第4单元 第11讲 减数分裂和受精作用（word教参）-【导学教程】2025年生物新编高考大一轮总复习（人教版 单选）

第11讲　减数分裂和受精作用 [课标要求]　1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精子或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。 考点一　减数分裂和受精作用 1．减数分裂及其相关概念 (1)减数分裂的概念 (2)同源染色体 (3)联会和四分体 ①联会概念：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。该时期DNA已完成复制，染色单体已形成。 ②四分体概念：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。1个四分体＝ 1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体，含4个DNA分子(有8条脱氧核苷酸链)。 (4)交换 ①概念：减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。 ②意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。 2．减数分裂的过程(以二倍体动物精子的形成过程为例) 3．精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例) 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 不同点 场所 睾丸(曲细精管) 卵巢 细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂 是否变形 变形 不变形 结果 1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失，不能受精) 相同点 染色体的变化行为相同 4.受精作用 (1)概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 (2)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。 (3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。 (4)意义：减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 (1)有丝分裂和减数分裂都有细胞周期。(×) (2)减数分裂Ⅰ前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间可发生交换。(√) (3)减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍。(×) (4)减数分裂Ⅱ后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。(√) (5)精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的。(√) 1．(必修 2 P23“与社会的联系”)气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防，请回答采取这样措施的原因是什么？ 提示　水的比热容较大，水的温度相对不容易改变，当气温过低时，灌深水后稻田温度不会降低太多。 2．(必修2 P23“练习与应用”变式)据图回答下列问题。 (1)图1中____、_______各是一对同源染色体，1和3、1和4、______、_______是非同源染色体。 (2)图1中共含有____个四分体，1个四分体中含有_____个DNA分子、____条脱氧核苷酸链。 (3)图2表示_______现象，从时间上看该过程发生于____________，从范围上看，发生在同源染色体的_________之间。 (4)由图2可知，等位基因可位于同源染色体和_____________上。 提示　(1)1和2　3和4　2和3　 2和4　(2)2　4　 8　 (3)互换　减数分裂Ⅰ前期　非姐妹染色单体　(4)姐妹染色单体 3．(必修2 P27“正文”受精作用)子代继承了双亲各半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？为什么？卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是什么？ 提示　不一样。母亲除了提供一半的核基因之外，还提供了几乎全部的细胞质基因，如线粒体内含有的 DNA。保证卵细胞有较多的营养物质，以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需要。 4．(必修 2 P27“思维训练”)从配子形成和受精作用两方面分析遗传的多样性和稳定性的原因分别是什么？ 提示　①遗传多样性的原因：配子形成的过程中，由于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间会发生互换及减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性。受精作用中精子和卵细胞的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。②遗传稳定性的原因：减数分裂形成的配子中染色体数目减半，而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合，而受精作用时精卵结合使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了生物遗传的稳定性。 1．