高考生物培优增分一轮全国经典版讲义第13讲减数分裂和受精作用

第13讲减数分裂和受精作用[考纲明细]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.实验：观察细胞的减数分裂板块一知识·自主梳理一、减数分裂及配子形成过程1．减数分裂相关概念(1)减数分裂概念①适用范围：进行有性生殖的生物。②时间：原始生殖细胞形成成熟生殖细胞。③特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。④结果：成熟生殖细胞中染色体减半。(2)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。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。(3)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。②非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的两条染色单体。(4)联会和四分体①联会：减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。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。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。(5)交叉互换①时期：减Ⅰ前期。②范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。③交换对象：等位基因交换。④结果：姐妹染色单体出现不同，即姐妹染色单体上出现等位基因。2．精子的形成过程(1)精细胞形成过程时期图像主要特征细胞分裂间期DNA复制，有关蛋白质合成，结果每条染色体上含有2条染色单体，细胞体积略增大精原细胞续表(2)精细胞变形成精子3．卵细胞的形成过程4．精卵形成异同二、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：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。3．结果：受精卵中染色体数目与体细胞相同，其中一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。4．减数分裂和受精作用的意义(1)增加了子代的多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。◆深入思考1．精卵的识别体现了细胞膜的哪类功能，其融合的结构基础是什么？提示识别体现细胞膜的信息交流功能，融合的结构基础是生物膜具有一定的流动性。2．有性生殖后代多样性的原因？提示①非同源染色体的自由组合。②同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。③精子和卵细胞结合的随机性。④基因突变和染色体变异。◆自查诊断1．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。()答案×2．二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。()答案×3．同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期。()答案×4．姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中。()答案×5．与无性生殖相比，有性生殖的优越性表现在通过有性生殖可增加遗传物质重组的机会。()答案√6．人的初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体。()答案×板块二考点·题型突破考点1减数分裂过程及受精作用[2017·全国卷Ⅱ]已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()[解析]由选项所示的细胞类型可知，这种细胞是精原细胞，在不考虑基因突变和交叉互换的情况下进行分析：减数第一次分裂后期，同源染色体分离，其上的等位基因随之分离(如等位基因G与g、H与h分离)，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合(如非等位基因G与H、g与h组合或G与h、g与H组合)，减数第一次分裂产生互补的2个次级精母细胞，A、B正确；减数第二次分裂产生的4个精细胞应该两两相同，每个精细胞中不含同源染色体(不含等位基因)，C正确，D错误。[答案]D题型一减数分裂有关概念及各时期特点1．[2017·河南项城期末]下列关于减数分裂的叙述，不正确的是()A．只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂B．高等动物的减数分裂发生在睾丸(精巢)或卵巢中C．减数分裂过程中染色体只复制一次，且发生在减数第一次分裂前的间期D．玉米体细胞中有10对染色体，经减数分裂后，卵细胞中染色体数为5对答案D解析进行有性生殖的真核生物在形成生殖细胞的过程中发生减数分裂，A正确；高等动物的减数分裂发生在睾丸(精巢)或卵巢中，B正确；减数第一次分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，此过程也可称为染色体复制，但复制后数目不变，形成的染色体以染色单体形式存在，C正确；玉米体细胞中有10对染色体，经减数分裂后，卵细胞中染色体数虽为10条，但因无同源染色体，故不能称之为5对，D错误。2．下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是()A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体B．