第3单元 第2课时 减数分裂和受精作用-【金版教程】2025年高考生物一轮复习解决方案全书word（新教材，不定项版）

2025高考科学复习解决方案　生物学　经典版(不定项) 第课时　减数分裂和受精作用 [内容标准细化]　1.归纳、概括减数分裂的概念及过程。2.举例说明动物的受精过程。3.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。4.观察细胞的减数分裂。 课前5 min检测 1．(2023·陕西省高一期末)某生物体的一个细胞经过三次细胞分裂产生了若干个配子，下图是三次细胞分裂过程中处于某些时期的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　) A．三个细胞中，只有甲细胞中含有同源染色体 B．乙细胞含有4个染色体组，0条染色单体 C．丙可能表示次级卵母细胞或第一极体 D．甲、乙和丙细胞都会发生等位基因的分离 答案　B 解析　分析甲图：甲细胞中同源染色体正在分离，且细胞质均等分裂，处于减数分裂Ⅰ后期，为初级精母细胞。分析乙图：乙细胞含有同源染色体，着丝粒已分裂，处于有丝分裂后期。分析丙图：丙细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期。三个细胞中，甲细胞和乙细胞中都含有同源染色体，A错误；根据甲细胞判断该生物为雄性，所以丙只能表示次级精母细胞，C错误；正常情况下，只有甲细胞会发生等位基因的分离，D错误。 2．某同学制作某二倍体植物(2n＝24)花粉母细胞减数分裂临时装片，显微镜下观察到的部分细胞图像如下图所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．a中细胞有24条染色体，48个DNA分子 B．b中细胞有12个四分体，可交换染色体片段 C．c中每个细胞染色体数是体细胞的一半 D．d中细胞着丝粒已分裂，有两个染色体组 答案　D 解析　该植物体细胞中含有24条染色体，a细胞处于减数分裂Ⅰ中期，细胞中有24条染色体，每条染色体有2条染色单体，故含有48个核DNA分子，A正确；b表示减数分裂Ⅰ前期，此时细胞中的四分体个数是12个，此时期同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交换，B正确；c表示减数分裂Ⅰ完成，此时染色体数目减半，每个细胞染色体数是体细胞的一半，C正确；d处于减数分裂Ⅰ后期，此时着丝粒未分裂，D错误。 3．(2021·天津等级考改编)下图为某二倍体昆虫精巢中一个异常精原细胞的部分染色体组成示意图。若该细胞可以正常分裂，下列哪种情况不可能出现(　　) 答案　D 解析　若该细胞进行正常的有丝分裂，则后期会出现如图A所示的情况，不符合题意；B图、C图为异常精原细胞进行减数分裂Ⅱ后期时可能出现的情况，不符合题意；正常减数分裂时，形态较小的那对同源染色体应该在减数分裂Ⅰ后期分离，D图所示的减数分裂Ⅱ后期不会出现其同源染色体，符合题意。 知识自主梳理 一　减数分裂相关概念 1．减数分裂概念 (1)适用范围：进行有性生殖的生物。 (2)时间：原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时。 (3)特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。 (4)结果：成熟生殖细胞中染色体数目减半。 2．同源染色体 特别提醒 同源染色体的形状、大小未必都相同；形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体；有丝分裂过程中始终存在同源染色体。 3．联会和四分体 (1)联会：减数分裂过程中，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，叫作四分体。 ①联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。 ②1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＝8条脱氧核苷酸链。 4．染色体互换 (1)时期：减数分裂Ⅰ前期。 (2)定义：四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕并交换相应的片段。 (3)结果：可能导致姐妹染色单体上出现等位基因。 (4)意义：增加了配子种类。 二　精子的形成过程 1．精细胞形成过程 时期 图像 主要特征 细胞名称 间期 DNA复制，有关蛋白质合成，结果每条染色体上含有2条染色单体，细胞体积略增大 精原细胞 减数分裂Ⅰ 前期 同源染色体发生联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体间可能发生染色体互换 初级精母细胞 中期 同源染色体成对排列在赤道板两侧 后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 减数分裂Ⅱ 前期 染色体散乱分布在细胞中 次级精母细胞 中期 染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上 后期 着丝粒分裂，染色单体分开成为两条染色体，染色体数目暂时加倍 精细胞 2.精细胞变形成精子 精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。 