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高考生物一轮总复习精品讲义:第13讲+减数分裂和受精作用


第 13 讲
[考纲要求] 实验:观察细胞的减数分裂。

减数分裂和受精作用

1.细胞的减数分裂(Ⅱ)。2.动物配子的形成过程(Ⅱ)。3.动物的受精过程(Ⅱ)。4.

考点一 减数分裂与配子的形成[重要程度:★★★★☆]

一、减数分裂的概念 1.适用范围:进行有性生殖的生物。 2.分裂发生的场所:动物精子形成在睾丸,卵细胞形成在卵巢。 3.分裂特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。 4.分裂结果:生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。 二、精子和卵细胞的形成过程 1.精子形成过程中各时期的主要特点[连线]

2.精子和卵细胞形成过程的差异 比较 细胞质分裂方式 是否变形 精子形成过程 均 等分裂 变形 一个精原细胞 结果 ↓ 4 个精子 三、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
1

卵细胞形成过程 不均等分裂 不变形 一个卵原细胞 ↓ 1 个卵细胞、3 个极体

精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。 3. 结果 受精卵中染色体数目与体细胞相同,其中有一半的染色体来自父方,另一半来自母方。

1.减Ⅰ和减Ⅱ过程的不同点(假设体细胞内染色体数为 2N) 项目 染色体间期是否 复制 分裂过程中细胞 名称 着丝点变化 染色体数目变化 DNA 数目变化 减数第一次分裂 复制 性原细胞→初级性母细胞→次 级性母细胞(或极体) 不分裂 2N→N(减半) 2N→4N→2N 有联会现象; 四分体的非姐妹染 染色体主要行为 色单体交叉互换; 同源染色体分 离,非同源染色体自由组合 染色单体 同源染色体 无(0)→有(4N)→有(2N) 有(N 对) 减数第二次分裂 不复制 次级性母细胞(或极体)→ 精细胞或卵细胞和极体 分裂 N→2N→N 2N→N(减半) 着丝点分裂,染色单体 分开 有(2N)→无(0) 无

2. 减数分裂中一个细胞内染色体和 DNA 数量变化

(1)DNA 数目变化:①减数第一次分裂前的间期 DNA 因复制而加倍。 ②减数第一次分裂结束因同源染色体分离而使细胞中 DNA 减半。 ③减数第二次分裂结束因着丝点分裂姐妹染色单体分开, 平分到两个子细胞中, DNA 数 目再减半。 (2)染色体数目变化 ①减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半。 ②减数第二次分裂结束时,因着丝点分裂而使细胞内染色体数目暂时加倍,随后又分配 到两个子细胞中,最终使子细胞中染色体数目比正常体细胞减少一半。 (3)染色体/DNA 变化规律及原因: 1∶1 ― ― → 1∶2 减Ⅱ后期 ― ― → 1∶1 间期
2
DNA复制 着丝点分裂

3. 减数分裂形成配子的种类 (1)1 个含 n 对等位基因的精原细胞,经过减数分裂后,能形成 4 个精子,2 种类型。 (2)1 个含 n 对等位基因的卵原细胞,经过减数分裂后,能形成 1 个卵细胞,1 种类型。 (3)1 个含 n 对同源染色体的生物体,经过减数分裂能形成 2n 种精子或卵细胞。 易错警示 减数分裂中的三组概念辨析 (1)同源染色体和非同源染色体

①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体,形态、大小一般都相同,一条来自父 方,一条来自母方。如右图中的 1 和 2 为一对同源染色体,3 和 4 是另一对同源染色体。 ②非同源染色体是指形态、大小各不相同,且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图 中的 1 和 3、1 和 4、2 和 3、2 和 4 分别是非同源染色体。 (2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体 ①姐妹染色单体:同一着丝点连着的两条染色单体。如上图中的 a 和 a′、b 和 b′、c 和 c′、d 和 d′。 ②非姐妹染色单体:不同着丝点连接着的两条染色单体。如上图中的 a 和 b(b′)、a′和 b(b′)等。 (3)联会和四分体 ①联会:是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成 复制,染色单体已形成,但螺旋程度低,观察不到。 ②四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。图中含有两个四 分体,即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。 ③一个四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA 分子=8 条脱氧 核苷酸链。

1. 处于正常细胞分裂后期的某细胞内含有 10 个 DNA 分子,下列情况不可能出现的是 ( A.该细胞可能处于有丝分裂后期 B.该细胞可能处于减数第一次分裂后期 C.该细胞可能处于减数第二次分裂后期 D.产生该细胞的生物体细胞中染色体数目可能是 5 条或 10 条 答案 B
3

)

解析

减数第一次分裂后期细胞中既有同源染色体又有染色单体,不可能含有 10 个

DNA 分子。 2. 如图表示细胞分裂过程中染色体、核 DNA 变化相对值。下列有关 a~c 段(不含 a、c 点) 的叙述,正确的是 ( )

