登陆21世纪教育 助您教考全无忧
专题三 细胞的生命历程
考点5 细胞分裂与受精作用
超级预测
知识预测
细胞增殖考点在2007--2009年新课标高考各考卷中皆有体现,如2008山东理综6,2(107宁夏理综2对细胞周期间期的G1、G0、G2进行了考查;2009江苏生物6和2007海南生物6考查了有丝分裂过程的特点;2009广东生物27、2009广东文基71、2008广东生物9和2007江苏生物2则对有丝分裂、减l、减Ⅱ分裂方式及图像的辨别进行了考查;2007山东理综l考查了利用显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程中的几个误区。
据以上分析,预测2010年高考考点如下:21世纪教育网
1.细胞周期的各时期划分及各期分裂过程特点。21世纪教育网
2.有丝分裂、减I、减Ⅱ分裂方式及图像的辨别。21世纪教育网
3.细胞分裂的观察。
4.“物质量变曲线所体现的分裂方式和物质类型的判定类型”的题目在各地模拟试题中非常受到青睐,在近两年高考试题中似乎有点受冷落,但2010年高考不排除爆冷的可能。
能力测试
1.以减数分裂和有丝分裂的图像识别为命题角度实际考查细胞减数分裂和有丝分裂异同的题目一直受到历年高考青睐,主要考查考生的模型分析与建构能力,预计2010年高考还会出现。
2.观察细胞分裂的实验考查似乎是新课标高考的专利,2007--2009年高考试题中都有出现,2010年高考值得期待。
赋分预测
年份 2007 2008 2009 2010赋分预测
分值 25分 21分 24分 与往年相当
提醒预测
考查题型上,以选择题为主,简答题较少出现。简答题主要结合遗传变异考查配子的形成。21世纪教育网
超值储备.
知识能力储备
一、细胞的生长和增殖的周期性知能储备
1.细胞周期概念的理解及各时期的特点(理解能力·2009天津理综l;2009广东生物23;2008山东理综6;2007宁夏理综2;2007海南生物6·2010高考预测指数:★★★)
(1)细胞周期的不同表示方法
( http: / / www.21cnjy.com )
注意 ①只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。生物体内具有细胞周期的细胞有人体皮肤生发层细胞、人体造血于细胞以及其他干细胞、癌细胞、植物的根尖生长点细胞、茎尖分生区细胞以及形成层细胞等。
②减数分裂不具有细胞周期。21世纪教育网
③细胞的种类不同,一个细胞周期的时间也不相同。
(2)细胞周期各时期的特点
时期 主要特征
间期 G1期 RNA和蛋白质的生物合成,为s期的DNA合成做准备,特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系,以及储备能量
S期 DNA复制,一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起,与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体
G2期 DNA合成终止,但还有RNA和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成
分裂期 前期 两消:核膜、核仁消失;两现:染色质变成染色体、纺锤体出现
中期 染色体的形态固定,数目清晰,着丝点排列在赤道板上
后期 着丝点分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极
末期 两消:纺锤体消失,染色体变成染色质;两现:核膜、核仁重新出现,植物细胞中央出现细胞板
2.分裂后子细胞的去路(理解能力·2007上海生物42010高考预测指数:★)细胞分裂完成后,有三种去向:继续分裂、暂时停止分裂和细胞分化。
(1)继续分裂:此类细胞始终处于细胞周期中,保持连续分裂状态,如动物的红骨髓细胞、皮肤生发层细胞,植物的形成层细胞、根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织等。
(2)暂时停止分裂:这些细胞仍然具有分裂能力,在合适条件下仍可以回到分裂周期之中继续进行细胞分裂增殖。例如:肝脏细胞、黄骨髓造血干细胞等。 21世纪教育网
3)细胞分化:细胞不分裂,就必然分化。这类细胞完全脱离周期,不再分裂,而是分化为其他组织、器官和细胞。如骨骼细胞、白细胞、植物韧皮部细胞等。
二、细胞的有丝分裂与减数分裂知能储备
l.减数分裂与有丝分裂的过程比较(理解能力·2009江苏生物15 ;2008广东生物9;2008广东生物21;2007江苏生物28·2010高考预测指数:★★★)
减数分裂 有丝分裂
不同点 分裂的细胞 原始生殖细胞21世纪教育网 体细胞或原始生殖细胞