四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体答案A解析一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，两条姐妹染色单体的着丝点一分为二后，形成的是相同的染色体，并非同源染色体，A错误；四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B正确；同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体，形成四分体，含有4条染色单体，C、D正确。技法提升“四看法”判断同源染色体(二倍体)(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象：配对形成四分体的染色体为同源染色体。(2)看有无交叉互换的发生：发生交叉互换的染色体为同源染色体。(3)看细胞所处的时期①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。②减数第二次分裂后期，上下对应的大小形状完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。(4)看染色体的大小、形状：如果不是减数第二次分裂，则：①有丝分裂后期，每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。②其他时期，大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。题型二区分减数分裂的图像3．[2017·广西桂林模拟]假定某动物体细胞染色体数目2N＝4，图中对②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述，正确的是()A．图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥B．②③④为减数分裂，分别为减数第一次分裂的前、中、后期C．④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期D．②为减数第一次分裂四分体时期，④⑤染色体数目暂时加倍答案C解析图②中同源染色体联会形成四分体，处于减数第一次分裂前期；图③中着丝点排列在赤道板上，有同源染色体，处于有丝分裂中期；图④同源染色体分离，分别移向两极，处于减数第一次分裂后期；图⑤中着丝点分裂，姐妹染色单体分开并移向两极，染色体数目暂时加倍，每极中含同源染色体，处于有丝分裂后期；图⑥中着丝点分裂、姐妹染色单体分开并移向两极，染色体数目暂时加倍，每极中不含同源染色体，处于减数第二次分裂后期。4．下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是()A．图甲一定为次级精母细胞B．图乙一定为初级精母细胞C．图丙为极体D．图丙中的M、m为一对同源染色体答案B解析图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。技法提升卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法题型三配子种类和来源5．[2017·沈阳模拟]下图A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 B．①与③C．②与③ D．②与④答案C解析同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。6．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)()A．2个 B．3个C．4个 D．5个答案C解析来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。技法提升1.减数分裂产生配子的类型判断(1)若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。(2)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：项目可能产生配子的种类实际能产生配子的种类(不考虑交叉互换)一个精原细胞4种2种(YR、yr或Yr、yR)一个雄性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)一个卵原细胞4种1种(YR或yr或Yr或yR)一个雌性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)特别注意：是“一个个体”还是“一个性原细胞”。2．配子来源的确定方法(1)若两个精细胞中染色体组成完全相同，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。(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的精原细胞。题型四减数分裂中DNA和染色体变化曲线图、柱形图7．如图表示雄果蝇细胞分裂过程中DNA含量的变化。下列叙述中正确的是()A．若图1表示减数分裂，则图1的CD段表示同源染色体分开B．若图1表示减数分裂，则图1的BC段一个细胞中可能含有1条或0条Y染色体C．若两图均表示有丝分裂，则两图的DE段一个细胞内只含2个染色体组D．若图1表示减数分裂、图2表示有丝分裂，则两图的CD段都发生着丝点分裂答案B解析图1的纵坐标的含义是每条染色体上DNA含量，故CD的原因是着丝点分裂，A错误；若图1表示减数分裂，则BC表示整个减数第一次分裂和减数第二次分裂的前、中期，所以处于BC段的细胞中可能含有1条或0条Y染色体，B正确；图1中DE是后期和末期，后期细胞中含有4个染色体组，图2中DE表示细胞分裂完成产生的子细胞，故细胞中有2个染色体组，C错误；图2中CD表示细胞分裂完成一个细胞变成两个子细胞，D错误。8．