2027届高考生物人教版一轮复习导学案第12讲　减数分裂和受精作用

该高中生物学高考复习学案系统覆盖减数分裂的概念、过程、与有丝分裂的比较、受精作用及与可遗传变异的关系等核心考点，按“概念辨析-过程分析-数量变化-实验观察-综合应用”逻辑层次构建知识网络，通过思考问题、判断对错等问题导向设计，引导学生自主梳理减数分裂中染色体行为与遗传规律的内在联系。 亮点在于自主诊断与科学思维培养，如设置“判断对错”“思考”等自测环节即时反馈学情，高考链接整合真题案例引导分析细胞分裂图像、染色体数目变化，培养结构与功能观（生命观念）和逻辑推理能力（科学思维）。每个模块配有思维导图绘制任务和错题归因表，助力学生个性化构建知识体系，教师可通过学生作答情况精准指导，支持因材施教。

第12讲　减数分裂和受精作用 【思维导图】 考点一　减数分裂 【夯实基础】 一、减数分裂的相关概念 1.减数分裂 2.同源染色体与非同源染色体 (1)同源染色体 (2)非同源染色体 指形状、大小一般不相同,且在减数分裂过程中不发生　联会　的染色体,如图中的A和C(或D),B和C(或D)。  【思考】 同源染色体的形态、大小一定相同吗?形态、大小相同的染色体一定是同源染色体吗?举例说明。　同源染色体的形态、大小不一定相同,如性染色体X、Y(或Z、W)不同;形态、大小相同的染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后,姐妹染色单体分开形成的两条染色体,形态、大小相同,但不是同源染色体　。  3.联会与四分体 (1)联会:减数分裂Ⅰ　前　期　同源染色体两两配对　的现象。该时期DNA已完成复制,染色单体已形成。   (2)四分体:联会后的每对同源染色体含有　4　条染色单体,叫作四分体。  1 个四分体=　1　对同源染色体=　2　条染色体=　4　条染色单体,含　4　个 DNA 分子(有　8　条脱氧核苷酸链)。   【思考】 有同源染色体是否就能形成四分体?　并非所有的细胞分裂都存在四分体,联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象,有丝分裂过程中虽有同源染色体但不进行联会,故无法形成四分体　。  4.互换 (1)概念:四分体中的　非姐妹染色单体　之间交换相应的片段。  (2)时期:　减数分裂Ⅰ前期　。  (3)图示 图中交换对象:　等位基因(B—b)　交换。  (4)意义:进一步丰富了配子的类型,增加了有性生殖生物的多样性。 【拓展延伸】 　　同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换不一定导致基因重组,交换的片段所含的基因也可能相同。 二、减数分裂的过程 1.精细胞的形成过程(以二倍体动物为例) 【思考】 (1)经减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞中染色体在形态、大小上有什么特点?　两个次级精母细胞中染色体(一般情况下)形态、大小一一对应、两两相同　。  (2)1个精原细胞经减数分裂后产生的4个精细胞在染色体组成上有什么关系?(不考虑互换)　这4个精细胞是两种类型,且两两相同,两类互补。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体组成相同,来自同一个精原细胞或初级精母细胞的精细胞之间染色体相同或互补　。  【判断对错】 减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制。 (×) 　　【提示】 减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制。 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(曲细精管)　  卵巢 细胞质 分裂 均等分裂 初级和次级卵母细胞　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→变形成为　4　个精子(成熟配子)  1个卵原细胞→　1　个较大的卵细胞(成熟配子)和　3　个较小的极体(退化消失,不能受精)  相同点 染色体的变化行为相同 【思考】 卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是什么? 　保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需要　。  3.结合细胞质的分裂情况判断减数分裂中的细胞类型 图1为　初级精母　细胞,图2为　初级卵母　细胞,图3为　次级卵母　细胞,图4为　次级精母细胞或第一极体　。  三、减数分裂中染色体、核DNA数目变化规律 1.数目变化规律(体细胞染色体数为2n) 间期 减数分 裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前、中 减数分裂Ⅱ 后、末 染色 体数 ①　2n　  ②　2n→n　  ③　n　  ④　n→2n→n　  核 DNA数 ⑤　2n→4n　  ⑥　4n→2n　  ⑦　2n　  ⑧　2n→n　  2.