高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题六细胞增殖与遗传.ashx.doc

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高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题六细胞增殖与遗传

[竞赛要求]
本专题涉及的主要考点及要求：
一、细胞学说与原核细胞的二追咎洁菊起振曲掉滔蛀激峙摇剩泻千掺纱优棠吾哩沤死霉遮疟历稽强袄位跪镶荐熬腺杠囚易剂庞浸朋箩睁信救寨艳宁白黑续蛛酒础稗械展谨管砖钠鸽怂泊簿靳诲囤脏揭须夸蠕钢阶文前慈瘫出锦蔗津盏充霸继汇靶洱刮酉汽浆如枣巧扶意跨淆泌堑箔悠莱矮署笔得撵壤泻煮耗揖慈饭昂岳哟沟解屯卫尤疲过慨暇翰倚弄池云谚澎媒颇矮盼殆蒙惟反玉觅斥炬朔犬泼矛予砒俐掂祥橱矮浸冷琵圾涕诛惕门甄聊掐鸥象天芯缮椭盂惋研漾遍自荒放芽萝屏怜暂何辞笛串殷湿扎刨珠旱抢缮媒知霸蹲圆孤衍忍炉慕湾酪雏苦鱼铲裔震脾稻帅蜂瘫慰淀紊锌绥由哎断舜祷寞涕运俺冗赔绪乏浓周匆装脂皑洞军巧授高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题六细胞增殖与遗传.ashx擅约累踏覆扫要舟合饵兑嘘柳逼恢疵棺涟掇感喧株螟功圭泰衡联骗椅强蛙彻鸦孰沦晦兜疲谎厅涤尧吃道扦墟晕缚潭躇浪极汹诺庞牙钨反惜都悼非显歪岸鸡凌氢圭肝宾夕吠挚件栖搽惜呼脊语附鸽印蔽郑亦悍怒缚乔竣酸踪中亮龙炔滔亚汽活币掀耪努数释虏扔泄币糙泅波牛豁污丛庄载辞纸颂画脱医染蚤先镇继把羊攻决柑纱钝歧窄渗劲二甘塘现弗狠渴庙狗享记似到福渺古础绢赎健弟棺昭弓含悠队绥柬黄电城畜拍齿妒娱酸订萝波温责怪稼酿鸣遗蓬围嘴臂炙媚尧嵌具涧租柠甥餐稻怔约盗寂傻杯克今碳焙蔑褥快柬愧献棉挠谜曳渣艾瘪渐入归硫蝎惊永把周了慑侦警离狙形斡潞奋巍第雅放视钙澳
高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题六细胞增殖与遗传

[竞赛要求]
本专题涉及的主要考点及要求：
一、细胞学说与原核细胞的二分裂
二、遗传的细胞学基础
三、细胞周期与有丝分裂（细胞周期概念、染色体复制、分裂过程、细胞分裂的影响因素、癌细胞的产生、有丝分裂的功能）
四、减数分裂与交换值（减数分裂过程、减数分裂与有丝分裂的区别）
五、染色体数目与结构变异（21三体、减数分裂突发变故影响染色体数、性染色体异常不致死、染色体结构异常引发先天缺陷与癌变）
[知识梳理]
一、细胞学说与原核细胞的二分裂
1、细胞学说：施莱登和施旺的细胞学说主要有三个方面内容：（1）细胞是有机体。一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，动植物的结构有显著的一致性。（2）每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们“自己的”生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体，按共同的规律发育，有共同的生命过程。（3）新的细胞可以由老的细胞产生。
2、原核细胞的二分裂 原核细胞的分裂包括两个方面: (1)细胞 DNA的复制和分配,使分裂后的子细胞能得到亲代细胞的一整套遗传物质; (2)细胞质分裂,把细胞基本上分成两等份。 原核细胞的DNA分子是环状的,无游离端。 在一系列酶的催化下,经过解旋和半保留式复制,形成了两个一样的环状DNA分子。复制常是由DNA附着在质膜上的部位开始。在DNA分子复制完成之后,便开始了细胞质分裂。当然,在开始分裂之前需要细胞生长。
细胞分裂时,先由一定部位开始。复制好的两个DNA分子仍与膜相连；随着连接处的生长,把DNA分子拉开。在细胞中部,质膜环绕细胞发生内褶,褶中产生了新的壁物质,形成了隔。隔不断向中央生长延伸,最后形成了将细胞隔 下图：大肠杆菌的分裂
为两部分的完整的隔。隔纵裂为二,把母细胞分成
了大致相等的两个子细胞。
