2024届高考一轮复习生物教案(苏教版):减数分裂与可遗传变异的关系
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第2课时基因突变和基因重组课标要求 1.概述碱基对的增添、缺失或替换会引发基因中碱基序列的改变。
2.概述基因重组的类型及意义。
3.阐明细胞发生癌变的机理及预防。
考点一基因突变1.基因变突(1)实例分析:镰状细胞贫血①患者贫血的直接原因是血红蛋白异常,根本原因是发生了基因突变,碱基对由TA替换成AT。
②用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化?能(填“能”或“不能”)。
(2)概念:由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起基因的碱基序列的改变,称为基因突变。
下图表示双链DNA分子上的若干片段,请据图判断:基因1非基因片段基因2①DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起的DNA碱基序列的改变,叫作基因突变(×)②基因突变改变了基因的数量和位置(×)③基因突变的结果一定是产生等位基因(×)④基因突变在光学显微镜下不可见(√)(3)时间:可发生在生物个体发育的任何时期,但主要发生在DNA分子复制过程中,如:真核生物——主要发生在细胞分裂前的间期。
(4)诱发基因突变的外来因素(连线)(5)突变特点①普遍性:在生物界是普遍存在的。
②随机性:时间上——可以发生在生物个体发育的任何时期;部位上——可以发生在不同细胞内或同一细胞内不同DNA 分子上和同一DNA 分子的不同部位。
③低频性:自然状态下,突变频率很低。
④不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
⑤遗传性:若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。
若发生在体细胞中,一般不能遗传,但有些植物可通过无性生殖遗传。
⑥可逆性:正常生物的一个野生型基因A 可以突变为基因a ,基因a 又可以突变为野生型基因A ,我们把A →a 、a →A 的过程分别称为正向突变和回复突变。
回复突变说明基因突变具有可逆性。
辨析若两种突变品系是由原有品系的不同对等位基因突变导致的,则体现了基因突变的随机性。
若两种突变品系是由原有品系的一对等位基因突变导致的,则体现了基因的突变的不定向性。
第1课时染色体变异课标要求阐明染色体结构和数量变异的方式及影响。
考点一染色体结构变异1.类型类型图像联会异常实例缺失果蝇缺刻翅、猫叫综合征重复果蝇棒状眼易位果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病倒位果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产拓展总结(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。
前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上,而后者则指两条染色体间相互交换了片段,较为常见。
下列为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况:①单向易位②相互易位(平衡易位)(2)倒位染色体的细胞学鉴定2.结果:染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因数量或排列顺序发生改变,导致性状的变异。
3.对生物体的影响:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
考向染色体结构变异的类型和结果1.如图甲、乙分别表示细胞分裂过程中出现的染色体行为,图中字母表示染色体片段,若在细胞分裂时图中染色体能正常分离和组合,配子中基因齐全即可育。
下列说法错误的是()A.甲、乙两种变异分别属于染色体变异和基因重组B.甲、乙两种染色体行为都出现在减数第一次分裂前期C.图甲中染色体可能出现了部分基因缺失或重复D.图乙细胞减数分裂能产生一定比例的可育配子答案A解析根据题图分析可知,甲属于染色体结构变异中的重复或缺失,乙属于染色体结构变异中的易位,A错误,C正确;减数第一次分裂前期,发生同源染色体联会形成四分体,甲、乙两种染色体行为都出现在减数第一次分裂前期,B正确;根据题意,若在细胞分裂时图中染色体能正常分离和组合,配子中基因齐全即可育,图乙中配子若得到左上和右下未发生易位的染色体,或者是右上和左下发生易位的染色体,则配子可育,D正确。
2.(多选)某精原细胞中m 、n 为一对同源染色体,其中m 为正常染色体,A ~E 表示基因。