下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③的数量比是2∶4∶4∶1答案A解析②物质只在Ⅱ、Ⅲ阶段出现，则②为染色单体；②存在时，③与②的数量相同，则③为DNA；①～③为遗传物质或其载体，已知②③，则①为染色体，Ⅳ中DNA含量为Ⅰ中一半，Ⅱ中1/4，故推测该细胞正在进行减数分裂。该细胞进行减数分裂，基因的自由组合发生在减数第一次分裂的后期，此时染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，染色体数目与体细胞相同，对应于图中Ⅱ，A正确；由图可知，该细胞进行减数分裂，Ⅲ中染色体数目减半，应表示次级精母细胞，B错误；由上述可知，②为染色单体，C错误；Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶2∶1，D错误。技法提升减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图(1)核DNA分子数量变化分析(2)染色体数目变化分析题型五减数分裂及受精作用的相关分析9．下列有关减数分裂与受精作用的叙述，正确的是()A．受精卵中的遗传物质一半来自父方一半来自母方B．减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定C．人类的次级精母细胞中只含有0或1条Y染色体D．受精作用实现了基因重组，从而导致有性生殖后代的多样性答案B解析受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，A错误；减数分裂导致染色体数目减半，受精作用使染色体数目恢复，二者保证了亲子代染色体数目的恒定，B正确；处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞中也可能含有2条Y染色体，C错误；基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。10．[2017·山东泰安期中]下面是对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是()A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等答案B解析1个卵原细胞经过减Ⅰ分裂、减Ⅱ分裂产生1个卵细胞和3个极体过程中，初级卵母细胞的分裂、次级卵母细胞的分裂过程中细胞质分裂是不均等的，A错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C错误；雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D错误。考点2减数分裂和有丝分裂的比较[2017·江苏高考]假如图中是某生物体(2n＝4)正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是()A．该细胞处于减数第二次分裂后期B．若染色体①有基因A，则④有基因A或aC．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体D．该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体[解析]根据题干信息可知，某种生物体细胞含有4条染色体。该细胞含有8条染色体，为有丝分裂后期，A错误；染色体①与由同一着丝点分裂形成的另一条染色体所含基因相同，另一条染色体与④为一对同源染色体，①有A基因，则④可存在A或a基因，B正确；染色体②、③为一对同源染色体，根据染色体形态判断，②是X染色体，则③是Y染色体，C正确；该细胞产生的子细胞与母细胞染色体组成相同，含有2对同源染色体，D正确。[答案]A题型一减数分裂与有丝分裂过程比较1．[2017·浙江金华模拟]下列有关有丝分裂与减数分裂的叙述正确的是()A．分裂过程中能够精确复制和均分全部遗传物质B．减数第二次分裂移向细胞一极的染色体即为一个染色体组C．分裂过程中染色体与其上的基因具有行为一致性现象D．两者形成的子细胞均可继续分裂答案C解析在形成卵细胞的减数分裂过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞细胞质不均等分裂，细胞质遗传物质没有均分，A错误；多倍体生物减数第二次分裂后期，移向同一极的染色体可能包含多个染色体组，B错误；基因主要存在染色体上，染色体与其上的基因具有行为一致性，C正确；减数分裂的子细胞一般不分裂，有丝分裂的子细胞也一般仅有部分细胞保持分裂能力，部分可能因为细胞分化而失去分裂能力，D错误。2．[2017·广东茂名模拟]关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第二次分裂的叙述，正确的是()A．两者中期染色体行为不同，染色体数目也不同B．两者后期染色体行为相同，且细胞中染色体数∶DNA分子数<1C．前者前期有染色体、纺锤体出现，后者前期只有染色体出现D．两者间期相关复制的原料均为脱氧核苷酸、氨基酸答案B解析有丝分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体着丝点排列在赤道板上，但有丝分裂的染色体数目是减数第二次分裂中期的2倍，A错误；后期染色体着丝点都分裂，染色体数∶核DNA分子数是1∶1，但因为细胞质中也有DNA，所以细胞中染色体数∶DNA分子数<1，B正确；在减数第二次分裂前期也有纺锤体出现，C错误；减数第二次分裂不进行DNA复制，D错误。题型二减数分裂与有丝分裂图像判断3．下列各图所示细胞均来自同一生物体，有关叙述正确的是()A．属于有丝分裂过程的图是③④⑤B．细胞①的形成过程：④→③→②→⑥→①C．图①和图②可能来自同一个初级精母细胞D．图③④⑤⑥中都具有同源染色体答案C解析题图中属于有丝分裂过程的是④⑤，A错误；细胞①是减数分裂形成的，结合细胞中染色体的形态、行为、颜色可知，①的形成过程是④→③→②→①，B错误；根据①②中的染色体颜色可知，图①和图②可能来自同一初级精母细胞，C正确；图③④⑤中都具有同源染色体，①②⑥中不含同源染色体，D错误。