减数分裂过程中基本概念辨析 (1)同源染色体和非同源染色体的比较 同源染色体 非同源染色体 来源 一条来自父方，一条来自母方 可以都来自父方或母方，也可以由来自父方和母方的染色体组成 形状、 大小 形态、大小一般相同，特例XY染色体大小不同 一般不相同 主要 特点 在减数分裂过程中发生配对 在减数分裂过程中不发生配对 举例 图中的1和2、3和4 图中的1和3、2和4或1和4、2和3 (2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体 ①姐妹染色单体：同一着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。 ②非姐妹染色单体：不在同一个着丝粒上连着的两条染色单体，包括以下两种类型： Ⅰ.同源染色体上的非姐妹染色单体，如图中的a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。 Ⅱ.非同源染色体上的非姐妹染色单体，如图中的a和c(c′)、a′和c(c′)、a和d(d′)、a′和d(d′)、b和c(c′)、b′和c(c′)、b和d(d′)、b′和d(d′)。 (3)联会、四分体与互换(如图) ①联会：指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。 ②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。 ③交叉互换：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。 ④数量关系：一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子(含8条脱氧核苷酸链)。 2．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ关键点比较 3．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图(以精子形成为例) (1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 (2)染色体数目变化及原因 ①减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。 ②减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。 ③减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，染色体数目减半。 (3)核DNA数目变化及原因 ①减数分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。 ②减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。 ③减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。 (4)染色单体数目变化及原因 ①减数分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。 ②减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。 ③减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色单体消失。 4．减数分裂产生配子的种类 原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以AaBb为例，没有基因突变和互换)如图： 分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 (1)一个个体有很多性原细胞，上图各种情况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。 (2)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞，只能是1种。 (3)一个精原细胞只能发生以上图中的一种情况，因此可产生4个精细胞，这4个细胞“两两相同”，是2种。 考向一　减数分裂和受精作用的过程分析 1．如图为二倍体植物(2n＝24)减数分裂过程中的细胞图像，下列相关叙述正确的是 A．上述细胞分裂图像按进行时间先后排序为①→⑤→③→④→② B．若用秋水仙素处理，能抑制图①所示细胞所处时期纺锤体的形成 C．图⑤所示细胞中，非同源染色体自由组合；图③所示细胞中，非等位基因可发生重组 D．图②所示细胞中，同源染色体分离，染色体数目减半；图⑤所示细胞中，移向细胞两极的基因组成相同 解析：选C　分析题图，根据染色体的行为可判断图①所示细胞处于减数第一次分裂前的间期、图②所示细胞处于减数第二次分裂后期、图③所示细胞处于减数第一次分裂前期，图④所示细胞处于减数第二次分裂末期，图⑤所示细胞处于减数第一次分裂后期，细胞分裂图像按进行时间先后排序为①→③→⑤→②→④，A 错误；秋水仙素可抑制分裂前期纺锤体的形成，图①所示细胞处于减数第一次分裂前的间期，不形成纺锤体，B 错误；图⑤所示细胞处于减数第一次分裂后期，在该时期非同源染色体自由组合；图③所示细胞处于减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换，导致非等位基因发生重组，C 正确；图②所示细胞处于减数第二次分裂后期，该时期不发生同源染色体分离，该时期会发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，细胞中染色体数暂时加倍，此时细胞中的染色体数与体细胞中的相同；图⑤所示细胞处于减数第一次分裂后期，在该时期同源染色体分离，由于同源染色体上可能含有等位基因，故移向细胞两极的基因组成可能不相同，D错误。 2．有关减数分裂和受精作用的叙述，错误的是(　　) A．在减数分裂Ⅰ后期过程中，并非所有非等位基因都发生自由组合 B．受精过程中，精子和卵细胞的随机结合，会导致基因重组发生 C．减数分裂结束后，产生的配子染色体数目为正常体细胞的一半，对生物的遗传有利 D．