2、注重理論聯(lián)系實際,高三生物的考試并不僅僅是考概念,學會知識的遷移非常重要,并要靈活運用課本上的知識。不過特別強調(diào)了從圖表、圖形提取信息的能力。歷年高考試題,圖表題都占有比較大的比例。
3、一輪復習基礎知識的同時,還要重點“攻堅”,突出對重點和難點知識的理解和掌握。這部分知識通常都是學生難于理解的內(nèi)容,做題時容易出錯的地方。分析近幾年的高考生物試題,重點其實就是可拉開距離的重要知識點。
4、學而不思則罔,思而不學則殆。這一點對高三生物一輪復習很重要。尤其是對于錯題。錯題整理不是把錯題抄一遍。也不是所有的錯題都需要整理。
題型10 構建模型,解減數(shù)分裂疑難問題(題型歸納)
對于減數(shù)分裂,高考常將其與有絲分裂結(jié)合考查,常見的考查角度有:
簡述分裂與有絲分裂過程及特點的比較;
減數(shù)分裂與有絲分裂圖像的分析。
對減數(shù)分裂過程的考查可能以選擇題的形式呈現(xiàn),可結(jié)合圖、表考查減數(shù)分裂的過程及其與有絲分裂的區(qū)別,建議考生在復習時注意把握減數(shù)分裂與有絲分裂各時期的異同點。
(2022?乙卷)有絲分裂和減數(shù)分裂是哺乳動物細胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa,若該動物的某細胞在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了互換,則通常情況下姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是( )
A.有絲分裂的后期B.有絲分裂的末期
C.減數(shù)第一次分裂D.減數(shù)第二次分裂
【分析】1、減數(shù)第一次分裂
間期:染色體復制(包括DNA復制和蛋白質(zhì)的合成)。
前期:同源染色體兩兩配對(稱聯(lián)會),形成四分體。
四分體中的非姐妹染色單體之間常常交叉互換。
中期:同源染色體成對排列在赤道板上(兩側(cè))。
后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合。
末期:細胞質(zhì)分裂,形成2個子細胞。
2、減數(shù)第二次分裂(無同源染色體)
前期:染色體排列散亂。
中期:每條染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上。
后期:姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,并分別移向細胞兩極。
末期:細胞質(zhì)分裂,每個細胞形成2個子細胞,最終共形成4個子細胞。
【解答】解:在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了互換,則A與a基因此時位于同一染色體的兩條姐妹染色單體上,姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是減數(shù)第二次分裂的后期,D正確。
故選:D。
【點評】本題主要是考查減數(shù)分裂的四分體時期非姐妹染色單體的交叉互換,考生需要識記相關知識,并結(jié)合所學知識準確答題。
(2021?湖北)植物的有性生殖過程中,一個卵細胞與一個精子成功融合后通常不再與其他精子融合。我國科學家最新研究發(fā)現(xiàn),當卵細胞與精子融合后,植物卵細胞特異表達和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。這兩種酶能降解一種吸引花粉管的信號分子,避免受精卵再度與精子融合。下列敘述錯誤的是( )
A.多精入卵會產(chǎn)生更多的種子
B.防止多精入卵能保持后代染色體數(shù)目穩(wěn)定
C.未受精的情況下,卵細胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通過影響花粉管導致卵細胞和精子不能融合
【分析】受精時精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面。緊接著,在卵細胞細胞膜的外面出現(xiàn)一層特殊的膜,以阻止其他精子再進入。精子的頭部進入卵細胞后不久,里面的細胞核就與卵細胞的細胞核相遇,使彼此的染色體會合在一起。
【解答】解:AB、多精入卵會導致子代有來自卵細胞和多個精細胞的染色體,破壞親子代之間遺傳信息的穩(wěn)定性,因此一個卵細胞與一個精子成功融合后通常不再與其他精子融合。防止多精入卵可以保證子代遺傳信息來自一個精子和一個卵細胞,能保持后代染色體數(shù)目穩(wěn)定,A錯誤,B正確;