A.细胞中始终存在染色单体 B.细胞中始终存在同源染色体 C.细胞中染色体和核 DNA 数之比由 1∶2 变为 1∶1 D.此时的染色体行为是生物变异的根本来源 答案 A 解析 据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此表示减数分裂过程中 DNA 的变化相对值,实线表示染色体的变化相对值,其中 O~a 段表示减数第一次分裂 前的间期,a~c 段中 b 为减数第一次分裂末期的终点,同源染色体彼此分离进入两个子 细胞中,b~c 段无同源染色体,故 B 错误;c 点为染色单体彼此分离形成子染色体的过 程,a~c 段(不含 a、c 点)细胞中始终存在染色单体,细胞中染色体和核 DNA 数之比一 直为 1∶2,故 A 正确,C 错误;a~c 段中,一般不会发生基因突变,可进行基因重组 与染色体变异,而生物变异的根本来源为基因突变,故 D 错误。 3. 与精子的形成相比,卵细胞的形成过程中不会出现的是 A.卵原细胞先进行减数分裂,再通过变形形成成熟卵细胞 B.染色体复制一次,细胞连续分裂两次 C.初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂 D.减数分裂结束后,卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半 答案 A 解析 卵细胞的形成过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,所以卵细胞中染色 体数目只有体细胞的一半;在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中,初级卵母细胞 和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂;卵细胞的形成过程不需经过变形。 4. 如图 1 表示某动物的精原细胞,该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。则由该细胞 形成的精子染色体的类型可能是图 2 中的 ( ) ( )

4

答案 B 解析 细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合;如果该细胞在 减数分裂过程中发生了交叉互换,则一个精原细胞通过减数分裂过程中连续两次细胞分 裂后,会产生四个染色体各不相同的精子,选项 C 中的四个精子染色体没有发生互换; 选项 A、D 中互换的染色体找不到互换部分的来源。

配子来源的判断方法 (1)若两个精细胞中染色体完全相同,则它们可能来自于同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”,则它们可能来自于同一个初级精母细胞 裂产生的两个次级精母细胞。 (3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一生物不同 精原细胞的减数分裂过程。

考点二 减数分裂与有丝分裂的比较[重要程度:★★★★☆]

1. 减数分裂与有丝分裂细胞图像比较 (1)三个前期图的判断

判断步骤:

结果:A 为有丝分裂前期,B 为减数第一次分裂前期,C 为减数第二次分裂前期。 (2)三个中期图的判断

判断步骤:

5

结果:A 为有丝分裂中期,B 为减数第二次分裂中期,C 为减数第一次分裂中期。 (3)三个后期图的判断

判断步骤:

结果:A 为有丝分裂后期,B 为减数第二次分裂后期,C 为减数第一次分裂后期。 2. 判断下面的细胞名称(针对减数分裂,以二倍体生物 2N=4 为例)

3. 减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核 DNA 数量变化 (1)模型

(2)判断

6

4. 每条染色体中 DNA 含量的变化

根据上面的曲线填写下表 A→B 减数分裂 对应时期 有丝分裂 对应时期 减数第一次分 裂前的间期 B→C 减数第一次分裂全 过程和减数第二次 分裂的前期、中期 前期和 中期 C→D 减数第二次 分裂的后期 D→E 减数第二次 分裂的末期

间期

后期

末期

1. 如图为某动物精原细胞的分裂示意图,下列叙述不正确的是

(

)

A.图①中一定存在两条 Y 染色体 B.图②中染色体数∶DNA 数=1∶2 C.图③中有两个染色体组 D.图④中一定存在两条 Y 染色体 答案 D 解析 由图像分析可知,图①细胞处于有丝分裂后期,图②细胞处于减数第一次分裂中 期,图③细胞处于有丝分裂中期,图④细胞处于减数第二次分裂后期。图④细胞可能含 有两条 X 染色体,也可能含有两条 Y 染色体。 2. 下图表示细 胞分裂和受精作用过程中核 DNA 含量和染色体数目的变化,据图分析可得 出 ( )

7

①a 阶段为有 丝分裂、b 阶段为减数分裂 ②L 点→M 点所示过程与细胞膜的流动性有 关 的 加倍 A.①②④ C.①③ 答案 A 解析 图中 a 段是有丝分裂过程,b 段是减数分裂过程,LM 段是受精作用过程,c 段是 有丝分裂过程。在受精过程中,精子与卵细胞的结合和细胞膜的流动性有关。MN 段是 有丝分裂的间期、前期、中期。OP 段是有丝分裂的后期,由于着丝点分裂,染色体数 目加倍,是 GH 段染色体数目的 2 倍。解本题时,应注意两个指标(核 DNA 含 量、染色 体数目)是不对称的。 3. 从蛙的精巢中提取细胞,测定细胞中染色体数目如图所示(不考虑基因突变),下列分析 不合理的是 ( ) B.①②③ D.②④ ③GH 段和 OP 段,细胞中含有的染色体数是相等的 ④MN 段发生了核 DNA 含量

A.乙组中部分细胞在进行 DNA 复制 B.丙组中部分细胞在进行联会 C.乙组中部分细胞没有同源染色体 D.用药物阻断 DNA 复制会减少甲组细胞生成 答案 B 解析 动物精巢中既有有丝分裂又有减数分裂,甲组中细胞分别处于减数第二次分裂前 期和中期,乙组细胞分别处于有丝分裂间期、前期、中期,减数第一次分裂的各时期和 减数第二次分裂后期、末期,丙组细胞分别处于有丝分裂后期和末期,不会发生联会, 故 B 错误。 4. 下图甲、乙分别表示某基因型为 AaBbdd 的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色 体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。

8

请据图回答下面的问题。 (1)依据图乙,写出该种生物细胞分裂时,DNA 数目的变化规律:__________________。 (2)图甲所示细胞名称为__________________。该细胞中含同源染色体和等位基因分别为 ________对。 若 1 号染色体表示 X 染色体, 则 2 号和 4 号染色体分别叫做______ ________。 (3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的____________________________ ________________________________________________________________________ 来实现的。 (4)图乙中的横坐标各数字中,__________表示基因 b 与 b 的分开时期。 (5)请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像 和其产生的配子示意图。 答案 (1)6→12→6→3

