专题08 细胞增殖和受精作用-2025年高考生物考前复习专项必备

高考抢分08 细胞增殖和受精作用 一、考情分析 本命题点旨在考查考生对细胞增殖和受精作用过程中涉及的基本原理和过程的理解，包括有丝分裂、减数分裂在生物体的作用。一是直接考查考生对细胞分裂过程和受精作用过程的识记和理解，重点是细胞周期各个阶段的特点和变化、减数分裂各个阶段的特点和变化；二是通过具体的生物学情境考查考生对细胞分裂过程的综合分析能力以及对实验数据的处理能力，只在考查考生的逻辑思维和解决问题的能力。 试题围绕细胞增殖的基础知识、细胞分裂和受精作用的动态变化、实验设计与数据分析进行设问。通过复杂情境，要求考生综合运用所学知识分析、准确判断细胞分裂和受精作用过程中可能出现的异常及其原因；通过对实验设计与数据的分析，考查考生设计实验、处理实验数据及解释实验结果的能力；通过与实际问题联系，阴道考生从生物学的视角思考和解决遗传学问题，如染色体异常导致的遗传差异，环境因素对细胞增殖和受精作用的影响。试题主要以教材中的经典实验、科学研究实验、医学和生物技术中的实际问题为情境。 二、常考考点分析 （一）有丝分裂和减数分裂 1.有丝分裂和减数分裂比较 区别 有丝分裂 减数分裂 子细胞类型 体细胞 生殖细胞 染色体复制次数 1次 1次 细胞分裂次数 1次 连续2次 子细胞数目             2个 4个 染色体数目变化 亲子细胞染色体数目相同 子细胞染色体数目减少一半 同源染色体的行为 无特殊行为变化 发生联会、出现四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离 2.有丝分裂常考点 项目 内容 细胞周期 只存在于有丝分裂，减数分裂、无丝分裂不存在细胞周期 抑制DNA复制 发生在间期，细胞无法进入分裂期，可导致细胞停止分裂 抑制纺锤体形成 发生在前期，阻止细胞分裂，诱导染色体数目加倍 DNA复制 发生在间期，DNA数目因“DNA复制而暂时加倍”，可能因突变产生新的基因 着丝粒分裂 发生在后期，染色体数目因“着丝粒分裂而暂时加倍”，染色单体消失 细胞分裂 发生在末期，染色体数目减半，DNA数目减半 3.细胞分裂图像识别 3.1 观察分裂图像是否具有减数分裂Ⅰ的特殊染色体行为 3.1.1 有——则直接确定是减数分裂Ⅰ的什么时期。如： 3.1.2无——则进一步确定细胞中是否存在同源染色体 3.2.1有——有丝分裂图像，如 3.2.2 无——减数分裂Ⅱ图像，如 3.3.1若出现减数分裂后期图像，进一步观察细胞质是否均等分开 3.3.2减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分开——为初级精母细胞；细胞质不均等分开，为初级卵母细胞 初级精母细细胞，形成两个次级精母细胞，四个精细胞 初级卵母细胞，形成一个次级卵母细胞，一个第一极体 3.3.3减数分裂Ⅱ后期，细胞质均等分开——为次级精母细胞或第一极体；细胞质不均等分开，为次级卵母细胞 次级精母细胞或第一极体，分裂形成两个精细胞或两个第二极体 次级卵母细胞，分裂形成一个卵细胞和一个第二极体 4.染色体数、同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线 a曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； b曲线表示减数分裂过程中同源染色体对数的变化，变化原因是减数分裂Ⅰ末期同源染色体分离后均分到两个子细胞； c曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； d曲线表示减数分裂过程中染色体数、染色体组数的变化，由2到1的原因是减I末期，同源染色体分离后均分到两个子细胞；由1到2的原因是减II后期，着丝粒分裂，染色单体分开；再由2到1的原因是减II末期，染色体均分到两个子细胞。 （二）DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题 1.染色体与染色单体、DNA与脱氧核苷酸链 ①正常情况下，1条染色体上1个DNA分子； ②染色体复制后产生的两个子代DNA位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 ③1个DNA分子由2条脱氧核苷酸链构成。 解答此类试题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。图示如下： 2.有丝分裂中子细胞染色体标记情况分析 （1）过程图解（选取1对同源染色体标记） ①情境1：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行有丝分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素） 每个细胞中标记染色体数 第一次有丝分裂 第二次有丝分裂 前中期 后期 每个子细胞 前中期 后期 每个子细胞 1对同源染色体 2对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 0～4 规律总结：若只进行一次有丝分裂，产生的子细胞都带有同位素标记；若连续进行两次有丝分裂，产生的子细胞有一半或全部带有同位素标记。 ②情境2：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行减数分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素）用15N完全标记细胞（n条染色体） 减数分裂标记染色体数 每个细胞中标记染色体数 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前中期 后期 子细胞 前中期 后期 子细胞 1对同源染色体 1对同源染色体 1条染色体 1条染色体 2条染色体 2条染色体 规律总结：减数分裂时染色体只复制一次，产生的子细胞都带有放射性标记。 （三）减数分裂配子异常情况分析（以精原细胞基因型为AaBb为例） 1.正常的减数分裂过程 精细胞全部正常 2.MⅠ异常（同源染色体未正常分离） 精细胞全部异常 3.MⅡ异常（姐妹染色单体分开后，子染色体未移向细胞两级） 精细胞一半正常，一半异常 4.交叉互换和基因突变（DNA复制出差错） 在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则会引起基因突变，可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。 三、高考真题分析 例1．（2024·广东·高考真题）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性染色体不分离 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 例2.（2023·浙江·高考真题）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、乙细胞处于减数第二次分裂后期 B．甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞中每个染色体组的DNA分子数相同 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 例3．（2020·山东·高考真题）CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒( BYDV )的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（    ） A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体 C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 例4.