高考生物一轮复习必修1第四单元细胞的生命历程第17讲减数分裂与有丝分裂的比较学案

第17讲减数分裂与有丝分裂的比较考点一有丝分裂和减数分裂的图像辨析1．根据染色体的行为判断细胞分裂方式及时期（1）（2）（3）2．结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂时期[答案自填]1.（1）减数分裂Ⅰ（3）有丝分裂2.减数分裂Ⅰ考向1有丝分裂与减数分裂的比较1．（2022·高考全国卷乙）有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是（）A．有丝分裂的后期B．有丝分裂的末期C．减数分裂ⅠD．减数分裂Ⅱ解析：选D。有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体，这样就不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A项、B项不符合题意；根据题意，某动物的基因型是Aa，经过分裂间期复制，初级性母细胞中有A、A、a、a四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生互换，涉及A和a的交换，交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因，减数分裂Ⅰ时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，但不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a分离的现象，而在减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分离，其上的A和a基因分开分别进入两个子细胞，C项不符合题意，D项符合题意。2．（2021·江苏选择考）A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。下列有关有丝分裂和减数分裂的叙述正确的是（）A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂Ⅰ的2个子细胞中也可能都含有AaD．有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞解析：选C。不进行有性生殖的生物无减数分裂，A项错误；减数分裂Ⅱ无DNA复制，B项错误；A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑互换，则减数分裂能得到两种类型（AB、ab或Ab、aB）的子细胞，D项错误。考向2有丝分裂与减数分裂的图像辨析3．（2024·龙门高三质检）如图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像，下列说法错误的是（）A.进行减数分裂的细胞为②和④B．①②③均含有同源染色体C．③的子细胞称为初级精母细胞D．④中可能发生等位基因的分离解析：选C。③细胞进行的是有丝分裂，有丝分裂产生的子细胞不可能是初级精母细胞，C项错误。4.（2021·天津等级考）右图为某二倍体昆虫精巢中一个异常精原细胞的部分染色体组成示意图。若该细胞可以正常分裂，下列哪种情况不可能出现（）解析：选D。题图所示异常精原细胞多了一条染色体，该精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，若进行有丝分裂，后期会出现A图情况；正常减数分裂时，三条较长染色体中的任意两条正常分离，剩下的一条染色体可以随机移向其中一极，则会出现B、C两图情况；正常减数分裂时，两条较短染色体应进入不同的次级精母细胞，不会出现D图情况。考点二有丝分裂和减数分裂的相关物质变化比较[学生用书P103]减数分裂和有丝分裂的模型分析（以染色体数为2n的生物为例）1．染色体与核DNA数目变化曲线的判断（1）曲线模型。（2）相关解读。①染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束，是由同源染色体分离平均进入2个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数目的变化为_________________________________________________________。②核DNA数量在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ时分别。③减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有___________________________________。④染色体数与核DNA数之比的变化规律及原因。1∶1eq\o(→,\s\up7(分裂间期),\s\do5(染色体复制))eq\o(→,\s\up7(减数分裂Ⅱ后),\s\do5(期着丝粒分裂))。2．每条染色体上的DNA含量的曲线分析（1）曲线模型。（2）相关解读。①A→B：有丝分裂或减数分裂前的期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。②B→C：含有染色单体的时期，可表示分裂间期的期，有丝分裂前期、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ期。③C→D→E：有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期，分裂，姐妹染色单体分开。3．染色单体数目变化的曲线分析（1）曲线模型。（2）相关解读。