2027届高三生物人教版一轮复习讲义第四单元　第17课时　减数分裂和受精作用

该高中生物学高考复习讲义聚焦减数分裂和受精作用核心考点，依据课标要求构建“概念-过程-数量变化-变异关系”的知识体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练三环节，帮助学生突破减数分裂过程分析、配子多样性成因等难点，体现复习的系统性和针对性。 资料特色在于真题考向深度对接与分层练习设计，如通过染色体数目变化曲线模型建构培养科学思维，结合克氏综合征等真题案例探究变异成因提升探究实践能力。基础排查到综合应用的分层训练，配合即时反馈，助力学生高效突破考点，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第17课时 减数分裂和受精作用 课标要求 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。 考情分析 1.减数分裂的过程:2025 安徽 T11 2025 江苏 T14 2025 云南 T5 2024 山东 T6 2024 江西 T6 2023 江苏 T8 2023 天津 T8 2023 福建 T5 2023 山东 T6 2022 湖北 T18 2022 北京 T5 2022 福建 T6 2021 海南 T12 2021 重庆 T8 2.受精作用:2021 湖北 T13 考点一 减数分裂及其相关概念 1.减数分裂相关概念 (1)减数分裂的概念 (2)同源染色体和非同源染色体 ①同源染色体(据精子、卵细胞、受精卵、初级性母细胞的染色体进行描述) 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1和2(或4)。 点拨 ①据上图,受精卵中1号染色体上某位置有A基因,则3号染色体上相同位置有A基因或其等位基因。 ②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但不联会,也不形成四分体。 ③形状、大小相同的两条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。 ④细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。 (3)联会和四分体 (4)互换 2.精子的形成过程 3.精子和卵细胞形成过程的比较 归纳总结 性别鉴定方式 细胞水平 (1)减数分裂 时细胞质均等分裂 雄性; (2)减数分裂 、减数分裂 时细胞质不均等分裂 雌性; (3)减数分裂 时细胞质均等分裂 无法判断性别 染色体水平(XY型性别决定生物) (1)存在同源染色体,有一对染色体大小形状不同,则为雄性; (2)存在同源染色体,每对染色体大小形状都相同,则为雌性 4.减数分裂过程中相关物质变化 (1)染色体数目变化曲线 请结合减数分裂过程中的染色体变化,分析回答: (2)核DNA数目变化曲线 结合减数分裂过程中的核DNA变化,分析回答: (3)染色单体数目变化曲线 请结合减数分裂过程中的染色单体数目变化,分析回答: 5.配子多样性的成因 (1)自由组合(变异类型:基因重组) ①据图分析可知,对于一个含有两对同源染色体的个体,在同源染色体分离,非同源染色体自由组合时,会有四种组合结果,因此会形成四种次级精(卵)母细胞,从而形成四种配子。 ②请完善下表——减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例,不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。 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 (2)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型:基因重组) (1)某哺乳动物(2n)的精原细胞,经染色体复制后产生的初级精母细胞中没有同源染色体(2020 海南,13)( ) 提示 经染色体复制后产生的初级精母细胞中有同源染色体,减数分裂 后期同源染色体分离,产生的次级精母细胞中不含同源染色体。 (2)某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂后期与减数分裂 后期都发生染色单体分离(2018 全国 ,4)( √ ) (3)同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换导致了染色体结构变异(2017 天津,4)( ) 提示 同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重组。 (4)染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂,减数分裂 中期染色体数和核DNA分子数分别为12和24(经典高考题)( √ ) 互换现象分析 1.如图1所示为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,同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换形成了如图2所示的4个精子,则来自同一个次级精母细胞的是①③、②④。 2.(2022 湖北,18改编)为了分析某唐氏综合征患儿的病因,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。请推测关于该患儿致病的原因: ①考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂 或减数分裂 21号染色体分离异常。 ②不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数分裂 21号染色体分离异常。 归纳提升 根据基因型或染色体“互补性”判断配子来源 (1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”(与及与视作相同),则它们可能来自同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。 考向一 减数分裂的过程分析 1.(2024 江西,6)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 减数分裂过程中,联会配对发生在减数分裂 前期,姐妹染色单体分离发生在减数分裂 后期,着丝粒与纺锤丝结合发生在减数分裂 前期和减数分裂 前期,同源染色体分离发生在减数分裂 后期;其中,M和P基因突变产生的影响都在减数分裂 前期,根据减数分裂 前期的特点可知,应该先影响联会配对,再影响着丝粒与纺锤丝结合,因此它们影响减数分裂的先后顺序是M-P-W-O,B符合题意。 2.(2025 安徽,11)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% 答案 D 解析 从题图可以看出,对于单个初级精母细胞来说,当其中两条非姐妹染色单体发生一次交换后,这4条染色单体最终会分离到4个精细胞中。对于任何一个发生了互换的初级精母细胞而言,它产生的后代精细胞中,重组型的比例是2/4=50%,题中重组型配子(精细胞2+精细胞3)在总配子中所占的总比例为4%+4%=8%,所以在减数分裂过程中,初级精母细胞发生交换的比例为8%/50%=16%,D正确。 考向二 减数分裂过程中的数量变化 3.(2023 浙江1月选考,20)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 图甲表示次级精母细胞的前期和中期,则甲时期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 后期或末期,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分子数之比为1∶1,无染色单体,C错误;因为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 4种基因型的精细胞,D正确。 4.某二倍体动物(2n=24)的a细胞一次正常的分裂,产生b1和b2两个子细胞。a细胞的染色体组数为m,b1和b2细胞的染色体组数为n。不考虑变异,下列叙述正确的是( ) A.若m=n,则b1和b2细胞可能只含有6对同源染色体 B.若m≠n,则b1和b2细胞中核DNA分子数均为24个 C.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过DNA复制 D.a细胞分裂成b1和b2细胞的过程必须经过着丝粒的分裂 答案 B 解析 若m=n,则a细胞可能进行的是有丝分裂或减数第二次分裂,若进行有丝分裂,得到的子细胞b1和b2中含有12对同源染色体,若进行减数第二次分裂,得到的子细胞b1和b2中不存在同源染色体,A错误;若m≠n,则a细胞进行的是减数第一次分裂,分裂后形成的子细胞b1和b2中染色体数目减半,核DNA分子数也减半。已知该二倍体动物2n=24,可知初级性母细胞中的核DNA分子数为48,则子细胞b1和b2中核DNA分子数均为24,B正确;a细胞分裂成b1和b2细胞的过程可能是有丝分裂,也可能是减数分裂。但在减数第二次分裂过程中,细胞分裂形成子细胞时不需要经过DNA复制,C错误;若a细胞进行减数第一次分裂形成b1和b2细胞,该过程中不发生着丝粒的分裂,D错误。 考点二 受精作用 提醒 由于细胞质DNA主要来自卵细胞,受精卵中来自母方的遗传物质更多一些。 考向三 受精作用 5.(2021 湖北,13)植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( ) A.多精入卵会产生更多的种子 B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定 C.未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2 D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合 答案 A 解析 多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精子的染色体,不会产生更多种子,且防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定,A错误,B正确;由“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,C正确;据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。 6.(2024 汕头检测)如图表示某生物个体不同时期的细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化。据图分析,下列叙述错误的是( ) A.