内容正文:
专题03 减数分裂
一、精子的形成过程
1.场所及细胞名称的变化
(1)场所
(2)细胞名称的变化
2.染色体的变化
(1)减数分裂前的间期
一部分精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞,此时的染色体呈染色质丝的状态。
(2)减数分裂过程
①减数分裂Ⅰ
时期
分裂图像
染色体行为
前期
同源染色体联会,形成四分体,此时同源染色体的非姐妹染色单体可以发生互换
中期
同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
后期
同源染色体分离,非同源染色体自由组合,并移向细胞两极
末期
细胞一分为二,染色体数目减半
②减数分裂Ⅱ
时期
分裂图像
染色体行为
间期
通常没有或时间很短
染色体不再复制
前期
染色体散乱地分布在细胞中
中期
染色体着丝粒排列在细胞中央的赤道板上
后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极
末期
细胞一分为二
(3)同源染色体、联会与四分体的概念
②联会:同源染色体两两配对的现象。
③四分体:联会后的每对同源染色体含有4条染色单体。
二、卵细胞的形成
1.场所:卵巢。
2.过程
三、减数分裂的概念
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
根据细胞中的染色体形态、位置和数目的变化,识别减数分裂的各个时期。
2.实验流程
五、配子中染色体组合的多样性
1.原因
时期
图示
染色体行为
减数分裂Ⅰ前期
四分体中非姐妹染色单体之间可能发生互换
减数分裂Ⅰ后期
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
2.意义:导致了不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,使同一双亲的后代必然呈现多样性。
六、受精作用
1.概念:卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程
图示
说明
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入
精子头部进入卵细胞后不久,精子的细胞核就与卵细胞的细胞核融合,使彼此的染色体会合在一起
3.结果
(1)受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
4.意义
(1)后代呈现多样性,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。
(2)保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
一、单选题
1.减数分裂过程中染色体数目减半的原因是( )
A.染色体复制一次,细胞分裂一次
B.染色体复制一次,细胞分裂两次
C.染色体复制两次,细胞分裂一次
D.染色体复制两次,细胞分裂两次
【答案】B
【分析】1、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前间期:染色体的复制;
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;
(3)减数第二次分裂过程(类似于有丝分裂)。
2、减数分裂的特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次,结果新细胞中染色体数减半。
【详解】减数分裂和有丝分裂一样染色体只复制一次,但细胞会分裂两次,所以减数分裂过程中染色体数目减半,B正确,ACD错误。
故选B。
2.以下①~④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。按分裂时期的先后顺序,正确的是( )
A.①②③④ B.②①④③
C.③④②① D.④①③②
【答案】B
【分析】题图分析:①是减数第一次分裂后期,②是减数第一次分裂中期,③是减数第二次分裂后期,④是减数第二次分裂中期。
【详解】①同源染色体分离,向细胞两极移动,所以①处于减数第一次分裂后期;
②同源染色体联会后,规则地排列在赤道板两侧,所以②处于减数第一次分裂中期;
③细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,染色体向细胞两极移动,所以③处于减数第二次分裂后期;
④细胞中没有同源染色体,染色体排列在赤道板上,着丝粒不分裂,所以④是减数第二次分裂中期。
因此,按分裂时期的先后排序,正确的是②①④③,即B正确,ACD错误。
故选B。
3.如图是某二倍体雌性生物减数分裂过程中各时期的模式图,不能同时出现在同一个体内的是( )
① ② ③ ④
A.②③ B.①④ C.②④ D.①②
【答案】A
【分析】减数分裂过程:
(1)减数分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】①细胞质不均等分裂,细胞同源染色体分开,处于减数第一次分裂后期,是初级卵母细胞;
②细胞质不均等分裂,细胞没有同源染色体,着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期,是次级卵母细胞;
③细胞质均等分裂,细胞同源染色体分开,处于减数第一次分裂后期,是初级精母细胞;
④细胞质均等分裂,细胞没有同源染色体,着丝粒分裂,处于减数第二次分裂后期,可能是次级精卵母细胞或第一极体;
综上所述,②③不可能同时出现在同一个体内,A符合题意。
故选A。
4.某二倍体雌性哺乳动物的某些细胞正在发生减数分裂,图中甲、乙、丙、丁表示依次发生变化的细胞,a、b、c表示细胞中某种结构或物质的数量。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞无同源染色体、无染色单体
B.乙细胞可能在发生同源染色体分离
C.丙细胞的名称是次级卵母细胞
D.从丙细胞到丁细胞的过程中b的数量没有变化
【答案】B
【分析】由题意可知,该图为减数分裂的过程,图中c有时有、有时无,为染色单体,a有时是b的2倍,则a为DNA,b为染色体。
【详解】A、由图可知,a、b、c依次表示DNA、染色体、染色单体,甲可表示精原细胞、减数第二次分裂后期细胞,可能有同源染色体,但无单色单体,A错误;
B、乙可表示减数第一次分裂,可能在发生同源染色体分离(减数第一次分裂后期),B正确;
C、丙染色体减半,含有染色单体,可表示减数第二次分裂前、中期,可能是次级卵母细胞或极体,C错误;
D、从丙细胞(减数第二次分裂前、中期)到丁细胞(卵细胞或第二极体)的过程中b的数量先加倍后减半,D错误。
故选B。
5.下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂中期,染色体的着丝粒都排列在细胞赤道板上
B.有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C.减数第一次分裂后期,基因cn、cl随同源染色体分开而分离
D.减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v,w可出现在细胞的同一极
【答案】C
【分析】分析题图:图中所示一条常染色体上朱红眼基因(cn)和暗栗色眼基因(cl)两种基因;X染色体上辰砂眼基因(v)和白眼基因(w)两种基因;等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置的基因,此题中的朱红眼基因和暗栗色眼基因位于一条染色体上,不属于等位基因,同理辰砂眼基因和白眼基因也不是等位基因。
【详解】A、在有丝分裂中期,细胞中的所有染色体的着丝粒/着丝点都排列在细胞中央的赤道板上,A正确;
B、在有丝分裂过程中,基因经过复制后平均分配给两个子细胞,因此在有丝分裂后期,细胞每一极都含有该生物全部的遗传物质,即在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极,B正确;
C、因为朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于一条常染色体上,因此不是等位基因,不会随同源染色体分开而分离,C错误;
D、在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则图中的常染色体和X染色体可能移向同一极,进入同一个细胞中,当该细胞处于减数第二次分裂后期时,基因cn、cl、v、w 可出现在细胞的同一极,D正确。
故选C。