C、結(jié)合題意“當卵細胞與精子融合后,植物卵細胞特異表達和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情況下,卵細胞不分泌ECS1和ECS2,C正確;
D、據(jù)題意可知,ECS1和ECS2能降解一種吸引花粉管的信號分子,避免受精卵再度與精子融合,推測該過程是由于ECS1和ECS2通過影響花粉管導致卵細胞和精子不能融合,D正確。
故選:A。
【點評】本題考查受精作用,比較基礎,要求考生識記受精作用的具體過程、結(jié)果及意義,掌握受精作用的實質(zhì),屬于考綱識記層次的考查。
(2019?新課標Ⅱ)環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾物是與某種性激素分子結(jié)構類似的物質(zhì),對小鼠的內(nèi)分泌功能會產(chǎn)生不良影響?;卮鹣铝袉栴}。
(1)通常,機體內(nèi)性激素在血液中的濃度 ,與靶細胞受體結(jié)合并起作用后會 。
(2)與初級精母細胞相比,精細胞的染色體數(shù)目減半,原因是在減數(shù)分裂過程中
。
(3)小鼠睪丸分泌的激素通過體液發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比,體液調(diào)節(jié)的特點有
(答出4點即可)。
【分析】激素調(diào)節(jié)具有微量高效的特點,發(fā)揮作用后即被滅活;減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細胞時,進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂,在此過程中,染色體只復制一次,而細胞分裂兩次;神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的區(qū)別體現(xiàn)在作用途徑、反應速度、作用范圍和作用時間四個方面。
【解答】解:(1)性激素在血液中的濃度很低,與靶細胞受體結(jié)合并起作用后就會被滅活。
(2)減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細胞時,進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。在減數(shù)分裂的過程,染色體只復制一次,而細胞分裂兩次,導致減數(shù)分裂最終形成的精細胞的染色體數(shù)目減半。
(3)與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比,體液調(diào)節(jié)的特點有:激素等是通過體液運輸?shù)?、反應速度較緩慢、作用范圍較廣泛、作用時間比較長。
故答案為:
(1)很低 滅活
(2)染色體復制一次,而細胞連續(xù)分裂兩次
(3)激素等是通過體液運輸?shù)?、作用時間比較長、反應速度較緩慢、作用范圍較廣泛
【點評】解題的關鍵是識記并理解激素調(diào)節(jié)的特點、精子的形成過程、神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)特點的差異。在此基礎上,從題意中提取有效信息,進而對各問題情境進行分析解答。
(2022?中原區(qū)校級模擬)下列關于高等動物體內(nèi)細胞有絲分裂與減數(shù)分裂的敘述,正確的是( )
A.除了原始生殖細胞發(fā)生減數(shù)分裂,其他所有細胞均只發(fā)生有絲分裂
B.有絲分裂與減數(shù)分裂過程中DNA復制次數(shù)相同,染色體的復制次數(shù)不同
C.與有絲分裂不同,減數(shù)分裂過程中會出現(xiàn)沒有同源染色體存在的階段
D.與減數(shù)分裂不同,有絲分裂對于生物的遺傳沒有重要意義
【分析】1、有絲分裂不同時期的特點:(1)間期:進行DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成;(2)前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;(3)中期:染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰;(4)后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;(5)末期:核膜、核仁重建,紡錘體和染色體消失。
2、減數(shù)分裂過程:
(1)減數(shù)分裂前間期:染色體復制。
