2025版高考生物一轮复习第2章基因和染色体的关系1减数分裂和受精作用教案新人教版必修2

PAGE17-减数分裂和受精作用考点一减数分裂过程中相关概念的辨析1.同源染色体和非同源染色体：(1)同源染色体。①来源：一条来自父方，一条来自母方。②形态和大小：一般相同(性染色体除外)。③特点：在减数分裂过程中发生配对。④举例：图中的1和2、3和4。(2)非同源染色体。①来源：可以都来自父方或母方，也可以由来自父方和来自母方的染色体组成。②形态和大小：一般不相同。③特点：在减数分裂过程中不发生配对。④举例：图中的1和3、2和4、1和4、2和3。2.联会和四分体：(1)联会：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。(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。(3)数量关系：1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体(含4个DNA分子)。(4)举例：图中的1和2、3和4联会后形成四分体。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，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：不同着丝点连着的两条染色单体。①同源染色体上的非姐妹染色单体，如上图中的a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。②非同源染色体上的非姐妹染色单体，如上图中的a和c(c′)、a′和c(c′)、a和d(d′)、a′和d(d′)、b和c(c′)、b′和c(c′)、b和d(d′)、b′和d(d′)。4.交叉互换：(1)时期：减数第一次分裂前期四分体时期。(2)范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。(3)交换对象：等位基因交换。(4)结果：导致基因重组，产生多种配子。如图，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab和Ab、aB4种配子，产生可遗传变异。(5)意义：丰富了配子的类型，增加了有性生殖生物的变异性。【典例】(2024·江苏高考)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的状况下，下列叙述正确的是()A.1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因B.同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8C.1与3都在减数第一次分裂分别，1与2都在减数其次次分裂分别D.1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子【解析】选B。题图中1与2是相同基因，1与3或4是等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A项错误；精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同，均含有基因1～8，B项正确；若不考虑交叉互换，1与3会在减数第一次分裂的后期伴同源染色体的分别而分别，1与2会在减数其次次分裂的后期随姐妹染色单体的分别而分别，若考虑交叉互换，则1与2可能会在减数第一次分裂的后期分别，1与3可能在减数其次次分裂的后期分别，C项错误；正常状况下，减数第一次分裂同源染色体分别，减数其次次分裂姐妹染色单体分别，所以1与6、7、8分别进入不同配子中，不能形成重组型的配子，D项错误。减数第一次分裂后期染色体发生的主要改变是什么？提示：同源染色体分别，非同源染色体自由组合。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【解析】选A。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，是相同的染色体，并非同源染色体；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，即减数第一次分裂的前期；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体；在减数第一次分裂过程中，同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体。“四看法”推断同源染色体(二倍体)一看有无染色体配对、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。二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。三看细胞所处的时期：(1)减数其次次分裂过程中不存在同源染色体。(2)减数其次次分裂后期，上下对应的大小形态完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单体分别后形成的相同染色体。四看染色体的大小、形态：若不是减数其次次分裂，则：(1)有丝分裂后期，每一极中大小、形态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、形态相同的染色体一般为同源染色体。