14 必修1 第三单元 第14讲 减数分裂和受精作用-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

该高中生物学讲义紧扣减数分裂与受精作用高考核心考点，涵盖过程分析、与有丝分裂比较及实验观察，按“概念-过程-比较-应用”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、真题训练及分层练习，帮助学生构建生命观念与科学思维，突破高考难点。 资料以探究实践为特色，结合2024年山东卷等真题设计考向演练，通过构建分裂图像判断模型、配子来源分析策略培养科学思维，分层作业A、B满足不同学情，助力教师精准把控复习节奏，高效提升学生应考能力。

第14讲　减数分裂和受精作用 　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.实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。 考点1　减数分裂和受精作用 一、减数分裂及相关概念 1．减数分裂概念 2．相关概念 (1)同源染色体 (2)联会和四分体 ①联会概念：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会。 ②四分体概念：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。 (1)姐妹染色单体分离后形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。(2)有丝分裂中同源染色体不联会，不形成四分体。 (3)染色体互换 ①概念：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。 ②意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。 二、减数分裂的过程 1．哺乳动物精子的形成过程 1．(必修2　P23“拓展应用”)在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。保留细胞核保证了遗传物质能够进入卵细胞；丢掉大部分细胞质及多数细胞器，可使精子体积减小，运动便捷；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。 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 不同点 场所 睾丸 卵巢 细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂 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 三、配子中染色体组合多样性的原因 1．减数分裂Ⅰ前期：同源染色体上非姐妹染色单体的互换。 2．减数分裂Ⅰ后期：非同源染色体的自由组合。 四、受精作用 1．概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2．实质：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：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 2．(必修2 P27“图2-7和正文信息”)精子只提供核基因给受精卵，细胞质基因几乎都来自母方，细胞质基因的遗传方式为“母系遗传”。 五、减数分裂与受精作用的意义 1．对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要作用，维持了生物遗传的稳定性。 2．子代呈现多样性，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。 (1)减数分裂时的相关结构或物质变化的直方图与曲线图(以精子形成为例) ①甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 ②染色体数目变化及原因 a．减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。 b．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。 c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，染色体数目减半。 ③核DNA数目变化及原因 a．减数分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。 b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。 c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。 ④染色单体数目变化及原因 a．减数分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。 b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。 c．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色单体消失。 (2)减数分裂产生配子的种类 ①原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以基因型为AaBb的精原细胞为例，不考虑基因突变和互换)： ②具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑基因突变和互换)： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 1个精原细胞 2n种 2种 1个雄性个体 2n种 最多2n种 1个卵原细胞 2n种 1种 1个雌性个体 2n种 最多2n种 1．