下列甲图中曲线表示某雄性生物的体细胞分裂过程及配子形成过程中每个细胞内某结构数量的变化; a 、 b 、 c 、 d 、 e 分别表示分裂过程中某几个时期的细胞中染色体示意图。乙图是该生物细胞在分裂过程中一条染色体上 DNA 含量变化的曲线。请据图回答下列问题:
( 1 )甲图曲线表示 ______ 的数量变化,其中 ④ ~ ⑤ 段该结构数目变化的原因是 __________ 。
( 2 )甲图 b 细胞分裂产生的子细胞名称为 ________________ 。
( 3 ) a 细胞中有 ___________ 个四分体,含有 ___________ 个 DNA 分子。
( 4 )甲图 a ~ e 中属于乙图 bc 段的细胞是 ___________ 。
( 5 )甲图 a 、 b 、 c 、 d 、 e 细胞中,具有同源染色体的是 ___________ 。
( 6 )一个基因型为 AaBb 的该动物性原细胞,最终产生了一个 Ab 的子细胞,则跟它同时产生的其它三个子细胞的基因组成为 ______________________ 。(不考虑基因突变和交叉互换)
染色体数量 减数第二次分裂时着丝点分开,姐妹染色单体分开造成染色体数目加倍 精细胞 2 8 a 、 c 、 d 、 a 、 d 、 e Ab 、 aB 、 aB
【分析】
甲图表示某生物( 2n=4 )的体细胞分裂过程及精子形成过程中每个细胞内染色体数量的变化, ①表示有丝分裂间期、前期、中期;②表示有丝分裂后期;③表示有丝分裂末期;④表示减数第二次分裂前期和中期;⑤表示减数第二次分裂后期;⑥表示精子。 a 细胞含有同源染色体,且同源染色体两两配对,处于减数第一次分裂前期; b 细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂后期; c 细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂中期; d 细胞含有同源染色体,且染色体的着丝点都排列在赤道板上,处于有丝分裂中期; e 细胞含有同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期。乙图 ab 段形成的原因是 DNA 分子的复制, bc 段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期, cd 段形成的原因是着丝点分裂; de 段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。
【详解】
( 1 )由以上分析可知,甲图中 ①~③段可表示有丝分裂过程中染色体数量变化, ④ ~ ⑤ 段是因为减数第二次分裂时着丝点分开,姐妹染色单体分开造成染色体数目加倍造成。
( 2 b 细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂后期,子细胞是生殖细胞,由于该动物是雄性,所以子细胞是精细胞。
( 3 ) a 细胞含有同源染色体,且同源染色体两两配对,处于减数第一次分裂前期,从图中看出有 2 个四分体,共 4 条染色体,每条染色体上都含姐妹染色单体,所以共有 DNA 分子 8 个。
( 4 )乙图 bc 段表示每条染色体上有 2 个 DNA 分子,所以对应甲图中的 a 、 c 、 d 、。
( 5 )对于二倍体生物来说,同源染色体存在于减数第一次分裂全过程和有丝分裂全过程,所以在图中 a 、 d 、 e 都含同源染色体。
( 6 )减数分裂过程中等位基因随着同源染色体的分离而分离,位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合,所以其他三个子细胞的基因型是 Ab 、 aB 、 aB 。
【点睛】
本题结合曲线图和细胞分裂图,考查有丝分裂和减数分裂的相关知识,要求考生识记有丝分裂和减数分裂不同时期的特点,掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体数目变化规律,能转判断甲图和乙图曲线各区段所代表的时期以及各细胞的分裂方式及所处的时期。
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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