考點(diǎn)一 減數(shù)分裂和受精作用
1.減數(shù)分裂的概念
2.減數(shù)分裂及其相關(guān)概念
(1)同源染色體
(2)聯(lián)會和四分體
①聯(lián)會概念:減數(shù)第一次分裂前期同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。該時(shí)期DNA已完成復(fù)制,染色單體已形成。
②四分體概念:聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體,叫做四分體。1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體,含4個DNA分子(有8條脫氧核苷酸鏈)。
(3)交換
①概念:減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體的非姐妹染色單體之間互換片段的現(xiàn)象。
②意義:進(jìn)一步豐富了配子的類型,增強(qiáng)了有性生殖生物的多樣性。
3.減數(shù)分裂過程
(1)哺乳動物精子的形成過程
(2)精子和卵細(xì)胞形成過程的異同點(diǎn)(以哺乳動物為例)
4.受精作用
[基礎(chǔ)診斷]
1.減數(shù)分裂最初是由科學(xué)家用體細(xì)胞中只有兩條染色體的馬蛔蟲作為材料進(jìn)行研究的。(必修2 P16相關(guān)信息)(√)
2.在減數(shù)第一次分裂前的間期,染色體進(jìn)行復(fù)制。(必修2 P18相關(guān)信息)(√)
3.減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第二次分裂。(必修2 P18正文)(×)
4.玉米體細(xì)胞中有10對染色體,經(jīng)過減數(shù)分裂后,卵細(xì)胞中染色體數(shù)目為5對。(必修2 P22基礎(chǔ)題)(×)
[深度拓展]
1.(必修2 P18“相關(guān)信息”拓展)細(xì)胞分裂過程中DNA數(shù)量加倍與染色體數(shù)量加倍的原因分別是什么?
提示:DNA數(shù)量加倍的原因是DNA復(fù)制,發(fā)生在細(xì)胞分裂間期;染色體數(shù)量加倍的原因是著絲點(diǎn)一分為二,發(fā)生在有絲分裂的后期和減數(shù)第二次分裂的后期。
2.(必修2 P25“想像空間”)子代繼承了雙親各半數(shù)的染色體,雙親對子代的貢獻(xiàn)是一樣的嗎?卵細(xì)胞產(chǎn)生過程中,細(xì)胞質(zhì)不均等分裂,其意義是什么?
提示:不一樣。母親除了提供一半的核基因之外,還提供了幾乎全部的細(xì)胞質(zhì)基因,如線粒體內(nèi)含有的DNA。
保證卵細(xì)胞有較多的營養(yǎng)物質(zhì),以滿足早期胚胎發(fā)育過程中對營養(yǎng)物質(zhì)的需要。
1.根據(jù)細(xì)胞質(zhì)的分配方式判斷減數(shù)分裂中的細(xì)胞類型
2.歸納減數(shù)分裂中染色體、DNA數(shù)量變化規(guī)律
(1)數(shù)量變化(體細(xì)胞染色體數(shù)為2n)
(2)典型圖示分析
①甲為性原細(xì)胞;乙為初級性母細(xì)胞;丙、丁為次級性母細(xì)胞;戊為性細(xì)胞。
②染色體數(shù)目減半發(fā)生在減Ⅰ末期,是由同源染色體分開平均進(jìn)入兩個子細(xì)胞造成的,減數(shù)第二次分裂時(shí)染色體數(shù)變化為n→2n→n,沒有減半。
③減Ⅱ后期染色體數(shù)、DNA數(shù)都與正常體細(xì)胞相同,不同的是沒有同源染色體。
④染色體/DNA的值變化規(guī)律及原因:
1∶1 eq \(―――――――→,\s\up7(染色體復(fù)制),\s\d5(間期)) 1∶2 eq \(――――――→,\s\up7(著絲點(diǎn)分裂),\s\d5(減Ⅱ后期)) 1∶1。
eq \a\vs4\al(圍繞減數(shù)分裂的相關(guān)概念,考查理解能力)
1.(2020·浙江選考)二倍體高等雄性動物某細(xì)胞的部分染色體組成示意圖如圖,圖中①、②表示染色體,a、b、c、d表示染色單體。下列敘述錯誤的是( )
A.一個DNA分子復(fù)制后形成的兩個DNA分子,可存在于a與b中,但不存在于c與d中
B.在減數(shù)第一次分裂中期,同源染色體①與②排列在細(xì)胞中央的赤道面上
C.在減數(shù)第二次分裂后期,2條X染色體會同時(shí)存在于一個次級精母細(xì)胞中
D.若a與c出現(xiàn)在該細(xì)胞產(chǎn)生的一個精子中,則b與d可出現(xiàn)在同時(shí)產(chǎn)生的另一精子中
D [一個DNA分子復(fù)制后形成的兩個DNA分子位于兩條姐妹染色單體中,因而可存在于a與b中,但不存在于c與d中,A正確;在減數(shù)第一次分裂中期,同源染色體①與②排列在細(xì)胞中央的赤道面上,B正確;在減數(shù)第二次分裂后期,著絲點(diǎn)分裂后,2條X染色體會同時(shí)存在于一個次級精母細(xì)胞中,C正確;若a與c出現(xiàn)在該細(xì)胞產(chǎn)生的一個精子中,則b與c可出現(xiàn)在同時(shí)產(chǎn)生的另一精子中,但b與d不可能出現(xiàn)在同時(shí)產(chǎn)生的另一精子中,D錯誤。]
2.(2021·惠州調(diào)研)在不考慮交叉互換、基因突變、染色體變異等前提下,下列關(guān)于減數(shù)分裂有關(guān)過程的先后順序的說法錯誤的是( )
A.四分體中同源染色體分離伴隨著著絲點(diǎn)分裂
B.姐妹染色單體的分離發(fā)生在同源染色體分離之后
C.等位基因的分離發(fā)生在細(xì)胞中的染色體減半前
D.同源染色體聯(lián)會發(fā)生在細(xì)胞中的核DNA數(shù)目減半前
