内容正文:
课时跟踪练(14) 减数分裂和受精作用
一、选择题
1.右图为某二倍体动物精巢内一个细胞中一对同源染色体的状态模式图,下列分析正确的是 ( )
A.图中有4条染色单体
B.该细胞处于减数分裂 Ⅱ 的中期
C.该细胞的名称为次级精母细胞
D.产生的可遗传变异类型为染色体变异
A 解析:图中有2条染色体,4条染色单体,A正确;该细胞处于减数分裂 Ⅰ 的前期(四分体时期),B错误;该细胞的名称为初级精母细胞,C错误;四分体中的非姐妹染色单体互换引起的可遗传变异类型为基因重组,D错误。
2.下列是对高等动物通过减数分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述,其中正确的是 ( )
A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C.等位基因进入卵细胞的机会并不相等,因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
D.雌、雄配子彼此结合的机会相等,因为它们的数量相等
B 解析:1个卵原细胞经过减数分裂产生1个卵细胞和3个极体,其中初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中,细胞质的分配是不均等的,A错误;精细胞产生后变形成为精子,受精时精子只有头部进入卵细胞,尾部留在外面,进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质,B正确;等位基因进入卵细胞的机会相等,C错误;雄配子的数量远远多于雌配子的数量,D错误。
3.右图为某生物细胞分裂期示意图。据图确定所属分裂期并推断间期染色体数,正确的是 ( )
A.有丝分裂中期,n=8
B.有丝分裂中期,2n=8
C.减数分裂 Ⅱ 中期,n=8
D.减数分裂 Ⅱ 中期,2n=8
D 解析:该细胞有4条染色体,有姐妹染色单体,着丝粒整齐地排列在赤道板上,处于减数分裂 Ⅱ 中期或有丝分裂中期;四条染色体形态、大小不同,说明没有同源染色体,应该处于减数分裂 Ⅱ 中期。此时染色体数目为体细胞染色体数目的一半,即2n=8,间期染色体数目与体细胞染色体数目相同。故选D。
4.右图为哺乳动物初级精母细胞中的一对同源染色体,图中1~8表示基因,若不考虑变异,下列叙述正确的是 ( )
A.有丝分裂过程中,基因1、5可以与3、7或4、8组合
B.图中的1、2、3、4互为等位基因,1和7不是等位基因
C.减数分裂过程中,5、6发生分离,5与7、8自由组合
D.在同一生物个体内,基因1、2不可能在所有细胞中表达
A 解析:在有丝分裂过程中,姐妹染色单体分开后形成的染色体随机地移向细胞两极,因此基因1、5可以与3、7或4、8组合,A正确;图中1和2、3和4都是位于姐妹染色单体相同位置上的相同基因,不是等位基因,B错误;自由组合发生在非同源染色体之间,而图中的两条染色体为同源染色体,C错误;同一生物体不同细胞中基因是选择性表达的,但是也有一些基因如呼吸酶基因在所有细胞中都表达,D错误。
5.右图为某二倍体高等雄性动物的某细胞部分染色体组成示意图,图中①②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体,不考虑突变。下列叙述错误的是 ( )
A.在不发生互换的情况下,a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同
B.在减数分裂 Ⅰ 前期,同源染色体①与②联会形成的四分体散乱分布在细胞中
C.在减数分裂 Ⅱ 过程中,一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体
D.若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另一精子中