魏斯曼预测在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目恢复正常。(　√　) 2．基因的分离和自由组合与同源染色体的分离与自由组合有关。 (　×　) 提示：基因的自由组合定律与非同源染色体自由组合有关。 3．玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。(　×　) 提示：卵细胞中染色体不成对。 4．不良环境会影响生殖细胞的形成，如吸烟会影响男性精子的数量和质量。(　√　) 5．受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方，一半来自母方；细胞质中的遗传物质全部来自母方。(　×　) 提示：受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方；细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。 1．基因的分离定律、基因的自由组合定律所研究的基因分别是同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因，基因重组所研究的基因是非同源染色体上的非等位基因和同源染色体上的非等位基因；基因遗传的两定律和基因重组都发生在减数分裂Ⅰ过程中。 2．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)某夫妇均正常，生了一个患克氏综合征的色盲男孩。分析该男孩患克氏综合征的病因是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。 (2)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？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。 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？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。 减数分裂的过程 1．雄性黑腹果蝇(2n＝8)某正常细胞的部分染色体组成如图所示，图中①②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分裂Ⅰ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 D　[该细胞中发生同源染色体的联会形成了四分体，此时细胞处于减数分裂Ⅰ前期，为初级精母细胞，A错误；①②为同源染色体，同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，a、b为姐妹染色单体，姐妹染色单体的分离发生在减数分裂Ⅱ后期，B错误；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，该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，含有8条染色体，16个核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；图中未画出的一对染色体为性染色体，雄性黑腹果蝇的性染色体的形态和大小不同，D正确。] 受精作用和遗传多样性 2．生物体有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。下列关于受精卵细胞的物质组成，叙述正确的是(　　) A．遗传物质平均来自精子和卵细胞 B．细胞质平均来自精子和卵细胞 C．细胞器平均来自精子和卵细胞 D．染色体平均来自精子和卵细胞 D　[在受精作用过程中，父方提供一半的染色体，而母方提供染色体、细胞质以及细胞器，细胞质中含有遗传物质，其中来自卵细胞的遗传物质更多，A、B、C错误；有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，D正确。] 　配子来源的判断方法 考点2　减数分裂和有丝分裂的比较 一、减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 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 细胞分裂次数 两次 一次 同源染色体的行为 联会形成四分体；有染色体交换现象；同源染色体分离 存在同源染色体，但无染色体联会、无染色体交换现象、无同源染色体分离 非同源染色体的行为 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 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 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性 二、有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例) 减数分裂和有丝分裂的模型分析(以染色体数为2n的生物为例) (1)染色体与核DNA数目变化曲线的判断 ①曲线模型 ②相关解读 a．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束，是由同源染色体分离平均进入2个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数目的变化为n→2n→n。 b．核DNA数目在减数分裂Ⅰ结束和减数分裂Ⅱ结束时分别减半。 c．减数分裂Ⅱ后期染色体数目、核DNA数量都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。 d．染色体/核DNA变化规律及原因 1∶11∶21∶1。 (2)每条染色体上的DNA含量的曲线分析 ①曲线模型 ②相关解读 a．A→B：有丝分裂或减数分裂前的间期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。 