4.2 减数分裂和受精作用(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义(人教版2019 单选版)
2024-09-12
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教辅
内容正文:
第2课时 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细胞或卵细胞。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。3.通过细胞分裂图像辨析染色体、核DNA数量变化,培养逻辑思维分析问题能力。4.运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。
考点1 减数分裂过程
整合必备知识
1.减数分裂概念剖析
2.减数分裂过程中相关概念
(1)同源染色体:大小和形状一般相同,一条来自父方,一条来自母方的一对染色体。
(2)联会:减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。联会发生在减数分裂Ⅰ前期(时期)。
(3)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
(4)互换
①时期:减数分裂Ⅰ前期(四分体时期)。
②范围:同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。
③示意图
④交换对象:等位基因(B-b)交换。
⑤结果及意义:导致基因重组,产生多种配子,若不交换则只产生AB、ab两种配子,若交换则可产生AB、ab(染色单体未交换)和Ab、aB(染色单体交换的结果)四种配子,产生可遗传变异。
[深化理解]
同源染色体的五个“不一定”
(1)同源染色体的形态、大小不一定相同。如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体,X染色体较大,Y染色体较小。
(2)形态、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体。如着丝粒分裂后,姐妹染色单体形成的染色体尽管大小、形态相同,但不是同源染色体。
(3)同源染色体在分裂过程中不一定联会。如有丝分裂过程中同源染色体就不联会。
(4)同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段互换不一定导致基因重组。因为交换的片段所含基因也可能相同。
(5)基因重组不一定由同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段互换导致。如非同源染色体的自由组合也可能导致基因重组。
3.精细胞的形成过程(以哺乳动物为例)
4.减数分裂过程中相关物质变化
(1)染色体数目变化曲线
(2)核DNA数目变化曲线
(3)染色单体数目变化曲线
[深挖教材]
(必修2 P23 “与社会的联系”)不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂,从而影响生殖细胞的形成。例如,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;吸烟会影响男性精子的数量和质量。
5.卵细胞的形成过程(以哺乳动物为例)
6.精子和卵细胞形成过程的比较(哺乳动物)
项目
精子形成过程
卵细胞形成过程
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂方式
均等分裂
不均等分裂
(极体均等分裂)
是否变形
变形
不变形
结果
一个精原细胞
↓
4个精子
一个卵原细胞
↓
1个卵细胞、
3个极体
相同点
染色体的变化行为相同
7.结合细胞质的分裂情况以及染色体情况判断细胞名称
8.减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下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)若是一个个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
(2)原始生殖细胞减数分裂产生配子情况分析(以AaBb为例)。
(3)若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如AaBb基因型的个体产生配子情况如下(独立遗传,无互换)。
项目
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
一个精原细胞
4种
2种(AB、ab或Ab、aB)
一个雄性个体
4种
4种(AB、ab、Ab、aB)
一个卵原细胞
4种
1种(AB或ab或Ab或aB)
一个雌性个体
4种
4种(AB、ab、Ab、aB)
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)正常情况下,人的次级卵母细胞含有1条或2条X染色体。(√)
(2)高等动物产生精子或卵细胞的过程中,只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组。(×)
提示:高等动物产生精子或卵细胞的过程中,基因重组有两种类型:同源染色体非姐妹染色单体之间的互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。
(3)减数分裂过程中着丝粒的分裂是星射线牵引的结果,发生在MⅡ后期。(×)
提示:减数分裂过程中着丝粒的分裂是细胞中存在能量下自动断裂的过程,并不是星射线牵引的结果。
(4)雌果蝇体细胞中有4对同源染色体,经减数分裂得到的卵细胞有2对同源染色体。(×)
提示:雌果蝇经减数分裂后同源染色体分离,得到的卵细胞没有同源染色体。
(5)一个基因型为AaBb的个体,若部分细胞出现了互换,则产生配子的种类数会增多。(×)
提示:一个基因型为AaBb的个体,若基因A、a和B、b独立遗传,无论是否出现互换,则都会产生4种配子。
提升关键能力
蜜蜂属于完全变态发育的昆虫。蜂王和工蜂由受精卵发育而成(2n=32),工蜂不育,负责采集花粉、喂养幼虫等工作,蜂王通过减数分裂专职产卵。未受精的卵发育成雄蜂,雄蜂通过假减数分裂产生精子,即:减数分裂Ⅰ过程,1个初级精母细胞分裂成1个含有细胞核的次级精母细胞和1个体积较小不含细胞核的细胞(退化凋亡);减数分裂Ⅱ过程,1个次级精母细胞着丝粒分裂产生1个体积较大的精细胞(变形成精子)和1个体积较小的细胞(退化凋亡)。请回答下列问题。
(1)对雄蜂和蜂王来说,它们的1个精原细胞和1个卵原细胞产生的配子种类数分别为多少种,为什么?