（2019年•浙江4月）在含有BrdU的培养基中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色观察，下列推测错误的是（ ） A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记 四、高考模拟试题精选 一、单选题 1．（2025·安徽黄山·二模）一只雄性黑腹果蝇（2N ＝8）的性腺中，两个正处于分裂期的甲、乙细胞的染色体数目和核 DNA 分子数如图所示。若不考虑染色体变异，下列叙述正确的是（　　） A．甲处于有丝分裂，乙处于减数分裂 B．乙处于有丝分裂，甲处于减数分裂 C．甲完成分裂后产生的两个子细胞，染色体形态一定相同 D．乙完成分裂后产生的两个子细胞，染色体形态一定相同 2．（2025·安徽黄山·二模）下图为某伴 X 染色体隐性遗传病的系谱图，基因检测发现致病基因d 存在两种突变序列，记作 dA 与dB。下列叙述正确的是（　　） A．Ⅱ-1性染色体组成可能为 XXY，是母方减数分裂异常导致的 B．Ⅱ-2 与正常女性婚配，所生子女患有该伴 X 染色体隐性遗传病的概率是 1/2 C．Ⅱ-3 与正常男性婚配，所生儿子全都患有该伴 X 染色体隐性遗传病 D．Ⅱ-4 与正常男性婚配，所生子女不患该伴 X 染色体隐性遗传病 3．（2025·山东·二模）一个基因型为Aa的雌性个体在减数分裂过程中部分卵原细胞可能发生如下两种异常情况：图一表示减数分裂Ⅱ中某条染色体发生着丝粒异常横裂，形成的两条子染色体分别移向两极；图二表示联会时两条非同源染色体发生了融合，导致融合后含着丝粒的染色体失去着丝粒分裂功能，不含着丝粒的染色体丢失。融合染色体及正常的两条相应染色体在之后会随机分配到细胞两极（一极至少有3条染色体中的1条），不考虑基因突变和其他染色体畸变。下列说法错误的是（　　） A．若发生图一异常情况，该个体第二极体基因组成最多有6种可能 B．若发生图一异常情况，卵细胞为A且第一极体不含A，则该个体第二极体基因组成有3种可能 C．若发生图二异常情况，该个体卵细胞的染色体数目有三种可能 D．若发生图二异常情况，该个体卵细胞的基因组成可能为Aaa 4．（2025·江西九江·二模）科学家在对果蝇刚毛性状进行研究时发现，基因型M+M的部分个体长出了一块扇形的野生型刚毛，其中M是决定细长刚毛的显性基因。这是由于有丝分裂过程中M+/M所在的染色体不分离造成的，过程如下图所示。异常的有丝分裂产生的单体细胞（2n—1），因生长缓慢且不稳定，在后续有丝分裂过程中，经常会失去其他染色体而最后成为一个稳定的单倍体细胞（n），称为单倍体化过程。下列分析合理的是（    ） A．有丝分裂过程中同源染色体是否正常分离是由M+和M基因决定的 B．若图示过程发生在减数分裂Ⅱ，结果会产生含2个染色体组的配子 C．与单倍体植株一样，单体细胞生长缓慢且不稳定，单体植株常为高度不育 D．单倍体化可以用于检测野生型个体发生隐性突变后产生的性状类型 5．（2024·全国·模拟预测）研究人员发现有一种孤雌生殖诱导系玉米S，当其作为父本与普通玉米杂交时，会产生2.29%的单倍体子代。就这些单倍体出现的原因，科研人员提出了两种假说：单受精理论认为S的花粉中只有一个有效精子，随机与卵细胞或极核受精；染色体排除理论认为受精卵中来自精子的染色体全部丢失。极核是指在被子植物中伴随卵细胞形成的两个极核，每个极核含有正常体细胞的一半染色体。若将控制植株紫色色素形成基因A和控制胚紫色色素合成的基因R导入S的染色体DNA，使其作为父本与黄籽粒普通玉米杂交，则产生的单倍体子代表现型为（    ） A．若单受精理论成立，该单倍体子代应表现为植株为绿色、胚为紫色 B．若单受精理论成立，该单倍体子代应表现为植株为紫色、胚为黄色 C．若染色体排除理论成立，该单倍体子代应表现为植株和胚均为紫色 D．若染色体排除理论成立，该单倍体子代应表现为植株为绿色、胚为黄色 6．（23-24高三上·广东惠州·阶段练习）斑马鱼（2n=50）作为水生模式生物，其幼鱼皮肤中的一群表面上皮细胞（SEC）会在生物体发育过程中出现一种非典型的细胞分裂机制--无合成分裂（不涉及基因组的复制），SEC进行两轮分裂，产生总体积与初级母细胞的体积一致的四个子细胞。生物体生长产生的组织张力通过积累可以促进无合成分裂，Piezo1作为张力传感器，是机械敏感性离子通道蛋白。下列说法正确的是（　　） A．SEC进行无合成分裂过程中会出现姐妹染色单体 B．无合成分裂过程会出现同源染色体联会现象 C．SEC进行两轮分裂产生的4个子细胞染色体数均为25条 D．该分裂能迅速增加上皮表面积，从而保障对生长中幼鱼的体表覆盖 二、多选题 7．（2022·全国·模拟预测）有丝分裂过程中，如果着丝粒功能异常，有一些染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间（图1中箭头所指）。研究发现，SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂。如果SPO11酶98位的氨基酸改变（用SPO11-cd表示），则该酶催化活性丧失。科研人员利用基因工程技术在正常细胞中导入经诱导才能表达的SPO11基因，发现SPO11高表达会导致有丝分裂过程中一种着丝粒蛋白（CENPA）消失，结果如图2所示。下列说法错误的是（    ） A．着丝粒异常会抑制细胞从两极发出纺锤丝，进而不利于染色体移向两极 B．图1的细胞处于有丝分裂后期，此时期最方便进行图2的计数 C．SPO11可在减数分裂I的前期发挥作用，实现非姐妹染色单体间的交叉互换 D．没有催化活性的SPO11-cd酶丧失了原SPO11酶的一切功能 8．（24-25高三上·山东潍坊·开学考试）现有一株小籽粒的纯合突变株甲，将甲与野生型植株杂交，F1均为正常籽粒，F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验，统计正常籽粒与小籽粒的数量。已知来自母本的某些基因，在子代中无功能。下列说法错误的是（　　） F1（♂）×甲（♀）→正常籽粒：小籽粒=3：1 F1（♀）×甲（♂）→正常籽粒：小籽粒=1：1 A．来自母本的某些基因无功能，可能是发生甲基化所致 B．正常籽粒为显性性状，籽粒的性状可能受两对等位基因控制 C．F1产生配子时，遵循基因的分离定律但不遵循自由组合定律 D．F1自交，所结籽粒的表型及比例为正常籽粒：小籽粒=13：3 三、非选择题 9．（2025·四川·模拟预测）蚕为二倍体生物，其性别决定方式为ZW型。其体色具有黑色和赤色两种表型，由位于Z染色体上的一对等位基因T/t控制。某实验小组将一个致死基因S（纯合致死，如ZSZS、ZSW、ZSO，其中O表示缺少一条性染色体）导入某黑体雄蚕体内的Z染色体上，得到转基因雄蚕，并用该雄蚕进行了如表所示实验。实验中子代均在幼年时进行检测。回答下列问题： 亲本 F1 表型及比例 转基因黑体雄蚕×赤体雌蚕 黑体雄蚕：赤体雄蚕：赤体雌蚕=1：1：1 (1)基因S导入的为基因 （填“T”或“t”）所在染色体，判断依据是 。 (2)已知蚕有多种异常性染色体型，其中有ZO（雌性、不育）、ZZW（雌雄同体、不育），其余异常性染色体型均胚胎致死。该实验小组利用上述F1中黑体雄蚕与野生型黑体雌蚕杂交，子代的表型及比例为黑体雄蚕：黑体雌雄同体：赤体雌蚕=46：4：25，已知出现该结果的原因是亲本中某一个体在减数分裂中发生了一次异常，则具体异常过程可能是 。该亲本减数分裂时，减数分裂Ⅰ过程中发生该异常过程的细胞所占百分比为 。 (3)另有实验组重复（2）中的实验，其子代表型及比例分别为黑体雄蚕：赤体雌蚕：黑体雌蚕=30：14：1。若无染色体变异，则出现上述结果的原因最可能是 ，该现象发生的时期是 。 