雌果蝇体细胞中有4对染色体，经减数分裂得到的卵细胞有4条染色体 解析：选B　在减数分裂Ⅰ后期过程中，并非所有非等位基因都发生自由组合，如在一对同源染色体上的多对等位基因，是连锁的，不能自由组合，只有非同源染色体上的非等位基因可以发生自由组合；受精过程中，精子和卵细胞的随机结合，不会导致基因重组发生，基因重组发生在减数分裂Ⅰ的前期和后期；减数分裂使配子中染色体数目减半，受精作用使受精卵中染色体数目恢复，所以减数分裂和受精作用能维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，故减数分裂结束后，产生的配子染色体数目减少为体细胞的一半，对生物的遗传有利；雌果蝇体细胞中有4对染色体，经减数分裂得到的卵细胞有4条非同源染色体。 考向二　减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析 3.(2024·泰安一模)某二倍体高等动物(2n＝6)雄性个体的基因型为AaBb，将一个精原细胞放入含32P标记的培养液中离体培养，分裂过程中某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列说法正确的是(　　) A．该细胞中DNA与染色体数之比等于2 B．该生物细胞中最多可有4个染色体组，6个四分体 C．该精原细胞产生四个四种子细胞，每个子细胞中含32P的染色体为50% D．该精原细胞减数分裂过程中发生了基因重组 解析：选D　该细胞中一条染色体上含有2条染色单体，含有2个DNA，核DNA数是染色体数的两倍，而细胞中的DNA还包括细胞质线粒体中的DNA，A错误；该细胞处于减数第二次分裂前期，细胞中含有3条染色体，因此该生物的体细胞含有6条染色体，共3对，所以形成该细胞过程中最多可有3个四分体，B错误；由于DNA分子为半保留复制，所以将精原细胞放入含32P的培养液中离体培养，经过复制后，每条单体上的DNA分子都有一条链含有32P，所以产生的子细胞中含32P的染色体所占的比例为100%，C错误；图中姐妹染色单体上含有A和a基因，且A基因所在的片段颜色与a基因所在片段不同，说明其发生了染色体片段的交换，发生了基因重组，D正确。 4．(2023·天津河西区期中)将某一雄性动物细胞(染色体数为2N)中全部 DNA的两条链都用15N标记，然后将该细胞置于不含15N的培养基中培养该细胞分裂两次后形成 4 个大小相同的子细胞，下列有关叙述不正确的是(　　) A．若子细胞中染色体数为 2N，则第二次分裂中期被标记的染色体数为2N B．若子细胞中每条染色体都含15N，则细胞分裂过程中同源染色体会发生联会现象 C．若子细胞中染色体数为 N，则第一次分裂后期被标记的核DNA数为4N D．若子细胞中有的染色体不含15N，则细胞第一次分裂过程中会发生基因重组 解析：选D　已知该雄性动物细胞中的染色体数为 2N，若子细胞中染色体数为 2N，则该细胞进行的是有丝分裂。在第一次有丝分裂间期，核 DNA 分子完成复制后，核DNA 分子数加倍、染色体数不变，每条染色体上含有两个核 DNA 分子，每个核 DNA 分子的一条链含15N、另一条链不含15N，第一次有丝分裂结束后形成的子细胞中每条染色体都含有一个核 DNA 分子，且核 DNA分子均只有一条链含15N；在第二次有丝分裂间期，核DNA 分子完成复制后，每条染色体含有两个核 DNA分子，其中有一个核 DNA 分子的两条链都不含15N，另一个核 DNA 分子只有一条链含15N，所以第二次分裂中期被标记的染色体数为2N，A正确；若子细胞中每条染色体都含15N，说明该细胞进行的是减数分裂，减数分裂过程中同源染色体会发生联会现象，B 正确；若子细胞中染色体数为 N，则该细胞进行的是减数分裂，在减数分裂前的间期，核DNA分子完成复制后，每条染色体上含有的两个核 DNA 分子均是一条链含15N、另一条链不含15N，因此在减数第一次分裂后期被标记的核DNA 数为4N，C 正确；若子细胞中有的染色体不含15N，则该细胞进行的是有丝分裂，在有丝分裂过程中不会发生基因重组，D 错误。 引发相关物质数量变化的四大原因 　 考向三　配子的类型和来源分析 5．(2022·山东卷)减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为(　　) A．6∶9　　　　　　　　　 B．6∶12 C．4∶7 D．5∶9 解析：选A　(1)若A、a所在的染色体片段发生交换，则A、a位于姐妹染色单体上，①异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为Aa和不含A、a的精子；②异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为Aa，经减数第二次分裂，可形成基因型为Aa或A或a的精子；(2)若A、a所在的染色体片段未发生交换，③异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数第二次分裂，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子；④异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为AA或aa，经减数第二次分裂，可形成基因型为A或a的精子；综上所述，精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a，共6种，与基因组成为A或a的卵细胞结合，通过棋盘法可知，受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9种。 6．(2023·浙江卷1月)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。 下列叙述正确的是(　　) A．甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象 B．乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体 C．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个 D．