D 解析:a、b是染色体经过复制形成的姐妹染色单体,所以在不发生互换的情况下,a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同,A正确;同源染色体①与②在减数分裂 Ⅰ 前期联会形成的四分体散乱分布在细胞中,B正确;雄性动物的性染色体组成为XY,减数分裂 Ⅰ 结束形成的两个次级精母细胞分别含有1条X染色体和1条Y染色体,减数分裂 Ⅱ 后期,着丝粒分裂,形成2条X染色体或2条Y染色体,所以一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体,C正确;a、b是姐妹染色单体,c、d是非姐妹染色单体,因此若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d不可能出现在同时产生的另一精子中,D错误。
6.(2025·云南保山模拟)有性生殖的出现大大增加了子代中染色体组合的多样性,这对生物的遗传和变异都是十分重要的,下列说法不正确的是 ( )
A.眼肌麻痹等线粒体基因病通过父亲传递的极为罕见,这是由受精作用过程特点所导致的
B.配子中染色体组合的多样性是子代生物多样性形成的基础
C.受精作用过程中由于一般不会发生可遗传变异,因此与子代生物多样性无关
D.果蝇的1个精原细胞中有8条染色体,其中4条来自母本,4条来自父本,则其产生的1个精子中的染色体可能是1条来自父本,3条来自母本
C 解析:受精作用过程中,卵细胞和精子结合的随机性也可大大增加同一双亲的后代的多样性,C错误。
7.(2025·云南昭通模拟)减数分裂过程中,配对的同源染色体并不是简单地平行靠拢,而是在非姐妹染色单体间的某些部位因互换形成清晰可见的交叉,下图为某细胞中互换模式图。下列叙述错误的是 ( )
A.交叉是互换的结果,在减数分裂 Ⅰ 前期能观察到
B.一般情况下,染色体越长可形成的交叉数目越多
C.该细胞经减数分裂可产生AB、Ab、aB、ab四种配子
D.互换是基因重组的一种常见类型,为进化提供原材料
C 解析:在减数分裂 Ⅰ 前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生染色体片段的互换,从而形成清晰可见的交叉,A正确;一般情况下,染色体越长可形成的交叉数目越多,B正确;由图可知,该对染色体互换的片段没有涉及A与a基因、B与b基因的互换,所以该细胞经减数分裂可产生AB、ab两种配子,C错误;基因重组包括互换型和自由组合型,为进化提供原材料,D正确。
8.研究人员在四川牡丹(2n=10)花粉母细胞中观察到图中箭头所示的“染色体桥”现象。下列相关分析正确的是 ( )
A.图中时期是减数分裂 Ⅱ
B.姐妹染色单体连接形成染色体桥
C.染色体桥现象会影响基因重组
D.该细胞的子细胞中遗传信息相同
C 解析:结合题图可知,该细胞同源染色体分离,处于减数分裂 Ⅰ 后期,A错误;图中的染色体桥是由非姐妹染色单体连接而成的,B错误;染色体桥会影响同源染色体的分离,故会影响基因重组现象,C正确;该细胞中含有同源染色体,同源染色体通常含有等位基因,故子细胞中遗传信息不一定相同,D错误。
9.(2025·浙江金华模拟)某科研小组对兔子(2n=44)精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数目和核DNA分子数,结果如下图所示,下列相关分析正确的是 ( )
A.细胞a可能是精细胞或卵细胞或极体
B.细胞b和细胞g中都含有同源染色体
C.细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离
D.细胞d、e、f中都可能发生同源染色体联会
C 解析:由于是精巢,因此细胞a不可能是卵细胞或极体,A错误;细胞g处于有丝分裂后期、末期,含有同源染色体,但细胞b处于减数分裂 Ⅱ 前期、中期,无同源染色体,B错误;细胞g可能处于有丝分裂后期,细胞c可能处于减数分裂 Ⅱ 后期,则都可能发生了染色单体分离,C正确;细胞d和e处于分裂间期,此时不会发生同源染色体的联会,D错误。
10.某同学用水稻作为材料观察有丝分裂和减数分裂,下列相关叙述错误的是 ( )
A.制作装片时都需要用碱性染料进行染色