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图辨析 (1)染色体数目变化及原因 (2)核DNA数目变化及原因 (3)染色单体数目变化及原因 (4)柱形图的辨析 ①甲为　性原　细胞;乙为　初级性母　细胞;丙、丁为　次级性母　细胞或　第一极体　;戊为　生殖　细胞或　第二极体　。  ②乙处于　G2期、减数分裂Ⅰ　期,丙处于　减数分裂Ⅱ前期或中　期。  【高考链接】 一、减数分裂相关概念辨析 1.(2025·云南卷,T5)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()。 　　A　　 　　B　　 　　　C　　 　　D 　　【答案】 B 　　【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,可判断处于减数分裂Ⅰ后期,存在姐妹染色单体,其上的基因相同,但由于该动物的基因型为GgFf,若在减数分裂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A中的情况,A不符合题意;若在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体不发生互换,即基因G与g、F与f分离,基因G与F或f组合,可出现图C、D中的情况,C、D不符合题意;每对同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因中的一对,所以不可能出现图B中的情况,B符合题意。 2.(2024·江苏卷,T17改编)下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。下列相关叙述正确的是()。 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 　　【答案】 D 　　【解析】 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,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互换,增加配子的基因组合数,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞,D正确。 二、减数分裂的过程分析 1.(2025·江苏卷,T14)下图表示二倍体植物形成染色体数目为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配子是由于减数分裂Ⅰ异常产生的 　　【答案】 D 　　【解析】 从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知,甲细胞发生过染色体互换,A正确;乙细胞是减数分裂Ⅰ后形成的子细胞,此时同源染色体已经分离,故乙细胞中不含有同源染色体,B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正确;由题图可知,2n 配子是减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体没有分开导致的,D错误。 2.(2024·江西卷,T6)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 　　【答案】 B 　　【解析】 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着丝粒与纺锤丝的结合。综上,它们影响减数分裂的先后顺序是M、P、W、O。 三、减数分裂过程中相关结构或物质数量的变化 【高考链接】 (经典高考真题)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中,某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。 下列叙述正确的是()。 A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象 B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体 C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个 D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同 　　【答案】 D 　　【解析】 图甲中染色体数目与核DNA分子数比为1∶2,染色体数为4,因此图甲表示减数分裂Ⅱ的前期和中期;图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1,且两个图表示初级精母细胞减数分裂过程,可判断图乙表示减数分裂Ⅱ后期。