三　卵细胞的形成过程 四　精子与卵细胞形成过程的比较 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 场所 睾丸(哺乳动物) 卵巢(哺乳动物) 细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；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) 五　减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律(体细胞染色体数为2n) 1．数量变化 性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞 时期 间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ前、中 减数分裂Ⅱ后 减数分裂Ⅱ末 染色体数 2n 2n→n n 2n 2n→n 核DNA数 2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n 2.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图辨析 (1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞或第一极体；戊为性细胞。 (2)染色体数目变化及原因 ①减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分开后平均进入两个子细胞，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，恢复到体细胞水平。 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。 六　受精作用 1．配子中染色体组合多样性的原因 (1)减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合 据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的动物，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有四种组合结果，因此会形成四种次级精(卵)母细胞，从而形成四种配子。 (2)减数分裂Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体之间的互换 2．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融合。 (3)结果：受精卵中染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 (4)减数分裂和受精作用的意义 减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 ①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。 ②增加了子代的多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 特别提醒 1.有性生殖后代多样性的原因 (1)非同源染色体的自由组合。 (2)同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 (3)精子和卵细胞结合的随机性。 (4)基因突变和染色体变异。 2．受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方，因此核DNA一半来自父方，一半来自母方，但质DNA只来自母方，从而表现母系遗传(因为精子几乎不含细胞质，而卵细胞含线粒体，故有质DNA)。 七　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，因而可据此观察减数分裂的各个时期的特点。 2．实验步骤 (1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)解离→漂洗→染色→制片。 (2)具体操作 典例精研精练 考点1　减数分裂过程及受精作用 题型一　减数分裂过程及图像分析 1．如图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是(　　) A．丁图可能表示卵原细胞 B．乙图细胞的染色体含量与体细胞相同 C．图中甲、乙、丙、丁细胞各含2、0、2、4对同源染色体 D．甲图细胞正在发生染色体的自由组合 答案　C 2．(不定项)(2023·广东大湾区高三二模)蜜蜂无性染色体，雌蜂是二倍体(2N＝32)，雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体。如图是雄蜂精原细胞进行减数分裂的大致流程图(图中仅绘出雄蜂一个染色体组内的两条染色体的行为变化和数量变化)。下列推断正确的是(　　) A．雄蜂在减数分裂Ⅰ的前期会形成四分体 B．蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体 C．1个精原细胞经减数分裂产生2个正常精细胞 D．雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂相同 答案　B 解析　雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体，体内不含同源染色体，因此在减数分裂Ⅰ的前期不会形成四分体，A错误；蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体，精卵结合之后形成的受精卵中染色体又恢复为2N＝32，B正确；据图可知，1个精原细胞经减数分裂产生1个正常精细胞，另一个细胞退化消失，C错误；雌蜂是二倍体，在减数分裂过程中，可以发生同源染色体联会、同源染色体的分离以及非同源染色体的自由组合，并且一个卵原细胞可以形成1个卵细胞和3个极体，因此雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂不同，D错误。 卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法 题型二　配子种类和来源 3．下图A表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了染色体互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是(　　) A．①与② B．①与③ C．②与③ D．②与④ 答案　C 解析　同源染色体染色体互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数分裂Ⅱ时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，形成的两个精细胞的染色体组成大体相同，只有很小部分颜色有区别，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。 4．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物某个体的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑染色体互换)(　　) A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 答案　C 解析　根据给出的精子类型，可判断该个体的基因型为AaBbDd，则来自同一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自同一个精原细胞，②⑥可来自同一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。 据基因型或染色体“互补性”判断配子来源 (1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”(注与及与应视作相同)，则它们可能来自同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。 题型三　减数分裂过程中相关物质结构变化分析 5．如图表示细胞增殖过程中染色体、核DNA变化相对值。有关a～c段(不含a、c点)的叙述，正确的是(　　) A．细胞中始终存在染色单体 B．细胞中始终存在同源染色体 C．细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1 D．此段中染色体行为是生物变异的根本来源 答案　A 解析　据图可知，图中虚线数目加倍一次，但连续减半两次，因此其代表配子形成过程中核DNA的变化相对值，实线代表染色体的相对值，O～a表示减数分裂前的间期，a～b为减数分裂Ⅰ，b～d为减数分裂Ⅱ。c点着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体，故a～c一直含有姐妹染色单体，细胞中染色体和核DNA比值为1∶2，A正确，C错误；O～b段存在同源染色体，b～d段不存在同源染色体，B错误；生物变异的根本来源是基因突变，基因突变主要发生在O～a段，D错误。 6．(不定项)如图表示雌果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质及其载体的数量。下列有关叙述正确的是(　　) A．②、③分别代表染色单体和核DNA B．Ⅱ阶段可能发生基因重组或染色体变异 C．处于Ⅲ阶段的细胞是次级卵母细胞 D．处于Ⅳ阶段的细胞中含有一个染色体组 答案　ABD 解析　由图中Ⅲ、Ⅳ可知，该雌果蝇进行的是减数分裂。图中②有为0的时间，因此为染色单体，②存在时，③与②数量相等，③为核DNA，A正确；Ⅱ代表减数分裂Ⅰ过程，在减数分裂Ⅰ前期可发生染色体互换，在减数分裂Ⅰ后期可发生基因的自由组合，染色体变异可发生在减数分裂过程中，B正确；Ⅲ代表减数分裂Ⅱ前期和中期，因此可以代表次级卵母细胞或第一极体，C错误；处于Ⅳ阶段的细胞为卵细胞或第二极体，细胞中含有一个染色体组，D正确。 减数分裂过程中的物质变化的原因 题型四　减数分裂和受精作用的相关分析 7．(2023·湖北部分重点中学高三期中)下列有关人体减数分裂和受精作用的叙述，正确的是(　　) A．次级精母细胞形成精细胞过程中Y染色体数目为1条或2条 B．等位基因的分离只发生于减数分裂Ⅰ的后期 C．受精过程体现了细胞膜的流动性以及进行细胞间信息交流的功能 D．受精卵中的DNA一半来自精子，一半来自卵细胞 答案　C 解析　人体的次级精母细胞中有0条或1条或2条Y染色体(在进行减数分裂Ⅱ后期时会出现2条Y染色体)，A错误；如果四分体时期发生过染色体互换，等位基因的分离可能在减数分裂Ⅱ后期，B错误；受精卵中的核内DNA一半来自精子，一半来自卵细胞，而细胞质中的DNA主要来自于卵细胞，D错误。 考点2　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 8．