b．B→C：含有染色单体的时期，可表示分裂间期的DNA复制后期，有丝分裂前期、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期。 c．C→D→E：有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期，染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。 1．二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。(　×　) 提示：二倍体生物细胞着丝粒分裂时，细胞处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，有丝分裂时存在同源染色体。 2．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，但仅减数分裂过程中发生非同源染色体自由组合，导致基因重组。(　√　) 3．某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞的前一时期细胞内染色体联会。(　×　) 提示：二倍体生物细胞含有4个染色体组为有丝分裂后期，该细胞前一个时期是有丝分裂中期，不会发生染色体联会。 4．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期染色体数目不同，染色体行为和核DNA分子数相同。(　×　) 提示：二者染色体数目和核DNA分子数相同，染色体行为不同。 5．同一个体中细胞有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期染色体的数目和行为不同，核DNA分子数相同。(　√　) 小鼠Rictor基因的正常表达与精子的发生密切相关，敲除该基因的小鼠会出现无精症。研究人员利用流式细胞仪对正常鼠和敲除鼠睾丸生精小管中Rictor基因的细胞进行了DNA含量测定，结果如下图(精原细胞DNA含量为2C)。 (1)DNA含量为1C、2C和4C的细胞分别是什么细胞？DNA含量为1C的是精细胞或精子；DNA含量为2C的是染色体没有复制的精原细胞和次级精母细胞；DNA含量为4C的是初级精母细胞和进行有丝分裂的精原细胞的前、中、后、末期细胞。 (2)Rictor基因对精子形成的作用是促进减数分裂Ⅱ的进行，判断的依据是与正常鼠相比，敲除鼠的次级精母细胞数量增加，精细胞或精子数量减少。 减数分裂和有丝分裂的比较 1．为研究细胞分裂过程，研究团队将基因M和N(两个基因的每条单链均被32P标记)分别插入精原细胞(不含32P)的两条非同源染色体上，将其置于不含32P的培养液中培养，得到四个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑其他变异，下列说法正确的是(　　) A．若某个子细胞中有2条染色体含32P，则一定进行减数分裂 B．若四个子细胞含标记染色体的数目分别为0、0、2、2，则一定进行有丝分裂 C．若进行减数分裂，基因M和N不可能存在于同一个子细胞 D．若进行减数分裂，某个子细胞中只有1条染色体含32P的概率为1/2 D　[依照题意，被标记的DNA单链有4条，则可形成4个含有32P标记的DNA分子。若进行1次有丝分裂，则每个细胞中都有2个一条单链带有32P标记的DNA，再进行一次有丝分裂，由于半保留复制，可以形成4个DNA，其中只有2个带有32P标记，分开时姐妹染色单体随机分配到两极，故形成的4个细胞可能含有0～2条带32P标记的染色体。若某个子细胞中有2条染色体含32P，可能进行有丝分裂，也可能进行减数分裂，A错误。若进行有丝分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有0、1、1、2条，1、1、1、1条或0、0、2、2条，若进行减数分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数有0、0、2、2条或者1、1、1、1条，B错误。由题干可知，基因M和N分别插入精原细胞的两条非同源染色体上，若进行减数分裂，由于自由组合，基因M和N可能存在于同一个子细胞，C错误。若进行减数分裂，4个子细胞中含有32P的染色体数有0、0、2、2条或者1、1、1、1条，即某个子细胞中只有1条染色体含32P的概率为1/2，D正确。] 图像与减数分裂和有丝分裂的综合 2．甲、乙、丙图表示某二倍体动物不同细胞分裂时期的图像，丁图表示细胞分裂不同时期每条染色体中DNA含量的变化曲线，下列说法正确的是(　　) A．甲、乙、丙图细胞中染色体组数量分别为4、2、2 B．雄激素能促进乙图细胞的分裂 C．乙图对应丁图中BC段，丙图对应丁图中DE段 D．该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料 D　[甲图处于有丝分裂后期，具有4个染色体组；乙图处于减数分裂Ⅰ后期，具有2个染色体组；丙图处于减数分裂Ⅱ中期，具有1个染色体组，A错误。乙图为减数分裂Ⅰ后期图像，细胞质不均等分裂，故此细胞为初级卵母细胞，此过程需要雌激素的调节作用，B错误。乙图和丙图中每条染色体上都有两个DNA，因此均对应丁图中BC段，C错误。由乙图减数分裂Ⅰ后期该细胞不均等分裂，可推知该生物为雌性个体，精巢比卵巢更适合作为观察细胞减数分裂的实验材料，因此该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料，D正确。] 　判断分裂图像的三个注意点 (1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数分裂Ⅱ，如四倍体生物的减数分裂。 (2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。 (3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“下图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。 