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有丝分裂和减数分裂是高中生物学习的重点和难点,经常以表格、细胞分裂曲线、分裂图象为载体,考查考生获取信息的能力和分析能力。本文从以下几个方面归纳解题突破口。
一、“口诀法”记忆分裂特征
高中生物中所学习的细胞增殖主要针对二倍体生物,掌握有丝分裂与减数分裂各时期的特征对解题很有帮助,同学们可以通过“口诀法”记忆各种特征,解题的时候从口诀切入。
1.有丝分裂
间期:间期胞核很完整,(DNA)复制(蛋白质)合成形不清。
前期:(核)仁(核)膜消失双体(染色体、纺锤体)现,染体排布很散乱。
中期:丝点赤道排列齐,形态数目最清晰。
后期:丝点分裂姐妹离,暂时加倍奔两极。
末期:双体消失膜仁现,胞板中央正扩展。
2.减数分裂
减Ⅰ前期:配对联会四分体,染体数目与体(细胞)同。
减Ⅰ中期:(同源染体)纵队两列排齐整,赤道板上再集中。
减Ⅰ后期:同源分开非源组,自由组合去应用。
减Ⅱ分裂:同源消失孤零零,排板接着点裂匆,姐妹道别分极去,精质平分卵不同。最终数目全减半,染体行与有丝同。
二、 列表比较数量关系,识别分裂曲线
同学们要在理解的基础上熟记各种分裂方式在各时期的有关数量变化。下表总结的是二倍体生物各分裂类型不同时期的量的关系:
根据上表,可以总结出以下解题突破口:
(1)着丝点的数目始终等于染色体的数目。
(2)对于纵坐标表示DNA或染色体相对含量的曲线,区分是有丝分裂还是减数分裂的曲线要看起点和终点,起点和终点在同一直线上的为有丝分裂,不在同一直线上的为减数分裂。
(3)对于纵坐标表示DNA或染色体相对含量的曲线,区别是染色体还是DNA的曲线要看染色体或DNA暂时翻倍的时间。翻倍的时间在间期,且曲线倾斜(DNA的复制需一定时间)的是DNA;翻倍的时间在后期(有丝分裂后期或减数第二次分裂后期),且突然翻倍(着丝点的分裂是瞬间的)的是染色体。
(4)出现4N的数目且在后期数目变化为0的曲线为染色单体的曲线。
(5)具有四分体的是减数第一次分裂,不具有同源染色体的是减数第二次分裂。
例1 下图1表示某种生物细胞核内染色体及DNA相对量变化的曲线图,图2表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系。根据此曲线图回答下列问题:(注:横坐标各个区域代表细胞分裂的各个时期,区域的大小和各个时期所需的时间不成比例)
(1)图1中代表染色体相对数量变化的曲线是____________________________。形成配子时,成对的遗传因子分离发生在图中的___________________________________________过程。
(2)图1细胞内含有四分体的区间是______________。图2中AB段形成的原因是_________________________,该过程发生于细胞分裂_____________________期。图2中CD段形成的原因是_________________________,它发生在__________________时期。
(3)若图1生物体细胞中染色体数为20条,则一个细胞核中的DNA分子数在9~12时期为_____________条。着丝点分裂发生在横坐标数字的_________________处进行。
(4)图2中BC段在图1中的_________段和__________段。
【思维导引】结合以上表格的数量变化与相应的规律,我们来看看这道题的解题思路:
【解析】(1)对于图1,根据DNA和染色体在有丝分裂和减数分裂中的变化特点,即数目的加倍发生在间期且线条倾斜的特点可知,曲线A为DNA的变化曲线;根据数目的加倍发生在后期且加倍是突然发生的特点,可判断B为染色体的变化曲线。这条曲线包含了减数分裂、受精作用和有丝分裂,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、后期和减Ⅱ的前期、中期、后期、末期;9~10、10~11、11~12、12~13依次为有丝分裂的前期、中期、后期和末期。成对的遗传因子分离发生在减Ⅰ后期,即3~4。
(2)含有四分体的时期是减数第一次分裂的前期,即1~2。 AB段DNA相对数量加倍,说明正在发生DNA的复制,它发生在有丝分裂或减数分裂的间期。CD段处于染色体中DNA数量减少一半的过渡时期,说明此时发生的是着丝点的分开。
(3)图1中9~12时期为有丝分裂的前、中、后时期,此时DNA是染色体数目的两倍。着丝点分裂发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期刚开始时。
(4)图2中BC段表示一个染色体含有两条DNA,它包括减数第一次分裂及减数第二次分裂的前、中时期。也可能是有丝分裂的前、中、后期,它相当于图1中的1~6和9~11。
【答案】
(1)B 3~4
(2)1~2 DNA复制(或染色体复制) 间 着丝点分裂 减数第二次分裂后期或有丝分裂的后期
(3)40 6、11