4．[2018·安徽师大附中期末]下图为某二倍体动物体内的一组细胞分裂示意图。据图分析不正确的是()A．该二倍体生物的正常体细胞中含有4条染色体B．分裂后的子细胞遗传信息相同的是②④⑤C．图中属于减数分裂过程的有①②④D．图②产生的子细胞一定为精细胞答案B解析①细胞含有同源染色体，且同源染色体正在联会，处于减数第一次分裂前期；②细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂后期；③细胞含有同源染色体，且着丝点都排列在赤道板上，处于有丝分裂中期；④细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期；⑤细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期。图①细胞所含染色体组数目与体细胞相同，因此该生物体细胞含有4条染色体，A正确；④细胞处于减数第一次分裂后期，此时非同源染色体上的非等位基因自由组合，因此其形成的子细胞不一定相同，B错误；由以上分析可知，图中属于减数分裂过程的有①②④，C正确；根据④细胞的均等分裂可知，该生物为雄性动物，②细胞处于减数第二次分裂后期，称为次级精母细胞，其分裂产生的子细胞一定为精细胞，D正确。技法提升减数分裂与有丝分裂图像的辨析1．图像2.有丝分裂与减数分裂图像判定方法(1)先找出减Ⅰ图若同源染色体联会形成四分体，则为减Ⅰ前期图，如图1；若染色体在细胞中央排列为两条线，则为减Ⅰ中期图，如图4；若移向细胞两极的染色体带有姐妹染色单体，则为减Ⅰ后期图，如图7。(2)区分有丝分裂图和减Ⅱ图①染色体散乱分布在纺锤体中央，则为前期图，若无同源染色体为减Ⅱ前期图，如图2，若有同源染色体则为有丝分裂前期图，如图3。②染色体的着丝点排列在赤道板上，则为中期图，若无同源染色体或染色体数目是奇数，则为减Ⅱ中期图，如图5，若有同源染色体则为有丝分裂中期图，如图6。③染色体移向两极，则为后期图，若一极中的染色体数目是奇数或无同源染色体，则为减Ⅱ后期图，如图8，若一极有同源染色体，则为有丝分裂中期图，如图9。题型三减数分裂与有丝分裂相关曲线图的辨析5．[2017·甘肃静宁一中模拟]下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA含量变化曲线。下列有关叙述中正确的是()A．该图若为减数分裂，则cd期的细胞都含有23对同源染色体B．该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段某一时期C．该图若为有丝分裂，则细胞板和纺锤体都出现在bc时期D．该图若为有丝分裂，则ef期的细胞都含两个染色体组答案B解析该图若为减数分裂，则cd期表示减数第一次分裂过程、减数第二次分裂前期、中期，在减数第一次分裂后期同源染色体分离，因此减数第一次分裂后期之后没有同源染色体，A错误；该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段的某一时期，即减数第一次分裂过程中，B正确；该图若为有丝分裂，动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，纺锤体出现在cd时期，C错误；该图若为有丝分裂，则ef期表示后期和末期，则ef期的细胞含四个或两个染色体组，D错误。6．[2017·黑龙江大庆中学期中]下图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及DNA数目的变化，则下列叙述错误的是()A．在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体B．在BC段和HI段都能发生染色体的复制C．在AG段细胞中含有同源染色体，HQ段细胞中不含有同源染色体D．在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离答案C解析当染色体数目等于DNA数目时，每条染色体都不含染色单体，A正确；在有丝分裂的间期BC段和减Ⅰ前的间期HI段都发生染色体的复制，B正确；图中HJ段表示减Ⅰ时期，在减Ⅰ时期细胞含有同源染色体，C错误；在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离，D正确。技法提升减数分裂和有丝分裂曲线的辨析(以2n＝4为例)(1)减数分裂、有丝分裂与受精作用中DNA和染色体变化曲线根据有无斜线判断(2)每条染色体上DNA含量变化分析题型四减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较7．某生物体细胞中染色体数为2N。下图中属于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是()A．①② B．②③C．③④ D．④②答案D解析有丝分裂中期，每条染色体含有两条染色单体，因此染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，即图④；减数第一次分裂后期同源染色体分离，导致染色体数目减半，但减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体消失，染色体数目短暂加倍，因此此时染色体数目与体细胞相同，且染色体∶DNA＝1∶1，即图②，D正确。微专题三细胞分裂与可遗传变异的关系一细胞分裂与遗传、变异的关系1．减数分裂与遗传规律2．细胞分裂与可遗传变异注：①原核生物的变异类型只有基因突变。②姐妹染色单体上同一位置的基因不同的原因有两个：一是DNA复制时发生了基因突变；二是减Ⅰ前期，同源染色体非姐妹染色单体间发生了交叉互换。1．细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程中的变异是()A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B．