为了观察减数分裂各时期特点，实验材料选择恰当的是(　　) ①蚕豆的雄蕊　②桃花的雌蕊　③蝗虫的精巢　④小鼠的卵巢　⑤成熟花粉粒 A．①② B．③④ C．①③ D．②⑤ 答案　C 解析　观察细胞减数分裂的选材标准是易获得且能够观察到全部的分裂时期。高等植物的卵细胞形成过程比较复杂，且不易获取；哺乳动物(小鼠)的卵细胞形成过程比较特殊，减数分裂Ⅰ是在雌性动物排卵前后完成的，减数分裂Ⅱ是在输卵管中精子和卵子结合的过程中完成的，且卵细胞数量较少；成熟花粉粒已经完成减数分裂，观察不到减数分裂的过程。 9．(2020·江苏高考改编)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、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期 B．图甲细胞中同源染色体已彼此分离 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 答案　B 考点3　减数分裂与有丝分裂的比较 题型一　过程的比较 10．关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是(　　) A．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离 B．有丝分裂中期与减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会 C．细胞进行一次有丝分裂与一次减数分裂，染色体的复制次数相同 D．有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期染色体都排列在赤道板上 答案　B 11．(不定项)(2023·湖南衡阳5月模拟)如图为某动物体内的细胞在细胞分裂过程中一条染色体的行为示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．有丝分裂与减数分裂①过程细胞核中均存在DNA的加倍 B．有丝分裂与减数分裂③过程着丝粒分裂，导致染色体数目加倍 C．有丝分裂与减数分裂④过程均存在细胞质分裂，④过程结束后与③过程相比核DNA数不变 D．若受精卵中有12对同源染色体，则其分裂过程形成12个四分体 答案　CD 解析　有丝分裂与减数分裂的①过程细胞核中均发生DNA的复制，结果是核DNA数目加倍，染色体数目不变，A正确；③过程着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致染色体数目加倍，B正确；④过程可表示有丝分裂末期或减数分裂Ⅱ末期，均存在细胞质分裂，④末期过程结束后与③过程相比核DNA数目减半，C错误；受精卵进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中不会形成四分体，D错误。 题型二　细胞图像的比较 12．如图为某二倍体动物体内不同时期的细胞分裂图，下列叙述正确的是(　　) A．上图中含有2个染色体组的细胞是乙和丁 B．甲细胞可以表示该动物初级精母细胞的分裂过程 C．乙、丙细胞中不含有同源染色体，核DNA∶染色体＝2∶1 D．丁细胞产生的子细胞的基因组成是AB、Ab、aB、ab 答案　A 解析　据题图分析，图甲含有4个染色体组，图丙含有1个染色体组，图乙和图丁含有2个染色体组，A正确；甲细胞表示有丝分裂后期，B错误；乙细胞中不含有姐妹染色单体，核DNA∶染色体＝1∶1，C错误；丁细胞进行有丝分裂，产生的子细胞的基因组成是AaBb，D错误。 有丝分裂、减数分裂的图像辨析 (1)三个前期图的判断 判断步骤： 结论：A为有丝分裂前期，B为减数分裂Ⅰ前期，C为减数分裂Ⅱ前期。 (2)三个中期图的判断(二倍体) 判断步骤： 结论：A为有丝分裂中期，B为减数分裂Ⅱ中期，C为减数分裂Ⅰ中期。 (3)五个后期图的判断(二倍体) 判断步骤： 结论：A为有丝分裂后期，B为减数分裂Ⅱ后期(次级精母细胞或第一极体)，C为减数分裂Ⅰ后期(初级精母细胞)，D为减数分裂Ⅰ后期(初级卵母细胞)，E为减数分裂Ⅱ后期(次级卵母细胞)。 题型三　曲线图的比较 13．(不定项)(2023·河北石家庄5月质检)如图表示某二倍体生物有丝分裂和减数分裂过程中细胞中同源染色体对数的变化。下列叙述正确的是(　　) A．同源染色体联会一定发生在MF段，此时细胞中可形成4个四分体 B．有丝分裂的后期对应CD段，此时细胞中一定含有4个染色体组 C．若细胞中没有同源染色体，也不含姐妹染色单体，则一定处于HI段 D．若细胞质正在发生不均等分裂，此时细胞一定对应MF段的后期 答案　ABC 解析　据图分析：有丝分裂全过程一直存在同源染色体，减数分裂在减数分裂Ⅰ后期由于同源染色体两两分离，因此会出现同源染色体对数为0的时期，可知图1是有丝分裂，AB为间期、前期、中期，CD为后期、末期。图2是减数分裂变化图，MF为间期、减数分裂Ⅰ时期，HI为减数分裂Ⅱ时期。同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，MF包括前期，此时细胞中同源染色体对数是4对，同源染色体对数等于四分体的个数，A正确；有丝分裂的后期着丝粒一分为二，姐妹染色单体两两分离，染色体数量加倍，同源染色体的对数也加倍，B正确；若细胞中没有同源染色体，也没有染色单体，则属于减数分裂Ⅱ过程，一定位于HI段，C正确；细胞质不均等分裂在卵原细胞减数分裂过程中出现两次，第一次是在减数分裂Ⅰ时初级卵母细胞分裂为第一极体和次级卵母细胞，第二次是减数分裂Ⅱ时次级卵母细胞分裂为第二极体和卵细胞，因此细胞可能处于MF段，也可能处于HI段，D错误。 1．染色体与核DNA数目变化曲线的判断 2．