专题三 细胞的生命历程（上）（教师用书WORD）-【正禾一本通】2025年高考生物高三二轮专题复习高效讲义（新教材，不定项版）

【课程标准】1.减数分裂是产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞的过程。2.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.细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。 一、易漏填空 (1)(必修1 P110·问题探讨)多细胞生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，又要靠细胞生长增大细胞的体积。 (2)(必修1 P115·楷体文字)正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的，在人的一生中，体细胞一般能分裂50～60次。但是，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 (3)(必修1 P115·楷体文字)细胞无丝分裂的过程比较简单，但和有丝分裂、减数分裂一样都是真核细胞的分裂方式。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫作无丝分裂。 (4)(必修1 P115·思维训练)细胞不能无限长大的原因有很多，其中细胞表面积与体积的比值限制了细胞的长大。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。 (5)(必修1 P119·正文)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 (6)(必修1 P121·正文)动物和人体内仍然保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。 (7)(必修1 P124·正文)自由基攻击生物膜的磷脂分子，产生自由基；攻击DNA引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。 (8)(必修1 P124·正文)端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数的增加，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。 (9)(必修1 P126·楷体文字)通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。 (10)(必修2 P20·正文)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。减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。 (11)(必修2 P20·正文)减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。 (12)(必修2 P27·图2­7)子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代遗传物质的贡献是不一样的。受精过程中，通常是精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，还含有极少量的细胞质。而其中的线粒体含少量DNA(植物细胞的细胞质中的叶绿体也含少量DNA)，对生物的遗传也有影响。 二、长句表达 (1)(必修1 P111·表6­1)同种生物的不同细胞或不同生物的不同细胞的细胞周期持续时间有差异，共性特点是分裂间期所经历的时间长于分裂期。 (2)(必修1 P116·探究·实践)解离和染色时间要严格控制的原因有哪些？ 提示：①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；若解离时间过长，则细胞解离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则染色体及周围结构均被着色，无法分辨染色体。 (3)(必修1 P118·思考·讨论)人体上皮细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，原因是两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂而形成的。分化后的细胞仍具有全能性，原因是细胞分化不会改变遗传物质，已分化的细胞都含有保持该物种遗传性状所需要的全套遗传物质。 (4)(必修1 P121·与社会的联系)不能用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织和器官用于器官移植等，原因是动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变小。肌细胞是高度分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞。 (5)(必修2 P24·探究·实践)通过比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化情况。这一做法能够成立的逻辑前提是同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。 (6)(必修2 P25·探究·实践)正常情况下，配子中染色体组合具有多样性的原因有减数分裂Ⅰ的四分体时期同源染色体中非姐妹染色单体间的互换；减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。 