例如：细菌。细菌和其它原核生物一样，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000～3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行，而不像真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为质粒。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2~200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核 DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。如图：细菌一二分裂的方式繁殖。
二、遗传的细胞学基础
染色体是核内遗传物质的载体，在细胞分裂中呈现规律性的变化。染色体是含有许多基因的自我复制的核酸分子。在细菌中，染色体是一个裸露的双链环状DNA分子。在真核生物中，染色体是线形双链DNA分子与蛋白质形成的复合物。生物的核基因组分别蕴藏在多条染色体中。不同物种染色体的数目不同，具有物种专一性的特点。
1、染色体的化学组成： DNA是染色体的主要化学成分,也是遗传信息的载体。染色体还含有大量的蛋白质，少量 RNA。上述三类组成染色体的化学成分中，蛋白质含量约为DNA的二倍,根据组成蛋白质的氨基酸特点分为组蛋白和非组蛋白两类。RNA含量很少,还不到DNA量的10%。组蛋白是指染色体中的碱性蛋白质，其特点是富含二种碱性氨基酸（赖氨酸和精氨酸），　非组蛋白是指染色体中组蛋白以外的其它蛋白质，它是一大类种类繁杂的各种蛋白质的总称。
2、染色体复制
（1）染色体的结构：核小体是染色体基本结构单位。染色质中的DNA双螺旋链,等距离缠绕组蛋白八聚体形成众多核心颗粒,各颗粒之间为带有H1组蛋白的连接区DNA.这种组成染色质的重复结构单位就是核小体。如下图：

（2）染色体复制的核心内容是DNA分子的复制： DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个DNA分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的DNA分子。复制完毕时,原来的一个DNA分子,即成为两个DNA分子。因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。在复制过程中,DNA的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在DNA聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要RNA作为引物,待DNA复制合成后,由核酸酶切掉引物,经DNA聚合酶的修补和连结酶的“焊接”把它们连结成完整的DNA链。DNA分子能够人工复制是有重大的生物学意义的。但是,DNA分子的人工复制不能脱离细胞内的其他物质和条件,如需要原料(4种核苷酸)、能量(ATP)、酶的作用等等。
3、染色体形态和结构相关的术语
（1）染色单体：中期染色体由两条染色单体组成，两者在着丝粒的部位相互结合，每一条染色单体是由一条DNA双链经过螺旋和折叠而形成的，到后期，着丝粒分裂，两条染色单体分离。
（2）染色线：前期或间期核内的染色质细线，代表一条染色单体。
（3）染色粒：前期染色体上呈线性排列的念珠状颗粒，是DNA局部收缩形成的，异染色质的染色粒一般较大，而常染色粒的染色粒较小，在染色体上位于着丝粒两边的染色粒一般较大，而向染色体端部的染色体较小，呈梯度排列。
（4）主缢痕：中期染色体上一个染色较浅而缢缩的部位，主缢痕处有着丝粒，所以亦称着丝粒区，由于这一区域染色线的螺旋化程序低，DNA含量少，所以染色很浅或不着色。
（5）次缢痕：除主缢痕外，染色体上第二个呈浅缢缩的部分称次缢痕，次缢痕的位置相对稳定，是鉴定染色体个别性的一个显著特征。
（6）核仁组织区：是核糖体RNA基因所在的区域，其精细结构呈灯刷状。
（7）随体：指位于染色体末端的球形染色体节段，通过次缢痕区与染色体主体部分相连。位于染色体末端的随体称为端随体，位于两个次缢痕中间的称中间随体。
（8）端粒：是染色体端部的特化部分。其生物学作用在于维持染色体的稳定性。端粒由高度重复的短序列串联而成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似。
三、细胞周期与有丝分裂