10．（2025·辽宁·三模）水稻雌雄同株，自然状态下自花授粉。水稻花粉发育异常或不育会导致出现花粉活力下降、花药开裂不全、花粉管萌发受阻等问题，最终降低水稻的结实率和产量。但雄性不育植株可以简化制种程序，避免人工去雄操作，是杂交水稻遗传育种的关键材料。回答下列问题： (1)对二倍体水稻采取 的措施可获取同源四倍体水稻，与二倍体水稻相比，同源四倍体水稻具有的优点有 （答出1点），但其结实率偏低，影响产量。 (2)水稻花粉母细胞减数分裂期间，若染色体的行为只考虑同源染色体联会后平均分配且随机移向细胞两极的情况，则将基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交获得F1，F1与基因型为aaaa的植株杂交获得F2，F2的表型及比例为 。但实际上，染色体的行为会出现如图1所示的3种同源染色体的联会和分离现象，图1中联会方式 （填序号）在减I后期容易出现非2/2式分离，从而形成非整倍体的配子，使水稻的结实率下降。研究人员利用同源四倍体水稻T1与同源四倍体水稻品系T2杂交，经选育获得了可克服结实率低的新型四倍体水稻H3，相关材料花粉育性的统计结果如表所示。从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析，H3能克服结实率低的原因可能是 。T1、H3与T2的生长情况如图2所示，与T1、T2相比，H3在产量方面表现出明显的 的遗传学现象。 材料 T1 T2 H3 E（二倍体水稻） 育性正常的花粉比例/% 52.51 60.10 90.79 96.32 (3)研究发现雄性可育（C基因控制）与雄性不育（c基因控制）为一对相对性状。为确保基因型为∝的品系F的雄性不育特性能够稳定遗传下去，研究人员构建了如图3所示的基因表达载体，将其导入品系F，获得仅一条染色体含表达载体的品系G。如何仅利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作，写出简要思路及理由： 。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考抢分08 细胞增殖和受精作用 光华老师 高考抢分，是高考得高分必备技能。抢分，不是靠扎根题海，狂刷滥做；抢分，也不是靠一头扎在参考书里，死记硬背。抢分，一靠基础扎实，二靠解题技巧，三靠心态平和。 一、考情分析 本命题点旨在考查考生对细胞增殖和受精作用过程中涉及的基本原理和过程的理解，包括有丝分裂、减数分裂在生物体的作用。一是直接考查考生对细胞分裂过程和受精作用过程的识记和理解，重点是细胞周期各个阶段的特点和变化、减数分裂各个阶段的特点和变化；二是通过具体的生物学情境考查考生对细胞分裂过程的综合分析能力以及对实验数据的处理能力，只在考查考生的逻辑思维和解决问题的能力。 试题围绕细胞增殖的基础知识、细胞分裂和受精作用的动态变化、实验设计与数据分析进行设问。通过复杂情境，要求考生综合运用所学知识分析、准确判断细胞分裂和受精作用过程中可能出现的异常及其原因；通过对实验设计与数据的分析，考查考生设计实验、处理实验数据及解释实验结果的能力；通过与实际问题联系，阴道考生从生物学的视角思考和解决遗传学问题，如染色体异常导致的遗传差异，环境因素对细胞增殖和受精作用的影响。试题主要以教材中的经典实验、科学研究实验、医学和生物技术中的实际问题为情境。 二、常考考点分析 （一）有丝分裂和减数分裂 1.有丝分裂和减数分裂比较 区别 有丝分裂 减数分裂 子细胞类型 体细胞 生殖细胞 染色体复制次数 1次 1次 细胞分裂次数 1次 连续2次 子细胞数目             2个 4个 染色体数目变化 亲子细胞染色体数目相同 子细胞染色体数目减少一半 同源染色体的行为 无特殊行为变化 发生联会、出现四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离 2.有丝分裂常考点 项目 内容 细胞周期 只存在于有丝分裂，减数分裂、无丝分裂不存在细胞周期 抑制DNA复制 发生在间期，细胞无法进入分裂期，可导致细胞停止分裂 抑制纺锤体形成 发生在前期，阻止细胞分裂，诱导染色体数目加倍 DNA复制 发生在间期，DNA数目因“DNA复制而暂时加倍”，可能因突变产生新的基因 着丝粒分裂 发生在后期，染色体数目因“着丝粒分裂而暂时加倍”，染色单体消失 细胞分裂 发生在末期，染色体数目减半，DNA数目减半 3.细胞分裂图像识别 3.1.1 有——则直接确定是减数分裂Ⅰ的什么时期。如： 3.1.2无——则进一步确定细胞中是否存在同源染色体 4.染色体数、同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线 a曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； b曲线表示减数分裂过程中同源染色体对数的变化，变化原因是减数分裂Ⅰ末期同源染色体分离后均分到两个子细胞； c曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； d曲线表示减数分裂过程中染色体数、染色体组数的变化，由2到1的原因是减I末期，同源染色体分离后均分到两个子细胞；由1到2的原因是减II后期，着丝粒分裂，染色单体分开；再由2到1的原因是减II末期，染色体均分到两个子细胞。 1.染色体与染色单体、DNA与脱氧核苷酸链 ①正常情况下，1条染色体上1个DNA分子； ②染色体复制后产生的两个子代DNA位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 ③1个DNA分子由2条脱氧核苷酸链构成。 解答此类试题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。图示如下： 2.有丝分裂中子细胞染色体标记情况分析 （1）过程图解（选取1对同源染色体标记） ①情境1：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行有丝分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素） 每个细胞中标记染色体数 第一次有丝分裂 第二次有丝分裂 前中期 后期 每个子细胞 前中期 后期 每个子细胞 1对同源染色体 2对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 0～4 规律总结：若只进行一次有丝分裂，产生的子细胞都带有同位素标记；若连续进行两次有丝分裂，产生的子细胞有一半或全部带有同位素标记。 ②情境2：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行减数分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素）用15N完全标记细胞（n条染色体） 减数分裂标记染色体数 每个细胞中标记染色体数 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前中期 后期 子细胞 前中期 后期 子细胞 1对同源染色体 1对同源染色体 1条染色体 1条染色体 2条染色体 2条染色体 规律总结：减数分裂时染色体只复制一次，产生的子细胞都带有放射性标记。 （三）减数分裂配子异常情况分析（以精原细胞基因型为AaBb为例） 1.正常的减数分裂过程 精细胞全部正常 2.MⅠ异常（同源染色体未正常分离） 精细胞全部异常 3.MⅡ异常（姐妹染色单体分开后，子染色体未移向细胞两级） 精细胞一半正常，一半异常 4.交叉互换和基因突变（DNA复制出差错） 在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则会引起基因突变，可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。 