细胞分裂次数 两次 一次
同源染色体的行为 ①联会形成四分体,非姐妹染色单体交叉互换;②同源染色体分离 存在同源染色体,但不联会,不分离,无交叉互换现象
非同源染色体的行为 自由组合 不出现自由组合
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞的名称和数目 4个精子或l个卵细胞和3个极体 2个体细胞
相同点 ①染色体都只复制一次;②分裂过程中都出现纺锤丝,都有核仁、核膜的消失与重现过程;③都有着丝点分裂和姐妹染色单体分开现象
2.精子与卵细胞的形成及差异分析(理解能力·3年高考末考点·2010高考预测指数:★★)
精子与卵细胞的形成及差异分析如下表。
精子 卵细胞
部位 动物睾丸,植物花药 动物卵巢,植物胚囊
减数第一次分裂 1个精原细胞↓复制1个次级精母细胞↓2个次级精母细胞(等大) 1个卵原细胞↓复制一个初级卵母细胞一个次级 1个第卵母细胞 一极体(大的) (小的)
减数第二次分裂 2个次级精母细胞↓4个精细胞 一个次级 1个第卵母细胞 一极体1个卵 1个第 ↓细胞 二极体 2个第二极体(大的) ︸3个极体(小的)
是否变形 4个精细胞变形↓4个精子 不需变形
细胞质的分裂分配情况 两次分裂都均等 只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等
分裂结果 1个精原细胞↓4个精子(生殖细胞) 1个卵原细胞↓1个卵细胞+3个极体(生殖细胞)(消失)
相同点 (1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的,表现在:①染色体都是在减l的间期复制;②减l都是同源染色体联会、均分;③减Ⅱ都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开。(2)产生的予细胞数目都是4个,且子细胞中染色体数目减半
3.与细胞分裂有关的细胞器及分裂过程中细胞器的分配(理解能力.3年高考未考点·2010高考预测指数:★★★★★)
(1)与细胞分裂有关的细胞器
①核糖体:分裂间期蛋白质的合成场所。
②中心体:动物细胞与低等植物细胞的中心体发出星射线,形成纺锤体。
③高尔基体:植物细胞分裂末期与细胞壁形成有关。21世纪教育网
④线粒体:为DNA、蛋白质的合成及纺锤丝(星射线)牵引染色体运动等提供能量。
(2)分裂过程中细胞器的分配
细胞的有丝分裂过程中,细胞核内染色体的“复制和均分”,使亲子代体细胞保持染色体数目的恒定。那么,有丝分裂过程中细胞器的分配又是如何进行的呢 实验证明,细胞分裂成两个子细胞时,不仅获得了成套染色体,也获得了细胞中的各种细胞器。子细胞获得的细胞器只能通过原有的细胞分裂增生,各种细胞器的增生都是在细胞分裂之前的间期发生的,细胞器在子细胞中的分配不是平均的。
4.细胞分裂与生物体生长、发育、繁殖、遗传和变异的关系[理解能力·2009海南生物21(2);2009福建理综3;2009广东生物2·2010高考预测指数:★★★]
(1)与生长发育的关系:通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体,使多细胞生物由受精卵发育成新个体,也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。通过细胞分裂,
可以将亲代细胞复制的遗传物质,平均分配到两个子细胞中去。因此,细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。21世纪教育网
(2)与两大遗传规律的关系
基因的分离定律发生于减数分裂的第一次分裂后期,即同源染色体分离的同时。基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分离,非同源染色体自由组合的同时。
(3)与三大变异的关系
①基因突变:任何方式的细胞分裂过程中,都有遗传物质的复制,受生物体内或体外各种因素的干扰,都可导致复制发生差错,从而发生基因突变。
②基因重组:发生于减数四分体时期和减I后期,即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合。
多倍体:发生于有丝分裂末期,染色体加倍,没有形成两个子细胞
③染色体变异 染色体结构的变异:一般发生于减数分裂同源染色体联会时期
(4)原核细胞的变异:原核生物不存在真正意义上的染色体,自然也没有基因重组和染色体变异,变异类型只有基因突变。21世纪教育网
(5)受精作用使父母双方的遗传物质融合到一起,使子代具有双亲的遗传性,使后代具有更大的变异性。
三、观察细胞的有丝分裂和减数分裂知能储备