图中所示时期发生了三次DNA的复制 B.AC段和NO段形成的原因不都是DNA的复制 C.LM段发生受精作用,受精卵中的DNA一半来自卵细胞、一半来自精子 D.GH段和OP段含有的染色体数目不相同,但都含有同源染色体 答案 C 解析 图中所示过程发生了三次分裂,第一次是有丝分裂,第二次是减数分裂,第三次是有丝分裂,故发生了三次DNA的复制,即AC段、FG段、MN段,A正确;AC段形成的原因是DNA的复制,NO段形成的原因是着丝粒分裂,导致染色体数目加倍,B正确;LM段发生受精作用,受精卵的细胞核中的DNA一半来自卵细胞、一半来自精子,但细胞质中的DNA几乎全部来自卵细胞,C错误;图中GH段表示减数分裂 过程,含有同源染色体,染色体数目与体细胞相同,OP段表示有丝分裂后期、末期,染色体数目是体细胞的两倍,含有同源染色体,因此GH段和OP段含有的染色体数目不相同,但都含有同源染色体,D正确。 考点三 减数分裂与可遗传变异的关系 1.减数分裂与基因突变的关系 (1)基本模型 在减数分裂前的间期,DNA分子复制过程中,若复制出现差错,则可能会引起基因突变,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)具体示例和结果 2.减数分裂与基因重组的基本模型 (1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。例如,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。 3.减数分裂与染色体变异的关系 (1)减数分裂异常导致配子种类变化的规律 ①如果减数分裂 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 异常,则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。 ②如果减数分裂 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 异常,则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。 (2)XXY与XYY异常个体的成因分析 ①XBXb XBY 形成XbXbY的原因可能为:次级卵母细胞在减数分裂 后期时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞,最终产生了含有XbXb的卵细胞。 ②XBXb XBY 形成XBXBY的原因: 第一种:初级精母细胞在减数分裂 后期时,X、Y同源染色体未分离,产生了含有XBY的精细胞,最终与XB的卵细胞结合。 第二种:次级卵母细胞在减数分裂 后期时,含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极,产生了含有XBXB的卵细胞,最终与Y的精细胞结合。 ③XBXb XBY 形成XBYY的原因可能为:次级精母细胞在减数分裂 后期时,Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极,产生了含有YY的精细胞,最终与XB的卵细胞结合。 考向四 减数分裂与基因突变和基因重组的关系 7.(2023 湖南,9)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 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 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 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,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 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的不患该病的男孩,B符合题意;因为基因突变是不定向的,母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因,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。 8.(2025 云南,5)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( ) 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,可判断为减数分裂 后期,此时存在姐妹染色单体,其上的基因相同,由于该动物基因型为GgFf,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,即G与g分离、F与f分离,G与F或f自由组合,可能出现选项C、D中的情况,不可能出现选项B中的情况;在减数分裂 前期,若同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换,可出现选项A中的情况,故选B。 考向五 减数分裂与染色体变异的关系 9.(2024 广东,9)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 性染色体不分离 B.精母细胞减数分裂 性染色体不分离 C.卵母细胞减数分裂 性染色体不分离 D.卵母细胞减数分裂 性染色体不分离 答案 A 解析 分析题图可知,Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因,由于父亲的基因型为XXg1Y,母亲的基因型为XXg2XXg2,患儿的基因型为XXg1XXg2Y,所以该患儿的XXg2染色体来源于母亲,XXg1和Y两条性染色体均来源于父亲,即父亲的精母细胞产生了基因型为XXg1Y的异常配子,C、D不符合题意;若精母细胞在减数分裂 后期X染色体和Y染色体不分离,则可形成异常配子XXg1Y,A符合题意;若精母细胞在减数分裂 后期姐妹染色单体不分离,则可形成异常配子XXg1XXg1或YY,B不符合题意。 