A [同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期,在減數(shù)第二次分裂的后期,染色體著絲點(diǎn)斷裂,姐妹染色單體分開,所以姐妹染色單體的分離發(fā)生在同源染色體分離之后,A錯誤、B正確;等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期,細(xì)胞中的染色體減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂末期,所以等位基因的分離發(fā)生在細(xì)胞中的染色體減半前,C正確;同源染色體聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期,細(xì)胞中的核DNA數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期之后,D正確。]
圍繞減數(shù)分裂過程及相關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)變化,考查科學(xué)思維能力
3.(2021·北京高考)如圖為二倍體水稻花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂某一時(shí)期的顯微圖像,關(guān)于此細(xì)胞的敘述錯誤的是( )
A.含有12條染色體
B.處于減數(shù)第一次分裂
C.含有同源染色體
D.含有姐妹染色單體
A [圖中共含有12個四分體,24條染色體,A錯誤;圖中含有四分體,處于減數(shù)第一次分裂前期,B正確;四分體是由同源染色體兩兩配對形成的,C正確;圖中共含有12個四分體,48條染色單體,D正確。]
4.如圖表示細(xì)胞分裂相關(guān)過程中染色體、核DNA數(shù)的變化。下列有關(guān)a~c段(不含a、c點(diǎn))的敘述,正確的是( )
A.細(xì)胞中始終存在染色單體
B.細(xì)胞中始終存在同源染色體
C.細(xì)胞中染色體和核DNA數(shù)之比由1∶2變?yōu)?∶1
D.此段中染色體行為是生物變異的根本來源
A [據(jù)圖可知,圖中虛線數(shù)目加倍一次,但連續(xù)減半兩次,因此虛線表示減數(shù)分裂過程中核DNA數(shù)的變化,實(shí)線表示染色體數(shù)的變化。0~a段表示減數(shù)分裂前的間期,a~c段中b為減數(shù)分裂Ⅰ末期的終點(diǎn),同源染色體彼此分離進(jìn)入兩個子細(xì)胞中,b~c段無同源染色體;c點(diǎn)為姐妹染色單體彼此分離形成子染色體的過程,a~c段(不含c點(diǎn))細(xì)胞中始終存在染色單體;細(xì)胞中染色體和核DNA數(shù)之比一直為1∶2;基因突變一般發(fā)生在間期,a~c段中一般不會發(fā)生基因突變,可進(jìn)行基因重組與染色體變異,而生物變異的根本來源為基因突變。]
eq \a\vs4\al(圍繞配子的多樣性和受精作用,考查理解能力)
5.(2022·石家莊模擬)下面是對高等動物通過減數(shù)分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述,其中正確的是( )
A.每個卵細(xì)胞繼承了初級卵母細(xì)胞1/4的細(xì)胞質(zhì)
B.同源染色體進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會并不相等,因?yàn)橐淮螠p數(shù)分裂只形成一個卵細(xì)胞
C.受精時(shí),雌雄配子相互識別和相互融合的原理不同
D.受精前卵細(xì)胞代謝異?;钴S,受精后細(xì)胞呼吸和物質(zhì)合成進(jìn)行得比較緩慢
C [初級卵母細(xì)胞和次級卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)分裂都是不均等的,每個卵細(xì)胞從初級卵母細(xì)胞中繼承的細(xì)胞質(zhì)大于初級卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的1/4,A錯誤;同源染色體進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會相等,因?yàn)樵跍p數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,隨機(jī)進(jìn)入次級卵母細(xì)胞和第一極體,B錯誤;與未受精的卵細(xì)胞相比,受精卵的細(xì)胞呼吸和物質(zhì)合成進(jìn)行得比較快,D錯誤。]
6.(2021·射洪市月考)下列選項(xiàng)中,屬于有性生殖后代多樣性原因的一組是( )
①交叉互換
②受精作用時(shí)雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合
③著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開
④非同源染色體的自由組合
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①②③
A [在減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換以及在減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,是形成有性生殖后代多樣性的原因,①④正確;受精作用時(shí)雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合也能增加后代多樣性,②正確;姐妹染色單體上的基因是復(fù)制出來的,著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開不能增加子代多樣性,③錯誤。]