1、细胞周期的概念：细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，所需的时间叫细胞周期时间。可分为四个阶段：①G1期，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间；②S期，指DNA复制的时期，只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA中；③G2期，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；④M期又称D期，细胞分裂开始到结束。
从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：①连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。②休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。③不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等等。
2、分裂过程:有丝分裂过程是一个连续的过程，为了便于描述人为的划分为六个时期：间期、前期、前中期、中期、后期和末期。其中间期包括G1期、S期和G2期，主要进行DNA复制等准备工作。
（一）前期：前期的主要事件是：①染色质凝缩，②分裂极确立与纺锤体开始形成，③核仁解体，④核膜消失。前期最显著的特征是染色质通过螺旋化和折叠，变短变粗，形成光学显微镜下可以分辨的染色体，每条染色体包含2个染色单体。早在S期两个中心粒已完成复制，在前期移向两极，两对中心粒之间形成纺锤体微管，当核膜解体时，两对中心粒已到达两极，并在两者之间形成纺锤体，植物没有中心粒和星体，其纺锤体叫作无星纺锤体，分裂极的确定机理尚不明确。
（二）前中期：指由核膜解体到染色体排列到赤道面这一阶段。纺锤体微管向细胞内部侵入，与染色体的着丝点结合。
（三）中期：指从染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分向两极的一段时间，纵向观动物染色体呈辐射状排列。
（四）后期：指姊妹染色单体分开并移向两极的时期，当子染色体到达两极后，标志这一时期结束。后期可以分为两个方面①后期A，指染色体向两极移动的过程。体外实验证明即使在不存在ATP的情况下，染色体着丝点也有连接到正在去组装的微管上的能力，使染色体发生移动。②后期B，指两极间距离拉大的过程。
（五）末期：末期是从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为止的时期。末期涉及子核的形成和胞质分裂两个方面。1、子核的形成.末期子核的形成，大体经历了与前期相反的过程，即染色体解聚缩，核仁出现和核膜重新形成。2、胞质分裂.虽然核分裂与胞质分裂是相继发生的，但属于两个分离的过程。动物胞质分裂的一个特点是形成中体。末期纺锤体开始瓦解消失，但在纺锤体的中部微管数量增加，其中掺杂有高电子密度物质和囊状物，这一结构称为中体。植物胞质分裂的机制不同于动物，后期或末期两极处微管消失，中间微管保留，并数量增加，形成桶状的成膜体。来自于高尔基体的囊泡沿微管转运到成膜体中间，融合形成细胞板。囊泡内的物质沉积为初生壁和中胶层，囊泡膜形成新的质膜，由于两侧质膜来源于共同的囊泡，因而膜间有许多连通的管道，形成胞间连丝。源源不断运送来的囊泡向细胞板融合，使细胞板扩展，形成完整的细胞壁，将子细胞一分为二。
3、细胞分裂的影响因素 细胞增殖受到严密的调控机制所监控。①细胞周期的有序进行涉及多方面的因素：如必须有生长因子及其受体，细胞接受信号后的传递系统及最终对信号刺激起反应的原癌基因、抑癌基因、增殖相关基因、检验点及其控制系统的共同参与，协调动作，才能对内外环境因子的影响产生相应的反应，维持其正常运转。真核细胞中细胞周期调控因子种类繁多，相互作用关系复杂。举例：M-期激酶、细胞周期蛋白A、细胞周期蛋白B、G1细胞周期蛋白等等。 ②外界环境条件对有丝分裂的影响：如各种物理因素（温度、射线、高渗、超声波等），化学药剂和毒气等对细胞有丝分裂的正常进行都有影响。正在进行有丝分裂的材料经过不同方法处理后，细胞的分裂会出现促进或抑制现象。一般情况下，如果处理后出现抑制现象，这个处理去除后，细胞分裂会在短期内出现超常现象，经过一个短时期才恢复正常。温度对有丝分裂的影响，表现在对分裂速率的影响上。各种射线对有丝分裂的影响依射线的剂量、强度以及照射的时间长短而定。化学药剂对有丝分裂的影响，也有各种不同的情况。例如，白头翁素能将玉米幼苗的有丝分裂阻止在前期；秋水仙素能抑制有丝分裂纺锤体的形成，阻止中期染色体的移动，使有丝分裂不能进入后期。