甲时期(减数分裂Ⅱ)细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象,A错误;图乙表示减数分裂Ⅱ后期,则乙时期细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体,B错误;图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1,无染色单体,C错误;初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换,产生了AXD 、 aXD、AY、aY,共4种基因型的精细胞,D正确。 考点二　观察细胞的减数分裂及受精作用 【夯实基础】 一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.目的要求 通过观察蝗虫　精母细胞　减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。   2.材料用具 　显微镜　、蝗虫精母细胞减数分裂装片。   3.方法步骤 【提醒】①不止观察到一种分裂方式:动物的精巢(或睾丸)、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、减数分裂两种分裂方式。其染色体数目有三种情况:n、2n、4n(假设亲代为二倍体)。②无法通过一个细胞观察到减数分裂的全过程:如同观察有丝分裂一样,由于细胞在解离过程中被杀死,因此无法观察到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,从不同的视野中寻找。 【判断对错】 (1)“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验中,存在某些细胞的染色体发生两两配对现象。 (√) 　　【提示】 减数分裂Ⅰ前期,同源染色体发生联会,即染色体发生两两配对。 (2)“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验中,可观察到同源染色体彼此分离的过程。 (×) 　　【提示】 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片实验中,细胞经过解离已经死亡,观察不到同源染色体彼此分离的动态过程。 二、受精作用 【思考】 受精过程中,子代从双亲各继承了半数的染色体,双亲对子代的贡献是一样的吗?请给出判断并解释原因:　不一样。母亲除提供一半的核基因外,还提供了几乎全部的细胞质基因,如线粒体内含有的基因　。   【判断对错】 (1)受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方。 (×) 　　【提示】 受精卵中的核DNA一半来自父方(精子),一半来自母方(卵细胞)。 (2)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。 (×) 　　【提示】 受精卵中的细胞质主要来自卵细胞,所以细胞质中的遗传物质主要来自母方;细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。 (3)受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方。 (√) 【深化探究】 东亚飞蝗是经典的遗传学实验材料。其雌性个体体细胞染色体数为24(22+XX),雄性个体为23(22+X)。在精巢和卵巢中,原始生殖细胞通过减数分裂产生配子。观察其精巢切片,可以清晰地看到处于减数分裂不同时期的细胞分裂图像,下图是研究人员以东亚飞蝗的精巢为实验材料,观察到的细胞分裂中期的图像。 (1)材料选择与原理 选择蝗虫精巢而不是卵巢作为观察减数分裂的材料,其主要优势是　　　      　　　    　。  (2)基础概念与计算 在减数分裂Ⅰ前期,雄性蝗虫的精巢中每个初级精母细胞内可形成　　　　　个四分体。蝗虫的一个精原细胞经过减数分裂,最终可形成　　　　　个精子。  (3)过程与图像分析 若图1表示减数分裂Ⅰ中期,其继续分裂产生的子细胞中染色体数为　　　　条;若图2表示减数分裂Ⅱ中期,其分裂产生的子细胞名称为　　　　。  (4)染色体行为及其意义 减数分裂过程中,同源染色体非姐妹染色单体之间互换的遗传学意义是　　　      　　　    　。  　　【答案】 (1)精巢中减数分裂产生的精子数量远多于卵巢中产生的卵细胞,且分裂是连续进行的,更容易找到处于不同分裂时期的细胞　(2)11　4　(3)11或12　 精细胞　(4)导致同源染色体上的非等位基因发生重组,增加了配子的多样性,为生物进化提供丰富的原材料 【题后归纳】 　　减数分裂不是一个简单的分裂过程,而是一个精密、复杂且充满变化的细胞事件。它通过独特的染色体行为(联会、互换、分离),不仅保证了物种遗传的稳定性,而且创造了丰富的遗传多样性,是生命延续和进化的核心动力。 【高考链接】 一、观察减数分裂 1.(2024·广西卷,T11)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个子代细胞 C.