6.每种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性又表现出遗传的多样性。下列对其原因的表述错误的是( )
A.减数分裂过程中染色体的行为可导致配子中染色体组合的多样性
B.受精作用使受精卵中的染色体数目又恢复到该物种体细胞中的数目
C.减数分裂形成的配子含有该物种体细胞染色体数目任意一半的染色体
D.精子和卵细胞的随机结合可增加受精卵中染色体组合的多样性
【答案】C
【分析】生物遗传多样的的原因是:减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合和减数分裂联会时期同源染色体上非姐妹染色单体的互换;卵细胞和精子的随机结合。
【详解】A、减数分裂过程中非同源染色体的自由组合是导致配子中染色体组合多样性的原因之一,A正确;
B、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,因此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性具有十分重要的意义,B正确;
C、减数分裂过程中同源染色体分离,故形成的配子中含有该物种一对同源染色体中的一条染色体,而非任意一半染色体,C错误;
D、受精过程中精子和卵细胞随机结合会导致后代表现型种类增加,D正确。
故选C。
7.精细胞的形成过程如图,下列叙述错误的是( )
A.①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂
B.①②过程中均会形成姐妹染色单体
C.③过程同源染色体联会,形成四分体,着丝粒排列在细胞板两侧
D.①④过程中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程
【答案】C
【分析】据图可知,①表示原始生殖细胞的增殖过程,②表示减数分裂前的间期,③表示减数分裂Ⅰ,④表示减数分裂Ⅱ。
【详解】A、分析图示,①过程是原始生殖细胞的增殖过程,包括有丝分裂前的间期和有丝分裂,A正确;
B、②表示减数分裂前的间期,和①中有丝分裂前的间期一样,完成DNA复制和相关蛋白质的合成,从而形成姐妹染色单体,B正确;
C、③过程中,形成四分体后,着丝粒会排列在赤道板两侧,C错误;
D、①中有丝分裂和④减数分裂Ⅱ过程中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程,D正确。
故选C。
8.下列关于细胞减数分裂的说法,正确的是( )
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂
②在次级精母细胞中存在同源染色体
③着丝粒在减数第一次分裂时一分为二
④减数分裂的结果是染色体数目减半,核DNA数目不变
⑤同源染色体分离,分别进入两个子细胞中,导致染色体数目减半
⑥联会后染色体复制,形成四分体
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③⑥ D.①⑤
【答案】D
【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
【详解】①减数分裂前染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,①正确;
②次级精母细胞中不存在同源染色体,②错误;
③着丝粒在减数第二次分裂后期时一分为二,③错误;
④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半,核DNA数目也减半,④错误;
⑤减数第一次分裂后期同源染色体分离,分别进入两个子细胞中,导致染色体数目减半,⑤正确;
⑥染色体的复制发生在减数第一次分裂前,减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体,⑥错误;
综上,ABC错误,D正确。
故选D。
9.下列对减数分裂过程中染色体和DNA分子数变化的描述,正确的是( )
A.减数分裂I的结果是染色体和DNA分子的数目均为性原细胞的一半
B.减数分裂Ⅱ的结果是DNA分子数为性原细胞的一半,染色体数与性原细胞相同
C.减数分裂Ⅱ的结果是染色体和核DNA分子的数目均为性原细胞的一半
D.减数分裂I的结果是染色体数为性原细胞的一半,DNA分子数与性原细胞相同
【答案】C
【分析】减数分裂是指DNA复制一次,而细胞连续分裂两次的特殊的细胞分裂方式,通过减数分裂产生的子代细胞中染色体和DNA数目均是原来体细胞的一半。
【详解】A、减数分裂Ⅰ的结果是染色体数目为性原细胞的一半,但DNA分子数目与性原细胞相同,A错误;
B、减数分裂Ⅱ的结果是DNA分子数和染色体数均为性原细胞的一半,B错误;
C、减数分裂Ⅱ的结果是DNA分子数和染色体数均为性原细胞的一半,因而通过减数分裂过程产生的配子中染色体数目和核DNA数目均为体细胞的一半,C正确;
D、减数分裂I的结果是染色体数为性原细胞的一半,核DNA分子数与性原细胞相同,D错误。
故选C。
10.下图分别表示对某二倍体生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲表示有丝分裂后期,此阶段细胞中染色体数量加倍,无染色单体
B.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则基因重组可发生在这一阶段
C.甲乙丙三个图形中一定存在同源染色体的是甲图、乙图和丙图中的b组
D.若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞,则c组细胞中不可能出现四分体
【答案】C
【分析】题图分析:甲图细胞处于有丝分裂后期;乙图中染色体:染色单体:DNA=1:2:2,可表示有丝分裂前期、中期,也可以表示减数第一次分裂过程;丙图中染色体数目有三种数值,应该表示有丝分裂和减数分裂过程,其中a组可表示减数第二次前期、中期,b组可表示减数第一次分裂、减数第二次分裂后期、有丝分裂前期、中期,c组可表示有丝分裂后期。
【详解】A、图甲表示有丝分裂后期,此阶段细胞中发生了着丝粒分裂的情况,因而细胞中染色体数量加倍,无染色单体,A正确;
B、乙图中染色体∶DNA∶染色单体=1∶2∶2,若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则可表示减数第一次分裂的前期、中期和后期,在减数第一次分裂前期(交换)或后期(非同源染色体自由组合)会发生基因重组,B正确;
C、甲图表示有丝分裂后期,其中一定存在同源染色体,乙图表示的细胞可处于有丝分裂前、中期,也可表示减数第一次分裂前、中、后期,因此甲乙图形中一定存在同源染色体,丙图中的c组代表有丝分裂后期,也一定存在同源染色体,而c组细胞可表示减数第二次分裂后期,此时不存在同源染色体,C错误;
D、若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞,c组细胞处于有丝分裂后期,一定不会出现四分体,D正确。
故选C。
11.如图为某XY型雄性动物减数分裂过程中不同时期的细胞图像。下列叙述正确的是( )
A.图甲细胞中染色单体数:核DNA数=2:1
B.图乙细胞中含同源染色体,有1条X染色体
C.图丙→丁过程中的非同源染色体自由组合使配子呈多样性
D.正常情况下,图戊4个细胞所含基因种类完全相同
【答案】B
【分析】题图为某XY型雄性动物减数分裂过程中不同时期的细胞图像:
图甲同源染色体成对排列在赤道面上,属于减数第一次分裂中期;
图乙同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合,属于减数第一次分裂后期;
图丙一个细胞分裂成两个细胞,且着丝粒排列在赤道面上,属于减数第二次分裂中期;
图丁着丝粒分裂,属于减数第二次分裂后期;
图戊形成4个子细胞属于减数第二次分裂末期。
【详解】A、图甲同源染色体成对排列在赤道面上,属于减数第一次分裂中期,细胞中染色单体数:核DNA数=1:1,A错误;
B、图乙同源染色体彼此分离 ,非同源染色体自由组合,属于减数第一次分裂后期,图乙细胞中含同源染色体,有1条X染色体,B正确;
C、基因重组发生在减数第一次分裂前期,图丙表示减数第二次分裂中期,图丁表示减数第二次分裂后期,故图丙→丁过程中没有基因重组,C错误;
D、正常情况下,一个精原细胞产生4个精细胞,2种精细胞,图戊4个细胞所含基因种类不完全相同,D错误。
故选B。
12.如图表示果蝇精原细胞减数分裂不同时期染色体数和核DNA数的比值变化。下列叙述正确的是( )
A.BC段细胞内染色体数目加倍
B.CD段细胞内一直有姐妹染色单体存在
C.CD段细胞内都存在同源染色体
D.DE段数量变化的原因是胞质分裂
【答案】B