【加固训练】如图1所示为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，同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是 ()A.①②B.①③C.②③D.③④【解析】选B。减数第一次分裂后期，同源染色体分别；减数其次次分裂时，次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，依据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，结合选项可知B项正确。考点二细胞分裂方式的比较和细胞分裂图像的推断1.有丝分裂和减数分裂的比较(二倍体生物)：(1)不同点：分裂方式比较项目减数分裂有丝分裂分裂的细胞原始生殖细胞体细胞或原始生殖细胞细胞分裂次数两次一次同源染色体的行为(1)联会形成四分体，非姐妹染色单体交叉互换；(2)同源染色体分别存在同源染色体，但不联会，不分别，无交叉互换现象非同源染色体的行为自由组合不出现自由组合子细胞染色体数目减半不变子细胞的名称和数目4个精子或1个卵细胞和3个极体2个体细胞子细胞间的遗传物质不肯定相同几乎相同意义减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性(2)相同点：①染色体都复制一次；②都出现纺锤体，均有子细胞产生，均有核膜、核仁的消逝与重建过程；③减数其次次分裂和有丝分裂相像，着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体。(3)联系：原始生殖细胞进行减数分裂前的自身增殖方式为有丝分裂。2.二倍体生物细胞分裂图像的推断：一般来讲，鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂时期，最关键的是看染色体的行为。(1)三个前期图的推断：①推断步骤：②结果：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数其次次分裂前期。(2)三个中期图的推断：①推断步骤：②结果：A为有丝分裂中期，B为减数其次次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。(3)三个后期图的推断：①推断步骤：②结果：A为有丝分裂后期，B为减数其次次分裂后期，C为减数第一次分裂后期。3.减数分裂产生配子的种类：原始生殖细胞减数分裂产生配子状况(以AaBb为例，没有基因突变和交叉互换)如图：分析产生配子种类时，应特殊留意是“一个个体”还是“一特性原细胞”。(1)一个个体有许多性原细胞，上图各种状况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。(2)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞，只能是1种。(3)一个精原细胞只能以上图中的一种状况分裂，因此可产生4个精细胞，这4个细胞“两两相同”，是2种。【高考警示】分析细胞分裂图像的三个留意点(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数其次次分裂，如四倍体生物的减数分裂。(2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。(3)假如题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。【典例】(2024·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】选D。本题主要考查减数分裂的过程。在减数第一次分裂过程中，同源染色体分别，非同源染色体自由组合，会出现A项和B项图示；减数其次次分裂过程中，姐妹染色单体分别，会出现C项图示；D项图示每个细胞中分别有一对同源染色体，在正常减数分裂过程中不行能产生该细胞，D项错误。(1)在减数分裂过程中，同一个体产生选项A、B两种细胞的缘由是什么？提示：非同源染色体的自由组合。(2)若产生选项C所示4个细胞的生物个体为雄性，则这4个细胞至少来自几个精原细胞？至少来自几个次级精母细胞？提示：至少来自1个精原细胞，至少来自2个次级精母细胞。(2024·全国卷Ⅲ)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是 ()A.有丝分裂后期与减数其次次分裂后期都发生染色单体分别B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D.有丝分裂中期和减数其次次分裂中期染色体都排列在赤道板上【解析】选B。本题主要考查有丝分裂和减数分裂的有关学问。有丝分裂后期与减数其次次分裂后期都发生着丝点分裂，姐妹染色单体分别，子染色体移向细胞两极，A项正确；有丝分裂不发生同源染色体联会，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，B项错误；有丝分裂与减数分裂染色体都只复制一次，C项正确；有丝分裂和减数其次次分裂的染色体行为类似，前期染色体散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分别，D项正确。【加固训练】1.