(2)減數(shù)第一次分裂:①前期:聯(lián)會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換;②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上;③后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合;④末期:細胞質(zhì)分裂。
(3)減數(shù)第二次分裂過程:①前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;②中期:染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰;③后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;④末期:核膜、核仁重建,紡錘體和染色體消失。
【解答】解:A、高度分化的細胞不再進行有絲分裂,A錯誤;
B、有絲分裂與減數(shù)分裂過程中,DNA和染色體均復制1次,B錯誤;
C、有絲分裂過程中一直存在同源染色體;減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,減數(shù)第二次分裂時期沒有同源染色體,C正確;
D、有絲分裂可以使細胞的親代和子代之間保持遺傳性狀的穩(wěn)定性,對于生物的遺傳有重要意義;減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子經(jīng)受精作用后維持了生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳和變異都十分重要,D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂,要求考生識記細胞有絲分裂和減數(shù)分裂不同時期的特點,掌握有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體、DNA含量變化規(guī)律,能結(jié)合所學的知識準確答題。
(2022?洛陽一模)如圖為二倍體水稻花粉母細胞減數(shù)分裂某一時期的顯微圖像。下列關于此細胞的敘述正確的是( )
A.含有12條染色體
B.非姐妹染色單體都能發(fā)生交叉互換
C.含有同源染色體
D.此次分裂過程會出現(xiàn)著絲點的分裂
【分析】減數(shù)分裂過程:
(1)減數(shù)分裂前間期:染色體的復制;
(2)減數(shù)第一次分裂:①前期:聯(lián)會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換;②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上;③后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合;④末期:細胞質(zhì)分裂。
(3)減數(shù)第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;②中期:染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰;③后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;④末期:核膜、核仁重建、紡錘體和染色體消失。
【解答】解:A、圖中顯示是四分體時期,即減數(shù)第一次分裂前期聯(lián)會,每個四分體有2條染色體,圖中有12個四分體,共24條染色體,A錯誤;
B、減數(shù)第一次分裂的前期,同源染色體聯(lián)會,形成四分體,部分同源染色體非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換,而非同源染色體上的非姐妹染色單體間的互換叫易位,屬于染色體變異,B錯誤;
C、一個四分體即一對同源染色體,圖中含有很多四分體,即含有同源染色體,C正確;
D、著絲粒的分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂的后期,此次分裂過程為減數(shù)第一次分裂,不會出現(xiàn)著絲粒的分裂,D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查減數(shù)分裂的相關知識,意在考查學生的識記能力和判斷能力,運用所學知識綜合分析問題的能力。
(2022?石家莊三模)如圖為人體細胞正常分裂時有關物質(zhì)或結(jié)構數(shù)量變化的曲線,下列分析正確的是( )