提示:1种、1种;因为雄蜂的1个精原细胞和蜂王的1个卵原细胞均只能产生1个配子。
(2)请从染色体行为和细胞质分裂方式分析,蜜蜂的初级精母细胞和初级卵母细胞减数分裂Ⅰ过程中还有哪些异同点?
提示:初级精母细胞没有同源染色体分离,而初级卵母细胞有;细胞质均为不均等分裂。
(3)若一只雌蜂和一只雄蜂交配产生F1,在F1雌雄个体交配产生的F2中,雄蜂的基因型共有AB、Ab、aB、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种,则亲本的基因型是什么?
提示:雌蜂基因型是aabb,雄蜂基因型是AB。
(4)蜜蜂中的雄蜂体细胞中染色体数目虽然减少一半,但仍能正常生活。如何解释这一现象?
提示:这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半,但仍具有一整套非同源染色体,这一套染色体携带着控制该种生物体所有性状的一整套基因。
(5)卵细胞可保留大部分卵母细胞的物质,其意义是什么?
提示:为胚胎早期发育提供物质和能量。
落实素养题组
1.如图为高等动物的部分细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞产生的子细胞一定是精细胞
B.乙细胞产生的子细胞一定是次级精母细胞
C.丙细胞为次级卵母细胞或极体
D.丙细胞中的M、m为一对同源染色体
解析:选B。甲细胞均等分裂,产生的子细胞可能是精细胞或极体,A错误;乙细胞均等分裂,该细胞为初级精母细胞,产生的子细胞一定是次级精母细胞,B正确;丙细胞不均等分裂,为次级卵母细胞,C错误;丙细胞中的M、m由一对姐妹染色单体分开形成,不是一对同源染色体,D错误。
2.(2024·山东潍坊模拟)如图为精原细胞增殖以及形成精子过程的示意图。图中标明了部分染色体与染色体上的基因。设①和③都处于染色体的着丝粒向两极移动的时期。下列叙述正确的是( )
A.①中有同源染色体,染色体数目为2n,核DNA数目为4a
B.②中有姐妹染色单体,①和③也可能有姐妹染色单体
C.②中有同源染色体,染色体数目为2n,核DNA数目为4a
D.③中无同源染色体,染色体数目为n,核DNA数目为2a
解析:选C。①表示有丝分裂分裂后期,细胞中含有同源染色体,染色体数目为4n,核DNA数目为4a,A错误;精原细胞经过染色体复制形成②初级精母细胞,所以②中有姐妹染色单体,③中着丝粒分裂,没有姐妹染色单体,B错误;精原细胞经过染色体复制形成②初级精母细胞,②中有同源染色体,染色体数目为2n,核DNA数目为4a,C正确;②形成③的过程中发生了同源染色体的分离,所以③中无同源染色体,核DNA数目为2a,根据题干信息“设①和③都处于染色体的着丝粒向两极移动的时期”,可知此时细胞中染色体数目为2n,D错误。
3.如图表示某雌果蝇进行减数分裂时,处于四个不同阶段细胞(Ⅰ~Ⅳ)中相关结构或物质的数量。下列有关叙述正确的是( )
A.在Ⅰ阶段的细胞内,可能发生了着丝粒分裂
B.在Ⅱ阶段的细胞内,可能没有同源染色体
C.在Ⅲ阶段的细胞内,可能发生DNA的复制
D.在Ⅳ阶段的细胞内,可能含有同源染色体
解析:选A。据图分析,图中①代表染色体,②代表染色单体,③代表核DNA。Ⅰ阶段可以表示减数分裂Ⅱ后期,因此该阶段的细胞内发生了着丝粒分裂,A正确。Ⅱ阶段可表示G2期和减数分裂Ⅰ,细胞中存在同源染色体,B错误。由题意知,Ⅲ阶段可表示减数分裂Ⅱ前、中期,不发生DNA的复制,C错误。Ⅳ阶段的细胞表示减数分裂产生的子细胞,细胞中没有同源染色体,D错误。
题后点击 引发相关物质数量变化的四大原因
4.如图表示正在进行减数分裂的某动物细胞,该动物基因型为AaBb。下列叙述错误的是( )
A.该动物为雌性,该细胞为初级卵母细胞
B.此时染色体数∶姐妹染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2
C.图中细胞有两对同源染色体,但没有四分体
D.该细胞经过减数分裂可产生一个卵细胞,基因型为AB或Ab或aB或ab
解析:选D。由图可知,该细胞不均等分裂且同源染色体分离,所以该动物为雌性,细胞为初级卵母细胞,A正确;据题图可知,染色体已经复制,此时染色体数∶姐妹染色单体数∶核DNA分子数=1∶2∶2,B正确;图中细胞有两对同源染色体,此时处于减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分布在两极,没有四分体,C正确;该细胞经过减数分裂可产生一个卵细胞,细胞质更多的那一极基因型为aabb,故该细胞经过减数分裂可产生一个卵细胞,其基因型为ab,D错误。
5.如图是某二倍体哺乳动物产生的精细胞。下列有关说法错误的是( )
A.①与②不可能来自同一个次级精母细胞
B.③与⑤可能来自同一个次级精母细胞
C.④与⑥可能来自同一个精母细胞
D.图中6个精细胞可至少由两个精原细胞形成
解析:选A。①与②的染色体在四分体时期发生了互换,所以二者的染色体是相同的,它们可能来自同一个次级精母细胞,A错误。③与⑤的染色体也是在四分体时期发生了互换,所以它们也可能来自同一个次级精母细胞,B正确。④与⑥中染色体在四分体时期发生了互换,可能来自同一个次级精母细胞,C正确。据图分析,①与②可来自同一次级精母细胞、③与⑤可来自同一次级精母细胞,两个次级精母细胞可来自同一个精原细胞;④与⑥中染色体在四分体时期发生了互换,可能是来自同一个次级精母细胞,D正确。