该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同 解析：选D　甲时期细胞中核DNA分子数为8，染色体数为4，又知该动物正常体细胞中的染色体数为8，则甲时期为减数第二次分裂前期或中期，而同源染色体两两配对发生在减数第一次分裂前期，A错误；乙时期该雄性动物细胞中的核DNA分子数和染色体数均为8，则乙时期为减数第二次分裂后期，此时期细胞中无同源染色体，不可能同时有X染色体和Y染色体，此时期细胞中有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；乙时期细胞中着丝粒已经分裂，无染色单体，C错误；因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了交换，所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY，D正确。 配子来源的判断方法 考点二　减数分裂和有丝分裂的比较 1．减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 　　　分裂方式 比较项目　　　 减数分裂 有丝分裂 不 同 点 分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞或原 始生殖细胞 细胞分 裂次数 两次 一次 同源染色 体的行为 (1)联会形成四分体，非姐妹染色单体交换； (2)同源染色体分离 存在同源染色体，但不联会、不分离、无染色体互换现象 非同源染色 体的行为 自由组合 不出现自由组合 子细胞染 色体数目 减半 不变 子细胞的 名称和数目 4个精子或1个卵细胞和3个极体 2个体细胞 子细胞间的 遗传物质 不一定相同 相同 意义 减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性 2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例) 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前 期 ①与②的主要区别是同源染色体的排列方式 ①与③、②与③的区别主要在于有无同源染色体 中 期 ①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同 ①与③、②与③的区别主要在于有无同源染色体 后 期 ①与③均为染色单体分离，细胞中染色单体数为0 ②中同源染色体分离，分开的染色体中含有2条染色单体 ①②都有同源染色体，③中无同源染色体 (1)动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，均会出现中心体发出星射线形成纺锤体的过程。(√) (2)非同源染色体之间发生自由组合可以发生在根尖分生区细胞中。(×) (3)精原细胞经过分裂产生的都是精细胞。(×) (4)着丝粒分裂只能发生于有丝分裂过程中。(×) (5)有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离。(√) 1．减数分裂与有丝分裂细胞图像的分析与判断 (1)辨认分裂图像的关键之一是识别同源染色体 ①上述属于同源染色体的是D、E。 判断同源染色体的方法： a．形态、大小和结构一般都相同； b．来源不同：一条来自父方，一条来自母方； c．减数分裂过程中能够两两配对(联会)。 只有符合以上三个条件的或后两个条件的才是同源染色体。 ②特殊情况：X、Y虽然大小形态不同，但可在减数分裂Ⅰ前期发生联会，因此互为同源染色体。当细胞中其他形态染色体都成对存在时，则不同形态的两条染色体可判断为特殊的同源染色体(X、Y)。 (2)结合不同分裂时期的特点判断细胞分裂的方式及时期 ①三个前期图的判断 判断步骤： ②三个中期图的判断 判断步骤： ③三个后期图的判断 判断步骤： (3)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式 (4)结合细胞质的分裂情况判断减数分裂中的细胞 2．根据相关物质数量变化模型分析细胞分裂的方式和时期 (1)染色体与核DNA数目变化曲线的分析与判断 ①曲线模型 ②判断方法 (2)每条染色体上的DNA含量的曲线分析 ①曲线模型 ②相关解读 a．A→B：有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上有2个DNA分子。 b．B→C：含有染色单体的时期，可表示有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前、中期。 c．C→D：有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。 (3)染色单体数目变化的曲线分析 ①曲线模型 ②相关解读 a．有丝分裂：分裂间期，因染色体复制，染色单体形成；分裂后期，因着丝粒分裂，染色单体变为0(即04n0)。 (4)同源染色体对数变化的曲线分析 ①曲线模型 ②相关解读 a．有丝分裂：后期时染色体数目加倍，同源染色体由n对加倍成为2n对，子细胞中同源染色体仍为n对。 b．减数分裂：减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。 (5)染色体组数目变化的曲线分析 ①曲线模型 ②相关解读 a．有丝分裂：后期因着丝粒分裂，染色体组数目加倍(2→4)；末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目恢复(4→2)。 b．减数分裂：减数分裂Ⅰ末期因同源染色体分别进入两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)；减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂，染色体组数目暂时加倍(1→2)；减数分裂Ⅱ末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)。 (6)减数分裂和有丝分裂的相关柱形图分析 ①柱形图 ②相关解读 a．只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的数量不可能是0。染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。 b．DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA数∶染色体数可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。 