内容正文:
生 物
构建知识体系
形成关键能力
提高学科素养
精准高效备考
高考能力梯级集训
第13讲 减数分裂和受精作用
第13讲 减数分裂和受精作用
目录
1
2
考点1
减数分裂与配子的形成过程
考点2
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、
配子多样性及受精作用
第13讲 减数分裂和受精作用
基础 满分练
课前 自检自测•夯基固本
考点1 减数分裂与配子的形成过程
两个高考关键点
关键点1 聚焦减数分裂过程中的核心概念
1.判断
(1)(2024北京卷)染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。( )
(2)(2024北京卷)同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ。( )
[命题点❶]
(3)(2023江苏卷)唐氏综合征患者的性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子。( )
(4)蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合。( )
√
×
×
√
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.(必修2 第23页练习题变式)据图回答下列问题。
图1
图2
(1)图1中__________、__________各是一对同源染色体,1和3、1和4、________________是非同源染色体。
(2)图1中1与2的分离发生在__________________________,a与a'的分离发生在__________________________。[命题点❷]
1和2
3和4
2和3、2和4
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅱ后期
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第13讲 减数分裂和受精作用
(3)图2表示__________现象,从时间上看,该过程发生于_______________,从范围上看,发生在同源染色体的________________之间。
(4)由图2可知,等位基因可位于同源染色体和_______________上。
(5)图2中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因,该细胞减数分裂完成后产生_____________________四种基因型的精细胞。
互换
减数分裂Ⅰ前期
非姐妹染色单体
姐妹染色单体
AB、aB、Ab、ab
图2
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第13讲 减数分裂和受精作用
3.骡是马(2N=64)和驴(2N=62)杂交产生的后代,其表现为高度不育。从减数分裂中染色体行为的角度分析,其原因是____________________。
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,无同源染色体,导致减数分裂过程中联会紊乱,无法形成配子,因此表现为高度不育
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第13讲 减数分裂和受精作用
关键点2 关注减数分裂过程中物质和结构的变化
4.(2023天津卷)如图甲、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
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:甲中无同源染色体,无染色单体,染色体移向两极,为减数分裂Ⅱ后期,A项错误。乙为减数分裂Ⅰ前期,丙为减数分裂Ⅱ中期,乙是丙染色体组的两倍,B项正确。丙为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体,C项错误。丙是从平行于赤道板方向观察的,D项错误。
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第13讲 减数分裂和受精作用
5.减数分裂过程典型示意图分析
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第13讲 减数分裂和受精作用
(1)甲为性原细胞,乙为______________,丙、丁为____________________,戊为性细胞。
(2)染色体加倍:只在____________________分开时加倍,即__________分裂时。(减数分裂前的间期时染色体复制但染色体数目不加倍)
(3)核DNA加倍:只在减数分裂前的间期__________后加倍。
(4)染色体和核DNA减半:减数分裂Ⅰ末期均减半,减数分裂Ⅱ末期核DNA减半,而染色体数目与开始进行减数分裂Ⅱ时的细胞中的染色体数目__________。
(5)减数分裂Ⅱ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同,不同的是没有_______________。
初级性母细胞
次级性母细胞
姐妹染色单体
着丝粒
DNA复制
相同
同源染色体
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第13讲 减数分裂和受精作用
(6)染色体/核DNA数的比值的变化规律及原因:
1∶2
1∶1
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第13讲 减数分裂和受精作用
6.(2024广西卷)水稻(2N=24)是我国主要粮食作物之一,研究发现水稻S1和S2基因与花粉正常发育相关。科研人员将野生型和双突变型(S1和S2基因突变)的花粉母细胞进行染色,观察得到如图的减数分裂Ⅰ过程。下列说法正确的是( )
A.图(e)中出现明显的染色体,可知该时期是减数分裂Ⅰ后期
B.水稻的1个花粉母细胞完成减数分裂,只产生1个子细胞
C.野生型水稻减数分裂Ⅰ过程,产生的子细胞含有6条染色体
D.S1和S2基因可通过控制同源染色体的联会,进而影响花粉发育
D
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:由题图可知,图(e)中双突变型花粉母细胞没有出现明显的染色体,不是减数分裂Ⅰ后期,A项错误。水稻一个花粉母细胞经过减数分裂形成4个子细胞,B项错误。野生型水稻经过减数分裂Ⅰ,染色体数目减半,子细胞中含有12条染色体,C项错误。从题图看出,双突变型花粉发育异常,而减数分裂Ⅰ主要是同源染色体联会和分离,所以S1和S2基因可通过控制同源染色体的联会,进而影响花粉发育,D项正确。
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第13讲 减数分裂和受精作用
回归教材·考教衔接
1.减数分裂及相关概念的辨析
(1)减数分裂的概念
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第13讲 减数分裂和受精作用
(2)同源染色体[❶]
