内容正文:
专题05 有丝分裂和减数分裂
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点 1
有丝分裂
2023·广东
2022·广东
从近三年广东省高考试题来看,细胞增殖多以简明的题干信息考查有丝分裂以及观察有丝分裂的实验过程,运用模型或装片呈现有丝分裂的图像,考查实验过程原理以及分裂过程的特点。减数分裂和受精作用的考查会引入新情景信息,进行相关原理考查,结合生物的遗传和变异实例进行考查。
考点 2
减数分裂受精作用
2024·广东
考点1 有丝分裂
(2023·广东)1.下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化研究的是( )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
(2022·广东)2.用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
考点2 减数分裂和受精作用
(2024·广东)3.克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
考点1 有丝分裂
1.(2024·广东湛江·三模)下列关于高中生物学实验操作或现象的描述,正确的是( )
A.用黑藻叶片上表皮在高倍镜下观察叶绿体的形态
B.观察植物细胞质壁分离和复原现象时,只用低倍镜即可观察到
C.剪取洋葱根尖,解离、染色和漂洗后制成临时装片
D.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测酵母菌是否进行无氧呼吸产生酒精
2.(2024·广东珠海·三模)下列关于“观察植物细胞有丝分裂”实验步骤的描述错误的是( )
A.装片的制作步骤是解离→漂洗→染色→制片
B.解离的时间过长会导致无法观察到完整的细胞
C.染色所用到的碱性染料可以是甲紫或醋酸洋红
D.直接将盖玻片盖在已放置根尖的载玻片上观察
3.(2024·广东广州·模拟预测)某兴趣小组将培养获得的二倍体和四倍体洋葱根尖,分别制作有丝分裂的临时装片进行观察。下图为二倍体洋葱根尖细胞的照片。下列叙述,正确的是( )
A.植物细胞有丝分裂临时装片的制作步骤为解离—染色—漂洗—制片
B.细胞②处于有丝分裂前的分裂间期,视野中细胞②的数量比①、③多
C.处于①状态的细胞完成分裂后,细胞内染色体数目是体细胞的一半
D.四倍体洋葱处于有丝分裂中期的细胞中染色体数是②、③的4倍
4.(2024·广东深圳·一模)“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为:解离→漂洗→染色→制片。下列相关操作及目的的叙述错误的是( )
A.解离:用药液使DNA和蛋白质分离开
B.漂洗:用清水进行漂洗防止解离过度
C.染色:用醋酸洋红液能使染色体着色
D.制片:用拇指按压盖玻片使细胞分散
5.(2024·广东湛江·一模)除草剂乙草胺能被棉花根系吸收,高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,造成DNA损伤和有丝分裂过程中染色体变异。图1为棉花细胞染色体桥显微图,图2为染色体桥示意图,染色体桥会在着丝粒移向两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂。下列表述正确的是( )
A.高浓度乙草胺能使棉花根尖分生区细胞周期变短
B.若高浓度乙草胺干扰DNA的合成,则可能导致棉花根尖分生区间期细胞增多
C.观察棉花细胞有丝分裂染色体异常时,制作装片的流程为:解离→染色→漂洗→制片
D.染色体桥的断裂发生在后期,所产生的子细胞会出现染色体结构和数目变异
6.(2024·广东肇庆·二模)不同植物根尖分生区组织细胞的细胞周期及分裂期时长如下表所示。下列说法正确的是( )
植物品种
细胞周期/h
分裂期/h
甲
38
5.8
乙
23
4.0
丙
32
3.5
丁
16
3.1
A.植物根尖分生区组织细胞分裂旺盛,进行有丝分裂的细胞具有细胞周期
B.分裂间期只发生DNA的复制,且分裂间期时长比分裂期长
C.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时需选取根毛区域的细胞
D.观察植物细胞的有丝分裂时需用双缩脲试剂作为染色剂
7.(2024·广东佛山·一模)选择合适的材料和试剂有助于实验目的的达成。下列材料或试剂的选择,合理的是( )
A.选用洋葱鳞片叶提取叶绿体色素
B.选用大蒜根尖分生区观察细胞的质壁分离
C.选用H2O2作为底物探究酶的最适温度
D.选用甲紫溶液对细胞中的染色体染色
8.(2024·广东·一模)观察植物细胞有丝分裂的临时装片时,可发现下图缺少处于( )
A.间期和前期的细胞 B.前期和中期的细胞
C.中期和后期的细胞 D.后期和末期的细胞
9.(2024·广东深圳·模拟预测)有丝分裂过程中存在以下行为:①DNA的复制 ②着丝粒的分裂 ③遗传物质进入子代细胞。下列叙述最合理的是( )
A.DNA分子数变化的原因是①②③
B.一条染色体上DNA分子数变化的原因是①②
C.姐妹染色单体数目变化的原因是②③
D.染色体数目变化的原因是①③
考点2 减数分裂和受精作用
10.(2024·广东·模拟预测)下列关于利用模型模拟生物学现象的叙述,错误的是( )
A.制作的真核细胞三维结构模型是实物模型或计算机模型等,且兼具科学性与美观
B.解释细胞不能无限长大的模拟实验中,细胞的大小与物质扩散效率呈负相关
C.模拟生物体维持pH的稳定时,自来水组的pH变化幅度大于肝匀浆组
D.在“建立减数分裂过程中染色体变化的模型实验”中,双手分别抓住着丝粒,使红色和黄色染色体分别移向细胞两极模拟的是减数分裂Ⅱ后期染色体的行为
11.(2024·广东梅州·模拟预测)某精原细胞中m、n为一对同源染色体,其中m为正常染色体。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中A~E表示染色体片段,染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂,后续的分裂过程正常进行。 下列说法正确的是( )
A.m、n联会时发生交换的位点在基因B/B和C/C之间
B.该精原细胞减数分裂形成的精子中染色体数目会减少
C.仅考虑B基因,该精原细胞减数分裂后可形成基因型为BB的精子
D.该精原细胞经减数分裂形成的含异常染色体的精子占1/2
12.(2024·广东广州·二模)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不相同,可用于基因定位。为确定水稻长粒基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上,科研人员以水稻长粒单基因突变体为父本,正常粒为母本,杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到F2共有正常粒326株、长粒106株。科研人员进一步特异性标记、扩增亲本和F2部分个体有关染色体上的SSR序列,电泳结果如下图所示。下列叙述,正确的是( )
A.长粒性状为隐性性状,正常粒基因发生碱基对的增添突变成长粒基因
B.若SSR序列标记的染色体来自同一品种,其同源染色体上的SSR不相同
C.若粒形基因与SSR序列位于同一染色体上,减数分裂时二者通常进入同一配子
D.图b中F2的1-8号个体电泳结果说明长粒基因位于Ⅲ号染色体上
13.(2024·广东江门·二模)东亚飞蝗雌性(2n=24)性染色体组成为XX,雄性只有1条X染色体。如图(雄性蝗虫细胞减数分裂时部分染色体示意图)所示,X 染色体随机分配到一个子细胞中。下列关于图中细胞的叙述正确的是( )
A.含有1个四分体
B.正在发生基因的自由组合
C.分裂得到的子细胞均含12条染色体
D.最终形成的配子只有一半能与卵细胞结合
