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遗传的细胞学基础
1.图1是显微镜下观察到的二倍体细叶百合(2n=24)花粉母细胞减数分裂各时期的图像。图2表示该植物细胞分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化。请回答下列问题。
(1)减数分裂过程中,染色体数目的减半发生____在(填“减数分裂Ⅰ”或“减数分裂Ⅱ”),原因是____。
(2)图1所示细胞的分裂顺序依次是____(用序号表示)。
(3)图2中cd段变化的原因是____,处于该时期的细胞可能是图1中的细胞____(用序号表示)。
(4)细叶百合在有性生殖过程中,既能保持遗传稳定性,又表现出遗传多样性。试从配子形成的角度分析,产生遗传多样性的原因有____。
(5)图3表示细叶百合花粉母细胞在减数分裂前的间期和减数分裂过程中不同时期的细胞核内DNA和染色怵的数量变化柱形图。
①处于Ⅰ时期的细胞名称为____。
②从图中可以推知,体细胞中最多可含有____条染色体。
③在300个细叶百合的体细胞内,用15N标记了一对同源染色体上的DNA分子双链,然后放入不含15N的培养液中培养,假设细胞分裂同步进行,某时刻测定细胞的总数为2400个,在这些细胞中,含15N标记的细胞数约为_____个。
2.减数分裂过程中会出现同源染色体的配对现象,为了明确其配对是发生在来自父方的染色体之间(或来自母方的染色体之间),还是发生在来自父方的染色体和来自母方的染色体之间,科学家对此进行了研究。
(1)Montgomery(1901)做了大量观察,他发现有一个物种的染色体组成为2N=14。针对这一数据及配对过程中没有单体存在的现象,Montgomery提出:配对的染色体中,一半来自父方,一半来自母方。他做出这一结论的理由是_____。
(2)Sutton提出在减数分裂后期,同源染色体“随机分离”,但证明随机分离是比较棘手的问题。Carother用一种笨蝗做了相关实验。笨蝗的性别决定为XO型,雄蝗虫的性染色体(X染色体)仅一条,体细胞中共有23条染色体。这种笨蝗有一对同源染色体大小不等。Carother统计了300多个减数第一次分裂后期的细胞,发现X染色体与那对大小相异的同源染色体的组合比接近1:1。
①同源染色体在显微镜下一般是难以区分的,原因是_____。
②雄蝗产生的精子中,含有的染色体数目为_____条。
③X染色体与大小相异的同源染色体的组合比接近1:1,这一数据说明配对的同源染色体在分离时是_____的,同时说明非同源染色体之间发生了_____。
④笨蝗常被用于研究减数分裂过程中染色体的行为变化,其可能的原因是_____(写出2条即可)。
3.甲、乙两图代表某二倍体生物某器官中细胞分裂示意图,图丙表示细胞分裂过程中染色体与核DNA的比值关系。回答下列问题:
(1)据细胞分裂图,可判断该二倍体生物为_______(填“雌性”或“雄性”),依据是_______。图丙ab段细胞核内主要发生了_______。
(2)图甲可对应图丙的_______段。与图甲相比,图乙所示细胞分裂产生的子细胞中染色体组成_______(填“相同”或“不相同”),这种分裂方式对生物体的意义是_______。
(3)在同种细胞组成的细胞群体中,不同的细胞可能处于细胞周期的不同时期(G1——DNA合成前期、S——DNA合成期、G2——DNA合成后期、M——分裂期)。胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)只抑制S期DNA的合成,对其他时期不起作用,故用TdR处理可将整个细胞群体同步到同一时期。将TdR添加到培养液中,在培养时间为_______(用细胞周期中的时期表示)后,所有细胞都被抑制在S期。
4.研究发现,在雌性哺乳动物生殖细胞的形成过程中,Cyclin B3是一种重要的细胞周期蛋白,其调控细胞的分裂。当Cyclin B3缺失时雌性小鼠不能产生后代(个体),而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为揭示Cyclin B3的作用机理,研究者对Cyclin B3缺失雌鼠和正常雌鼠卵细胞的形成过程进行了观察对比,并绘制如图甲。
(1)对正常雌鼠而言,能揭示孟德尔遗传规律实质的时期是图中的______。由于卵子的形成具有______,只有当精子与之结合后才会继续分裂形成卵细胞。
(2)已知正常雌鼠卵原细胞中染色体数目为2n=40条,图甲中Cyclin B3缺失小鼠的一个卵原细胞从减数分裂前的间期到减数分裂Ⅱ中期的过程中,核DNA的数量变化是______。
(3)分析图甲可知,Cyclin B3缺失导致卵母细胞停滞在______期,由此推测Cyclin B3的功能可能是促进______。
A.纺锤体的形成 B.同源染色体的分离
C.染色体DNA的复制 D.姐妹染色单体的分离
(4)进一步研究发现,Cyclin B3缺失的卵母细胞仍然能够正常受精,并且在受精后完成了减数分裂Ⅱ