考點(diǎn)二 減數(shù)分裂和有絲分裂的比較
1.減數(shù)分裂與有絲分裂的過程及特點(diǎn)比較
2.有絲分裂與減數(shù)分裂主要時(shí)期細(xì)胞圖像比較(以雄性動物為例)
[基礎(chǔ)診斷]
1.二倍體生物細(xì)胞正在進(jìn)行著絲點(diǎn)分裂時(shí),細(xì)胞中一定不存在同源染色體。(必修1 P112圖6-2、必修2 P19圖2-2)(×)
2.所有的細(xì)胞分裂都存在四分體。(必修2 P20正文)(×)
3.同源染色體配對通常發(fā)生在有絲分裂前期。(必修2 P20正文)(×)
4.人體細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中都有2個染色體組。(必修2 P20正文)(√)
1.減數(shù)分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數(shù)量變化
2.每條染色體中DNA含量的變化
3.同源染色體“對”數(shù)變化曲線
(1)曲線模型
(2)相關(guān)解讀
①有絲分裂:后期時(shí)染色體數(shù)目加倍,同源染色體由n對加倍成為2n對,子細(xì)胞中同源染色體仍為n對。
②減數(shù)分裂:減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開,分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞,次級性母細(xì)胞及生殖細(xì)胞或極體中都不含同源染色體。
4.染色體組數(shù)目變化的曲線分析
(1)曲線模型
(2)相關(guān)解讀
①有絲分裂:后期因著絲點(diǎn)分裂,染色體組數(shù)目加倍(2→4);末期結(jié)束因染色體平均分配到兩個子細(xì)胞,染色體組數(shù)目恢復(fù)(4→2)。
②減數(shù)分裂:減數(shù)第一次分裂末期結(jié)束因同源染色體分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞,染色體組數(shù)目減半(2→1);減數(shù)第二次分裂后期因著絲點(diǎn)分裂,染色體組數(shù)目暫時(shí)加倍(1→2);減數(shù)第二次分裂末期結(jié)束因染色體平均分配到兩個子細(xì)胞,染色體組數(shù)目減半(2→1)。
eq \a\vs4\al(圍繞減數(shù)分裂和有絲分裂的過程比較,考查科學(xué)思維能力)
1.(2020·海南高考)某哺乳動物的體細(xì)胞染色體數(shù)為2n。下列有關(guān)該動物精原細(xì)胞的敘述,正確的是( )
A.既能進(jìn)行有絲分裂,又能進(jìn)行減數(shù)分裂
B.分裂過程中的染色體數(shù)目不會為n
C.在有絲分裂后期會發(fā)生基因重組
D.經(jīng)過染色體復(fù)制產(chǎn)生的初級精母細(xì)胞中沒有同源染色體
A [動物的精原細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂增加自身數(shù)量,又能進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞,A正確;該動物精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中的染色體數(shù)目可以為n,B錯誤;在有絲分裂后期不會發(fā)生基因重組,C錯誤;該動物精原細(xì)胞經(jīng)過染色體復(fù)制產(chǎn)生的初級精母細(xì)胞中含有同源染色體,D錯誤。]
2.(2022·山東青島模擬)如圖為某二倍體植物精子的形成過程,其中①~④表示細(xì)胞分裂,X、Y、Z表示相關(guān)細(xì)胞。有關(guān)敘述正確的是( )
A.過程③處在前期時(shí)細(xì)胞內(nèi)雖有同源染色體但無聯(lián)會配對現(xiàn)象
B.細(xì)胞Z與過程④產(chǎn)生的精子中所含的遺傳信息不可能相同
C.過程①處在中期和過程④處在后期的細(xì)胞染色體數(shù)目不同
D.題圖表明此植物形成精子時(shí)需減數(shù)分裂和有絲分裂共同參與
D [因?yàn)榛ǚ哿J菧p數(shù)分裂形成的子細(xì)胞,沒有同源染色體,所以過程③處在前期時(shí)細(xì)胞內(nèi)無同源染色體,也無聯(lián)會配對現(xiàn)象,A錯誤;細(xì)胞Z與細(xì)胞Y是經(jīng)過有絲分裂得到的,正常情況下,二者所含的遺傳信息相同,而精子是細(xì)胞Y經(jīng)過有絲分裂得到的,因此應(yīng)和細(xì)胞Z所含的遺傳信息相同,B錯誤;過程①處在中期的染色體數(shù)目是2N,過程④處在后期的染色體數(shù)目也是2N,C錯誤。]
eq \a\vs4\al(結(jié)合減數(shù)分裂與有絲分裂細(xì)胞圖像分析,考查科學(xué)思維能力)
3.如圖為某二倍體動物體內(nèi)不同時(shí)期的細(xì)胞分裂圖,下列敘述正確的是( )
A.上圖中含有2個染色體組的細(xì)胞是乙和丁
B.甲細(xì)胞可以表示該動物初級精母細(xì)胞的分裂過程
C.乙、丙細(xì)胞中不含有同源染色體,核DNA∶染色體=2∶1
D.丁細(xì)胞產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因組成是AB、Ab、aB、ab