①有丝分裂：分裂间期，因复制，染色单体形成；后期，因分裂，染色单体数目变为0（即0eq\o(→,\s\up7(分裂间期))4neq\o(→,\s\up7(后期))0）。②eq\a\vs4\al(减数,分裂)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(减数分裂前的间期：因染色体复制，染色单体形成，即0→4n,,减数分裂Ⅰ末期结束：因同源染色体分开，,分别进入两个子细胞，染色单体数目减半，,即,减数分裂Ⅱ后期：因着丝粒分裂，,染色单体消失，即))4．染色体、核DNA分子和染色单体的数量变化图解（1）柱形图。（2）相关解读。①只有染色单体的数目才可能是，染色体和核DNA的数量不可能是0。染色单体会因的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构的数目如出现0，则其一定表示染色单体。②染色体的数目不可能超过核DNA分子的数目。因为核DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即核DNA数∶染色体数可能为，但不可能是1∶2。[答案自填]1.（2）①n→2n→n②减半③同源染色体④1∶21∶12.（2）①间②G2前期、中③着丝粒3.（2）①染色体着丝粒②4n→2n2n→04.（2）①0着丝粒②1∶1或2∶11．（2024·惠阳高三检测）从某哺乳动物（染色体数为2n）精巢中获取一些细胞（无突变），测得细胞中有关数量如下表所示。下列叙述错误的是（）组别甲乙丙丁同源染色体对数0n2n0染色体组数2241A.甲组细胞中含有2n条染色单体B．乙组细胞中可能有初级精母细胞C．丙组细胞两极间的距离比它前一时期更大D．丁组细胞中含有0或1条Y染色体答案：A2．生物学研究中曲线和图像常用于变量分析，图甲是某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA含量变化的曲线，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化的曲线。下列分析正确的是（）A．产生图甲细胞的原因是减数分裂前的间期发生基因突变B．图乙中秋水仙素在cd段发挥作用，受精作用发生在de段C．图丙所示曲线无论表示何种分裂方式，纵坐标均有三种含义D．图丙所示曲线，e点时细胞数目是a点时的两倍或四倍解析：选D。题图甲细胞的基因型可表示为aaBbdd，由于该生物的基因型未知，所以产生该细胞的原因可能是减数分裂前的间期发生基因突变，也可能是减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体上非姐妹染色单体的互换，A项错误。秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，而纺锤体是有丝分裂前期（即cd段）形成的，题图乙中没有发生受精作用，题图乙表示的是染色体数目加倍后的细胞进行正常的有丝分裂过程，B项错误。题图丙所示曲线可表示有丝分裂和减数分裂过程中一条染色体上的DNA含量的变化，也可表示有丝分裂过程中细胞核内DNA含量的变化，C项错误。题图丙所示曲线如果表示有丝分裂，则e点时细胞数目是a点时的两倍；如果表示减数分裂，则e点时细胞数目是a点时的四倍，D项正确。3．（2024·惠州一模）基因型为AaXBY的小鼠（体细胞染色体数为2N），在减数分裂过程中的某些特定时期，染色体数（a）、染色单体数（b）和核DNA分子数（c）的数量关系如下图所示。下列叙述正确的是（）A．图甲所示细胞中可能同时存在两条X染色体和两条Y染色体B．图甲所示细胞中一条染色体上不可能同时存在等位基因A与aC．图乙所示细胞中可能发生染色体解旋变成染色质的过程D．图乙所示细胞中不可能同时存在两条X染色体或两条Y染色体解析：选C。题图甲所示细胞中染色体数∶核DNA分子数∶染色单体数＝1∶2∶2，细胞中染色体数目是2N，细胞可能处于减数分裂Ⅰ，存在1条X染色体和1条Y染色体；若前期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生互换，则可能一条染色体上同时存在等位基因A与a，A项、B项错误。题图乙所示细胞中不含姐妹染色单体，且染色体数∶核DNA分子数＝1∶1，细胞中染色体数目是2N，细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期或末期，后期由于着丝粒分裂，可能存在两条X染色体或两条Y染色体，末期可能发生染色体解螺旋变成染色质的过程，C项正确，D项错误。高考真题体验[学生用书P105]1.（2021·辽宁选择考）基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数分裂Ⅰ产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是（）A．1/2B．1/4C．1/8D．1/16解析：选B。由题图可知，该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB、Aabb或AaBb、AaBb，该精原细胞此次有丝分裂产生的两个子细胞均进入减数分裂。当两个子细胞的基因型为AaBB、Aabb时，只有Aabb经减数分裂Ⅰ可产生基因组成为AAbb的细胞，比例为（1/2）×（1/2）＝1/4。当两个子细胞的基因型为AaBb、AaBb时，减数分裂Ⅰ产生的基因组成为AAbb的细胞所占比例为1/4。综上所述，无论该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞基因型属于哪种情况，它们进入减数分裂后，产生的基因组成为AAbb的次级精母细胞所占的比例均为1/4。2．（2021·海南选择考）雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程，下列叙述错误的是（）A．