14.(2024·广东广州·二模)单亲二体(UPD)是指正常二倍体的体细胞(2n)中某对同源染色体都来自父方或母方的现象。下图表示某种UPD的发生机制:减数分裂出现错误的二体卵子(n+1)和正常精子(n)结合形成三体合子(2n+1),三体合子在有丝分裂过程中会失去一条染色体,从而使染色体数目恢复正常(2n)。在不考虑其他变异的情况下,叙述错误的是( )
A.图中所示的二体卵子可由减数分裂Ⅰ异常形成
B.图中甲、乙、丙可发育为性别相同的个体,且丙为UPD
C.表型正常双亲生出UPD血友病女孩,可能是母方减数分裂Ⅰ异常所致
D.即使母方的卵子中无12号染色体,仍可能形成12号染色体的UPD
15.(2024·广东·二模)如图为蜜蜂的性别决定方式示意图,有关推理错误的是( )
A.雄蜂为单倍体生物,体内没有同源染色体和等位基因
B.在初级卵母细胞减数分裂I后期,非同源染色体有216种自由组合方式
C.卵细胞和精子形成过程中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ
D.蜂王和工蜂发育不同的原因可能是食用蜂王浆时长差异影响了表观遗传
16.(2024·广东·三模)某精原细胞在分裂过程中会发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成“等臂染色体”(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.“等臂染色体”只形成于该精原细胞的减数分裂Ⅱ后期
B.“等臂染色体”在减数分裂过程中可以与正常染色体联会
C.可用秋水仙素抑制精原细胞着丝粒的分裂使染色体数目加倍
D.经图示过程产生的精细胞中染色体结构和数目与正常分裂产生的均不同
17.(2024·广东广州·一模)粗糙脉孢菌(2n)属于真核生物,它可以在一个共有的子囊中产生8个子囊孢子,子囊非常狭窄的外形导致分裂的纺锤体不能重叠,孢子只能线性单列纵立于其中,孢子形成过程见下图。已知粗糙脉孢菌在减数分裂过程中经常发生同源染色体中非姐妹染色单体互换。成熟孢子的颜色受等位基因A(黑色)和a(灰色)控制,杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有几种( )
A.4 B.6 C.8 D.16
18.(2024·广东·模拟预测)为了分析某爱德华综合征(18三体)患儿的病因,对该患儿及其父母的18号染色体上的A基因(A1~A4都是等位基因)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。该患儿的病因不可能是( )
A.若未发生染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂I异常所致
B.若未发生染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ异常所致
C.若发生了染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂I异常所致
D.若发生了染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ异常所致
19.(2024·广东·二模)某学习小组建立了果蝇减数分裂中染色体变化的模型,下列叙述错误的是( )
A.实验过程中可以模拟形成16种或更多种子细胞
B.因需要制作4对同源染色体,所以需要用4种颜色的橡皮泥
C.建立减数分裂中染色体变化的模型采用了物理模型构建法
D.模拟减数分裂的后期时,移向细胞同一极的橡皮泥颜色不一定相同
20.(2024·广东梅州·一模)基因组印记是指在配子或合子的发生期间,来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰(基因的碱基序列不发生改变),结果导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达方式。下列说法错误的是( )
A.两个亲本来源的等位基因表达方式不同是由于基因突变
B.基因组印记不影响减数分裂过程中染色体的分离和组合
C.基因组印记可能导致同一基因型的雌雄个体具有不同表型
D.基因组印记属于表观遗传,是一种可遗传变异
21.(2024·广东·模拟预测)如图表示二倍体生物体内细胞分裂过程中黏着素和分离酶的相关作用机制。研究发现S蛋白可以抑制分离酶的活性。下列叙述错误的是( )
A.过程1中,黏着素存在时,基因重组仍可发生
B.过程2中,黏着素被降解后,细胞中染色体组数目加倍
C.S蛋白在细胞分裂间期合成,在姐妹染色体单体分离后降解
D.过程1表示同源染色体的分离,过程2表示姐妹染色体单体的分离
22.(2024·广东·模拟预测)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.雄蜂在减数第一次分裂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
23.(2024·广东广州·模拟预测)雄性黑腹果蝇(2n=8)某正常细胞的部分染色体组成如下图所示,图中①、②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。下列叙述正确的是
A.该细胞为精原细胞,处于有丝分裂前期
B.①与②的分离、a与b的分离均发生在减数第一次分裂后期
C.该细胞中染色体数与核DNA分子数均为精细胞的2倍
D.图中未画出的一对染色体的形态和大小不同
24.(2024·广东汕头·一模)在细胞有丝分裂过程中,若细胞周期进程出现异常情况时,细胞周期检查点机制会被激活以及时中断细胞周期的运行,当细胞进行相应修复后可使周期恢复运转。如图是细胞有丝分裂过程中各检查点的功能,S期为DNA复制期,M期为分裂期。
(1)下列选项中正常情况下可以发生图示过程的有_______(填编号)。
A.根尖生长点细胞 B.神经细胞 C.胚胎干细胞 D.叶肉细胞
E.肌细胞 F.小肠上皮细胞
(2)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA 数量的变化是__________________ 。
(3)根据题图信息,________检查点和 ________检查点有利于维护细胞中基因组的稳定性。细胞周期正常运行依赖于细胞周期检查点机制,若检查点失控,则细胞可能发展为癌细胞。
(4)细胞核内的染色体(质)易被_______ 性染料(如________或醋酸洋红溶液)染成深色。
(5)一个处于细胞周期中的细胞,如果碱基T与U被大量利用,则该细胞可能处于细胞周期的______期。
(6)基因型为AaBb的二倍体细胞在有丝分裂后期时细胞有 ________个染色体组,移向其中一极的基因为 _______________。
25.(2024·广东梅州·模拟预测)水稻是一种两性花(雌雄同花)的禾本科植物,是世界三大农作物之一,杂交水稻具有重要的经济价值。我国科研人员对杂交水稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程)进行了研究。请回答下列问题:
(1)杂交水稻在抗逆性、产量等方面优于双亲,但杂种自交后代会发生__________现象,这是由于减数分裂过程中___________________分离所致。
(2)研究表明有两个基因控制水稻无融合生殖过程:含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因B的植株产生的雌配子都不能参与受精作用,而直接发育成胚。雄配子的发育不受基因A、B的影响。用图1所示杂交方案,可获得无融合生殖的杂种个体。
①某品系的基因型为________________ ,子代中Ⅱ号个体自交所结种子胚基因型是_____________。
②子代_____________________号具有稳定遗传的杂种优势,其产生的雌配子基因型为______________。
(3)不育系的产生是基因突变的结果,在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因(如上2图)。
①利用不育系进行育种操作的最明显的优点是_____________________________ ;