考点1·有丝分裂和减数分裂 考向1　细胞周期及特点 1.(2024·江西高考)某植物中，T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，从而影响细胞的增殖。下列推测错误的是(　　) A.T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体 B.T基因突变导致染色体着丝粒无法在赤道板上排列 C.T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍 D.T基因突变影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动 解析：选B。纺锤体的形成是在有丝分裂前期，T基因的突变影响的是有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变的细胞在分裂期可形成一个梭形纺锤体，A正确；染色体着丝粒排列在赤道板上是有丝分裂中期的特点，T基因的突变影响的是有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度，因此T基因突变染色体着丝粒可以在赤道板上排列，B错误；着丝粒的分裂不需要依靠纺锤丝的牵引，因此T基因突变的细胞在分裂后期染色体数能正常加倍，C正确；T基因的突变会导致细胞有丝分裂后期纺锤体伸长的时间和长度都明显减少，进而影响纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动，D正确。 2.(2023·重庆高考)药物甲常用于肿瘤治疗，但对正常细胞有一定的毒副作用。某小组利用试剂K(可将细胞阻滞在细胞周期某时期)研究了药物甲的毒性与细胞周期的关系，实验流程和结果如图所示。下列推测正确的是(　　) 注：G1：DNA合成前期；S：DNA合成期；G2：分裂准备期；M期：分裂期。 A.试剂K可以将细胞阻滞在G1期 B.试剂K对细胞周期的阻滞作用不可逆 C.药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组的凋亡率应最低 D.在机体内，药物甲对浆细胞的毒性强于造血干细胞 解析：选C。与Ⅰ组相比，Ⅱ组添加了试剂K，Ⅱ组的G1期细胞占比小于Ⅰ组，故试剂K不可能将细胞阻滞在G1期，对比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组操作和结果可知，试剂K将细胞阻滞在S期，A错误；对比第Ⅱ组和第Ⅲ组可以得出试剂K对细胞周期的阻滞作用是可逆的，B错误；分析Ⅰ、Ⅲ组的细胞凋亡率和各时期的细胞占比可以得知，药物甲主要作用于G2＋M期，Ⅱ组处于G2＋M期细胞数最少，所以Ⅱ组的凋亡率应最低，C正确；浆细胞为高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，所以药物甲对造血干细胞的毒性强于浆细胞，D错误。 3.(2021·海南高考)真核细胞有丝分裂过程中核膜解体和重构过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构 B.Ⅰ→Ⅱ时期过程中，核膜围绕染色体重新组装 C.Ⅲ时期，核膜组装完毕，可进入下一个细胞周期 D.组装完毕后的核膜允许蛋白质等物质自由进出核孔 解析：选D。真核细胞有丝分裂前期会发生核膜解体，即图中的Ⅰ时期，核膜解体后形成的小泡可参与新核膜重构，A正确；由图可知，Ⅰ→Ⅱ时期过程中，核膜围绕染色体重新组装，B正确；真核细胞有丝分裂末期核膜会重新合成，即对应图中的Ⅲ时期，重新合成的核膜为下一次细胞分裂做准备，C正确；核膜上的核孔可以允许蛋白质等大分子物质进出细胞核，但核孔具有选择透过性，大分子物质不能自由进出核孔，D错误。 细胞周期中的几个关键 1.(2024·四川德阳三模)一些细胞可以暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖，但在适当情况下又可重新进入细胞周期，这样的细胞称为G0期细胞(G0期和一个细胞周期如图所示)。下列关于G0期细胞的叙述，错误的是(　　) A.G0期种子细胞中的自由水与结合水的比值往往比M期细胞的低 B.G0期细胞核DNA数量是G2期细胞的2倍，而染色体数目相等 C.G0期记忆细胞再次接触相同抗原会重返细胞周期，参与二次免疫 D.G0期细胞癌变后会重新进入细胞周期，但比原正常细胞的周期短 解析：选B。一般而言，自由水含量越高，细胞代谢越旺盛，G0期种子细胞暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖，其中的自由水与结合水的比值往往比M期细胞的低，A正确；G2期为DNA复制后的间期，G0期细胞暂时脱离细胞周期暂不分裂增殖，G2期细胞核DNA数量是G0期细胞的2倍，而染色体数目相等，B错误；记忆细胞一旦分化形成后往往处于G0期，当受到抗原刺激后可重返细胞周期进行细胞分裂参与免疫反应，C正确；如果处于G0期的细胞发生癌变，该细胞就变成癌细胞，就会重返细胞周期，但比原正常细胞的周期短，分裂加快，D正确。 2.(多选)(2024·江西名校联考)某植物细胞的细胞周期可分为DNA合成前期(G1期，时长5 h)、DNA合成期(S期，时长7 h)、DNA合成后期(G2期，时长3 h)、分裂期(M期，时长7 h)四个连续的时期。TdR能被S期细胞摄入并掺进DNA中抑制DNA合成，用于诱导细胞周期同步化，洗脱TdR后细胞周期可继续正常进行。为诱导细胞周期同步化，进行了以下操作：①在含高浓度TdR培养基中培养至少7 h，洗脱TdR；②在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h，洗脱TdR；③在普通培养基中培养7～15 h；④在普通培养基中培养至少15 h。下列操作顺序不能实现实验目的的是(　　) A.①④① B.②③② C.