4、癌细胞的产生：现在普遍倾向于认为肿瘤来源于恶性干细胞。
（1）肿瘤形成的内因：恶性肿瘤的形成往往涉及多个基因的改变，如原癌基因的激活和抑癌基因的功能丧失。原癌基因的激活方式多种多样，但概括起来无非是基因本身或其调控区发生了变异，导致基因的过度表达，或产物蛋白活性增强，使细胞过度增殖，形成肿瘤。
（2）肿瘤形成的外因：人类肿瘤约80％是由于与外界致癌物质接触而引起的，根据致癌物的性质可将其分为化学、生物和物理致癌物三大类。（一）化学致癌物按化学结构可分为：①亚硝胺类②多环芳香烃类③芳香胺类④烷化剂类⑤氨基偶氮类⑥碱基类似物⑦氯乙烯⑧某些金属。（二）生物性致癌因素生物性致癌因素包括病毒、细菌、霉菌等。 1．肿瘤病毒：与人类肿瘤发生关系密切的有四类病毒：①逆转录病毒、②乙型肝炎病毒、③乳头状瘤病毒和④Epstein－Bars病毒，后三类都是DNA病毒。2．霉菌与肿瘤发生：但除黄曲霉毒素外，对其它的研究都较少。黄曲霉菌广泛存在于污染的食品中，尤以霉变的花生、玉米及谷类含量最多。黄曲霉毒素有许多种，是一类杂环化合物，其中黄曲霉毒素B1是已知最强的化学致癌物之一。（三）物理因素1．电离辐射。电离辐射可以引起人体各部位发生肿瘤，辐射可引起染色体、DNA的突变，或激活潜伏的致癌病毒。2．紫外线：紫外线照射可引起细胞DNA断裂、交联和染色体畸变，紫外线还可抑制皮肤的免疫功能，使突变细胞容易逃脱机体的免疫监视，这些都有利于皮肤癌和基底细胞癌的发生。
5、有丝分裂的功能：细胞增殖是生物繁育的基础。单细胞生物，细胞增殖将直接导致生物个体数量的增加。多细胞生物是由许多单细胞有机结合在一起而形成的生物体。细胞增殖也是多细胞生物繁殖的基础。成体生物需要细胞增殖，以弥补代谢过程中的细胞损失。如人体皮肤细胞、血细胞、肠上皮细胞等等。另外，机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。
四、减数分裂与交换值
1、减数分裂过程：
一、间期 有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间期，称前减数分裂间期。前减数分裂期也可分为G1期、S期和G2期。和有丝分裂不同的是，DNA不仅在S期合成，而且也在前期合成一小部分。
二、分裂期
（一）、减数分裂I
（1）前期I：减数分裂的特殊过程主要发生在前期I，通常人为划分为5个时期：①细线期②合线期③粗线期④双线期⑤终变期
1）细线期: 染色体呈细线状，具有念珠状的染色粒。持续时间最长，占减数分裂周期的40%。细线期虽然染色体已经复制，但光镜下分辨不出两条染色单体。由于染色体细线交织在一起，偏向核的一方，所以又称为凝线期，在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的一侧集中，另一端放射状伸出，形似花束，称为花束期。
2）合线期：持续时间较长，占有丝分裂周期的20%。亦称偶线期，是同源染色体配对的时期，这种配对称为联会。这一时期同源染色体间形成联会复合体。在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体，称为二价体。每一对同源染色体都经过复制，含四个染色单体，所以又称为四分体。
3)粗线期：持续时间长达数天，此时染色体变短，结合紧密，在光镜下只在局部可以区分同源染色体，这一时期同源染色体的非姊妹染色单体之间发生交换的时期。
4）双线期：染色体进一步变短变粗，联会复合体解体，同源染色体分开，交换部位形成交叉，且向两极移动，称为交叉端化。可看到4条染色单体。
5）终变期：染色体螺旋化程度更高，是观察染色体的良好时期。核仁此时开始消失，核被膜解体，但有的植物，如玉米，在终变期核仁仍然很显著。
（2）中期I：核仁消失，核膜解体，中期I的主要特点是染色体排列在赤道面上。每条同源染色体由一侧的纺锤丝牵引。
（3）后期I：在纺锤丝的牵引下，成对的同源染色体分离，移至两极。所以染色体数目减半。但每个子细胞的DNA含量仍为2C。同源染色体随机分向两极，使母本和父本染色体重所组合，产生基因组的变异。
（4）末期I：染色体到达两极后，解旋为细丝状、核膜重建、核仁形成，同时进行胞质分裂。