(2)第一极体 0、0 常染色体和 X 染色体 (3)同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合 (4)8~9 (5)如图所示

解析

(1)图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化,据此分析可确定 DNA 数目变化

规律为 6→12→6→3。(2)图甲细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质均等分裂,因此 该细胞为第一极体,该细胞内无同源染色体及等位基因。1 号和 4 号染色体由同一条染 色体复制而来,若 1 号染色体表示 X 染色体,则 2 号和 4 号染色体分别为常染色体和 X 染色体。(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期,同源染色体彼此分离,非同 源染色体自由组合来实现的。 (4)姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期, 即 8~9 时期。

9

减数分裂过程中染色体、DNA 和染色单体的数量变化与细胞变化的对应图解

解读

(1)该对应图解中的这三种图经常结合在一起作为命题的素材。其中两种坐标

图的纵坐标都是指核中的相关物质结构的相对数量,直方坐标图实际是坐标曲线图的 变形,熟练掌握细胞分裂图中的各种变化特点是理解应用两种坐标图的基础,直方坐 标图突破的关键点是只有染色单体才会出现“0”现象,坐标曲线图中突破的关键点: 首先“看斜线”——不存在斜线的为染色体的变化,有斜线的为染色单体或 DNA, 其次看关键点——染色单体起于“0”终于“0”。 (2)上述所讨论的基因的行为规律都是仅指核基因,即染色体上的基因,其外延是针 对真核生物而言,真核生物的质基因和原核生物的所有基因都没有上述规律性变化。 突变一般发生于同源染色体的某一条染色体上,可以是显性突变,也可以是隐性突 变,其结果往往指仅仅是同源染色体的某一条染色体的一个染色单体上的基因发生 改变,而该染色体的另外一条染色单体上的基因并未改变。一般一条染色体的两个 染色单体的相同位置的基因是完全相同的,若出现一个是 A,另一个是 a,则原因有 两种可能:基因突变或交叉互换。
[来源:Z#xx#k.Com]

考点三 细胞分裂异常情况分析[重要程度:★★★★☆]

1. 体细胞是 AABB 纯合类型发生异常 (1)若形成的子细胞是 AAAABB,则形成原因是有丝分裂过程中姐妹染色单体未分开。 (2)若形成的子细胞是 AAB 类型,则形成原因是减数分裂过程中,同源染色体未分离或 姐妹染色单体未分开。
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2. 体细胞是 AaBb 杂合类型发生异常 (1)若形成的子细胞是 AAaaBb,则形成原因是有丝分裂过程中姐妹染色单体未分开。 (2)若形成的子细胞是 AaB 或 Aab 或 ABb 或 aBb 类型,则形成原因是减数分裂过程中, 同源染色体未分离。 (3)若形成的子细胞是 AAB 或 AAb 或 ABB 或 aBB 或 aaB 或 aab 或 Abb 或 abb 类型,则 形成原因是减数分裂过程中,姐妹染色单体未分开。 3.亲代为 AaXBY 产生配子时发生异常 (1)若配子中出现 Aa 或 XY 在一起,则减Ⅰ分裂异常。 (2)若配子中 A-a 分开, X-Y 分开, 出现两个 AA/aa 或两个 XX/YY 则是减Ⅱ分裂异常。 (3)若配子中无性染色体或无 A 也无 a,则既可能减Ⅰ也可能减Ⅱ分裂异常。

1. 一个基因型为 AaXbY 的精原细胞,在减数分裂过程中,由于染色体分配紊乱,产生了一 个 AAaXb 的精细胞,则另外三个精细胞的基因型分别是 A.aX 、Y、Y C.aX 、aY、Y 答案 A 解析 由一个精细胞的基因型为 AAaXb 可知, 精原细胞在减数第一次分裂后期常染色体 未正常分离, 导致携带等位基因 A 与 a 的染色体与 X 染色体进入同一个次级精母细胞中, 而另一个次级精母细胞中只含有 Y 染色体, 在减数第二次分裂后期携带 A 的染色体在着 丝点分裂后进入同一个精细胞中,所以另外三个精细胞的基因型分别是 aXb、Y、Y,A 正确。 2. 某雄果蝇仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,产生了不含性染色体的配子,原因 不可能是 A.X、Y 染色体在减数第一次分裂时未分离 B.X、Y 染色体在减数第二次分裂时未分离 C.X 染色单体在减数第二次分裂时未分离 D.Y 染色单体在减数第二次分裂时未分离 答案 B 解析 “产生没有性染色体的配子”一定是因为性染色体没有正常分离,既可能发生在 减Ⅰ时 X、Y 一对同源染色体没有分离,进入到同一个次级精母细胞中(同时产生的另一 次级精母细胞中没有性染色体),最终形成两种不正常的精子;也可能发生在减Ⅱ后期, 一个次级精母细胞的分裂后期性染色体(X 或 Y)着丝点没有分裂或分裂后没有分离,导 致一个精子细胞中含有 XX 或 YY,另一细胞中没有性染色体。 ( )
b b

(

)

B.X 、aY、Y D.AAaXb、Y、Y

b

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3. 观察到的某生物(2n=6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是(

)