考点3　(探究·实践)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 一、实验原理 1．蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。 2．在减数分裂过程中，细胞中的染色体的形态、位置和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。 二、实验材料选择 最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个： (1)雄性个体产生精子数量远多于雌性个体产生卵细胞数量。 (2)卵巢中的减数分裂不完整：大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数分裂Ⅱ。 三、实验步骤 1．不只观察到一种分裂方式：动物的精巢、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，其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(或卵原细胞)的增殖是通过有丝分裂进行的。 2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——想要看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中观察。 下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是(　　) A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂 B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象 C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象 D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象 D　[蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞都有细胞进行减数分裂，所以可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂，A正确；由于花药中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞，所以用雄蕊观察减数分裂更好，B正确；同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，所以能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象，C正确；洋葱根尖只进行有丝分裂，不会出现减数分裂特有的同源染色体联会现象，D错误。] 1．(2024·山东卷)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种：①配子中染色体复制1次；②减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂；③减数分裂Ⅰ细胞不分裂，减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示，其中A1、A2为显性基因，a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代，该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时，1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变，获得该子代的所有可能机制为(　　) A．①②　 B．①③　 C．②③　 D．①②③ B　[由题意可知，发育为该子代的细胞在四分体时，1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组，发生互换的染色单体上同时含有显性基因和隐性基因。交换后形成Aa的配子，若该细胞为配子中染色体复制1次获得的，加倍后形成AAaa的二倍体，符合题目要求，①正确；若减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂，则该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数不相等，②错误；减数分裂Ⅰ细胞不分裂，减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞，若发生互换后的2条染色体进入该细胞，则由这个细胞发育的个体就符合题意，③正确。综上，①③正确，故选B。] 2．(不定项)(2024·江苏卷)图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有(　　) 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 ABC　[在有丝分裂或减数分裂前的间期，染色质进行复制，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开，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可能会发生交换，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。] 课时分层作业(十四) (建议用时：45分钟；本试卷共55分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．(2023·天津卷改编)图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是(　　) A．甲中细胞处于减数分裂Ⅱ中期 B．乙中染色体组是丙中两倍 C．