该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中染色体桥分裂时随机断裂,后续的分裂过程正常进行。
第2课时有丝分裂过程中的相关变化及观察实验课标要求1.比较有丝分裂过程中物质或结构的变化规律,培养逻辑思维能力。
2.活动:观察植物根尖细胞有丝分裂。
考点一有丝分裂相关过程中细胞结构或物质的变化1.染色体行为变化(1)当有染色单体(分裂间期的G 2期、前期、中期)时,染色体数∶染色单体数∶核DNA 数=1∶2∶2。
(2)当无染色单体(分裂间期的G 1期、后期、末期)时,染色体数∶核DNA 数=1∶1。
2.有丝分裂中核DNA 、染色体、染色单体含量变化曲线分析(1)曲线模型(2)曲线解读项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA 间(S)期DNA 复制,核DNA 数目加倍末期细胞一分为二,核DNA 数目减半染色体后期着丝粒分裂,染色体数目加倍末期细胞一分为二,染色体数目减半染色单体间(S)期DNA 复制,染色单体形成后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失3.有丝分裂相关过程中染色体数与核DNA 数比值的变化曲线4.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期有→G 2期、前期、中期(甲图)无→后期、末期(乙图)、G 1期(丙图)(2)根据比例关系判断各时期核DNA 4n ∶2n ∶4n →G 2期、前期、中期(甲图)4n ∶4n ∶0→后期、末期(乙图)2n ∶2n ∶0→G 1期(丙图)考向有丝分裂相关过程中染色体、核DNA 数量的变化1.在细胞有丝分裂过程中,染色体和核DNA 都有复制和加倍的过程,下列相关叙述错误的是()A .染色体复制后其数量是之前的2倍B .细胞中b 、d 过程发生在细胞分裂前的间期C .细胞中a 过程发生在细胞分裂前的间期,c 过程发生在细胞分裂后期D .染色体复制的实质是核DNA 的复制以及相关蛋白质的合成答案A2.如图是细胞中某两种物质的含量在有丝分裂相关过程中的变化情况。
下列叙述不正确的是()A.图中的虚线所代表的物质有两种不同的表现形式B.图中的b~c段会发生着丝粒分裂C.叶肉细胞中会出现如图所示变化,而细菌细胞中不会出现D.a~b段细胞中有蛋白质和RNA的合成答案C解析叶肉细胞是高度分化的植物细胞,不能进行有丝分裂,C错误。
第13讲减数分裂和有性生殖[考纲要求] 1.细胞的减数分裂(Ⅱ)。
2.动物配子的形成过程(Ⅱ)。
3.动物的受精过程(Ⅱ)。
4.实验:观察细胞的减数分裂。
考点一减数分裂与配子的形成[重要程度:★★★★☆]1.减数分裂的概念(1)适用范围:进行有性生殖的生物。
(2)分裂发生的场所:动物精子形成在睾丸,卵细胞形成在卵巢。
(3)分裂特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。
(4)分裂结果:生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
2.精子和卵细胞的形成过程(1)精子形成过程中各时期的主要特点[连线](2)比较精子形成过程卵细胞形成过程细胞质分裂方式均等分裂不均等分裂是否变形变形不变形结果一个精原细胞↓4个精子一个卵原细胞↓1个卵细胞、3个极体3.受精作用(1)概念卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)实质精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果受精卵中染色体数目与体细胞相同,其中有一半的染色体来自父方,另一半来自母方。
4.有性生殖和无性生殖(1)有性生殖①概念②被子植物的有性生殖与个体发育③脊椎动物的有性生殖与个体发育④意义:有性生殖的后代具备了双亲的遗传特性,具有更强的生活力和变异性,对生物的生存和进化具有重要意义。
(2)无性生殖[判一判]①无性生殖也可产生生殖细胞,如孢子,但无性别之分且不两两结合,有性生殖产生有性别之分的两性生殖细胞( √)②动物克隆和植物组织培养获得新个体的生殖方式均为无性生殖;由有性生殖细胞如卵细胞、植物花粉直接发育成新个体的生殖方式属有性生殖。