A.减数第一次分裂中有一对同源染色体没有相互分离 B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离 C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次 D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次 答案 A 解析 分析图示,细胞中姐妹染色单体分离,且移向细胞两极的染色体各有 4 条,结合 题干该生物是体细胞含有 6 条染色体的二倍体,可判断该细胞移向两极的染色体比正常 分裂时多一条,原因是在减数第一次分裂时,一对同源染色体没有分开,得到的两个次 级性(精)母细胞中一个含有 4 条染色体,另一个含有 2 条染色体。其中含有 4 条染色体 的次级性(精)母细胞的减数第二次分裂后期图像如题图所示。 4. 如图为基因型是 AABb 的某动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断错误的是(双选) ( )

A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞 B.此细胞中基因 a 是由基因 A 经突变产生 C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞
[来源:Z*xx*k.Com]

D.此动物体细胞内最多含有 2 个染色体组 答案 AD 解析 由图示可知,细胞中无同源染色体,处于减Ⅱ中期,此细胞可能为次级精母细胞、 次级卵母细胞或第一极体,故 A 错误;由体细胞基因型为 AABb 知,细胞中的 a 是由 A 突变产生的;该细胞完成减Ⅱ后,形成 AB 和 aB 两个子细胞,可能是两种精子或一种卵 细胞和一种极体或两种极体;二倍体细胞有丝分裂后期含有四个染色体组,故 D 错误。

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姐妹染色单体上出现等位基因的原因剖析 一定是基因突变 ①体细胞——有丝分 裂(例:根尖分生区细 胞出现上述情况) ②作用时期——间期 ③亲代基因型 AA 若 出现上述情况 ①生殖细胞配子中出现一条染 色体颜色有两种,例:绝大多数 白色,只在头上带一小段黑色 ②作用时期——减Ⅰ前期 无前面任何提 示,可两种情况 同时考虑 一定是交叉互换 两种可能

实验十 观察细胞的减数分裂[重要程度:★☆☆☆☆]

1. 实验原理 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。在此过程中,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。 2. 实验流程 (1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程) 解离→漂洗→染色→制片。 (2)显微观察

1. 在实验材料的选取中宜选用雄性个体生殖器官的原因分析 (1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。
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(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次级卵母细胞(大部分动 物),只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才继续完成减Ⅱ分裂。 2. 精巢内精原细胞存在的细胞分裂方式 精巢内精原细胞既进行有丝分裂, 又进行减数分裂, 因此可以观察到染色体数为 N、 2N、 4N 等不同的细胞分裂图像。

1. 下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中,错误的是(双选) A.可用蝗虫卵母细胞的固定装片观察减数分裂

(

)

B.用桃花的雌蕊制成的装片比用桃花的雄蕊制成的装片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,能观察同源染色体联会现象 答案 BD 解析 蝗虫的卵母细胞进行减数分裂;桃花的雄蕊中减数分裂产生精子的数目要大于雌 蕊中减数分裂产生卵细胞的数目,因此观察减数分裂选择雄蕊易观察;联会现象发生在 减数分裂过程中,因此实验中可能观察到;洋葱根尖细胞进行有丝分裂,不能观察到同 源染色体联会现象。 2. 对性腺组织细胞进行荧光标记,等位基因 A、a 都被标记为黄色,等位基因 B、b 都被标 记为绿色,在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是( A.若这 2 对基因在 1 对同源染色体上,则有 1 个四分体中出现 2 个黄色、2 个绿色荧光点 B.若这 2 对基因在 1 对同源染色体上,则有 1 个四分体中出现 4 个黄色、4 个绿色荧光点 C.若这 2 对基因在 2 对同源染色体上,则有 1 个四分体中出现 2 个黄色、2 个绿色荧光点 D.若这 2 对基因在 2 对同源染色体上,则有 1 个四分体中出现 4 个黄色、4 个绿色荧光点 答案 B 解析 在减数第一次分裂时, 同源染色体联会形成四分体。 等位基因位于同源染色体上, 若这 2 对基因在 1 对同源染色体上, 由于经过了间期 DNA 的复制, 则 1 个四分体中有 2 个 A、2 个 a、2 个 B、2 个 b,即 1 个四分体中出现 4 个黄色、4 个绿色荧光点。若在 2 对同源染色体上,则四分体中只有 A、a 或者只有 B、b,不能同时存在。 3. 人类遗传病发病率逐年增高,相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题: 小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验 步骤: 供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液, 解离固定液。 (1)取材:用______________作实验材料。 )

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(2)制片:①取少量组织低渗处理后,放在_______________中,一定时间后轻轻漂洗。 ②将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量__________________________________。 ③一定时间后加盖玻片,______________。 (3)观察:用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂,产生 的子细胞是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)(小鼠)睾丸 (2)①解离固定液 ②醋酸洋红染液 ③压片(只要有压片的操作

均可) (3)次级精母细胞、精细胞、精原细胞 解析 观察减数分裂应选取生殖器官,本题应选取(小鼠)睾丸。制片过程为“解离→漂

洗→染色→制片”。精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖,通过减数分裂形成成熟生殖 细胞,故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、减Ⅱ中期。