乙中同源染色体对数是丙中两倍 D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的 B　[甲中无同源染色体，着丝粒分裂，无染色单体，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙中有2个染色体组，丙中有1个染色体组，则乙中染色体组是丙中两倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。] 2．(2024·天津卷)某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是(　　) 选项 分裂时期 基因组成 染色体组数 A 减数分裂Ⅰ后期 YyRr 2 B 减数分裂Ⅱ中期 YR或yr或Yr或yR 1 C 减数分裂Ⅱ后期 YYRR或yyrr或 YYrr或yyRR 2 D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2 C　[减数分裂Ⅰ后期含有姐妹染色单体，此时基因组成应为YYyyRRrr，细胞中含有2个染色体组，A错误；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，但减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，故基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含1个染色体组，B错误；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C正确；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRrr，细胞中含4个染色体组，D错误。] 3．某二倍体高等动物的一个卵原细胞中，两对等位基因位于一对同源染色体上(如图)。若在减数分裂过程中，这对染色体的非姐妹染色单体仅在某个位点发生一次交换(不考虑发生突变)，形成的次级卵母细胞分裂得到一个基因型为mn的卵细胞和一个极体，则该极体的基因型不可能是(　　) A．MN　　　　　　　 B．Mn C．mN D．mn A　[由图可知，该两对等位基因发生连锁，正常情况下可产生MN和mn的配子。若发生互换的位点为N，则产生mn的卵细胞的次级卵母细胞基因型为mmNn，卵细胞为mn，则极体为mN；若发生互换的位点为M，则产生mn的卵细胞的次级卵母细胞基因型为Mmnn，卵细胞为mn，则极体为Mn；若发生互换的位点不是M和N，则产生mn的卵细胞的次级卵母细胞基因型为mmnn，卵细胞为mn，则极体为mn。综上所述，B、C、D不符合题意，A符合题意。] 4．下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。在不考虑突变、互换的情况下，下列叙述正确的是(　　) A．1与2互为等位基因，1与8互为非等位基因 B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期含有基因1～8 C．1与3在减数分裂Ⅱ后期发生分离 D．1分别与6、7组合都能形成重组型的配子 B　[1与2为相同基因，1与3(或4)互为等位基因，与5、6、7、8互为非等位基因，A错误；同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8，B正确；1与3在减数分裂Ⅰ后期发生分离，C错误；1与6位于姐妹染色单体上，不会形成重组型的配子，D错误。] 5．下列对高等动物减数分裂以及受精作用的叙述，正确的是(　　) A．人类的次级精母细胞中Y染色体的数量只能是0条或1条 B．受精作用的过程体现了细胞膜的流动性和进行细胞间信息交流的功能 C．受精作用实现了基因重组，从而导致有性生殖后代的多样性 D．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 B　[人类次级精母细胞中Y染色体的数量为0条或1条或2条，A错误；受精作用过程中精子和卵细胞的融合，体现了细胞膜具有流动性，通过受精作用形成受精卵这一过程，需要精子与卵细胞的相互识别，体现出细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，B正确；精卵的随机结合是有性生殖后代具有多样性的原因之一，但基因重组发生在减数分裂过程中，C错误；减数分裂Ⅰ后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离，并随机移向两极，因此等位基因进入卵细胞的机会相等，D错误。] 6．13三体综合征患者头小且患先天性心脏病，智力远低于常人，该病患者的体细胞中13号染色体有3条，而并非1对。某家庭正常父母生了一个13三体综合征患者。有关该患者产生的原因，下列分析错误的是(　　) A．可通过遗传咨询或产前诊断确定胎儿是否患13三体综合征 B．可能由患者母亲的初级卵母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致 C．可能由患者父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致 D．可能由患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期时染色单体没有正常分离导致 A　[13三体综合征属于染色体数目变异引起的遗传病，通过遗传咨询不能确定胎儿是否患13三体综合征，可经过产前诊断进行初步确定，A错误；若患者母亲的初级卵母细胞或父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离，而减数分裂Ⅱ正常，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，B、C正确；若患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ时染色单体没有正常分离，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，D正确。] 