B.染色体数最多的细胞出现在有丝分裂过程中
C.通过染色体的行为和数目可以判断细胞的分裂方式
D.观察有丝分裂时可看到连续分裂的细胞,而减数分裂不能
D 解析:制作装片时都需要用碱性染料对染色体进行染色,便于观察染色体的形态和数目,A正确;染色体数最多的细胞出现在有丝分裂后期,此时细胞中的染色体数目是体细胞中染色体数目的两倍,B正确;有丝分裂过程中不会出现同源染色体联会、同源染色体分离、非同源染色体自由组合等行为,通过染色体的行为和数目可以判断细胞的分裂方式,C正确;在解离的过程中细胞已经死亡,则观察有丝分裂和减数分裂都不能看到连续分裂的细胞,D错误。
11.(2025·安徽宿州模拟)果蝇(2N=8)是研究遗传学的重要模型动物,下图为雄性果蝇体内不同细胞分裂过程中染色体条数和染色体组数的部分变化曲线。下列相关叙述错误的是 ( )
A.若图示表示有丝分裂过程,则a等于16,c等于4
B.若图示表示减数分裂 Ⅱ 过程,则b等于4,d等于1
C.若处于③时期的细胞内有X染色体,则该细胞进行的是减数分裂
D.若处于①时期的细胞内有同源染色体,则该细胞进行的是有丝分裂
C 解析:①到②变化后染色体条数加倍,是着丝粒分裂导致的。果蝇体细胞中染色体数目为8,染色体组数目为2,若图示表示有丝分裂过程,有丝分裂后期染色体数目和染色体组数目均加倍,则a等于16,c等于4,A正确;减数分裂 Ⅱ 后期,着丝粒分裂,染色体数目与体细胞数目相等,a等于8,b等于4,c等于2,d等于1,B正确;雄性果蝇的性染色体组成为XY,有丝分裂过程中细胞内均有X染色体,因此若处于③时期的细胞内有X染色体,则该细胞可能进行的是有丝分裂,C错误;图示①②③可表示有丝分裂,也可以表示减数分裂 Ⅱ ,在减数分裂 Ⅱ 过程中细胞内无同源染色体,而有丝分裂过程中细胞内始终有同源染色体,因此若处于①时期的细胞内有同源染色体,则该细胞进行的是有丝分裂,D正确。
二、非选择题
12.细胞正常增殖可维持个体稳态,异常分裂可能引发个体患病,一旦癌变并逃过免疫监视,稳态会被打破,甚至危及生命。医疗科研人员一直致力于抗癌药物的研发。请分析回答下列问题:
(1)图甲是基因型为AaBb的二倍体动物细胞分裂部分时期示意图,图乙为细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化曲线。细胞③的名称是________________。据图推测,最终产生的三个极体的基因型分别为____________。图甲中细胞①②③所处时期依次位于图乙曲线中的____________段。
(2)一对基因型为XaXa(色盲女性)与XAY的夫妇,生了一个性染色体组成为XXY的色盲男孩。形成该个体的异常配子可能来源于图中的________。
答案:(1)次级卵母细胞 AB、ab、ab CD、EF、EF
(2)AC
解析:(1)图甲中细胞③不含同源染色体,着丝粒分裂,处于减数分裂 Ⅱ 后期,且细胞质不均等分裂,所以该细胞的名称是次级卵母细胞。卵细胞的基因型为aB,与其同时形成的第二极体基因型为AB,第一极体的基因型为aabb,其进行减数分裂 Ⅱ 产生的两个第二极体的基因型为ab、ab,所以三个极体的基因型分别为AB、ab、ab。图甲中细胞①②③所处时期依次为细胞分裂前期、有丝分裂后期和减数分裂 Ⅱ 后期,每条染色体上分别含有的DNA分子数为2、1、1,所以细胞①②③依次位于图乙曲线中的CD、EF、EF段。(2)性染色体组成为XXY并患有色盲的男孩的基因型为XaXaY,则该男孩可能是由基因型为XaXa的卵细胞和基因型为Y的精子结合而成的,也可能是由基因型为Xa的卵细胞和基因型为XaY的精子结合而成的。产生基因型为XaXa的卵细胞可能是由于减数分裂 Ⅰ 时同源染色体未分离或减数分裂 Ⅱ 时姐妹染色单体分开后未正常进入两个子细胞。图A为初级卵母细胞,减数分裂 Ⅰ 正常,该细胞形成的次级卵母细胞若分裂异常,则可能形成XaXa的卵细胞。产生基因型为XaY的精子可能是由于一个XA基因发生了突变后,减数分裂 Ⅰ 后期同源染色体未分离,如图C所示。故选AC。