减数分裂过程染色体主要行为特征是减数分裂Ⅰ同源染色体的联会和分离
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第13讲 减数分裂和受精作用
(3)联会和四分体
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第13讲 减数分裂和受精作用
(4)互换
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.精子的形成过程
(以二倍体动物精子的形成过程为例)
提醒:精细胞变形形成精子不属于减数分裂过程。
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第13讲 减数分裂和受精作用
3.卵细胞的形成过程
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第13讲 减数分裂和受精作用
4.精子和卵细胞形成过程的比较(哺乳动物)
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第13讲 减数分裂和受精作用
5.减数分裂过程中染色体、核DNA数量变化规律(体细胞染色体数为2n)
性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞
减数分裂前的间期 减Ⅰ 减Ⅱ前、中 减Ⅱ后 减Ⅱ末
染色体数2n 2n→n n 2n 2n→n
核DNA数2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n
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第13讲 减数分裂和受精作用
能力 高分练
课中 关键能力•可视思维
命题角度一 减数分裂的相关概念及过程
1.(2025河南三模)同源染色体是种系内在进化上具有共同祖先、起源相同的染色体。下列相关叙述错误的是( )
A.同源染色体的相同位置一般具有相同的基因种类,各基因线性排列顺序相同
B.同源染色体一般具有相同的形状、大小、结构和功能,可在细胞增殖时联会
C.随着性别分化,出现了X、Y染色体同源不同型、仅保留部分同源区段的现象
D.随着染色体复制,细胞核中可能产生新的等位基因,导致同源染色体的数量加倍
D
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:基因在染色体上呈线性排列,且同源染色体的相同位置一般具有相同的基因种类,各基因线性排列顺序相同,A项正确。同源染色体一般具有相同的形状、大小、结构和功能,可在细胞增殖时如减数第一次分裂前期发生联会,B项正确。随着性别分化,出现了X、Y染色体同源不同型、仅保留部分同源区段的现象,如X和Y染色体存在同源区段,也存在非同源区段,C项正确。随着染色体复制,细胞核中可能产生新的等位基因,但同源染色体的数量不会加倍,D项错误。
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.(2025云南卷)某二倍体动物(2n=4)的基因型为GgFf,等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上,在不考虑基因突变的情况下,下列细胞分裂示意图中不可能出现的是( )
B
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:该细胞中含有同源染色体,且正在进行同源染色体分离,可判断为减数分裂Ⅰ后期,存在姐妹染色单体,其上的基因相同,但由于该动物基因型为GgFf,在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换,可出现图中的情况,A项不符合题意。该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体,且同源染色体正在分离,处于减数分裂Ⅰ后期,移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体,由于该动物基因型为GgFf,同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因,而不是G和G、f和f,所以不可能出现图中的情况,B项符合题意。该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体,且同源染色体正在分离,由于非同源染色体自由组合,所以处于减数分裂Ⅰ后期,移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体,即G与g、F与f分离,G与F或f组合,C、D两项不符合题意。
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第13讲 减数分裂和受精作用
命题角度二 减数分裂过程中物质和结构的变化
3.(2025北京卷)用于啤酒生产的酿酒酵母是真核生物,其生活史如图。
下列叙述错误的是( )
A.子囊孢子都是单倍体
B.营养细胞均无同源染色体
C.芽殖过程中不发生染色体数目减半
D.酿酒酵母可进行有丝分裂,也可进行减数分裂
B
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:子囊孢子是酿酒酵母在减数分裂后形成的孢子,减数分裂的结果是产生单倍体的细胞,因此子囊孢子是单倍体,A项正确。酿酒酵母的生活史包括单倍体(n)和二倍体(2n)阶段,单倍体营养细胞无同源染色体,二倍体营养细胞(由细胞核融合形成)有同源染色体,B项错误。芽殖是酿酒酵母的无性繁殖方式,属于有丝分裂,有丝分裂后染色体数目不变,C项正确。酿酒酵母的生活史包括无性繁殖(芽殖)和有性繁殖(减数分裂形成子囊孢子),D项正确。
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第13讲 减数分裂和受精作用
4.(不定项)(2026天津模拟改编)甲和乙是某二倍体生物(基因型为AABb)精巢中的两个细胞,丙是细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量变化示意图,下列有关分析正确的是( )
A.甲中含有2个染色体组,其中1和5是一对同源染色体
B.初级精母细胞的染色体互换导致了乙中A、a基因同时存在
C.处于BC段的细胞是有丝分裂前期和中期的细胞
D.乙的下一个时期和甲都处在丙中的DE段
甲
乙
丙
D
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:甲中含有同源染色体,染色体着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,含有4个染色体组,一个染色体组由两条非同源染色体(如1和2)构成,1和5是复制之后的姐妹染色单体分开之后的染色体,不是一对同源染色体,A项错误。该生物的基因型为AABb,所以a基因只能来自基因突变,B项错误。BC段每条染色体上含有两个DNA分子,为有丝分裂前期、中期的细胞,或者为减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期的细胞,C项错误。图乙细胞中无同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,下一个阶段为减数第二次分裂后期,可用DE段表示,图甲染色体着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,也可用DE段表示,D项正确。