A.若曲線表示有絲分裂過程中每條染色體上DNA數(shù)目變化的部分曲線,則n等于1
B.若曲線表示減Ⅰ、減Ⅱ的染色體組數(shù)變化的部分曲線,則n等于2
C.若曲線表示減Ⅰ、減Ⅱ的DNA數(shù)目變化的部分曲線,則2n等于46
D.若曲線縱坐標表示同源染色體數(shù)目變化情況,則a→b可能存在細胞質(zhì)不均等分裂
【分析】1、有絲分裂過程中,各物質(zhì)的變化規(guī)律:
(1)染色體變化:后期加倍(4N),平時不變(2N);
(2)核DNA變化:間期加倍(2N→4N),末期還原(2N);
(3)染色單體變化:間期出現(xiàn)(0→4N),后期消失(4N→0),存在時數(shù)目同DNA。
2、減數(shù)分裂過程中,各物質(zhì)的變化規(guī)律:
(1)染色體變化:染色體數(shù)是2N,減數(shù)第一次分裂結(jié)束減半(2N→N),減數(shù)第二次分裂過程中的變化N→2N→N;
(2)核DNA變化:間期加倍(2N→4N),減數(shù)第一次分裂結(jié)束減半(4N→2N),減數(shù)第二次分裂再減半(2N→N);
(3)染色單體變化:間期出現(xiàn)(0→4N),減數(shù)第一次分裂結(jié)束減半(4N→2N),減數(shù)第二次分裂后期消失(2N→0),存在時數(shù)目同DNA;
【解答】解:A、一條染色體含有1個或2個DNA分子,若曲線表示有絲分裂中每條染色體上DNA分子數(shù)目變化的部分曲線,則n=1(個),A正確;
B、減數(shù)分裂過程中,染色體組數(shù)變化規(guī)律為2→1→2→1,因此若曲線表示減Ⅰ、減Ⅱ的染色體組數(shù)變化的部分曲線,則n等于1,B錯誤;
C、減數(shù)分裂過程中,核DNA含量變化規(guī)律為46→92→46→23,因此若曲線表示減Ⅰ、減Ⅱ的DNA數(shù)目變化的部分曲線,則2n等于92,C錯誤;
D、若曲線縱坐標表示同源染色體數(shù)目變化情況,則表示有絲分裂,有絲分裂過程中不存在不均等分裂,D錯誤。
故選:A。
【點評】本題結(jié)合細胞有絲分裂過程減數(shù)分裂中某物質(zhì)變化曲線圖形的一部分,考查細胞有絲分裂過程減數(shù)分裂變化規(guī)律,要求考生識記細胞有絲分裂、減數(shù)分裂不同時期的特點,掌握有絲分裂、減數(shù)分裂過程中DNA、染色體、染色單體等物質(zhì)和結(jié)構的變化情況,再結(jié)合圖形作出準確的判斷。
引發(fā)相關物質(zhì)數(shù)量變化的四大原因(以二倍體生物為例)
原因一:DNA復制→ ①核DNA數(shù)加倍;
②染色單體形成(由0→4n);
③染色體與核DNA數(shù)目之比由1:1→1:2
原因二:著絲粒分裂→①染色單體消失(變?yōu)?)
②染色體數(shù)目加倍
③染色體與核DNA數(shù)目之比由1:2→1:1
原因三:同源染色體分離進入2個子細胞→同源染色體消失(對數(shù)變?yōu)?)
原因四:細胞一分為二→染色體或核DNA分別進入2個子細胞,數(shù)量減半
(2022?河南四模)如圖是基因型為AaBb的某動物細胞不同分裂時期的圖像,丙細胞為乙細胞分裂后形成的子細胞。下列有關敘述正確的是( )
A.甲細胞中①②為同一條染色體復制形成的,其上含有的基因一定相同
B.若丙細胞的基因型為AABB,則乙細胞產(chǎn)生的卵細胞的基因型為AB
C.在一個完整的細胞周期中,處于不同時期的細胞中表達的基因無差異
D.用顯微鏡觀察含有甲細胞的裝片時,大多數(shù)細胞中都可觀察到細胞核
【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知:甲細胞含有同源染色體,著絲粒分裂,處于有絲分裂后期;乙細胞中同源染色體正在分離,處于減數(shù)第一次分裂后期;丙細胞不含同源染色體,且著絲粒都排列在赤道板上,處于減數(shù)第二次分裂中期.
【解答】解:A、甲細胞中①②為同一條染色體復制形成的,其上含有的基因一般相同,也可能因基因突變而不同,A錯誤;
B、若丙細胞的基因型為AABB,根據(jù)染色體的形態(tài)和顏色,則乙細胞產(chǎn)生的卵細胞的基因型為ab,B錯誤;
C、在一個完整的細胞周期中,處于不同時期的細胞中的基因選擇性表達,C錯誤;
D、用顯微鏡觀察含有甲細胞的裝片時,大多數(shù)細胞處于間期,所以大多數(shù)細胞中都可觀察到細胞核,D正確。
故選:D。
【點評】本題考查細胞分裂的相關知識,要求考生識記細胞有絲分裂和減數(shù)分裂不同時期的特點,能準確判斷圖中各細胞的分裂方式及所處的時期,能結(jié)合細胞分裂圖準確判斷各選項.