(4)1~6 9~11
三、“导图法”推断细胞分裂方式与分裂时期
例2 图3是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图,据图回答问题:
(1) 按先后顺序把有关有丝分裂图的号码排列起来________________________;按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来_____________________________。
(2)此动物的正常体细胞中有_______________对同源染色体,细胞核中有___________个DNA分子。
(3)在图3分裂图中,细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图___________________。
(4)在图3分裂图中,属于初级精母细胞的是图____________________________________________________________________________________________。
(5)在图3分裂图中,每条染色体上只有一个DNA分子的图是_________________________________。
(6)图中可能发生基因重组的有____________________________。
【思维导引】我们来看看这道题的解题思路:
【解析】(1)题中每个图中染色体数都是偶数,所以有可能是减数第一次分裂或有丝分裂;再看有无同源染色体,图④、图⑨、图⑩、图无同源染色体,属于减数第二次分裂;再根据染色体行为特点,可进一步判断它们分别属于减数第二次分裂的中期、后期、前期、末期。其他各图可进行有丝分裂或减数第一次分裂:图①有同源染色体的联会,为减一前期;图②染色体以着丝点一行排在赤道上,为有丝分裂中期;图③染色体分两行排在赤道两侧,为减一中期;图⑤每一极中有同源染色体且着丝点分裂移向两极,为有丝分裂后期;图⑥、图⑦为有丝分裂后期;图⑧有同源染色体且向两极移动,为减一后期;图有同源染色体且散乱分布,为有丝分裂前期。
(2)据图可知此动物体细胞有4条染色体,2对同源染色体。
(3)在有丝分裂后期染色体数目与体细胞相比加倍了。
(4)初级精母细胞处于减数第一次分裂。
(5)每条染色体上只有一个DNA分子的细胞不含染色单体。
(6)基因重组包括四分体时期的交叉互换和减数第一次分裂后期的自由组合。
【答案】
(1)、②、⑤、⑥、⑦ ①、③、⑧、⑩、④、⑨、
(2) 2 4
(3) ⑤、⑥
(4) ①、③、⑧
(5) ⑤、⑥、⑦、⑨、
(6) ①、⑧
一、“口诀法”记忆分裂特征
高中生物中所学习的细胞增殖主要针对二倍体生物,掌握有丝分裂与减数分裂各时期的特征对解题很有帮助,同学们可以通过“口诀法”记忆各种特征,解题的时候从口诀切入。
1.有丝分裂
间期:间期胞核很完整,(DNA)复制(蛋白质)合成形不清。
前期:(核)仁(核)膜消失双体(染色体、纺锤体)现,染体排布很散乱。
中期:丝点赤道排列齐,形态数目最清晰。
后期:丝点分裂姐妹离,暂时加倍奔两极。
末期:双体消失膜仁现,胞板中央正扩展。
2.减数分裂
减Ⅰ前期:配对联会四分体,染体数目与体(细胞)同。
减Ⅰ中期:(同源染体)纵队两列排齐整,赤道板上再集中。
减Ⅰ后期:同源分开非源组,自由组合去应用。
减Ⅱ分裂:同源消失孤零零,排板接着点裂匆,姐妹道别分极去,精质平分卵不同。最终数目全减半,染体行与有丝同。
二、 列表比较数量关系,识别分裂曲线
同学们要在理解的基础上熟记各种分裂方式在各时期的有关数量变化。下表总结的是二倍体生物各分裂类型不同时期的量的关系:
根据上表,可以总结出以下解题突破口:
(1)着丝点的数目始终等于染色体的数目。
(2)对于纵坐标表示DNA或染色体相对含量的曲线,区分是有丝分裂还是减数分裂的曲线要看起点和终点,起点和终点在同一直线上的为有丝分裂,不在同一直线上的为减数分裂。
(3)对于纵坐标表示DNA或染色体相对含量的曲线,区别是染色体还是DNA的曲线要看染色体或DNA暂时翻倍的时间。翻倍的时间在间期,且曲线倾斜(DNA的复制需一定时间)的是DNA;翻倍的时间在后期(有丝分裂后期或减数第二次分裂后期),且突然翻倍(着丝点的分裂是瞬间的)的是染色体。
(4)出现4N的数目且在后期数目变化为0的曲线为染色单体的曲线。
(5)具有四分体的是减数第一次分裂,不具有同源染色体的是减数第二次分裂。
例1 下图1表示某种生物细胞核内染色体及DNA相对量变化的曲线图,图2表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系。根据此曲线图回答下列问题:(注:横坐标各个区域代表细胞分裂的各个时期,区域的大小和各个时期所需的时间不成比例)
(1)图1中代表染色体相对数量变化的曲线是____________________________。形成配子时,成对的遗传因子分离发生在图中的___________________________________________过程。