②其中细胞核中的可育基因/不育基因分别用R/r表示,且R对r显性;细胞质中的可育基因/不育基因分别用 N/S表示,已知R能够抑制S的表达,即基因型为S(RR)的水稻表现为________________(填“可育”或“不育”);当细胞质基因为 N 时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为____________________ 。
③现有甲、乙两个水稻品系,甲为雄性不育品系。甲品系与乙品系杂交后甲品系所结的籽粒全部为雄性不育品系,则乙品系的基因型为 _____________________ 。
(4)我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂交水稻的4个相关基因,实现了杂种的“无融合生殖”,如图3所示。
图3中所敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用是______________ 。
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专题05 有丝分裂和减数分裂
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点 1
有丝分裂
2023·广东
2022·广东
从近三年广东省高考试题来看,细胞增殖多以简明的题干信息考查有丝分裂以及观察有丝分裂的实验过程,运用模型或装片呈现有丝分裂的图像,考查实验过程原理以及分裂过程的特点。减数分裂和受精作用的考查会引入新情景信息,进行相关原理考查,结合生物的遗传和变异实例进行考查。
考点 2
减数分裂受精作用
2024·广东
考点1 有丝分裂
(2023·广东)1.下列叙述中,能支持将线粒体用于生物进化研究的是( )
A.线粒体基因遗传时遵循孟德尔定律
B.线粒体DNA复制时可能发生突变
C.线粒体存在于各地质年代生物细胞中
D.线粒体通过有丝分裂的方式进行增殖
【答案】B
【分析】线粒体属于真核细胞的细胞器,有外膜和内膜,内膜向内折叠形成嵴。线粒体中含有DNA和RNA,能合成部分蛋白质,属于半自主细胞器。
【详解】A、孟德尔遗传定律适用于真核生物核基因的遗传,线粒体基因属于质基因,A错误;
B、线粒体DNA复制时可能发生突变,为生物进化提供原材料,B正确;
C、地球上最早的生物是细菌,属于原核生物,没有线粒体,C错误;
D、有丝分裂是真核细胞的分裂方式,线粒体不能通过有丝分裂的方式增殖,D错误。
故选B。
(2022·广东)2.用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是( )
A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【答案】C
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(解离液由盐酸和酒精组成,目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液,便于染色)、染色(用碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层,使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察,后高倍镜观察)。
【详解】A、 根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,A错误;
B、 将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后 ,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片后再加一个载玻片,需要用拇指轻轻按压载玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;
C、 在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;
D、 分裂中期的染色体着丝点整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。
故选C。
考点2 减数分裂和受精作用
(2024·广东)3.克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
【答案】A
【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位。
【详解】根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患者的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离,A正确。
故选A。
考点1 有丝分裂
1.(2024·广东湛江·三模)下列关于高中生物学实验操作或现象的描述,正确的是( )
A.用黑藻叶片上表皮在高倍镜下观察叶绿体的形态
B.观察植物细胞质壁分离和复原现象时,只用低倍镜即可观察到
C.剪取洋葱根尖,解离、染色和漂洗后制成临时装片
D.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测酵母菌是否进行无氧呼吸产生酒精
【答案】B
【分析】研究酵母菌细胞呼吸方式的实验中:(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄;(2)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
【详解】A、用高倍镜观察叶绿体形态,实验材料可以选择黑藻小叶,但黑藻叶片上表皮细胞不含叶绿体,不适合作为材料观察,A错误;
B、由于成熟的植物细胞个体较大,因此观察植物细胞质壁分离和复原现象时,只用低倍镜即可观察到,B正确;
C、漂洗的目的是洗去多余的解离液,防止解离过度,所以漂洗应在解离之后,染色之前,C错误;
D、重铬酸钾能在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色,溴麝香草酚蓝溶液可用来检测二氧化碳的生成,D错误。
故选B。
2.(2024·广东珠海·三模)下列关于“观察植物细胞有丝分裂”实验步骤的描述错误的是( )
A.装片的制作步骤是解离→漂洗→染色→制片
B.解离的时间过长会导致无法观察到完整的细胞
C.染色所用到的碱性染料可以是甲紫或醋酸洋红
D.直接将盖玻片盖在已放置根尖的载玻片上观察
【答案】D
【分析】观察有丝分裂装片制作流程为:解离、漂洗、染色、制片;(1)解离:上午10时至下午2时,剪去洋葱根尖2-3mm,立即放入盛入有盐酸和酒精混合液(1∶1)的玻璃皿中,在温室下解离;目的:用药液使组织中的细胞相互分离开来。(2)漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛入清水的玻璃皿中漂洗;目的:洗去药液,防止解离过度。(3)染色:把根尖放进盛有甲紫或醋酸洋红的玻璃皿中染色;目的:染料能使染色体着色。(4)制片:用镊子将这段根尖取出来,放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子尖把根尖能碎,盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片;然后,用拇指轻轻的按压载玻片.目的:使细胞分散开来,有利于观察。
【详解】A、装片的制作步骤是解离→漂洗→染色→制片,A正确;
B、解离的时间过长会导致细胞过于分散,甚至细胞结构被破坏,无法观察到完整的细胞,B正确;
C、染色体易被碱性染料染色,染色所用到的碱性染料可以是甲紫或醋酸洋红,C正确;
D、染色的根尖置于载玻片上,需进行压片处理后才可在显微镜下观察,D错误。
故选D。
3.(2024·广东广州·模拟预测)某兴趣小组将培养获得的二倍体和四倍体洋葱根尖,分别制作有丝分裂的临时装片进行观察。下图为二倍体洋葱根尖细胞的照片。下列叙述,正确的是( )