10.(2025 贵州,7)非整倍体现象的出现通常是配子形成时个别染色体分离异常造成的。如图为人体精子形成时性染色体异常的示意图(不考虑其他突变及染色体互换)。下列叙述正确的是( ) A.人体中细胞①和②的染色体数相同 B.图甲细胞③中染色体组成类型有223种可能 C.图乙细胞④中所示染色体为同源染色体 D.产生XYY个体的异常配子来源于图乙途径 答案 D 解析 细胞①为精原细胞,染色体数为46条,细胞②为次级精母细胞,发生了减数分裂,所以人体中细胞①和②的染色体数不相同,A错误;图甲中,细胞①(初级精母细胞)在减数分裂 时,性染色体没有分离(X和Y不分离),且不考虑其他突变及染色体互换,细胞③为次级精母细胞,其染色体组成类型为222种可能(不含X和Y),B错误;图乙中细胞④是减数分裂 产生的精细胞,减数分裂 时同源染色体已经分离,所以细胞④中所示染色体为非同源染色体,C错误;产生XYY个体的异常配子是含有YY的精子,这种情况是由于减数分裂 时,Y染色体的着丝粒分裂后,两条Y染色体没有分离,对应图乙途径,D正确。 一、基础排查 1.判断下列关于减数分裂和受精作用的叙述 (1)减数分裂过程中,染色体复制两次,细胞分裂两次( ) 提示 在减数分裂前的间期,染色体复制一次,细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。 (2)一条来自父方、一条来自母方的染色体是一对同源染色体( ) 提示 一条来自父方,一条来自母方的染色体不一定是同源染色体,只有在减数分裂 的前期能够配对的才是同源染色体。 (3)减数分裂 前期同源染色体联会形成四分体,四分体中的非姐妹染色单体之间可发生互换( √ ) (4)有丝分裂和减数分裂过程中都会出现四分体,次级精母细胞中的四分体数是初级精母细胞中的1/2( ) 提示 有丝分裂过程中不会出现四分体,四分体只出现在减数分裂 过程中,次级精母细胞中不存在四分体,因为在减数分裂 后期同源染色体分离,四分体消失。 (5)同源染色体分离,分别进入两个子细胞中,导致染色体数目减半( √ ) (6)核DNA和染色体数目加倍不可能发生在同一时期( √ ) (7)每个原始的生殖细胞产生的配子中染色体组成均不同( ) 提示 正常的减数分裂过程中,同一个性原细胞产生的配子中染色体组成相同或互补。 (8)姐妹染色单体上携带的遗传信息一定是相同的( ) 提示 由于基因突变或同源染色体非姐妹染色单体的互换,姐妹染色单体上携带的遗传信息不一定是相同的。 (9)卵原细胞减数分裂过程中细胞质都是不均等分裂( ) 提示 初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质是不均等分裂的,但第一极体的细胞质是均等分裂的。 (10)一个精原细胞与一个卵原细胞最终产生的成熟生殖细胞数量相等( ) 提示 一个精原细胞产生4个精细胞,一个卵原细胞最终产生1个卵细胞。 (11)受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方,受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方( ) 提示 受精卵中的核DNA一半来自父方,一半来自母方,细胞质中的DNA主要来自母方。 2.如图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程,判断下列相关叙述 (1)图1中细胞甲、乙、丙、丁中均含有同源染色体( ) 提示 图1中细胞甲和丙中含同源染色体,其他细胞均不含有同源染色体。 (2)图1中能发生基因重组的细胞有甲和丙( √ ) (3)图1中等位基因的分离主要发生在细胞乙、丁中,非等位基因的自由组合发生在细胞甲、丙中( ) 提示 不考虑基因突变和互换,等位基因的分离、非等位基因的自由组合主要发生在减数分裂 后期,即图1中细胞甲、丙中。 (4)图1中甲细胞为初级卵母细胞,处于减数分裂 的后期,细胞内有4条姐妹染色单体( ) 提示 图1中甲细胞处于减数分裂 的后期,细胞内有4条染色体,8条姐妹染色单体。 (5)图1中的细胞染色体数∶染色单体数∶核DNA数为1∶2∶2的是甲、丙、戊( √ ) (6)图1中戊细胞的染色体数目、同源染色体数目均为甲细胞的一半,戊细胞可能是甲细胞分裂产生的( ) 提示 图1中戊细胞处于减数分裂 中期,没有同源染色体。 (7)图1中细胞己中含有2个DNA分子( ) 提示 图1中细胞己的细胞核中含有2个DNA分子,但是细胞中的DNA分子数大于2,因为细胞质中也有DNA。 (8)图1中除丙细胞外,其他细胞都有可能出现在卵巢中( √ ) (9)图1中细胞甲、乙、丙、丁均处于分裂后期,都可以用来鉴别动物的性别( ) 提示 图1中丁细胞可能是极体也可能是次级精母细胞,不能用来鉴别动物的性别。 (10)图2中a是某生物的一个精原细胞,b是该生物的5个精细胞,其中最可能来自同一个次级精母细胞的是②和④( √ ) 二、要语必背 1.(必修2 P20)同源染色体:在减数分裂中配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。 2.(必修2 P20)联会:同源染色体两两配对的现象。 3.(必修2 P20)联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。 4.(必修2 P20)减数分裂 染色体数目减半的原因:同源染色体分离,并分别进入两个子细胞。 5.