7．(不定项)下图是显微镜下观察到的玉米(2N＝20)细胞减数分裂图像，相关叙述不正确的是(　　) A．应取该植物的花粉制成临时装片，才能观察到上面的图像 B．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为丙→乙→甲→丁 C．图乙、丙细胞中含有同源染色体，其中乙细胞中有10个四分体 D．与图甲细胞相比，图丁每个细胞中的染色体数和核DNA数均加倍 ACD　[花粉是雄性个体经减数分裂完成后产生的配子，而图示是减数分裂的过程，应取该植物的花药制成临时装片，才能观察到题述的图像，A错误；结合分析可知，甲是减数分裂Ⅱ中期，乙是减数分裂Ⅰ后期，丙是减数分裂Ⅰ前期，丁是减数分裂Ⅱ后期，故按照减数分裂时期排列的先后顺序为丙→乙→甲→丁，B正确；四分体存在于减数分裂Ⅰ前期(和中期)，而乙为减数分裂Ⅰ后期，不存在四分体，C错误；甲是减数分裂Ⅱ中期，丁是减数分裂Ⅱ后期，与图甲相比，图丁每个细胞中的染色体数目加倍，核DNA数目不变，D错误。] 8．图1表示基因型为AaXBXb的生物体某个细胞的分裂过程中某种物质或结构数量变化的相关模式图，图2表示图1过程某些时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列相关叙述正确的是(　　) A．图1呈现的是细胞内染色体组数在细胞分裂不同时期的变化 B．HI段细胞中含有的XB的染色体数与CD段一定不同 C．图1的CD段对应图2的Ⅰ时期，细胞内含有2个染色体组 D．若该细胞核DNA双链均被32P标记，在普通培养基中完成图1分裂后，带标记的子细胞数为4～8个 D　[图1中AF表示有丝分裂，FG表示减数分裂Ⅰ，HI表示减数分裂Ⅱ，图2中a表示染色体，b表示染色单体，c表示核DNA。图1呈现的是细胞内同源染色体对数在细胞分裂不同时期的变化，A错误；HI段为减数分裂Ⅱ，细胞中含有的XB的染色体数为0、1或2，CD段为有丝分裂的后期，细胞中一定有2条XB的染色体，故HI段细胞中含有的XB的染色体数与CD段可能相同，B错误；图1中CD段为有丝分裂后期，无染色单体，对应图2的Ⅰ时期，细胞内含有4个染色体组，C错误；该细胞核的DNA初始状态为双链均被标记，由题干信息可知，细胞经过了1次有丝分裂，2个子细胞均带标记，且每个DNA分子一条链被标记，一条链没有被标记，再经过一次减数分裂，DNA再复制一次，每条染色体有一半的DNA带标记，一半的DNA不带标记，根据减数分裂的规律，4个子细胞中带标记的个数为2～4，由于有2个细胞进行减数分裂，则被标记数是4～8个，D正确。] 9．(12分)某动物的细胞分裂图像如图甲所示，细胞中每条染色体上DNA含量随细胞分裂时期的变化如图乙所示。回答下列相关问题： (1)该动物为雌性，判断的依据是____________________________________ ______________。图甲中__________细胞处于有丝分裂的分裂期(填序号)。 (2)若细胞②的基因型为Bb，该细胞发生减数分裂，正常情况下等位基因B和b发生分离的时期是________________；若该细胞在四分体时期基因B和b发生了互换，则基因B和b发生分离的时期是________________________ ________________________________________________。 (3)图甲细胞④对应图乙中________段。若图乙的纵坐标改为细胞中核DNA含量，则图甲细胞④对应图乙中________段。 (4)若细胞②的基因型为AaBbCc，该细胞可以产生________种卵细胞，该种生物的配子中染色体组合的多样性的生物学意义是______________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 答案：(1)细胞⑤细胞质不均等分裂　①③　(2)减数分裂Ⅰ后期　减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期　(3)bc　de　(4)1　使同一双亲的后代呈现多样性，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 10．粗糙链孢霉的一个子囊母细胞(具有二倍体核，基因型为Aa)，通过细胞分裂形成8个孢子，它们在子囊中的排列顺序与减数分裂中期赤道板上染色单体的排列顺序完全一致(如图所示)。孢子形成过程中，下列说法不正确的是(　　) A．有丝分裂过程中始终存在同源染色体 B．细胞三次分裂过程中，染色体复制两次 C．减数分裂过程中发生了同源染色体的非姐妹染色单体互换 D．孢子形成的过程中发生了基因A与a的分离 A　[从题图中看出，减数分裂结束后形成的孢子不含同源染色体，因此孢子进行有丝分裂时也不含同源染色体，A错误；减数分裂Ⅱ前不进行染色体的复制，因此细胞三次分裂过程中，染色体复制两次，B正确；如果减数分裂过程中没有发生互换，则形成的8个孢子应该上面是4个黑色，下面是4个白色(或上面是4个白色，下面是4个黑色)，而图中依次是两个白色、两个黑色、两个白色、两个黑色，说明减数分裂过程中发生了互换，C正确；孢子形成的过程中会发生等位基因A和a的分离，D正确。] 11. 图甲、乙、丙为某一高等哺乳动物(基因型为AaDd)体内细胞分裂的示意图，下列说法正确的是(　　) A．甲细胞正常分裂可产生2种不同基因型的配子 B．甲细胞中A、a出现的原因与丙细胞中A、a出现的原因相同 C．细胞乙不可能是由细胞甲分裂形成 D．图乙细胞可能是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体 C　[甲细胞由于同源染色体的非姐妹染色单体发生了互换，正常分裂可产生4种不同基因型的配子，A错误；甲细胞中A、a出现的原因是同源染色体的非姐妹染色单体发生了互换，属于基因重组，丙细胞处于有丝分裂中期，细胞中A、a出现的原因是基因突变，B错误；细胞甲分裂而来的细胞应该是含Aa的染色体和黑色的染色体在一个细胞里面，而图乙不是，C正确；图甲、乙、丙为某一高等哺乳动物的分裂图，由于图甲处于减数分裂Ⅰ后期，此时细胞质均等分裂，故判断为雄性动物，图乙不可能是次级卵母细胞或极体，D错误。] 