A.植物细胞有丝分裂临时装片的制作步骤为解离—染色—漂洗—制片
B.细胞②处于有丝分裂前的分裂间期,视野中细胞②的数量比①、③多
C.处于①状态的细胞完成分裂后,细胞内染色体数目是体细胞的一半
D.四倍体洋葱处于有丝分裂中期的细胞中染色体数是②、③的4倍
【答案】B
【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(目的是使细胞分离)→漂洗(洗去解离液,便于染色)→染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)→制片→观察(用显微镜观察时要求遵循先低倍镜观察后高倍镜观察的原则)
【详解】A、观察细胞有丝分裂实验的步骤:解离(目的是使细胞分离) →漂洗(洗去解离液,便于染色) →染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料) →制片→观察(用显微镜观察时要求遵循先低倍镜观察后高倍镜观察的原则),A错误;
B、细胞①处于有丝分裂前的分裂后期,细胞②处于有丝分裂前的分裂间期,细胞③处于有丝分裂前的分裂前期,因为在一个细胞周期中,分裂间期持续的时间远远长于分裂期,因此视野中细胞②的数量比①、③多,B正确;
C、细胞①处于有丝分裂前的分裂后期,由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成为染色体,使染色体数目加倍,该细胞分裂后形成的细胞染色体数目与体细胞相同,C错误;
D、四倍体洋葱处于有丝分裂中期的细胞中染色体数是②、③的2倍,D错误。
故选B。
4.(2024·广东深圳·一模)“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为:解离→漂洗→染色→制片。下列相关操作及目的的叙述错误的是( )
A.解离:用药液使DNA和蛋白质分离开
B.漂洗:用清水进行漂洗防止解离过度
C.染色:用醋酸洋红液能使染色体着色
D.制片:用拇指按压盖玻片使细胞分散
【答案】A
【分析】洋葱根尖装片的制作流程:解离→漂洗→染色→制片。
1、解离:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14点取根,因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期),立即放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室温下解离3-5min。
2、漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
3、染色:把洋葱根尖放进盛有甲紫或醋酸洋红溶液的培养皿中,染色3-5min。
4、制片:取一干净载玻片,在中央滴一滴清水,将染色的根尖用镊子取出,放入载玻片的水滴中,并且用镊子尖把根尖弄碎,盖上盖玻片,在盖玻片再加一载玻片。然后,用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片,既制成装片。
5、观察:把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察,要求找到分生区的细胞,特点是:细胞呈正方形,排列紧密。再用高倍镜观察。
【详解】A、使用1:1的盐酸和酒精混合液进行解离,作用是使组织中的细胞相互分离开来,A错误;
B、漂洗时使用清水清洗药液,防止解离过度,便于染色,B正确;
C、使用碱性染料甲紫或醋酸洋红使染色体着色,便于观察,C正确;
D、制片时,在盖玻片再加一载玻片,用拇指按压载玻片,目的是使细胞分散开,有利于观察,D正确。
故选A。
5.(2024·广东湛江·一模)除草剂乙草胺能被棉花根系吸收,高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,造成DNA损伤和有丝分裂过程中染色体变异。图1为棉花细胞染色体桥显微图,图2为染色体桥示意图,染色体桥会在着丝粒移向两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂。下列表述正确的是( )
A.高浓度乙草胺能使棉花根尖分生区细胞周期变短
B.若高浓度乙草胺干扰DNA的合成,则可能导致棉花根尖分生区间期细胞增多
C.观察棉花细胞有丝分裂染色体异常时,制作装片的流程为:解离→染色→漂洗→制片
D.染色体桥的断裂发生在后期,所产生的子细胞会出现染色体结构和数目变异
【答案】B
【分析】观察有丝分裂实验,装片的制作流程为:解离→漂洗→染色→制片。
由题意可知,染色体桥会在着丝粒移向两极时,在两着丝粒间的任意位置断裂,说明染色体桥的断裂发生在后期,所产生的子细胞会出现染色体结构变异。
【详解】A、高浓度乙草胺抑制棉花细胞呼吸,干扰核酸和蛋白质合成,故能使棉花根尖分生区细胞周期变长,A错误;
B、DNA合成在分裂间期,若高浓度乙草胺干扰DNA的合成,则可能导致棉花根尖分生区间期细胞增多,B正确;
C、观察棉花细胞有丝分裂染色体异常时,制作装片的流程为:解离→漂洗→染色→制片,C错误;
D、染色体桥的断裂发生在后期,所产生的子细胞会出现染色体结构变异,不会导致数目变异,D错误。
故选B。
6.(2024·广东肇庆·二模)不同植物根尖分生区组织细胞的细胞周期及分裂期时长如下表所示。下列说法正确的是( )
植物品种
细胞周期/h
分裂期/h
甲
38
5.8
乙
23
4.0
丙
32
3.5
丁
16
3.1
A.植物根尖分生区组织细胞分裂旺盛,进行有丝分裂的细胞具有细胞周期
B.分裂间期只发生DNA的复制,且分裂间期时长比分裂期长
C.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时需选取根毛区域的细胞
D.观察植物细胞的有丝分裂时需用双缩脲试剂作为染色剂
【答案】A
【分析】细胞周期包括分裂间期和分裂期,有丝分裂分为前、中、后、末四个时期。
【详解】A、植物根尖分生区组织细胞分裂旺盛,进行有丝分裂的细胞具有细胞周期,A正确;
B、 分裂间期发生DNA的复制和相关蛋白质的合成,并且细胞适度生长,B错误;
C、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂时需选取分生区的细胞,C错误;
D、 观察植物细胞的有丝分裂时需用甲紫溶液或醋酸洋红液作为染色剂,D错误。
故选A。
7.(2024·广东佛山·一模)选择合适的材料和试剂有助于实验目的的达成。下列材料或试剂的选择,合理的是( )
A.选用洋葱鳞片叶提取叶绿体色素
B.选用大蒜根尖分生区观察细胞的质壁分离
C.选用H2O2作为底物探究酶的最适温度
D.选用甲紫溶液对细胞中的染色体染色
【答案】D
【分析】洋葱叶伸展于空中,进行光合作用,说明含有叶绿体;鳞片叶层层包裹形成鳞茎,外层表皮细胞含有紫色液泡,可观察质壁分离和复原;洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂;洋葱鳞片叶外表皮细胞,色素含量较多,用于观察质壁分离和复原;洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验。
【详解】A、洋葱鳞片叶没有叶绿体,也没有叶绿体色素,A错误;
B、大蒜根尖分生区没有中央大液泡,不能进行质壁分离,B错误;
C、H2O2的分解速率本身受到温度影响,不能作为底物探究酶的最适温度,C错误;
D、染色体可以被碱性染料染色,可选用甲紫溶液进行染色,D正确。
故选D。
8.(2024·广东·一模)观察植物细胞有丝分裂的临时装片时,可发现下图缺少处于( )
A.间期和前期的细胞 B.前期和中期的细胞
C.中期和后期的细胞 D.后期和末期的细胞
【答案】B
【分析】有丝分裂过程:
(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,是观察染色体形态和数目的最佳时期;