题后点击 根据基因型或染色体“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”(与及与视作相同),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。
考点2 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及受精作用[探究·实践]
整合必备知识
1.观察细胞的减数分裂(以观察蝗虫精母细胞减数分裂装片为例)
(1)实验原理
减数分裂过程中,细胞中的染色体形态、位置、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)实验流程
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显微观察和绘图
(3)实验关键
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。
2.受精作用
(1)概念
受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)过程
示意图
说明
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入
精子的细胞核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)有性生殖后代多样性的原因
①减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了不同配子遗传物质的差异。
②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。
(5)减数分裂和受精作用的意义
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。有性生殖后代具有多样性,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。
(6)细胞质和细胞核中遗传物质来源的区别
受精卵细胞核中的遗传物质从双亲各获得一半;受精卵的细胞质中有线粒体,也含有DNA,其几乎全部来自母本,因此,受精卵中的全部遗传物质并非从双亲中各获得一半,而是从母本中获得的更多一些。
[深挖教材]
(必修2 P28“拓展应用”)骡的体细胞中含有63条染色体,其中32条来自马,31条来自驴,由于这63条染色体没有同源染色体,导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂,无法形成可育配子,因此骡不能繁殖后代。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)用桃花的雌蕊制成的装片比用桃花的雄蕊更容易观察到减数分裂现象。(×)
提示:雄蕊中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞,故用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象。
(2)观察动物的睾丸、卵巢以及植物的花药中的细胞,只能看到减数分裂这一种细胞分裂的方式。(×)
提示:动物的睾丸、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂,故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两类。
(3)精子和卵细胞的结合主要体现了细胞膜的选择透过性。(×)
提示:精子和卵细胞的结合主要体现了细胞膜的流动性。
(4)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。(×)
提示:基因重组包含自由组合和互换,不包含受精作用。
落实素养题组
1.(2023·河南新乡模拟)雄蝗虫染色体较大且数目相对较少(2n=23,性染色体组成为XO),将雄蝗虫精巢中正常分裂的细胞制成临时装片,用光学显微镜观察染色体的形态和数目。下列相关叙述错误的是( )
A.若细胞中观察到的染色体数是23条,则该细胞中一定含有姐妹染色单体
B.若细胞中观察到的染色体数是46条,则该细胞中一定含有两条X染色体
C.若观察到的细胞中无同源染色体,则该细胞的染色体条数一定是11或12
D.若细胞中观察不到X染色体,则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂
解析:选C。由于观察的细胞取自雄蝗虫的精巢,可能是进行有丝分裂,也可能是进行减数分裂。染色体是染色质处于分裂期的状态,因此看到染色体结构一定处于分裂期,若为有丝分裂后期,则细胞中应该有46条染色体,而此时细胞中观察到的染色体数是23条,则该细胞中一定含有姐妹染色单体,A正确。若细胞中观察到的染色体数是46条,则一定处于有丝分裂后期,此时经过了着丝粒的分裂,因而该细胞中一定含有两条X染色体,B正确。由于观察的细胞取自雄蝗虫的精巢,若观察到的细胞中无同源染色体,则该细胞处于减数分裂Ⅱ,如果处于减数分裂Ⅱ的前期、中期,染色体条数是11或12,如果处于减数分裂Ⅱ后期,染色体条数是22或24,C错误。若细胞中观察不到X染色体,则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂,说明X染色体随机进入另外一个次级精母细胞中,而有丝分裂的整个过程中都有X染色体存在,D正确。
2.下列有关减数分裂和受精作用的叙述,正确的是( )
A.玉米体细胞中有10对染色体,经减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对
B.某果蝇的性染色体组成为XXY,是其母本减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常所致
C.受精时精卵的随机结合,会导致后代的多样性,有利于生物在自然选择中进化
D.人体内次级精(卵)母细胞中不含同源染色体,只有1个染色体组
解析:选C。玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,所以形成的卵细胞中染色体数目为10条,但不含同源染色体,因此不能表示为5对,A错误;某果蝇的性染色体组成为XXY,可能是性染色体组成为XX的卵细胞和性染色体组成为Y的精子结合形成的,也可能是性染色体组成为X的卵细胞和性染色体组成为XY的精子结合形成的,性染色体组成为XX的卵细胞的形成可能是母本减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常所致的,性染色体组成为XY的精子的形成可能是父本减数分裂Ⅰ异常所致的,B错误;由于减数分裂形成的配子,染色体组合具有多样性,导致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,同一双亲的后代必然呈现多样性,这种多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性,C正确;人体内次级精(卵)母细胞中不含同源染色体,但在减数分裂Ⅱ的后期,由于着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色体组加倍,含有2个染色体组,D错误。
考点3 有丝分裂和减数分裂的比较
整合必备知识
1.减数分裂与有丝分裂的特点比较
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,非姐妹染色单体可以发生互换;
(2)同源染色体分离
存在同源染色体,但不联会,不分离,无互换现象
非同源染色体的行为
出现自由组合
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个体细胞或原始生殖细胞
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维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
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.结合不同分裂时期的特点判断细胞分裂方式及时期
(1)三个前期图的判断
①判断步骤
②判断结果: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
①判断步骤
②判断结果: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)三个后期图的判断
①判断步骤
②判断结果:A为有丝分裂后期,B为减数分裂Ⅱ后期,C为减数分裂Ⅰ后期。
3.结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂的方式
4.结合染色体的行为与形态判断细胞分裂的方式
5.减数分裂和有丝分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数目变化曲线的比较(假设体细胞内染色体数为2n)
项目
染色体
染色单体
核DNA分子
减数分裂
有丝分裂
注:图中减Ⅰ代表减数分裂Ⅰ,减Ⅱ代表减数分裂Ⅱ。
6.有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体上的DNA含量分析
(1)若表示有丝分裂:AB段表示间期DNA复制,BC段表示前期、中期,DE段表示后期、末期。
(2)若表示减数分裂:AB段表示间期DNA复制,BC段表示减数分裂Ⅰ的前期到减数分裂Ⅱ的中期,DE段表示减数分裂Ⅱ的后期、末期。
7.细胞分裂的柱形图辨析
(1)有数目为0的一定是染色单体,细胞中核DNA和染色体数目不可能为0。
(2)柱形图各时期图像中,DNA的数目一定≥染色体的数目(1∶1或2∶1)。
(3)看有无染色单体;看染色体、核DNA数与体细胞中染色体、核DNA数的关系。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)有丝分裂和减数分裂前的间期都有DNA复制与相关蛋白质合成。(√)