③②③ D.④①④ 解析：选ACD。要实现细胞周期同步化，即第一步：在含高浓度TdR培养基中培养至少15 h(G2＋M＋G1)，然后洗脱TdR；第二步：在普通培养基中培养至少7 h(S时期)，但不超过15 h(G2＋M＋G1)，防止有些细胞再次进入S期。综上可得实验步骤为②③②可以实现细胞周期同步化，A、C、D符合题意。 考向2　有丝分裂与减数分裂的过程分析 1.(2024·北京高考)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是(　　) A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B.同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ C.有丝分裂前的间期进行DNA复制 D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性 解析：选B。减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的分裂期作准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因此在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D正确。 2.(2023·河北高考)关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是(　　) A.精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞 B.DNA在分裂间期边解旋边复制 C.细胞DNA总量在分裂后期减半 D.核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成 解析：选C。精原细胞能通过有丝分裂产生新的精原细胞，A正确；DNA分子的复制过程发生在分裂间期，DNA复制的特点表现为边解旋边复制，B正确；有丝分裂后期细胞DNA总量不会减半，C错误；在有丝分裂末期，核膜、核仁重新出现，即核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成，D正确。 3.(2023·湖北高考)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是(　　) A.乳酸可以促进DNA的复制 B.较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂 C.癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸 D.敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平 解析：选D。据题干信息可知，乳酸的积累加快的是有丝分裂后期的进程，DNA复制发生在间期，A错误；较高浓度的乳酸可加快有丝分裂后期的进程，促进细胞的有丝分裂，B错误；癌细胞无氧呼吸在细胞质基质中进行，C错误；据题干“甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强”推知，蛋白甲的减少会导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，因此敲除蛋白甲基因可以升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。 1.有丝分裂与减数分裂比较分析 项目 有丝分裂 减数分裂 不同点 分裂的细胞 体细胞或原始生殖细胞 原始生殖细胞 细胞分裂次数 一次 两次 同源染色体的行为 不联会、不互换、不分离 联会、互换、分离 非同源染色体的行为 不自由组合 自由组合 子细胞染色体数目 不减半 减半 子细胞的名称和数目 2个体细胞或原始生殖细胞 4个精细胞或1个卵细胞和3个极体 子细胞间的遗传物质 相同 不一定相同 相同点 (1)染色体都只复制一次；(2)分裂过程中都出现纺锤体，都有核仁、核膜的消失和重建；(3)都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的现象 2.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 场所 睾丸 卵巢 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个精子 1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体 相同点 染色体的行为变化相同 1.(2024·江苏宿迁三模)下图表示植物细胞有丝分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是(　　) A.该过程发生在有丝分裂末期，实现了遗传物质的均等分配 B.真菌、细菌等生物有丝分裂时，也有细胞壁的形成 C.微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感 D.高尔基体小泡中含有固醇，小泡的膜可能形成新的细胞膜 解析：选C。图示细胞中出现细胞板，发生在植物细胞有丝分裂末期，实现了染色体上遗传物质的均等分配，细胞质中的遗传物质不均等分配，A错误；有丝分裂是真核细胞的分裂方式，细菌的分裂方式为二分裂，B错误；微管的主要成分为蛋白质，对低温和秋水仙素敏感，秋水仙素和低温可抑制微管的形成，C正确；高尔基体与细胞壁的形成有关，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，不含固醇，D错误。 2.