(必修2 P21)卵细胞与精子形成过程的主要区别是:初级卵母细胞经过减数分裂 进行不均等分裂,形成大小不同的两个细胞,大的叫作次级卵母细胞,小的叫作极体。次级卵母细胞经过减数分裂 也进行不均等分裂,形成一个大的卵细胞和一个小的极体。在减数分裂 形成的极体又分裂为两个极体。这样,一个初级卵母细胞经过减数分裂,就形成了一个卵细胞和三个极体。卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。不久,三个极体都退化消失,结果是一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞。与精子的形成不同,卵细胞的形成不需要变形。 6.(必修2 P22)减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 7.(必修2 P27)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。 8.(必修2 P27)在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。 课时精练 [分值:100分] [1~4题,每题4分;5~14题,每题5分。共66分] 一、选择题 1.某高等动物体细胞的染色体数目为2n,下列关于该高等动物减数分裂的叙述,正确的是( ) A.细胞内染色体在减数分裂 前期配对,着丝粒在减数分裂 后期分裂 B.减数分裂的结果是染色体数目减半,核DNA分子数目不变 C.减数分裂前的间期进行DNA复制,染色体数目减半发生在减数分裂 D.减数分裂 后期细胞内染色体数目为2n,形态与体细胞相同 答案 C 解析 细胞内染色体在减数分裂 前期联会,着丝粒在减数分裂 后期分裂,A错误;减数分裂的结果是染色体数目和核DNA分子数目都减半,B错误;减数分裂 结束后子细胞中染色体数目已经减半为n,在减数分裂 后期,由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成两条染色体,染色体数目暂时加倍为2n,由于没有同源染色体,染色体形态与体细胞不完全相同,D错误。 2.(2025 广东,10)临床发现一例特殊的特纳综合征患者,其体内存在3种核型:“45,X”“46,XX”“47,XXX”(细胞中染色体总数,性染色体组成)。导致该患者染色体异常最可能的原因是( ) A.其母亲卵母细胞减数分裂 中X染色体不分离 B.其母亲卵母细胞减数分裂 中X染色体不分离 C.胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离 D.胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离 答案 C 解析 若减数分裂发生异常,则受精卵染色体异常,由其增殖分化的所有细胞的染色体均异常,而患者体内存在正常细胞“46,XX”,A、B不符合题意。推测胚胎发育早期存在细胞有丝分裂中1条X染色体未分离,产生“45,X”和“47,XXX”两种细胞,其增殖产生的子细胞核型为“45,X”和“47,XXX”;而由正常细胞增殖产生的子细胞核型为“46,XX”,C符合题意,D不符合题意。 3.(2025 广州二模)秀丽隐杆线虫卵母细胞减数分裂过程中,若联会失败,会激活“检验点”机制。此时,关键蛋白PKL被招募,诱导卵母细胞凋亡。下列叙述正确的是( ) A.染色体联会发生在减数分裂 前期或减数分裂 前期 B.PKL基因发生突变可能导致产生染色体数目异常的配子 C.该“检验点”机制有利于增加秀丽隐杆线虫遗传的多样性 D.联会失败引起的卵母细胞凋亡不受基因调控 答案 B 解析 联会是指同源染色体两两配对,发生在减数分裂 前期,减数分裂 前期不存在同源染色体,不会发生联会,A错误;若PKL基因发生突变,关键蛋白PKL无法正常合成或功能异常,根据题意,当联会失败时,卵母细胞不会被诱导凋亡,不能正常联会的染色体可能会继续进行减数分裂,从而产生染色体数目异常的配子,B正确;该“检验点”机制在联会失败时诱导卵母细胞凋亡,避免了因联会失败产生异常的配子,并没有增加基因的种类,所以不能增加遗传多样性,但可以保证遗传的稳定性,C错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,联会失败引起的卵母细胞凋亡与PKL基因等有关,D错误。 4.(2024 天津,9)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 后期 YyRr 2 B 减数分裂 中期 YR或yr或Yr或yR 1 C 减数分裂 后期 YYRR或yyrr或YYrr或yyRR 2 D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2 答案 C 解析 减数分裂 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 后期同源染色体分离,但减数分裂 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 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YYyyRRr,染色体组有4个,D错误。 5.(2025 大湾区一模)某同学对二倍体生物的遗传稳定性和多样性原因进行综合概括(见表),其中表述有误的是( ) 过程 遗传稳定性 遗传多样性 配子形成 ①减数分裂使配子中染色体数目减半,且每个配子含一整套同源染色体 ③减数分裂 前期非姐妹染色单体间的互换,减数分裂 后期非同源染色体的自由组合 受精作用 ②受精卵中的染色体数目恢复成体细胞中的数目 ④精子和卵细胞的结合具有随机性 A.