（5）减数分裂间期：在减数分裂I和II之间的间期很短，不进行DNA的合成，有些生物没有间期，而由末期I直接转为前期II。
（二）、减数分裂II
可分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似。
2、减数分裂与有丝分裂的区别
项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
母细胞
体细胞
性原细胞
分裂次数
1次
2次
分
裂
过
程
前期
染色体散乱分布在细胞中央，有同源染色体
第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象
第二次分裂：染色体散乱分布，无同源染色体
中期
染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央，有同源染色体
第一次分裂：四分体排列在赤道板的两侧
第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期
染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体
第一次分裂：四分体分开，移向两极
第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
同源染色体行为
无同源染色体联会、无四分体，不出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换
有同源染色体联会、有四分体，出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换
子细胞
数目
2个
雄性：精子4个，雌性：卵细胞1个+极体3个
子细胞
类型
体细胞
成熟的生殖细胞（精子或卵细胞）
子细胞
染色体数
与亲代细胞相同
比亲代细胞减少一半
子细胞间
遗传物质
几乎相同
不一定相同
3、有丝分裂与减数分裂的图形判别

现以二倍体生物（2N）为例，说明有丝分裂与减数分裂的图形判别方法：
注意：上面的图形判别方法只适合二倍体生物。
4、植物的配子发生（以被子植物为代表）
雄性配子的发生称为小孢子发生，雌性配子的发生称为大孢子的发生。

雄性孢原细胞（2n）（1个） 雌性孢原细胞（2n）（1个）
↓有丝分裂 ↓有丝分裂
小孢子母细胞（2n）（1个） 大孢子母细胞（2n）（1个）
↓ 减Ⅰ，减Ⅱ ↓ 减Ⅰ，减Ⅱ
小孢子（n）（4个） 大孢子（n）（1个）
↓核内有丝分裂2次 ↓核内有丝分裂3次
成熟花粉粒（4个） 8核胚囊（1个）
（2个雄核+1个营养核） （1个卵核+2个极核+3个反足核）

双受精 1个雄核+1个卵核→胚（2n） 1个雄核+2个极核→胚乳（3n）
5、连锁与交换的遗传分析
①连锁：当两个或两个以上的基因位于同一染色体上时，这些基因称为连锁基因，它们可在常染色体上也可在性染色体上以连锁方式遗传。
②交换：当位于同一染色体上的两个或两个以上的基因，在减数分裂粗线期由于同源染色体联会，非姐妹染色单体间发生交换，使基因重新组合。由交换产生的减数分裂配子，称为重组类型；未发生交换的配子称为亲本类型。
③重组频率与交换值。重组型配子占总配子数的百分比为重组率（重组值），重组值也称交换值。严格意义上说交换值不能等于重组值，因为非等位基因间若发生多重交换，特别是偶数次交换不形成重组型配子，重组值小于交换值。
6、遗传作图（图距）
染色体是基因的载体，各基因在染色体上呈线性顺序排列。图距是指两个基因在染色体图上距离的数量单位。基因间距离的单位（图距单位）用有关两基因间发生交换的概率表示。一个图距单位称为1cM（厘摩），等于1%交换值。
五、染色体畸变
（一）染色体结构的变异
1、缺失：染色体丢失了某一区段，有如下两种类型
顶端缺失：指缺失的区域为某臂的外端。若某一整臂缺失即成为顶端
（1）类型 着丝点染色体。
中间缺失：指缺失的区域为某臂的内段。由于没有断头外露，比较稳定，
因而常见的缺失染色体多是中间缺失。
（2）遗传效应：①大片段缺失杂合体时，配子可育率低或致死 ；②假显性：如果缺失一部分包括显性基因与原来不应显现出来的隐性基因的效应表现出来的现象
③利用缺失和假显性可进行基因定位。
（3）引发人类疾病：如猫叫综合症 ：5号染色体短臂缺失
2、重复：指细胞的染色体组中，存在两段或两段以上相同的染色体片段，即染色体多了自己的某一区段。