A [據(jù)題圖分析,該動物體細(xì)胞中含有兩對同源染色體,4條染色體,圖中甲含有4個染色體組,丙含有1個染色體組,乙和丁含有2個染色體組,A正確;甲細(xì)胞表示有絲分裂過程,B錯誤;乙細(xì)胞中不含有姐妹染色單體,核DNA∶染色體=1∶1,C錯誤;丁細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因組成是AaBb,D錯誤。]
4.(2022·臺江區(qū)模擬)如圖為某二倍體動物細(xì)胞甲在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的三個細(xì)胞乙、丙、丁。有關(guān)敘述正確的是( )
A.乙細(xì)胞含有4個染色體組,丙細(xì)胞含有8個姐妹染色單體
B.圖中乙細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂,不可能發(fā)生基因突變和基因重組
C.丙細(xì)胞正在發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異,將會產(chǎn)生4種不同類型的配子
D.只有丁細(xì)胞染色體行為會豐富配子的類型,增強(qiáng)生物的多樣性
A [乙細(xì)胞著絲點(diǎn)分裂,故有4個染色體組,其子細(xì)胞含有2個染色體組;丙細(xì)胞染色體已經(jīng)復(fù)制,故含有8個姐妹染色單體,A正確;圖中乙細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂,可以發(fā)生基因突變或染色體變異,但不會發(fā)生基因重組,B錯誤;丙細(xì)胞發(fā)生交叉互換,屬于基因重組,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,C錯誤;基因重組、基因突變、染色體變異等都能豐富配子的類型,增強(qiáng)生物的多樣性,D錯誤。]
eq \a\vs4\al(分析減數(shù)分裂和有絲分裂的坐標(biāo)圖形,考查科學(xué)思維能力)
5.(2022·四川成都模擬)果蠅體內(nèi)的一個細(xì)胞在分裂過程中,一段時(shí)期內(nèi)某種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的數(shù)量變化如圖。下列敘述正確的是( )
A.若a代表2個染色體組,則該細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)分裂
B.若a代表4個核DNA分子,則該細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂
C.若a代表4條染色體,則該細(xì)胞在CD段不能形成四分體
D.若a代表8條染色單體,則該細(xì)胞在CD段可發(fā)生基因重組
D [若a代表2個染色體組,則CD段細(xì)胞中出現(xiàn)4個染色體組,說明該細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,A錯誤;若a代表4個核DNA分子,說明該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂,B錯誤;若a代表4條染色體,則CD段細(xì)胞中有8條染色體,說明進(jìn)行減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ,可能形成四分體,C錯誤;若a代表8條染色單體,則CD段細(xì)胞有16條染色單體,可能處于減數(shù)分裂Ⅰ,細(xì)胞可能發(fā)生基因重組,D正確。]
6.如圖表示果蠅精原細(xì)胞在分裂過程中細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、核DNA分子含量等指標(biāo)的變化情況,其中圖1中的乙曲線表示減數(shù)分裂過程中的染色體數(shù)目變化。下列有關(guān)分析正確的是( )
A.圖2中HI段只有1個染色體組
B.圖3可表示減數(shù)分裂
C.圖1中EF段和圖2中BC段變化的原因不同
D.基因重組可發(fā)生在圖1中的CE段和圖3中的jk段
C [圖2中實(shí)線表示有絲分裂過程,虛線表示減數(shù)分裂過程,HI段細(xì)胞處于MⅡ時(shí)期,MⅡ后期含有2個染色體組,A錯誤;圖3只能表示有絲分裂過程中一個細(xì)胞中染色體組數(shù)的變化,B錯誤;圖1中EF段是MⅠ結(jié)束形成兩個子細(xì)胞,核DNA含量減半,圖2中BC段是有絲分裂后期著絲點(diǎn)分裂,染色體數(shù)目加倍,C正確;基因重組通??砂l(fā)生在MⅠ的前期和后期,有絲分裂過程中不能發(fā)生基因重組,D錯誤。]
考點(diǎn)三 觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片
1.實(shí)驗(yàn)原理
蝗蟲的精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成精細(xì)胞,再形成精子。此過程要經(jīng)過兩次連續(xù)的細(xì)胞分裂。在此過程中,細(xì)胞中的染色體形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化,因而能夠據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時(shí)期。
2.實(shí)驗(yàn)流程
(1)臨時(shí)裝片制作流程(同有絲分裂裝片制作過程):解離→漂洗→染色→制片。
(2)顯微鏡觀察固定裝片
[問題探究]
1.為什么宜選用雄性個體生殖器官如植物的花藥、動物的精巢作為觀察減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)的材料?