考向一　减数分裂与有丝分裂过程的比较 1．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　) A．有丝分裂的后期　　　 B．有丝分裂的末期 C．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂 解析：选D　有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，这样就不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B错误；根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有AAaa四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生交换，涉及A和a的交换，交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因，减数第一次分裂时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，但不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a的现象，而在减数第二次分裂时，姐妹染色单体分离，其上的A和a分开进入两个子细胞，C错误，D正确。 2．(2021·江苏卷)A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。有关有丝分裂和减数分裂叙述正确的是(　　) A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂 B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制 C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂Ⅰ的2个子细胞中也可能都含有Aa D．有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞 解析：选C　生物体内有些特殊的细胞如生殖器官中的细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂，但体细胞只进行有丝分裂，A错误；减数分裂只在第一次分裂前的间期进行染色质DNA的复制，B错误；有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，2个子细胞中都含有Aa；减数分裂Ⅰ若发生交叉互换，则得到的2个子细胞中也可能都含有Aa，C正确；有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，都形成AaBb型2个子细胞；因A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑互换，则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞，D错误。 考向二　减数分裂与有丝分裂细胞图像的判断 3．(2023·浙江联考)为了更好地理解有丝分裂过程，某同学绘制了如下相关模型图，下列叙述正确的是(　　) A．图①代表的是前期，此时最重要的变化是染色体的出现 B．由于图②时期纺锤丝的牵拉，核DNA最终被平均分配到两个子细胞中 C．图②相较图①染色体组数加倍，染色单体数不变 D．图③可表示洋葱外表皮细胞有丝分裂末期图 解析：选B　图①代表的是减数第一次分裂前期，有丝分裂不会出现四分体，A错误；在纺锤丝的牵引下，核DNA最终被平均分配到两个子细胞中，保持遗传物质的稳定，B正确；图②相较图①染色体组数加倍，染色单体消失，C错误；洋葱外表皮细胞的高度分化的细胞，不会发生细胞分裂，D错误。 4．(2023·枣庄期中)如图是某种XY型性别决定的动物细胞分裂示意图，下列叙述正确的是(　　) A．在同一生物体内，减数分裂Ⅰ后期细胞中的染色体数目是减数分裂Ⅱ后期的2倍 B．正常情况下，卵巢中不可能同时存在图Ⅰ、图Ⅱ两种分裂图像 C．图Ⅰ表示次级精母细胞的分裂 D．该生物的体细胞中有2对同源染色体，经过减数分裂后，配子中的染色体数目为1对 解析：选B　在同一生物体内，减数分裂Ⅰ后期细胞中的染色体数目与减数分裂Ⅱ后期相等；卵巢中不含Y染色体，故不会同时存在图中分裂图像；图Ⅰ每一极的染色体都有同源染色体，且着丝粒已经分裂，所以为有丝分裂后期，不是次级精母细胞的分裂；由图可知，图Ⅰ表示有丝分裂后期，细胞中共有4对同源染色体，故该生物体细胞中含有2对同源染色体，配子中无同源染色体，染色体数目为2条。 考向三　减数分裂与有丝分裂相关物质的数量变化曲线分析 5．(2024·菏泽模拟)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)，图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。下列有关叙述不正确的是(　　) A．图1表示珍珠贝细胞有丝分裂的后期 B．图2中b→a过程中染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂 C．若b、d、e属同一次减数分裂，则三者出现的先后顺序是b→d→e D．在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的是a、b、d 解析：选D　由图可知，图1中细胞含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于有丝分裂后期；图2中b→a过程中染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂；若b、d、e属同一次减数分裂，则b处于减数分裂Ⅰ，d处于减数分裂Ⅱ前期和中期，e处于减数分裂Ⅱ末期，因此三者出现的先后顺序是b→d→e；图2的5种细胞类型中，a处于有丝分裂后期，b细胞处于减数分裂Ⅰ或者处于有丝分裂前期、中期，c可以是体细胞也可以是处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，d为减数分裂Ⅱ的前期或中期的细胞，e细胞为精细胞、卵细胞或极体，一定具有同源染色体的细胞类型有a、b。 