三、高考真题分析 例1．（2024·广东·高考真题）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性染色体不分离 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 【解析】 患儿基因型 精子 卵细胞 可能得原因 Xg1Xg2Y Xg1Y Xg2 精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 Y Xg1Xg2 卵母细胞复制时基因突变，卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 【答案】A 例2.（2023·浙江·高考真题）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、乙细胞处于减数第二次分裂后期 B．甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞中每个染色体组的DNA分子数相同 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】 图解 信息 细胞分裂 时期 染色体数 核DNA 分子数 染色体 组数 子细胞 形成过程中发生的变异 甲图 有丝分裂中期 4 8 2 2种 基因突变、染色体变异 乙图 减数分裂Ⅱ后期 4 4 2 2种 基因重组、染色体变异 【答案】B 例3．（2020·山东·高考真题）CDK1是推动细胞由分裂间期 进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化 导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分 后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂 期。大麦黄矮病毒( BYDV )的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷 酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（    ） A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体 C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 【解析】 选项 题干或教材信息 结论 A 正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高 正确 B 正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体 正确 C 感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的 错误 D M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期 正确 【答案】C 例4.（2019年•浙江4月）在含有BrdU的培养基中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色观察，下列推测错误的是（   ） A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记 【解析】 教材信息 DNA分子的复制是半保留复制，每一个DNA复制得到2个DNA分子，每个DNA移向细胞哪一极是随机的 题干信息 将一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色观察 当用某种荧光染料对复制后的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光） 一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期 子细胞数 共有DNA单链 含BrdU标记的链 4个 16条 14条 【答案】D $$ 高考抢分08 细胞增殖和受精作用 一、考情分析 本命题点旨在考查考生对细胞增殖和受精作用过程中涉及的基本原理和过程的理解，包括有丝分裂、减数分裂在生物体的作用。一是直接考查考生对细胞分裂过程和受精作用过程的识记和理解，重点是细胞周期各个阶段的特点和变化、减数分裂各个阶段的特点和变化；二是通过具体的生物学情境考查考生对细胞分裂过程的综合分析能力以及对实验数据的处理能力，只在考查考生的逻辑思维和解决问题的能力。 试题围绕细胞增殖的基础知识、细胞分裂和受精作用的动态变化、实验设计与数据分析进行设问。通过复杂情境，要求考生综合运用所学知识分析、准确判断细胞分裂和受精作用过程中可能出现的异常及其原因；通过对实验设计与数据的分析，考查考生设计实验、处理实验数据及解释实验结果的能力；通过与实际问题联系，阴道考生从生物学的视角思考和解决遗传学问题，如染色体异常导致的遗传差异，环境因素对细胞增殖和受精作用的影响。试题主要以教材中的经典实验、科学研究实验、医学和生物技术中的实际问题为情境。 二、常考考点分析 （一）有丝分裂和减数分裂 1.有丝分裂和减数分裂比较 区别 有丝分裂 减数分裂 子细胞类型 体细胞 生殖细胞 染色体复制次数 1次 1次 细胞分裂次数 1次 连续2次 子细胞数目             2个 4个 染色体数目变化 亲子细胞染色体数目相同 子细胞染色体数目减少一半 同源染色体的行为 无特殊行为变化 发生联会、出现四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离 2.有丝分裂常考点 项目 内容 细胞周期 只存在于有丝分裂，减数分裂、无丝分裂不存在细胞周期 抑制DNA复制 发生在间期，细胞无法进入分裂期，可导致细胞停止分裂 抑制纺锤体形成 发生在前期，阻止细胞分裂，诱导染色体数目加倍 DNA复制 发生在间期，DNA数目因“DNA复制而暂时加倍”，可能因突变产生新的基因 着丝粒分裂 发生在后期，染色体数目因“着丝粒分裂而暂时加倍”，染色单体消失 细胞分裂 发生在末期，染色体数目减半，DNA数目减半 3.细胞分裂图像识别 3.1 观察分裂图像是否具有减数分裂Ⅰ的特殊染色体行为 3.1.1 有——则直接确定是减数分裂Ⅰ的什么时期。如： 3.1.2无——则进一步确定细胞中是否存在同源染色体 3.2.1有——有丝分裂图像，如 3.2.2 无——减数分裂Ⅱ图像，如 3.3.1若出现减数分裂后期图像，进一步观察细胞质是否均等分开 3.3.2减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分开——为初级精母细胞；细胞质不均等分开，为初级卵母细胞 初级精母细细胞，形成两个次级精母细胞，四个精细胞 初级卵母细胞，形成一个次级卵母细胞，一个第一极体 3.3.3减数分裂Ⅱ后期，细胞质均等分开——为次级精母细胞或第一极体；细胞质不均等分开，为次级卵母细胞 次级精母细胞或第一极体，分裂形成两个精细胞或两个第二极体 次级卵母细胞，分裂形成一个卵细胞和一个第二极体 4.染色体数、同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线 a曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； b曲线表示减数分裂过程中同源染色体对数的变化，变化原因是减数分裂Ⅰ末期同源染色体分离后均分到两个子细胞； c曲线表示有丝分裂过程中染色体数、同源染色体对数或染色体组数的变化，变化原因是有丝后期，着丝粒分裂，染色单体分开； d曲线表示减数分裂过程中染色体数、染色体组数的变化，由2到1的原因是减I末期，同源染色体分离后均分到两个子细胞；由1到2的原因是减II后期，着丝粒分裂，染色单体分开；再由2到1的原因是减II末期，染色体均分到两个子细胞。 （二）DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题 1.染色体与染色单体、DNA与脱氧核苷酸链 ①正常情况下，1条染色体上1个DNA分子； ②染色体复制后产生的两个子代DNA位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。 ③1个DNA分子由2条脱氧核苷酸链构成。 解答此类试题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。图示如下： 2.有丝分裂中子细胞染色体标记情况分析 （1）过程图解（选取1对同源染色体标记） ①情境1：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行有丝分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素） 每个细胞中标记染色体数 第一次有丝分裂 第二次有丝分裂 前中期 后期 每个子细胞 前中期 后期 每个子细胞 1对同源染色体 2对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 1对同源染色体 0～4 规律总结：若只进行一次有丝分裂，产生的子细胞都带有同位素标记；若连续进行两次有丝分裂，产生的子细胞有一半或全部带有同位素标记。 ②情境2：亲细胞有一对同源染色体的DNA全部被标记，进行减数分裂。（母链被同位素标记，培养液中不含标记同位素）用15N完全标记细胞（n条染色体） 减数分裂标记染色体数 每个细胞中标记染色体数 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前中期 后期 子细胞 前中期 后期 子细胞 1对同源染色体 1对同源染色体 1条染色体 1条染色体 2条染色体 2条染色体 规律总结：减数分裂时染色体只复制一次，产生的子细胞都带有放射性标记。 （三）减数分裂配子异常情况分析（以精原细胞基因型为AaBb为例） 1.正常的减数分裂过程 精细胞全部正常 2.MⅠ异常（同源染色体未正常分离） 精细胞全部异常 3.MⅡ异常（姐妹染色单体分开后，子染色体未移向细胞两级） 精细胞一半正常，一半异常 4.交叉互换和基因突变（DNA复制出差错） 在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则会引起基因突变，可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。 三、高考真题分析 例1．（2024·广东·高考真题）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性染色体不分离 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 【解析】 患儿基因型 精子 卵细胞 可能得原因 Xg1Xg2Y Xg1Y Xg2 精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 Y Xg1Xg2 卵母细胞复制时基因突变，卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 【答案】A 例2.（2023·浙江·高考真题）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、乙细胞处于减数第二次分裂后期 B．甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞中每个染色体组的DNA分子数相同 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】 图解 信息 细胞分裂 时期 染色体数 核DNA 分子数 染色体 组数 子细胞 形成过程中发生的变异 甲图 有丝分裂中期 4 8 2 2种 基因突变、染色体变异 乙图 减数分裂Ⅱ后期 4 4 2 2种 基因重组、染色体变异 【答案】B 例3．（2020·山东·高考真题）CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒( BYDV )的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（    ） A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体 C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 【解析】 选项 题干或教材信息 结论 A 正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到抑制，使其磷酸化水平较高 正确 B 正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体 正确 C 感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的 错误 D M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂间期 正确 【答案】C 例4.（2019年•浙江4月）在含有BrdU的培养基中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色观察，下列推测错误的是（ ） A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记 【解析】 教材信息 DNA分子的复制是半保留复制，每一个DNA复制得到2个DNA分子，每个DNA移向细胞哪一极是随机的 题干信息 将一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色观察 当用某种荧光染料对复制后的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光） 一个细胞置于含BrdU的培养基中，培养到第三个细胞周期的中期 子细胞数 共有DNA单链 含BrdU标记的链 4个 16条 14条 【答案】D 四、高考模拟试题精选 一、单选题 1．（2025·安徽黄山·二模）一只雄性黑腹果蝇（2N ＝8）的性腺中，两个正处于分裂期的甲、乙细胞的染色体数目和核 DNA 分子数如图所示。若不考虑染色体变异，下列叙述正确的是（　　） A．甲处于有丝分裂，乙处于减数分裂 B．乙处于有丝分裂，甲处于减数分裂 C．甲完成分裂后产生的两个子细胞，染色体形态一定相同 D．乙完成分裂后产生的两个子细胞，染色体形态一定相同 【答案】D 【分析】精子的形成过程： （1）精原细胞经过减数分裂Ⅰ前的间期（染色体的复制）→初级精母细胞； （2）初级精母细胞经过减数分裂Ⅰ（前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合）→两种次级精母细胞； （3）次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ过程（类似于有丝分裂）→精细胞； （4）精细胞经过变形→精子。 