(2)图1细胞内含有四分体的区间是______________。图2中AB段形成的原因是_________________________,该过程发生于细胞分裂_____________________期。图2中CD段形成的原因是_________________________,它发生在__________________时期。
(3)若图1生物体细胞中染色体数为20条,则一个细胞核中的DNA分子数在9~12时期为_____________条。着丝点分裂发生在横坐标数字的_________________处进行。
(4)图2中BC段在图1中的_________段和__________段。
【思维导引】结合以上表格的数量变化与相应的规律,我们来看看这道题的解题思路:
【解析】(1)对于图1,根据DNA和染色体在有丝分裂和减数分裂中的变化特点,即数目的加倍发生在间期且线条倾斜的特点可知,曲线A为DNA的变化曲线;根据数目的加倍发生在后期且加倍是突然发生的特点,可判断B为染色体的变化曲线。这条曲线包含了减数分裂、受精作用和有丝分裂,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、后期和减Ⅱ的前期、中期、后期、末期;9~10、10~11、11~12、12~13依次为有丝分裂的前期、中期、后期和末期。成对的遗传因子分离发生在减Ⅰ后期,即3~4。
(2)含有四分体的时期是减数第一次分裂的前期,即1~2。 AB段DNA相对数量加倍,说明正在发生DNA的复制,它发生在有丝分裂或减数分裂的间期。CD段处于染色体中DNA数量减少一半的过渡时期,说明此时发生的是着丝点的分开。
(3)图1中9~12时期为有丝分裂的前、中、后时期,此时DNA是染色体数目的两倍。着丝点分裂发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期刚开始时。
(4)图2中BC段表示一个染色体含有两条DNA,它包括减数第一次分裂及减数第二次分裂的前、中时期。也可能是有丝分裂的前、中、后期,它相当于图1中的1~6和9~11。
【答案】
(1)B 3~4
(2)1~2 DNA复制(或染色体复制) 间 着丝点分裂 减数第二次分裂后期或有丝分裂的后期
(3)40 6、11
(4)1~6 9~11
三、“导图法”推断细胞分裂方式与分裂时期
例2 图3是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图,据图回答问题:
(1) 按先后顺序把有关有丝分裂图的号码排列起来________________________;按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来_____________________________。
(2)此动物的正常体细胞中有_______________对同源染色体,细胞核中有___________个DNA分子。
(3)在图3分裂图中,细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图___________________。
(4)在图3分裂图中,属于初级精母细胞的是图____________________________________________________________________________________________。
(5)在图3分裂图中,每条染色体上只有一个DNA分子的图是_________________________________。
(6)图中可能发生基因重组的有____________________________。
【思维导引】我们来看看这道题的解题思路:
【解析】(1)题中每个图中染色体数都是偶数,所以有可能是减数第一次分裂或有丝分裂;再看有无同源染色体,图④、图⑨、图⑩、图无同源染色体,属于减数第二次分裂;再根据染色体行为特点,可进一步判断它们分别属于减数第二次分裂的中期、后期、前期、末期。其他各图可进行有丝分裂或减数第一次分裂:图①有同源染色体的联会,为减一前期;图②染色体以着丝点一行排在赤道上,为有丝分裂中期;图③染色体分两行排在赤道两侧,为减一中期;图⑤每一极中有同源染色体且着丝点分裂移向两极,为有丝分裂后期;图⑥、图⑦为有丝分裂后期;图⑧有同源染色体且向两极移动,为减一后期;图有同源染色体且散乱分布,为有丝分裂前期。
(2)据图可知此动物体细胞有4条染色体,2对同源染色体。
(3)在有丝分裂后期染色体数目与体细胞相比加倍了。
(4)初级精母细胞处于减数第一次分裂。
(5)每条染色体上只有一个DNA分子的细胞不含染色单体。
(6)基因重组包括四分体时期的交叉互换和减数第一次分裂后期的自由组合。
【答案】
(1)、②、⑤、⑥、⑦ ①、③、⑧、⑩、④、⑨、
(2) 2 4
(3) ⑤、⑥
(4) ①、③、⑧
(5) ⑤、⑥、⑦、⑨、
(6) ①、⑧