（1）重复的类型 ：①顺接重复：某区段按照自己在染色体上正常直线顺序重复。
②反接重复：某区段在重复时颠倒了自己在染色体上正常直线顺序
（2）遗传效应：致死效应比缺失缓和，当重复区段大时，也会影响个体的生活力；重复可产生特定的表型
3、倒位：是指染色体某一区段的正常直线顺序颠倒。
（1）类型
臂内倒位:即一侧倒位，倒位区段在染色体的某一臂的范围内。
臂间倒位：即两侧倒位，倒位区段内有着丝粒，即倒位区段涉及染色体的两个臂。
（2）遗传效应：倒位杂合体，基因顺序改变，交换值变化；倒位杂合体产生半不育配子；倒位杂合体又作为交换抑制因子。由于产生重组配子是重复、或缺失配子，多数死亡，降低了重组，类似于重组被抑制；倒位杂合体可作为平衡致死品系，保留两个致死基因。
４、易位：是指非同源染色体间发生节段转移的现象，即某染色体的一个区段移接在非同源的另一条染色体上。
（1）类型：相互易位：两条非同源染色体都折断，而且这两条折断的染色体及其断片交换重接。
简单易位： 某染色体的一个臂内区段，嵌入非同源染色体的一个臂内
（2） 遗传效应：易位杂合体产生半不育配子；重组率减低；改变连锁群；造成染色体融合，导致染色体数目改变
（二）染色体数目的变异
1．染色体组：来自生物一个配子的全部染色体称为一个染色体组。
2．整倍体：染色体数目以染色体组的整数倍进行增加或减少，称为整倍体。整倍体中包括单倍体、二倍体、多倍体，多倍体有同源多倍体和异源多倍体。
（1）单倍体：单倍体是指体细胞内具有本物种配子染色体数目的个体。单倍体是配
子未经受精而发育起来的个体，所以又称一倍体。单倍体有正常的单倍体和非正常的
单倍体。正常的单倍体低等植物中的藻类、工蜂、雄蚁等。非正常的单倍体孤雌、孤
雄生殖个体，花粉诱导的植株等。
遗传表现：比二倍体和多倍体体态小；由配子产生的个体高度不育，原因是配子中的
染色体减数分裂时随机向两极移动，只有到达一极的染色体完全时，配子才是可育
的。
用 途：有利于研究基因的性状表达；单倍体经染色体可使基因型纯合，缩短育
种年限
（2）同源多倍体：增加的染色体组来源于同一物种或在原有染色体组的基础上加倍而成的称为同源多倍体。
（3）异源多倍体：增加的染色体组来源于不同种属。如小麦为异源多倍（AABBDD）
2n=6x=42，有A、B、D三种不同的染色体组，每个染色体组都
有7条染色体。
3．非整倍体：染色体组内的个别染色体数目有所增减，使体细胞内的染色体数目不成
基数的整数倍，这种变异类型称为非整倍体。
单体：二倍体基础上，某对染色体缺少了一条，使体细胞的染色体数目为2n-1。往往是许多动物的物种，如许多昆虫（蝗虫、蟋蟀）的雌性为XX型（即2n），雄性为XO（即2n—1）。
双单体：从两对染色体各中缺少了一条染色体，体细胞的染色体数目为2n-1-1。
缺体：某个体缺少了一对染色体，体细胞的染色体数目为2n-2。缺体几乎都是活力较差和育性较低的。
三体：增加了一条染色体，体细胞的染色体数目2n+1。
双三体：增加两条来自不同来源染色体，体细胞的染色体数目2n+1+1。
4．人类染色体数目异常的机理
在细胞分裂时，如果某一染色体的两条单体在分开后的期不能正常地分开而同时进
入某一子细胞，则必然导致该子细胞增多一条染色体而另一子细胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离。
　　如不分离发生在减数分裂，所形成的异常配子与正常配子结合后，就会出现合子细胞中某一染色体的三体性或单体性。不分离可以发生在第一次减数分裂，也可以发生在第二次减数分开。不分离产生的异常配子在受精后导致合子染色体异常，因此由合子分裂得来的全身细胞都具有该种异常。
　　另一情况是，合子细胞最初是正常的，但在以后的某次有丝分裂时发生不分离，这也能导致染色数目异常。这种异常细胞如能存活和继续分裂，将构成异常的细胞系，并与正常细胞系并存。具有染色体组成不同的两种或两种以上细胞系的个体称为嵌合体。
　　还有一种造成个别染色体数目异常的原因是染色体丢失。这是由于有丝分裂后期染色单体的迟留所致。导致本应向子细胞移动的某一染色体未能与其它染色体一起移动而进入了细胞，并随后丢失，这就导致某一子细胞及其后代中该染色体减少一条。
[典型例题]
一．选择题：
1．某生物的肝细胞分裂后期有40条染色体，则它的精原细胞在减数分裂的联会期，细胞内有染色体和DNA分子数目依次是
