1、第四单元 细胞的生命历程（含减数分裂和受精作用）考情专能提升重点题型突破涉及基因的减数分裂解题技巧【题型例解】下图甲、乙分别表示某基因组成为AaBbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。请据图回答下面的问题。(1)依据图乙，写出该种生物细胞分裂时，DNA数目的变化规律：_。(2)图甲所示细胞名称为_。该细胞中含同源染色体和等位基因分别为_对。若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别叫做_。(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的_来实现的。(4)图乙中的横坐标各数字中，_表示基因b与b的分开时期。(5)请绘出与图甲的发生
2、相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像和其产生的配子示意图。【解析】(1)图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化，据此分析可确定DNA数目变化规律为61263。(2)图甲细胞处于减数第二次分裂后期，且细胞质均等分裂，因此该细胞为第一极体，该细胞内无同源染色体及等位基因。1号和4号染色体由同一条染色体复制而来，若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为常染色体和X染色体。(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合来实现的。(4)同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，即图乙中(56)时期，姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后
3、期，即(89)时期。【答案】(1)61263(2)第一极体0、0常染色体和X染色体(3)同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合(4)89(5)如图【方法技巧】1减数分裂与基因的关系(1)减数第一次分裂后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。由于基因位于染色体上，同源染色体的分离导致等位基因分离；非同源染色体的自由组合导致非同源染色体上非等位基因自由组合。(2)减数第一次分裂后期，同源染色体分开，在平面图中相对的两条染色体一条来自父方，一条来自母方，因此染色体上相同位置的基因可能相同，也可能互为等位基因。(3)有丝分裂后期，减数第二次分裂后期，为着丝点分裂，姐妹染色单体分开，平面图中相对的
4、两条染色体应完全相同(不发生变异)，因此染色体上相同位置的基因一定相同。2减数分裂与生物变异的关系(1)在减数第一次分裂前的间期，可能导致基因突变。(2)在减数第一次分裂的四分体时期，可能发生交叉互换，导致基因重组。(3)减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因自由组合，导致基因重组。(4)在减数分裂过程中，由于诸多原因也会出现染色体变异，如人类性染色体异常病中出现的XXY型、XXX型、XYY型等，原因可能是减数第一次分裂异常，也可能是减数第二次分裂异常；可能是形成精子时异常，也可能是形成卵细胞时异常。【技巧试用】1下列各图表示某哺乳动物的细胞分裂，相关叙述中，正确的是()A乙细胞中含有两
5、个染色体组、10条染色单体B由丙细胞可知甲细胞分裂过程中发生了基因突变C丙细胞继续分裂产生的卵细胞基因型是ABXD或aBXD或AbXD或abXDD甲细胞经乙细胞后最终产生的子细胞的基因型为AaBbXDXDD乙细胞中含有6条染色体，12条染色单体，其中有两条端着丝点染色体。形成丙细胞过程中也可能发生了染色单体的交叉互换。丙细胞继续分裂只能产生一种类型的卵细胞aBXD。2(2013南通一调)某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断()A图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组B该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbEC
6、图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组D三对基因的遗传遵循自由组合定律B图示细胞中无同源染色体，且均等分裂，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组。因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变。正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE。A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。分类实验提升探究性实验【方法技巧】高中生物实验分两种类型，验证性实验和探究性实验，由于后者更能体现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力；更能体现科学态度、科学精神和