例如蜜蜂、蚜虫等的孤雌生殖,花药的离体培养等( √)③无性生殖基本保持母本的性状,变异少,对生物进化促进作用大,子代较有性生殖具有更强的生活力( ×)④酵母菌既可进行无性生殖中的出芽生殖,也可进行有性生殖,环境条件好时进行无性生殖,不好时进行有性生殖( √)1.项目减数第一次分裂减数第二次分裂染色体间期复制不复制是否复制分裂过程中细胞名称性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体)次级性母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞和极体着丝粒变化不分裂分裂染色体数目变化2N→N(减半) N→2N→NDNA数目变化2N→4N→2N2N→N(减半)染色体主要行为有联会现象;四分体的非姐妹染色单体交叉互换;同源染色体分离,非同源染色体自由组合着丝粒分裂,染色单体分开染色单体无(0)→有(4N)→有(2N) 有(2N)→无(0)同源染色体有(N对) 无2.减数分裂中一个细胞内染色体和DNA数量变化(1)DNA数目变化:①减数第一次分裂前的间期DNA因复制而加倍。
微专题三减数分裂与可遗传变异的关系
一、减数分裂与基因突变
通常,此时可导致一条染色体的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。
二、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。
在减数分裂后期Ⅰ,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A与B或A与b组合。
2.同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组。
例如原本A与B组合、a与b组合,经重组可导致A与b组合、a与B组合。
(1)细胞内染色体上的基因发生互换后一定会造成姐妹染色单体上存在等位基因(×)
(2)对于杂合子来说,相应基因发生交叉互换后,会造成两条染色体上含有等位基因(√)
三、减数分裂与染色体变异的有关分析
1.减数分裂异常导致配子种类变化的规律
(1)如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常。
如图所示:
从基因型的角度分析:若减数第一次分裂异常,则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。
(2)如果减数第二次分裂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:
从基因型的角度分析:若减数第二次分裂异常,则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。
2.XXY与XYY异常个体的成因分析
(1)X B X b×X B Y→形成X b X b Y的原因可能为:
次级卵母细胞在减数分裂后期Ⅱ时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞,最终产生了含有X b X b的卵细胞。
(2)X B X b×X B Y→形成X B X B Y的原因可能为:
①初级精母细胞在减数分裂后期Ⅰ时,X、Y同源染色体未分离,最终产生了含有X B Y的精细胞,最终与X B的卵细胞结合。
②次级卵母细胞在减数分裂后期Ⅱ时,含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极,最终产生了含有X B X B的卵细胞。
(3)X B X b×X B Y→形成X B YY的原因可能为:
次级精母细胞在减数分裂后期Ⅱ时,Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极,最终产生了含有YY的精细胞,最终与X B的卵细胞结合。
跟踪训练
1. (2023·江苏南通高三模拟)某二倍体高等动物的基因型为AaBbX D Y,一个精原细胞减数分裂过程中形成的其中一个细胞如图所示。
下列相关说法正确的是()
A.该细胞形成过程中发生了染色体数目和结构变异
B.与该细胞同时产生的另一个细胞无性染色体
C.该细胞可能是次级精母细胞或极体
D.减数分裂过程中可能发生了染色体片段的互换
答案 A
解析该细胞形成过程中发生了基因重组(减数分裂后期Ⅰ非同源染色体自由组合)、染色体数目变异和染色体结构变异,A正确;与该细胞同时产生的另一个细胞有Y染色体,B错误;该二倍体高等动物的基因型为AaBbX D Y,是雄性动物,该细胞不会是极体,C错误;该细胞没有发生染色体片段的互换,D错误。
2.如图为基因型为AaBB的某二倍体生物体(2n=4)的一个正在分裂的细胞局部示意图。
据图分析,下列相关叙述正确的是()
A.图示细胞产生的次级卵母细胞中一定存在A、a基因
B.该时期细胞内有6条染色单体和6个核DNA分子
C.若不考虑其他变异,该细胞能得到2种或4种成熟的生殖细胞
D.若含B基因的染色体DNA在复制前被3H完全标记,则产生的子细胞都含3H
答案 D
解析若发生的是基因突变,图示未绘出的一极只存在A、a两种基因中的一种,A错误;该时期中,细胞内染色单体数和核DNA分子数均为8,B错误;该细胞完成减数分裂能得到1种成熟的有性生殖细胞(形成1个卵细胞),C错误;若B基因所在的染色体在DNA复制前全被3H标记,则此细胞产生的子细胞均含有3H,D正确。