非同源染色体自由组合，导致基因重组C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异答案B解析可遗传的变异有三个来源：基因重组、基因突变和染色体变异，其中基因重组只能发生在减数分裂过程中而不能发生在有丝分裂过程中，而基因突变和染色体变异在有丝分裂和减数分裂中均可发生。二细胞图像中基因突变与基因重组的辨析1．减数分裂与基因突变在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如果复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致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，如图所示。注：基因突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可能为隐性突变，也可能为显性突变，通过突变产生等位基因。2．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(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。(2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，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。2．[2017·合肥二模]某哺乳动物的基因型为AABbEe，右图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断()A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbEC．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组D．三对基因的遗传遵循自由组合定律答案B解析图示细胞中无同源染色体，且为精原细胞减数分裂过程，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组，A错误；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变，C错误；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE，B正确；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，D错误。3．[2017·临沂联考]下面是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是()A．该动物的性别是雄性B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组C．1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异D．丙细胞不能发生基因重组答案B解析甲图细胞质均等分裂，所以为雄性动物，A正确；乙图为有丝分裂后期，不能发生基因重组，出现a应为基因突变，B错误；1和2为同源染色体，片段交换为基因重组，1和4为非同源染色体，片段交换为染色体结构变异，C正确；丙细胞为减Ⅱ后期，不发生基因重组，D正确。三细胞分裂与染色体变异的分析1．染色体变异导致异常配子种类变化的规律如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次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：2．XXY与XYY异常个体的成因分析(1)XXY成因(2)XYY成因：父方减Ⅱ异常，即减Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。3．细胞分裂异常产生的子细胞的分析方法(1)有丝分裂异常(以A所在的一条染色体为例)(2)减Ⅰ分裂A、A或A、a所在同源染色体未分开或X、Y未分开(3)减Ⅱ分裂A或a所在姐妹染色单体未分开或X染色单体未分开4．[2017·江苏盐城期中]下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是()选项个体基因型配子基因型异常发生时期ADDD、d有丝分裂前期BAaBbAaB、AaB、b、b减数第二次分裂CXaYXaY、XaY减数第一次分裂DAaXBXbAAXBXb、XBXb、a、a减数第二次分裂答案C解析基因型为DD的个体产生基因型为D、d的配子，原因是基因突变，其发生时期为细胞分裂的间期，A错误；基因型为AaBb的个体产生基因型为AaB、AaB、b、b的配子，等位基因A、a没分离，原因是减Ⅰ后期同源染色体没分离，B错误；基因型为XaY的个体产生基因型为XaY、XaY的配子，等位基因没分离，原因是减Ⅰ后期同源染色体没分离，C正确；基因型为AaXBXb的个体产生基因型为AAXBXb、XBXb、a、a的配子，等位基因B、b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。5．[2017·潍坊模拟]一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列叙述不正确的是()A．若某细胞无染色单体，基因组成为AAYY，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期B．若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了交叉互换C．若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是同源染色体未分离D．在减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期，一个细胞中的染色体组数相同答案C解析等位基因A和a位于一对同源染色体上，性染色体X和Y也属于一对同源染色体。