(2)有丝分裂末期同源染色体分开分别进入两个子细胞。(×)
提示:有丝分裂同源染色体不分开。
(3)细胞有丝分裂完成后,平均分配到两个子细胞的物质是线粒体DNA。(×)
提示:细胞有丝分裂完成后,平均分配到两个子细胞的物质是细胞核DNA,不是线粒体DNA。
提升关键能力
克氏综合征是一种性染色体数目异常(XXY)的疾病,其表现为男性,但通常不同程度地出现女性化第二性征。性染色体为3条的XYY男性,患者的临床表现为举止异常,性格多变容易冲动,部分患者的生殖器官发育不全。
(1)分析XXY的病因是什么?
提示:如图所示
(2)某夫妇均正常,生了一个患克氏综合征的色盲孩子。分析导致该男孩患克氏综合征的病因是什么?
提示:其母亲的生殖细胞在进行减数分裂Ⅱ形成配子时两条X染色体未分离。
(3)XYY的病因是父母哪一方在减数分裂的哪个时期出现异常引起的?为避免这些性染色体异常患儿的出生,临床上应进行哪些检查才能预防?
提示:是父方在减数分裂Ⅱ中复制的Y染色体未分开,进入了同一个配子,形成了含有两条Y染色体的精子所引起的。在孕妇的产前诊断中,通过对胎儿的染色体进行分析检查,来预防患儿的出生。
(4)性染色体组成为XXY的个体和XYY的个体产生配子的类型及比例是多少?
提示:性染色体组成为XXY的个体产生4种类型的配子,即2X、1Y、1XX、2XY;性染色体组成为XYY的个体产生4种类型的配子,即1X、2Y、1YY、2XY。
落实素养题组
1.如图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像。下列说法错误的是( )
A.进行减数分裂的细胞为②和④
B.①②③细胞均含有同源染色体
C.③细胞的子细胞称为初级精母细胞
D.④细胞中可能发生等位基因的分离
解析:选C。进行减数分裂的细胞为②和④,A正确;①②③细胞均含有同源染色体,B正确;有丝分裂产生的子细胞是体细胞,C错误;若发生过基因突变或互换,则④细胞中可能发生等位基因的分离,D正确。
2.如图表示雄果蝇细胞分裂过程中核DNA数量的变化。下列叙述正确的是( )
A.若图1表示减数分裂,则图1的CD段表示同源染色体分开
B.若图1表示减数分裂,则图1的BC段一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体
C.若两图均表示有丝分裂,则两图的DE段一个细胞内染色体数目与体细胞相同
D.若图1表示减数分裂,图2表示有丝分裂,则两图的CD段都发生着丝粒分裂
解析:选B。据图分析,不管是有丝分裂还是减数分裂,图1的CD段都表示姐妹染色单体分离,导致每条染色体由含2个DNA降为含1个DNA,A错误;若图1表示减数分裂,则图1的BC段表示每条染色体含2条姐妹染色单体和2个DNA,可表示减数分裂前的间期DNA复制后至减数分裂Ⅱ中期的细胞,若处于减数分裂Ⅱ,则一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体,B正确;若两图均表示有丝分裂,则图1的DE段表示后期和末期,其染色体数目与体细胞不同,C错误;若图1表示减数分裂,CD段表示着丝粒分裂,姐妹染色体单体分离,图2表示有丝分裂,CD段表示末期的细胞质一分为二,2个细胞核分别分配到2个子细胞,D错误。
题后点击 “三看”染色体、核DNA数目变化曲线速判细胞分裂方式
[高考真题·感悟试做]
1.(2023·浙江6月选考)某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是( )
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞的相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
解析:选B。乙细胞无同源染色体,且此时着丝粒分裂,可确定乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期;甲细胞含有同源染色体,着丝粒整齐排列在赤道板,可确定甲细胞处于有丝分裂中期,A正确。甲细胞具有两个染色体组且每条染色体具有两个染色单体,每个染色体组含有4个DNA分子,而乙细胞的每个染色体组仅有2个DNA分子,B错误。根据A、a基因的数目,可确定甲细胞发生了基因突变,若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞,C正确。乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,此前减数分裂Ⅰ时非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,此外乙细胞中本该出现在常染色体上的a基因出现在了Y染色体上,可确定乙细胞发生了染色体片段易位,D正确。