【详解】AB、甲细胞中染色体数为8条，核DNA分子数为16个，说明DNA已经完成复制，染色体数与体细胞相同，可能处于有丝分裂前期、中期或减数分裂Ⅰ；乙细胞中染色体数为8条，核DNA分子数为8个，染色体数与核DNA分子数相等且与体细胞相同，可能处于减数分裂Ⅱ后期（着丝点分裂后）也可能处于有丝分裂末期，所以甲可能处于有丝分裂或减数分裂，乙处于减数分裂或有丝分裂，AB错误； C、若甲处于减数分裂Ⅰ，完成分裂后产生的两个子细胞是次级精母细胞，由于同源染色体分离，这两个子细胞的染色体形态不一定相同，C错误； D、乙处于减数分裂Ⅱ后期，不考虑染色体变异，乙完成分裂后产生的两个精细胞的染色体形态一定相同；若乙处于有丝分裂末期，形成的两个体细胞的染色体形态一定相同，D正确。 2．（2025·安徽黄山·二模）下图为某伴 X 染色体隐性遗传病的系谱图，基因检测发现致病基因d 存在两种突变序列，记作 dA 与dB。下列叙述正确的是（　　） A．Ⅱ-1性染色体组成可能为 XXY，是母方减数分裂异常导致的 B．Ⅱ-2 与正常女性婚配，所生子女患有该伴 X 染色体隐性遗传病的概率是 1/2 C．Ⅱ-3 与正常男性婚配，所生儿子全都患有该伴 X 染色体隐性遗传病 D．Ⅱ-4 与正常男性婚配，所生子女不患该伴 X 染色体隐性遗传病 【答案】C 【分析】由题意分析可知，该病为伴X染色体隐性遗传病，其致病基因d有两种突变形式，记作dA与dB，则患病女性基因型为XdAXdA、XdAXdB、XdBXdB，患病男性基因型为XdAY、XdBY。 【详解】A、由题意可知，Ⅱ-1是男性患者，性染色体组成为XXY，且其是伴X染色体隐性遗传病的患者，结合系谱图可知，其基因型为XdAXdBY，结合系谱图分析可知，Ⅰ-1的基因型为XdAY，Ⅰ-2的基因型为XDXdB（D为正常基因），不考虑新的基因突变和染色体变异，Ⅱ-1性染色体异常，是因为Ⅰ-1减数分裂Ⅰ时同源染色体X与Y不分离，形成了XdAY的精子，与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的，A错误； B、由A项分析可知，Ⅰ-1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ2的基因型为XdBY，正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB，故Ⅱ-2与正常女性（基因型不确定）婚配，所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定，B错误； C、由A项分析可知，Ⅰ-1的基因型为XdAY，Ⅰ-2的基因型为XDXdB，则Ⅱ-3的基因型为XdAXdB，与正常男性XDY婚配，所生儿子基因型为XdAY或XdBY，均为该伴X染色体隐性遗传病患者，C正确； D、由A项分析可知，Ⅰ-1的基因型为XdAY，Ⅰ-2的基因型为XDXdB，则Ⅱ-4的基因型为XDXdA，与正常男性XDY婚配，则所生子女中可能有基因型为XdAY的该伴X染色体隐性遗传病的男性患者，D错误。 3．（2025·山东·二模）一个基因型为Aa的雌性个体在减数分裂过程中部分卵原细胞可能发生如下两种异常情况：图一表示减数分裂Ⅱ中某条染色体发生着丝粒异常横裂，形成的两条子染色体分别移向两极；图二表示联会时两条非同源染色体发生了融合，导致融合后含着丝粒的染色体失去着丝粒分裂功能，不含着丝粒的染色体丢失。融合染色体及正常的两条相应染色体在之后会随机分配到细胞两极（一极至少有3条染色体中的1条），不考虑基因突变和其他染色体畸变。下列说法错误的是（　　） A．若发生图一异常情况，该个体第二极体基因组成最多有6种可能 B．若发生图一异常情况，卵细胞为A且第一极体不含A，则该个体第二极体基因组成有3种可能 C．若发生图二异常情况，该个体卵细胞的染色体数目有三种可能 D．若发生图二异常情况，该个体卵细胞的基因组成可能为Aaa 【答案】B 【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。 【详解】A、正常情况下，第二极体的基因型可能为A或 a，减数分裂II时，姐妹染色单体上的基因为AA或aa，着丝粒横裂，第二极体的基因型可能为AA、aa、O(表示没有相应的基因)，若减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，第二极体的基因组成还可以是Aa，第二极体基因组成最多有6种可能，A正确； B、卵细胞为A，且第一极体不含A，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体为A，另外两个极体为a或aa、0，组成有4种可能，B错误； C、发生图二异常情况时，一极至少有3条染色体中的1条，融合后含着丝粒的染色体失去着丝粒分裂功能，而其它染色体着丝粒能分裂，因此形成的卵细胞中含染色体数目为1条或2条或3条，C正确； D、融合后含着丝粒的染色体失去着丝粒分裂功能，若a在该融合染色体上，则该个体卵细胞的基因组成可能为Aaa，D正确。 4．（2025·江西九江·二模）科学家在对果蝇刚毛性状进行研究时发现，基因型M+M的部分个体长出了一块扇形的野生型刚毛，其中M是决定细长刚毛的显性基因。这是由于有丝分裂过程中M+/M所在的染色体不分离造成的，过程如下图所示。异常的有丝分裂产生的单体细胞（2n—1），因生长缓慢且不稳定，在后续有丝分裂过程中，经常会失去其他染色体而最后成为一个稳定的单倍体细胞（n），称为单倍体化过程。下列分析合理的是（    ） A．有丝分裂过程中同源染色体是否正常分离是由M+和M基因决定的 B．若图示过程发生在减数分裂Ⅱ，结果会产生含2个染色体组的配子 C．与单倍体植株一样，单体细胞生长缓慢且不稳定，单体植株常为高度不育 D．单倍体化可以用于检测野生型个体发生隐性突变后产生的性状类型 【答案】D 【分析】单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。凡是由配子发育而来的个体，均称为单倍体。体细胞中可以含有1个或几个染色体组，花药离体培养得到的是单倍体，雄蜂也是单倍体，仅有一个染色体组的生物是单倍体。 【详解】A、正常情况下，同源染色体分离发生在减数分裂过程中，并非由M与M⁺这对等位基因决定，A错误； B、果蝇是二倍体生物，如果在减数分裂Ⅱ中只是一对姐妹染色单体不分离，产生的配子最多是n+1或n−1，而不会直接得到含完整2个染色体组(2n)的配子，B错误； C、单体细胞只是个别染色体异常，大多数染色体能正常联会、分离，故通常表现为可育，C错误； D、单倍体化后个体只有一套染色体，任何隐性突变均可直接表现出来，因而可用于检测隐性突变产生的性状类型，D正确。 5．（2024·全国·模拟预测）研究人员发现有一种孤雌生殖诱导系玉米S，当其作为父本与普通玉米杂交时，会产生2.29%的单倍体子代。就这些单倍体出现的原因，科研人员提出了两种假说：单受精理论认为S的花粉中只有一个有效精子，随机与卵细胞或极核受精；染色体排除理论认为受精卵中来自精子的染色体全部丢失。极核是指在被子植物中伴随卵细胞形成的两个极核，每个极核含有正常体细胞的一半染色体。若将控制植株紫色色素形成基因A和控制胚紫色色素合成的基因R导入S的染色体DNA，使其作为父本与黄籽粒普通玉米杂交，则产生的单倍体子代表现型为（    ） A．若单受精理论成立，该单倍体子代应表现为植株为绿色、胚为紫色 B．若单受精理论成立，该单倍体子代应表现为植株为紫色、胚为黄色 C．若染色体排除理论成立，该单倍体子代应表现为植株和胚均为紫色 D．若染色体排除理论成立，该单倍体子代应表现为植株为绿色、胚为黄色 【答案】D 【分析】玉米是双受精植物，即一个花粉粒中的一个精子与卵细胞结合形成受精卵发育成胚，另一个精子和两个极核（每个极核的基因型与卵细胞相同）结合形成受精极核发育成胚乳。 【详解】AB、若单受精理论成立，即S的花粉中只有一个有效精子，随机与卵细胞或极核受精，则产生的单倍体子代中，若精子与卵细胞结合，则植株为紫色、胚为紫色；若精子与极核结合，则植株为绿色、胚为紫色，AB错误； CD、若染色体排除理论成立，即受精卵中来自精子的染色体全部丢失，则产生的单倍体子代中，无论精子与卵细胞结合还是与极核结合植株均为绿色、胚为黄色，C错误，D正确。 