【分析】分析曲线图:图示为有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。其中AB段表示G1期;BC段形成的原因是DNA的复制;CD段表示每条染色体含有2个DNA分子,可表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期;DE段形成的原因是着丝粒分裂;E之后表示每条染色体只含有1个DNA分子,可表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。
【详解】A、BC段形成的原因是DNA的复制,一条染色体上有两个姐妹染色单体,染色体数目不变,A错误;
B、CD段细胞中,每条染色体含有2个DNA分子,一定存在姐妹染色单体,B正确;
C、CD段可表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期,其中减数第二次分裂前期和中期无同源染色体,C错误;
D、DE段形成的原因是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,D错误;
故选B。
13.下图是高等动物有性生殖和个体发育示意图,相关说法错误的是( )
A.Ⅰ过程中染色体复制一次,细胞分裂两次
B.Ⅱ过程表示精子和卵细胞的随机结合,该过程发生了基因重组
C.Ⅲ过程中发生的基因突变可能会遗传给下一代
D.受精卵中的核遗传物质一半来自父本,一半来自母本
【答案】B
【分析】1、减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制。
(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。
(3)减数第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态稳定、数目清晰;③后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、分析题图:Ⅰ过程代表减数分裂形成配子的过程,Ⅱ过程表示受精作用,Ⅲ过程代表个体发育的过程。
【详解】A、Ⅰ过程代表减数分裂形成配子的过程,染色体复制1次,细胞分裂两次,A正确;
B、Ⅱ过程表示精子和卵细胞的随机结合,该过程发生了没有发生基因重组,基因重组发生在减数分裂的过程中,B错误;
C、Ⅲ过程表示个体发育,其中发生的基因突变可以在体细胞中,也可能发生在形成生殖细胞的过程中,有可能遗传给下一代,C正确;
D、受精卵中细胞核DNA来自于父母双方,一半来自父本,一半来自母本,D正确。
故选B。
14.下列有关某雄性动物体各细胞分裂示意图的叙述正确的是( )
A.图①处于减数第一次分裂的中期,细胞内有2对姐妹染色单体
B.图②处于减数第二次分裂的后期,细胞内有2对姐妹染色单体
C.图③处于减数第二次分裂的中期,该生物体细胞中染色体数目为8条
D.四幅图可排序为①③②④,出现在该动物体精子的形成过程中
【答案】D
【分析】减数分裂各时期特点:间期:DNA复制和有关蛋白质的合成; MⅠ前(四分体时期):同源染色体联会,形成四分体; MⅠ中:同源染色体排在赤道板两侧;MⅠ后:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;MⅠ末:形成两个次级性母细胞。MⅡ分裂与有丝分裂基本相同,区别是无同源染色体。
【详解】A、图①同源染色体排列在赤道板两侧,处于减数第一次分裂的中期,细胞内有2对同源染色体,8条姐妹染色单体,有4对姐妹染色单体 ,A错误;
B、图②着丝粒分裂,且没有同源染色体,处于减数第二次分裂的后期,细胞内有0条姐妹染色单体 ,B错误;
C、图③染色体的着丝粒排列在赤道板上,且没有同源染色体,处于减数第二次分裂的中期,该生物体细胞中染色体数目为4条(有丝分裂后期暂时加倍为8条) ,C错误;
D、四幅图可排序为①(减数第一次分裂中期)、③(减数第二次分裂中期)、②(减数第二次分裂后期)、④(减数第二次分裂结束),可出现在该生物体精子的形成过程中 ,D正确。
故选D。
15.如图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图,据图分析错误的是( )
A.②产生的子细胞一定为精细胞
B.图中属于减数分裂过程的有①②④
C.④中有4条染色体,8条染色单体及8个核DNA分子
D.③细胞处于有丝分裂中期,无同源染色体和四分体
【答案】D
【分析】分析题图:①细胞处于减数第一次分裂前期;②细胞处于减数第二次分裂后期;③细胞处于有丝分裂中期;④细胞处于减数第一次分裂后期;⑤细胞含处在有丝分裂后期。
【详解】A、由于④的细胞中同源染色体彼此分离,且细胞质均等分裂,所以该哺乳动物为雄性;又②细胞不含同源染色体,且着丝粒分裂,细胞质均等分裂,处于减数第二次分裂后期,所以产生的子细胞一定为精细胞,A正确;
B、图中①-⑤依次处于减数第一次分裂前期(含有同源染色体,且同源染色体两两配对)、减数第二次分裂后期(不含同源染色体,且着丝粒分裂,染色体移向细胞两极)、有丝分裂中期(含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上)、减数第一次分裂后期(含有同源染色体,且同源染色体彼此分离)、有丝分裂后期(有同源染色体,且着丝粒分裂,染色体移向细胞两极),属于减数分裂过程的有①②④,B正确;
C、④中同源染色体彼此分离,此时细胞中有4条染色体,8条染色单体及8个核DNA分子,C正确;
D、③细胞处于有丝分裂中期(含有同源染色体,且着丝粒都排列在赤道板上),有同源染色体,但没有四分体,D错误。
故选D。
16.下图为人类生殖过程简图,有关叙述不正确的是( )
A.②过程为受精作用,此过程发生基因的自由组合,从而导致有性生殖后代的多样性
B.受精卵中的核DNA一半来自亲本甲,一半来自亲本乙
C.②过程中通常是A配子头部进入B配子,尾部留在外面
D.过程①和②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
【答案】A
【分析】受精作用:
(1)概念:精子和卵细胞相互识别、融合成受精卵的过程叫受精作用。
(2)过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。紧接着,在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久,里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇,使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果:受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,其中有一半的染色体来自精子(父亲),一半的染色体来自卵细胞(母亲);细胞质主要来自卵细胞。
(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。
【详解】A、基因的自由组合发生在形成配子的过程,即发生在过程①减数分裂,过程①减数分裂和②受精作用导致有性生殖后代的多样性,A错误;
B、受精过程为精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,所以受精卵中的核DNA一半来自亲本甲,一半来自亲本乙,B正确;
C、②过程表示受精过程,通常是A雄配子头部进入B雌配子,尾部留在外面,C正确;
D、过程①减数分裂和②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,D正确。
故选A。
17.某种哺乳动物(2n=64)的卵原细胞在分裂过程中产生的细胞示意图如下(以4条染色体为例)。下列叙述正确的是( )
A.图示细胞名称为初级卵母细胞,处于减数分裂Ⅱ后期
B.图示细胞经分裂后产生的子细胞都可以参与受精作用
C.图示细胞含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
D.形成的卵细胞和正常精子结合形成的受精卵中含64条染色体
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:图中细胞没有同源染色体,而且着丝粒分裂,代表减数第二次分裂后期,表示次级卵母细胞。
【详解】A、图中细胞没有同源染色体,而且着丝粒分裂,代表减数第二次分裂后期,表示次级卵母细胞,A错误;
B、一个卵母细胞经过减数分裂,可以形成一个卵细胞和三个极体,只有卵细胞才参与受精,因此图示细胞经分裂后产生的子细胞并不都可以参与受精作用,B错误;