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，如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 ()【解题指南】(1)题干关键信息：“减数第一次分裂时不形成纺锤体”“产生染色体数目加倍的卵细胞”“体细胞含两对同源染色体”。(2)隐含信息：新情境下的卵原细胞减数分裂无同源染色体分别现象，干脆进行着丝点分裂产生卵细胞(2n=4)，受精后发育成三倍体草鱼(3n=6)。【解析】选B。本题主要考查减数分裂，次要考查有丝分裂，要求具备获得信息的实力。A项，卵原细胞减数分裂因无纺锤体形成，故无同源染色体分别现象，故错误。B项，次级卵母细胞减数其次次分裂染色体形态、行为与有丝分裂相同，故正确。C项，产生的卵细胞染色体应为4条，故错误。D项，胚胎细胞中应有三个染色体组，该图示细胞仅有两个染色体组，故错误。2.(2024·湖北四校联考)如图为某高等动物个体的一组细胞分裂图像。下列分析正确的是()A.甲→乙和甲→丙的分裂过程可同时出现在同一器官中B.乙细胞和丙细胞中染色体数目相同，DNA含量也相同C.乙产生的子细胞基因型为AaBbCC，丙产生的子细胞基因型为ABC和abCD.丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分别和非等位基因的自由组合【解析】选A。乙为有丝分裂中期，丙为减数其次次分裂后期，睾丸或卵巢中可以同时发生；乙细胞中DNA为12个，染色体6条，丙细胞中DNA为6个，染色体为6条；乙产生的子细胞与原细胞基因型相同为AaBbCC，丙产生的两个子细胞基因型应相同；等位基因的分别和非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，而丙为减数其次次分裂后期。考点三细胞分裂过程中染色体、核DNA数量的改变规律1.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图分析(以二倍体生物精子形成过程为例)：(1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。(2)染色体数目改变及缘由：①减数第一次分裂末期，同源染色体分开进入两个子细胞，染色体数目减半。②减数其次次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。③减数其次次分裂末期，细胞一分为二，染色体数目减半。(3)核DNA数目改变及缘由：①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。③减数其次次分裂末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。(4)染色单体数目改变及缘由：①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。③减数其次次分裂后期，着丝点分裂，染色单体消逝。2.每条染色体上DNA含量改变的分析：(1)存在染色单体时：染色体数∶核DNA数=1∶2，AB段的形成缘由是DNA复制；不存在染色单体时，染色体数∶核DNA数=1∶1，CD段的形成缘由是着丝点分裂。(2)曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：A→BB→CC→DD→E图示染色体与DNA的关系由1条染色体上含有1个DNA分子变为1条染色体上含有2个DNA分子1条染色体上含有2个DNA分子由1条染色体上含有2个DNA分子变为1条染色体上含有1个DNA分子1条染色体上含有1个DNA分子染色单体无→2条2条2条→无无对应减数分裂时期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂和减数其次次分裂的前期、中期减数其次次分裂后期减数第二次分裂末期对应有丝分裂时期间期前期和中期后期末期【高考警示】减数分裂曲线图和柱状图的两点提示(1)在柱状图和曲线图中“0”的含义不同。①强调“0”不是表示图中原点，而是表示染色单体数量为“0”。②在柱状图中，只要染色单体数不为“0”，染色单体数肯定和核DNA分子数相等，而且都为染色体数的2倍。③在柱状图和曲线图中，只有染色单体才会出现“0”。(2)正确理解坐标曲线图中的“斜线”的含义。①若不存在斜线，则为染色体数的改变。②若有斜线，则为染色单体或核DNA分子数的改变。【典例】(2024·江苏高考)探讨人员对珍宝贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了视察分析，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依次是________________。

(4)在图2的5种细胞类型中，肯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，其转变的详细状况有_____________(用图中字母表述)。

(6)珍宝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组试验：用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数其次次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预料三倍体出现率最低的是_______，理由是__________________________________________________。