每条染色体上的DNA含量及染色体/核DNA比值的曲线分析 (1)曲线模型 (2)相关解读 比较 A→B(A′→B′) B→C(B′→C′) C→E(C′→E′) E→F(E′→F′) 特点及其变化 对应时期 ①有丝分裂前的间期；②减数分裂前的间期 ①有丝分裂前期、中期；②减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前期、中期 ①有丝分裂后期； ②减数分裂Ⅱ后期 ①有丝分裂末期； ②减数分裂Ⅱ末期 题型四　柱形图的比较 14．下图为某动物(体细胞染色体为2N)细胞增殖过程中不同时期每个细胞核DNA、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法错误的是(　　) A．戊→丁所发生的主要变化为着丝粒分裂 B．基因重组发生在戊时期，基因突变主要发生在丙→戊过程中 C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞 D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体 答案　C 解析　戊→丁发生的主要变化为着丝粒分裂，A正确；基因重组发生在减数分裂Ⅰ，戊可表示减数分裂Ⅰ，基因突变发生在分裂间期，丙→戊可表示分裂间期，B正确；丙可以代表体细胞，甲可为精子、卵细胞或极体，C错误；丁为有丝分裂后期，戊为减数分裂Ⅰ或有丝分裂前的间期G2期或减数分裂前的间期G2期或有丝分裂前期、中期，一定存在同源染色体，D正确。 (1)只有染色单体的数目才可能出现0，染色体和DNA的含量不可能出现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。 (2)DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多；当复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA∶染色体为2∶1，当着丝粒分裂后又变回1∶1，但不可能是1∶2。 题型五　细胞分裂与DNA复制 15．(不定项)(2023·山东高三开年摸底联考)将某动物(染色体数为2n)的精原细胞中的核DNA用32P充分标记，随后转入不含32P的培养基中继续培养，连续两次正常分裂。下列叙述不正确的是(　　) A．第二次有丝分裂后期一个细胞中含有32P标记的染色体有n条 B．减数分裂Ⅰ后期的一个细胞中含有32P标记的染色体有n条 C．两次有丝分裂后能产生含有32P标记的细胞至少有2个，最多有4个 D．经减数分裂产生的每一个精细胞中含有32P标记的染色体有n条 答案　AB 解析　该动物的精原细胞中的核DNA用32P充分标记，第一次有丝分裂产生的子细胞中的核DNA分子一条链被32P标记，一条链不被标记，在第二次有丝分裂的中期，每条染色体中都有一条姐妹染色单体含有32P标记，在第二次有丝分裂的后期，着丝粒分裂后，含有32P标记的染色体有2n条，由于姐妹染色单体分开后形成的两条染色体随机移向两极，所以形成的子细胞中至少有2个含32P标记的细胞，最多有4个被32P标记的细胞，A错误，C正确；在减数分裂前的间期DNA复制完成后，每个染色体上的2个DNA分子都是1条链含32P标记，1条链不含32P标记，因此减数分裂Ⅰ后期的一个细胞中含有32P标记的染色体有2n条，B错误。 DNA复制与细胞分裂题的解答方法 在解决这类问题时，从大到小再到大画出结构模型，先画出细胞分裂中染色体行为变化，再画DNA，再补全染色体，染色体中只要有一条脱氧核苷酸单链被标记，则认为该染色体含有放射性标记。 规律总结：①有丝分裂：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 ②减数分裂：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。 课时作业 一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的) 1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是(　　) A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体 B．四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期和中期 C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体 D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 答案　A 解析　一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，两条姐妹染色单体的着丝粒一分为二后，形成的是相同的染色体，并非同源染色体，A错误；四分体是减数分裂Ⅰ过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B正确。 2.某哺乳动物的基因型为AABbEe，右图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断(　　) A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组 B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE C．