C、图示细胞位于减数第二次分裂后期,不含同源染色体,C错误;
D、形成的卵细胞和正常精子结合形成的受精卵,受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,即含64条染色体,D正确。
故选D。
18.下图为四个细胞分裂过程中所有染色体的行为变化示意图。下列相关分析错误的是( )
A.甲细胞具有4对同源染色体
B.以上四个细胞可能存在于同一个动物的睾丸中
C.若乙细胞发生减数分裂,染色体①②和①③出现在某一子细胞中的概率相同
D.丁细胞是一个没有同源染色体的次级精母细胞,其可以是丙的一个子细胞
【答案】B
【分析】分析题图:甲为有丝分裂后期,乙为正常的体细胞,丙为减数第一次分裂后期,丁为减数第二次分裂后期。
【详解】A、甲为有丝分裂后期,甲细胞每一极含有颜色、形态相同的同源染色体,具有4对同源染色体,A正确;
B、据图可知,甲乙的染色体形态与丙丁的染色体形态(颜色、大小等)不同,甲乙可能来自于同一种生物,丙丁来自于另一种生物,B错误;
C、减数分裂时,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,染色体①②非同源染色体和①③非同源染色体出现在同一子细胞中的概率相同,C正确;
D、丙细胞同源染色体分离,为减数第一次分裂后期,且此时细胞质均等分裂,故为雄性动物,据颜色和大小可知,丁细胞可以是丙的子细胞,是一个没有同源染色体的次级精母细胞,D正确。
故选B。
19.研究人员对珍珠贝(2N=28)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。下列说法正确的是( )
A.珍珠贝若按图1的方式进行细胞分裂,可以形成14个四分体
B.若某细胞属于类型d,取自卵巢,该细胞为次级卵母细胞
C.若b、c、d、e属于同一次减数分裂,四者出现的先后顺序为bdce
D.分离定律和自由组合定律最可能发生在图2中的b、d
【答案】C
【分析】图1中细胞含有同源染色体,且为着丝点分裂,染色单体分离成为独立的染色体,为有丝分裂后期。图2中 a 细胞内染色体和 DNA 都是体细胞内的2倍,说明该细胞处于有丝分裂后期或末期分裂结束前;细胞 b 内染色体数等于体细胞,而 DNA 数等于体细胞的2倍,说明细胞已经完成 DNA 复制,细胞处于有丝分裂前期、中期或者处于减数第一次分裂过程;细胞 c 中染色体与 DNA 分子数都与体细胞相等,说明该细胞处于 DNA 复制之前的有丝分裂或者减数第一次分裂前的分裂间期以及减数第二次分裂的后期;细胞 d 内染色体数等于体细胞的一半而 DNA 数等于体细胞,说明该细胞处于减数第二次分裂的前期、中期;细胞 e 中染色体和 DNA 数均等于体细胞的一半,说明细胞为精细胞(精子)或卵细胞(第二极体)。
【详解】A、图1中细胞含有同源染色体,且为着丝点分裂,染色单体分离成为独立的染色体,为有丝分裂后期,不会形成四分体,A正确;
B、细胞 d 内染色体数等于体细胞的一半而 DNA 数等于体细胞,说明该细胞处于减数第二次分裂的前期、中期;取自卵巢,说明该细胞可能为次级卵母细胞或第一极体,B错误;
C、细胞 b 内染色体数等于体细胞,而 DNA 数等于体细胞的2倍,说明细胞已经完成 DNA 复制,细胞处于有丝分裂前期、中期或者处于减数第一次分裂过程;细胞 c 中染色体与 DNA 分子数都与体细胞相等,说明该细胞处于 DNA 复制之前的有丝分裂或者减数第一次分裂前的分裂间期以及减数第二次分裂的后期;细胞 d 内染色体数等于体细胞的一半而 DNA 数等于体细胞,说明该细胞处于减数第二次分裂的前期、中期;细胞 e 中染色体和 DNA 数均等于体细胞的一半,说明细胞为精细胞(精子)或卵细胞(第二极体),因此 b 、 c 、 d 、 e 的细胞属于同一次减数分裂,四者出现的先后顺序是 bdce ,C正确;
D、基因的分离定律和自由组合定律的实质体现在同源染色体分离、非同源染色体自由组合时,即减数第一次分裂后期,所以对应在图2的细胞类型 b 中体现,D错误。
故选C。
20.如图表示某哺乳动物精子形成过程中,一个细胞内染色体数目的变化。下列叙述正确的是( )
A.AB段和EF段均包含N对同源染色体
B.AB段和EF段细胞内的DNA分子数不同
C.BC段和FG段染色体数目减半的原因相同
D.EF段细胞核内的核DNA分子数是CD段的两倍
【答案】B
【分析】减数分裂中染色体数目的变化规律是:2n(减数第一次分裂)→n(减数第二次分裂前期、中期)→2n(减数第二次分裂后期)→n(减数第二次分裂结束)。减数分裂中核DNA数目的变化规律是:2n→4n(减数第一次分裂前的间期)→4n(减数第一次分裂)→2n(减数第二次分裂)→n(减数第二次分裂结束)。图中AB段是减数第一次分裂,CDEFG段是减数第二次分裂。
【详解】A、AB段是减数第一次分裂,有N对同源染色体;EF段是减数第二次分裂后期,没有同源染色体,A错误;
B、AB段是减数第一次分裂,细胞内的核DNA分子数是2N→4N;EF段是减数第二次分裂后期,细胞内的核DNA分子数是2N,且两段的细胞质DNA分子数也不同,B正确;
C、BC段色体数目由2N→N,染色体数目减半的原因是着丝点没有分裂,染色体平均分配到两个子细胞中。FG段染色体数目由2N→N,染色体数目减半的原因是着丝点分裂后,染色体暂时加倍,然后平均分配到两个子细胞中,C错误;
D、EF段是减数第二次分裂后期,细胞内的核DNA分子数是2N;CD段是减数第二次分裂的前、中期,细胞内的核DNA分子数是2N,D错误。
故选B。
二、多选题
21.图甲为某二倍体动物部分组织切片的显微图像,图乙中的细胞类型是依据不同时期细胞中染色体和核DNA的数量关系划分的。下列叙述错误的是( )
A.图甲中标号为①~⑤的细胞分别对应图乙中的d、c、b、a、e细胞
B.图甲可能是蝗虫卵巢组织切片,细胞④处于减数分裂Ⅱ后期
C.图乙中属于同一次减数分裂的b、d、e细胞出现的先后顺序是b→d→e
D.图乙中d会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
【答案】ABD
【分析】分析图甲:①细胞处于减数第一次分裂中期;②细胞处于减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,说明该细胞为次级卵母细胞,该动物是雌性的;③细胞处于减数第二次分裂前期;④细胞处于有丝分裂后期;⑤细胞处于减数第二次分裂末期。
分析图乙:根据染色体和核DNA的关系, a细胞中染色体数为体细胞的2倍,处于有丝分裂后期;b细胞染色体数和体细胞相同,DNA数目加倍,处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期;c细胞可以是体细胞也可以是处于减数第二次分裂后期;d细胞处于减数第二次分裂的前期或中期;e细胞为精细胞、卵细胞或(第二)极体。
【详解】A、①细胞处于减数第一次分裂中期,对应图乙中的b,②细胞处于减数第二次分裂后期,对应图乙中的c;③细胞处于减数第二次分裂前期,对应图乙中的d;④细胞处于有丝分裂后期,对应图乙中的a;⑤细胞处于减数第二次分裂末期,对应图乙中的e,A错误;
B、②细胞处于减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,说明该细胞为次级卵母细胞,该动物是雌性的正常情况下,可能是蝗虫卵巢组织切片,根据染色体数目分析,细胞④处于有丝分裂后期,B错误;
C、若图乙中类型b、d、e细胞属于同一次减数分裂,三者出现的先后顺序是b→d→e,C正确;
D、正常情况下,等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂的后期,即b时期,但由于基因突变或互换等原因,等位基因的分离也可以发生在减数第二次分裂后期、有丝分裂后期,D错误。
故选ABD。
22.如图甲为某果蝇(2N=8) 精巢内发生的细胞分裂示意图(仅画出部分染色体),图乙表示处于不同阶段四种细胞 (I~IV) 的核遗传物质或其载体 (a~c) 的数量。下列说法错误的是( )
A.图甲细胞分裂的先后顺序为③→①→②→④
B.图甲所示的细胞产生的子细胞具有同源染色体的是①②③
C.图乙中 a、b、c 分别表示染色体、 DNA、染色单体
D.图乙中能表示初级精母细胞的细胞类型是Ⅱ、Ⅲ和IV
【答案】BCD
【分析】甲图中①含同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,处于有丝分裂后期;②含有同源染色体,同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期;③同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④不含同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,处于减数第二次分裂后期;