1.实验成功的关键——正确选用实验材料 如上题中的实验目的是“观察小鼠细胞减数分裂”,这就要求我们把解题的目标 对准能进行减数分裂的细胞,在提供的“实验材料 ”中应选取小鼠的“睾丸”。 2.明确装片制作环节,把握减数分裂各期特点 (1)临时装片制作时应特别注意的几个关键环节 ①为了更加清晰地观察染色体形态,在解离前,一般要对动物组织进行低渗处理, 其目的是凭借反渗透作用使细胞膨胀,染色体铺展,同时可使粘附于染色体的核 仁物质散开,以便能在一个平面上观察所有染色体形态。 ②低渗处理后再进行解离固定,将细胞杀死并去除细胞之间的粘连物,使细胞彼 此分开,经压片,细胞会彼此分散开,解离后进行漂洗,去除解离液对染色效果 的影响,染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色,染色完成后进行制片 并压片。 (2)确定中期细胞的类型:睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子,精原细胞 进行有丝分裂增加细胞数目。因此处于细胞分裂中期的细胞应该包括:减数第一 次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期,产生的子细胞分别是次级精 母细胞、精细胞、精原细胞。

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1.减数第一次分裂过程中,同源染色体的分离,导致染色体数目减半。 2.减数第二次分裂与有丝分裂相似,不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。 3.精子形成过程中,细胞质都是均等分裂的,卵细胞形成过程中,初级(次级)卵母细胞的 细胞质不均等分裂,极体的细胞质均等分裂。 4.减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有:同源染色体联会形成四分体、同源染色体 分离。 5.减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有:着丝点分裂,染色体数目暂时加倍。 6.受精作用可以激活卵细胞,受精卵核内的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,其细 胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

高考模拟 提能训练 高考题组 1. (2013· 江苏卷,8)下图为某生物一个细胞的分裂图像,着丝点均在染色体端部,图中 1、 2、3、4 各表示一条染色体。下列表述正确的是 ( )

A.图中细胞处于减数第二次分裂前期 B.图中细胞的染色体数是体细胞的 2 倍 C.染色体 1 与 2 在后续的分裂过程中会相互分离 D.染色体 1 与 3 必定会出现在同一子细胞中 答案 C

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解析 根据题意及图中左侧的两条染色体可确定图示细胞分裂时期,染色体的着丝点未 断裂,因此细胞处于减数第一次分裂过程,染色体数与体细胞中的相同,A、B 错误; 染色体 1 和 2 是同源染色体,减数第一次分裂过程中会相互分离,C 正确;染色体 1 和 3 是非同源染色体,可发生自由组合,D 错误。 2. (2013· 新课标全国卷Ⅰ,2)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述,正确 的是
Z_X_X_K]

(

)

[来源:学_科_ 网

A.两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同 B.两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同 C.两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA 分子数目相同 D.两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同 答案 C 解析 假如体细胞内的染色体数为 2N,有丝分裂前期、中期、后期、末期的染色体数目 分别是 2N、2N、4N、2N,减数第一次分裂相应时期的染色体数目分别是 2N、2N、2N、 N;有丝分裂前期、中期、后期、末期的 DNA 分子数目分别是 4N、4N、4N、2N,减 数第一次分裂相应时期的 DNA 分子数目分别是 4N、4N、4N、2N;减数第一次分裂过 程中同源染色体依次发生联会、四分体、分离与自由组合等行为变化,有丝分裂则没有 这种特有变化。 3. (2011· 上海卷,28)如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞 (Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是 ( )

A.Ⅱ所处阶段发生基因自由组合 B.Ⅲ代表初级精母细胞 C.②代表染色体 D.Ⅰ~Ⅳ中的 DNA 数量比是 2∶4∶4∶1 答案 A 解析 分析图示可知:Ⅰ为精原细胞,Ⅱ为初级精母细胞,在减数第一次分裂后期可发 生基因自由组合。Ⅲ为次级精母细胞,Ⅳ为精细胞,①表示染色体,②表示染色单体, ③表示 DNA,Ⅰ~Ⅳ中,DNA 的数量比是 2∶4∶2∶1,故 A 正确。 模拟题组

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4. 下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过 程中,该对同源染色体发 生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次 级精母细胞的是 ( )

A.①与② C.①与③ 答案 B

B.②与③ D.②与④

解析 在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后,同一个着 丝点上连着的两条染色单体,绝大部分相同,少数部分不相同,因此来自同一次级精母 细胞的有②与③、①与④。 5. 某研究小组从某二倍体动物的组织中提取一些细胞,测定细胞中染色体数目(无变异发 生), 将这些细胞分为三组, 每组的细胞数统计如甲图, 乙图是取自该组织中的一个细胞。 对图中所示结果分析正确的是(双选) ( )

A.该组织可能来自精巢,乙细胞属于 b 组 B.若用一定浓度的秋水仙素溶液处理 a 组细胞,可以使 b 组细胞数增加 C.b 组细胞中有进行减数分裂的细胞 D.c 组中有一部分细胞可能正在发生同源染色体的分离 答案 AC 解析 据乙图处于减数第一次分裂后期,细胞质是均分的可知该细胞是初级精母细胞, 则该组织来源于精巢,A 正确;秋水仙素溶液处理前期植物细胞,才可以使细胞染色体 数增加,B 错;b 组细胞染色体数是 2N,而减数第一次分裂的细胞 DNA 虽然已经复制 但染色体数目没变,仅根据染色体数是 2N,则 b 组细胞中可能有进行减数分裂的细胞, C 正确;c 组中细胞染色体数是 4N,这些细胞应处于有丝分裂的后期和末期,而有丝分 裂过程中没有同源染色体的分离,D 错。 6. 图 1 表示某基因型为 AaBb(位于两对同源染色体上)的动物细胞分裂示意图,图 2 表示细 胞分裂过程中每条染色体上 DNA 的含量变化曲线。请回答:

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(1)图 1 细胞所属的器官是________,理由是__________________________________ _______________________________ _________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)图 1 中细胞①~③按所处时期排列, 应该是__________, 细胞①的名称是___________。 细胞①~③中含 1 个染色体组的是______。 (3)若细胞③正常分裂,产生的子细胞基因组成可能为__________________________。 (4)图 2 中处于 AB 段的细胞内发生的主要变化是________________________,图 1 中的 细胞处于图 2 曲线 BC 段的有______(填标号)。 答案 (1)卵巢 细胞②是不均等分裂

(2)①③② 初级卵母细胞 ③ (3)AB 或 aB 或 Ab 或 ab (4)DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成 ①③ 解析 (1)由图 1 中的②细胞为不均等的分裂,可判断出为雌性动物的减数分裂,可在卵

巢中发现图 1 中这些细胞。 (2)细胞①处于减数第一次分裂的中期, 名称为初级卵母细胞, 含有 2 个染色体组;细胞②处于减数第二次分裂的后期,名称为次级卵母细胞,含有 2 个染色体组;细胞③处于减数第二次分裂的前期或中期,名称为次级卵母细胞或极体, 含有 1 个染色体组。(3)该动物的基因型为 AaBb,因为一个卵原细胞只能产生一个卵细 胞, 所以若细胞③正常分裂, 产生的子细胞可能为两个基因型相同的极体, 基因型为 AB 或 aB 或 Ab 或 ab,也可能为基因型相同的一个极体和一个卵细胞,基因型为 AB 或 aB 或 Ab 或 ab。(4)图 2 为每条染色体上 DNA 含量的变化曲线,AB 段处于分裂间期,细胞 内发生的主要变化是 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成。图 2 曲线 BC 段在减数分 裂过程中包括减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期,故图 1 中①③细胞处于 图 2 曲线 BC 段。也可以直接读图,BC 段的细胞中每条染色体上有两个 DNA 分子,细 胞①和细胞③中每条染色体上都有两个 DNA 分子。

一、单项选择题 1. 某四倍体植物的细胞中含 20 条染色体、20 个 DNA 分子,且细胞中存在纺锤丝,则该细 胞正处于
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(

)

A.有丝分裂中期 B.有丝分裂后期 C.减数第一次分裂后期 D.减数第二次分裂后期 答案 D 解析 由细胞中染色体数与 DNA 分子数之 比为 1∶1 且存在纺锤丝可知, 该细胞处于有 丝分裂后期或减数第二次分裂后期,由于该生物为四倍体植物,所以该细胞不可能处于 有丝分裂后期,D 正确。 2. C1、C2、C3、C4 是某动物的 4 个细胞,其染色体数分别是 N、2N、2N、4N,下列相关 叙述错误的是 A.C1、C2 可能是 C4 的子细胞 B.C1、C3 不一定是 C4 的子细胞 C.C1、C2、C3、C4 可能存在于一个器官中 D.C1、C3、C4 的核 DNA 分子比例可以是 1∶2∶2 答案 A 解析 由 C1、C2、C3、C4 是某动物的 4 个细胞,其染色体数分别是 N、2N、2N、4N 可 知,C1 可能为减数第二次分裂前期、中期的细胞或减数分裂结束后形成的细胞,C2、C3 的染色体数相同,但 DNA 数可能不同,C4 为有丝分裂后期的细胞,故 C1 不可能是 C4 的子细胞,故 A 错误。 3. 如图为某高等动物的一组细胞分裂图像,相关叙述错误的是 ( ) ( )

A.细胞②分裂结束后,子细胞的染色体数与细胞①的相同 B.细胞③中发生了等位基因的分离 C.细胞④的出现可能是基因突变的结果 D.细胞①②③④中均存在同源染色体 答案 D 解析 细胞③中同源染色体分离,等位基因随之分开,细胞质均等分裂,处于减数第一 次分裂后期,此细胞是初级精母细胞;细胞①是精原细胞,细胞②处于有丝分裂中期, 其分裂后形成的子细胞中染色体数目和体细胞中的一样多;细胞④处于减数第二次分裂 后期,细胞④的出现可能是基因突变的结果,此细胞中无同源染色体。

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4. 一个基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)的初级精母细胞,在减数分裂过程中发生基因 突变,其中一条染色单体上的 A 突变为 a,该细胞以后的减数分裂正常进行,则其可产 生多少种 配子 A.1 种 C.3 种 答案 C 解析 正常情况下,一个基因型为 AaBb 的初级精母细胞经减数分裂能产生 AB、AB、 ab、ab 或 Ab、Ab、aB、aB 四个配子,其中两两相同,若其中一条染色单体上的 A 突 变成 a,则有三种配子,故 C 正确。 5. 下列关于细胞分裂的表述,正确的是 A.二倍体动物体细胞有丝分裂后期,细胞的每一极均不含有同源染色体 B.二倍体生物细胞质中的遗传物质在细胞分裂时,随机地、不均等地分配 C.二倍体生物减数第二次分裂后期的细胞中,染色体数目与体细胞相同,含同源染 色体 D.等位基因的分离发生在减数第一次分裂过程中,非等位基因的自由组合发生在减数 第二次分裂过程中 答案 B 解析 二倍体动物体细胞有丝分裂后期,细胞的每一极均含有同源染色体,A 错误。减 数第二次分裂过程中无同源染色体,C 错误。非等位基因的自由组合发生在减数第一次 分裂后期,D 错误。 6. 蜜蜂蜂王是由受精卵发育而来的二倍体雌性蜂(2N=32),雄蜂是由未受精的卵细胞发育 而来的单倍体,如图为蜜蜂体内的某一细胞图(N=16,只画出部分染色体,英文字母表 示基因)。下列表述正确的是 ( ) ( ) B.2 种 D.4 种 ( )