1.植物细胞有丝分裂的观察及异常问题分析(实验与探究能力·2009江苏生物6;2007山东理综l·2010高考预测指数:★)
(1)实验各步骤及作用
①培养根尖一剪取洋葱根尖2~3mm。洋葱根尖结构包括根冠、分生区、伸长区和成熟区。只有分生区细胞分裂,选取2~3mm是保证所取部位主要是分生区,选取太长,会因分生区细胞所占比例太小,不容易在视野中找到分生区细胞。
②解离:盐酸可破坏细胞壁的果胶层,使组织细胞分离。
③漂洗:洗去酸液,防止解离过度,利于染色。
④染色:用龙胆紫或醋酸洋红染液等碱性染液染色易使染色质着色。
⑤制片、观察:低倍镜(找分生区)一高倍镜(观察细胞分裂不同时期的图像)。
(2)实验操作异常问题分析
①如果解离时间过短会造成什么后果 21世纪教育网
如果解离时间过短,就不能使细胞之间的连接分开,造成压片失败,细胞不能均匀地在装片上铺成一层。
②如果漂洗不干净会有什么结果
如果漂洗不干净,沾在洋葱根尖上的盐酸与酒精就会和龙胆紫反应,造成根尖细胞染色体不能染上颜色。
(3)在分生区的细胞中,能不能看到细胞正在分裂 21世纪教育网
不能,因为解离杀死了细胞。
2.减数分裂细胞的观察及实验材料的选择[实验与探究能力·2009山东理综27(3);2008江苏生物7·2010高考预测指数:★★★]
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)实验材料的选择
一般来说,雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量,因此在选择观察减数分裂的材料时,要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官。另外,在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,再继续完成减Ⅱ分裂,所以要完整观察减数分裂各时期的图像,特别是减Ⅱ分裂图像,一般不选择雌性个体。
方法技巧储备21世纪教育网
1.有丝分裂、减I、减Ⅱ分裂方式及图像的辨别技巧(理解能力·2009广东生物27;2009广东文基71;2008广东生物9;2008广东理基l0;2007江苏生物9·2010高考预测指数:★★★★★)
(1)有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较
有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
①与②的主要区别在于同染色体的行为特点不同;21世纪教育网①、②与③的主要区别在于有无同源染色体21世纪教育网
中期 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
①与②的主要区别在于同染色体的行为特点不同;①、②与③的主要区别在于有无同源染色体
后期 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
①与②比较:①中染色体单体分离,②中同源染色体分离;①与③比较:①中有同源染色体,③中无同源染色体;②与①、③比较:②中有染色单体,①③中无染色单体
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)根据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞
分辨雄性、雌性个体的减数分裂主要看细胞质分裂是否均等:均等分裂——雄性减数分裂;不均等分裂——雌性减数分裂。
( http: / / www.21cnjy.com )21世纪教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
(5)动物细胞、植物细胞分裂的辨别
①看细胞质形成方式:细胞板隔裂——植物细胞分裂;缢裂——动物细胞分裂。
②看细胞的外形特性:矩形有壁为植物细胞;圆形无壁一般为动物细胞。
注意在涉及此知识点的题目中,题干往往会明确说明是二倍体细胞分裂图,或说明是动物细胞分裂图,若不特别说明,还应考虑单倍体或多倍体细胞分裂。
【典题】图5—3为正在进行分裂的某二倍体动物细胞,关于该图的叙述正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.该细胞处于有丝分裂后期
B.该图细胞中①⑤和③⑦各为一对同源染色体21世纪教育网
C.该细胞产生的子细胞可能是极体也可能是精子细胞
D.该细胞中有8条染色单体
【解析】细胞中无同源染色体,且着丝点分裂,故为减数第二次分裂图像。
【答案】C