(2024·安徽蚌埠三模)真核细胞分裂过程中，姐妹染色单体分离机制如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.秋水仙素能抑制分离酶的活性，从而诱导细胞染色体数目加倍 B.纺锤丝形成受阻的细胞中姐妹染色单体也可实现彼此分离 C.减数分裂Ⅰ中黏连蛋白降解后非姐妹染色单体才能发生片段互换 D.动物卵细胞形成过程中，合成的黏连蛋白大部分保留到卵细胞中 解析：选B。秋水仙素能抑制纺锤体的形成，从而导致细胞染色体数目加倍，A错误；纺锤丝形成受阻的细胞中，只要黏连蛋白复合体能正常被分离酶降解，姐妹染色单体也可实现彼此分离，B正确；同源染色体的非姐妹染色单体片段互换发生在减数分裂Ⅰ前期，图示黏连蛋白降解发生在减数分裂Ⅱ后期，C错误；在细胞分裂过程中，黏连蛋白会被降解掉，不会保留到分裂产生的子细胞中，D错误。 3.(多选)(2024·江西上饶模拟)如图表示人体细胞有丝分裂过程中染色质、染色体以及DNA的变化情况，图中序号表示生理过程，下列相关叙述错误的是(　　) A.①发生在有丝分裂末期，此时细胞中染色体、DNA数量不变 B.②中DNA在酶的作用下复制，完成后细胞中染色体数目加倍 C.③发生在有丝分裂后期，随着纺锤丝的牵引着丝粒断裂，DNA加倍 D.④发生在分裂间期，前期以后染色体的高度螺旋限制了②④的进行 解析：选BC。①是染色体解螺旋成为染色质，发生在有丝分裂末期，此时细胞中染色体、DNA数量不变，A正确；②表示染色体的复制，发生在细胞分裂间期，其中的DNA在酶的作用下复制，但是间期结束后细胞中染色体数目不变，B错误；③表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，发生在有丝分裂后期，此时DNA不加倍，且着丝粒的断裂不是纺锤丝牵引子染色体的结果，C错误；④表示DNA的转录，发生在分裂间期，前期以后染色体的高度螺旋限制了②DNA复制、④DNA转录的进行，D正确。 考向3　有丝分裂和减数分裂模型分析 1.(2023·辽宁高考)下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是(　　) A.②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同 B.③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上 C.④时期，非同源染色体自由组合 D.⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同 解析：选B。②时期已经完成了DNA的复制，相当于高等动物的有丝分裂前期，但图中还能观察到核膜，高等动物有丝分裂前期核仁、核膜消失，A错误；由图可知，③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，相当于高等动物有丝分裂中期，B正确；④时期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，C错误；⑤时期，细胞质的分裂方式与高等动物细胞相同，都是直接从细胞中央缢开，D错误。 2.(2022·重庆高考)人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病a基因携带者(XAXa)，需进行遗传筛查。不考虑基因突变，下列推断正确的是(　　) A.若第二极体的染色体数目为22，则卵细胞染色体数目一定是24 B.若第一极体的染色体数目为23，则卵细胞染色体数目一定是23 C.若减数分裂正常，且第二极体X染色体有1个a基因，则所生男孩一定患病 D.若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，则所生男孩一定患病 解析：选D。人类的染色体2N＝46。若在初级卵母细胞处于减数分裂Ⅰ后期时，某对同源染色体没有分离，第一极体有24条染色体，次级卵母细胞有22条染色体，则第二极体和卵细胞的染色体数目都为22，A错误；若第一极体的染色体数目为23，则次级卵母细胞染色体数目一定是23，如果次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ出现姐妹染色单体不分离且移向细胞同一极，则卵细胞染色体数目可能为22或24，B错误；若减数分裂正常，由于减数分裂Ⅰ发生互换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，故第二极体X染色体有1个a基因，卵细胞中也可能是XA基因，则所生男孩可能不患病，C错误；若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，不考虑基因突变，则次级卵母细胞中有2个Xa基因，卵细胞中也会携带Xa基因，则所生男孩一定患病，D正确。 3.(多选)(2024·江苏高考)如图表示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的是(　　) A.有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体 B.有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体 C.有丝分裂后期着丝粒分开，导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍 D.减数分裂Ⅰ完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞 解析：选ABC。