必修1 第4单元 第1讲 第3课时 用模型建构法分析有丝分裂和减数分裂(Word教参)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习（鲁、辽、湘、冀、苏、吉、黑、赣、内蒙古）

该高中生物学讲义聚焦有丝分裂和减数分裂综合分析高考核心考点，涵盖过程辨析、图像识别及物质变化规律，按“过程及图像辨析—物质变化规律”主题架构知识，通过考点梳理、模型建构、真题训练环节，帮助学生系统突破难点。 资料以模型建构法为特色，通过表格比较、图像对比模型培养科学思维，结合2025甘肃高考题等典例导析生命观念，设置分层练习。能提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供系统指导。

第三课时　用模型建构法分析有丝分裂和减数分裂 有丝分裂和减数分裂的综合分析是高考重要的命题点。试题常以细胞分裂图像为信息载体考查有丝分裂、减数分裂的判断,或通过曲线与图像相结合的形式,考查有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中染色体和核DNA的主要变化规律。复习时考生要注重运用归纳比较、构建模型等方法加强相关试题的训练。 主题研习(一)　有丝分裂与减数分裂过程及图像辨析 [典例导析] 　　(2025·甘肃高考)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 [解析]　图①②③和④细胞中无同源染色体且着丝粒已经分裂,属于减数分裂Ⅱ后期细胞,且该动物为雄性(从图⑤⑥细胞质均等分裂可判断),经过减数分裂Ⅱ产生的是精细胞,则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,是减数分裂Ⅰ后期的细胞(雄性),其产生的子细胞为次级精母细胞,对应图①和②两种子细胞,B正确;发生非姐妹染色单体互换会形成如图⑥所示的减数分裂Ⅰ后期细胞,其产生的子细胞为次级精母细胞,减数分裂Ⅱ后期时,一个细胞的一极含有基因A和B,另一极含有基因a和B,另一个细胞的一极含有基因A和b,另一极含有基因a和b,不符合图③和④,C错误;分析图⑦,有同源染色体且着丝粒已经分裂,为有丝分裂后期的细胞,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。 [答案]　C [思维建模] (一)有丝分裂与减数分裂的过程及特点比较 项目 有丝分裂 减数分裂 细胞分裂次数 一次 两次 子细胞类型 体细胞或精(卵)原细胞 精细胞或卵细胞、极体 子细胞数目 2个 4个 子细胞中染色体数目 与体细胞相同 与精(卵)原细胞相比减半 同源染色体行为(是区分二者图像的关键点) 存在同源染色体,但不联会,不分离,无互换 ①同源染色体联会,四分体中非姐妹染色单体互换; ②减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离 染色体数目 2n→4n→2n 2n→n→2n→n DNA分子数目 2n→4n→2n 2n→4n→2n→n 染色单体数目 0→4n→0 0→4n→2n→0 (二)图析细胞分裂的方式及特点 1.结合分裂图像比较分裂方式及特点(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表有丝分裂、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ) (1)三种“前期”比较 (2)三种“中期”比较 (3)三种“后期”比较 2.结合细胞分裂图像识别细胞分裂方式 [应用体验] 题点(一)　有丝分裂与减数分裂的过程及特点 1.(2024·北京高考)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又进行有丝分裂,相关叙述错误的是 (　　) A.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B.同源染色体联会和互换发生在减数分裂Ⅱ C.有丝分裂前的间期进行DNA复制 D.有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性 解析:选B　减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞,单个细胞染色体数目减半,A正确;同源染色体联会和互换发生在减数分裂Ⅰ的前期,B错误;有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期进行物质准备,C正确;有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性,D正确。 2.果蝇属于XY型性别决定生物,体细胞中有4对、8条染色体。下列对雄果蝇细胞中染色体观察的结果及其分析,正确的是 (　　) A.有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞均有8条染色体,染色体有5种形态 B.有丝分裂和减数分裂Ⅱ的细胞中均有8条染色体,染色体有4种形态 C.有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞中均有同源染色体,染色体有5种形态 D.有丝分裂和减数分裂Ⅱ的细胞中均有同源染色体,染色体有4种形态　 解析:选C　有丝分裂后期由于着丝粒分裂,细胞中有16条染色体,5种形态;减数分裂Ⅱ的细胞中前、中期有4条染色体,后、末期有8条染色体,染色体有4种形态,A、B错误。