A.该细胞一定是次级卵母细胞或极体 B.该细胞的子细胞染色体数一定为 8 C.该细胞核基因转录已停止,细胞质中翻译仍可进行 D.该细胞若为雄蜂的精母细胞,可能发生了交叉互换 答案 C 解析 该细胞中无同源染色体,可能为次级卵母细胞或极体,也可能为处于有丝分裂过 程中的雄蜂体细胞或精母细胞,A 错误;若该细胞是次级卵母细胞或极体,则子细胞染 色体数为 16,若该细胞为正在进行有丝分裂的雄蜂体细胞,则子细胞染色体数为 16,B
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错误;因该细胞处于分裂期,染色质高度螺旋化,故转录停止,但翻译仍可进行,C 正 确;因雄蜂的精母细胞内无同源染色体,故该细胞不可能发生交叉互换,D 错误。 7. 如图是某二倍体生物正在进行分裂的细胞,等位基因 M 和 m 在染色体上的位置可能是 ( )

A.该细胞进行有丝分裂,M、m 位于⑦和⑧上 B.该细胞进行有丝分裂,M、m 位于②和⑥上 C.该细胞进行减数分裂,可能只有 M 位于①和⑤上 D.该细胞进行有丝分裂,M 位于①上、m 位于②上 答案 C 解析 由该生物为二倍体,而该细胞的每一极均无同源染色体,可推出该细胞进行的是 减数分裂,C 正确。 8. 下列关于配子基因型异常发生时期的判断,正确的是 选项 A B C D 答案 C 解析 基因型 DD 的个体产生基因型为 D、d 的配子,原因只能是基因突变,其发生时 期为细胞分裂的间期,A 错误;基因型 AaBb 的个体产生基因型为 AaB、AaB、b、b 的 配子,等位基因没分离,原因只能是减Ⅰ后期同源染色体没分离,B 错误;基因型 XaY 的个体产生基因型为 XaY、XaY 的配子,等位基因没分离,原因只能是减Ⅰ后期同源染 色体没分离,C 正确;基因型为 AaXBXb 的个体产生基因型 AAXBXb、XBXb、a、a 的配 子,等位基因没分离且 AA 移向了一极,原因是减Ⅰ后期同源染色体没分离,且减Ⅱ后 期姐妹染色单体分离时出错,D 错误。 9.一对表现型正常的夫妇, 生了一个克氏综合征[其染色体组成是(44+XXY)]并色盲的儿子, 那么染色体不分离发生在 A.女方减 数第二次分裂 C.男方减数第一次分裂 B.女方减数第一次分裂 D.男方减数第二次分裂
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[来源:Zxxk.Com]

( 异常发生时期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂

)

个体基因型 DD AaBb XaY AaXBXb

配子基因型 D、d AaB、AaB、b、b XaY、XaY AAXBXb、XBXb、a、a

(

)

答案 A 解析 克氏综合征儿子色盲,说明两条 X 染色体上都有色盲基因,该夫妇表现型正常, 则色盲基因只能来自于母亲,C、D 错误;母亲正常,应该为色盲基因携带者,因此男 孩含两个色盲基因只能由母亲减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体后,没有 分离造成,而不可能是母亲减数第一次分裂同源染色体未分开造成的,故 A 正确、B 错误。 二、双项选择题 10.如图表示某高等动物体内细胞分裂的几个时期,下列有关说法,正确的是 ( )

A.甲图中有 2 个四分体 B.乙图中没有等位基因存在 C.丙图内可能发生了基因重组 D.丙图表示次级精母细胞 答案 BC 解析 甲图处于有丝分裂中期,无四分体,A 错;乙图处于减Ⅱ中期,同源染色体已经 分离,位于同源染色体上的等位基因已经分离,故乙图中无等位基因的存在,B 正确; 丙图处于减Ⅰ后期,为初级精母细胞或初级卵母细胞,非同源染色体上非等位基因的自 由组合发生在此时期,C 正确,D 错误。 11.蜜蜂种群中雌蜂是二倍体,雄蜂是单倍体。下图是蜜蜂某些细胞分裂(部分染色体)的示 意图,下列有关判断错误的是 ( )

A.甲图所示细胞分裂后能形成基因型为 AD 的卵细胞 B.乙图所示细胞分裂不一定是减数分裂 C.甲、乙两图所示细胞中的染色单体数分别是 8 条和 0 条 D.甲图所示细胞中有 2 个染色体组,乙图所示细胞中有一个染色体组 答案 AD 解析 甲图所示细胞分裂后形成的卵细胞的基因型为 ad,A 错误;乙图所示细胞分裂可 能是雄蜂体细胞的有丝分裂,B 正确;甲图所示细胞中染色单体数为 8 条,乙图所示细
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胞中无染色单体,C 正确;甲、乙两图所示细胞中都有 2 个染色体组,D 错误。 12.下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述正确 的是 ( )