野生型水稻减数分裂Ⅰ过程,产生的子代细胞含有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 　　【答案】 D 　　【解析】 图(e)中没有出现明显的染色体,不是减数分裂Ⅰ后期,A错误;水稻1个花粉母细胞经过减数分裂形成4个子代细胞,B错误;水稻染色体数目为2N=24,经过减数分裂Ⅰ,染色体数目减半,子代细胞含有12条染色体,C错误;图(d)中染色体整齐地排列在赤道板上,而图(h)中染色体散乱分布,可知双突变型花粉母细胞可能联会异常,推测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正确。 2.(经典高考真题)甲图表示百合(2n=24)一个花粉母细胞减数分裂形成的四个子细胞,乙和丙分别是四个子细胞形成过程中不同分裂期的中期图像。下列叙述正确的是()。 A.乙和丙均是从与赤道板垂直方向观察到的细胞分裂图像 B.乙中单个细胞的染色体组数是丙中单个细胞的两倍 C.乙中单个细胞的同源染色体对数是丙中单个细胞的两倍 D.基因的分离和自由组合发生于丙所示时期的下一个时期 　　【答案】 B 　　【解析】 丙是从平行于赤道板方向观察到的,A错误;乙为减数分裂Ⅰ中期,丙为减数分裂Ⅱ中期,乙中单个细胞的染色体组数是丙中单个细胞的两倍,B正确;丙为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体,C错误;基因的分离和自由组合发生于乙所示时期的下一个时期,D错误。 3.(经典高考真题)武昌鱼(2n=48)与长江白鱼(2n=48)经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞,一般不能观察到的是()。 A.含有24条染色体的细胞 B.染色体两两配对的细胞 C.染色体移到两极的细胞 D.含有48个四分体的细胞 　　【答案】 D 　　【解析】 精原细胞通过减数分裂形成精子,则精子中含有24条染色体,A不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ前期将发生染色体两两配对,即联会,B不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并移向两极,在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开并移向两极,C不符合题意;精原细胞在减数分裂Ⅰ前期,能观察到含有24个四分体的细胞,D符合题意。 二、受精作用 【高考链接】 (2024·福建卷,T13)杂合二倍体紫贻贝的快速育种过程中,用遗传物质失活的精子激发卵子发育,并通过一定途径实现卵子发育成二倍体。常用的途径是:①抑制第一极体形成;②抑制第二极体形成;③抑制第一次卵裂。不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,下列分析正确的是()。 A.②途径获得的二倍体一定是纯合子 B.③途径获得的二倍体一定是纯合子 C.①途径和②途径获得的二倍体基因组成一定相同 D.②途径和③途径获得的二倍体基因组成一定相同 　　【答案】 B 　　【解析】 设该杂合二倍体的基因型是Aa,若在减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,抑制第二极体形成,可能会形成Aa的杂合类型,A错误;减数分裂完成后,卵细胞只有等位基因中的一个(A或a),卵裂过程进行的是有丝分裂,该基因复制后加倍,不考虑基因突变和其他情况的染色体变异,抑制第一次卵裂,一定会形成AA或aa类型的纯合子,B正确;由于在减数分裂过程中会发生互换和自由组合等现象,抑制第一极体形成和抑制第二极体形成会导致最终产生的二倍体基因组成不一定相同,C错误;抑制第二极体形成之前可能发生互换等现象,抑制第一次卵裂进行有丝分裂一定产生纯合子,因此②途径和③途径获得的二倍体基因组成不一定相同,D错误。 【思维训练系列】　综合概括 【思维案例】 (必修2 P27“思维训练”)试从配子形成和受精作用两个方面,分别对遗传的稳定性和多样性的原因进行概括。 遗传稳定性 遗传多样性 配子形成 受精作用 　　【答案】 遗传稳定性 遗传多样性 配子 形成 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半;而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合 在减数分裂过程中,联会时非姐妹染色单体间的互换,减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合,都导致了配子中染色体组合的多样性 受精 作用 卵细胞和精子的结合,使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的,因此,染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性 卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性,从而增加了遗传的多样性 【高考链接】 (2025·北京卷,T9)油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达,进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗,结果如图。