有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞中均有同源染色体,且染色体有5种形态,C正确。减数分裂Ⅱ的细胞中无同源染色体,染色体有4种形态,D错误。 [思维建模] 根据关键词区分发生有丝分裂还是减数分裂 (1)根尖分生区细胞、体细胞、分裂前后染色体数目不变等表示发生有丝分裂。 (2)四分体、联会、同源染色体分离等表示发生减数分裂。 题点(二)　有丝分裂和减数分裂图像辨析 3.(2025·广东高考)某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂,视野中(如图)可见 (　　) A.细胞质分离 B.等位基因分离 C.同源染色体分离 D.姐妹染色单体分离 解析:选D　细胞质分离可以在光学显微镜下观察到,如植物细胞中出现细胞板,题图中没有出现细胞板,不处于末期,故没发生细胞质分离,A错误;等位基因分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,且等位基因在显微镜下不可见,B错误;同源染色体分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,C错误;图中染色体均匀分布在细胞两极,可知着丝粒已经分裂,姐妹染色单体分离形成染色体,D正确。 4.(2025·浙江1月选考)若某动物(2n=4)的基因型为BbXDY,其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析,下列叙述正确的是 (　　) A.甲细胞中,同源染色体分离,染色体数目减半 B.乙细胞中,有4对同源染色体,2个染色体组 C.XD与b的分离可在甲细胞中发生,B与B的分离可在乙细胞中发生 D.甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/4,乙细胞产生的子细胞基因型相同 解析:选C　甲细胞处于减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,染色体数目不变,A错误。乙细胞处于有丝分裂后期,有4对同源染色体,4个染色体组,B错误。XD与b属于非同源染色体上的非等位基因,二者的分离可在甲细胞中发生;B与B为姐妹染色单体上的相同基因,二者的分离可在乙细胞中发生,随着丝粒的分裂而分离,C正确。由题图可知,甲细胞只能产生两种次级精母细胞,所以只能产生4个、两种精细胞:若产生BY,则另一种为bXD;若产生bY,则另一种为BXD。即甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/2或0。乙细胞有丝分裂产生的子细胞基因型相同,D错误。 5.(2026·华师一附中模拟)下图为某高等动物的一组细胞分裂示意图。下列分析正确的是 (　　) A.乙细胞和丙细胞中染色体数目相同,核DNA分子数也相同 B.乙、丙细胞可同时出现在该动物体内的同一器官中 C.乙产生的子细胞的基因型均为AaBbCC,丙产生的子细胞的基因型一个为ABC,一个为abC D.丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合　 解析:选B　乙细胞和丙细胞中的染色体均为6条,但乙细胞中含有12个核DNA分子,丙细胞中含有6个核DNA分子,A错误。分析题图可知,乙细胞处于有丝分裂中期,丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,卵巢或者睾丸中可以同时发生有丝分裂和减数分裂,因此乙、丙细胞可同时出现在该动物体内的同一器官中,B正确。乙细胞产生的子细胞的基因型与亲代细胞相同,即AaBbCC;丙细胞发生姐妹染色单体分离,若不考虑变异,丙产生的两个子细胞的基因型相同,如一个为ABC,另一个也为ABC,C错误。等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,而丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,正常情况下,丙细胞不会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合,D错误。 主题研习(二)　有丝分裂与减数分裂过程中相关物质和结构变化规律 [典例导析] 　　(2024·浙江6月选考)假定某二倍体动物(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交叉互换 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 [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第一次分裂后产生的,在有丝分裂后期着丝粒分裂1次且由题图可知,这些细胞均含有染色单体,说明着丝粒没有进行第2次分裂,因此该精原细胞经历了2次DNA复制,1次着丝粒分裂,A错误;4个细胞还没有进入减数第二次分裂后期,因此可能处于减数第二次分裂前期、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,减数分裂前的间期完成第二次核DNA复制后,每条染色体上有1条染色单体含有32P,另一条染色单体不含32P,减数第一次分裂结束,理论上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,但乙细胞中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交叉互换,C正确;甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞,乙细胞中有3条染色单体含有32P,完成减数第二次分裂产生的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。 [答案]　C [思维建模] 1.细胞分裂中染色体、核DNA数量变化与细胞分裂方式的判断(体细胞染色体数为2n) (1)模型构建 (2)判断方法 2.每条染色体中DNA含量或染色体与核DNA比值变化曲线 3.“同源染色体对数”和“染色体组数”变化曲线 (以二倍体生物为例) (1)图甲中①表示有丝分裂,②表示减数分裂。 (2)图乙中③表示有丝分裂,④表示减数分裂。 [应用体验] 1.(2025·潍坊一模)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 解析:选D　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染色体,故HI段细胞中含有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。该细胞的核DNA初始状态为双链均被标记,由图1可知,细胞先经过一次有丝分裂,又经过一次减数分裂,其中有丝分裂的两个子细胞均带标记,且每个DNA分子一条链被标记,一条链没有被标记;减数分裂中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。由于有两细胞进行减数分裂,则被标记的子细胞数是4~8个,D正确。 2.图甲是某雌性家鸡的细胞在分裂过程中同源染色体对数的变化,图乙是细胞分裂过程示意图(细胞中仅显示部分染色体),下列说法正确的是 (　　) A.图乙细胞②和细胞③可能来自同一个卵母细胞 B.同源染色体上等位基因的分离一般发生在图甲中的AB段 C.减数分裂中着丝粒分裂发生在图甲的CD段,CD段细胞中Z染色体的数量为0或2 D.图甲中D到E的过程发生了基因重组,EF段对应图乙细胞①所处的分裂时期　 解析:选B　依据图示中染色体的来源(颜色),可知图乙细胞②和细胞③不可能来自同一个卵母细胞,A错误;同源染色体上等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,其细胞中染色体对数为N,对应图甲中的AB段,B正确;减数分裂中着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期,不含同源染色体,对应图甲中的CD段,雌性鸡的性染色体组成是ZW,Z、W是一对同源染色体,在减数分裂Ⅰ后期分离,所以在减数分裂Ⅰ结束形成的细胞中含有的Z染色体的数目为0或1,在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,Z染色体的数目会加倍,所以CD段细胞中Z染色体的数量为0或1或2,C错误;DE段表示受精作用,不存在基因重组,EF段表示有丝分裂的前期和中期,可以对应图乙细胞①所处的分裂时期(有丝分裂中期),D错误。 3.(2026·沧州一模)用不同颜色的荧光标记果蝇细胞(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图甲中箭头所示;图乙是该细胞分裂过程中染色体的数量变化相对值。下列有关叙述错误的是 (　　) A.①→②时,细胞中同源染色体联会形成四分体 B.④处的染色体互为同源染色体,含姐妹染色单体 C.图乙的纵坐标应为4n、2n,ab时期对应图甲细胞 D.由③→④的距离推测该细胞可能是初级精母细胞 解析:选C　图甲细胞中被标记的染色体在②处联会,所以①→②时,细胞中同源染色体联会形成四分体,A正确;③→④时同源染色体分离,所以赤道板两侧④处的染色体互为同源染色体,处于减数分裂Ⅰ后期,含姐妹染色单体,结合③→④的距离可推测该细胞可能是初级精母细胞,B、D正确;图甲中的序号代表减数分裂Ⅰ不同的时期,染色体数目与体细胞相同,减数分裂Ⅰ结束后减半,果蝇的染色体组成是2n=8,所以图乙的纵坐标应为2n、n,ab时期对应图甲细胞,C错误。 4.(2026·眉山模拟)研究发现,MPF是细胞分裂过程中的一种成熟促进因子,其含量升高可促进核膜破裂,使染色质浓缩成染色体;而MPF被降解时,染色体则解螺旋。图甲、图乙表示体细胞含4条染色体的动物细胞分裂图,图丙表示其卵母细胞的细胞增殖阶段中MPF含量,其中DE段为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间短暂的间期。下列叙述正确的是 (　　) A.图甲和图乙所对应的细胞分裂方式都有细胞周期,都能发生基因重组 B.基因的分离和基因的自由组合发生在图乙和图丙的GH段中 C.同一双亲产生的后代具有多样性的原因常与图丙的CD、FG段有关 D.图丙AC段细胞中的染色体复制后核DNA分子数目、染色体数目均加倍 解析:选C　图甲所对应的细胞分裂方式为有丝分裂,能连续分裂,有细胞周期,不能发生基因重组;图乙所对应的细胞分裂方式是减数分裂,能发生基因重组,不能连续分裂,没有细胞周期,A错误。根据题意,由图丙分析可知,CD段、EF段、GH段MPF含量高,细胞分别处于减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ、有丝分裂。基因的分离和基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,对应图乙和图丙的CD段,B错误。同一双亲产生的后代具有多样性,不仅与减数分裂过程中发生的基因重组有关,也与受精作用有关,CD段为减数分裂Ⅰ(可发生基因重组),FG段为受精作用,C正确。图丙AC段细胞中的染色体复制后核DNA分子数目加倍,染色体数目不变,D错误。 $