图甲表示某高等动物(二倍体)在进行细胞分裂时的图像,图乙为该种生物的细胞内染色体及核 DNA 相对含量变化的曲线图。根据此曲线和图示回答下列问题:
( 1 )图甲中属于有丝分裂过程的图有 ( 填字母 ) ____________ ,不具有姐妹染色单体的细胞有 __________ ,染色体与 DNA 的比例是 1 ∶ 2 的图有 ( 填字母 ) ____ 。
( 2 )图甲中 B 处于 _______________ 期,此细胞的名称是 _______________ ; C 细胞分裂后得到的子细胞为 _____________________ 。
( 3 )图甲中 B 细胞对应图乙中的区间是 _____________ 。
( 4 )图乙细胞内不含同源染色体的区间是 __________ ,图乙中 8 处染色体与 DNA 数量加倍的原因是 _____________ (填生理过程)。
( 5 )若该生物体细胞中染色体数为 20 条,则一个细胞在 6 ~ 7 时期染色体数目为 ______ 条。
A AC B 减数第一次分裂后 初级卵母细胞 卵细胞和 ( 第二 ) 极体 3 ~ 4 5 ~ 8 受精作用 20
【分析】
根据题意和图示分析可知:甲图中 A 细胞着丝点分裂,移向细胞两极的染色体中存在同源染色体,所以细胞处于有丝分裂后期; B 图中同源染色体分离,细胞处于减数第一次分裂后期; C 图中不含同源染色体,着丝点分裂,细胞处于减数第二次分裂后期。
乙图中:根据 DNA 和染色体在有丝分裂和减数分裂中的变化特点可知, 0 ~ 8 表示的是减数分裂; 8 位点发生受精作用; 8 ~ 13 表示的是有丝分裂。具体的时间段 1 ~ 2 、 2 ~ 3 、 3 ~ 4 、 4 ~ 5 、 5 ~ 6 、 6 ~ 7 、 7 ~ 8 依次为减 Ⅰ 的前期、中期、后期、末期、减 Ⅱ 的前期、中期、后期和末期; 9 ~ 10 、 10 ~ 11 、 11 ~ 12 、 12 ~ 13 依次为有丝的前期、中期、后期和末期。
【详解】
( 1 )图甲中 A 处于有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍。图甲中 A 和 C 的着丝点分裂,不存在姐妹染色单体。 B 细胞图中每条染色体上含有两条姐妹染色单体,染色体与 DNA 的比例是 1 ∶ 2 。
( 2 )图甲中同源染色体分离,细胞质不均等分裂,处于减数第一次分裂的后期,此时的细胞名称是初级卵母细胞。 C 细胞是减数第二次分裂,细胞质不均等分裂,产生的子细胞是第二极体和卵细胞。
( 3 )图甲中的 B 为减数第一次分裂的后期,对应于图乙中 3 ~ 4 。
( 4 )减数第一次分裂结束后不存在同源染色体,即整个的减数第二次分裂不存在同源染色体,位于图乙中的 5 ~ 8 。图乙中 8 处由于受精作用使精细胞和卵细胞结合,染色体与 DNA 数量加倍。
( 5 ) 6 ~ 7 时期为减数第二次分裂后期,染色体数目与体细胞相同,为 20 条。
【点睛】
本题考查减数分裂和有丝分裂过程中染色体和 DNA 含量变化的相关知识,意在考查学生分析图形和解决问题的能力;连续 2 次直线下降代表减数分裂, 1 次直线下降代表有丝分裂。
前期 | 中期 | 后期 | ||
有丝分裂 | 有同源染色体(染色体必定成对) | 不联会 |
着丝点排列在赤道板 |
着丝点分裂 |
减数第一次分裂 | 有同源染色体(染色体必定成对) | 联会 |
四分体排列在赤道板两侧 |
同源染色体分离,非同源染色体自由组合 |
减数第二次分裂 | 无同源染色体(染色体可以不成对) | 无同源染色体 |
着丝点排列在赤道板 |
着丝点分裂 |
项目 | 有丝分裂 | 减数分裂 | |
不同点 | 母细胞 | 体细胞或原始生殖细胞 | 原始生殖细胞 |
染色体复制 | 一次,有丝分裂间期 | 一次,减数第一次分裂前的间期 | |
细胞分裂次数 | 一次 | 两次 | |
同源染色体行为 | 有同源染色体,但无同源染色体的联会、四分体,不出现同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换及同源染色体的分离 | 有同源染色体的联会、四分体,出现同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换及同源染色体的分离 | |
子细胞的数目 | 2个 | 雄性4个,磁性为(1+3)个 | |
子细胞的类型 | 体细胞 | 生殖细胞(精细胞或卵细胞) | |
最终产生子细胞染色体数 | 与亲代细胞相同 | 比亲代细胞减少一半(发生在减数第一次分裂) | |
子细胞核的遗传物质组成 | 几乎相同 | 不一定相同(基因重组形成多种配子) | |
子细胞中可遗传变异的来源 | 基因突变、染色体变异 | 基因突变、基因重组、染色体变异 | |
染色体及DNA数量的变化 | |||
相同点 | 染色体都复制一次;出现纺锤体,均有子细胞产生,均有核膜、核仁的消失与重建过程;减数第二次分裂和有丝分裂相似,着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成染色体 | ||
意义 | 使生物的亲代和子代之间保持了遗传特性的稳定性 | 减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 |
知识拓展:
1、AaBb(两对基因独立遗传)产生配子情况
产生的配子种类 | 说明 | |
一个精原细胞 | 4个,2种(AB、ab或Ab、aB) | 植物产生配子的结论,与动物大致相同(区别仅在于:一个花粉母细胞产生的精子数量是8个,比动物要多) |
一个雄性个体 | 4n个,4种(AB、ab、Ab、aB) | |
一个卵原细胞 | 1个,1种(AB或ab或Ab或aB) | |
一个雌性个体 | n个,4种(AB、ab、Ab、aB) |
分裂方式 | 变异类型 |
无丝分裂 | 基因突变 |
有丝分裂 | 基因突变、染色体变异 |
减数分裂 | 基因突变、基因重组、染色体变异 |
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