在有丝分裂或减数分裂前的间期，染色体进行复制，但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见，A错误；纺锤体的作用是牵引染色体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，染色质螺旋化是自身的变化，B错误；有丝分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，但基因数量不变，C错误；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生互换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞，D正确。 1.“模型法”分析染色体、核DNA数目变化 (1)“物理模型”辨析细胞分裂方式 ①前期：染色体分布在纺锤体中央 ②中期：染色体排列在赤道板上 ③后期：染色体移向细胞两极 (2)“数学模型”分析细胞分裂过程 ①曲线图模型 解读：图中物质或结构的四种变化 ②柱形图模型 解读：数目为0的一定是染色单体，进行分裂的细胞中核DNA和染色体数目不可能为0；柱形图各时期图像中，核DNA 的数目一定≥染色体的数目(1∶1或2∶1)。 3.每条染色体中DNA含量的变化 (1)曲线图模型 (2)模型解读 ①AB段处于分裂间期的S期，进行DNA复制。 ②BC段可表示分裂间期的G2期和有丝分裂前、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前、中期。 ③CD段的变化是着丝粒分裂、姐妹染色单体分开导致的，可表示有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期。 4.同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线 1.(2024·江西南昌二模)图1表示某二倍体高等动物细胞的分裂图像，图2表示该动物细胞分裂过程中某结构的数量变化曲线。不考虑细胞异常分裂。下列相关叙述错误的是(　　) A.图1中细胞乙由细胞甲有丝分裂产生，细胞丁由细胞丙减数分裂产生 B.若细胞丁中的P为X染色体，则Q是Y染色体 C.若图2表示细胞中同源染色体的对数变化，则细胞丁处于BC段 D.细胞甲和细胞丙中染色体数不同，但核DNA分子数相同 解析：选B。图1中甲是处于有丝分裂后期的细胞，乙是精原细胞，丁是次级精母细胞，因此细胞乙由细胞甲有丝分裂产生，细胞丁由细胞丙减数分裂产生，A正确；丁是减数分裂Ⅰ产生的次级精母细胞，细胞中不含同源染色体，若P为X染色体，则Q是常染色体，B错误；图2中该结构数量在间期和AB段为N，在BC段为0，因此该曲线最可能是减数分裂过程中同源染色体数目的变化，BC段是减数分裂Ⅱ过程，细胞丁是次级精母细胞，处于BC段，C正确；细胞甲含有8条染色体，8个核DNA分子，细胞丙中含有4条染色体，8个核DNA分子，两个细胞中染色体数不同，但核DNA分子数相同，D正确。 2.(2024·河北衡水三模)果蝇某器官内两个细胞中的部分染色体及其上的基因分布如图甲、乙所示。不考虑染色体变异，下列分析错误的是(　　) A.基因A/a位于性染色体上，图甲细胞发生了基因突变 B.该果蝇为雄性，图乙细胞正在进行同源染色体的分离 C.两个细胞的核DNA数之比为1∶1，染色体数之比为2∶1 D.不考虑性染色体，两个细胞完成本次分裂均产生两种基因型的子细胞 解析：选A。由图乙可知，基因A/a所在的同源染色体大小相同，为常染色体，图甲中细胞发生了基因突变，A错误；图乙细胞正在进行同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ的后期，由于细胞质是均等分裂，说明该果蝇为雄性，B正确；两个细胞的核DNA数(均为8个)之比为1∶1，染色体数(甲细胞为8个，乙细胞为4个)之比为2∶1，C正确；不考虑性染色体，两个细胞完成本次分裂均产生两种基因型的子细胞，其中甲细胞产生a和A两种基因型的细胞，乙细胞产生aa和Aa两种基因型的细胞，D正确。 3.(多选)(2023·辽宁鞍山二模)图1表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，图2表示细胞分裂不同时期每条染色体上DNA数的变化。下列有关叙述正确的是(　　) A.图1中有丝分裂发生的时间顺序可能是c→b→a→c B.图1中a时期与图2中②之后时期对应，着丝粒分裂，非同源染色体自由组合 C.图2中O到①时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成 D.图2中①到②之间对应时期可以为减数分裂Ⅰ前期～末期和减数分裂Ⅱ前期、中期 解析：选ACD。分析图1：a时期染色体数和核DNA数都是4n，所以是有丝分裂后期和末期；b时期染色体数∶核DNA数＝1∶2，所以是有丝分裂前期和中期；c时期染色体数和核DNA数都是2n，所以是有丝分裂间期中的G期，故有丝分裂发生的时间顺序是c→b→a→c，A正确。图1的a时期是有丝分裂后期或末期；图2中②时期着丝粒分裂，染色单体消失，说明是有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误。图2中O到①时期为有丝分裂间期，每条染色体上DNA数由1变为2，所以此时期细胞中主要完成DNA的复制和相关蛋白质的合成，C正确。图2中①到②之间，每条染色体上DNA数都为2，对应时期可以为减数分裂Ⅰ前期～末期和减数分裂Ⅱ前期、中期，D正确。 考点2·细胞分裂和可遗传变异的关系分析 考向1　细胞分裂与基因突变和基因重组 1.(2024·江西高考)与减数分裂相关的某些基因发生突变，会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应，判断它们影响减数分裂的先后顺序是(　　) 基因 突变效应 M 影响联会配对 O 影响姐妹染色单体分离 P 影响着丝粒与纺锤丝结合 W 影响同源染色体分离 A.M－P－O－W B.M－P－W－O C.P－M－O－W D.P－M－W－O 解析：选B。