7、创新意识，每次考试都有相当比重。由于探究实验知识教材中并没有系统的整理，使同学们在做这方面题时感到无所是从。为解决这一问题，现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力之目的。探究性实验一般包括：提出问题、作出假设、设计实验、进行实验并观察并记录结果(有时需收集数据)、分析结果得出结论和表达和交流六个基本内容。(一)提出问题人们对事物作缜密观察以后，常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，问题即为实验的题目，是实验要达到的具体目标，例如“探究植物细胞在什么条件下吸水和失
8、水”“探究影响酶活性的条件”“酵母菌在有氧还是无氧条件下产生酒精”“光照强度对光合作用的影响”(二)作出假设根据已有的知识和经验，对提出的问题作出尝试性的回答，也就是作出假设。假设一般分为两个步骤：第一步，提出假设；第二步，做出预期(推断)。一个问题常有多个可能的答案，但通常只有一个是正确的。因此，假设是对还是错，还需要加以验证，即依据假设或预期，设计实验方案，进行实验验证。(三)设计实验实验原则：1单一变量原则实验过程中可以变化的因素称为变量。按性质不同，通常可分为三类：自变量、因变量和无关变量自变量，指实验中人为改变的变量。因变量，指实验中随着自变量的变化而引起的变化和结果。通常，自变量是
9、原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37 )、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的活性也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。无关变量指实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。显然，无关变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外，PH、试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，实验操作程度，温度处理的时间
10、长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量，以减少误差。2对照性原则通过设置实验对照对比。既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：(1)空白对照指不做任何实验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液
11、不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。(2)自身对照指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型的自身对照。细胞外液为蔗糖溶液则液泡变小，细胞外液为清水则液泡增大，自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。(3)条件对照指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如，“动物激素饲喂小动物”的
12、实习实验，采用等组实验法，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)；乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)；丙组：不饲喂药剂(空白对照组)；显然，乙组为条件对照。丙组为空白对照，通过比较、对照、更能充分说明实验变量甲状腺激素能促进动物的生长发育。(4)相互对照指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照，在等组实验法中，大都是运用对照，如“pH值对酶活性的影响”的实验中，分别设置不同的pH值来实验，各个实验组所采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。3科学性原则所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路
13、和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则，都要具有可行性。4重复性原则在实验设计中也必须注意实验的可重复性。任何实验都必须要有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性，尤其是有数据计算的实验，设计的实验不能只能进行一次，在无法重复的情况下，作为正式结论，这样的结论易被推翻。【题型例解】将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如图所示，然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)：(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的
14、斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是_；砖红色较深的试管是_，颜色较深的原因是_；不变色的试管是_，不变色的原因是_。(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝色是，产生该颜色的原因是_。(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路)【解析】考查温度对酶活性的影响。发芽的玉米籽粒中有淀粉酶，在不同温度下，淀粉酶的活性不同，对淀粉的催化程度也不相同。40 条件下酶的活性比20 情况下强，催化分解的速度快，产生的麦芽糖多，因此加入斐林试剂加热后