① B.② C.③ D.④ 答案 A 解析 减数分裂使配子中染色体数目减半,配子中不含同源染色体,①错误;减数分裂使配子中染色体数目减半,受精卵中的染色体数目恢复成体细胞中的数目,②正确;减数分裂 前期非姐妹染色单体间的互换,减数分裂 后期非同源染色体的自由组合都属于基因重组,能够实现遗传多样性,③正确;精子和卵细胞的结合具有随机性,保证了遗传多样性,④正确。 6.蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n=32),雄蜂由卵细胞直接发育而来。如图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现),下列叙述正确的是( ) A.雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子 B.雄蜂和蜂王的生殖细胞减数分裂过程中都存在同源染色体的分离 C.雄蜂有丝分裂后期与减数分裂 后期细胞中都含有32条染色体 D.雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性 答案 C 解析 雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生1个正常的精子,A错误;雄蜂不含同源染色体,其生殖细胞减数分裂过程中不会出现同源染色体的分离,B错误;雄蜂有丝分裂后期与减数分裂 后期,着丝粒分裂,细胞中都含有32条染色体,C正确;雄蜂不含同源染色体,产生精子的过程中不会发生同源染色体分离和非同源染色体的自由组合,D错误。 7.(2025 江苏,14)如图表示二倍体植物形成2n异常配子的过程,下列叙述错误的是( ) 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 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,发生过染色体互换,A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;从图中看到,2n配子是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开形成的子染色体移向细胞同一极导致的,D错误。 8.如图甲表示某21三体综合征患儿细胞分裂某时期部分染色体的分布情况,其中①②③为第21号染色体,图乙表示对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增并经凝胶电泳后的结果。下列叙述错误的是( ) A.图甲时期的细胞中含有两个染色体组 B.在染色体①上可能含有两个A4基因 C.患儿的致病原因可能是母方减数分裂 异常所致 D.该患儿减数分裂不能产生染色体数目正常的配子 答案 D 解析 图甲为某21三体综合征患儿减数分裂 前期图像,此时期细胞中有两个染色体组,A正确;根据图乙分析可知,患儿从父亲继承了A4基因,从母亲继承了A2、A3基因,图甲中的①染色体可能来自父亲并携带A4基因,且①染色体含有两条姐妹染色单体,故染色体①上可能含有两个A4基因,B、C正确;该患儿虽然体细胞中21号染色体数目异常,但在其减数分裂过程中,仍然有可能产生染色体数目正常的配子,D错误。 9.如图1是减数分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系,图2为某高等动物减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列叙述正确的是( ) A.图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA B.若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值,则图1所示②时期处于图2中cd段 C.若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,则图2的ab段一定会发生基因重组 D.若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中有姐妹染色单体 答案 B 解析 图1中乙在③时期不存在,为染色单体,在①时期甲∶丙=2∶1,则甲为核DNA,丙为染色体,A错误;②时期染色体∶核DNA∶染色单体=1∶2∶2,且染色体数目是体细胞的一半,处于减数分裂 前期和中期,若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值,则图1所示②时期处于图2中cd段,B正确;若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,且存在染色体数目减半,可表示减数分裂过程中染色体含量的相对值,减数分裂 、减数分裂 均存在ab过程,但减数分裂 后期不发生基因重组,C错误;若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,则cd段处于减数分裂 ,此时的细胞中无姐妹染色单体,D错误。 10.(2025 汕尾模拟)如图为某昆虫(2n=8)体内一个减数分裂 后期细胞的局部示意图(图中只显示其中2条染色体),细胞另一极的结构未绘出,已知该昆虫的基因型为GgXEY(只考虑一次变异)。下列叙述正确的是( ) A.图中完整细胞内应有8条染色单体 B.图中细胞的子细胞染色体和DNA数均减半 C.图中细胞经过分裂能得到3种或4种配子 D.