(3)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,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】图中有细胞即将一分为二,末期的细胞,也有着丝粒分裂均匀地移向两极的后期的细胞,缺少的是前期和中期的细胞,B正确,ACD错误。
故选B。
9.(2024·广东深圳·模拟预测)有丝分裂过程中存在以下行为:①DNA的复制 ②着丝粒的分裂 ③遗传物质进入子代细胞。下列叙述最合理的是( )
A.DNA分子数变化的原因是①②③
B.一条染色体上DNA分子数变化的原因是①②
C.姐妹染色单体数目变化的原因是②③
D.染色体数目变化的原因是①③
【答案】B
【分析】一个细胞周期中的物质变化规律:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)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;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、DNA分子数变化的原因是①DNA复制数量加倍③遗传物质进入子代细胞数量减半,②着丝粒分裂会导致染色体数目变化而不会影响DNA分子数目,A错误;
B、一条染色体上DNA分子数变化的原因是①DNA复制数量加倍,②着丝粒的分裂数量减半,B正确;
C、染色体数目变化的原因是②着丝粒的分裂,染色体数目加倍,③遗传物质进入子代细胞染色体数量减半,C错误;
D、染色体数目变化的原因是②着丝粒的分裂导致染色体数目暂时加倍和③遗传物质进入子代细胞导致染色体数目减半,D错误。
故选B。
考点2 减数分裂和受精作用
10.(2024·广东·模拟预测)下列关于利用模型模拟生物学现象的叙述,错误的是( )
A.制作的真核细胞三维结构模型是实物模型或计算机模型等,且兼具科学性与美观
B.解释细胞不能无限长大的模拟实验中,细胞的大小与物质扩散效率呈负相关
C.模拟生物体维持pH的稳定时,自来水组的pH变化幅度大于肝匀浆组
D.在“建立减数分裂过程中染色体变化的模型实验”中,双手分别抓住着丝粒,使红色和黄色染色体分别移向细胞两极模拟的是减数分裂Ⅱ后期染色体的行为
【答案】D
【分析】血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质,也叫缓冲对,其作用是使血液的酸碱度不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态。该实验的结论是比较几条曲线的变化规律可知,生物材料的性质类似于缓冲液而不同于自来水,说明生物材料内含缓冲物质,能够维持pH的相对稳定。
【详解】A、制作的真核细胞三维结构模型是实物模型或计算机模型等,且兼具科学性与美观,A正确;
B、细胞模型越大,其表面积和体积的比值越小,物质运输效率越低,而物质在细胞模型中的扩散速率是一定的,所以细胞的大小与物质扩散效率呈负相关,B正确;
C、由于肝匀浆和缓冲液都含缓冲物质,在一定范围内,这两组的pH的变化都较小,而自来水组的pH变化最大,C正确;
D、在“建立减数分裂过程中染色体变化的模型实验”中,双手分别抓住着丝粒,使红色和黄色染色体分别移向细胞两极模拟的是减数分裂Ⅰ后期染色体的行为,D错误。
故选D。
11.(2024·广东梅州·模拟预测)某精原细胞中m、n为一对同源染色体,其中m为正常染色体。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中A~E表示染色体片段,染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂,后续的分裂过程正常进行。 下列说法正确的是( )
A.m、n联会时发生交换的位点在基因B/B和C/C之间
B.该精原细胞减数分裂形成的精子中染色体数目会减少
C.仅考虑B基因,该精原细胞减数分裂后可形成基因型为BB的精子
D.该精原细胞经减数分裂形成的含异常染色体的精子占1/2
【答案】A
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。
题图分析:左图中m为正常染色体,则n发生了倒位。右图中发生了交叉互换且染色体片段缺失。
【详解】A、据图可知,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,且染色体片段缺失,根据染色体桥的特点,可判断发生交换的位点在基因B/B和C/C之间,A正确;
B、依据题干信息,染色体桥在减数第一次分裂时会在两着丝粒之间随机断裂,后续的分裂过程正常进行,可知,该精原细胞减数分裂形成的精子中染色体数目不会减少,B错误;
C、依据减数分裂的过程和特点,可判断,仅考虑B基因,该精原细胞减数分裂后不会形成基因型为BB的精子,C错误;
D、由于图中同源染色体发生变异后,相连的片段随机断裂,所以该精原细胞产生含有正常染色体的精子比例为1/4,含异常染色体的精子占3/4,D错误。
故选A。
12.(2024·广东广州·二模)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不相同,可用于基因定位。为确定水稻长粒基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上,科研人员以水稻长粒单基因突变体为父本,正常粒为母本,杂交得到F1,F1全为正常粒,F1自交得到F2共有正常粒326株、长粒106株。科研人员进一步特异性标记、扩增亲本和F2部分个体有关染色体上的SSR序列,电泳结果如下图所示。下列叙述,正确的是( )
A.长粒性状为隐性性状,正常粒基因发生碱基对的增添突变成长粒基因
B.若SSR序列标记的染色体来自同一品种,其同源染色体上的SSR不相同
C.若粒形基因与SSR序列位于同一染色体上,减数分裂时二者通常进入同一配子
D.图b中F2的1-8号个体电泳结果说明长粒基因位于Ⅲ号染色体上
【答案】C
【分析】1、以突变体为父本,野生型为母本,杂交得F1,F1全为野生型,表明该突变为隐性突变。
2、根据电泳结果可知,Ⅱ 号染色体的 SSR 序列中1、3、6的序列相同,都是纯合子,且与野生型的不同,而 Ⅲ号染色体的 SSR 序列中1、3、6的序列不相同,因长粒是单基因隐性突变,长粒基因型相同,所以可以确定长粒基因为位于 Ⅱ号染色体上。
【详解】A、长粒突变型父本与野生型母本杂交,子代全为野生型,说明野生型对长粒为显性;由电泳结果可知,控制粒形的基因位于Ⅱ号染色体上,且长粒基因长度小于正常粒基因长度,长粒基因是由正常粒基因发生碱基对的缺失导致,A错误;
B、根据题意,来自同一品种的同源染色体上的SSR序列相同,B错误;
C、若粒形基因与SSR序列位于同一染色体上,则二者连锁遗传,不考虑染色体互换,减数分裂时二者会进入同一配子,C正确;
D、长粒属于隐性性状,则表现为长粒的个体基因型应相同,均为隐性纯合子,电泳结果应相同,图b中1、3、6长粒个体电泳结果不同,说明长粒基因不位于Ⅲ号染色体上,D错误。
故选C。
13.(2024·广东江门·二模)东亚飞蝗雌性(2n=24)性染色体组成为XX,雄性只有1条X染色体。如图(雄性蝗虫细胞减数分裂时部分染色体示意图)所示,X 染色体随机分配到一个子细胞中。下列关于图中细胞的叙述正确的是( )
A.含有1个四分体
B.正在发生基因的自由组合
C.分裂得到的子细胞均含12条染色体
D.最终形成的配子只有一半能与卵细胞结合
【答案】B
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期: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)减数第二次分裂过程: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】A、东亚飞蝗雌性(2n=24)性染色体组成为XX,雄性只有1条X染色体,进行减数分裂能形成11个四分体,A错误;
B、图示为减数第一次分裂后期的细胞,此时正在发生自由组合,B正确;