15、颜色较深，100 情况下，酶因高温失活，因此试管中没有反应。遇碘变蓝是淀粉的特性，三支试管都变蓝说明三支试管中都有淀粉存在。要确定酶的最适温度，要增加试管数量，并设置成温度梯度，重复上述实验。酶的最适温度应位于砖红色最深的两个试管之间，或者就是砖红色最深所对应的试管。【答案】(1)A和CC淀粉酶在40 时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多E酶失活(2)剩余的淀粉遇碘变蓝(3)在20 和100 之间每隔一定温度设置一个实验组，其它实验条件保持一致。以反应液和上述试剂(或答碘液或斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。【技巧试用】1某生物兴趣小组在“探究细胞呼吸方式”时，经过讨
16、论，认为选用酵母菌作为实验材料最佳，其主要理由是()A酵母菌是一种单细胞真菌B酵母菌是兼性厌氧菌C酵母菌是真核生物D酵母菌代谢比较旺盛B细胞的呼吸方式有两种，即有氧呼吸和无氧呼吸。酵母菌在有氧条件下能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水，在无氧条件下能进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，因此用酵母菌就可以探究细胞呼吸的两种方式。2为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍
17、时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868(1)提高洗衣粉去污能力的方法有_。甲组在洗衣粉中加入了_。乙组在洗衣粉中加入了_。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_。(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_。解析血渍和油渍中既含蛋白质也含脂肪。为加速血渍和油渍中蛋白质和脂肪的分解，需要加酶或适当提高温度。对比同一温度下的三组实验可知，甲加了一种酶，乙加了两种酶。甲、乙两组洗涤效果的差异，说明酶具有专一性。水温为80 时
18、，酶失活，因而三组实验效果没有差别。答案(1)加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白酶和脂肪酶(2)专一性(3)没有差异，因为高温使酶失活热点考向透视减数分裂异常 减数分裂中减数第一次分裂是同源染色体分开，减数第二次分裂是姐妹染色单体分开。如果染色体的数目异常，或者减数分裂异常，我们可以分别从减数第一次分裂和减数第二次分裂来解析。减数第一次分裂异常，也即是同源染色体不能正常分离，同时移向一极，最后到了一个次级性母细胞中。减数第二次分裂异常，也即是姐妹染色单体不能正常分离，同时移向一极，最后到了一个配子中。【解题依据】1减数第一次分裂异常图解2减数第二次分裂异常图解一、常染色体异常(一)减数第一次分裂异常
19、【题型例解】李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖。其主要成就是实现了小麦偃麦草的远缘杂交，培育出了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦育种的问题。小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的_变异，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F1代自交，请分别分析F2代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：_。【解析】体细胞缺少一条染色体，属于染色体变异中的数目变异。这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F1，体细胞缺少一条染色体。F1减数分裂时，成对的同源染色体的分配是正常，不成对的那一条染色体复制后只能分配到一个次级性母
20、细胞中，也就是减数第一次分裂正常。减数第二次分裂正常，最终导致产生了一半染色体数目正常的配子，一半染色体数目异常的配子。【答案】数目F1代通过减数分裂能产生正常和不正常的两种配子；正常配子相互结合产生正常F2代；不正常的配子相互结合产生不正常F2代；不正常配子和正常配子相互结合产生不正常F2代(二)减数第二次分裂异常【题型例解】某一生物有4条染色体，假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为()A11B12C13 D04【解析】根据减数分裂知识可知，一个初级精母细胞经减过程产生两个次
21、级精母细胞，每个次级精母细胞经减过程各产生2个精细胞。根据题意，两个次级精母细胞中有一个在第二次分裂发生异常，即有一对姐妹染色单体移向了一极，从而产生了两个异常的精细胞；而另一个第二次分裂正常，形成的是两个正常的精细胞。所以，这个初级精母细胞产生的正常精细胞和异常精细胞之比是11。【答案】A(三)减数第一次分裂和减数第二次分裂均异常【题型例解】一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数分裂的第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有