2.(2023·山东高考)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。①正常情况下,卵细胞的基因型可能为E或e。②若减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ时,着丝粒分开后,2个环状染色体互锁在一起并随机交换一部分染色体片段后分开,则卵细胞的基因型可能为EE、ee、_(表示没有相应的基因)。③若减数分裂Ⅰ四分体时期同源染色体之间发生了互换(形成的次级卵母细胞和第一极体均为Ee),且减数分裂Ⅱ时次级卵母细胞的2个环状染色体也发生了部分片段的交换,则形成的卵细胞基因型可能为Ee、_(表示没有相应的基因)。综上所述,该卵原细胞产生的卵细胞基因组成可能是E、e、EE、ee、Ee、_,共6种可能,A错误。若卵细胞为Ee,说明该卵原细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期同源染色体之间发生了互换,形成的次级卵母细胞和第一极体均为Ee,且减数分裂Ⅱ时次级卵母细胞的2个环状染色体也发生了部分片段的交换,形成的卵细胞为Ee,相应的第二极体基因型为_(表示没有相应的基因),第一极体(Ee)完成减数分裂Ⅱ后形成的第二极体可能为E、e、Ee、_4种情况,因此第二极体不可能为EE或ee,B错误。若卵细胞为E,且第一极体不含E,说明减数分裂Ⅰ没有发生互换,则第一极体的基因型为ee,与卵细胞同时产生的第二极体为E,第一极体分裂产生的第二极体为e、e或ee、_(表示没有相应的基因),因此第二极体可能为E、e、ee、_(表示没有相应的基因),最多有4种可能的基因组成,C正确。由于卵细胞不含E、e,则由次级卵母细胞产生的第二极体可能为EE、Ee、ee,又由于一个第二极体为E,则第一极体不可能为ee,只能为EE、Ee,最多有2种可能,D错误。
3.(2022·山东高考)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,经减数分裂Ⅱ,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,经减数分裂Ⅱ,可形成基因型为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,经减数分裂Ⅱ,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,经减数分裂Ⅱ,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,受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9种。
4.(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.减数分裂Ⅰ
D.减数分裂Ⅱ
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过程,也不会发生互换,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不符合题意。动物基因型是Aa,经过间期复制,初级性母细胞染色体组成为AAaa,该动物的某细胞在四分体时期发生互换,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,减数分裂Ⅰ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的分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象;而在减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体分离,其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞,C不符合题意,D符合题意。
5.(2022·浙江1月选考)在“减数分裂模型的制作研究”活动中,先制作4个蓝色(2个5 cm、2个8 cm)和4个红色(2个5 cm、2个8 cm)的橡皮泥条,再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程。下列叙述错误的是( )
A.将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体
B.将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对
C.模拟减数分裂后期Ⅰ时,细胞同一极的橡皮泥条颜色要不同
D.模拟减数分裂后期Ⅱ时,细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同
解析:选C。颜色、长度相同的橡皮泥条扎在一起表示减数分裂开始时已复制完成的一条染色体,A正确;4条长度相同的橡皮泥条,将颜色相同的扎在一起,再将两条扎好的放在一起就是一对同源染色体,B正确;减数分裂Ⅰ后期移向两极的橡皮泥条颜色可以相同,C错误;减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分离,因此移向两极的是颜色、长度都一样的橡皮泥条,D正确。
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