C、图示为雄性蝗虫细胞减数分裂,分裂得到的子细胞均含12条或11条染色体,C错误;
D、最终形成的配子均能与卵细胞结合,含有11条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雄性,含有含有12条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雌性,D错误。
故选B。
14.(2024·广东广州·二模)单亲二体(UPD)是指正常二倍体的体细胞(2n)中某对同源染色体都来自父方或母方的现象。下图表示某种UPD的发生机制:减数分裂出现错误的二体卵子(n+1)和正常精子(n)结合形成三体合子(2n+1),三体合子在有丝分裂过程中会失去一条染色体,从而使染色体数目恢复正常(2n)。在不考虑其他变异的情况下,叙述错误的是( )
A.图中所示的二体卵子可由减数分裂Ⅰ异常形成
B.图中甲、乙、丙可发育为性别相同的个体,且丙为UPD
C.表型正常双亲生出UPD血友病女孩,可能是母方减数分裂Ⅰ异常所致
D.即使母方的卵子中无12号染色体,仍可能形成12号染色体的UPD
【答案】C
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期: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;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。
【详解】A、图中二体卵子的染色体颜色不同,为同源染色体,说明二体卵子的产生是减数分裂Ⅰ后期,同源染色体为分离所致,A正确;
B、由图可知,精子中染色体形态与卵子中染色体形态相同,则其为常染色体或X染色体,若为常染色体,则甲、乙、丙中所含性染色体组成可能都为XX或都为XY,若为性染色体,则甲、乙、丙中性染色体组成均为XX,三者性别可能相同,丙中两条颜色不同的同源染色体可能均来源于卵子,则为UPD,B正确;
C、血友病为伴X隐性遗传,若用a代表其致病基因,UPD血友病女孩基因型为XaXa,其双亲正常,母亲基因型为XAXa,则可能是母方减数分裂Ⅱ后期形成的两条Xa染色体移向同一级产生XaXa的卵子所致,C错误;
D、即使母方产生了没有12号染色体的卵子,但可能与父方产生的含两条12号染色体的精子结合形成受精卵,染色体组成正常,体细胞(2n)中某12号同源染色体都来自父方,符合UPD的定义,D正确。
故选C。
15.(2024·广东·二模)如图为蜜蜂的性别决定方式示意图,有关推理错误的是( )
A.雄蜂为单倍体生物,体内没有同源染色体和等位基因
B.在初级卵母细胞减数分裂I后期,非同源染色体有216种自由组合方式
C.卵细胞和精子形成过程中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ
D.蜂王和工蜂发育不同的原因可能是食用蜂王浆时长差异影响了表观遗传
【答案】C
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂间期: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)减数第二次分裂过程: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】A、蜜蜂为二倍体,其中的雄蜂由未受精的卵细胞发育而来,属于单倍体,体内没有同源染色体和等位基因,A正确;
B、蜜蜂的染色体数目为32,有16对 同源染色体,在初级卵母细胞减数分裂I后期,由于非同源染色体自由组合,因此,非同源染色体有216种自由组合方式,B正确;
C、卵细胞形成过程中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ,而精子形成过程进行的是假减数分裂,该过程中没有发生染色体数目减半,C错误;
D、结合图示可以看出,蜂王和工蜂发育不同的原因可能是食用蜂王浆时长差异影响了表观遗传,进而表现出不同的性状,D正确。
故选C。
16.(2024·广东·三模)某精原细胞在分裂过程中会发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成“等臂染色体”(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.“等臂染色体”只形成于该精原细胞的减数分裂Ⅱ后期
B.“等臂染色体”在减数分裂过程中可以与正常染色体联会
C.可用秋水仙素抑制精原细胞着丝粒的分裂使染色体数目加倍
D.经图示过程产生的精细胞中染色体结构和数目与正常分裂产生的均不同
【答案】B
【分析】减数分裂过程:
减数第一次分裂间期:染色体的复制;
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;
减数第二次分裂过程:
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。
【详解】A、“等臂染色体”是某精原细胞在分裂过程中发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成的,着丝粒分裂发生于有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期,因此“等臂染色体”形成于该精原细胞有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期,A错误;
B、“等臂染色体”与正常染色体上存在同源区段,可通过同源区段与正常染色体联会,B正确;
C、秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,使染色体不能被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞而造成染色体数目加倍,着丝粒可以正常分裂,C错误;
D、着丝粒发生异常横裂后,染色体结构异常,但染色体数目不变,故该细胞经分裂产生的子细胞中染色体数目和精原细胞正常分裂产生的可能相同,染色体结构和精原细胞正常分裂产生的不同,D错误。
故选B。
17.(2024·广东广州·一模)粗糙脉孢菌(2n)属于真核生物,它可以在一个共有的子囊中产生8个子囊孢子,子囊非常狭窄的外形导致分裂的纺锤体不能重叠,孢子只能线性单列纵立于其中,孢子形成过程见下图。已知粗糙脉孢菌在减数分裂过程中经常发生同源染色体中非姐妹染色单体互换。成熟孢子的颜色受等位基因A(黑色)和a(灰色)控制,杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有几种( )
A.4 B.6 C.8 D.16
【答案】B
【分析】分析图可知:进行受精作用的子囊孢子为一个染色体组的单倍体,经受精作用形成的合子为二倍体,合子再经过一次减数分裂形成4个配子,配子细胞再经历一次有丝分裂即形成8个子囊孢子。
【详解】根据题干信息推测,粗糙脉孢菌在减数分裂过程中若不发生同源染色体互换,则最终子囊孢子的颜色排列顺序为AAAAaaaa或aaaaAAAA2种情况;若同源染色体上恰好a与A互换、则会形成AAaaAAaa、AAaaaaAA、aaAAAAaa、aaAAaaAA4种情况;若同源染色体发生互换但与a和A无关,则仍是正常的2种情况。故杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有6种,B正确。
故选B。
18.(2024·广东·模拟预测)为了分析某爱德华综合征(18三体)患儿的病因,对该患儿及其父母的18号染色体上的A基因(A1~A4都是等位基因)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。该患儿的病因不可能是( )
A.若未发生染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂I异常所致
B.若未发生染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ异常所致