12．(11分)二倍体酵母菌在适宜条件下通过出芽生殖繁殖后代；营养条件差时，会通过减数分裂产生孢子，在合适条件下经过细胞融合重新形成二倍体酵母菌。 (1)减数分裂某时期，在电子显微镜下可观察到有些蛋白质(简称S蛋白)连接同源染色体形成联会复合体(简称SC)。联会复合体形成时期最可能是________________，每个联会复合体含有________个核DNA分子。 (2)某实验室发现一种缺失X基因的突变体酵母菌。突变体中会有部分个体减数分裂后产生染色体数目异常的孢子，这样的孢子活力下降。科研人员对其机制进行相关研究，结果如图。其中，左侧为野生型酵母菌产生孢子的过程，右侧为突变体酵母菌产生染色体异常孢子的过程。据图分析： ①突变体酵母菌在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期，染色体行为变化特征分别是______________________________、_____________________________ _______________________________________。观察发现突变体酵母菌产生的孢子中约20%染色体数目异常，据此推测________%的亲代酵母菌减数分裂发生异常。 ②结合S蛋白含量分析，在减数分裂过程中，突变体酵母菌产生染色体数目异常孢子的原因是___________________________________________________ ______________。综合上述信息，推测野生型酵母菌中X基因的功能是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ③为验证上述推测，科研人员将X基因转入______________(填“突变体”或“野生型”)酵母菌中并使其发挥作用，最后通过观察孢子中染色体数目或检测____________________以达到实验目的。 答案：(1)减数分裂Ⅰ前期　4　(2)①同源染色体未分离，而移向同一极　染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的子染色体分别移向两极　20　②在减数分裂Ⅰ时期S蛋白降解慢(或未完全降解)　促进S蛋白降解，便于同源染色体联会后分离　③突变体　孢子的活力 提升点1　减数分裂与基因突变和基因重组 1．减数分裂与基因突变 通常，此时可导致一条染色体的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。 2．减数分裂与基因重组 (1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。在减数分裂Ⅰ后期，可因非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。 (2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如原本A与B组合、a与b组合，经重组可导致A与b组合、a与B组合。 1．(2020·北京卷)下图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。相关叙述不正确的是 (　　) A．该个体的基因型为AaBbDd B．该细胞正在进行减数分裂 C．该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子 D．A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律 C　[分析题图可知，该个体的基因型为AaBbDd，A正确；图中同源染色体正在联会，且下方的一对同源染色体正在发生染色体片段的互换，可判定该细胞正在进行减数分裂，B正确；图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间片段的互换，由此可知该细胞分裂完成后可以产生4种基因型的配子，C错误；A、a和D、d基因位于非同源染色体上，因此它们的遗传遵循自由组合定律，D正确。] 2．下图为某高等动物的一组细胞分裂图像，下列叙述不正确的是(　　) A．细胞①与细胞②中的染色体数目相同、核DNA分子数目不同 B．细胞③中发生了等位基因的分离 C．细胞④出现的原因，可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了染色体互换 D．细胞①②③④中均存在同源染色体 D　[细胞①与细胞②中的染色体数目相同，而核DNA分子数前者是后者的一半，A正确；细胞③处于减数分裂Ⅰ后期，发生了等位基因的分离，B正确；细胞④处于减数分裂Ⅱ后期，分离的姐妹染色单体上出现了等位基因A与a，则可能是发生了基因突变，也可能是在减数分裂Ⅰ过程中发生了染色体互换，C正确；细胞④处于减数分裂Ⅱ，没有同源染色体，D错误。] 提升点2　减数分裂与染色体变异的有关分析 1．减数分裂异常导致配子种类变化的规律 在减数分裂过程中，某些原因也会导致出现染色体结构变异和染色体数目变异的配子，可通过配子将这些变异传递给下一代，现分析如下：如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部异常；如果减数分裂Ⅰ正常、减数分裂Ⅱ中的一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的异常；如果减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ均异常，则所形成的配子全部异常。如下图所示： 2．XXY与XYY异常个体成因分析 (1) (2)XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一精细胞。 1．果蝇的A、a基因位于Ⅱ染色体，A和B基因位于2对同源染色体上。下图是基因型为AaBb的雄果蝇精巢中某细胞的分裂图像，由于端粒缺失导致该染色体A和a基因所在的一端相连，一条染色体有两个着丝粒时，染色体可在着丝粒间任一位置断开(不考虑突变)。据图分析错误的是(　　) A．