6．（23-24高三上·广东惠州·阶段练习）斑马鱼（2n=50）作为水生模式生物，其幼鱼皮肤中的一群表面上皮细胞（SEC）会在生物体发育过程中出现一种非典型的细胞分裂机制--无合成分裂（不涉及基因组的复制），SEC进行两轮分裂，产生总体积与初级母细胞的体积一致的四个子细胞。生物体生长产生的组织张力通过积累可以促进无合成分裂，Piezo1作为张力传感器，是机械敏感性离子通道蛋白。下列说法正确的是（　　） A．SEC进行无合成分裂过程中会出现姐妹染色单体 B．无合成分裂过程会出现同源染色体联会现象 C．SEC进行两轮分裂产生的4个子细胞染色体数均为25条 D．该分裂能迅速增加上皮表面积，从而保障对生长中幼鱼的体表覆盖 【答案】D 【分析】斑马鱼幼鱼有一个快速生长期，此时其皮肤的表面上皮细胞(SEC)数量必须迅速增加，才能构成生物体与外界之间的保护屏障。斑马鱼幼鱼皮肤扩张过程中的张力使表面上皮细胞能在不复制其DNA的情况下进行分裂(通过涉及离子通道蛋白Piezo1开放活性)。这种“无复制分裂”所产生的子细胞比它们的母细胞更平、更小，DNA等生物材料也比母细胞要少。但是，它们总的表面积更大，能保障对生长中幼鱼的体表覆盖。 【详解】AB、斑马鱼幼鱼皮肤扩张过程中的张力使表面上皮细胞能在不复制其DNA的情况下进行分裂，故不会出现姐妹染色单体、同源染色体联会现象，AB错误； C、图中无合成分裂（不涉及基因组的复制），SEC进行两轮分裂，产生总体积与初级母细胞的体积一致的四个子细胞，产生的全部子SEC细胞DNA平均分配，而DNA是以染色体为载体，故染色体也平均分配，平均为50÷4=12.5条，C错误； D、这种“无合成分裂”得到的子SEC细胞的总体积与母SEC细胞的体积一致，但一个细胞分裂为两个细胞，子SEC细胞总的表面积大于母SEC保障了生长中幼鱼的体表覆盖 ，D正确。 二、多选题 7．（2022·全国·模拟预测）有丝分裂过程中，如果着丝粒功能异常，有一些染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间（图1中箭头所指）。研究发现，SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂。如果SPO11酶98位的氨基酸改变（用SPO11-cd表示），则该酶催化活性丧失。科研人员利用基因工程技术在正常细胞中导入经诱导才能表达的SPO11基因，发现SPO11高表达会导致有丝分裂过程中一种着丝粒蛋白（CENPA）消失，结果如图2所示。下列说法错误的是（    ） A．着丝粒异常会抑制细胞从两极发出纺锤丝，进而不利于染色体移向两极 B．图1的细胞处于有丝分裂后期，此时期最方便进行图2的计数 C．SPO11可在减数分裂I的前期发挥作用，实现非姐妹染色单体间的交叉互换 D．没有催化活性的SPO11-cd酶丧失了原SPO11酶的一切功能 【答案】ABD 【分析】有丝分裂过程： （1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，即染色体的复制，DNA数目加倍，但染色体数目不变； （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，是观察染色体形态和数目的最佳时期； （4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍； （5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、在分裂后期时，着丝粒功能异常，染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间，而纺锤丝形成与前期，由小鼠细胞中心体发出，因此着丝粒异常不会抑制细胞从两极发出纺锤丝，不会影响染色体移向两极，A错误； B、图1的细胞中染色体分别向两极移动，处于有丝分裂后期，此时期有利于观察异常染色体情况，但并不意味着最方便进行图2的计数，B错误； C、SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂，因而可在减数第一次分裂的四分体时期发挥作用，实现非姐妹染色单体的交叉互换，C正确； D、没有催化活性的SPO11-cd酶是SPO11酶98位的氨基酸改变形成的，并未丧失原SPO11酶的一切功能，D错误。 8．（24-25高三上·山东潍坊·开学考试）现有一株小籽粒的纯合突变株甲，将甲与野生型植株杂交，F1均为正常籽粒，F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验，统计正常籽粒与小籽粒的数量。已知来自母本的某些基因，在子代中无功能。下列说法错误的是（　　） F1（♂）×甲（♀）→正常籽粒：小籽粒=3：1 F1（♀）×甲（♂）→正常籽粒：小籽粒=1：1 A．来自母本的某些基因无功能，可能是发生甲基化所致 B．正常籽粒为显性性状，籽粒的性状可能受两对等位基因控制 C．F1产生配子时，遵循基因的分离定律但不遵循自由组合定律 D．F1自交，所结籽粒的表型及比例为正常籽粒：小籽粒=13：3 【答案】CD 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传的一种，来自母本的某些基因无功能，可能是发生甲基化所致，A正确； B、具有相对性状的纯合子杂交，子一代表现出的是显性性状，纯合突变株甲与野生型植株杂交，F1均为正常籽粒，说明正常籽粒为显性性状，甲是隐性纯合子，由于F1（♂）×甲（♀）子代出现3∶1的分离比，是1∶1∶1∶1的变式，说明籽粒的性状可能受两对等位基因控制，B正确； C、设相关基因是A/a、B/b，则F1基因型是AaBb，产生配子时，遵循基因的分离定律和自由组合定律，C错误； D、由实验一可知，F1做父本产生配子是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，实验二可知F1做母本由于某些基因无功能，故产生可育配子AB∶Ab∶aB∶ab≠1∶1∶1∶1，F1自交，正常籽粒：小籽粒≠13：3，D错误。 三、非选择题 9．（2025·四川·模拟预测）蚕为二倍体生物，其性别决定方式为ZW型。其体色具有黑色和赤色两种表型，由位于Z染色体上的一对等位基因T/t控制。某实验小组将一个致死基因S（纯合致死，如ZSZS、ZSW、ZSO，其中O表示缺少一条性染色体）导入某黑体雄蚕体内的Z染色体上，得到转基因雄蚕，并用该雄蚕进行了如表所示实验。实验中子代均在幼年时进行检测。回答下列问题： 亲本 F1 表型及比例 转基因黑体雄蚕×赤体雌蚕 黑体雄蚕：赤体雄蚕：赤体雌蚕=1：1：1 (1)基因S导入的为基因 （填“T”或“t”）所在染色体，判断依据是 。 (2)已知蚕有多种异常性染色体型，其中有ZO（雌性、不育）、ZZW（雌雄同体、不育），其余异常性染色体型均胚胎致死。该实验小组利用上述F1中黑体雄蚕与野生型黑体雌蚕杂交，子代的表型及比例为黑体雄蚕：黑体雌雄同体：赤体雌蚕=46：4：25，已知出现该结果的原因是亲本中某一个体在减数分裂中发生了一次异常，则具体异常过程可能是 。该亲本减数分裂时，减数分裂Ⅰ过程中发生该异常过程的细胞所占百分比为 。 (3)另有实验组重复（2）中的实验，其子代表型及比例分别为黑体雄蚕：赤体雌蚕：黑体雌蚕=30：14：1。若无染色体变异，则出现上述结果的原因最可能是 ，该现象发生的时期是 。 