一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，若某细胞无染色单体，基因组成为AAYY，说明该细胞中没有同源染色体，且发生了着丝点分裂，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期，A正确；一个精原细胞经减数分裂产生的4个精子两两相同：AXB、aY或aXB、AY，若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了交叉互换，B正确；若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是发生了基因突变(A突变为a)，不可能是同源染色体未分离导致的，C错误；由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离、减数第二次分裂过程中着丝点分裂，故一个处于减数第二次分裂后期的细胞中的染色体组数与其处于减数第一次分裂中期时相同，D正确。板块三方向·真题体验1．[2015·天津高考]低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是()答案B解析根据题干信息可知，卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，因此同源染色体不能移向两极，A错误；由于减数第一次分裂时不形成纺锤体，所以形成的次级卵母细胞中的染色体数目与体细胞相同，即次级卵母细胞在减数第二次分裂后期时含有8条染色体，B正确；减数第二次分裂形成的卵细胞中染色体数目为4条，C错误；染色体数目加倍的卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎，因此胚胎细胞有丝分裂中期应含有6条染色体，三个染色体组，D错误。2．[2017·江苏高考]某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：(1)将剪取的芹菜幼根置于2mmol/L的8­羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例，便于染色体观察、计数。(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是________。再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的________更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞________。(3)图1是________细胞的染色体，判断的主要依据是________。(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的________进行人工配对；根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。①基因突变②单体③基因重组④三体答案(1)中(2)去除细胞壁(使细胞分离)染色体吸水涨破(3)花粉母同源染色体联会(4)同源染色体②④解析(1)观察细胞中染色体的最佳时期是有丝分裂中期。用8­羟基喹啉溶液处理芹菜幼根可以提高根尖细胞中有丝分裂中期细胞的比例。(2)植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，可去除细胞壁，使细胞相互分离。再用低浓度的KCl处理去壁后的根尖、花粉母细胞一段时间，可以使细胞吸水后适度膨胀，便于细胞内染色体更好地分散，但处理时间不能过长，否则，没有细胞壁保护的细胞会吸水涨破。(3)观察题图，可见图中有同源染色体联会现象，可判断图1是花粉母细胞的染色体。(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的同源染色体进行人工配对，以判断细胞中同源染色体的对数及每对同源染色体的数量。由于光学显微镜下无法直接观察到基因，根据染色体数目与形态不能判断是否发生基因突变和基因重组，但可以确定该品种细胞中未发生染色体数目变异。3．[2016·江苏高考]研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)，图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：(1)图1中细胞分裂的方式和时期是________，它属于图2中类型________的细胞。(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是____________________。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是________。(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有________。(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有________(用图中字母表述)。(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期，待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体。现有3组实验：用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是______________，理由是_______________________________________________。