联会配对发生在减数分裂Ⅰ前期，姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒与纺锤丝结合发生在减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅱ前期，同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期。联会时（减数分裂Ⅰ前期的细线期和偶线期）核膜尚未消失，妨碍着丝粒与纺锤丝相遇，所以联会时不可能已存在丝粒与纺锤丝的结合，即它们影响减数分裂的先后顺序是M－P－W－O。 2.(2023·湖南高考)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染色体片段交换，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不符合题意；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时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符合题意；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不符合题意；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不符合题意。 3.(2021·浙江1月选考)现建立“动物精原细胞(2n＝4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P，其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H(h)、R(r)是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(　　) A.细胞①形成过程中没有发生基因重组 B.细胞②中最多有两条染色体含有32P C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等 D.细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1 解析：选D。图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期，分析细胞①中基因组成可知，发生了互换，即发生了基因重组，A错误。根据DNA分子半保留复制，1个精原细胞(DNA中的P元素都为32P)在不含32P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂产生的子细胞中，每条染色体中的DNA分子都是一条链含32P，另一条链不含32P，该子细胞经过减数分裂Ⅰ前的间期复制，形成的细胞①中每条染色体中只有一条单体的DNA分子中的一条链含有32P(共4条染色单体含有32P)，细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)，但根据图可知，H和h所在的染色体发生过互换，很有可能H和h所在染色体都含有32P，因此细胞②中最多有3条染色体含有32P，B错误。根据B项分析可知，正常情况下，细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上)，但由于细胞①中发生了H和h的互换，而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P，故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等，C错误。如果细胞②的H和R所在染色体含有32P，且细胞②中h所在染色体含有32P，则r所在染色体不含有32P，因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2，形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1，由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段)，h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P)，如果含有32P的2条染色体不在同一极，则形成的细胞⑥和⑦含有32P的核DNA分子数都为1，D正确。 1.细胞分裂与遗传规律的关系 注意：有丝分裂和无丝分裂过程中不存在基因的分离和自由组合。 2.细胞分裂与可遗传变异 (1)细胞分裂与基因突变 (2)减数分裂过程中发生基因重组 1.(2024·江西南昌三模)已知基因型为AaZbW的昆虫，其某细胞处于细胞分裂过程中的一个时期如图所示，下列相关叙述最合理的是(　　) A.该细胞为处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞 B.可判断该细胞在减数分裂前的间期过程中发生了基因突变 C.与该细胞在同一过程中产生的卵细胞基因组成为AZb或aZb D.图示细胞中存在等位基因且含有两对同源染色体 解析：选C。该昆虫的性染色体组成是ZW，所以应是雌性个体，图中细胞不含同源染色体和姐妹染色单体，且为均等分裂，为处于减数分裂Ⅱ后期的(第一)极体，A错误。该昆虫的基因型为AaZbW，图中细胞中同时含有A和a基因，可能是减数分裂Ⅰ的前期同源染色体上的非姐妹染色单体发生了互换，也有可能是在减数分裂前的间期过程中发生了基因突变，B错误。该细胞的基因组成是AaWW，若不考虑基因突变，与该细胞在同一过程中产生的次级卵母细胞基因组成为AaZbZb，产生的卵细胞基因组成为AZb或aZb；若该细胞出现是由于分裂间期发生了基因突变，则可能是A突变为a或者a突变为A，与该细胞在同一过程中产生的次级卵母细胞基因组成为aaZbZb或AAZbZb，产生的卵细胞组成是aZb或AZb，C正确。