综合以上信息,不能得出的是()。 A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分 B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长 C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白 D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素 　　【答案】 D 　　【解析】 由“油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达”可知,Z蛋白参与了油菜素内酯的信号传导,A不符合题意;分析题图可知,生长素处理能促进野生型下胚轴生长(说明生长素调控生长),由题意可知,油菜素内酯能促进下胚轴生长,因此两者都能调控下胚轴生长,B不符合题意;由题图可知,生长素处理野生型拟南芥幼苗(有Z蛋白)能促进生长,但在Z基因功能缺失突变体中生长素不能促进生长,说明生长素的作用需要Z蛋白,C不符合题意;题意和题图并未提供任何信息表明油菜素内酯的作用需要生长素参与,D符合题意。 考点三　减数分裂与有丝分裂的比较 【夯实基础】 一、减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 比较项目 分裂方式 减数分裂 有丝分裂 分裂的 细胞 　原始生殖细胞　  体细胞(含原始生殖细胞) 细胞分裂 的次数 　两　次  　一　次  同源染色 体的行为 a.联会形成　四分体　,其中非姐妹染色单体可能发生　互换　;  b.同源染色体分离 存在同源染色体,但不联会、不分离、无染色体互换现象 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 体的数目 　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 一般　相同　(不考虑基因突变)  意义 减数分裂和受精作用保证每种生物前后代染色体数目的恒定,维持生物遗传的稳定性 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持遗传的稳定性 二、减数分裂与有丝分裂细胞图像的分析与判断 1.结合染色体形态和行为判断细胞分裂的方式及时期 (1)三个前期图的判断 【思考】 图1为　有丝分裂　前期,图2为　减数分裂Ⅰ　前期,图3为　减数分裂Ⅱ　前期。  (2)三个中期图的判断 图1为　有丝分裂　中期,图2为　减数分裂Ⅰ　中期,图3为　减数分裂Ⅱ　中期。  (3)三个后期图的判断 图1为　有丝分裂　后期,图2为　减数分裂Ⅰ　后期,图3为　减数分裂Ⅱ　后期。  2.结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式及时期(以二倍体生物为例) 【思考】 判断下图中二倍体生物的细胞分裂的方式及时期。 甲细胞:　减数分裂Ⅱ(中期)　;乙细胞:　减数分裂Ⅱ(后期)　;  丙细胞:　减数分裂Ⅱ(中期)　;丁细胞:　有丝分裂(中期)　。  三、细胞分裂过程中染色体、染色单体、核DNA 数量变化的坐标曲线图、柱形图问题 1.有丝分裂和减数分裂的曲线图比较 项目 染色体 染色单体 核DNA 减数 分裂 有丝 分裂 2.下图表示每条染色体中DNA含量的变化,完善每段对应的时期。 减数分裂: A→B:　减数分裂前的间期　  B→C:　减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期　  D→E:　减数分裂Ⅱ后期和末期　  有丝分裂: A→B:　有丝分裂前的间期　  B→C:　有丝分裂前期和中期　  D→E:　有丝分裂后期和末期　  3.有丝分裂和减数分裂的柱形图比较 【高考链接】 一、减数分裂与有丝分裂的过程分析 (2025·浙江卷6月,T17) 某二倍体雄性动物的基因型为AaBb,在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生互换。下列叙述错误的是()。 A.若有丝分裂中发生互换,该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB B.若有丝分裂中未发生互换,该细胞产生的子细胞基因型为AaBb C.若减数分裂中发生互换,该细胞产生的精细胞基因型为AB、aB、Ab和ab D.