图中细胞为次级精母细胞,应进行均等分裂 答案 C 解析 由题图分析可知,该昆虫2n=8,图中细胞处于减数分裂 后期,完整细胞内应有8条染色体,16条染色单体,A错误;该细胞处于减数分裂 后期,同源染色体分离,所以分裂产生的子细胞中染色体和核DNA数均减半,细胞质中的DNA数目情况未知,B错误;图中细胞经过分裂能得到3种配子(发生的是基因突变)或4种配子(发生的是同源染色体非姐妹染色单体之间的互换),C正确;根据该动物的基因型(GgXEY)可知,该动物的性别为雄性,则该细胞为初级精母细胞,D错误。 11.(2024 福建,13)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 假设该杂合二倍体的基因型是Aa,若在减数分裂 前期发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,则②抑制第二极体形成,可能会形成Aa的杂合类型,A错误;经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,则③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,①抑制第一极体形成,②抑制第二极体形成,导致最终产生的二倍体基因组成不一定相同,C错误;②抑制第二极体形成之前可能发生互换等现象,③抑制第一次卵裂进行有丝分裂,一定产生纯合子,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。 12.(2025 深圳月考)果蝇(2n=8)卵原细胞减数分裂存在“逆反”减数分裂现象,如图是“逆反”减数分裂过程(M 、M 分别表示减数分裂 和减数分裂 ),下列叙述错误的是( ) A.“逆反”减数分裂的M 发生非姐妹染色单体的互换和姐妹染色单体分离 B.“逆反”减数分裂的M 不发生同源染色体的分离 C.“逆反”减数分裂的M 过程中核DNA数目和染色体数目都发生减半 D.M 过程重组染色体高概率地进入卵细胞有利于提高子代的变异率 答案 B 解析 由图可知,“逆反”减数分裂的M 发生同源染色体的非姐妹染色单体的互换和着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,A正确;由图可知,“逆反”减数分裂中,同源染色体的分离发生在M 后期,B错误;“逆反”减数分裂的M 过程中核DNA和染色体均分到两个子细胞中,核DNA数目和染色体数目都发生减半,C正确;M 过程重组染色体高概率地进入卵细胞,通过卵细胞传给子代,有利于提高子代的变异率,D正确。 13.(2026 广东名校联盟联考)三线双交换指的是同源染色体上的三条染色单体之间的片段互换,如图表示某精原细胞发生的三线双交换。下列叙述错误的是( ) A.三线双交换发生在减数分裂 的四分体时期 B.该精原细胞经减数分裂产生四种不同类型的配子 C.该精原细胞产生的精细胞都含有重组型染色体 D.三线双交换使同源染色体上的非等位基因发生重组 答案 C 解析 三线双交换指的是同源染色体上的三条染色单体之间的片段互换,发生在减数分裂 的四分体时期,A正确;从图中互换的结果可知,该精原细胞发生三线双交换后,经减数分裂会产生四种不同类型的配子:a+、ab、+b、++,B正确;该精原细胞产生的4个精细胞中,有一个精细胞(++)是不含重组型染色体的,C错误;三线双交换使得同源染色体上原本不同的非等位基因重新组合在一起,该过程发生了基因重组,D正确。 14.(2025 广州三模)某精原细胞(2n=8)的一对同源染色体在减数分裂时断裂、联结形成同源双着丝粒染色体(如图所示),经修复后可以进行后续的减数分裂。下列叙述错误的是( ) A.该现象易发生在减数分裂 的四分体时期 B.变异的染色体修复后能稳定遗传与部分着丝粒失活有关 C.仅考虑A、a一对基因,该细胞会产生4种不同基因型的子细胞 D.该细胞减数分裂中涉及基因突变、基因重组、染色体变异 答案 C 解析 同源双着丝粒染色体是一对同源染色体在减数分裂时断裂、联结形成,因此该现象易发生在减数分裂 的四分体时期,A正确;据图可知,一对同源染色体在减数分裂时断裂、联结形成同源双着丝粒染色体,经修复后其中一个着丝粒失活,另一个着丝粒正常,在减数分裂 时着丝粒可以正常分裂,染色体正常分离从而稳定遗传,B正确;据图可知,减数分裂 时产生的一个次级精母细胞不含A、a基因,另一个细胞基因型为Aaaa,减数分裂 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,不含A、a基因的次级精母细胞产生的两个精细胞不含A、a基因,基因型为Aaaa的次级精母细胞产生的精细胞的基因型为Aa和aa,因此该细胞会产生不含A、a和Aa以及aa三种基因型的子细胞,C错误;图中姐妹染色单体上存在A和a等位基因,是基因突变的结果,减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合,属于基因重组,在形成同源双着丝粒染色体发生了染色体的断裂,属于染色体变异,D正确。 二、非选择题 15.(18分)(2025 广州广雅中学月考)图1表示用不同颜色的荧光标记某雄性动物(2n=8)中两条染色体的着丝粒(分别用“ ”和“ ”表示),在荧光显微镜下观察到它们的移动路径如箭头所示;图2表示细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化;图3表示减数分裂过程中细胞核内染色体数变化;图4表示减数分裂过程(甲~丁)中的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的数量关系;图5表示某哺乳动物的基因型为AaBb,某个卵原细胞进行减数分裂的过程,不考虑染色体互换,①②③代表相关过程, ~ 表示细胞。