6．(2024·张家口一模)细胞通过分裂进行增殖，真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。下图为细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化，有关叙述正确的是(　　) A．真核细胞的三种分裂方式均会出现上述曲线的变化 B．图中BC段细胞中DNA和染色体的数目都不会发生变化 C．有丝分裂与减数分裂过程中CD段出现的原因相同 D．DE段细胞分裂形成两个核遗传物质相同的子细胞 解析：选C　真核细胞的三种分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。其中无丝分裂过程中不会出现纺锤丝和染色体的变化，A错误；若图表示减数分裂，则BC段可表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期，其中减数第一次分裂时期的细胞中核DNA数目是体细胞的2倍，减数第二次分裂前、中期的细胞中染色体数目是体细胞的一半，B错误；无论有丝分裂还是减数分裂，CD段的出现都是染色体着丝粒分裂的结果，C正确；DE段可表示有丝分裂末期或减数第二次分裂末期，减数分裂形成的子细胞的核遗传物质不一定相同，D错误。 考点三　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1．实验原理 蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 2．实验步骤 (1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程) 解离→漂洗→染色→制片。 (2)显微观察(以蝗虫精母细胞为例) 3．实验关键 (1)宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂的实验材料的原因： ①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。 ②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂Ⅱ。 (2)精巢内精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同细胞分裂图像。 (1)观察减数分裂时，若细胞分裂末期的细胞质为均等分裂，则该动物一定为雄性。(×) (2)观察减数分裂时，显微镜下所观察到的细胞均为同一种分裂方式。(×) (3)观察减数分裂时，显微镜下观察之前需用碱性染料对细胞进行染色。(√) (4)观察减数分裂时，观察到的细胞中均含有两个染色体组且均含同源染色体。(×) (5)观察减数分裂时，实验材料可以选择蚕豆的雄蕊、蝗虫的精巢。(√) 考向　实验的基本原理和过程分析 1．(2021·北京卷)如图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像，关于此细胞的叙述错误的是(　　) A．含有12条染色体　　　 B．处于减数分裂Ⅰ C．含有同源染色体 D．含有姐妹染色单体 解析：选A　图中显示是四分体时期，即减数分裂Ⅰ前期，每个四分体有2条染色体，图中有12个四分体，共24条染色体，A错误、B正确；一个四分体即由一对同源染色体构成，C正确；四分体时期的染色体着丝粒还未分裂，每条染色体都含有姐妹染色单体，D正确。 2．下列关于“观察细胞减数分裂”实验的叙述中，错误的是(　　) A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂 B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象 C．能观察到减数分裂现象的装片中，也可能观察到同源染色体的联会现象 D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象 解析：选D　只有性原细胞能发生减数分裂，因此可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂；雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量，故用桃花雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象；减数分裂过程中有同源染色体的联会现象；洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，故无同源染色体的联会现象。 命题热点·提素养(五)　减数分裂过程中的异常分析 1．正推法推断细胞分裂过程中产生异常细胞的原因 2．逆推法推断异常细胞产生的原因(以基因型为AaXY的生物为例，且不考虑基因突变和交换) [典例]　(2023·潍坊三模)金鱼和锦鲤两种观赏鱼类都源自我国，其观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上，雌性鱼类更具有性状优势。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值，人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和极体放出阻止法(方法二)。下图所示精子需要用紫外线或X 光照射进行灭活处理，使其失去遗传能力(破坏染色体)，但保留受精能力。下列说法正确的是(　　) A．精子失去遗传能力是因为紫外线或 X 光照射使其发生了基因突变 B．方法一通过低温抑制有丝分裂后期纺锤体形成使染色体加倍 C．若方法二得到的是杂合二倍体，一定是互换导致的 D．