快速判定細胞圖像所處時期(以二倍體生物為例)
(2022?山東模擬)蜜蜂群體中蜂王和工蜂為二倍體(2n=32),雄蜂由卵細胞直接發(fā)育而來。如圖為雄蜂產(chǎn)生精子過程中染色體行為變化示意圖(染色體未全部呈現(xiàn)),下列相關敘述正確的是( )
A.雄蜂的減數(shù)分裂機制能保證1個精原細胞產(chǎn)生4個正常的精子
B.雄蜂和蜂王的生殖細胞減數(shù)分裂過程中都存在同源染色體的分離
C.雄蜂有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期細胞中都含有32條染色體
D.雄蜂產(chǎn)生精子時非同源染色體的自由組合提高了精子中染色體組成的多樣性
【分析】有絲分裂和減數(shù)分裂過程的比較:
【解答】解:A、雄蜂的減數(shù)分裂機制能保證1個精原細胞產(chǎn)生1個正常的精子,A錯誤;
B、雄蜂不含同源染色體,其生殖細胞減數(shù)分裂過程中不會出現(xiàn)同源染色體的分離,B錯誤;
C、雄蜂有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期,著絲粒分裂,細胞中都含有32條染色體,C正確;
D、雄蜂不含同源染色體,產(chǎn)生精子過程中不會發(fā)生同源染色體分離和非同源染色體的自由組合,D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查細胞有絲分裂不同時期的特點、減數(shù)分裂的相關知識點,意在考查學生對所學知識的理解與掌握程度,培養(yǎng)了學生分析題意、獲取信息、解決問題的能力。
(2022?中原區(qū)校級模擬)將果蠅精原細胞(2n=8)的DNA分子兩條鏈都用15N標記后,置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),連續(xù)進行兩次細胞分裂(1次完整的減數(shù)分裂或2次有絲分裂)。下列推斷正確的是( )
A.第二次分裂中期的細胞中有16條染色單體含15N
B.第二次分裂后期的細胞中有16條染色體含14N
C.兩次分裂結(jié)束后含15N的子細胞可能為2個或3個或4個
D.兩次分裂結(jié)束后所有子細胞的染色體均含有15N
【分析】將某精原細胞的DNA分子用15N標記后置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),連續(xù)進行兩次有絲分裂。根據(jù)DNA半保留復制方式可知,經(jīng)過第一次細胞分裂后,形成的2個子細胞中的DNA分子都含有一條14N的單鏈和一條15N的單鏈。再分裂一次,DNA分子又進行了一次半保留復制,形成的2個DNA分子,其中一個是N14﹣N14,一個是N15﹣N14,兩個DNA分子進入兩個細胞中是隨機的,因此,形成的子細胞中含15N染色體的子細胞比例為0.5~1。
【解答】解:A、進行有絲分裂,在第二次分裂中期的細胞中都有8條染色體含15N,進行減數(shù)分裂在第二次分裂中期的細胞中都有4條染色體含15N,A錯誤;
B、如果進行減數(shù)分裂,每個DNA分子都是15N﹣14N,則第二次分裂后期每個細胞中含14N的染色體有8條,B錯誤;
C、由于兩個DNA分子進入兩個細胞中是隨機的,因此,形成的4個子細胞中含15N染色體的子細胞可能是2個、3個或4個,C正確;
D、如果進行兩次有絲分裂,第一次分裂形成的2個子細胞中的DNA分子都含有一條14N的單鏈和一條15N的單鏈,第二次分裂中期期,每條染色體含有2個DNA分子,其中一個是N14﹣N14,一個是N15﹣N14,兩個DNA分子進入兩個細胞中是隨機的,因此,形成的子細胞中含15N染色體的子細胞比例為0.5~1,D錯誤。
故選:C。
【點評】對于DNA分子半保留復制的特點和減數(shù)分裂、有絲分裂過程中染色體行為變化的理解和掌握,把握知識的內(nèi)在聯(lián)系并應用相關知識對某些生物學問題進行解釋、推理、判斷的能力是本題考查的重點。
