。(2)步驟⑥為了獲得相應的觀察視野，鏡檢時正確的操作方法是________________________________。(3)根據(jù)所學的知識推測，石炭酸—品紅試劑是一種______性染料。(4)為了使統(tǒng)計數(shù)據(jù)更加科學，計數(shù)時應采取的方法是________________。(5)根據(jù)上表結(jié)果可以得出如下初步結(jié)論：①質(zhì)量分數(shù)為________秋水仙素溶液誘導后的細胞分裂指數(shù)較高；②本實驗的各種處理中，提高細胞分裂指數(shù)的最佳方法是_______________________。(6)下面為一位同學在步驟⑥所拍攝的顯微照片，形成細胞a的最可能的原因是____________________?！窘馕觥可飳W是建立在實驗基礎(chǔ)上的。本題考查實驗有關(guān)的知識?！敬鸢浮?/p>

(1)使組織中細胞相互分離開來(2)先在低倍鏡下觀察，緩慢移動裝片，發(fā)現(xiàn)理想視野后換用高倍鏡(3)堿(4)每組裝片觀察多個視野(5)①0.01%②0.01%秋水仙素溶液誘導24h，再在清水中培養(yǎng)36h(6)秋水仙素處理發(fā)生在上一個細胞周期紡錘體形成之后【變式3】小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細胞減數(shù)分裂的實驗步驟：供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟，蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅液、詹納斯綠B(健那綠)染液，解離固定液。取材：用__________作實驗材料。制片：①取少量組織低滲處理后，放在_____________中，一定時間后輕輕漂洗。②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量________。③一定時間后加蓋蓋玻片，______。觀察：用顯微鏡觀察時，發(fā)現(xiàn)幾種具有不同特征的分裂中期細胞。若它們均正常分裂，產(chǎn)生的子細胞是___________________________(小鼠)睪丸解離固定液(溶液)醋酸洋紅液壓片母細胞、精細胞、精原細胞。次級精【解析】本題源于教材上的觀察減數(shù)分裂的實驗，但又高于教材。注重考查學生對所學知識的遷移能力。首先學生要對課本上關(guān)于有絲分裂實驗中的系列步驟要熟知：取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察。實驗材料的選擇，既要重視理論上的合理性，又要充分考慮實驗的可行性。比較動物與植物細胞的分散方法為了觀察清楚，避免細胞錯位、重影，必須要進行分散處理。但兩者的方法是不同的：植物細胞可通過鹽酸解離、搗碎、壓片等方法使細胞分散開；動物細胞可借助于?_________，將動物組織分散成單個細胞。胰蛋白酶知識遷移配子形成過程分析(1)一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂再經(jīng)變形可形成4個精子，在沒有發(fā)生交叉互換時，其類型為兩種(如下圖)。在上述過程中，非同源染色體進行組合的時候只能是①、②中的任意一種，因此可形成兩種類型的4個精子。(2)一個精原細胞在減數(shù)分裂時，若發(fā)生了交叉互換，則可產(chǎn)生4種類型的4個精子(如下圖)。精子和卵細胞的種類歸納(3)動物(含n對同源染色體)產(chǎn)生精子或卵細胞的種類：2n種。(4)一個初級卵母細胞核中的DNA為4n，則該動物產(chǎn)生的卵細胞中含有的DNA確切地講應該大于n，因為細胞質(zhì)中也含有DNA分子?？键c7細胞分裂異常(或特殊形式分裂)的類型及結(jié)果類型分裂方式結(jié)果舉例細胞質(zhì)不分裂有絲分裂雙(多)核細胞個別染色體不分離有絲分裂、減數(shù)分裂單體、三體21三體綜合征全部染色體不分離有絲分裂、減數(shù)分裂多倍體四倍體植物【例】通過顯微技術(shù)破壞玉米根尖分生區(qū)細胞中的高爾基體。培養(yǎng)幾天后，再觀察該根尖細胞，預測會有什么樣的結(jié)果(

)A．細胞停止分裂B．產(chǎn)生多核細胞或多倍體細胞C．正常分裂D．不能形成紡錘體【解析】高爾基體參與植物細胞壁的形成。B【變式題】果蠅的卵原細胞在減數(shù)分裂形成卵細胞過程中常常發(fā)生染色體不分開的現(xiàn)象，因此常出現(xiàn)性染色體異常的果蠅，并產(chǎn)生不同的表型，如下表所示：果蠅的卵原細胞在減數(shù)分裂形成卵細胞過程中常常發(fā)生染色體不分開的現(xiàn)象，因此常出現(xiàn)性染色體異常的果蠅，并產(chǎn)生不同的表型，如下表所示：受精卵中異常的性染色體組成方式表現(xiàn)型XXX在胚胎期致死，不能發(fā)育為成蟲YO(體細胞中只有一條Y染色體，沒有X染色體)在胚胎期致死，不能發(fā)育為成蟲XXY表現(xiàn)為雌性可育XYY表現(xiàn)為雄性可育