2.物质量变曲线所体现的分裂方式和物质类型的判定方法(以二倍体生物为例)(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数:★★★★)
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)据分裂前后物质的量的变化特点判定分裂方式(即抓两头)
不出现0→0的变化特征,则起、止点量不变的是有丝分裂曲线(如图A②③),减半的是减数分裂曲线(如图8②③)。21世纪教育网
(2)据曲线的量变早迟及是否有“0→0”的变化特点判定物质类型(即辨中央)
①不出现“0”,曲线开始不久(即间期)就有量的倍增,是DNA变化曲线(如图A、B中的③)。
②不出现“0”,曲线经历一段时间后(即分裂后期)才有量的变化是染色体曲线,其中是“2N→4N→2N”变化的为有丝分裂染色体曲线(如图A②),是“2N→N→2N→N”变化的是减数分裂染色体曲线(如图8②)。
③出现“0→0”的变化,则图形“0→4N→0”的为有丝分裂染色单体曲线(如图A(D),“0→4N→2N→0”的为减数分裂染色单体曲线(如图8①)。
(3)根据间期倍增的方式判断(辅助使用)
在DNA的量变图像中,在间期增倍时会画成斜线“/”(如图A、B中③),而染色体、染色单体增倍时一般画成“l”线(如图A、B中①②),这一特点可作为对曲线是“DNA”还是“染色体”的辅助判定。不过也发现有的考题也把染色体的间期倍增曲线画成斜线“/”。因此还是主要根据分裂前后物质的量的变化特点判定更为准确。21世纪教育网
易错易混储备
一、易混知识点储备
1.生殖细胞成熟过程中的几种数量关系
(1)1精原细胞→1初级精母细胞→2次级精母细胞→4精子细胞→4精子。
1卵原细胞→1初级卵母细胞→1次级卵母细胞→1极体→l卵细胞+3极体。
(2)一个精原细胞产生的配子种类=2种。(不考虑交叉互换,下同)
一个次级精母细胞产生的配子种类=1种
一种精原细胞产生的配子种类=2“种(n为同源染色体的对数)。
一个卵原细胞产生的配子种类=1种。
一个次级卵母细胞产生的配子种类=1种。
一种卵原细胞产生的配子种类=28种(n为同源染色体的对数)。
2.动、植物细胞有丝分裂的异同分析
(1)动、植物细胞有丝分裂的异同21世纪教育网
发生时期和内容 植物细胞 动物细胞
不 前期(形成纺锤体的方式不同) 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 中心粒周围发出星射线形成纺锤体
同点 末期(形成子细胞的方式不同) 细胞中部出现细胞板形成细胞壁,一个细胞形成两个子细胞 细胞膜中部向内凹陷,一个细胞缢裂成两个子细胞
相同点(有丝分裂的特征) 分裂过程基本相同,染色体变化规律相同;分裂间期完成染色体复制;分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去
(2)动、植物细胞有丝分裂的差异原因:细胞结构的差异是造成上述不同的原因。动物细胞中心体发出星射线形成纺锤体,植物细胞中的高尔基体在其分裂末期能合成并分泌纤维
素,从而在赤道板处形成细胞板,进而形成细胞壁。
二,典型易错题点拨
1.混淆细胞中DNA与细胞核中DNA分子数
细胞核中的DNA分子数是指构成染色体的DNA分子数量,细胞中的DNA分子包括核DNA和质DNA(线粒体和叶绿体中的DNA)两部分。
【易错典题1】某动物的一个次级卵母细胞的细胞核中DNA含量若为4a,则该动物的造血干细胞进行有丝分裂后期时,一个细胞中的DNA含量准确的讲应为( )
A.等于8a B.大于8a
C.等于4a D.大于4a
【解析】细胞有丝分裂后期核DNA含量应为4a×2=8a,再加上细胞质中的DNA,此时细胞中DNA含量应大于8a。
【答案】B(易错选A)
【错因分析】考生极容易将细胞中的DNA与细胞核中的DNA分子数等同。其实,细胞中DNA数量=细胞核DNA+细胞质(如线粒体)DNA的数量。由“一个次级卵母细胞的细胞核中DNA
含量若为4a”可知,造血干细胞的细胞核中.DNA含量应为4a,在有丝分裂后期时一个细胞的细胞核中DNA含量应为8a。21世纪教育网
2、对细胞周期概念的实质理解不清楚
【易错典题2】图5-5a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述正确的是(多选) ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a和b为一个细胞周期
B.c段结束DNA含量增加一倍
C.遗传物质平分一般发生在d段
D.b和c为一个细胞周期