C.若发生了染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂I异常所致
D.若发生了染色体互换,则可能是母亲卵原细胞减数分裂Ⅱ异常所致
【答案】B
【分析】根据电泳图可知患儿从父亲继承了A4基因,从母亲继承了A2、A3基因。母亲为杂合子,说明在减数分裂过程中A2、A3所在18号染色体未正常分离。
【详解】A、不考虑染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ时18号染色体分离异常导致的,A正确;
B、不考虑染色体互换,患儿含有三个不同的等位基因,不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ时18号染色体分离异常导致的,B错误;
CD、本患儿含有来自母亲的 A2、A3,如果发生染色体互换,A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体,也可能是非同源染色体,即可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ时,18号染色体分离异常导致的,CD正确。
故选B。
19.(2024·广东·二模)某学习小组建立了果蝇减数分裂中染色体变化的模型,下列叙述错误的是( )
A.实验过程中可以模拟形成16种或更多种子细胞
B.因需要制作4对同源染色体,所以需要用4种颜色的橡皮泥
C.建立减数分裂中染色体变化的模型采用了物理模型构建法
D.模拟减数分裂的后期时,移向细胞同一极的橡皮泥颜色不一定相同
【答案】B
【分析】减数分裂过程:
(1)减数第一次分裂间期: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)减数第二次分裂过程: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】A、果蝇为4对同源染色体,四分体时期可能发生互换,所以建立模型过程中可以模拟形成24=16种或更多种子细胞,A正确;
B、不同的颜色的染色体表示来自不同的亲本,由于受精卵中一半的染色体来自父方,一半的染色体来自母方,故不管模拟的细胞含几对同源染色体,均只需准备2种颜色的橡皮泥,B错误;
C、建立减数分裂中染色体变化的模型属于物理模型,C正确;
D、该模拟实验中,应该用两条形态、大小相同,但颜色不同的染色体代表同源染色体,减数分裂的后期,移向同一极的是一组非同源染色体,非同源染色体的来源可能相同,也可能不相同,即颜色可能相同,也可能不相同,D正确。
故选B。
20.(2024·广东梅州·一模)基因组印记是指在配子或合子的发生期间,来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰(基因的碱基序列不发生改变),结果导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达方式。下列说法错误的是( )
A.两个亲本来源的等位基因表达方式不同是由于基因突变
B.基因组印记不影响减数分裂过程中染色体的分离和组合
C.基因组印记可能导致同一基因型的雌雄个体具有不同表型
D.基因组印记属于表观遗传,是一种可遗传变异
【答案】A
【分析】 基因突变:DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换,引起基因结构改变。基因突变不改变基因的数量和排列顺序。
【详解】A、两个亲本来源的等位基因表达方式不同,是由于基因的碱基排序不同,其基因的碱基序列不发生改变,不属于基因突变,A错误;
B、基因组印记使得等位基因表达方式不同,但不影响减数分裂过程中染色体的分离和组合,B正确;
C、后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达方式,可能导致同一基因型的雌雄个体具有不同表型,C正确;
D、表观遗传中,生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化,基因组印记属于表观遗传,是一种可遗传变异,D正确。
故选A。
21.(2024·广东·模拟预测)如图表示二倍体生物体内细胞分裂过程中黏着素和分离酶的相关作用机制。研究发现S蛋白可以抑制分离酶的活性。下列叙述错误的是( )
A.过程1中,黏着素存在时,基因重组仍可发生
B.过程2中,黏着素被降解后,细胞中染色体组数目加倍
C.S蛋白在细胞分裂间期合成,在姐妹染色体单体分离后降解
D.过程1表示同源染色体的分离,过程2表示姐妹染色体单体的分离
【答案】C
【分析】分析题意可知,细胞正常分裂过程中分离酶起着重要作用,S蛋白可以抑制分离酶的活性,是细胞分裂异常时合成的某种蛋白质。
【详解】A、过程1中,黏着素“黏着”阶段,同源染色体上非姐妹染色单体互换,基因重组仍可发生,A正确;
B、过程2中,在分离酶的作用下,黏着素被降解,着丝粒分裂,染色单体形成染色体,染色体加倍,细胞中染色体组数目加倍,B正确;
C、细胞正常分裂不会出现S蛋白,C错误;
D、过程1表示同源染色体的分离,过程2表示姐妹染色体单体的分离,D正确。
故选C。
22.(2024·广东·模拟预测)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.雄蜂在减数第一次分裂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
【分析】蜜蜂无性染色体,雌蜂是二倍体(2N=32),雌蜂细胞内含有两个染色体组,有同源染色体;雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体,细胞内只有一个染色体组,不含同源染色体。
【详解】A、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,因此在减数第一次分裂的前期不会形成四分体,A错误;
B、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;
C、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;
D、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。
故选B。
23.(2024·广东广州·模拟预测)雄性黑腹果蝇(2n=8)某正常细胞的部分染色体组成如下图所示,图中①、②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。下列叙述正确的是
A.该细胞为精原细胞,处于有丝分裂前期
B.①与②的分离、a与b的分离均发生在减数第一次分裂后期
C.该细胞中染色体数与核DNA分子数均为精细胞的2倍
D.图中未画出的一对染色体的形态和大小不同
【答案】D
【分析】分析题图:此细胞中含有同源染色体,且同源染色体形成四分体,①、②为同源染色体,a、b为姐妹染色单体,c、d为非姐妹染色单体。
【详解】A、该细胞中发生同源染色体的联会形成了四分体,此时细胞处于减数第一次分裂前期,为初级精母细胞,A错误;
B、①、②为同源染色体,同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期,a、b为姐妹染色单体,姐妹染色单体的的分离发生在减数第二次分裂后期,B错误;
C、黑腹果蝇的体细胞中含有8条染色体,精细胞中含有4条染色体,该细胞处于减数第一次分裂前期,含有8条染色体,16条核DNA分子,因此染色体数为精细胞的2倍,核DNA分子数为精细胞的4倍,C错误;
D、图中未画出的一对染色体为性染色体,性染色体的形态和大小不同,D正确。
故选D。
24.(2024·广东汕头·一模)在细胞有丝分裂过程中,若细胞周期进程出现异常情况时,细胞周期检查点机制会被激活以及时中断细胞周期的运行,当细胞进行相应修复后可使周期恢复运转。如图是细胞有丝分裂过程中各检查点的功能,S期为DNA复制期,M期为分裂期。