3.下图为某高等动物(基因型为AaBb)细胞减数分裂不同时期的模式图,①和②是相互交换的染色体片段。
下列叙述错误的是()
A.图甲所示细胞继续分裂过程中可能发生等位基因分离
B.两图所示细胞,可能来自同一个精原细胞
C.图甲细胞的基因组成可能为AABbb
D.在产生乙细胞的整个过程中,中心体要进行2次复制
答案 C
解析图中细胞在形成的过程中,发生了交叉互换,姐妹染色单体上可能含有等位基因,故甲继续分裂可能发生等位基因的分离,A正确;根据甲、乙图中染色体的形态(互为同源染色体)可知,甲、乙来自同一个初级精母细胞形成的不同的次级精母细胞,故二者可能来自同一个精原细胞,B正确;甲细胞中B(b)的总数不可能为3个,C错误;乙细胞处于减数第二次分裂的末期,每次分裂前均会发生中心体的复制,故在产生乙细胞的整个过程中,中心体会进行2次复制,D正确。
4. (2023·江苏扬州高三模拟)如图表示基因型为AAX B Y的某动物的一个正在分裂的细胞,图中所示为染色体(用数字表示)及所带部分基因(用字母表示)情况。
下列相关叙述正确的是()
A.该图可表示有丝分裂前期,2号和4号为两条非同源染色体
B.若该细胞经有丝分裂至后期时,细胞内含有2个染色体组,DNA分子数大于8
C.若该细胞分裂至减数分裂后期Ⅰ,1个细胞内含有2个染色体组,8条染色单体
D.若该细胞产生了一个AX B Y的精细胞,则同时产生的精细胞为AX B Y、A、a
答案 C
解析该图可表示有丝分裂前期,2号和4号为同源染色体即一对性染色体,A错误;若该细胞经有丝分裂至后期时,着丝粒分裂,染色单体分开形成染色体,导致染色体数目暂时加倍,所以细胞内含有4个染色体组;由于存在细胞质DNA,所以DNA分子数大于8,B错误;若该细胞分裂至减数分裂后期Ⅰ,同源染色体分离,此时1个细胞内含有2个染色体组,4条染色体,8条染色单体,C正确;若该图表示基因型AAX B Y的精原细胞,已知产生了一个AX B Y的精细胞,则同时产生的精细胞可能为AX B Y、A、a,也可能为aX B Y、A、A,D 错误。
5.(2023·江苏高邮高三模拟)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体,为XX型,雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体,为XO型。
关于基因型为AaX R O的蝗虫的精原细胞进行减数分裂的过程,下列叙述错误的是()
A.处于减数分裂后期Ⅰ的细胞仅有一条性染色体
B.减数第一次分裂产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C.处于减数分裂后期Ⅱ的细胞有两种基因型
D.该蝗虫可产生4种精子,其基因型为AO、aO、AX R、aX R
答案 C
解析该蝗虫基因型为AaX R O,由于减数分裂后期Ⅰ同源染色体分离,若不考虑变异,一个精原细胞在减数分裂后期Ⅱ有2个次级精母细胞,两种基因型,但该个体有多个精原细胞,在减数分裂后期Ⅱ的细胞有四种基因型,C错误。
6.(多选)人体中一个基因型为AAX B X b的卵原细胞,在完成一次减数分裂后,产生了基因型分别为AaX b(卵细胞)、AX B、AX B和X b的子细胞,此过程中染色体数量与核DNA数量比值的变化如图所示。
下列相关叙述不正确的是()
A.细胞在bc段发生了基因突变,染色体数目加倍
B.处于cd段的细胞中无四分体,有92条染色体
C.细胞在de段发生同源染色体分离,细胞内染色体数目加倍
D.次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中发生了染色体数目变异
答案ABC
解析分析曲线可知,该曲线表示卵原细胞染色体数与核DNA分子数的比值随细胞减数分裂各时期的变化曲线。
复制前,染色体数/核DNA数=1;复制后,染色体数/核DNA数=1/2;着丝粒分裂后,姐妹染色单体分开,染色体数/核DNA数=1。
由此可见,bc段完成核DNA 分子的复制,发生了基因A突变成基因a,但染色体数目并没有加倍,A错误;cd段细胞表示减数第一次分裂和减数分裂前期Ⅱ、中期Ⅱ,减数分裂过程中会出现四分体,不会出现92条染色体,B错误;同源染色体分离发生在减数分裂后期Ⅰ,即(cd段),de段发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,导致细胞染色体数目暂时加倍,C错误;分析子细胞的基因型可知,两个极体均含基因A,卵细胞含Aa,一个极体不含A或a,说明次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中Aa所在的姐妹染色单体没有分离,发生了染色体数目变异,D正确。