【答案】(1)T F1中的雄蚕具有黑体和赤体两种表型，说明父本为杂合子且黑体为显性性状，而F1中雌蚕只表现为赤体，说明致死基因与黑体基因（基因S与基因T）位于同一条染色体上 (2)母本在减数分裂Ⅰ后期，两条性染色体未分离，移向了细胞同一极 8% (3)父本在减数分裂过程中部分细胞的两条Z染色体之间发生了互换 减数分裂Ⅰ前期 【分析】基因的分离定律的实质是：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，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】（1）F1中的雄蚕具有黑体和赤体两种表型，说明父本为杂合子且黑体为显性性状，而F1中雌蚕只表现为赤体，说明致死基因与黑体基因（基因S与基因T）位于同一条染色体上。 （2）F1中黑体雄蚕与野生型黑体雌蚕杂交，即ZTSZt×ZTW，子代中出现了黑体雌雄同体的个体且没有出现黑体雌蚕，则黑体雌雄同体个体的基因型为ZTSZTW或ZTZtW，因此可判定为母本在减数分裂Ⅰ后期，两条性染色体未分离，移向了细胞同一极，产生了基因型为ZTW和O的卵细胞。若母本减数分裂异常，子代的表型及比例为黑体雄蚕：黑体雌雄同体：赤体雌蚕=46：4：25，则母本产生的配子基因型及比例为ZT：ZTW：W：O=23：2：23 ：2，因此母本在减数分裂Ⅰ过程中，发生异常过程的细胞的占比为（2+2）/（23+2+23+2）×100%=8%。 （3）理论上，F1黑体雄蚕产生的配子基因型及比例为ZTS：Zt=1：1，子代的基因型及比例为ZTSZT：ZTZt：ZtW=1：1：1，即黑体雄蚕：赤体雌蚕=2：1。而实际上子代的表型及比例为黑体雄蚕：赤体雌蚕：黑体雌蚕=30：14：1，说明父本出现了ZT的配子，因此最有可能是因为父本在减数分裂Ⅰ前期部分细胞的两条Z染色体之间发生了互换，从而产生了ZTS、Zt、ZtS、ZT的配子。 10．（2025·辽宁·三模）水稻雌雄同株，自然状态下自花授粉。水稻花粉发育异常或不育会导致出现花粉活力下降、花药开裂不全、花粉管萌发受阻等问题，最终降低水稻的结实率和产量。但雄性不育植株可以简化制种程序，避免人工去雄操作，是杂交水稻遗传育种的关键材料。回答下列问题： (1)对二倍体水稻采取 的措施可获取同源四倍体水稻，与二倍体水稻相比，同源四倍体水稻具有的优点有 （答出1点），但其结实率偏低，影响产量。 (2)水稻花粉母细胞减数分裂期间，若染色体的行为只考虑同源染色体联会后平均分配且随机移向细胞两极的情况，则将基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交获得F1，F1与基因型为aaaa的植株杂交获得F2，F2的表型及比例为 。但实际上，染色体的行为会出现如图1所示的3种同源染色体的联会和分离现象，图1中联会方式 （填序号）在减I后期容易出现非2/2式分离，从而形成非整倍体的配子，使水稻的结实率下降。研究人员利用同源四倍体水稻T1与同源四倍体水稻品系T2杂交，经选育获得了可克服结实率低的新型四倍体水稻H3，相关材料花粉育性的统计结果如表所示。从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析，H3能克服结实率低的原因可能是 。T1、H3与T2的生长情况如图2所示，与T1、T2相比，H3在产量方面表现出明显的 的遗传学现象。 材料 T1 T2 H3 E（二倍体水稻） 育性正常的花粉比例/% 52.51 60.10 90.79 96.32 (3)研究发现雄性可育（C基因控制）与雄性不育（c基因控制）为一对相对性状。为确保基因型为∝的品系F的雄性不育特性能够稳定遗传下去，研究人员构建了如图3所示的基因表达载体，将其导入品系F，获得仅一条染色体含表达载体的品系G。如何仅利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作，写出简要思路及理由： 。 【答案】(1) 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 茎秆粗壮（或叶片、果实和种子都比较大等） (2) 长穗 : 短穗 = 5 : 1 ③ H3花粉母细胞减数分裂时，染色体联会更正常（如形成更多二价体，正常分离），育性正常花粉比例高 杂种优势 (3)思路：让品系G自交，从后代中分别选取雄性不育个体（品系F）和含基因表达载体的个体（品系G）；理由：品系G基因型为Cc，F基因使含C基因的花粉死亡，仅能产生含c基因的花粉；而雌配子可正常产生C、c两种。自交时，雌配子（C、c）与雄配子（c）结合，后代基因型为Cc（品系G）和cc（品系F）。因此，品系G自交后代会分离出cc（保持品系F）和Cc（持续制作品系G），实现保种与制种。 【分析】染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失，从而引起变异的现象。重复是指染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象，分为顺接重复和反接重复。倒位指某染色体的内部区段发生180°的倒转，而使该区段的原来基因顺序发生颠倒的现象。易位是指一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，从而引起变异的现象。染色体数量变异包括整倍性变异和非整倍性变异两种类型。整倍性变异指以一定染色体数为一套的染色体组呈整倍增减的变异。非整倍性变异是指生物体的2n染色体数增或减一个以至几个染色体或染色体臂的现象。 【详解】（1）要获取同源四倍体水稻，对二倍体水稻采取用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的措施。因为秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。 ② 与二倍体水稻相比，同源四倍体水稻具有茎秆粗壮、叶片、果实和种子都比较大等优点； （2）基因型为AAAA的长穗植株与基因型为aaaa的短穗植株杂交，F1的基因型为AAaa。F1（AAaa）产生的配子类型及比例为AA : Aa : aa = 1 : 4 : 1，与基因型为aaaa的植株杂交，F2的基因型及比例为AAaa : Aaaa : aaaa = 1 : 4 : 1，表型及比例为长穗 : 短穗 = 5 : 1；图1中联会方式③（1个单价体和1个三价体）在减数分裂Ⅰ后期容易出现非2/2式分离，因为单价体和三价体均随机移向细胞一极，从而形成非整倍体的配子，使水稻的结实率下降；从花粉母细胞减数分裂期间染色体的行为上分析，H3能克服结实率低的原因可能是H3能克服结实率低，由表可以看出H3育性正常花粉比例高，说明其花粉母细胞减数分裂时，染色体联会更正常，比如多数形成二价体，正常分离，所以育性正常花粉多；H3产量比T1、T2好，表现出杂种优势。T1、T3与T2的生长情况如图2所示，与T1、T2相比，H3在产量方面表现出明显的杂种优势的遗传学现象，即杂种后代在生长、繁殖、抗逆性等方面优于亲本的现象，从育性正常的花粉比例也可看出H3花粉育性较高，有利于产量提升； （3）品系G的基因型是Cc，因为原本是cc，导入了C和F的一条染色体。现在要保种，自交的话，G自交，产生配子。因为F基因在花粉形成后让花粉死亡，所以含F所在染色体的花粉（即C那个）无法存活。那G产生的花粉只有c。而雌配子能正常产生C和c两种。所以自交后代：雌配子C、c，雄配子只有c。后代就是Cc（品系G）和cc（品系F）。   因此利用品系G为材料进行品系F的保持和品系G的制作的思路是：让品系G自交。这样后代会有cc（品系F）和Cc（品系G）。然后分别留种。这样既得到了品系F，又得到了品系G；理由是：品系G基因型为Cc，F基因使含C基因的花粉死亡，仅能产生含c基因的花粉；而雌配子可正常产生C、c两种。自交时，雌配子（C、c）与雄配子（c）结合，后代基因型为Cc（品系G）和cc（品系F）。因此，品系G自交后代会分离出cc（保持品系F）和Cc（持续制作品系G），实现保种与制种。 学科网（北京）股份有限公司 $$