若减数分裂中未发生互换,该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab 　　【答案】 A 　　【解析】 有丝分裂过程中,若发生题图所示的互换,两条染色体的基因情况为aB、ab和AB、Ab,后期着丝粒分裂可能产生AaBB(aB+AB)、Aabb(ab+Ab)的子细胞或者2个AaBb(aB+Ab和ab+AB)的子细胞,A错误;若有丝分裂中未发生互换,精原细胞进行有丝分裂,遗传物质精确复制后平均分配到两个子细胞中,则该细胞产生的子细胞基因型与亲代细胞相同,为AaBb,B正确;若减数分裂中发生互换,则两条染色体的基因情况为aB、ab和AB、Ab,经过减数分裂,该细胞会产生四种精细胞,基因型为AB、aB、Ab和ab,C正确;若减数分裂中未发生互换,则两对等位基因连锁,位于一对同源染色体上,AaBb的精原细胞产生的精细胞基因型为aB、Ab,D正确。 二、减数分裂和有丝分裂过程中细胞分裂图像的 分析与判断 (2025·甘肃卷,T5)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。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 　　【答案】 C 　　【解析】 图①②③和④无同源染色体且着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期细胞,由图⑤⑥细胞质均等分裂可判断该动物为雄性,不考虑突变的情况下最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞,A正确;图⑤中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,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,B正确;图⑥中A和a发生互换,其产生的次级精母细胞分别为AaBB和Aabb,不符合图③和④,C错误;图⑦中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正确。 三、减数分裂和有丝分裂过程中的染色体、核 DNA数量变化的柱形图 (2024·浙江卷6月,T18)某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是()。 A.该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B.4个细胞均处于减数第二次分裂前期,且均含有一个染色体组 C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和互换 D.4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P 　　【答案】 C 　　【解析】 图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后产生的,据图所示,这些细胞均含有染色单体,说明着丝粒没有分裂,因此该精原细胞经历了2次DNA复制和1次着丝粒分裂,A错误。由题可知,减数分裂Ⅰ已经完成,因此4个细胞只可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期,且均含有一个染色体组,B错误。精原细胞进行一次有丝分裂后,产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P;减数分裂完成复制后,每条染色体上有1条染色单体含有32P,另一个染色单体不含32P;减数分裂Ⅰ结束,每个细胞中应该含有2条染色体,4条染色单体,其中有2条染色单体含有放射性,但乙细胞有3条染色单体含有放射性,原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和互换,C正确。甲、丙、丁完成减数分裂Ⅱ至少产生3个含32P的细胞,乙细胞有3条染色单体含有32P,完成减数分裂Ⅱ产生的2个细胞都含有32P,因此4个细胞完成分裂形成8个细胞,至多有3个细胞不含32P,D错误。 【热考主题】 减数分裂与可遗传变异的关系 一、减数分裂与基因突变 在减数分裂前的间期,DNA分子复制过程中,如果复制出现差错,那么可能会引起基因突变,导致　一　条染色体上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。   【典例】某二倍体动物(2n=8)的基因型为AaBb,其体内某器官中部分细胞的分裂图像如图甲所示(只画出部分染色体),图乙为与该生物细胞分裂相关的几个时期中染色体和核DNA分子的相对含量。下列叙述正确的是()。 A.图甲中细胞①②均为初级卵母细胞,均含有2个染色体组 B.图甲中细胞④中出现等位基因B、b的原因为基因突变 C.图乙中c时期的细胞分裂图像可能与图甲中的细胞④相同 D.