提示:①雄性個體產(chǎn)生精子的數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細(xì)胞的數(shù)量。②在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進(jìn)行徹底,排卵時(shí)排出的僅僅是次級卵母細(xì)胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂。
2.觀察到的細(xì)胞染色體數(shù)目一定是減半的嗎
提示:不一定,精巢內(nèi)精原細(xì)胞既進(jìn)行有絲分裂,又進(jìn)行減數(shù)分裂,因此可以觀察到染色體數(shù)為N、2N、4N的不同細(xì)胞分裂圖像。
1.(2021·鐵嶺聯(lián)考)下列關(guān)于觀察減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)的敘述,錯誤的是( )
A.可用蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片觀察減數(shù)分裂過程
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象
C.能觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中,可能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象
D.用洋蔥根尖制成裝片,能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象
D [蝗蟲的精母細(xì)胞能進(jìn)行減數(shù)分裂,可用來作為觀察減數(shù)分裂的材料,A正確;觀察減數(shù)分裂時(shí)選擇植物雄蕊較雌蕊易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象,B正確;聯(lián)會現(xiàn)象發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,因此觀察減數(shù)分裂的裝片,可能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象,C正確;洋蔥根尖細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂,不能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象,D錯誤。]
2.(2021·天津南開區(qū)一模)如圖為“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)照片,圖中MⅠ代表減數(shù)第一次分裂,MⅡ代表減數(shù)第二次分裂。下列敘述正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)過程中要進(jìn)行解離、漂洗、染色、制片等操作
B.該實(shí)驗(yàn)可直接用高倍鏡進(jìn)行觀察
C.可在顯微鏡視野下觀察到乙圖變化的連續(xù)過程
D.可在圖乙的MⅠ①中找到圖甲的結(jié)構(gòu)
D [該實(shí)驗(yàn)是觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片,所以不需要進(jìn)行解離、漂洗、染色、制片等操作,A錯誤;該實(shí)驗(yàn)先在低倍鏡下觀察找到目標(biāo),再換高倍鏡觀察,B錯誤;制作裝片后細(xì)胞已經(jīng)死亡,因此不能觀察到乙圖變化的連續(xù)過程,C錯誤;減數(shù)第一次分裂前期有可能發(fā)生同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換現(xiàn)象,故可在圖乙的MⅠ①中找到圖甲的結(jié)構(gòu),D正確。]
1.(2017·新課標(biāo)Ⅱ)已知某種細(xì)胞有4條染色體,且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學(xué)用示意圖表示這種細(xì)胞在正常減數(shù)分裂過程中可能產(chǎn)生的細(xì)胞。其中表示錯誤的是( )
D [A圖可表示減數(shù)第二次分裂前期,該分裂過程中,含有基因G和基因H(或基因g和基因h)的非同源染色體組合到一起,A正確;B圖可表示減數(shù)第二次分裂前期,該分裂過程中,含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色體組合到一起,B正確;C圖可表示減數(shù)第二次分裂末期,該分裂過程中,含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色體組合到一起,C正確;減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,因此正常情況下,減數(shù)分裂形成的配子中不應(yīng)該含有同源染色體和等位基因,D錯誤。]
2.(2020·天津高考)一個基因型為DdTt的精原細(xì)胞產(chǎn)生了四個精細(xì)胞,其基因與染色體的位置關(guān)系如圖。導(dǎo)致該結(jié)果最可能的原因是( )
A.基因突變
B.同源染色體非姐妹染色單體交叉互換
C.染色體變異
D.非同源染色體自由組合