答案(1)有丝分裂后期a(2)次级精母细胞(3)b、d、e(4)a、b(5)b→a；d→c(6)阻滞第一次卵裂受精卵含二个染色体组，染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体解析(1)图1细胞中含有同源染色体，且染色单体分开后形成的子染色体移向细胞两极，据此可判断该细胞处于有丝分裂后期，其染色体数和核DNA分子数均为4n，属于图2中类型a的细胞。(2)若取自精巢的某细胞中染色体数与核DNA数均为2n，且没有同源染色体，那么该细胞应处于减数第二次分裂后期，为次级精母细胞。(3)若为减数分裂过程中的细胞，类型b、d、e的细胞所处时期分别为减数第一次分裂时期、减数第二次分裂前期和中期、减数分裂完成形成的子细胞，故三者出现的先后顺序是b、d、e。(4)在图2的5种细胞类型中，类型a只能表示有丝分裂后期，类型b可表示有丝分裂G2期、前期、中期和减数第一次分裂时期，这两类细胞中一定具有同源染色体；类型c可以表示有丝分裂的G1期、减数第二次分裂后期，d表示减数第二次分裂的前期、中期，e表示减数分裂形成的子细胞，类型c中可能不含有同源染色体，类型d、e中一定不含同源染色体。(5)图2中类型a和类型c是着丝点分裂后形成的细胞类型，据此可判断着丝点分裂导致细胞类型转换的情况有两种：类型b转换为类型a，类型d转换为类型c。(6)根据题意知，若阻断减数第一次分裂或减数第二次分裂均可产生染色体数目加倍的卵细胞，染色体数目为2n的卵细胞与染色体数目为n的精子结合形成的受精卵可发育成三倍体(3n)；若阻断受精卵(2n)的第一次卵裂，由于受精卵不能完成分裂，所以形成的细胞中染色体数目应为4n，难以发育成三倍体。4．[2015·海南高考]回答下列关于遗传和变异的问题：(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生________，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生________，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。(2)假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是________(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙表示的是________(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指_______________________________。答案(1)自由组合交叉互换(2)初级精母细胞精细胞(3)体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体解析(1)非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因之间的重组；同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，导致同源染色体上非等位基因之间的重组，二者均导致基因重组。(2)由模式图可知：图甲细胞具有联会的同源染色体，处于减数第一次分裂前期，为初级精母细胞；图乙细胞没有同源染色体，染色体数目减半，且无染色单体，为精细胞。(3)单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。限时规范特训一、选择题1．[2017·河北石家庄月考]在减数第一次分裂后期，父方和母方的染色体各向两极如何移动()A．父方和母方染色体在两极随机地结合B．通常母方染色体移向一极而父方染色体移向另一极C．父方和母方染色体各有一半移向一极，另一半移向另一极D．未发生交叉互换的染色体移向一极，而发生交叉互换的染色体移向另一极答案A解析在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，而非同源染色体自由组合，所以父方和母方染色体在两极随机地结合，A正确，B、C错误；减数第一次分裂后期，配对的染色体彼此分离，发生互换的染色体不会移向同一极，D错误。2．[2017·安徽合肥期中]下列关于减数分裂的叙述，正确的是()①减数分裂包括两次连续的细胞分裂②在次级卵母细胞中存在同源染色体③着丝点在减数第一次分裂后期一分为二④减数分裂的结果，染色体数减半，DNA数不变⑤同源染色体的分离，导致染色体数目减半⑥联会后染色体复制，形成四分体⑦染色体数目减半发生在减数第二次分裂的末期A．①②③ B．④⑤⑥C．①⑤ D．⑥⑦答案C解析次级卵母细胞中不存在同源染色体，因为减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，②错误；着丝点是在减数第二次分裂后期一分为二的，不是在减数第一次分裂后期，③错误；减数分裂过程中，生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减半，④错误；染色体的复制是在联会之前完成的，⑥错误；染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的末期，⑦错误。3．与精子的形成过程相比，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细胞质不均等分裂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，B、D正确；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细胞质不均等分裂，C正确；卵细胞的形成不需经过变形，A错误。4．[2017·河南实验中学月考]如图是某哺乳动物的一个细胞，它可能属于下列何种细胞()A．肝细胞B．第一极体C．初级卵母细胞D．卵细胞答案B解析题图细胞中无同源染色体且染色体散乱分布，所以图示细胞处于减数第二次分裂前期，所以该细胞可能为第一极体、次级卵母细胞、次级精母细胞，B正确。5．