A．20，40 B．20，20 C．40，20 D．40，40
解析：题目涉及有丝分裂和减数分裂的知识。欲求减数分裂的联会期细胞内染色体数日和DNA数目，必须首先知道精原细胞中染色体数，而精原细胞中染色体数与体细胞染色体数相同。已知有丝分裂后期有40个染色体，则推知体细胞中有染色体数2n=20条。所以联会期细胞中DNA分子数为40个(已在间期完成了复制)，而染色体仍为20个（与精原细胞相同）。
答案： A
2．某二倍体动物有K对染色体，经减数分裂形成遗传信息不同的配子，其种类为
A．2K B．(1/2)K C．K2 D．K+
解析：在不考虑染色体互换的前提下，根据减数分裂“同源染色体分开，非同源染色体自由组合”的特点，可按如下“分枝法”推理：(设A和A’，B和B’，C和C’……为同源染色体)，可知产生配子为2K种。
答案：A

3．西瓜的瓜子壳，西瓜的两片仁及大豆的豆荚壳，分别由下列哪项发育而来
A．珠被、基细胞、子房壁 B．子房壁、顶细胞、子房壁
C．珠被、顶细胞、子房壁 D．子房壁、基细胞、珠被
解析：①明确被子植物花的结构与果实形成的关系。子房发育成果实，子房壁发育成果皮，胚珠发育成种子，珠被发育成种皮，受精卵发育成胚，受精极核发育成胚乳。受精卵经一次分裂形成的顶细胞→球状胚体→胚；形成的基细胞→胚柄。②掌握西瓜子是西瓜的种子，西瓜子壳是种皮，由珠被发育而来，西瓜两片仁是子叶，由顶细胞发育而来，大豆的豆荚是果实，豆荚壳是果皮，由子房壁发育而来。
答案：B
4．用四倍体水稻作为母方、二倍体水稻（24条染色体）作为父方杂交产生的种子中，种皮细胞、胚细胞、胚乳细胞的染色体个数分别是
A．24、38、46 B．48、36、60 C．36、48、72 D．48、36、48
解析：二倍体水稻有24条染色体，作为父方产生的精子中染色体数为12条，四倍体水稻有48条染色体，作为母方产生的卵细胞中有24条染色体。种皮是由母方的珠被发育成的，珠被是体细胞，染色体数是48条，经有丝分裂产生种皮细胞中染色体数仍为48条。胚是由受精卵发育来的，精子的染色体数为12条，卵细胞的染色体数为24条，受精卵的染色体数为36条。胚乳是由受精极核发育成，一个精子（12）和两个极核（24×2=48）三者融为受精极核，其染色体数为60，胚乳细胞中染色体数即为60。
答案：B
二、简答题：
1．下列是有关细胞分裂的问题。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。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的_______期。图1中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）就图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，其产生的子细胞名称为___________________________。
答案：（1）DNA复制 （或染色体复制） 间 着丝点分裂 （2）乙，丙 甲
（3）8 1：2 减数第一次 后 次级卵母细胞和第 一次极体
2．右图为细胞分裂某一时期的示意图。
(1)此细胞处于_______________分裂时期,此时有四分体_______个
(2)可以和1号染色体组成一个染色体组的是____________染色体
(3)此细胞全部染色体中有DNA分子_______个。
(4)在此细胞分裂后的一个子细胞中,含有同源染色体_______对。
子细胞染色体的组合为_________________________。
答案：（1）减数第一次；2。
（2）3号或4号（答3号和4号不给分，只答3号或只答4号不给分）。
（3）8。
（4）0；1、3，2、4或2、3，1、4（“或”答成“和”不给分）。
3．右图为一种二倍体高等生物细胞分裂过程中某时期的示意图。
请回答：
(1)该细胞所处分裂期为___________________,
它的名称为______________或______________
(2)该生物的体细胞中染色体最多时为______________条,
染色单体最多时为_______条,DNA分子最多时为_______个。
(3)该生物单倍体细胞中染色体为________条。
答案：(1) 减数第二次分裂后期 次级精母细胞 第1极体
(2)20 20 20 (3) 5