图示细胞存在等位基因A和a，但不含同源染色体，D错误。 2.(2024·河北邯郸三模)某个哺乳动物在减数分裂过程中形成了下图所示的细胞分裂图，图中数字表示染色体、字母表示基因，下列相关叙述错误的是(　　) A.在分裂间期，1染色体上的a基因可能发生了显性突变 B.在分裂间期，1染色体上的A基因可能发生了隐性突变 C.1和1′染色体发生染色体互换，导致染色单体上的基因重组 D.2染色体上基因排列顺序改变，2′染色体一定发生了片段缺失 解析：选D。1染色体上的姐妹染色单体含等位基因，可能是a基因发生显性突变产生了A基因，也可能是A基因发生隐性突变产生了a基因，A、B正确；由图可知1和1′染色体发生互换，导致染色单体上的非等位基因重组，C 正确；2和1′染色体发生了染色体片段的易位，使2染色体上基因排列顺序发生改变，但2′染色体可能是Y染色体，本来就比2染色体短，D错误。 3.(多选)(2024·江苏苏州二模)基因型为 CcShsh的玉米进行减数分裂时，某一个卵母细胞内第9对染色体可发生如图所示的两种单互换。相关叙述正确的是(　　) A.图示变异发生在四分体时期的姐妹染色单体之间 B.Cc和Shsh两对基因间由于互换而发生基因重组 C.若互换发生在 Cc和Shsh两对基因相连区段内，则产生的是重组型配子 D.若产生ShC和shc配子各占1/2，则互换发生在Cc和Shsh两对基因相连区段外 解析：选BD。图示发生的变异是在四分体时期的同源染色体的非姐妹染色单体之间，A错误。基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，根据图示可知，Cc和Shsh两对基因间由于互换而发生基因重组，B正确。若互换发生在 Cc和Shsh两对基因相连区段内，说明C、c和Sh、sh这两对基因的位置不会改变，产生的配子与不发生互换的细胞产生的配子相同，因此不会产生重组型配子，C错误。根据图示可知，基因型为 CcShsh的玉米进行减数分裂时，不发生互换时产生的配子基因型为ShC和shc，图中左侧单互换没有改变Cc和Shsh这两对基因的位置，因此产生的配子与不发生互换的基因型个体产生的配子相同，配子基因型有ShC和shc两种；而右侧单互换改变了C、c这对基因的位置，说明互换发生在C、c这对基因所在的区段；若产生ShC和shc配子各占1/2，说明该互换方式不会改变基因的位置，则互换发生在 Cc和Shsh 两对基因相连区段外，D正确。 考向2　细胞分裂与染色体变异 1.(2023·江苏高考)由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是(　　) A.病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离 B.通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断 C.患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子 D.降低感染可减轻患者的自身免疫病症状 解析：选C。异常精子一般难以参与受精，故唐氏综合征患病原因主要是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常，21号染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分别移向细胞两极，而是移向了细胞的一极，或者是减数分裂Ⅱ后期着丝粒断开之后姐妹染色单体没有移向细胞两极，以至于产生了含有2条21 号染色体的卵细胞，而后参与受精，A正确；染色体变异可以通过显微镜进行观察，三体中染色体数目增加一条，可统计染色体条数来进一步确定，即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断，B正确；患者含有3条21号染色体，其性母细胞减数分裂时这三条21号染色体随机分开，因而能形成可育配子，C错误；由题意可知唐氏综合征患者常伴有自身免疫病，因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D正确。 2.(2021·河北高考)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减数分裂Ⅰ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减数分裂Ⅰ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中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A正确；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，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减数分裂Ⅰ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，理论上可以通过光学显微镜观察到，D正确。 3.(多选)(2023·河北高考)某雄性果蝇(2n＝8)的一条2号染色体和X染色体发生了片段互换，丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育。该雄蝇与正常雌蝇杂交获得F1，不考虑其他突变。下列叙述正确的是(　　) A.F1雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体 B.F1雌蝇产生的配子一半可育 C.F1雄蝇的细胞中一条2号染色体结构异常 D.此种变异不能为生物进化提供原材料 解析：选AB。