生物姐:
減數分裂是生物細胞中染色體數目減半的分裂方式。性細胞分裂時,染色體只複製一次,細胞連續分裂兩次,染色體數目減半的一種特殊分裂方式。減數分裂不僅是保證物種染色體數目穩定的機制,同且也是物種適應環境變化不斷進化的機制。減數分裂的結果是,成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞的減少一半。
有絲分裂各時期細胞特徵比較
時期
主要特徵
分裂間期
①細胞生長,體積增大②DNA分子複製③有關蛋白質合成
G1期:RNA和蛋白質合成,為DNA分子複製做準備;S期:DNA分子複製;G2期:RNA和蛋白質合成,為細胞分裂期做準備。
分裂期
前期
①兩級發出紡錘絲,形成紡錘體②染色質變為染色體,散布在紡錘體中央③核膜、核仁消失
中期
①染色體的著絲點兩側連有紡錘絲②染色體的著絲點排列在赤道板上③染色體高度螺旋化,形態固定,數目清晰
後期
①著絲點分裂,形成兩套完全相同的染色體②紡錘絲收縮,兩套染色體分別移向細胞兩極③細胞中的染色體數目加倍
末期
①染色體變為染色質,紡錘體消失②核膜、核仁重新形成③赤道板位置形成細胞板,並擴展為細胞壁,形成兩個子細胞
動物細胞與植物細胞有絲分裂比較
細胞類型
動 物 細 胞
植 物 細 胞
不同點
紡錘體的形成方式
兩組中心粒移向兩極過程中發出星射線形成紡錘體
兩極發出紡錘絲形成紡錘體
細胞質的分裂方式
由細胞膜從中部內陷將細胞質縊裂為兩部分的。
由細胞板擴展為細胞壁將細胞質一分為二
相同點
⑴間期、中期、後期變化相同;⑵在細胞周期中,染色體、DNA分子、染色單體的行為變化相同。染色體通過複製,平均分配到兩個子細胞中。
減數分裂各時期細胞特徵比較
時期
主要特徵
分裂間期
①細胞體積增大;②染色體複製;
減數第一次分裂
前期
①同源染色體聯會、形成四分體;②四分體中非姐妹染色單體交叉互換
中期
①四分體排列在赤道板上;②著絲點一側連有紡錘絲
後期
①同源染色體分離,②非同源染色體自由組合
末期
①染色體數目減半;②DNA數目減半
減數第二次分裂
前期
除沒有同源染色體外,其餘細胞特徵與有絲分裂相同。
中期
後期
末期
精子形成與卵細胞形成過程比較
配子
精子
卵子
形成部位
睪丸的曲細精管
卵巢的卵泡
發生時期
發情期到生殖機能衰退
胎兒期;發情期到生殖機能衰退
細胞質分裂
均等分裂
不均等分裂
子細胞數目
4 個
4 個
成熟子細胞數目
4 個
1 個
是否變形
變形
不變形
有絲分裂與減數分裂比較
有絲分裂
減 數 分 裂
減數第一次分裂
減數第二次分裂
發生部位
各組織器官
動物:精巢、卵巢,植物:花葯、胚囊
發生時期
從受精卵開始
性成熟後開始
分裂起始細胞
體細胞
原始的生殖細胞
子細胞
數目
2個
4個
類型
體細胞
配子
染色體數
與親代細胞相同
比親代細胞減半
染色體組成
完全相同
不一定相同
細胞分裂次數
一次
兩次
染色體複製次數
一次
一次
細胞周期
有
無
同源染色體
有無
有
有
無
行為
無聯會等
有聯會、四分體,同源染色體分離,非同源染色體自由組合
無
中期赤道板位置的變化
著絲點排在赤道板上,兩側連紡錘絲
四分體排在赤道板上,一側連紡錘絲
著絲點排在赤道板上,兩側連紡錘絲
後期著絲點變化及其染色單體行為
著絲點一分為二,染色單體變成子染色體,兩者分離
著絲點不分裂,同源染色體分離
著絲點一分為二,染色單體變成子染色體,兩者分離
聯 系
減數分裂是一種特殊方式的有絲分裂
染色體形態可分為單線型和雙線型(如下圖),當染色體複製完成後,就有單線型變為雙線型,無論哪一種形態,染色體的數目都等於著絲點的個數。只要數清著絲點的個數,染色體的個數就知道了。
【注意】
①除減數分裂的聯會外,其餘圖像。
一個單線型染色體:只含1個DNA,0個染色單體。
一個雙線型染色體:含2個DNA,2個染色單體。
②減數分裂的聯會圖像常常畫成單線型。但此時已經歷染色體複製(減I分裂間期),因此雖然畫成單線型,但其實每條染色體上含有2個DNA,2個染色單體。如下圖
