高考冲刺三 细胞分裂与变异专题
编稿：宋辰霞 审稿：闫敏敏
【高考展望】
真核细胞分裂方式包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂，而难点与重点在有丝分裂与减数分裂，对于有丝分裂，考点主要集中在“细胞周期、有丝分裂过程、观察细胞有丝分裂的实验”上，减数分裂的考点则主要集中在“减数分裂过程与有丝分裂过程的比较、精子与卵细胞的形成及差异分析、有丝分裂与减数第一次分裂及减数第二次分裂分裂图像的辨别、物质或结构的数量变化曲线辨析、染色体相关概念辨析”。
细胞在分裂过程中会出现变异，而变异的原理又可用于新品种的培育，此专题的考点还有可遗传变异的类型及它们在育种上的应用，记忆的内容较多，但也有思维的逻辑和严谨性，在复习的过程中可采用对比的方法来掌握相关知识。
【知识升华】
一、有丝分裂和减数分裂 1.细胞周期：
（1）概念：进行连续有丝分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程，称为一个细胞周期。
注意：对于连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。
（2）一个细胞周期包括分裂间期（G１期、S期、G２期）和分裂期（M期）两个阶段，其中分裂间期占了大部分时间，约为整个细胞周期的90％—95％。
实例辨析：下图为某连续分裂的细胞连续分裂的时间数据，可看出其细胞周期为17.3，需注意BC+CD或DE+EF均可表示1个细胞周期，但AB+BC却不能称为1个细胞周期，因为1个细胞周期是从分裂间期开始而非从分裂期开始。
2.动植物细胞有丝分裂的比较
动植物细胞有丝分裂过程中，染色体及DNA的变化等完全相同，但它们也有区别，如下表：
分裂间期 中心粒的复制 分裂前期 纺锤体的形成方式 分裂末期 形成新细胞的方式 动物细胞 有中心粒的复制， 一组中心粒变为两组 由中心粒发出 星射线（纺锤丝）形成 细胞从中央向内缢缩 使细胞缢裂为两个新细胞 植物细胞 无中心粒 由细胞两极 发出纺锤丝形成 在赤道板位置形成细胞板， 细胞板扩展延伸形成新的细胞壁， 从而形成两个新细胞 3. 精子和卵细胞形成过程的比较 形成的子细胞数目 形成成熟生殖细胞的数目 精子的形成 4个 形成4个精子 卵细胞的形成 4个 形成1个卵细胞 （其余3个为后来退化消失的极体） 是否需要变形 是否均等分裂 需要 均等分裂 不需要 有不均等分裂，也有均等分裂 各时期的细胞名称不同 4. 判断一个正在分裂的细胞的分裂方式及所处时期
（1）总结有丝分裂，减数第一次分裂及减数第二次分裂的不同之处：
同源染色体 同源染色体的 联会、分离等特殊行为 着丝点分裂， 染色体数目加倍的现象 不均等分裂 无 有丝分裂 有 有 减数第一次分裂 减数第二次分裂 无 无 有 无 有 无 形成卵细胞的减数分裂有不均等分裂， 形成精子的减数分裂无不均等分裂 【高清课堂：高考冲刺三 细胞分裂和变异专题 368655 巩固练习】 （2）判断方法：
①先看有无同源染色体联会等特殊行为，
若有则为减数第一次分裂，若无则为有丝分裂或减数第二次分裂。 ②再看有无同源染色体，
若无则为减数第二次分裂，若有则为有丝分裂。
③判断出细胞为有丝分裂、减数第一次分裂或者减数第二次分裂之后，根据染色体的特点，可判断出细胞具体处于哪个时期，同时还可判断出细胞名称，一般：
◎染色体无规则排列时为有丝分裂或减数第二次分裂的前期
减数第二次分裂前期
次级精（卵）母细胞／第一极体
◎染色体联会配对时为减数第一次分裂前期
有丝分裂前期 体细胞
减数第一次分裂前期 初级精（卵）母细胞
◎染色体整齐排列于细胞中央时为中期
中期 减数第二次分裂中期 有丝分裂减数第一次分裂中期
体细胞
初级精（卵）母细胞
次级精（卵）母细胞／第一极体
◎出现分离（姐妹染色单体分开或同源染色体分离）时为后期
有丝分裂后期 减数第一次分裂后期 减数第一次分裂后期 减数第二次分裂后期 减数第二次分裂后期 体细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞／第二极体 初级精母细胞 次级卵母细胞
5.有丝分裂和减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化（设细胞中有2n条染色体） （1）细胞中染色体、DNA的数量变化
上图中的细胞先进行减数分裂形成配子，然后进行受精作用形成受精卵，接着进行有丝分裂： ①曲线A表示DNA的数量变化曲线，其中0——8段为减数分裂过程，数量变化为：2n→4n→2n→n ，8——13段为有丝分裂过程，数量变化为：2n→4n→2n。
②曲线B表示染色体变化曲线，其中0——8段为减数分裂过程，数量变化为：2n→n→2n→n ，8——13段为有丝分裂过程，数量变化为：2n→4n→2n。
③8点表示受精作用，染色体与DNA的数量变化均为：n→2n。
遇到DNA或染色体变化图时，往往要求判断其表示的有丝分裂还是减数分裂过程，表示的是DNA还 是染色体的变化，判断依据如下：
①DNA数目变化曲线中有斜线，因为DNA复制为渐变的过程；
染色体数目变化曲线中无斜线，因为染色体的加倍和减半均不是渐变过程。