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组 D．三对基因的遗传遵循自由组合定律 答案　B 解析　图示细胞中无同源染色体，且为精原细胞减数分裂过程中某个环节，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组，A错误；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变，C错误；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE，B正确；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，D错误。 3．将某一细胞中的一条染色体用14C充分标记，其同源染色体用32P充分标记，置于不含放射性的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂(不考虑染色体互换)，下列说法中正确的是(　　) A．若进行减数分裂，则四个细胞中均含有14C和32P B．若进行有丝分裂，某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍 C．若进行有丝分裂，则四个细胞中可能三个有放射性，一个没有放射性 D．若进行减数分裂，则四个细胞中可能两个有放射性，两个没有放射性 答案　C 解析　若进行减数分裂，由于一对同源染色体的两条染色体分别用14C和32P标记，减数分裂Ⅰ时同源染色体分离，两个子细胞一个含14C，一个含32P，这两个细胞分别进行减数分裂Ⅱ共形成四个子细胞，两个含14C，两个含32P，A、D错误；若进行有丝分裂，由于DNA半保留复制，形成的4个子细胞中每个细胞含14C的染色体最多只有一条，不可能是含32P染色体的两倍，B错误；若进行有丝分裂，DNA复制一次，再平均分配，第一次分裂形成的两个子细胞都含有14C和32P，但由于半保留复制，所以含有放射性的DNA只有一条链含有放射性，另一条链没有放射性，第二次有丝分裂形成的四个细胞可能三个有放射性，一个没有放射性，可能两个有放射性，两个没有放射性，可能四个都有放射性，C正确。 4．已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是(　　) 答案　D 解析　由选项所示的细胞类型可知，这种细胞是精原细胞，在不考虑基因突变和染色体互换的情况下进行分析：减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，其上的等位基因随之分离(如等位基因G与g、H与h分离)，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合(如非等位基因G与H、g与h组合或G与h、g与H组合)，减数分裂Ⅰ产生互补的2个次级精母细胞，A、B正确；减数分裂Ⅱ产生的4个精细胞应该两两相同，每个精细胞中不含同源染色体(不含等位基因)，C正确，D错误。 5．如图表示细胞分裂过程中部分染色体的行为变化，下列相关叙述正确的是(　　) A．甲图表示同源染色体分离，导致染色体数目加倍 B．乙图表示着丝粒分裂，导致DNA分子数目加倍 C．甲、乙两图所示的染色体行为变化均可能发生等位基因的分离 D．甲、乙两图所示的染色体行为变化均可发生在有丝分裂过程中 答案　C 解析　甲图表示同源染色体分离，但这不会导致染色体数目加倍，A错误；乙图表示着丝粒分裂，导致染色体数目加倍，但DNA分子数目不变，B错误；甲图所示的染色体行为变化可能发生等位基因的分离，若发生基因突变或同源染色体互换使姐妹染色单体上存在等位基因，则乙图所示染色体行为变化也可能发生等位基因的分离，C正确；甲图表示同源染色体的分离，发生在减数分裂过程中，D错误。 6．二倍体生物细胞在分裂间期及有丝分裂、减数分裂前的间期及减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。在甲、乙、丙三图中的①～④中均涉及DNA分子数减半，其原因完全相同的是(　　) A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 答案　C 7.(2021·辽宁选择性考试)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是(　　) A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16 答案　B 解析　图中所示细胞只有一条染色单体上含Ab，其形成的两个子细胞中只有一个细胞含有Ab连锁的染色体，该子细胞产生的两个次级精母细胞中，只有一个基因组成为AAbb。 8．某同学观察体细胞含8条染色体的某二倍体动物有丝分裂和减数分裂的永久装片时，均观察到具有姐妹染色单体的细胞，这些细胞的共同特点是(　　) A．染色体已完成复制 B．含4对同源染色体 C．含有16条染色单体 D．染色体不位于赤道板 答案　A 解析　含有姐妹染色单体的时期包括有丝分裂前、中期，减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前、中期，这些细胞中染色体已完成复制，每条染色体含有两条染色单体，A正确；减数分裂Ⅱ前期和中期的细胞中含有染色单体，但没有同源染色体，B错误；减数分裂Ⅱ前期和中期的细胞中只含有8条染色单体，C错误；有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期的细胞中，染色体都位于赤道板上，D错误。 