甲图到乙图过程可能发生在有丝分裂、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ中期 B．图中所示微管蛋白可能是由蛋白质纤维组成的 C．若图中细胞正进行减数分裂，则产生的子细胞的基因型有8种可能性 D．秋水仙素会影响图中微管蛋白组装成微管 A　[减数分裂Ⅰ不发生着丝粒分裂，因此甲图到乙图过程可能发生在有丝分裂和减数分裂Ⅱ中期，A错误；微管蛋白可以快速地组装和解聚，说明图中所示的微管蛋白可能是由蛋白质纤维组成的，B正确；若图中细胞正进行减数分裂，减数分裂Ⅰ同源染色体分离，减数分裂Ⅱ着丝粒分裂、姐妹染色单体分离，由于端粒缺失导致该染色体A和a基因所在的一端相连，一条染色体有两个着丝粒时，染色体可在着丝粒间任一位置断开，仅考虑A、a基因时，产生的子细胞的基因型可能为没有A和a基因、A、a、Aa，A和B位于2对同源染色体上，综合考虑A、a和B、b基因，产生的子细胞基因型可能为B、b、AB、Ab、aB、ab、AaB、Aab，共8种，C正确；秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，纺锤体的主要成分是微管蛋白，因此秋水仙素会影响图中微管蛋白组装成微管，D正确。] 2．(2022·湖北卷)为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是(　　) A．考虑同源染色体交换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常 B．考虑同源染色体交换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常 C．不考虑同源染色体交换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常 D．不考虑同源染色体交换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常 D　[患儿含有来自母亲的A2、A3，如果发生交换，A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，A正确；考虑同源染色体交换，也可能是非姐妹染色单体发生交换，卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，B正确；不考虑同源染色体交换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体交换，患儿同时含有A2、A3基因，不可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ21号染色体分离异常，D错误。] 3．一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂。下列说法错误的是(　　) A．基因组成为AAXBXB时细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期 B．若产生4种精子则可能是减数分裂Ⅰ后期基因自由组合的结果 C．处于减数分裂Ⅰ后期和处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中染色体组数相同 D．若产生了一个基因组成为AaXB的精子，则同时产生的另外三个精子为AaXB、Y、Y B　[一个基因型为 AaXBY 的精原细胞进行减数分裂，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离可产生基因组成为AAXBXB和aaYY的次级精母细胞，故基因组成为AAXBXB时细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，A正确；一个精原细胞减数分裂Ⅰ后期基因自由组合，最终会产生4个两两相同的精子，如果4个精子互不相同，应该是在减数分裂Ⅰ前期发生互换的结果，B错误；减数分裂Ⅰ后期着丝粒不分裂，染色体组数为2，减数分裂Ⅰ结束后，染色体组数减半，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体组数加倍为2，C正确；若产生了一个基因组成为AaXB的精子，则减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离产生了基因组成为AAaaXBXB和YY的次级精母细胞，进而产生4个基因组成为AaXB、AaXB、Y、Y的精子，D正确。] 4．(2023·山东卷)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 D　[正常情况下，卵细胞的基因型可能为E或e，减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体上的基因为EE或ee，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，卵细胞的基因型可能为EE、ee、O(表示没有相应的基因)，若减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，卵细胞的基因组成还可能是Ee，故卵细胞基因组成最多有6种可能，A错误；不考虑其他突变和基因被破坏的情况，若卵细胞为Ee，则减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体基因型为O，第一极体产生的第二极体可能为E、e或Ee、O，B错误；若卵细胞为E，且第一极体不含E，说明未发生互换，次级卵母细胞产生的第二极体为E，第一极体产生的两个第二极体为e、e或ee、O，最多有3种可能，C错误；若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则与卵细胞同时产生的第二极体为ee或EE或Ee，第一极体为EE或ee或Ee，最多有3种可能，D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$