很多同學對於圖像的判斷錯誤就是由於不知道怎樣去判斷同源染色體。同源染色體的判斷依據下面幾點:
①形態相同,即染色體上的著絲點的位置相同。
②大小相同,即兩條染色體的長度相同。
③來源不同,即一條來源於父方,一條來源於母方(通常用不同的顏色來表示)。
④能夠配對,即在細胞內成對存在。對常染色體而言,只有當這四點同時滿足時細胞中才含有同源染色體。
【注意】
①同源染色體的形態大小一般是相同的,但並不絕對,也有同源染色體在形態大小上差異顯著,如性染色體X和Y。
②同源染色體的形態大小一般是相同的,但形態大小相同的染色體不一定是同源染色體,如姐妹染色體形態大小也是相同的。
③姐妹染色單體經著絲點分裂形成的兩條子染色體不是同源染色體,而是相同染色體。
例1、下圖是某種動物細胞進行有絲分裂和減數分裂部分圖,據圖回答問題:
按先後順序把有關有絲分裂圖的號碼排列起來_______________;按順序把有關減數分裂圖的號碼排列起來__________________
【解析】:此類題目對於學生來說是圖像題中最難得分的,學生不僅要把各個圖像準確的識別出,而且還要把它們按正確的順序排列起來,只要其中一個序號排錯,這一步就不得分。根據上面的視圖方法可得:
①是減Ⅰ前期,②是有絲中期,③是減Ⅰ中期,④是減Ⅱ中期,⑤是有絲後期 ⑥是有絲後期,⑦是有絲後期,⑧是減Ⅰ後期,⑨是減Ⅱ後期,⑩是減Ⅱ前期
因此,有絲分裂順序為:②⑤⑥⑦;減數分裂順序為:①③⑧⑩④⑨
例2、如下圖所示是什麼時期的分裂圖像
【解析】:此圖很多同學都識別錯了。同學們一看染色體為10是偶數,又被拉向兩極,就判斷為有絲分裂後期。
正確的判斷方法是:著絲點分裂,染色體被拉向兩極,屬於後期,對於後期的圖像,我們應看一極的染色體條數5條,奇數,所以為減Ⅱ後期。
例1、下圖中甲~丁為小鼠睪丸中細胞分裂不同時期的染色體數、染色單體數和DNA分子數的比例圖,關於此圖敘述中錯誤的是
A.甲圖可表示減數第一次分裂前期
B.乙圖可表示減數第二次分裂前期
C.丙圖可表示有絲分裂間期的某一階段 D.丁圖可表示有絲分裂後期
【解析】:此類題通過柱形圖的變化來表示有絲分裂或減數分裂的不同時期。
首先,必須弄明白不同的柱形圖所代表的含義。
上面講過染色體可分為單線型和雙線型兩種形態,在有絲分裂和減Ⅱ分裂後期時,著絲點分裂,染色體從雙線型變為單線型,染色單體消失。在雙線型的染色體中含兩條染色單體,每一條單體含有一個DNA分子,因此,染色體:DNA=1:2。
所以
其次,通過觀察染色體、染色單體和DNA數量的變化弄明白四圖可能代表什麼時期的什麼分裂。
甲圖中有單體並且染色體數為2n,因此,可能為有絲分裂:間期複製完成、前期或中期;也可能為減Ⅰ:間期複製完成、前期、中期或後期。
乙圖中染色體數量減半,一定為減Ⅱ分裂,並且有染色單體,因此,可能為前期或中期。
丙圖的判斷是最容易出錯的。染色體數為2n,沒有染色單體,所以可能為有絲分裂:間期未複製或末期;減Ⅰ間期未複製或減Ⅱ後期。丁圖無染色單體並且染色體數量減半隻能為減Ⅱ末期。
所以,答案為D。
(1)細胞核內DNA和染色體的數量變化
例1、下圖是表示某種生物細胞核內染色體及DNA相對量變化的曲線圖。根據此曲線圖回答下列問題:(註:橫坐標各個區域代表細胞分裂的各個時期,區域的大小和各個時期所需的時間不成比例)
(1)圖中代表染色體相對數量變化的曲線是____________。
(2)形成配子時,成對的遺傳因子分離發生在圖中的___________過程。
(3)細胞內含有四分體的區間是____________。
(4)若該生物體細胞中染色體數為20條,則一個細胞核中的DNA分子數在9—12時期為__________條。
(5)著絲點分裂發生在橫坐標數字的_________處進行。