(1)下列选项中正常情况下可以发生图示过程的有_______(填编号)。
A.根尖生长点细胞 B.神经细胞 C.胚胎干细胞 D.叶肉细胞
E.肌细胞 F.小肠上皮细胞
(2)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA 数量的变化是__________________ 。
(3)根据题图信息,________检查点和 ________检查点有利于维护细胞中基因组的稳定性。细胞周期正常运行依赖于细胞周期检查点机制,若检查点失控,则细胞可能发展为癌细胞。
(4)细胞核内的染色体(质)易被_______ 性染料(如________或醋酸洋红溶液)染成深色。
(5)一个处于细胞周期中的细胞,如果碱基T与U被大量利用,则该细胞可能处于细胞周期的______期。
(6)基因型为AaBb的二倍体细胞在有丝分裂后期时细胞有 ________个染色体组,移向其中一极的基因为 _______________。
【答案】(1)AC
(2)染色体数量不变,DNA数量加倍
(3) G1~S S
(4) 碱 甲紫溶液
(5)间
(6) 4/四 A、a、B、b
【分析】分裂间期包括G1期、S期和G2期,细胞进入G1期后,各种与DNA复制有关的酶在G1期明显增加,线粒体、叶绿体、核糖体都增多了,内质网扩大,高尔基体、溶酶体等的数目都增加了,动物细胞的2个中心粒也彼此分离并开始复制;S期主要完成DNA的复制和组蛋白合成;在 G2期,中心粒完成复制而形成两对中心粒,微管蛋白以及一些与细胞分裂有关的物质也在此时期大量合成。
【详解】(1)图示过程要发生的前提是细胞能进行有丝分裂,一般而言,高度分化的细胞不再进行有丝分裂,神经细胞、叶肉细胞、肌细胞和小肠上皮细胞均为高度分化的细胞,不再分裂,而根尖生长点细胞、胚胎干细胞分化程度较低,能进行有丝分裂,AC正确。
故选AC。
(2)G1时,核DNA并未复制,而G2时期,核DNA复制已经结束,故与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA 数量的变化是染色体数量不变,DNA数量加倍。
(3)根据题图信息,G1~S检查点能防止损伤DNA分子进入S期,S期检查点可防止受损DNA的复制,二者均有利于维护细胞基因组的稳定性。细胞周期正常运行依赖于细胞周期检查点机制,若检查点失控,则细胞可能发展为癌细胞。
(4)细胞核内的染色体(质)(主要成分是DNA和蛋白质)易被碱性染料(如甲紫溶液或醋酸洋红溶液)染成深色。
(5)一个处于细胞周期中的细胞,如果碱基T与U被大量利用,T用于DNA的复制,U用于合成RNA,与蛋白质的合成有关,故该细胞可能处于细胞周期的间期(主要特点是进行DNA的复制和有关蛋白质的合成)。
(6)有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色体单体分开,染色体数目加倍,基因型为AaBb的二倍体细胞在有丝分裂后期时细胞有4个染色体组,有丝分裂得到的子细胞与亲代细胞基因型相同,故移向其中一极的基因为A、a、B、b。
25.(2024·广东梅州·模拟预测)水稻是一种两性花(雌雄同花)的禾本科植物,是世界三大农作物之一,杂交水稻具有重要的经济价值。我国科研人员对杂交水稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程)进行了研究。请回答下列问题:
(1)杂交水稻在抗逆性、产量等方面优于双亲,但杂种自交后代会发生__________现象,这是由于减数分裂过程中___________________分离所致。
(2)研究表明有两个基因控制水稻无融合生殖过程:含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因B的植株产生的雌配子都不能参与受精作用,而直接发育成胚。雄配子的发育不受基因A、B的影响。用图1所示杂交方案,可获得无融合生殖的杂种个体。
①某品系的基因型为________________ ,子代中Ⅱ号个体自交所结种子胚基因型是_____________。
②子代_____________________号具有稳定遗传的杂种优势,其产生的雌配子基因型为______________。
(3)不育系的产生是基因突变的结果,在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因(如上2图)。
①利用不育系进行育种操作的最明显的优点是_____________________________ ;
②其中细胞核中的可育基因/不育基因分别用R/r表示,且R对r显性;细胞质中的可育基因/不育基因分别用 N/S表示,已知R能够抑制S的表达,即基因型为S(RR)的水稻表现为________________(填“可育”或“不育”);当细胞质基因为 N 时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为____________________ 。
③现有甲、乙两个水稻品系,甲为雄性不育品系。甲品系与乙品系杂交后甲品系所结的籽粒全部为雄性不育品系,则乙品系的基因型为 _____________________ 。
(4)我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂交水稻的4个相关基因,实现了杂种的“无融合生殖”,如图3所示。
图3中所敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用是______________ 。
【答案】(1) 性状分离 等位基因
(2) aabb ab、aB Ⅳ AaBb
(3) 不需要人工去雄 可育 S(rr) N(rr)
(4)使同源染色体分离
【分析】基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
【详解】(1)杂交水稻在抗逆性、产量等方面优于双亲,但杂种自交后代会发生性状分离现象,这是由于减数分裂过程中等位基因分离所致。
(2)①分析题意,某品系与无融合生殖品系杂交,子代产生aabb、aaBb、Aabb、AaBb 四种基因型,由于AaBb产生AB、Ab、aB、ab四种配子,故推测某品系母本只能产生ab一种配子,故某品系的基因型为 aabb;品系Ⅱ基因型为aaBb,由于“含基因B的植株产生的雌配子都不能参与受精作用,而直接发育成胚”,故子代中Ⅱ号个体自交所结种子胚的基因型是aB、ab。
②子代 IV个体基因型为AaBb,具有稳定遗传的杂种优势;由于“含基因A的植株形成雌配子时,减数分裂I异常,导致雌配子染色体数目加倍”,其基因型中含有A和B基因,其产生的雌配子的基因型为AaBb,该雌配子不经过受精即可产生后代,且后代的基因型均为AaBb(无融合结籽)。
(3)①利用不育系进行育种操作的最明显的优点是不需要人工去雄。
②结合题意可知,在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因,其中细胞核中的不育基因用r表示,可育基因用R表示,且R对r显性;细胞质中的不育基因用S表示,可育基因用N表示,上述细胞质与细胞核可组成6种基因型的细胞,即N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr),四种基因的关系中,R能够抑制S的表达,即基因型为S(RR)的水稻表现为雄性可育;当细胞质基因为N时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为S(rr)。
③甲品系S(rr)与乙品系杂交后甲品系所结的籽粒全部为雄性不育品系S(rr),且乙应为可育品系,说明乙的核基因也为rr,故只能为N(rr)。
(4)正常情况下进行的减数分裂过程中,同源染色体应该分离,分别进入不同的配子,而由题图可知,利用基因编辑技术敲除4个基因后,进行减数分裂时同源染色体没有分离,故可推测敲除的4个基因在正常减数分裂过程中所起的作用是使同源染色体分离。
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