[解析]细胞周期是从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,故一个细胞周期应是:间期+分裂期。根据图中线段长度和箭头符号可得,图中axe是分裂间期,b、d是分裂期。故一个细胞周期应是a+b或C+d。分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,间期结束后DNA的含量增加一倍,遗传物质的平分发生在分裂期。
[答案]ABC
[错因分析】本题中考生容易将D项作为正确选项,错因是对细胞周期的理解错误,忽略了“分裂间期较长,为分裂期做准备,应在分裂期之前;细胞分裂期的时间短”。
3.将“每条染色体DNA含量变化”与“细胞DNA含量变化”等同对待
在解读坐标曲线题时,明确纵横轴的含义是很关键的一步。[易错典题3]中的DNA含量变化曲线就和我们通常接触的都是细胞分裂曲线图不同,如果看错了信息,答案必然错误。
[易错典题3]图5—6中图1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,图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。那么,图2中处于图l中的BC段和DE
段的细胞分别是 ( ) 21世纪教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.丙甲、乙 B.乙丙、甲21世纪教育网
C.甲乙、丙 D.乙甲、丙21世纪教育网
[解析]解答本题时,首先要明确图l中的纵横坐标的含义,即纵坐标是每条染色体DNA含量,横坐标是细胞分裂的时期。其次明确曲线各段的意义及变化原因,AB段表示一条染
色体中DNA增倍,是由于DNA复制所致,所以B点时细胞内一条染色体含有两条染色单体,图2中乙和丙处于BC段。曲线c到D表示一条染色体的DNA减半,是由于着丝点分裂,染
色单体分开成为两条相同染色体,所以DE段的细胞不含染色单体。如果将图1中的纵坐标理解为细胞中DNA含量,那么有丝分裂的前、中、后期就在BC段,DE段就是有丝分裂
形成阶段了。
[答案】B(易错选C)
[错因分析】本题容易错选为C,错因是忽略图1的纵横坐标的含义,将“每条染色体DNA含量变化”与“细胞分裂过程中DNA含量变化”等同对待。
4.受基因型的干扰混淆“性原细胞”与“个体”产生配子种类的不同
[易错典题4】基因型为AaBb(两对等位基因位于两队同源染色体上)的一个精原细胞经减数分裂形成的精细胞种类有
A.1种 B.2种 C.4种 D.8种
【解析】一个精原细胞减数分裂只形成两种类型的4个精子,与细胞的基因型无关。但若一个基因型为AaBb个体产生的精子种类就不同了,就应是4种。
[答案】B(易错选C)
[错因分析]许多同学错解为C项,其原因是在审题时只注意到本题涉及AaBb两对等位基因且位于两对同源染色体上,符合基因的自由组合定律而忽视了本题的一个限定条件是指一个精原细胞。一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂只能形成4个精细胞,其种类为AB与ab或Ab与aB两种。
5.忽视多倍体产生配子的可能情况导致错误
[易错典题5]一定不存在等位基因的细胞是 ( )
A.卵细胞 B.单倍体生物体细胞
C.胚细胞 D.含一个染色体组的细胞21世纪教育网
[解析]只含一个染色体组的细胞自然一定不存在等位基因,多倍体产生的配子及多倍体的配子发育而成的单倍体都有可能存在等位基因。
[答案】D(易错选A)
[错因分析】很多同学熟悉减数分裂和分离定律的有关知识,还记得分离定律的实质就是等位基因随着同源染色的分开而分离,因而不假思索地选了A项。事实上,课本中在讲分离定律时,考虑的是二倍体生物,所以经减数分裂形成精子和卵细胞时,就没有等位基因了。但如果考虑多倍体生物,卵细胞和精子中就可能含有同源染色体了,因而也就含有等位基因,由这样的配子直接发育成的单倍体也含有等位基因。
6.对雌、雄性个体产生配子的细胞分裂图像辨认错误
[易错典题6]在哪一器官可能同时找到下面的细胞 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.精巢 B.卵巢 C.子宫 D.骨髓21世纪教育网
[解析]通过观察染色体行为可得,既有有丝分裂图像,也有减数分裂图像,只能发生在精巢或卵巢;细胞质不均等分裂的细胞图像,说明一定是产生卵细胞的减数分裂。
[答案]B(易错选A)
[错因分析]本题容易错选为A,错因是不能区分同源染色体、联会、四分体、染色单体,不知道睾丸和卵巢中既有有丝分裂又有减数分裂存在,没有注意到初级卵母细胞和次级卵母细分裂时细胞质不均分(这是区别于精细胞形成过程的重要特征)。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 12 页 (共 12 页) 版权所有@21世纪教育网