处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体B．减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条C．处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型D．该蝗虫可产生4种精子，其基因型为AO、aO、AXR、aXR解析：选C。结合题意可知，雄性蝗虫体内只有一条X染色体，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，此时雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体，A项正确；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，雄性蝗虫的性染色体为X和O（表示无），经减数分裂Ⅰ得到的两个次级精母细胞只有1个含有X染色体，即减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条，B项正确；该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异，一个精原细胞在减数分裂Ⅱ后期可得到2个次级精母细胞，有两种基因型，但该个体有多个精原细胞，在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型，C项错误；该蝗虫基因型为AaXRO，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，该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR，D项正确。3．（2023·浙江1月选考）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分子数如下图所示。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解析：选D。甲时期细胞中核DNA分子数为8，染色体数为4，又知该动物正常体细胞中的染色体数为8，则甲时期为减数分裂Ⅱ前期或中期，而同源染色体两两配对发生在减数分裂Ⅰ前期，A项错误；乙时期细胞中的核DNA分子数和染色体数均为8，则乙时期为减数分裂Ⅱ后期或末期，此时期细胞中无同源染色体，不可能同时含有X染色体和Y染色体，此时期细胞中有2条X染色体或2条Y染色体，B项错误；乙时期细胞中着丝粒已分裂，无染色单体，C项错误；因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了互换，所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY，D项正确。4．（2021·浙江1月选考）现建立“动物精原细胞（2n＝4）有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞（假定DNA中的P元素都为32P，其他分子不含32P）在不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如下图所示，H（h）、R（r）是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是（）A．细胞①形成过程中没有发生基因重组B．细胞②中最多有两条染色体含有32PC．细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等D．细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1解析：选D。题图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期，由细胞①中基因组成可知，细胞①发生了互换，即发生了基因重组，A项错误。根据DNA分子的复制方式是半保留复制可知，1个精原细胞（DNA中的P元素都为32P）在不含32P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P、另一条链不含32P。该子细胞经过减数分裂前的间期复制，形成的细胞①中每条染色体只有一条单体的DNA分子一条链含有32P，细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②有两条染色体含有32P（分布在非同源染色体上），但根据题图可知，基因H所在的染色体发生过互换，很有可能基因H和基因h所在染色体都含有32P，因此细胞②中最多有3条染色体含有32P，B项错误。根据B项分析可知，正常情况下，细胞②和细胞③中各有两条染色体含有32P（分布在非同源染色体上），但由于细胞①中发生了互换，而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P，故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等，也可能不相等，C项错误。若细胞②中基因H和基因R所在染色体含有32P，且细胞②中基因h所在染色体含有32P，则基因r所在染色体不含32P，因此形成的细胞④中含有32P的核DNA分子数为2个，形成的细胞⑤中含有32P的核DNA分子数为1个，由于细胞③的基因型为Hhrr，基因h所在的染色体与其中一个基因r所在染色体含有32P（基因H和另一个基因r所在染色体不含32P），若含有32P的2条染色体不在细胞同一极，则形成的细胞⑥和⑦中含32P的核DNA分子数均为1个，D项正确。课时跟踪练[学生用书P22（单独成册）]一、选择题1.