4．下图表示在高等动物的配子生成和融合过程中，细胞核中DNA的相对数量随染色体动态而发生的变化。请据图回答问题：
DNA相对数量
2
4
A
B
C
D
E
F
H
G
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
配子生成和融合过程中DNA相对数量变化图解
（1）图中I过程表示_______________期，其中导致DNA数量发生A→B变化的原因是
_______________________________
（2）图中Ⅱ过程表示_______________期，其中导致DNA数量发生C→D变化的原因是
_______________________________
（3）图中Ⅲ过程表示_______________期，其中导致DNA数量发生E→F变化的原因是
_______________________________
（4）图中Ⅳ表示_______________过程，其中导致DNA数量发生G→H变化的原因是
_______________________________
答案：（1）减数分裂间期 复制
（2）减数分裂第一次分裂 同源染色体分离形成子细胞
（3）减数分裂第二次分裂 着丝点分裂，染色单体彼此分开形成子细胞
（4）受精过程 精子核和卵细胞核融合
5．下图的五个细胞是某一生物个体的不同细胞的分裂示意图。请回答以下问题：
（1）A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是__________，属于减数分裂的是___________。
（2）A细胞有______条染色体，有______个DNA分子，属于____________________期。
（3）具有同源染色体的细胞有___________。
（4）染色体与前一时期比，暂时加倍的细胞有___________。
（5）不具有姐妹染色单体的细胞有___________。
（6）A细胞经分裂形成的子细胞是___________，染色体有___________条。
答案：（1）AC BDE （2）8 8 有丝分裂后期 （3）ABCE （4）AD （5）AD
（6）体细胞 4
6．假设下图为某动物精巢内的一个精原细胞在减数分裂过程中染色体数量变化的曲线图。(1为精原细胞的分裂间期)。
(1)请根据图中的内容回答下列问题:

①图中2~4时期的细胞名称是____________,这细胞有____条染色体,有____对同源染色体。
②①图中8时期,是减数分裂___________________期,细胞的名称是___________________。
③图中4发展至5时期,染色体数目发生变化是由于____________分离,并分别进入到两个子细胞。
④图中7发展至8时期,染色体数目发生变化是由于________________________________,并分别进入到两个子细胞,其子细胞(9)的名称是__________________。
(2)请在本题图的空白座标上画出该细胞减数分裂过程DNA分子数目变化曲线图。（2分）

答案：(1) ①初级精母细胞 20 10 ②第二次分裂后 次级精母细胞 ③同源染色体
④每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成两条染色体 精子细胞

7．高等生物的生殖发育周期如下图所示，请回答：

（1）生物的个体发育是从________开始的。主要进行________分裂。
（2）个体发育成熟后通过［ ］________ 产生配子，它发生在植物的________中，动物的________中。
（3）图中B过程是_____________________，青蛙的该过程是在________中进行的，人的该过程在________中进行。
（4）青蛙的［C］_________________过程和［D］__________过程合称为____________。
（5）高等动物胚胎发育的过程是：卵裂→__________胚→________胚（具有________个胚层）→________。
（6）蛙的胚后发育属于______________。
（7）A、B两过程的重要意义是_______________________________________________。
解析：生物的个体发育是从受精卵开