若方法一对卵子的低温处理不完全，则可能形成单倍体 [思维建模] 题干 信息 信息1 灭活处理，使其失去遗传能力(破坏染色体)，但保留受精能力 信息2 人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和极体放出阻止法(方法二) 素养指引 生命观念 低温诱导和秋水仙素诱导多倍体的原理相同，即低温或秋水仙素抑制纺锤体的形成，从而抑制细胞正常分裂导致细胞中染色体数目加倍 思维误区 误区：易忽略纺锤体的形成时期是前期而非后期 切记：低温抑制第一次卵裂，纺锤体的形成受到抑制，导致细胞不能分裂；方法二导致细胞核中基因相同，是纯合二倍体 [解析]　结合题意可知，精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其灭活，而非发生了基因突变，A 错误；方法一为卵裂阻止法，可以通过低温抑制纺锤体的形成而实现，但纺锤体的形成时期是前期而非后期，B 错误；据图可知，若减数分裂Ⅰ时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换，而导致同一染色体上的两条姐妹染色单体中可能会含有等位基因，或在该过程中发生了基因突变，则方法二低温阻止极体排出，均可能会获得杂合二倍体，C 错误；若方法一对卵子的低温处理不完全，不能抑制纺锤体的形成，则细胞能正常卵裂，导致染色体数目减半，则可能形成单倍体，D正确。 [答案]　D 1．(2023·焦作期中)现有一个基因型为 AaXBXb的卵原细胞，在不考虑基因突变和互换的条件下，下列有关该卵原细胞减数分裂过程及结果的分析，错误的是(　　) A．若产生的卵细胞基因型为AaXB，则减数分裂Ⅰ过程中出现异常 B．若产生的卵细胞基因型为aXBXB，则减数分裂Ⅱ中出现异常 C．若产生的卵细胞基因型为AXb，则3个极体的基因型可能为AXb 、aXB、aXB D．若产生的1个极体基因型为aXBXb，则卵细胞的基因型为aXBXb 解析：选D　若产生的卵细胞基因型为AaXB，说明在减数分裂Ⅰ后期A和a所在的同源染色体未分离，分到了同一极，即减数分裂Ⅰ过程中出现异常，A正确；若产生的卵细胞基因型为 aXBXB，说明在减数分裂Ⅰ后期XB所在的染色体着丝粒分裂形成的两条子染色体未分开，分到了同一极，即减数分裂Ⅱ过程中出现异常，B正确；若产生的卵细胞基因型为AXb，说明减数分裂Ⅰ完成后得到的次级卵母细胞基因组成是AAXbXb，故3个极体的基因型可能为AXb、aXB、aXB，C正确；若产生的1个极体基因型为aXBXb，说明在减数分裂Ⅰ后期XB和Xb所在的一对同源染色体未分离，分到了同一极，产生的两个子细胞基因组成是aaXBXBXbXb、AA，这两个子细胞完成减数分裂Ⅱ后都能产生极体，因此卵细胞的基因型为 aXBXb或A，D错误。 2．(2023·盐城调研)一对夫妇中丈夫患红绿色盲(控制基因为B、b)、妻子表现正常，生育了一个有3条性染色体的男孩(性染色体组成为XX或XYY的个体，表现为男性)。结合图形分析该男孩的病因，下列判断不合理的是(　　) A．若男孩的性染色体组成为 XXY，患红绿色盲，则其患病可能与图甲有关 B．若该男孩的性染色体组成为XXY，色觉正常，则三体的形成可能与图丙有关 C．若该男孩的性染色体组成为XYY，患红绿色盲，则其患病可能与图乙有关 D．若该男孩三体的形成与图丁有关，则该男孩的色觉一定正常 解析：选D　若该男孩的性染色体组成为XXY且患红绿色盲，可判断其基因型为 XbXbY，则其产生的原因可能是基因型为 Xb的正常卵细胞与基因型为XbY的异常精子受精形成的受精卵发育而成的个体，这种情况下异常精子的产生是由于父方减数分裂Ⅰ后期X、Y 这一对同源染色体未分离造成的，即可能与图甲有关，A正确；若该男孩的性染色体组成为XXY且色觉正常，可判断其基因型为XBXBY或XBXbY，则三体的形成可能与其母亲(XBXB或 XBXb)减数第一次分裂时同源染色体未分离，产生了含有两条X染色体的卵细胞与含有Y染色体的正常精子结合有关，即可能与图丙有关，B正确；若该男孩的性染色体组成为XYY 且患红绿色盲，可判断其基因型为XbYY，则其患病可能与其父亲在减数分裂Ⅱ后期 Y染色体着丝粒分裂形成的子染色体未分开，而形成的含有两条Y染色体的精子与基因型为 Xb的正常卵细胞结合有关，即可能与图乙有关，C正确；由于母亲的基因型为XBXb，若发生了图丁所示的异常情况，则可能产生基因型为XBXB或XbXb的卵细胞，与含Y染色体的正常精子结合的后代基因型可能为 XBXBY或XbXbY，因此该男孩的色觉不一定正常，D错误。 3．(2023·南通期中)用某种化学药剂处理植物根尖分生区细胞，发现有的细胞中姐妹染色单体末端黏合，着丝粒分裂后向两极移动，形成“染色体桥”，最终在连着的两着丝粒间任一位置发生断裂，不考虑其他变异，相关叙述正确的是(　　) A．子细胞中有的染色体会连接非同源染色体的片段 B．分裂产生的子细胞染色体组成完全相同 C．图中细胞与同时期正常细胞的着丝粒数目相同 D．可在分裂中期观察到“染色体桥”结构 解析：选C　由于染色体桥是“细胞中姐妹染色单体末端黏合”，故没有连接非同源染色体片段，A错误；由于染色体桥“最终在连着的两着丝粒间任一位置发生断裂”，故分裂形成的子细胞的染色体不一定完全相同，B错误；由于染色体桥是“细胞中姐妹染色单体末端黏合”，故着丝粒数目并没有发生变化，因此图中细胞与同时期正常细胞的着丝粒数目相同，C正确；由于是“着丝粒分裂后向两极移动，形成染色体桥”，可判断该时期属于有丝分裂后期，故可在分裂后期观察到染色体桥结构，D错误。 1．(2021·河北卷)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　) A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会 B．②经减数分裂形成的配子有一半正常 C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子 D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到 解析：选C　①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数第一次分裂前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，刚好占一半，B正确；③细胞减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。 2．(2023·天津卷)如图甲乙丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是(　　) A．甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期 B．乙中染色体组是丙中两倍 C．乙中同源染色体对数是丙中两倍 D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的 解析：选B　甲细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体正在分离，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙是丙染色体数目的两倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。 3．(2023·山东卷)减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是(　　) A．卵细胞基因组成最多有5种可能 B．若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee C．若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能 D．若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能 解析：选C　正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e，减数第二次分裂时，姐妹染色单体上的基因为EE或ee，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，卵细胞的基因型可能为EE、ee、____(表示没有相应的基因)，若减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，卵细胞的基因组成还可以是Ee，卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误；不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Ee，则减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为____，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee和____，B错误；卵细胞为E，且第一极体不含E，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体，为E，另外两个极体为e或ee、____，C正确；若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则与卵细胞同时产生的第二极体为ee或EE，第一极体为EE或ee，产生的第二极体为E、e、EE、ee，最多有5种可能，D错误。 4．(2023·湖南卷)某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是(　　) A．父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X和Y染色体片段交换 B．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离 C．母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变 D．该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变 解析：选B　假设X染色体上的显性致病基因为A，非致病基因为a，若父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换，导致Y染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A错误；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY的精子，从而生出基因型为XaYY的不患病男孩，B正确；因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基因型为XAY的患病男孩，C错误；若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致该男孩出现XAY的基因型，D错误。 5．(2020·江苏卷，改编)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述不正确的是(　　) A．图甲、丙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期 B．图甲细胞中同源染色体未彼此分离 C．图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近 D．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁 解析：选A　观察题图，图甲含有五组荧光点，且每组荧光点较大，在细胞中散乱分布，结合题干信息可知，拟南芥(2n＝10)含有两个染色体组，共10条染色体，即5对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期会形成5个四分体，可知图甲为四分体时期，即减数分裂Ⅰ前期；图乙的5个四分体排列在赤道板附近，即减数分裂Ⅰ中期；图丙的细胞每一极含有5个小的荧光点，应该为减数分裂Ⅱ中期，含有姐妹染色单体的染色体排列在赤道板上；图丁中含有4组荧光点，每组5个，应该是减数分裂Ⅱ完成，形成了4个精细胞。根据以上分析可知，图甲为减数分裂Ⅰ前期图像，图丙为减数分裂Ⅱ中期图像，A错误；图甲细胞处于减数分裂Ⅰ前期，细胞中同源染色体正在配对形成四分体，彼此未分离，B正确；图乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期，细胞中5个四分体排列在赤道板附近，C正确；图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$