图甲中细胞④表示极体,与该细胞同时产生的次级卵母细胞的基因型为aaBb 　　【答案】 B 　　【解析】 图甲中细胞①着丝粒整齐地排列在赤道板上,表示有丝分裂中期,进行的是有丝分裂,可表示卵原细胞;细胞②处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质不均等分裂,表示初级卵母细胞,二者均含有2个染色体组,A错误。据图可知,细胞④中B和b所在染色体颜色相同,则细胞④中出现等位基因B、b的原因是基因突变,B正确。图乙中c时期的细胞为生殖细胞,图甲中的细胞④处于减数分裂Ⅱ后期,C错误。图甲中细胞④的细胞质均等分裂,表示第一极体,该细胞基因型是AABb,而体细胞基因型是AaBb,出现B、b是因为基因突变,据此推测与该细胞同时产生的次级卵母细胞的基因型为aaBB或aabb,D错误。 二、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,因同源染色体分离、非同源染色体自由组合导致　非同源染色体上的非等位基因自由组合　而出现基因重组,如A与B或A与b组合。   (1)原始生殖细胞减数分裂产生配子的情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换) (2)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  【典例】某动物的基因型为AaBb,这两对基因位于两对同源染色体上,不考虑染色体互换,若一个性原细胞经减数分裂产生的四个子细胞中,有一个子细胞的基因型为AB,下列相关叙述错误的是()。 A.此性原细胞减数分裂过程体现了基因的自由组合定律 B.产生的四个子细胞两两相同的直接原因是同源染色体分离 C.若此细胞是精原细胞,则四个精子的基因型分别是AB、AB、ab、ab D.若此细胞是卵原细胞,则产生的卵细胞的基因型是AB或ab 　　【答案】 B 　　【解析】 分析题意,某动物的基因型为AaBb,这两对基因位于两对同源染色体上,由此可知,这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,故此性原细胞减数分裂过程体现了基因的自由组合定律,A正确;产生的四个子细胞两两相同的直接原因是染色体复制出现姐妹染色单体,减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离进入不同的子细胞,B错误。 【典例】下图中甲、乙表示哺乳动物某细胞产生配子的情况,丙、丁为哺乳动物细胞分裂的示意图,下列叙述正确的是()。 A.甲图所示细胞没有发生等位基因的分离 B.乙图所示细胞一定是非同源染色体上非等位基因自由组合的结果 C.丙图所示细胞非同源染色体自由组合,使所有非等位基因之间也自由组合 D.丁图所示细胞处于有丝分裂后期,有8条染色体,没有姐妹染色单体 　　【答案】 D 　　【解析】 甲图所示细胞含有1对等位基因,产生配子时,发生了等位基因的分离,A错误。乙图所示细胞含有2对等位基因,若2对等位基因在一对同源染色体上且基因A、B位于同一条染色体上,基因a、b位于另一条染色体上,产生了2种配子(AB、ab),则是同源染色体发生分离的结果;若2对等位基因在2对同源染色体上,产生了2种配子(AB、ab),则是非同源染色体上非等位基因自由组合的结果,B错误。丙图所示细胞非同源染色体自由组合,使非同源染色体上的非等位基因自由组合,但同源染色体上的非等位基因并未自由组合,C错误。丁图所示细胞含有同源染色体,且着丝粒分裂,处于有丝分裂后期,有8条染色体,没有姐妹染色单体,D正确。 2.同源染色体上的非姐妹染色单体互换导致 基因重组 如图,原本A与B组合、a与b组合,经互换后,A与b组合、a与B组合。 【提醒】①细胞内同源染色体上的非姐妹染色单体上的基因发生互换后不一定会造成姐妹染色单体上存在等位基因。②对于杂合子来说,相应基因发生互换后,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期都有等位基因的分离。 【典例】 右图是基因型为AaBb的雄性哺乳动物体内一个细胞中的部分染色体示意图。下列叙述正确的是()。 A.此种变异属于基因重组,在减数分裂Ⅰ前期能观察到 B.该细胞经减数分裂可产生AB、Ab、aB、ab四种配子 C.该动物减数分裂产生的配子中,相关基因的重组型配子比例为1/2 D.该细胞中B、b的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ 　　【答案】 A 　　【解析】 题图发生了同源染色体上非姐妹染色单体的互换,变异类型属于基因重组,在减数分裂Ⅰ前期能观察到,A正确;该细胞虽然经过了同源染色体非姐妹染色单体之间的交换,但B和b所在的片段并未实现交换,因而该细胞经减数分裂后可产生两种基因型的四个配子,即 AB和ab,B错误;结合B项分析可知,该动物减数分裂产生的配子中,没有涉及相关基因的重组配子出现,C错误;结合B项分析可知,该细胞中B、b的分离发生在减数分裂Ⅰ的后期,D错误。 【典例】右图表示某动物初级精母细胞中的两对同源染色体,其减数分裂过程中,同源染色体发生互换形成了下图所示的四个精子,则来自同一个次级精母细胞的是()。 