②有丝分裂的DNA或染色体数目变化曲线的起点和终点在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、DNA数目相同；
减数分裂的DNA或染色体数目变化曲线的起点和终点不在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、DNA数目不相同，是亲代细胞的一半； （2）细胞中染色单体的数量变化
有丝分裂：0→4n→0 减数分裂：0→4n→2n→0 （3）每条染色体上DNA含量的变化：1→2→1 （注意图中纵坐标表示的量）
①当细胞中有染色单体时，即CD段之前的BC段，一条染色体上有2个DNA分子，染色体和DNA的比例关系为1：2。
当细胞中无染色单体时，即CD段之后的DE段，一条染色体上有1个DNA分子，染色体和DNA的关系为1：1
②CD段的形成原因为：有丝分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
或减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
二、三种可遗传变异的辨析
【高清课堂：高考冲刺三 细胞分裂和变异专题 368655 可遗传变异的类型】 适用范围 基因突变 所有生物 自由 组合 基因的 分子结构 机理 发生改变 （碱基对 的增添、缺失或替换） 基因工程中也发生了基因重组， 是人工进行的不同物种间发生的基因重组。 可发生于 有丝分裂或减数分裂时 产生新基因， 新性状 注意：易位与交叉互换不同， 交叉互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体间，属基因重组，易位发生于非同源染色体之间，属于染色体变异。 只发生于减数分裂 （有性生殖过程） 产生新基因型， 新性状组合 （非同源染色体上非等位基因 自由组合） 基因重组 真核生物 交叉 互换 （同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换） 重缺倒易非整倍体变异 整倍体 变异 染色体变异 真核生物 染色体结构变异 染色体数目变异 复 失 位 位 与细胞分裂的关系 可发生于有丝分裂或减数分裂时 结果 不产生新基因，引起性状改变 注意：“染色体数目变异”还需注意以下内容： （1）染色体组数量判断方法：
①在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。如二倍体生物中形态相同的染色体便有2条。再如，下列细胞则分别含有2个、3个、4个染色体组。
②利用以下公式计算：
染色体组数=染色体数/染色体形态数
如上面的图2中，共有染色体15条，染色体形态数有5种，则染色体组数为3（15/5）。
③在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因（读音相同的字母）出现几次，则有几个染色体组。如大多生物为二倍体，基因成对存在。再如，细胞的基因型为AaaaBBbb时，每一种基因均有4个，该生物含4个染色体组。
（2）单倍体、二倍体、多倍体的判断 单倍体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 配子 植株弱小，生长发育快 高度不育 单倍体育种 单性生殖的结果 （如雄蜂） 花药离体培养 由正常配子受精发育而来 二倍体 由受精卵发育而成，体细胞在含有两个染色体组的个体 受精卵 正常 可育，结实性高 多倍体 由受精卵发育而成，体细胞中具有三个或三个以上染色体组的个体 受精卵 器官（茎、叶、果实、种子等）较大，糖类和蛋白质含量高，但生长发育慢 结实性低，有些不育（三倍体） 多倍体育种 环境条件恶化，纺锤体形成受阻 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使纺锤体形成受阻 概念 发育起点 特点 可育性 应用 成因 自然 成因 人为 成因 三、比较不同的育种方式 原理 方法 培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表杂交育种 基因重组 现型→进行连续自交，直到不发生性状分离为止 培育杂种优势品种：一般选取具有不同优良性状的纯合双亲杂交 诱变育种 基因突变 提高变异频率，加诱变因素处理后，筛选 快育种进程；大幅度改良某些性状 由于基因突变具有低频性、多害少利性，需大量处理实验材料（有很大盲目性） 快速获得纯种矮秆抗病小麦 三倍体 高产 青霉菌 可将分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中在一起 年年制种 优点 缺点 育种年限长；因远缘杂交不亲合，局限于同种或亲缘关系较近的个体；需及时发现优良品种 杂交水稻杂交玉米等 培育矮秆抗病小麦 应用 单倍体育种 多倍染色体变异 染色用一定浓度的秋水仙素处明显缩短育种年限，加速育种进程；子代为纯合子 操作简单，获得的技术复杂且需与杂交育种相结合。 所获品种发育延迟，结实
高中生物高考冲刺：细胞分裂与变异专题-知识讲解—— 细胞分裂与变异专题