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第13讲 减数分裂和受精作用
答题要语
(1)减数分裂染色体复制一次,细胞分裂两次,第一次分裂的实质是同源染色体的分离,第二次分裂的实质是姐妹染色单体的分离。
(2)精细胞不是精子,精细胞变形后成为精子,精子头部含有细胞核,几乎无细胞质,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,受精时精子只有头部进入卵细胞,而尾部留在外面。
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第13讲 减数分裂和受精作用
能力要语
减数分裂过程中引起物质变化的原因分析
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第13讲 减数分裂和受精作用
破题路径
减数分裂图像辨析
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第13讲 减数分裂和受精作用
若减数分裂Ⅰ后期细胞质出现均等分裂,则一定为初级精母细胞;若减数分裂Ⅱ后期细胞质出现均等分裂,可能是次级精母细胞,也可能是极体。
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第13讲 减数分裂和受精作用
能力思维链
思维链一:时期判定与遗传意义关联链
依据同源染色体行为(联会/分离)→精准判断减数第一次分裂(MⅠ)与第二次分裂(MⅡ)时期→阐明其确保遗传多样性的意义
思维链二:物质结构变化与遗传分配链
染色体复制(DNA加倍/单体形成)→同源染色体分离(遗传物质减半)→姐妹染色单体分离(遗传物质再分配)
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第13讲 减数分裂和受精作用
基础 满分练
课前 自检自测•夯基固本
考点2 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、配子多样性及受精作用
两个高考关键点
关键点1 实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.观察细胞的减数分裂一般选用雄性动物的生殖器官的原因:(1)雄性个体产生精子的数量__________雌性个体产生卵细胞的数量。(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是______________,其只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ。[命题点❶]
多于
次级卵母细胞
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.(2026江苏常州模拟)下图是玉米(2N=20)的一个花粉母细胞减数分裂过程图,下列叙述正确的是( )
A.甲图、乙图均可发生非等位基因的自由组合
B.选择玉米花药观察减数分裂,可不进行解离操作
C.丙图中同源染色体分离是导致配子染色体数减半的原因
D.丙图和乙图所示每个细胞中具有相同的着丝粒和核DNA数
B
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:甲图处于减数第一次分裂前期,一般不发生非等位基因之间的自由组合,乙图为减数第一次分裂后期,只有非同源染色体上的非等位基因才会自由组合,A项错误。解离的目的是使细胞分散开,而玉米花药中的小孢子母细胞,本身处于游离分散状态,可不进行解离操作,B项正确。丙图是减数第二次分裂后期,不存在同源染色体,C项错误。丙图是减数第二次分裂后期,乙图是减数第一次分裂后期,丙图和乙图都含有20条染色体,着丝粒数相同,但乙图核DNA数是丙图的2倍,D项错误。
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第13讲 减数分裂和受精作用
关键点2 深刻理解配子的多样性和受精作用
3.(2023福建卷)从基因型为AaBb的母羊输卵管中采集卵子进行体外受精,被激活的卵子排出的第二极体的基因组成是aB,则该卵子及其对应的初级卵母细胞的基因组成分别是( )[命题点❷]
A.AAbb AAaaBBbb
B.aaBB AaBb
C.aaBB AAaaBBbb
D.AAbb AaBb
C
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:该卵子在输卵管中进行减数第二次分裂,被激活的卵子排出的第二极体的基因组成是aB,说明减数第一次分裂后期,含有基因a和基因B的非同源染色体组合到一起,共同进入次级卵母细胞(即该卵子的基因组成为aaBB),而含有基因A和基因b的非同源染色体组合到一起,共同进入第一极体,因此其对应的初级卵母细胞的基因组成为AAaaBBbb。
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第13讲 减数分裂和受精作用
4.(2025安徽卷)某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是( )
A.2% B.4% C.8% D.16%
D
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:1个初级精母细胞发生交换,会产生4种精细胞,其中交换型(精细胞2、3)和未交换型(精细胞1、4)各占一半。设发生交换的初级精母细胞比例为x,则产生的交换型精细胞比例为x×1/2(因1个交换的初级精母细胞产生2种交换型精细胞,共4个精细胞)。已知精细胞2、3各占4%,即交换型精细胞总比例为4%+4%=8%,则x×1/2=8%,解得x=16%。
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第13讲 减数分裂和受精作用
回归教材·考教衔接
1.观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片
(1)实验原理
减数分裂过程中,细胞中的染色体形态、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。
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第13讲 减数分裂和受精作用
(2)实验步骤
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第13讲 减数分裂和受精作用
(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。[❶]
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.配子中染色体组合多样性的原因[❷]