【详解】A、甲图中①含同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,处于有丝分裂后期;②含有同源染色体,同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期;③同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④不含同源染色体,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,处于减数第二次分裂后期;故图甲细胞分裂的先后顺序为③→①→②→④ ,A正确;
B、图甲所示的细胞产生的子细胞具有同源染色体的是①③,B错误;
C、b在I、IV中没有,故b为染色单体,II中a:c=1:2,故a为染色体,c为核DNA,C错误;
D、细胞类型Ⅱ染色体:染色单体:DNA=1:2:2,且染色体数目与体细胞相同,处于有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂;细胞类型ⅡI染色体:染色单体:DNA=1:2:2,且染色体数目是体细胞一半,处于减数第二次分裂前期、中期;细胞类型IV染色体:DNA=1:1,且染色体数目是体细胞一半,处于减数第二次分裂末期;故图乙中能表示初级精母细胞的细胞类型是Ⅱ,D错误。
故选BCD。
23.下图表示某二倍体动物某器官中处于三个不同时期的细胞的分裂图。下列说法正确的是( )
A.正常情况下,该动物的体细胞中2对同源染色体
B.甲细胞处于减数分裂I中期,含4个四分体
C.乙细胞同源染色体分离最终导致染色体数目减半
D.丙细胞通过分裂产生两个遗传物质相同的卵细胞
【答案】AC
【分析】据图可知:甲同源染色体联会形成四分体,处于减数第一次分裂的前期;乙同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞质不均等分裂,为初级卵母细胞,处于减数第一次分离的后期;丙无同源染色体,着丝粒(着丝点)分裂,姐妹染色单体分开,细胞质非均等分裂,为次级卵母细胞,图处于减数第二次分裂的后期。
【详解】A、该动物为二倍体动物,图示细胞甲同源染色体联会形成四分体,处于减数第一次分裂的前期,此时细胞中的同源染色体对数即正常体细胞中的染色体对数,有2对,A正确;
B、甲细胞同源染色体联会,处于减数分裂I前期(减数第一次分裂前期),含2个四分体,B错误;
C、乙同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,细胞分裂结束后同源染色体分离最终导致染色体数目减半,C正确;
D、丙细胞细胞质不均等分裂,通过分裂产生较大的卵细胞和较小的第二极体,若不考虑变异,两者遗传物质相同,D错误。
故选AC。
24.如图①~④表示人类精子产生过程中染色体的部分行为。下列叙述正确的是( )
A.图中染色体行为出现的先后顺序是③①②④
B.在精子产生过程中会发生图①中的交叉互换现象
C.图③所示行为发生的同时,非同源染色体自由组合
D.发生图④所示行为的细胞是初级精母细胞
【答案】BC
【分析】减数分裂过程:①细胞分裂前的间期:细胞进行DNA复制;②MI前期:同源染色体联会,形成四分体,形成染色体、纺锤体,核仁核膜消失,同源染色体非姐妹染色单体可能会发生互换;③MI中期:同源染色体着丝粒对称排列在赤道板两侧;④MI后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极;⑤MI末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体;⑥MII过程类似有丝分裂过程。
【详解】A、图中①为减数第一次分裂四分体时期的交叉互换,②为减数第二次分裂中期(纺锤丝牵引着丝粒的两侧),③为减数第一次分裂后期的同源染色体分离,④为减数第二次分裂后期,故图中各行为出现的先后顺序是①③②④,A错误;
B、图①联会中的交叉互换现象在精子产生过程中常有发生,B正确;
C、图③减数第一次分裂后期所示同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,C正确;
D、发生图④着丝粒断裂的是减数第二次分裂后期,细胞名称是次级精母细胞,D错误。
故选BC。
25.如图是基因型为AaBb的某动物(2n)体内一个细胞的分裂示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.姐妹染色单体上出现基因A和a是同源染色体上的非姐妹染色单体互换造成的
B.该细胞中的基因A/a、B/b自由组合会产生4种基因型的生殖细胞
C.该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb
D.该细胞是初级卵母细胞,其1/4的子细胞中染色体异常
【答案】BD
【分析】根据图示:该细胞不均等分裂,为雌性产生卵细胞的过程,分到两极的染色体着丝点未分开,该分裂为减数第一次分裂,产生次级卵母细胞的过程,位于一对同源染色体上的B/b等位基因没有移到两极,而是移到了一极,其产生的子细胞会出现染色体异常,图中可以看到A/a基因发生了交叉互换。
【详解】A、该细胞不均等分裂,为雌性产生卵细胞的过程,分到两极的染色体着丝点未分开,该分裂为减数第一次分裂,产生次级卵母细胞的过程,由图可知姐妹染色单体上出现A和a是同源染色体上的非姐妹染色单体互换造成的,A正确;
B、该细胞会出现ABb、aBb、A、a四种基因型的子细胞,但是只有一个卵细胞,B错误;
C、该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb,C正确;
D、该细胞是初级卵母细胞,但是一对同源染色体未分开,产生的四个子细胞染色体均出现异常,D错误。
故选BD。
三、非选择题
26.如图是有关于某哺乳动物的细胞分裂信息,请分析回答:
(1)由图甲可知,该动物的性别为 性,细胞②的名称是 ;图甲中,③含有 对同源染色体。
(2)如果图乙中①→②完成了图丙中 (用字母表示)段的变化,则图乙a、b、c中表示DNA的是 。图甲中细胞①产生的子细胞内的a、b、c数量分别为 。
(3)图丙中CD段形成的原因是 。
(4)若某生物的卵细胞中含有4条染色体,该生物的体细胞中染色体最多有 条;在减数分裂过程中可形成 个四分体。
【答案】(1) 雌 初级卵母细胞 0
(2) AB c 4、0、4
(3)着丝粒断裂,姐妹染色单体分开
(4) 16 4
【分析】据甲图分析可知,细胞①中着丝粒排列在赤道板上,且存在同源染色体,说明其处于有丝分裂中期;细胞②中同源染色体排列在赤道板两侧,说明其处于减数第一次分裂后期;细胞③中着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,且不存在同源染色体,说明其处于减数第二次分裂后期。
【详解】(1)由图甲可知,细胞②的细胞质不均匀分裂,说明该动物为雌性,在细胞②中同源染色体排列在赤道板的两侧,说明其处于减数第一次分裂中期,此时细胞称为初级卵母细胞;细胞③染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,说明其处于减数第二次分裂后期,此时细胞中不存在同源染色体。
(2)图丙中AB段表示间期DNA复制,DNA复制后数目加倍,染色体数目不变,染色单体在复制后由0增加为8,因此a表示染色体,b表示染色单体,c表示核DNA,所以如果图乙中①→②完成了图丙中AB段的变化,则图乙a、b、c中表示DNA的是c;图甲中细胞①染色体的着丝粒排列在赤道板上,且存在同源染色体,说明其处于有丝分裂中期,细胞①中共有4条染色体,8条染色单体,4条DNA,故其产生的子细胞染色体、染色单体、核DNA数量分别为4、0、4。
(3)图丙中CD段形成的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,导致一条染色体上的DNA分子由2变为1。
(4)(4)由于卵细胞是配子,其染色体数目是体细胞染色体数目的一半,所以该生物的体细胞中染色体有8条,当体细胞进行有丝分裂,在有丝分裂后期染色体数目加倍,最多有16条染色体;由于体细胞中有8条染色体,则存在4对同源染色体,在减数第一次分裂前期同源染色体联会配对,一对同源染色体形成一个四分体,所以在减数分裂过程中可形成4个四分体。
27.图1是某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞模式图,图2表示分裂过程中姐妹染色单体a、b的切面变化及运行轨迹,①→②→③表示a、b位置的变化路径。回答下列问题。