B [減數(shù)第一次分裂時(shí),因?yàn)橥慈旧w分離,非同源染色體自由組合,所以一個初級精母細(xì)胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級精母細(xì)胞;減數(shù)第二次分裂類似于有絲分裂,因此每個次級精母細(xì)胞產(chǎn)生2個基因型相同的精細(xì)胞。由此可見,不發(fā)生突變或交叉互換的情況下,一個精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成4個精子,但只有2種基因型。圖中精原細(xì)胞共產(chǎn)生四種精子,說明在減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生過交叉互換,B正確。]
1.減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類
原始生殖細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生配子情況(以AaBb為例,沒有基因突變和交叉互換)如圖:
具有n對同源染色體的個體產(chǎn)生配子情況(不考慮基因突變和交叉互換)
2.配子來源的判斷方法
1.某種生物三對等位基因分別位于三對同源染色體上,如圖表示該生物的精細(xì)胞,試根據(jù)細(xì)胞內(nèi)基因的類型,判斷這些精細(xì)胞至少來自幾個精原細(xì)胞(不考慮交叉互換)( )

A.2個 B.3個
C.4個 D.5個
C [來自一個精原細(xì)胞的精細(xì)胞基因組成相同或互補(bǔ),根據(jù)這一點(diǎn)可以判斷①④可來自一個精原細(xì)胞,②⑥可來自一個精原細(xì)胞,③來自一個精原細(xì)胞,⑤來自一個精原細(xì)胞,這些精細(xì)胞至少來自4個精原細(xì)胞,C正確。]
2.如圖1所示為動物初級精母細(xì)胞中的兩對同源染色體,其減數(shù)分裂過程中,同源染色體發(fā)生交叉互換形成了如圖2所示的四個精子,則來自同一個次級精母細(xì)胞的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
B [減數(shù)第一次分裂的特點(diǎn):同源染色體分離;減數(shù)第二次分裂的特點(diǎn):次級精母細(xì)胞內(nèi)由同一著絲點(diǎn)相連的兩條姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體并分別進(jìn)入兩個精細(xì)胞中,所以由同一個次級精母細(xì)胞最終分裂形成的精細(xì)胞中,染色體組成應(yīng)相同。綜上所述,根據(jù)圖2中各細(xì)胞內(nèi)染色體組成特點(diǎn)推知,①與③、②與④的染色體組成基本相同,B正確。]
3.(2022·南開區(qū)模擬)基因型為AaBbDd的二倍體生物,其體內(nèi)某精原細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)同源染色體變化示意圖如圖。下列敘述錯誤的是( )
A.該細(xì)胞中四分體交叉互換發(fā)生在初級精母細(xì)胞中
B.由于非姐妹染色單體發(fā)生交換,該細(xì)胞能產(chǎn)生四種精子
C.B(b)與D(d)發(fā)生基因重組,A(a)與D(d)未發(fā)生基因重組
D.該雄性生物產(chǎn)生的精子中,AbD、ABD、abd、aBd四種精子比例為1∶1∶1∶1
D [該細(xì)胞中四分體交叉互換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期,即初級精母細(xì)胞中,A正確;若不發(fā)生交叉互換,該細(xì)胞將產(chǎn)生AbD和aBd兩種精子,但由于基因b所在的片段發(fā)生過交叉互換,因此該細(xì)胞能產(chǎn)生AbD、ABD、abd、aBd四種精子,B正確;由于交叉互換,B(b)與D(d)發(fā)生基因重組,A(a)與D(d)未發(fā)生基因重組,C正確;該雄性生物產(chǎn)生的精子中,AbD、ABD、abd、aBd四種精子比例不是1∶1∶1∶1,而是兩多兩少,D錯誤。]
一、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
二、要語必記
1.精子、卵細(xì)胞的形成和受精
(1)精子形成過程中,細(xì)胞質(zhì)都是均等分裂的;卵細(xì)胞形成過程中,初級(次級)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)不均等分裂,極體的細(xì)胞質(zhì)均等分裂。
(2)受精卵核內(nèi)的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方,其細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。
2.減數(shù)分裂
(1)減數(shù)第一次分裂過程中,同源染色體分離,導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。
(2)減數(shù)第一次分裂過程中染色體的主要行為有:同源染色體聯(lián)會形成四分體,同源染色體分離。
(3)減數(shù)第二次分裂過程中染色體的主要行為有:著絲點(diǎn)分裂,染色體數(shù)目暫時(shí)加倍。
(4)減數(shù)分裂是生物遺傳的基礎(chǔ),基因的分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)是減數(shù)分裂時(shí)位于同源染色體上的等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
3.減數(shù)分裂與有絲分裂:減數(shù)第二次分裂與有絲分裂相似,不同的是減數(shù)第二次分裂中不存在同源染色體。
微專題突破4 減數(shù)分裂與生物遺傳、變異的關(guān)系
1.歸納減數(shù)分裂與生物變異的關(guān)系
(1)減數(shù)分裂與基因突變
(2)減數(shù)分裂與基因重組
①非同源染色體上非等位基因自由組合導(dǎo)致基因重組(自由組合定律)。