【解析】本题主要考查了有丝分裂、减数分裂过程与多倍体的形成。(1)图1中细胞着丝点分裂后，形成子染色体，分别移向细胞两极，而且在每一极都可以找到同源染色体，所以图1中细胞处于有丝分裂后期。图2中a表示细胞中染色体数目是体细胞的2倍，则a细胞处于有丝分裂后期。(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，依据图2可知，类型c细胞中染色体和核DNA数目与体细胞相同，则该细胞处于减数其次次分裂后期，是次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，依据图2中类型b的细胞的核DNA数目比体细胞增加一倍，但是染色体数目与体细胞相同，则类型b的细胞处于减数第一次分裂前期和中期。类型d的细胞的核DNA数目和体细胞相同，但是染色体数目比体细胞减半，则类型d的细胞处于减数其次次分裂的前期和中期。类型e的细胞的核DNA和染色体数目都是体细胞的一半，则该细胞处于减数其次次分裂末期。因此，三者出现的先后依次是b、d、e。(4)在图2的5种细胞中，a处于有丝分裂后期，b处于减数第一次分裂前期、中期或有丝分裂的前期、中期，c处于减数其次次分裂后期，d处于减数其次次分裂前期和中期，e处于减数其次次分裂末期，所以在图2的5种细胞中，肯定具有同源染色体的细胞有a、b。(5)由以上分析可知，着丝点分裂导致图2中一种细胞转变为另一种细胞，其转变的详细状况有：b→a；d→c。(6)假如用细胞松弛素B阻滞受精卵的第一次卵裂，受精卵中含有两个染色体组，那么染色体数目加倍后形成的个体是四倍体，而不是三倍体。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两个染色体组，染色体数加倍后形成的个体是四倍体而不是三倍体(1)上题图2中各时期的细胞中肯定含有染色单体的有b、d。(2)上题若图2为减数分裂过程中的细胞，基因重组会发生在b时期。(2024·日照模拟)图1是某雄性动物体内一个正在分裂的原始生殖细胞，图中字母表示其染色体上的部分基因(e和f基因所在的染色体分别为X、Y染色体)。图2表示该生物体内某细胞在分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量改变(甲)和细胞中染色体数目的改变(乙)。据图分析下列有关叙述错误的是()A.图1表示的细胞正处于图2的de段B.图2中ef段发生改变的缘由是细胞中染色体上的着丝点分裂C.两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的改变可发生在bd段D.图1表示的细胞正在进行有丝分裂，其产生的子细胞是精原细胞【解析】选A。图1细胞内含有两对同源染色体(但没有发生联会)，一对是A、a基因所在的常染色体，另一对是e、f基因所在的X、Y染色体，因此该图所示细胞应处于有丝分裂中期，图2中de段表示减数其次次分裂前期和中期，A错误；图2中，ef段每条染色体上的DNA分子数减半，缘由是着丝点分裂，B正确；两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的缘由是基因突变或减数第一次分裂前期的交叉互换，图2中bc段是间期，cd段是减数第一次分裂前、中、后期，C正确；图1细胞为正在分裂的原始生殖细胞，处于有丝分裂中期，所以其产生的子细胞是精原细胞，D正确。【加固训练】1.如图表示人体内的细胞在分裂过程中每条染色体中的DNA含量改变曲线。下列有关叙述正确的是 ()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，则基因的分别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【解析】选B。若为减数分裂，cd期包括减数第一次分裂和减数其次次分裂的前期和中期，其中减数其次次分裂时的细胞中不含有同源染色体；基因的分别和自由组合发生在减数第一次分裂后期；若为有丝分裂，纺锤体出现于前期(属cd期)，人体细胞有丝分裂不出现细胞板；ef期可代表有丝分裂的后期和末期，人体有丝分裂后期、末期细胞含有4个染色体组。2.(2024·潍坊模拟)如图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的关系曲线图，以下对图示的理解错误的是 ()A.A～E段细胞完成有丝分裂过程B.F～H段内发生同源染色体的分别C.B点和H点都发生染色体的着丝点断裂D.H～I段细胞中有可能含2个染色体组【解析】选C。图中C～D段同源染色体对数是体细胞的两倍，所以A～E段细胞完成有丝分裂过程；同源染色体分别发生在减数第一次分裂，属于F～H段；G～H表示减数第一次分裂同源染色体分别后平均安排到两个子细胞中，未发生着丝点断裂；H～I段表示减数其次次分裂，二倍体动物减数其次次分裂后期、末期细胞中含有2个染色体组。3.如图为某动物(体细胞染色体数为2n)细胞分裂过程中不同时期每个细胞核中DNA、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法不正确的是 ()A.乙→丙和戊→丁所发生的主要改变均为着丝点分裂B.基因重组发生在戊时期，基因突变发生在丙→戊过程中C.丙可以代表体细胞，甲只