13.哺乳动物卵母细胞的分裂是一种不对称分裂,科研人员对细胞不对称分裂的机制进行探究。
(1)卵原细胞通过减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 的两次不对称分裂,产生____________。经过减数分裂 Ⅰ 后,子细胞中染色体数目减半的原因是_________________________。卵细胞可保留大部分卵母细胞的物质,其意义是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)卵母细胞减数分裂过程中,纺锤丝捕获染色体,纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧,使卵母细胞实现不对称分裂。研究发现,物质P在小鼠卵母细胞减数分裂过程中富集在细胞膜上。为了研究物质P对细胞不对称分裂的作用,科研人员利用小鼠卵母细胞进行如下图所示实验。
①物质P合成基因敲除导致实验组小鼠的纺锤体形成异常。为避免异常纺锤体的干扰,科研人员需要在减数分裂 Ⅰ 的________期取出异常的纺锤体和染色体,并将取自正常卵母细胞的正常纺锤体和染色体移入,构建EX细胞。
②为排除移植操作对结果的影响,对照组实验的设计思路为______________________
________________________________________________________________________。
③显微镜下观察并比较EX细胞和对照组细胞的_________________________________
____________________,确认物质P的作用。
(3)受精后,受精卵开始卵裂,若将受精卵与减数分裂 Ⅱ 细胞膜上的物质P含量及纺锤体定位情况进行比较,则受精卵结构出现的变化是__________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)卵细胞和极体 同源染色体分离并分别进入两个子细胞 为胚胎早期发育提供物质和能量
(2)①中(或前) ②将两个减数分裂 Ⅰ 中(或前)期的正常卵母细胞进行纺锤体和染色体的交换 ③纺锤体是否有一极定位于细胞膜内侧,分裂是否对称
(3)受精卵细胞膜内侧物质P含量减少,纺锤体的一极不再定位于细胞膜内侧
解析:(1)卵原细胞经过间期染色体复制形成初级卵母细胞,经过减数分裂 Ⅰ 的不对称分裂,形成了次级卵母细胞和第一极体,次级卵母细胞经过减数分裂 Ⅱ 的不对称分裂,形成卵细胞和第二极体。经过减数分裂 Ⅰ 后,由于同源染色体分离并分别进入两个子细胞,导致子细胞中染色体数目减半。减数分裂中细胞质不均等分裂形成的较大的卵细胞,可保留大部分卵母细胞的物质,为胚胎早期发育提供物质和能量。(2)①纺锤体和染色体在细胞分裂的前期形成,染色体在中期形态稳定,因此为避免异常纺锤体的干扰,科研人员需要在减数分裂 Ⅰ 的中期或者前期取出异常的纺锤体和染色体。②根据题意可知,实验组是将异常的纺锤体和染色体取出,并将取自正常卵母细胞的正常纺锤体和染色体移入,构建EX细胞。因此为排除移植操作对结果的影响,对照组实验的设计思路为将两个减数分裂 Ⅰ 中(或前)期的正常卵母细胞进行纺锤体和染色体的交换。③本实验的目的是研究物质P对细胞不对称分裂的作用。卵母细胞实现不对称分裂与纺锤丝捕获染色体,纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧有关,因此本实验的观测指标是纺锤体是否有一极定位于细胞膜内侧,分裂是否对称。(3)减数分裂 Ⅱ 细胞质会出现不均等分裂,纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧,物质P含量较高。受精卵的分裂方式是有丝分裂,有丝分裂过程中细胞质均等分裂,因此受精卵细胞膜内侧物质P含量减少,纺锤体的一极不再定位于细胞膜内侧。
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