(1)图1中的核DNA数量是染色体数量2倍的细胞有 。甲细胞的名称为 。
(2)乙细胞中四分体有 个,四分体中的 之间经常发生缠绕,并交换相应的片段。
(3)图2中的姐妹染色单体a、b处于位置②时,对应图1中的细胞有 ,此时期细胞内染色体的行为特征是 。下一时期细胞内染色体的行为特征是 ,此时细胞内染色体数为 条。
【答案】(1) 甲、乙、丙 次级精母细胞
(2) 3 非姐妹染色单体
(3) 甲、丙 着丝粒整齐排列在赤道板上 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动 6或12
【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一-次分裂完成开始至下一次分裂完成为止,称为一个细胞周期。每个细胞周期又分为分裂间期 和分裂期,分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长,分裂 期又分为前期、中期、后期、末期四个时期。
【详解】(1)染色体复制以后每条染色体上有两个染色单体,有两个DNA分子, 包括有丝分裂前期和中期,以及减数第一次分裂各时期,和减数第二次分裂前期和中期,则图1中的核DNA数量是染色体数量2倍的细胞有甲、乙、丙,甲细胞没有同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上,则处于减数第二次分裂中期,此动物是雄性动物,则甲名称是次级精母细胞。
(2)乙细胞三对同源染色体配对,则有3个四分体,四分体中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)图2中的姐妹染色单体a、b处于位置②时,着丝粒排列在赤道板上,则处于有丝分裂中期或减数第二次分裂中期,对应图1中的甲、丙,下一时期是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,此时细胞内染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动。此时细胞内染色体暂时加倍为6或12。
28.下图为百合(2n=24)减数分裂不同时期的显微照片。
(1)按照减数分裂过程分析,上述细胞出现的先后顺序是 (填序号)。同源染色体中的非姐妹染色单体互换可能发生在图 (填序号)所示细胞中。
(2)图②所示细胞染色体行为的主要特征为 ,该细胞产生的子细胞名称为 。
(3)请在下面坐标系内用柱状图方式表示出图⑤所示的一个细胞中核DNA、染色体和染色单体的数量变化 。
【答案】(1) ①③②⑤④ ③
(2) 同源染色体分离,分别移向细胞两极 次级精母细胞
(3)
【分析】图中①-⑤依次表示间期、减数第一次分裂后期,减数第一次分裂前期,减数第二次分裂末期,减数第二次分裂后期。
【详解】(1)图中①-⑤依次表示间期、减数第一次分裂后期,减数第一次分裂前期,减数第二次分裂末期,减数第二次分裂后期,按照减数分裂过程分析,上述细胞出现的先后顺序是①③②⑤④。同源染色体中的非姐妹染色单体互换可能发生在图③(减数第一次分裂前期)所示细胞中。
(2)图②所示细胞处于数第一次分裂后期,其染色体行为的主要特征为同源染色体分离,分别移向细胞两极,非同源染色体自由组合;由图可知,图中细胞质是均等分裂的,其产生的子细胞处于减数第二次分裂,所以属于次级精母细胞。
(3)图⑤所示的细胞为精细胞,由题意百合2n=24体细胞为24条染色体,则精细胞为12条染色体,12个核DNA,无染色单体,其柱形图如下:
29.下图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像,乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线,丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解,丁表示该动物某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答:
(1)与动物细胞分裂密切相关的细胞器有线粒体、核糖体、 。
(2)在不考虑变异的情况下,图甲中含有等位基因的细胞有 。
(3)图甲中B、E细胞各含有 、 条染色体;其中E细胞所处的分裂时期属于乙图中的 (填标号)阶段。
(4)在细胞分裂过程中,细胞中染色体数暂时加倍处在乙图中的 (填标号)阶段,染色体数目加倍的原因是 。
(5)细胞丁的名称为 ,图丁对应于图丙中的细胞 (选填“①”、“②”或“③”);细胞Ⅳ的基因组成是 。
【答案】(1)中心体
(2)ABD
(3) 8 2 ②
(4) ③⑥ 着丝粒分裂,(姐妹染色单体分开)
(5) (第一)极体 ② aB
【分析】分析图甲:图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像,因此从A细胞至F细胞都来源于该个体。A图有同源染色体,染色体上没有姐妹染色单体,该细胞可能是一个未进入细胞周期的细胞,也可能是刚有丝分裂形成的细胞;B图细胞中着丝粒分裂,染色体数为8,则表示有丝分裂后期;图C细胞中没有姐妹染色单体,染色体上也没有姐妹,则该细胞表示经过减数分裂产生的极体或卵细胞;D图所示细胞同源染色体排列在赤道板两侧,表示处于减数第一次分裂中期的初级卵母细胞;E图细胞没有同源染色体,但染色体上有姐妹染色单体,则表示减数第二次分裂前期细胞。F图所示细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,表示减数第二次分裂后期细胞图。
分析图乙:A段染色体数目减半,表示减数分裂;B段染色体恢复,表示受精作用;C段表示有丝分裂。
分析图丙:①表示初级卵母细胞,Ⅱ表示次级卵母细胞,Ⅲ表示第一极体,Ⅳ表示卵细胞,Ⅴ表示第二极体。
分析图丁:细胞中无同源染色体,并且染色体的着丝点分裂,应处于减数第二次分裂后期细胞图,由于细胞质的分裂是均等的,因此可以确定该细胞为第一极体,可对应图丙中的细胞②。
【详解】(1)与动物细胞分裂密切相关的细胞器有线粒体(提供能量)、核糖体(合成蛋白质)、中心体(发出星射线形成纺锤体)。
(2)该生物的基因型为AaBb,不考虑变异的情况下,含有同源染色体的细胞就含有等位基因,所以图甲的A、B、D细胞含有等位基因。
(3)图甲中B、E细胞各含有8条染色体、2条染色体;其中E细胞不含同源染色体,染色体中含姐妹染色单体,染色体着丝粒未排列在赤道板是,因此该细胞处于减数第二次分裂前期,对应乙图中的②阶段。
(4)在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒分裂导致染色体数目暂时加倍,染色体的着丝粒分裂发生在乙图中的③(减数第二次分裂后期)和⑥(有丝分裂后期)阶段。
(5)图丁是减数第二次分裂后期的图像,细胞质均等分裂,对应于图丙中的细胞②第一极体的分裂;由于丁细胞基因型为AAbb,则细胞V的基因组成是Ab,所以细胞Ⅳ的基因组成是aB。
30.请观察下列图像,图一表示某动物(体细胞染色体数为2n)体内细胞正常分裂过程中不同时期染色体、染色单体和核DNA数量关系,其中I、II、III、IV表示连续分裂的阶段;图二表示该动物细胞分裂时核DNA数量变化的坐标曲线图;图三表示该动物细胞在分裂时染色体行为图,请回答下列问题:
(1)在图一中I、II、III、IV四个时期中一定具有同源染色体的时期是 ,在图三中与阶段III对应的图像是 。
(2)图二中CD段细胞名称为 ,该段细胞中染色体、染色单体和核DNA数量之比为 。
(3)图三中的细胞③处于图二中的 段,其产生的子细胞名称为 ,猜测图二HI段发生的行为是 。
【答案】(1) I、II ②
(2) 初级卵母细胞 1:2:2
(3) EF 卵细胞和极体(或“卵细胞和第二极体”) 受精作用
【分析】分析图1:a是染色体、b是染色单体、c是DNA。Ⅰ中没有染色单体,染色体数和DNA分子数之比为1∶1,且染色体数目与体细胞相同,可能是有丝分裂结束形成的子细胞、或有丝分裂开始染色体还未复制或减数第二次分裂后期。Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2,且染色体数目与体细胞相同,可能是有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂过程。Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2,但染色体数目只有体细胞的一半,可能是减数第二次分裂前期和中期。Ⅳ中没有染色单体,染色体数和DNA分子数之比为1∶1,且数目是正常体细胞的一半,可能处于减数第二次分裂末期。由于题干中指出“I、II、III、IV表示连续分裂的阶段”,所以Ⅰ是有丝分裂过程中染色体还没有复制的时期。