A.若图甲为有丝分裂过程中的某阶段,则可在上一时期的细胞中观察到赤道板 B.若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段,则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段 C.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则同源染色体的分离可发生在这一阶段 D.若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞,则 b 组细胞中可能会出现联会和四分体 答案 CD 解析 细胞中央的赤道板是一个假想的平面,是观察不到的,A 错误;若图乙表示有丝 分裂过程中的某阶段,那么该阶段是有丝分裂的前期和中期,染色体着丝点分裂不可能 发生在此阶段,B 错误;若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,那么该阶段可能是减数 第一次分裂的后期,同源染色体的分离可发生在此阶段,C 正确;若图丙表示果蝇卵巢 内的几种细胞,根据细胞中染色体数量可知,b 组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处 于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞,因此 b 组细胞中可能会出现联会和四分体,D 正确。 三、非选择题 13.如图是某高等动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像。请据图回答问题:

(1)上述分裂图中,每条染色体上只含一个 DNA 分子的是图______________。 (2)在上述分裂图中,细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图 ______。 (3)在上述图中,属于初级精母细胞的是图____________________________________。 (4)按照先后顺序把有关减数分裂的号码排列起来__________________________,在此种 分裂过程中可能发生的可遗传变异有________________________________________。 答案 (1)⑤⑥⑦⑨ (2)⑤ (3)①③⑧ (4)①③⑧⑩④⑥⑨ 基因突变、基因重组和染

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色体变异 解析 (1)每条染色体上只含一个 DNA 分子的是图⑤⑥⑦⑨,其他图中每条染色体上均

含有两个 DNA 分子。(2)由图可知该动物正常体细胞中有 4 条染色体,图⑤所示细胞处 于有丝分裂后期,细胞中有 8 条染色体。(3)图①③⑧ 所示细胞分别处于减数第一次分裂 的四分体时期、减数第一次分裂中期、减数第一次分裂后期,都是初级精母细胞。(4)图 中除了②⑤⑦是有丝分裂图像外,其余都是减数分裂图像,这些图像出现的先后顺序是 ①③⑧⑩④⑥⑨;减数分裂过程中可能发生基因突变(间期)、基因重组(减数第一次分裂 的四分体时期和减数第一次分裂后期)和染色体变异。
[来源:学 &科&网 Z&X&X&K]

14.如图所示,图 1 表示细胞分裂的不同时期染色体数与核 DNA 数比例的变化关系;图 2 表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答下列问题。

(1)图 1 中 DE 段形成的原因是__________________。 (2)图 2 中的__________细胞处于图 1 中的 CD 段。 (3)图 2 甲细胞中有______个染色体组,丙细胞中含有 条染色单体。

(4)图 2 丁细胞的名称为______________________,如果该细胞中的 M 为 X 染色体,则 N 一定是__________染色体。若 M 的姐妹染色单体上出现等位基因,其原因可能是发生 了________________________________。 (5)基因分离定律和自由组合定律都发生在图 1 中的________段(填字母)。 答案 换 解析 (1)着丝点分裂 (2)丙、丁 (3)4 8 (4)次级精母细胞 常 基因突变或交叉互

(5)CD (1)图 1 中 DE 段是着丝点分裂的结果。(2)图 2 中的丙、丁细胞中每条染色体上含

有两个 DNA 分子,处于图 1 中的 CD 段。(3)图 2 中的甲细胞处于有丝分裂后期,含有 4 个染色体组,丙细胞处于减数第一次分裂后期,含有 8 条染色单体。(4)图 2 中丙细胞均 等分裂,可说明该动物为雄性动物,故丁细胞为次级精母细胞。如果该细胞中的 M 为 X 染色体,则 N 一定是常染色体。若 M 的姐妹染色单体上出现等位基因,其原因可能是 发生了基因突变或交叉互换。(5)基因分离定律和自由组合定律均发生在减数第一次分裂 后期,此时每条染色体上含有 2 个 DNA 分子,处于图 1 中的 CD 段。 15.如图为某二倍体生物一个正在分裂的细胞示意图,据图回答:

25

(1)如图为次级精母细胞,其中 B 与 b 形成的原因是___________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一对夫妇所生育的子女在性状上有许多差异,则这种变异的来源主要是__________。 (3) 正常情况下,在基因型为 AADd 的个体中,细胞分裂时,基因 dd 的分开发生在 __________________________________________________。 (4)若该生物的基因型为 AaDd,该生物一个细胞进行减数分裂,形成子细胞的基因型有 ________________________________。 (5)基因的自由组合定律的实质是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 重组 (1)基因突变或者是同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换 (3)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 (4)AD 和 ad 或 Ad 和 aD (5)同 (2)基因

源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合 解析 (1)此图为减Ⅱ后期,B 与 b 形成的原因可能是分裂间期发生基因突变或减Ⅰ前期

同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换。(2)一对夫妇所生育的子女在性状上有许 多差异,这种变异主要是由基因重组造成的。(3)dd 位于姐妹染 色单体上,着丝点的分 裂会造成二者分开, 发生的时期有减Ⅱ后期和有丝分裂后期。 (4)基因型为 AaDd 的个体, 两对基因自由组合,减数分裂形成的子细胞基因型可能有 AD、ad、Ad 和 aD 四种,但 一个基因型为 AaDd 的细胞经减数分裂只能形成两种配子。 (5)基因自由组合定律的实质: 减Ⅰ后期同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自 由组合。

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