回答下列问题: (1)图1中① ②过程表示同源染色体出现_行为;细胞中③ ④过程每条染色体中DNA含量相当于图2中_段的变化。 (2)图2中A1B1段上升的原因是细胞内发生_,若图2和图3表示同一个细胞分裂过程,则图2中发生C1D1段变化的原因与图3中_段的变化原因相同。 (3)非同源染色体的自由组合发生在图4的_(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)时期;等位基因的分离发生在图5中的_(填序号)过程中。 (4)图5中细胞 中可形成_个四分体,若细胞 的基因型为ABb,原因可能是_ _。 该异常卵细胞 与基因型为ab的精子形成的受精卵发育为雄性个体,且该雄性个体减数分裂时同源染色体中的两条分别移向细胞两极,另一条随机移动。若不考虑其他异常情况,则其产生基因型为abb配子的概率是_。 答案 (1)联会 B1C1 (2)DNA的复制 D2E2 (3)甲 ① (4)0 减数分裂 后期,B、b基因所在的同源染色体没有分开,移向了细胞的同一极 1/12 解析 (1)图1中① ②过程结果显示,染色体的着丝粒(“ ”)和(“ ”)靠近,表示同源染色体联会配对过程。细胞中③ ④过程表示同源染色体分离,发生在减数分裂 后期,此时每条染色体上含有2个DNA分子,对应图2中B1C1段的变化。(2)图2中A1B1段每条染色体上的DNA数目加倍,发生DNA的复制。若图2和图3表示同一个细胞分裂过程,图2减数分裂中C1D1段表示减数分裂 后期着丝粒分裂,与图3中D2E2段变化原因相同。(3)非同源染色体的自由组合发生在减数分裂 后期,对应图4中的甲时期;等位基因的分离发生在减数分裂 后期,对应图5中的①过程。(4)图5中细胞 的名称为次级卵母细胞,该细胞不含同源染色体,不含四分体。基因型为AaBb的细胞进行减数分裂时,若形成的生殖细胞 的基因型为ABb,存在等位基因,则最可能的原因是B、b这对等位基因所在的同源染色体,在减数分裂 后期没有分离。该异常卵细胞 与基因型为ab的精子形成的受精卵的基因型为AaBbb,将两对等位基因进行拆分研究,Aa减数分裂产生的配子中A∶a=1∶1,a的概率为1/2,Bbb减数分裂产生的配子中B∶bb∶Bb∶b=1∶1∶2∶2,产生bb的概率为1/6,则产生基因型为abb配子的概率是1/2 1/6=1/12。 16.(16分)(2025 广东部分名校联考)某植株(2n=24)的精原细胞在减数分裂过程中,导致花粉败育的原因有如下两种:①同源染色体配对时,有2条非同源染色体发生了融合,导致染色体丢失或失活(失活的染色体失去了着丝粒分裂等功能),如图甲所示;②连接两条姐妹染色单体的着丝粒在本该正常纵裂时,却发生异常横裂而形成“等臂染色体”,如图乙所示。上述两个过程产生了染色体数目或形态异常的配子,这样的配子一般都不可育。已知每次减数分裂时只有图甲的2条染色体或图乙的2条染色单体出现异常,其他未显示的染色体均正常,不考虑其他变异,请回答下列问题: (1)图甲过程发生的具体时期为_,此时发生图中行为的细胞中有_个正常的四分体;若精原细胞发生图甲所示情况,且失活的染色体以及正常的2条相应染色体(一共3条染色体)在之后会随机分配到细胞的两极(一极至少有其中的1条染色体),则产生的花粉中可育花粉的占比为_。科学家发现,在该植株的染色体上有一个Z基因能够抑制图甲所示过程,若精原细胞中缺失Z基因会导致部分配子不可育,原因是_ _。 (2)图乙过程发生的具体时期为_,此时的细胞中含有_条染色体;若精原细胞发生图乙所示情况,且2条“等臂染色体”在之后会随机分配到细胞的两极,则产生的花粉中可育花粉的占比为_。图乙减数分裂所产生的子细胞中最多会出现_个相同的基因。 答案 (1)减数分裂 前期(四分体时期) 10 1/6 精原细胞中缺失Z基因就会对非同源染色体的融合过程的抑制作用减弱 (2)减数分裂 后期 24 1/2 2 解析 (1)图甲所示变化发生在同源染色体配对时,同源染色体配对即联会,发生在减数分裂 前期(或四分体时期)。发生图甲所示行为时,有2条非同源染色体发生了融合。该植株精原细胞的染色体数为2n=24,四分体由两条同源染色体两两配对而成,正常能联会的染色体有20条,故此时发生图中行为的细胞中有10个正常的四分体。3条染色体随机分配,3条中至少有一条会分配到细胞的一极,且染色体数目异常或染色体形态异常的配子一般都不可育。假设与图甲中变化相关的三条染色体为A、B、D,且D染色体是结构异常的那条染色体,则初级精母细胞经甲变异后,产生的配子及比例可表示为AB∶D∶AD∶B∶BD∶A=1∶1∶1∶1∶1∶1,其中,含正常染色体数和形态正常的染色体的配子可育,则同时含A、B的配子是可育的,故产生的花粉中可育花粉的比例为1/6。由于在该植株的染色体上有一个Z基因能够抑制非同源染色体发生融合过程,若精原细胞中缺失Z基因,就会对非同源染色体的融合过程的抑制作用减弱,会导致部分配子不可育。(2)图乙过程中染色体着丝粒分裂异常,着丝粒分裂发生在减数分裂 后期。该植株染色体数目为2n=24,精原细胞经减数分裂 染色体数目减半,又经减数分裂 后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,则减数分裂 后期染色体数目也为24条。依据题意,2条“等臂染色体”在之后会随机分配到细胞的两极。“等臂染色体”产生的现象发生在减数分裂 后期,该染色体所在的细胞为次级精母细胞,由该细胞产生的两个精细胞染色体异常,而由同一初级精母细胞分裂而来的另一次级精母细胞产生的配子是正常的,因此,该精原细胞产生的配子中有1/2出现异常。“等臂染色体”上有两个相同的基因,另一条不含此基因,减数分裂所得到的子细胞中最多会出现2个相同基因。 学科网(北京)股份有限公司 $