②同源染色體非姐妹染色單體交叉互換導(dǎo)致基因重組。
(3)減數(shù)分裂與染色體變異
2.推理XXY與XYY異常個體成因
(1)XXY成因
(2)XYY成因:父方減Ⅱ異常,即減Ⅱ后期Y染色體著絲點(diǎn)分裂后兩條Y染色體共同進(jìn)入同一精細(xì)胞。
1.(2021·河北高考)圖中①、②和③為三個精原細(xì)胞,①和②發(fā)生了染色體變異,③為正常細(xì)胞。②減數(shù)分裂時(shí)三條同源染色體中任意兩條正常分離,另一條隨機(jī)移向一極。不考慮其他變異,下列敘述錯誤的是( )
A.①減數(shù)第一次分裂前期兩對同源染色體聯(lián)會
B.②經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常
C.③減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合,最終產(chǎn)生4種基因型配子
D.①和②的變異類型理論上均可以在減數(shù)分裂過程中通過光學(xué)顯微鏡觀察到
C [①減數(shù)第一次分裂前期兩對同源染色體聯(lián)會,A正確;②中多了一條含a的染色體,經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常,一半異常,B正確;減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合,③只是一個細(xì)胞,正常減數(shù)分裂,最終產(chǎn)生2種基因型配子,C錯誤;①和②都屬于染色體變異,在光學(xué)顯微鏡下能觀察到,D正確。]
2.(2021·黃石調(diào)研)甲圖為某哺乳動物體細(xì)胞中部分染色體及其上的基因示意圖,乙、丙、丁圖為該動物處于不同分裂時(shí)期的染色體示意圖。下列敘述正確的是( )
A.甲、乙、丙圖示細(xì)胞中都含同源染色體,有8條染色單體出現(xiàn)
B.在乙、丙、丁圖示細(xì)胞中,僅乙為有絲分裂且含4個染色體組
C.甲、丙圖示細(xì)胞含有2個染色體組,丁圖細(xì)胞為次級精母細(xì)胞
D.甲圖所示兩姐妹染色單體攜帶的基因不同,原因可能是發(fā)生過基因突變或交叉互換
B [甲、乙、丙圖示細(xì)胞中都含同源染色體,但乙中無染色單體,A錯誤;乙、丙、丁圖示細(xì)胞中,乙為有絲分裂后期,含4個染色體組,丙為減數(shù)第一次分裂后期,含2個染色體組,丁為減數(shù)第二次分裂中期,含1個染色體組,B正確;由丙圖細(xì)胞質(zhì)不均等分裂可判斷該生物為雌性,丁圖為第一極體或次級卵母細(xì)胞,C錯誤;甲圖所示兩姐妹染色單體攜帶的基因不同,說明該細(xì)胞發(fā)生過基因突變,D錯誤。]
3.(2021·莆田一中期中)小鼠(2N=40)胚胎期某細(xì)胞發(fā)生下圖所示異常分裂(未繪出的染色體均正常),其中A為抑癌基因,a為A的突變基因。下列說法正確的是( )
A.該分裂過程中形成20個四分體
B.分裂產(chǎn)生Aa或aa子細(xì)胞的概率均為1/2
C.子細(xì)胞aa在適宜條件下可能無限增殖
D.染色體異常分離與紡錘體無關(guān)
C [該細(xì)胞分裂方式為有絲分裂,不會形成四分體,A錯誤;分裂產(chǎn)生Aa子細(xì)胞的概率是2/3,產(chǎn)生aa子細(xì)胞的概率是1/3,B錯誤;子細(xì)胞aa不含A基因,而A基因?yàn)橐职┗?,因此子?xì)胞aa在適宜條件下可能無限增殖,C正確;染色體異常分離與紡錘絲的牽引有關(guān),D錯誤。]
4.(2021·廣東六校聯(lián)考)一對表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個患紅綠色盲且性染色體組成為XXY的孩子,下列示意圖最能表明其原因的是( )
D [紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,設(shè)用B、b表示相關(guān)基因。表現(xiàn)型正常夫婦的基因型分別為XBXb、XBY;患病孩子的基因型為XbXbY,其是由XbXb型卵細(xì)胞與Y型精子結(jié)合發(fā)育形成的,XbXb卵細(xì)胞產(chǎn)生的原因是在減數(shù)第二次分裂后期次級卵母細(xì)胞著絲點(diǎn)分裂后產(chǎn)生的兩條Xb沒有分開,一同進(jìn)入卵細(xì)胞。]
5.(2021·浙江選考)現(xiàn)建立“動物精原細(xì)胞(2n=4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程”模型。1個精原細(xì)胞(假定DNA中的P元素都為32P,其他分子不含32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng),分裂為2個子細(xì)胞,其中1個子細(xì)胞發(fā)育為細(xì)胞①。細(xì)胞①和②的染色體組成如圖所示,H(h)、R(r)是其中的兩對基因,細(xì)胞②和③處于相同的分裂時(shí)期。下列敘述正確的是( )
A.細(xì)胞①形成過程中沒有發(fā)生基因重組
B.細(xì)胞②中最多有兩條染色體含有32P
C.細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等
D.細(xì)胞④~⑦中含32P的核DNA分子數(shù)可能分別是2、1、1、1
