第二章 基因和染色体的关系一、 基因与染色体的关系1. 减数分裂：一种特殊的有丝分裂，细胞连续分裂_，而染色体在整个分裂过程中复制_的细胞分裂方式。减数分裂的结果是细胞中的染色体数目比原来减少了一半。一个卵原细胞经过减数分裂，只形成_卵细胞，而一个精原细胞通过减数分裂则可以形成_精子。2. 受精作用：(1) 卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。(2) 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子。(3) 由于减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。3. 对于有性生殖的生物来说，减数分裂、_对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定、生物的遗传和变异都是十分重要的。二、 减数分裂的过程(以动物细胞为例)减数第一次分裂间期：染色体复制(包括DNA的复制和蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对(称联会)，形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板两侧。后期：同源染色体分离(分别移向细胞两极，等位基因分离)，非同源染色体自由组合(非等位基因自由组合)。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。结果：每个子细胞的染色体数目减半。减数第二次分裂(无同源染色体)前期：染色体散乱排列在细胞中央。中期：每条染色体的着丝粒(点)都排列在细胞中央的赤道板上。后期：每条染色体的着丝粒(点)分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。结果：每个子细胞的DNA数目减半。三、 配子中染色体组合多样性的原因1. 减数第一次分裂后期非同源染色体_。2. 四分体中非同源染色体的非姐妹染色单体间的_。一、 单项选择题1. 下列曲线表示减数分裂过程中DNA含量变化的是()2. 下列对四分体的叙述正确的是()A. 一个细胞中含有4条染色体 B. 一个细胞中含有4对染色体 C. 一个细胞中含有4条染色单体 D. 一对同源染色体含4条染色单体3. 下图是细胞分裂的不同时期示意图，不属于精子形成过程的是()4. 和减数第一次分裂相比，减数第二次分裂特有的染色体行为是()A. 染色体复制 B. 联会 C. 同源染色体分离 D. 着丝点分裂5. 果蝇的精细胞中有4条染色体，其初级精母细胞中的染色单体和四分体数分别是()A. 8和4 B. 8和8 C. 16和4 D. 16和86. 如果有5个卵原细胞，5个初级精母细胞，它们都正常发育并受精，最多能形成的受精卵数目是()A. 20个 B. 15个 C. 10个 D. 5个7. 下图表示某哺乳动物细胞(2N)进行减数分裂的不同时期(甲、乙、丙、丁)的不同物质(a、b、c、d)含量。若a表示细胞，则b、c、d依次是()A. DNA分子、染色体、染色单体B. 染色体、DNA分子、染色单体C. DNA分子、染色单体、染色体D. 染色单体、染色体、DNA分子8. 只在减数分裂过程中发生，而有丝分裂过程中不发生的是()A. DNA复制与有关蛋白质合成 B. 姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞C. 纺锤体牵引染色体移动 D. 同源染色体分离分别进入两个子细胞9. 初级精母细胞减数第一次分裂形成次级精母细胞时，染色体变化的重要特征是()A. 着丝点不分裂，同源染色体不分开 B. 着丝点不分裂，同源染色体分开C. 着丝点分裂，同源染色体不分开 D. 着丝点分裂，同源染色体分开10. 人类精子的产生过程中，下列说法不正确的是()A. 细胞中染色单体数最多可达92条B. 姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C. 染色单体交叉互换发生在同源染色体分离之前D. 一个初级精母细胞可以形成46个四分体二、 非选择题11. 图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上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。