设发生互换的染色体分别为2′和X′，由题意可知，丢失2号染色体片段或X染色体片段的雌、雄配子均不育，则该雄果蝇可产生可育配子2′X′、2Y，其与正常雌蝇杂交获得F1，为22′XX′、22XY，其中雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂时形成两个正常四分体，即1号和3号染色体能形成正常的四分体，A正确；F1雌蝇22′XX′产生的配子2X和2′X′可育，2′X和2X′不可育，即F1雌蝇产生的配子一半可育，B正确；F1雄蝇22XY的细胞中两条2号染色体结构均正常，C错误；题干所述变异为染色体结构变异中的易位，突变(基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供了原材料，D错误。 1.细胞分裂过程中发生染色体结构变异 类型 图示 特点 缺失 染色体上的基因数目减少 重复 同一条染色体上存在了等位基因或相同基因 易位 发生在非同源染色体之间 倒位 基因数目没有变化，基因排列顺序发生改变 2.性染色体三体的成因 (1)XXX成因 (2)XXY成因 (3)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即后期Y染色体着丝粒分裂后，两条Y染色体进入同一个精细胞中。 1.(2024·四川德阳模拟)某个精原细胞在分裂过程中某条染色体发生了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)。不考虑其他变异，下列说法错误的是(　　) A.“等臂染色体”可形成于该精原细胞有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期 B.“等臂染色体”在减数分裂过程中可能与正常染色体联会 C.若该细胞正在进行有丝分裂，产生的子细胞中染色体结构和数目均异常 D.若该细胞正在进行减数分裂，则该细胞产生的配子中有一半出现异常 解析：选C。精原细胞可进行有丝分裂，也可进行减数分裂。“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，着丝粒分裂可发生于有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期，A正确；“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；若该细胞正在进行有丝分裂，有丝分裂后期着丝粒发生异常横裂后，产生的子细胞中染色体结构异常，但染色体数目不变，C错误；若该细胞正在进行减数分裂，“等臂染色体”产生现象发生在减数分裂Ⅱ后期，该染色体所在的细胞为次级精母细胞，由该细胞产生的两个精细胞染色体异常，因此该精原细胞产生的配子中有一半出现异常，D正确。 2.(2024·河南周口三模)在果蝇减数分裂过程中，常见两种异常情况会导致精子或卵细胞中染色体异常：①减数分裂Ⅰ异常，同源染色体进入一个细胞中；②减数分裂Ⅱ异常，姐妹染色单体形成的两条染色体进入一个细胞中。不同染色体组合的受精卵性别及存活情况见下表，下列叙述正确的是(　　) 染色体组合 性状 XX 雌性可育 XY 雄性可育 XXX 致死 XXY 雌性可育 XYY 雄性可育 X 雄性不育 Y和YY 致死 A.染色体组成为XYY的受精卵，是染色体组成正常的亲本经减数分裂Ⅰ异常产生的精子和正常卵细胞结合形成的 B.正常情况下，亲本染色体组成分别为XYY和XX时，后代中雄性可育∶雌性可育＝1∶1 C.正常情况下，亲本染色体组成分别为XXY和XY时，子代中染色体组成为XXY的比例为1/6 D.雄性不育是由减数分裂异常产生的不含性染色体的精子和正常的卵细胞结合形成的 解析：选B。染色体组成为XYY的受精卵，一定是染色体组成正常的亲本的含X染色体的卵细胞和含YY染色体的精子形成的，含YY染色体的精子只能是减数分裂Ⅱ异常产生的，A错误；正常情况下，XYY个体产生的精子染色体组成及比例为：X∶YY∶XY∶Y＝1∶1∶2∶2，它与XX的后代中染色体组成及比例为：XX∶XYY∶XXY∶XY＝1∶1∶2∶2，其中染色体组成为XX和XXY为雌性可育，XYY和XY为雄性可育，所以雄性可育∶雌性可育＝1∶1，B正确；正常情况下，XXY个体产生的卵细胞染色体组成及比例为：X∶XY∶XX∶Y＝2∶2∶1∶1，它与XY的后代中染色体组成及比例为：XX∶XXY∶XXX∶XY∶XYY∶YY＝2∶3∶1∶3∶2∶1，其中染色体组成为XXX和YY的个体致死，故子代中染色体组成为XXY的比例为3/10，C错误；雄性不育个体的染色体组成为X，可能是正常且含X染色体的精子与不含性染色体的卵细胞结合形成的，也可能是正常的卵细胞与不含性染色体的精子结合形成的，D错误。 3.(多选)(2024·河北保定二模)果蝇的X染色体片段缺失会导致翅膀后端出现缺刻现象。将缺刻红眼雌蝇(无白眼基因)与正常白眼雄蝇杂交，F1染色体组成及表型如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.缺刻性状的出现是基因突变导致的 B.亲本X染色体缺失位置有决定眼色的基因 C.F1出现死亡个体的原因是缺少正常X染色体 D.F1缺刻白眼♀和正常红眼交配，子代中红眼∶白眼＝2∶1 解析：选BCD。由题可知，缺刻性状的出现是染色体结构变异引起的，A错误；缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交，F1出现了缺刻翅白眼雌果蝇且雌雄比为2∶1，说明亲本缺失片段恰好位于X染色体上红眼基因所在的位置，B正确；根据题图可知F1中缺刻翅雄蝇不能存活，因此F1出现死亡个体的原因是缺少正常X染色体，C正确；F1的缺刻翅白眼雌蝇与正常翅红眼雄蝇杂交，XwX缺×XWY→1XWXw(正常翅红眼雌果蝇)∶1XWX缺(缺刻翅红眼雌果蝇)∶1XwY(正常翅白眼雄果蝇)∶1X缺Y(死亡)，子代中红眼∶白眼＝2∶1，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$