D [圖中細(xì)胞①處于減數(shù)第一次分裂前期,減數(shù)第一次分裂前期可能會出現(xiàn)交叉互換而導(dǎo)致發(fā)生基因重組,A錯誤;根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制,1個精原細(xì)胞(DNA中的P元素都為32P)在不含32P的培養(yǎng)液中正常培養(yǎng),經(jīng)過一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中每條染色體中的DNA分子一條鏈含有32P,另一條鏈不含32P。該子細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂前的間期復(fù)制,形成的細(xì)胞①中每條染色體,只有一條單體的DNA分子一條鏈含有32P(共4條染色單體含有32P),細(xì)胞①形成細(xì)胞②會發(fā)生同源染色體分離,正常情況下,細(xì)胞②有兩條染色體含有32P(分布在非同源染色體上),但根據(jù)圖可知,H所在的染色體發(fā)生過交叉互換,很有可能H和h所在染色體都含有32P,因此細(xì)胞②中最多有3條染色體含有32P,B錯誤;細(xì)胞③的基因型為Hhrr(h為互換的片段),如果細(xì)胞②中沒互換的h所在的染色體單體含有32P且互換的H中含有32P,因此細(xì)胞②含有3條染色體含有32P,而細(xì)胞③中H所在染色體沒有32P,h所在染色體含有32P,因此細(xì)胞③中含有2條染色體含有32P;如果細(xì)胞②中互換的h含有32P和互換的H不含有32P,因此細(xì)胞②含有2條染色體含有 32P,而細(xì)胞③中H所在染色體含32P,h所在染色體含有32P,因此細(xì)胞③含有3條染色體含有32P,如果互換的H和h都不含有32P,則細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)相等,都為2條。綜上分析可知,細(xì)胞②和細(xì)胞③中含有32P的染色體數(shù)可能不相等,C錯誤;如果細(xì)胞②H中含有32P,R所在染色體含有32P,且細(xì)胞②中h所在染色體含有32P,則r在染色體不含有32P,因此形成的細(xì)胞④含有32P的核DNA分子數(shù)為2個,形成的細(xì)胞⑤含有32P的核DNA分子數(shù)為1個,由于細(xì)胞③的基因型為Hhrr(h為互換的片段),h所在的染色體與其中一個r所在染色體含有32P(H和另一個r所在染色體不含32P),如果含有32P的2條染色體不在同一極,則形成的細(xì)胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子數(shù)為1個,D正確。]
比較項(xiàng)目
精子的形成
卵細(xì)胞的形成
場所
睪丸(曲細(xì)精管)
卵巢
時(shí)間
初情期
胎兒時(shí)期(性別分化以后)和初情期以后
細(xì)胞質(zhì)
分裂
均等分裂
卵母細(xì)胞不均等分裂;第一極體均等分裂
是否變形
變形
不變形
結(jié)果
1個精原細(xì)胞→4個精細(xì)胞→變形成為4個精子(成熟配子)
1個卵原細(xì)胞→1個較大的卵細(xì)胞(成熟配子)和3個較小的極體(退化消失,不能受精)
相同點(diǎn)
染色體的變化行為相同
性母細(xì)胞→初級性母細(xì)胞→次級性母細(xì)胞→性細(xì)胞
間期
減Ⅰ
減Ⅱ前、中
減Ⅱ后
減Ⅱ末
染色體數(shù)2n
2n→n
n
2n
2n→n
核DNA數(shù)2n→4n
4n→2n
2n
2n
2n→n
引發(fā)相關(guān)物質(zhì)數(shù)量變化的四大原因
有絲分裂
減數(shù)第一次分裂
減數(shù)第二次分裂





①與②的主要區(qū)別是同源染色體的排列方式;
①與③、②與③的區(qū)別主要在于有無同源染色體





①與②的主要區(qū)別在于同源染色體的行為特點(diǎn)不同;
①與③、②與③的區(qū)別主要在于有無同源染色體





①與③均為染色單體分離,細(xì)胞中染色單體數(shù)為0;
②中同源染色體分離,分開的染色體中含有2條染色單體;
①②都有同源染色體,③中無同源染色體
時(shí)期
A→B
B→C
C→D
D→E
減數(shù)分裂
對應(yīng)時(shí)期
MⅠ前
的間期
G2期、MⅠ全
過程和MⅡ
前期、中期
MⅡ
后期
MⅡ
末期
有絲分裂
對應(yīng)時(shí)期
間期
前期和中期
后期
末期
“三步法”判斷有絲分裂和減數(shù)分裂圖像(以二倍體為例)
一數(shù)(染色體數(shù)目) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(奇數(shù)→減數(shù)第二次分裂,偶數(shù)→不能確定(二看)))
二看(有無同源染色體) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(無→減數(shù)第二次分裂,有→不能確定(三判斷)))
三判斷(同源染色體行為) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有聯(lián)會、分離→減數(shù)第一次分裂,無聯(lián)會、分離→有絲分裂))

析個性
第1題考查了借助基因在染色體上的位置關(guān)系,考查了減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類;第2題考查了減數(shù)分裂中交叉互換產(chǎn)生配子的種類
找共性
兩個題目都借助基因在染色體上,考查減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的情況。解答此類問題要明確減數(shù)分裂過程和減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類和配子來源的判斷
項(xiàng)目
可能產(chǎn)生
配子的種類
實(shí)際能產(chǎn)
生配子的種類
1個精原細(xì)胞
2n種
2種
1個雄性個體
2n種
最多2n種
1個卵原細(xì)胞
2n種
1種
1個雌性個體
2n種
最多2n種

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