分析图2∶图示为细胞分裂过程中DNA变化规律,AG段表示减数分裂,HI表示受精作用,IJ段表示进行有丝分裂。
【详解】(1)一定含有同源染色体的时期是有丝分裂全过程和减数第一次分裂的过程,根据分析,对应I(有丝分裂细胞还未进行染色体复制)、II(有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂中时期)。从图中可以看出,Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1∶2∶2,但染色体数目只有体细胞的一半,可能是减数第二次分裂前期和中期,图三中与阶段III对应的图像是②。
(2)图二CD段是减数第一次分裂的过程,同时从图三的③看出该动物为雌性,所以细胞名称为初级卵母细胞,此时细胞中含有姐妹染色单体,所以染色体、染色单体和核DNA数量之比为1∶2∶2。
(3)图三中的细胞③是次级卵母细胞,减数第二次分裂,对应图二的EF段,产生的细胞是卵细胞和极体(或“卵细胞和第二极体”)。猜测图二HI段发生的行为是受精作用。
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专题03 减数分裂
一、精子的形成过程
1.场所及细胞名称的变化
(1)场所
(2)细胞名称的变化
2.染色体的变化
(1)减数分裂前的间期
一部分精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞,此时的染色体呈染色质丝的状态。
(2)减数分裂过程
①减数分裂Ⅰ
时期
分裂图像
染色体行为
前期
同源染色体联会,形成四分体,此时同源染色体的非姐妹染色单体可以发生互换
中期
同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
后期
同源染色体分离,非同源染色体自由组合,并移向细胞两极
末期
细胞一分为二,染色体数目减半
②减数分裂Ⅱ
时期
分裂图像
染色体行为
间期
通常没有或时间很短
染色体不再复制
前期
染色体散乱地分布在细胞中
中期
染色体着丝粒排列在细胞中央的赤道板上
后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极
末期
细胞一分为二
(3)同源染色体、联会与四分体的概念
②联会:同源染色体两两配对的现象。
③四分体:联会后的每对同源染色体含有4条染色单体。
二、卵细胞的形成
1.场所:卵巢。
2.过程
三、减数分裂的概念
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
根据细胞中的染色体形态、位置和数目的变化,识别减数分裂的各个时期。
2.实验流程
五、配子中染色体组合的多样性
1.原因
时期
图示
染色体行为
减数分裂Ⅰ前期
四分体中非姐妹染色单体之间可能发生互换
减数分裂Ⅰ后期
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
2.意义:导致了不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,使同一双亲的后代必然呈现多样性。
六、受精作用
1.概念:卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程
图示
说明
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入
精子头部进入卵细胞后不久,精子的细胞核就与卵细胞的细胞核融合,使彼此的染色体会合在一起
3.结果
(1)受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
4.意义
(1)后代呈现多样性,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。
(2)保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
一、单选题
1.减数分裂过程中染色体数目减半的原因是( )
A.染色体复制一次,细胞分裂一次
B.染色体复制一次,细胞分裂两次
C.染色体复制两次,细胞分裂一次
D.染色体复制两次,细胞分裂两次
2.以下①~④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。按分裂时期的先后顺序,正确的是( )
A.①②③④ B.②①④③
C.③④②① D.④①③②
3.如图是某二倍体雌性生物减数分裂过程中各时期的模式图,不能同时出现在同一个体内的是( )
① ② ③ ④
A.②③ B.①④ C.②④ D.①②
4.某二倍体雌性哺乳动物的某些细胞正在发生减数分裂,图中甲、乙、丙、丁表示依次发生变化的细胞,a、b、c表示细胞中某种结构或物质的数量。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞无同源染色体、无染色单体
B.乙细胞可能在发生同源染色体分离
C.丙细胞的名称是次级卵母细胞
D.从丙细胞到丁细胞的过程中b的数量没有变化
5.下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.有丝分裂中期,染色体的着丝粒都排列在细胞赤道板上
B.有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C.减数第一次分裂后期,基因cn、cl随同源染色体分开而分离
D.减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v,w可出现在细胞的同一极
6.每种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性又表现出遗传的多样性。下列对其原因的表述错误的是( )
A.减数分裂过程中染色体的行为可导致配子中染色体组合的多样性
B.受精作用使受精卵中的染色体数目又恢复到该物种体细胞中的数目
C.减数分裂形成的配子含有该物种体细胞染色体数目任意一半的染色体
D.精子和卵细胞的随机结合可增加受精卵中染色体组合的多样性
7.精细胞的形成过程如图,下列叙述错误的是( )
A.①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂
B.①②过程中均会形成姐妹染色单体
C.③过程同源染色体联会,形成四分体,着丝粒排列在细胞板两侧
D.①④过程中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程
8.下列关于细胞减数分裂的说法,正确的是( )
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂
②在次级精母细胞中存在同源染色体
③着丝粒在减数第一次分裂时一分为二
④减数分裂的结果是染色体数目减半,核DNA数目不变
⑤同源染色体分离,分别进入两个子细胞中,导致染色体数目减半
⑥联会后染色体复制,形成四分体
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③⑥ D.①⑤
9.下列对减数分裂过程中染色体和DNA分子数变化的描述,正确的是( )
A.减数分裂I的结果是染色体和DNA分子的数目均为性原细胞的一半
B.减数分裂Ⅱ的结果是DNA分子数为性原细胞的一半,染色体数与性原细胞相同
C.减数分裂Ⅱ的结果是染色体和核DNA分子的数目均为性原细胞的一半
D.减数分裂I的结果是染色体数为性原细胞的一半,DNA分子数与性原细胞相同
10.下图分别表示对某二倍体生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲表示有丝分裂后期,此阶段细胞中染色体数量加倍,无染色单体
B.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则基因重组可发生在这一阶段
C.甲乙丙三个图形中一定存在同源染色体的是甲图、乙图和丙图中的b组
D.若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞,则c组细胞中不可能出现四分体
11.如图为某XY型雄性动物减数分裂过程中不同时期的细胞图像。下列叙述正确的是( )
A.图甲细胞中染色单体数:核DNA数=2:1
B.图乙细胞中含同源染色体,有1条X染色体
C.图丙→丁过程中的非同源染色体自由组合使配子呈多样性
D.正常情况下,图戊4个细胞所含基因种类完全相同
12.如图表示果蝇精原细胞减数分裂不同时期染色体数和核DNA数的比值变化。下列叙述正确的是( )