[2017·乌鲁木齐诊断]下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是()答案D解析A细胞可能是单倍体生物的有丝分裂后期；B细胞可能是单倍体生物的有丝分裂中期；C细胞可能是二倍体生物有丝分裂中期；D细胞同源染色体分离，肯定是二倍体生物细胞减数第一次分裂后期。6．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()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解析两者的前期，染色体数目均与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，但减数第一次分裂前期发生了同源染色体的联会，而有丝分裂前期没有此行为，A错误；两者的中期，染色体数目均与体细胞相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，减数第一次分裂中期，每对同源染色体排列在赤道板上，B错误；有丝分裂后期染色体数目、核DNA分子数目均为体细胞的两倍，姐妹染色单体分开，减数第一次分裂后期染色体数目与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目为体细胞的两倍，同源染色体分开，C正确；两者的末期，核DNA分子的数目相同，有丝分裂末期，核染色体数目与体细胞的相同，减数第一次分裂末期，核染色体数目为体细胞的一半，D错误。7．[2017·河南五校联考]图1为某二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线，图2表示该动物的一个细胞分裂示意图，下列叙述错误的是()A．CD段含有4个染色体组，12个DNA分子B．FG段可发生基因重组C．若染色体②上有基因B，⑤的相同位点上有基因b，则其原因是在AB段发生了基因突变D．图2细胞是次级精母细胞，处于曲线图的HI段答案C解析曲线图表示的是二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化，CD段包含有丝分裂后期，此时着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数量加倍，染色体组有4个，图2无同源染色体，为减数第二次分裂后期细胞，该细胞中含有6条染色体，故正常体细胞染色体数为6，有丝分裂后期染色体数加倍为12条，有12个DNA分子，A正确；FG段表示减数第一次分裂，此过程中可以发生基因重组，B正确；若染色体②上有基因B，⑤的相同位点上有基因b，则其原因可能是发生了基因突变，也可能是发生了交叉互换，C错误；图2细胞处于减数第二次分裂后期，此时的细胞是次级精母细胞，处于曲线图的HI段，D正确。8．下面是有关细胞分裂的图像，据图分析正确的是()A．若图甲为二倍体生物的细胞，则上一时期为四分体时期B．若图乙属于有丝分裂，则图示阶段会形成细胞板C．若图乙属于二倍体生物减数分裂，则图示阶段细胞中含有同源染色体D．若图丙为果蝇精巢内的细胞，则a组细胞一定发生了着丝点分裂答案C解析分析图像可知，若图甲为二倍体生物的细胞，则处于有丝分裂的后期，其上一时期为有丝分裂中期，A错误；若图乙属于有丝分裂，由于染色体数∶DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，则处于有丝分裂的G2期、前期或中期，形成细胞板是在末期，B错误；若图乙属于二倍体生物减数分裂，由于染色体数∶DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，染色体数为2n，则该图示细胞应处于减数第一次分裂过程中，细胞中含有同源染色体，C正确；若图丙为果蝇精巢内的细胞，由于a组细胞内的染色体数为n，则a组细胞一定没发生着丝点分裂，D错误。9．[2017·山东济南第一次模拟]果蝇的翻翅和正常翅是一对相对性状，由位于Ⅱ号染色体(常染色体)上的A基因和a基因控制，现有一只翻翅(杂合)雄果蝇仅因为减数分裂过程中部分染色体异常分离，而产生一个含有两个A基因但不含性染色体的配子。下列分析正确的是()A．Ⅱ号染色体可能在减数第一次分裂时未分离，其他过程正常B．性染色体一定在减数第一次分裂时未分离，其他过程正常C．同时产生的其他三个配子中，两个都含有一条性染色体，一个含有两条性染色体D．该果蝇形成配子的过程，遵循自由组合定律答案D解析分析题意可知，该雄性果蝇的Ⅱ号染色体可能在减数第二次分裂时未分离，A错误；雄性果蝇的性染色体可能在减数第一次分裂或减数第二次分裂时未分离，B错误；同时产生的其他三个配子中，可能是两个都含有一条性染色体，一个含有两条性染色体或两个都含有两条性染色体，一个不含性染色体，C错误；该果蝇形成配子的过程，位于非同源染色体上的非等位基因仍遵循自由组合定律，D正确。10．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()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含量的加倍A．①②④ B．①②③C．①③ D．②④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，①正确；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，②正确；MN段是有丝分裂的间期、前期、中期，核DNA含量加倍，④正确；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，③错误。二、非选择题11．[2017·山东枣庄模拟]如图表示的是雄果蝇体内某细胞在分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA相对含量的变化(甲曲线)和细胞中染色体数目的变化(乙曲线)。请据图回答下列问题。(1)该细胞中DNA解旋主要发生在________段。(2)细胞中含有同源染色体的时期在________段。(3)EF段形成的原因是____________________