【解析】:根據DNA和染色體在有絲分裂和減數分裂中的變化特點可知,曲線A為DNA的變化曲線,B為染色體的變化曲線。這個圖把減數分裂、受精作用和有絲分裂很好的聯繫在一起。0~8表示的是減數分裂;8位點發生受精作用;8~13表示的是有絲分裂。具體的時間段1~2、2~3、3~4、4~5、5~6、6~7、7~8依次為減Ⅰ的前期、中期、後期、減Ⅱ的前期、中期後期和末期;9~10、10~11、11~12、12~13依次為有絲的前期、中期、後期和末期。
成對的遺傳因子分離發生在減Ⅰ後期,即3~4;
四分體形成於減Ⅰ前期,消失於減Ⅰ後期,存在區間即1~3
著絲點分裂是瞬間完成的,在兩個地方發生:減Ⅱ後期和有絲後期剛開始時,這裡很多同學往往不是漏掉一個就是填成區間。
答案為:(1)B (2)3~4 (3)1~3 (4)40 (5)6、11
(2)每一條染色體上的DNA含量變化曲線
例2、下列是有關細胞分裂的問題。圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關係;圖2表示處於細胞分裂不同時期的細胞圖像。請據圖回答:
⑴圖1中AB段形成的原因是__________,該過程發生於細胞分裂_____期。圖1中CD段形成的原因是__________。
⑵圖2中_____細胞處於圖1中的BC段,圖2中_____細胞處於圖1中的DE段。
⑶就圖2乙分析可知,該細胞含有_____條染色單體,染色體數與DNA分子數之比為_____,該細胞處於____分裂的____期,其產生的子細胞名稱為_____________。
【解析】:通過具體圖表,考查減數分裂及有絲分裂過程中,染色體的變化規律,題目給出的圖像和我們平日訓練時的圖像基本相同,但該題的關鍵是圖1中的縱坐標代表每條染色體DNA含量而不是一個細胞中的染色體含量。CD段可能發生在有絲分裂後期或者減Ⅱ後期。
從圖1中可以看出,A→B段,染色體含量增加,這是由於在細胞分裂間期,完成了染色體的複製;C→D段染色體含量減半,這是由於著絲點分裂,一條染色體變為兩條染色體的緣故。
圖2中的乙、丙,其染色體的著絲點都未分開,相當於圖1中的BC段,甲中染色體的著絲點已分開,相當於DE段。
乙細胞中含有4條染色體,其染色體∶DNA=1∶2,由於細胞是不均等分裂,所以該細胞屬於減數第一次分裂的後期,產生的兩個子細胞分別叫次級卵母細胞和第一極體。
答案:(1)DNA複製(或染色體複製) 間 著絲點分裂 (2)乙、丙 , 甲 (3)8 1∶2 減數第一次 後 次級卵母細胞和第一極體
區分圖像是有一定的方法的,很少有學生一看圖像就能判別,一般採用的方法是檢索法,一是看同源染色體的有無,二是看細胞分裂的特點,即減數第一次分裂的特點四分體或配對或同源染色體分離,非同源染色體自由組合。
1.三個前期圖判斷:
判斷步驟:
結論:A為有絲分裂前期,B為減數第一次分裂前期,C為減數第二次分裂前期。
2.分裂中期的判斷:
判斷步驟:
結論:A為有絲分裂中期,B為減數第二次分裂中期,C為減數第一次分裂中期。
3.分裂後期的判斷:
判斷步驟:
結論:A為有絲分裂後期,B為減數第二次分裂後期,C為減數第一次分裂後期。試題:下圖為某二倍體高等動物細胞分裂的圖像,據圖分析,下列敘述錯誤的是( )
A.甲、乙、丙細胞中的染色體組數分別為4、2、2,染色體數和核DNA分子數之比為1∶2的是丙、丁細胞
B.若甲、乙、丙三細胞中存在性染色體,則丁細胞中不存在性染色體
C.丙→丁的實質是同源染色體的分離
D.丁細胞中染色體上的P、Q基因,在親子代傳遞中遵循基因的自由組合定律
解析:根據圖示判斷,甲、乙、丙、丁細胞中的染色體組數分別為4、2、2、1,染色體數和核DNA分子數之比為的是著絲點沒有分裂的丙、丁細胞,A正確;若甲、乙、丙三細胞中存在性染色體,則丁細胞中一對性染色體分離,只含1條性染色體,B錯誤;丙細胞同源染色體正在分離,丁細胞不含同源染色體,丙丁的實質是減數第一次分裂過程中,同源染色體分離,C正確;丁細胞中,P和Q為非同源染色體上的非等位基因,所以在親子代傳遞中遵循基因的自由組合定律,D正確。故答案為B。
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