右图为某生物细胞分裂期示意图。据图确定所属分裂期并推断分裂间期染色体数，正确的是（）A．有丝分裂中期，n＝8B．有丝分裂中期，2n＝8C．减数分裂Ⅱ中期，n＝8D．减数分裂Ⅱ中期，2n＝8解析：选D。该细胞有4条染色体，有姐妹染色单体，着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于中期；四条染色体形态、大小不一样，说明没有同源染色体，应处于减数分裂Ⅱ中期，此时染色体数目为体细胞染色体数目的一半，即2n＝8，D项正确。2．克莱费尔特患者的性染色体组成为XXY。某家庭父亲是红绿色盲患者，母亲是红绿色盲基因的携带者，生了一个色觉正常的克莱费尔特患者。下列有关该患者产生的原因，分析错误的是（）A.母亲可能减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离B．母亲可能减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有正常分离C．父亲可能减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离D．父亲可能减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有正常分离解析：选D。设控制红绿色盲性状的相关基因为B、b，母亲可能减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离，提供XBXb的卵细胞，与父亲提供的含Y的精子结合，形成基因型为XBXbY的色觉正常的克莱费尔特患者，A项正确；母亲可能减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有正常分离，提供含XBXB的卵细胞，与父亲提供的含Y的精子结合，形成基因型为XBXBY的色觉正常的克莱费尔特患者，B项正确；父亲可能减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离，提供含XbY的精子，与母亲提供的含XB的卵细胞结合，形成基因型为XBXbY的色觉正常的克莱费尔特患者，C项正确；若父亲减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有正常分离，则只能提供含XbXb或含YY的精子，都不能形成色觉正常的克莱费尔特患者，D项错误。3．（2024·广东金山中学模拟）赤鹿是一种哺乳动物，其雌雄个体的体细胞中染色体数目不同。甲、乙分别是雌性和雄性赤鹿细胞的分裂图像，下列叙述错误的是（）A．甲图中的A、B两条染色体是同源染色体B．乙图细胞中含有14个核DNA分子C．由乙图可知雄性赤鹿是三倍体D．仅考虑甲图中染色体的自由组合，正常的雌性个体可能产生8种卵细胞解析：选C。甲图中的A、B两条染色体形状、大小相同，颜色不同，可根据前两对染色体判断它们是一对同源染色体，A项正确；乙图中共有7条染色体，每条染色体含有2条染色单体，故乙图细胞中含有14个核DNA分子，B项正确；三倍体应具有3个染色体组，同源染色体均为3条，乙图中虽有一组同源染色体为3条，但其余同源染色体均为2条，这样的个体称为三体，而不是三倍体，C项错误；甲图中共有3对同源染色体，正常的雌性个体可能产生的卵细胞为23＝8（种），D项正确。4．（2024·广州高三期末）下图为某果蝇一个细胞中的三条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（）A．有丝分裂中期，染色体的着丝粒排列在细胞中央的一条线上B．有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极C．减数分裂Ⅰ前期，等位基因W、w互换会导致染色体结构变异D．减数分裂Ⅱ后期，细胞中不能同时存在基因cn、cl、v、w解析：选B。有丝分裂中期，细胞中的所有染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板这一假想的平面上，A项错误；有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w、W会出现在细胞的同一极，B项正确；减数分裂Ⅰ前期，等位基因W、w互换不会导致染色体结构变异，但会导致基因重组，C项错误；减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，则题图中的常染色体和含基因v、w的X染色体可能移向细胞同一极，进入同一个细胞中，故减数分裂Ⅱ后期，细胞中可能同时存在基因cn、cl、v、w，D项错误。5．将某一个雌性哺乳动物细胞（基因型为Aabb）中的所有DNA用32P充分标记，置于无放射性的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂。该过程中部分时期核DNA数目和染色体组数目如下表所示（不考虑突变和互换），下列叙述正确的是（）时期甲乙丙核DNA数目32m64m64m染色体组数目mm2mA.丙时期细胞可能发生等位基因分离B．甲时期配子的基因型可能为Ab和abC．若m为1，则乙时期的细胞中含32P的染色体数为64D．若m为2，则四个子细胞中可能有一个没有放射性解析：选D。丙时期可为有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期及减数分裂前的G1期，正常情况下不可能发生等位基因分离，A项错误；若细胞进行减数分裂，则甲时期的细胞为卵细胞或第二极体，因此甲时期配子的基因型为Ab或ab，B项错误；若m为1，则乙时期为减数分裂Ⅱ前期、中期，此时细胞中所有染色体都含32P，因此含32P的染色体数为32，C项错误；若m为2，说明细胞进行了两次有丝分裂，则产生的四个子细胞中可