下面是某雄性动物 (2n=4) 在生殖和发育过程中的有关图示。图 1 是减数分裂过程简图,图 2 、图 3 是一同学画的不同时期细胞分裂图像和细胞染色体数目的变化曲线,请据图回答 :
(1) 图 1 中的 ② 过程产生的细胞叫 _______________ ,图 2 中的 ___________ 细胞处在该过程中。图 3 中从 ④ 到 ⑤ 的生理过程中 ________________( 填 “ 发生 ” 或 “ 未发生 ”) 基因重组。
(2) 图 2 中乙细胞处于图 3 中 ____( 填编号 ) 阶段,图 3 中,曲线 ②→③ 阶段形成的原因是 _____________ ;曲线 ______________( 填编号 ) 阶段的细胞内不存在同源染色体。
(3) 假如图 2 甲细胞处于该动物减数第二次分裂的某时期,你指出图中有两处错误分别是 _____________ 、 _________________ 。
(1) 次级精母细胞 丙 未发生
(2) ⑤ 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离 ②③④
(3) 细胞质应均等分裂 应无同源染色体(或染色体数目错误)
【分析】据图分析可知:图 1① 表示染色体复制, ② 表示减数第一次分裂, ③④ 表示减数第二次分裂。图 2 乙细胞中存在同源染色体,而且着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂的中期;丙细胞中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,表示减数第一次分裂后期。图 3 : A 表示减数分裂, B 表示受精作用, C 表示有丝分裂。
( 1 )
图 1 中的 ② 过程表示减数第一次分裂,产生的子细胞叫次级精母细胞;图 2 中的丙细胞处于减数第一次分裂后期,处于图 1 中的 ② 过程;基因重组包括减数第一次分裂前期的交叉互换型和减数第一次分裂后期的自由组合型,图 3 中从 ④ 到 ⑤ 的生理过程是受精作用,该过程未发生基因重组。
( 2 )
图 2 中,乙细胞存在同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上,故乙细胞处于有丝分裂中期,对应图 3 中 ⑤ 阶段;图 3 中,曲线 ②→③ 阶段形成的原因是着丝点分裂;图 3 的 ① 表示减数第一次分裂, ② 表示减数第二次分裂的前期、中期, ③ 表示减数第二次分裂的后期, ④ 表示减数第二次分裂末期, ④→⑤ 受精作用, ⑤ 表示有丝分裂间、前、中期, ⑥ 表示有丝分裂后期, ⑦ 表示有丝分裂末期,其中不存在同源染色体的时期是 ② 、 ③ 、 ④ 。
( 3 )
由于是雄性动物体内的细胞分裂图,细胞质不可能出现不均等分裂的情况,且减数第二次分裂后期的细胞中不存在同源染色体(或染色体数目错误)。
前期 | 中期 | 后期 | ||
有丝分裂 | 有同源染色体(染色体必定成对) | 不联会 |
着丝点排列在赤道板 |
着丝点分裂 |
减数第一次分裂 | 有同源染色体(染色体必定成对) | 联会 |
四分体排列在赤道板两侧 |
同源染色体分离,非同源染色体自由组合 |
减数第二次分裂 | 无同源染色体(染色体可以不成对) | 无同源染色体 |
着丝点排列在赤道板 |
着丝点分裂 |
项目 | 有丝分裂 | 减数分裂 | |
不同点 | 母细胞 | 体细胞或原始生殖细胞 | 原始生殖细胞 |
染色体复制 | 一次,有丝分裂间期 | 一次,减数第一次分裂前的间期 | |
细胞分裂次数 | 一次 | 两次 | |
同源染色体行为 | 有同源染色体,但无同源染色体的联会、四分体,不出现同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换及同源染色体的分离 | 有同源染色体的联会、四分体,出现同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换及同源染色体的分离 | |
子细胞的数目 | 2个 | 雄性4个,磁性为(1+3)个 | |
子细胞的类型 | 体细胞 | 生殖细胞(精细胞或卵细胞) | |
最终产生子细胞染色体数 | 与亲代细胞相同 | 比亲代细胞减少一半(发生在减数第一次分裂) | |
子细胞核的遗传物质组成 | 几乎相同 | 不一定相同(基因重组形成多种配子) | |
子细胞中可遗传变异的来源 | 基因突变、染色体变异 | 基因突变、基因重组、染色体变异 | |
染色体及DNA数量的变化 | |||
相同点 | 染色体都复制一次;出现纺锤体,均有子细胞产生,均有核膜、核仁的消失与重建过程;减数第二次分裂和有丝分裂相似,着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成染色体 | ||
意义 | 使生物的亲代和子代之间保持了遗传特性的稳定性 | 减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 |
知识拓展:
1、AaBb(两对基因独立遗传)产生配子情况
产生的配子种类 | 说明 | |
一个精原细胞 | 4个,2种(AB、ab或Ab、aB) | 植物产生配子的结论,与动物大致相同(区别仅在于:一个花粉母细胞产生的精子数量是8个,比动物要多) |
一个雄性个体 | 4n个,4种(AB、ab、Ab、aB) | |
一个卵原细胞 | 1个,1种(AB或ab或Ab或aB) | |
一个雌性个体 | n个,4种(AB、ab、Ab、aB) |
分裂方式 | 变异类型 |
无丝分裂 | 基因突变 |
有丝分裂 | 基因突变、染色体变异 |
减数分裂 | 基因突变、基因重组、染色体变异 |
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