二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求) 9．如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述不正确的是(　　) A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因 B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8 C．1与3都在减数分裂Ⅰ分离，1与2都在减数分裂Ⅱ分离 D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子 答案　ACD 解析　不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因，1与3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A错误；不考虑突变的情况下，同一个体的精原细胞的染色体与体细胞相同，有丝分裂前期时一条染色体上含两条姐妹染色单体，故也含有图中的基因1～8，B正确；不考虑突变的情况下，若发生了染色体互换引起的基因重组，则1与3也可能在减数分裂Ⅱ分离，1与2也可能在减数分裂Ⅰ分离，C错误；1与6在同一条染色体的两条姐妹染色单体上，故1与6不能组合形成重组型的配子，D错误。 10．一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列叙述不正确的是(　　) A．减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，细胞中的染色体组数不同 B．若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了互换 C．若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是同源染色体未分离 D．若细胞中无染色单体，基因组成为AAYY，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期 答案　AC 解析　减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，细胞中的染色体数都与体细胞的染色体数相等，染色体组数也相同，A错误；正常情况下，一个精原细胞只能产生两种精子共4个，若产生的精子为4种且AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了互换，B正确；若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能是某个A基因突变为a基因，C错误；若细胞基因组成为AAYY，说明不含有同源染色体，同时该细胞中不含有染色单体，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期或末期，D正确。 11.(2023·安徽合肥高三第一次教学质量检测)将基因型为AABb的二倍体动物(2n＝4)的1个原始生殖细胞里的核DNA全部用32P标记后，放在含31P的培养液中培养，适宜条件下先进行一次有丝分裂，再进行一次减数分裂。如图是其分裂过程中形成的1个细胞，细胞中有2条染色单体含有32P。下列叙述正确的是(　　) A．图示细胞中的a基因来自基因突变 B．若原始生殖细胞为卵原细胞，至多形成3种基因型的卵细胞 C．图中细胞为次级精母细胞或者次级卵母细胞 D．减数分裂后形成的生殖细胞中的DNA可能不含有32P 答案　AD 解析　该生物基因型为AABb，图示细胞的一对姐妹染色单体上含有等位基因A和a，说明发生过基因突变，因此图示细胞中a基因来自基因突变，A正确；1个原始生殖细胞经过一次有丝分裂，再进行一次减数分裂，共形成8个子细胞，若原始生殖细胞为卵原细胞，则形成的8个子细胞中只有两个是卵细胞，因此至多形成2种基因型的卵细胞，B错误；图示细胞没有同源染色体，为减数分裂Ⅱ前期，可能为次级精母细胞或者次级卵母细胞或者第一极体，C错误；1个原始生殖细胞里的核DNA全部用32P标记后，放在含31P的培养液中培养，适宜条件下先进行一次有丝分裂，则形成的子细胞内每个DNA均为一条链含有32P，一条链含有31P，继续进行减数分裂，DNA复制后一条染色体的两条染色单体中一条单体的DNA上一条链含有32P，一条链含有31P，而另一条单体的DNA两条链均为31P，减数分裂Ⅱ过程中，姐妹染色单体分开形成的子染色体移向两极是随机的，因此减数分裂后形成的生殖细胞中的DNA可能不含有32P，D正确。 三、非选择题 12．(2023·湖南长沙高三统考考前演练)下列示意图分别表示某雌性动物(2n＝4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系，以及细胞分裂图像。请分析并回答： (1)图A中b柱表示的是________，图B中表示体细胞分裂的是________。图A中Ⅲ的数量关系对应于图B中的________，图A中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程，细胞核内发生的分子水平的变化是________________________________。图A中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所对应的细胞中一定不存在同源染色体的是________，不一定存在同源染色体的是________。 (2)一对夫妇，妻子表现正常，丈夫患色盲，生了一个染色体组成为XXY，且患色盲的儿子。可能原因是父亲产生精子时图B中________时期发生异常，也可能是母亲产生卵细胞时图B中________的下一时期发生异常。 (3)如下图，图C是该种生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图D中与其来自同一个次级精母细胞的为________。 答案　(1)染色单体　甲　乙　DNA复制和蛋白质的合成　Ⅲ和Ⅳ　Ⅰ　(2)丙　乙　(3)③ 解析　(1)染色体和DNA含量不可能为0，但染色单体会因着丝粒分裂而消失，图A中Ⅰ和Ⅳ均不含b柱，且由Ⅰ→Ⅱ的过程中，a的数目不变、c含量增倍，据此可推知：a柱表示染色体，b柱表示染色单体，c柱表示核DNA。在图B中，依据各细胞内染色体的行为特点可知：甲处于有丝分裂中期，乙处于减数分裂Ⅱ中期，丙处于减数分裂Ⅰ后期；体细胞进行有丝分裂，所以图B中表示体细胞分裂的是甲。图A中Ⅲ的染色体数相比较于正常体细胞内染色体数减半，且有染色单体，应处于减数分裂Ⅱ前期或中期，其数量关系可对应于图B中的乙。图A中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程发生在细胞分裂前的间期，细胞核内发生的分子水平的变化是DNA分子复制和蛋白质的合成。图A中Ⅲ和Ⅳ所对应的细胞中染色体数目均为2，是正常体细胞的一半，说明是经过减数分裂Ⅰ后形成的，一定不存在同源染色体。Ⅰ所对应的细胞中染色体数目为4，与正常体细胞相同，且没有染色单体，可能处于减数分裂Ⅱ后期，也可能是体细胞或原始的生殖细胞，因此不一定存在同源染色体。 (2)依题意可得，红绿色盲孩子的基因型为XbXbY，妻子的基因型是XBXb，丈夫的基因型是XbY，由此可推出该患儿是由母亲产生的XbXb的卵细胞与父亲产生的Y的精子或由母亲产生的Xb的卵细胞与父亲产生的XbY的精子受精后所形成的受精卵发育而成的。正常情况下，父亲的精原细胞经减数分裂所形成的精子中只含有一条X或Y染色体，若X和Y染色体同时出现在精子中，说明精原细胞在形成精子的减数分裂Ⅰ后期出现异常，X和Y这对同源染色体没有正常分离，移向了同一极，即图B中丙时期发生异常；正常情况下，母亲的卵原细胞中只含有一条X染色体携带有致病基因b，经减数分裂所形成的卵细胞中也只可能含有一条Xb染色体，若出现两条Xb染色体，说明卵原细胞在形成卵细胞的减数分裂Ⅱ后期出现异常，导致着丝粒分裂后所形成的两条Xb染色体没有正常分离，移向了同一极，即图B中乙的下一时期发生异常。 (3)依据精子形成的减数分裂过程可知：一个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞的染色体组成应相同。图C是该种生物的一个精细胞，其中含有的较小的染色体为白色，大的染色体绝大部分为白色，说明在减数分裂Ⅰ时这对大的同源染色体发生了染色体互换，由此可判断图D中与图C来自同一个次级精母细胞的为③。 13．如图1表示某果蝇体细胞染色体组成，图2表示该果蝇所产生的一个异常生殖细胞，依图回答下列问题： (1)果蝇的一个精原细胞X染色体上的W基因在________期形成两个W基因，这两个W基因在________________________________期发生分离。 (2)基因B—b与W的遗传遵循__________________定律，原因______________________________________。 (3)上述精原细胞进行减数分裂时，在次级精母细胞分裂后期中性染色体组成为________。 (4)图2所示的是一个异常的精细胞，造成这种异常的原因是在该精细胞形成过程中，__________________________________________。请在图3中绘出与该精细胞来自同一个次级精母细胞的另一个精细胞的染色体组成。 (5)若该果蝇的后代中出现了一只性染色体组成为XXY的可育雌果蝇(进行正常减数分裂)，该果蝇性成熟后与一只正常雄果蝇交配，后代可能出现________种性染色体组成。(不考虑染色体异常导致的致死现象) 答案　(1)间　有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后 (2)基因的自由组合　B—b与W位于非同源染色体上 (3)XX或YY (4)减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体移向同一极　 (5)6 解析　(1)果蝇的一个精原细胞X染色体上的W基因在间期经DNA复制形成两个W基因，这两个W基因在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期随着丝粒分裂发生分离。 (3)上述精原细胞进行减数分裂时，第一次分裂后期X与Y分离，在次级精母细胞分裂后期着丝粒分裂，其性染色体组成为XX或YY。 (4)图2所示的是一个异常的精细胞，其Y染色体比正常细胞多了一条，造成这种异常的原因是在该精细胞形成过程中，减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体移向同一极；则与该精细胞来自同一个次级精母细胞的另一个精细胞的染色体组成中不含性染色体Y，其常染色体与图2相同。 (5)若该果蝇的后代中出现了一只性染色体组成为XXY的可育雌果蝇，进行正常减数分裂产生的雌配子类型为XX、XY、X、Y 4种，该果蝇性成熟后与一只正常雄果蝇交配，该雄果蝇产生的雄配子为X、Y，所以若不考虑染色体异常导致的致死现象，则后代可能出现XX、XXY、XXX、XY、XYY、YY 6种性染色体组成。 36 学科网（北京）股份有限公司 $$