A.BC段细胞内染色体数目加倍
B.CD段细胞内一直有姐妹染色单体存在
C.CD段细胞内都存在同源染色体
D.DE段数量变化的原因是胞质分裂
13.下图是高等动物有性生殖和个体发育示意图,相关说法错误的是( )
A.Ⅰ过程中染色体复制一次,细胞分裂两次
B.Ⅱ过程表示精子和卵细胞的随机结合,该过程发生了基因重组
C.Ⅲ过程中发生的基因突变可能会遗传给下一代
D.受精卵中的核遗传物质一半来自父本,一半来自母本
14.下列有关某雄性动物体各细胞分裂示意图的叙述正确的是( )
A.图①处于减数第一次分裂的中期,细胞内有2对姐妹染色单体
B.图②处于减数第二次分裂的后期,细胞内有2对姐妹染色单体
C.图③处于减数第二次分裂的中期,该生物体细胞中染色体数目为8条
D.四幅图可排序为①③②④,出现在该动物体精子的形成过程中
15.如图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图,据图分析错误的是( )
A.②产生的子细胞一定为精细胞
B.图中属于减数分裂过程的有①②④
C.④中有4条染色体,8条染色单体及8个核DNA分子
D.③细胞处于有丝分裂中期,无同源染色体和四分体
16.下图为人类生殖过程简图,有关叙述不正确的是( )
A.②过程为受精作用,此过程发生基因的自由组合,从而导致有性生殖后代的多样性
B.受精卵中的核DNA一半来自亲本甲,一半来自亲本乙
C.②过程中通常是A配子头部进入B配子,尾部留在外面
D.过程①和②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
17.某种哺乳动物(2n=64)的卵原细胞在分裂过程中产生的细胞示意图如下(以4条染色体为例)。下列叙述正确的是( )
A.图示细胞名称为初级卵母细胞,处于减数分裂Ⅱ后期
B.图示细胞经分裂后产生的子细胞都可以参与受精作用
C.图示细胞含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
D.形成的卵细胞和正常精子结合形成的受精卵中含64条染色体
18.下图为四个细胞分裂过程中所有染色体的行为变化示意图。下列相关分析错误的是( )
A.甲细胞具有4对同源染色体
B.以上四个细胞可能存在于同一个动物的睾丸中
C.若乙细胞发生减数分裂,染色体①②和①③出现在某一子细胞中的概率相同
D.丁细胞是一个没有同源染色体的次级精母细胞,其可以是丙的一个子细胞
19.研究人员对珍珠贝(2N=28)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。下列说法正确的是( )
A.珍珠贝若按图1的方式进行细胞分裂,可以形成14个四分体
B.若某细胞属于类型d,取自卵巢,该细胞为次级卵母细胞
C.若b、c、d、e属于同一次减数分裂,四者出现的先后顺序为bdce
D.分离定律和自由组合定律最可能发生在图2中的b、d
20.如图表示某哺乳动物精子形成过程中,一个细胞内染色体数目的变化。下列叙述正确的是( )
A.AB段和EF段均包含N对同源染色体
B.AB段和EF段细胞内的DNA分子数不同
C.BC段和FG段染色体数目减半的原因相同
D.EF段细胞核内的核DNA分子数是CD段的两倍
二、多选题
21.图甲为某二倍体动物部分组织切片的显微图像,图乙中的细胞类型是依据不同时期细胞中染色体和核DNA的数量关系划分的。下列叙述错误的是( )
A.图甲中标号为①~⑤的细胞分别对应图乙中的d、c、b、a、e细胞
B.图甲可能是蝗虫卵巢组织切片,细胞④处于减数分裂Ⅱ后期
C.图乙中属于同一次减数分裂的b、d、e细胞出现的先后顺序是b→d→e
D.图乙中d会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
22.如图甲为某果蝇(2N=8) 精巢内发生的细胞分裂示意图(仅画出部分染色体),图乙表示处于不同阶段四种细胞 (I~IV) 的核遗传物质或其载体 (a~c) 的数量。下列说法错误的是( )
A.图甲细胞分裂的先后顺序为③→①→②→④
B.图甲所示的细胞产生的子细胞具有同源染色体的是①②③
C.图乙中 a、b、c 分别表示染色体、 DNA、染色单体
D.图乙中能表示初级精母细胞的细胞类型是Ⅱ、Ⅲ和IV
23.下图表示某二倍体动物某器官中处于三个不同时期的细胞的分裂图。下列说法正确的是( )
A.正常情况下,该动物的体细胞中2对同源染色体
B.甲细胞处于减数分裂I中期,含4个四分体
C.乙细胞同源染色体分离最终导致染色体数目减半
D.丙细胞通过分裂产生两个遗传物质相同的卵细胞
24.如图①~④表示人类精子产生过程中染色体的部分行为。下列叙述正确的是( )
A.图中染色体行为出现的先后顺序是③①②④
B.在精子产生过程中会发生图①中的交叉互换现象
C.图③所示行为发生的同时,非同源染色体自由组合
D.发生图④所示行为的细胞是初级精母细胞
25.如图是基因型为AaBb的某动物(2n)体内一个细胞的分裂示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.姐妹染色单体上出现基因A和a是同源染色体上的非姐妹染色单体互换造成的
B.该细胞中的基因A/a、B/b自由组合会产生4种基因型的生殖细胞
C.该细胞产生的卵细胞的基因型可能是aBb或ABb
D.该细胞是初级卵母细胞,其1/4的子细胞中染色体异常
三、非选择题
26.如图是有关于某哺乳动物的细胞分裂信息,请分析回答:
(1)由图甲可知,该动物的性别为 性,细胞②的名称是 ;图甲中,③含有 对同源染色体。
(2)如果图乙中①→②完成了图丙中 (用字母表示)段的变化,则图乙a、b、c中表示DNA的是 。图甲中细胞①产生的子细胞内的a、b、c数量分别为 。
(3)图丙中CD段形成的原因是 。
(4)若某生物的卵细胞中含有4条染色体,该生物的体细胞中染色体最多有 条;在减数分裂过程中可形成 个四分体。
27.图1是某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞模式图,图2表示分裂过程中姐妹染色单体a、b的切面变化及运行轨迹,①→②→③表示a、b位置的变化路径。回答下列问题。
(1)图1中的核DNA数量是染色体数量2倍的细胞有 。甲细胞的名称为 。
(2)乙细胞中四分体有 个,四分体中的 之间经常发生缠绕,并交换相应的片段。
(3)图2中的姐妹染色单体a、b处于位置②时,对应图1中的细胞有 ,此时期细胞内染色体的行为特征是 。下一时期细胞内染色体的行为特征是 ,此时细胞内染色体数为 条。
28.下图为百合(2n=24)减数分裂不同时期的显微照片。
(1)按照减数分裂过程分析,上述细胞出现的先后顺序是 (填序号)。同源染色体中的非姐妹染色单体互换可能发生在图 (填序号)所示细胞中。
(2)图②所示细胞染色体行为的主要特征为 ,该细胞产生的子细胞名称为 。
(3)请在下面坐标系内用柱状图方式表示出图⑤所示的一个细胞中核DNA、染色体和染色单体的数量变化 。
29.下图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像,乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线,丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解,丁表示该动物某细胞中染色体与基因的位置关系。请据图分析回答:
(1)与动物细胞分裂密切相关的细胞器有线粒体、核糖体、 。
(2)在不考虑变异的情况下,图甲中含有等位基因的细胞有 。
(3)图甲中B、E细胞各含有 、 条染色体;其中E细胞所处的分裂时期属于乙图中的 (填标号)阶段。
(4)在细胞分裂过程中,细胞中染色体数暂时加倍处在乙图中的 (填标号)阶段,染色体数目加倍的原因是 。
(5)细胞丁的名称为 ,图丁对应于图丙中的细胞 (选填“①”、“②”或“③”);细胞Ⅳ的基因组成是 。
30.请观察下列图像,图一表示某动物(体细胞染色体数为2n)体内细胞正常分裂过程中不同时期染色体、染色单体和核DNA数量关系,其中I、II、III、IV表示连续分裂的阶段;图二表示该动物细胞分裂时核DNA数量变化的坐标曲线图;图三表示该动物细胞在分裂时染色体行为图,请回答下列问题:
(1)在图一中I、II、III、IV四个时期中一定具有同源染色体的时期是 ,在图三中与阶段III对应的图像是 。
(2)图二中CD段细胞名称为 ,该段细胞中染色体、染色单体和核DNA数量之比为 。
(3)图三中的细胞③处于图二中的 段,其产生的子细胞名称为 ,猜测图二HI段发生的行为是 。
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