(1)减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合。
(2)减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。
基因重组发生在配子形成过程中
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第13讲 减数分裂和受精作用
3.具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(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 2n种
1个卵原细胞 2n种 1种
1个雌性个体 2n种 2n种
提醒:分析产生配子种类时应特别注意是“一个性原细胞”还是“一个个体”。
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第13讲 减数分裂和受精作用
4.受精作用
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第13讲 减数分裂和受精作用
素养 提升练
课中 高考定向•原创融通
一、过程动态识别与遗传效应综合
备考方向:核心是掌握同源染色体“联会、分离”与姐妹染色单体“分离”两大关键行为,据此精准判断MⅠ与MⅡ各时期,强化图像识别与数量变化曲线绘制。
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第13讲 减数分裂和受精作用
1.(2024江西卷)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
B
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:联会配对发生在减数第一次分裂前期,姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期,着丝粒与纺锤丝结合发生在减数第一次分裂前期和减数第二次分裂前期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。联会时核膜尚未消失,妨碍着丝粒与纺锤丝相遇。所以联会发生在着丝粒与纺锤丝的结合之前,即它们影响减数分裂的先后顺序是M—P—W—O。
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第13讲 减数分裂和受精作用
2.(2025江苏卷)图示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列相关叙述错误的是( )
A.甲细胞中发生过染色体互换
B.乙细胞中不含有同源染色体
C.丙细胞含有两个染色体组
D.2n配子是由于减数第一次分裂异常产生的
D
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:观察甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知,甲细胞中发生过染色体互换,A项正确。乙细胞是减数第一次分裂后的子细胞,此时同源染色体已经分离,所以乙细胞中不含有同源染色体,B项正确。丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组,所以丙细胞含有两个染色体组,C项正确。由图可知,2n配子是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后没有分别进入两个细胞导致的,D项错误。
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第13讲 减数分裂和受精作用
二、与遗传定律、变异相结合综合考查
备考方向:将受精作用嵌入“减数分裂—受精作用”循环中,理解其对维持染色体数目稳定的意义,并能将染色体行为与遗传定律、变异类型(如互换、异常分离)相整合分析。
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第13讲 减数分裂和受精作用
3.(跨模块融通)(2025甘肃卷)某动物(2n=4)的基因型为AaBb,有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的,位于不同对的染色体上。
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第13讲 减数分裂和受精作用
关于该动物的细胞分裂(不考虑突变),下列叙述错误的是( )
A.图①②③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞,最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子
B.同源染色体分离,形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞,进而产生图①和②两种子细胞
C.非姐妹染色单体互换,形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞,进而产生图③和④两种子细胞
D.图⑦代表有丝分裂后期细胞,产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
C
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第13讲 减数分裂和受精作用
解析:图⑤⑥细胞质均等分裂,该动物为雄性,观察图①②③④染色体形态,无同源染色体且着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期细胞,经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变),A项正确。观察图⑤,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞质均等分裂,这是减数分裂Ⅰ后期细胞(雄性),其产生的子细胞为次级精母细胞,图①和②符合次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期的情况,图⑤能产生图①和②两种子细胞,B项正确。观察图⑥,非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期,形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞(同源染色体分离),其产生的子细胞为次级精母细胞,到达减数分裂Ⅱ后期时会形成含有AB、aB、Ab、ab四种类型的子细胞,不符合图③和④,C项错误。分析图⑦,有同源染色体且着丝粒分裂,为有丝分裂后期细胞,有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致,D项正确。
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第13讲 减数分裂和受精作用
1∶1_______________________________。
A. B. C. D.
$