请据图回答：(1) 图1中AB段形成的原因是_，该过程发生于细胞分裂间期的_期。CD段形成的原因是_。(2) 图2中_细胞处于图1中的BC段，图2中_细胞处于图1中的DE段。(3) 由图2乙分析可知，该细胞含有_条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为_，该细胞处于_分裂的_期，其产生的子细胞是_。12. 下图是某雄性高等动物体内细胞分裂的示意图，下面的曲线图表示该动物细胞中一条染色体上DNA的含量变化。分析回答：(1) 该动物精细胞内有染色体_条；表示细胞有丝分裂的是_(填字母)。(2) 在A、B、C三图中，含有同源染色体的细胞是_(填字母)。B图名称是_。(3) 在曲线图中，cd段变化的原因是_。(4) 在A、B、C三图中，与bc段相对应的细胞是_(填字母)。图例分析(减数分裂过程中的细胞图像，坐标直方图和坐标曲线图的关系)一、 1. 两次一次一个四个3. 受精作用三、 1. 自由组合2. 交叉互换知能演练1. C解析：A项曲线表示的有丝分裂过程中细胞中的染色体数量的变化；B项可以表示有丝分裂过程中的DNA数量的变化或一条染色体上DNA数量的变化；C项曲线中通过复制使DNA加倍，两次分裂后最终使细胞中的DNA含量减半，可以表示减数分裂过程中的DNA含量变化；D项曲线可以表示减数分裂过程中的染色体数量的变化。2. D解析：四分体指减数第一次分裂时期的同源染色体联会后每对同源染色体中含有4条姐妹染色单体。3. C解析：A项表示变形后的精子；B项细胞内无同源染色体，处于减数第二次分裂后期，细胞质均分，可能属于精子的形成过程；C项细胞也处于减数第二次分裂后期，但细胞质不均分，属于次级卵母细胞，不属于精子形成过程；D项细胞处于减数分裂四分体时期，可能属于精子形成过程。4. D解析：染色体复制发生在减数第一次分裂的间期；同源染色体联会发生在减数第一次分裂的前期；同源染色体分离发生在减数第一次分裂的后期；着丝点分裂发生在减数第二次分裂的后期。5. C解析：由果蝇的精细胞中有4条染色体知其体细胞中有8条染色体，在初级精母细胞中每条染色体含有2条姐妹染色单体，所以染色单体有16条。4对同源染色体两两联会配对，所以形成4个四分体。6. D解析：5个卵原细胞，经过减数分裂能形成5个卵细胞， 5个初级精母细胞，经过减数分裂能形成20个精细胞，而受精过程中1个卵细胞只能与1个精子结合形成受精卵，所以若它们都正常发育并受精，最多能形成5个受精卵。7. A解析：看清横纵坐标，理解直方图所代表的量的大小和含义，然后结合生物学原理进行推理；找到柱状图中的最值；分析图中各物质含量不同的可能原因，分析横纵坐标之间的关系。8. D解析：DNA复制与有关蛋白质合成在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都会发生；姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期都会发生；纺锤体牵引染色体移动是有丝分裂和减数分裂过程的共有特征；同源染色体分开分别进入两个子细胞只能发生在减数第一次分裂过程中，有丝分裂中不发生同源染色体分离现象。9. B解析：减数第一次分裂同源染色体分离，有丝分裂和减数第二次分裂着丝点才分裂，这是区分有丝分裂和减数分裂的重要特征。10. D解析：减数第一次分裂的前、中期染色单体可达92条。染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期。一个初级精母细胞含有23对同源染色体，可以形成23个四分体。11. (1) DNA复制(或染色体复制)S着丝点分裂(2) 乙、丙甲(3) 812减数第一次后次级卵母细胞和第一极体12. (1) 2A(2) A、B初级精母细胞(3) 着丝点分裂(4) A、B解析：(1) 据图可知，A细胞表示有丝分裂中期，其细胞内染色体数与体细胞内染色体数目相等，说明该动物体细胞中染色体数是4条，则精细胞内的染色体数是体细胞的一半，即2条；表示细胞有丝分裂的是A。(2) 在A、B、C三图中含有同源染色体的细胞是A、B；B图处于减数第一次分裂中期，称为初级精母细胞。(3) 曲线由cd表示每条染色体上的DNA含量由2个变成1个，所以cd段变化的原因是着丝点分裂。(4) 曲线bc段表示每条染色体上含有2个DNA分子，说明每条染色体由两条姐妹染色单体组成，所以在A、B、C三图中，与bc段相对应的细胞是A、B。5