22、分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子(以下简称为不正常的配子)。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是()A两者产生的配子全部都不正常B前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常C两者都只产生一半不正常的配子D前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子【解析】根据减数分裂的有关知识可知，如果一个初级精母细胞有一对同源染色体不分离，则形成的两个次级精母细胞中的染色体数分别比正常的次级精母细胞多1条和少1条，它们经减正常分裂后，所形成的4个配子都不正常。如果经减正常分裂形成的两个次级精母细胞中的一个在减分裂时出现异常，即1条染色体的姐妹染色单体没有分开，则产
23、生的两个配子都不正常，而另一个产生的两个配子都是正常的。【答案】D二、性染色体异常(一)减数第一次分裂异常【题型例解】在人的卵细胞形成过程中，如果两条X染色体不分离，都进入次级卵母细胞中，那么，形成的卵细胞与正常的精子结合，其受精卵的染色体组成是()A22AAXXYB22AAXXXC22AAXXY或22AAXXXD22AAXXY或22AAXY【解析】正常精子的性染色体为X或Y，解答此题的关键是判断出卵细胞的性染色体组成。两条X染色体都进入次级卵母细胞，则次级卵母细胞中和极体中性染色体的组成如下图：减数第二次分裂正常，则很容易得出卵细胞的性染色体组成为XX。【答案】C(二)减数第二次分裂异常【题
24、型例解】某男产生的有些精子中，性染色体为a(XY)、b(YY)，这两种精子是如何产生的()Aa是由于减数分裂第一次分裂不分离。b是由于减数分裂的第一次分裂不分离Ba是由于减数分裂第二次分裂不分离。b是由于减数分裂的第二次分裂不分离Ca是由于减数分裂第一次分裂不分离。b是由于减数分裂的第二次分裂不分离Da是由于减数分裂第二次分裂不分离。b是由于减数分裂的第一次分裂不分离【解析】XY为同源染色体未分开，为减数第一次分裂异常，YY为姐妹染色单体未分开，为减数第二次分裂异常。【答案】C(三)性染色体异常与基因组合在一起【题型例解】一个色盲女人与一个正常男子结婚，生了一个基因型为XBXbY的孩子，则决定
25、该孩子的配子中：()A精子异常，减异常B卵细胞异常，减异常C精子异常，减异常D卵细胞异常，减异常【解析】基因型为XBXbY的孩子，Xb一定来自于卵细胞，卵细胞正常，XBY一定来自于精子，同源染色体没有分开，因此为精子异常，减数第一次分裂异常。【答案】A【技巧试用】1下列哪两种人类生殖细胞结合后，会产生先天愚型的男孩：()23AX22AX21AX22AYA BC DC先天愚型为21三体综合征，21号染色体比正常人多一条因此染色体组成为45XY。2表现型正常的双亲生有一色盲的孩子，其体细胞性染色体组成是XXY，这是由于双亲之一在形成配子时出现了罕见的性染色体不分离现象所致，此现象最可能发生在()A
26、母方减中 B母方减中C父方减中 D父方减中A分析可知，该色盲孩子的基因型为XbXbY，父亲的表现型正常，他的基因型为XBY，母亲的基因型为XBXb。可以判断出是由于母亲产生了基因型为XbXb的卵细胞，与性染色体为Y的精子结合后发育得到该色盲的孩子。XbXb的卵细胞产生是由于母亲在形成卵细胞是减数第二次分裂异常，Xb所在的姐妹染色单体在减数第二次分裂是没有分开，一起进入了卵细胞。3人类21三体综合征的成因是在生殖细胞形成的过程中，第21号染色体没有分离，若女患者与正常人结婚后可以生育，其子女患该病的概率为()A0 B1/4C1/2 D1C人类21三体综合征属常染色体异常病，女患者的染色体组成为4
27、5XX，该患者在产生卵细胞的过程中，由于常染色体无法平均分配，所以在减分裂后期，组成为23X和22X的两套染色体分别随机向两极移动，如果进入次级卵母细胞的是23X，且减分裂正常，则形成的卵细胞染色体组成为23X，这样的卵细胞正常受精后，孩子一定得此病；如果进入次级卵母细胞的是22X，且减分裂正常，则形成的卵细胞染色体组成是22X，这样的卵细胞正常受精后，孩子一定不得此病。所以，女患者的子女患此病的概率是50%。4某人患有染色体异常病，经染色体组型分析发现，其染色体组成为44XXY，该病人的亲代在形成配子时，不可能发生：()A初级精母细胞分裂后期，两条性染色体移向一极B次级精母细胞分裂后期，两条
28、性染色体移向一极C初级卵母细胞分裂后期，两条性染色体移向一极D次级卵母细胞分裂后期，两条性染色体移向一极B染色体组成为44XXY，可以由染色体组成为22X卵细胞和22XY的精子受精完成，或者由染色体组成为22XX卵细胞和22Y的精子受精完成。第一种情况为精子异常，XY同源染色体没有分开，为减数第一次分裂异常；第二种情况为卵细胞异常，含有XX两条性染色体，可能为同源染色体没有分开，也可能为减数第二次分裂姐妹染色单体未分开。5新闻报道中描述了一个惊人的发现，有2%到4%的精神病患者的性染色体组成为XYY。XYY综合征患者有暴力倾向，有反社会行为，有人称多出的这条Y染色体为“犯罪染色体”。下列关于XYY综合征的叙述正确的是()A患者为男性。是由母亲减数分裂产生异常卵细胞所致B患者为男性。是由父亲减数分裂产生异常精子所致C患者为女性。是由母亲减数分裂产生异常卵细胞所致D患者为女性。是由父亲减数分裂产生异常精子所致B此题不可能XY一起看。因为另一条为Y染色体，不可能两个精子相结合，所以YY一起看。YY为姐妹染色单体未分开，为父方减数第二次分裂异常所致。