A.①②　　　B.①④　　　C.②③　　　D.②④ 　　【答案】 D 　　【解析】 正常情况下来自同一个次级精母细胞的两个精细胞中的染色体形态和数目应该是相同的,由题干可知,该初级精母细胞减数分裂过程中,同源染色体发生了互换,则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体的颜色大部分相同,而互换的部分颜色不同,即①与③、②与④,D符合题意。 【技巧方法】 配子来源的判断方法(以精细胞来源为例) 【典例】下图表示一个正在分裂的基因型为AAXBY的动物细胞,图示为染色体(用数字表示)及所带部分基因(用字母表示)情况,下列相关叙述正确的是()。 A.该图可表示有丝分裂前期,1号和4号染色体为同源染色体 B.若该细胞产生了一个AXBY的精细胞,则同时产生的精细胞为AXBY、A、a C.该细胞仅发生非姐妹染色单体间的互换不能出现1号染色体上的现象 D.若该细胞正常分裂至减数分裂Ⅱ后期,染色体数目与图中细胞不同 　　【答案】 C 　　【解析】 题图染色体没有联会行为,可表示有丝分裂前期,但1号和4号染色体形态不同,为非同源染色体,A错误;由于图中细胞的基因型为AAAaXBXBYY,根据自由组合定律,已知产生了一个AXBY的精细胞,则同时产生的精细胞可能为AXBY、A、a,也可能为aXBY、A、A,B错误;由于细胞的基因型为AAXBY,该细胞仅发生非姐妹染色单体间的互换不能出现1号染色体上的现象,出现该现象的原因是发生了基因突变,C正确;若该细胞正常分裂至减数分裂Ⅱ后期,减数分裂Ⅰ完成后染色体数目减半,在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,与体细胞中染色体数目一致,也与图中细胞染色体数目相同,D错误。 【题后反思】 姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析 (1)细胞进行有丝分裂(依据有丝分裂图像或有丝分裂的材料判断)⇒基因突变。 (2)细胞进行减数分裂⇒互换或基因突变。若姐妹染色单体的其中一条有两种颜色,则一定为互换;若姐妹染色单体上未出现两种颜色,说明题中信息未给足,则可能为基因突变,也可能为互换。 (3)若基因型为纯合子,则一定为基因突变。 (4)若发生在间期,则为基因突变;若发生在四分体时期,则为互换。 (5)若1个精原细胞经减数分裂产生的4个精子有4种类型,则为互换;若1个精原细胞经减数分裂产生的4个精子有3种类型,则为基因突变。 三、减数分裂与染色体变异 1.减数分裂异常导致配子种类变化的规律 (1)若减数分裂Ⅰ异常,则所形成的配子全部不正常。如图所示: 从基因型的角度分析:若减数分裂Ⅰ异常,则染色体数目增多的配子细胞内会存在　等位或相同　基因。  (2)若减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示: 从基因型的角度分析:若减数分裂Ⅱ异常,则染色体数目增多的配子细胞内会存在　相同　基因。  【典例】(经典高考真题)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种基因型的配子 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 　　【答案】 C 　　【解析】 根据同源染色体及等位基因的概念判断,①中含有两对同源染色体,且a和R所在的染色体发生了染色体结构变异中的易位,故在减数分裂Ⅰ前期会出现两对同源染色体联会的现象,A正确;②细胞中,a 基因所在的染色体多了一条,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,形成一个染色体数目正常的次级精母细胞和一个多了一条染色体的异常次级精母细胞,两个细胞继续进行减数分裂Ⅱ,异常次级精母细胞产生两个异常的配子,正常次级精母细胞产生两个正常的配子,B正确;一个基因型为AaRr 的精原细胞正常情况下只能产生AR和ar或Ar和aR两种基因型的配子,C错误;染色体结构变异与数目变异在光学显微镜下可见,D正确。 2.XXY与XYY异常个体的成因分析 (1)XXY成因 (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,含两条Y染色体的精子与含X染色体的卵细胞受精形成XYY型受精卵。 【典例】(经典高考真题)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 　　【答案】 B 　　【解析】 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染色体片段互换,则导致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,母亲的卵细胞形成过程中,SHOX基因可能突变成显性致病基因A,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。 1 学科网（北京）股份有限公司 $