繪圖法判斷細胞分裂過程中的標記情況
有絲分裂中核DNA和染色體的標記情況分析
連續(xù)兩次分裂后,產(chǎn)生4個子細胞,其中核DNA含親代DNA的數(shù)目為0~2n;染色體含親代DNA的數(shù)目也是0~2n。
2、減數(shù)分裂中核DNA和染色體標記情況分析
連續(xù)兩次分裂后,產(chǎn)生4個子細胞,所有細胞中所有核DNA均含親代DNA,染色體均含親代DNA。
(2022?保定二模)現(xiàn)有一果蠅的精原細胞,測得其染色體DNA有m對堿基,其中腺嘌呤a個。將該精原細胞所有染色體DNA用32P充分標記后,放入無放射性培養(yǎng)液中培養(yǎng),細胞能正常進行分裂。下列敘述正確的是( )
A.若該精原細胞進行一次減數(shù)分裂,則子細胞中,每個細胞有16個DNA含32P
B.若該精原細胞進行有絲分裂,則到第二次分裂中期共消耗游離的胞嘧啶3(m﹣a)個
C.若該精原細胞產(chǎn)生8個子細胞,則分裂過程中細胞最多存在2個染色體組
D.若該精原細胞產(chǎn)生的4個子細胞中都檢測到32P,則進行的一定是減數(shù)分裂過程
【分析】1、若進行減數(shù)分裂,由于所有DNA用32P充分標記,減數(shù)第一次分裂時同源染色體分離,兩個子細胞都含32P,兩個子細胞分別進行減數(shù)第二次分裂形成四個子細胞,都有放射性。
2、若進行有絲分裂,DNA復制一次,再平均分配,第一次分裂形成的兩個子細胞含有32P,但由于半保留復制,所以含有放射性的DNA只有一條鏈含有放射性,另一條鏈沒有放射性。
【解答】解:A、若該精原細胞進行一次減數(shù)分裂,則DNA只復制了一次,所產(chǎn)生的子細胞中,染色體數(shù)目減半,每個細胞有4個DNA含32P,A錯誤;
B、若該精原細胞進行有絲分裂,則到第二次分裂中期共消耗游離的胞嘧啶有(22﹣1)×(m﹣a)=3(m﹣a)個,B正確;
C、若該精原細胞產(chǎn)生8個子細胞,則至少進行一次有絲分裂,所以分裂過程中細胞最多存在4個染色體組,C錯誤;
D、若該精原細胞產(chǎn)生的4個子細胞中都檢測到32P,說明其進行了兩次分裂,則進行的可能是減數(shù)分裂,也可能是有絲分裂,D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查了有絲分裂和減數(shù)分裂的有關知識,要求學生掌握細胞分裂各時期的變化特點,掌握DNA、染色體的數(shù)目變化規(guī)律,能夠運用DNA半保留復制的特點準確判斷各項。
(2022?荊州模擬)將DNA全部被15N標記的某動物細胞在不含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間,分裂過程中形成的其中一個細胞如圖所示,圖中細胞的染色體不都含有15N。下列敘述錯誤的是( )
A.該細胞為次級精母細胞或第一極體,含有1套遺傳信息
B.該細胞形成過程中發(fā)生的變異是基因重組和基因突變
C.與該細胞同時形成的另一個細胞中可能有3條含15N的染色體
D.圖示細胞產(chǎn)生的某個子細胞可能沒有含15N的染色體
【分析】減數(shù)分裂各時期的特征:
①減數(shù)分裂前的間期:完成DNA復制和有關蛋白質(zhì)的合成,細胞適度生長,DNA數(shù)目加倍,染色體數(shù)目不變。
②減數(shù)第一次分裂:前期,同源染色體兩兩配對,形成四分體;中期,同源染色體成對的排列在赤道板兩側(cè);后期,同源染色體彼此分離(非同源染色體自由組合),移向細胞兩極;末期,細胞分裂為兩個子細胞,染色體數(shù)目是體細胞數(shù)目的一半。
③減數(shù)第二次分裂:前期,沒有同源染色體,染色體散亂分布;中期,沒有同源染色體,著絲粒排列在赤道板上;后期,沒有同源染色體,著絲粒分裂,兩條子染色體移向細胞兩極;末期,細胞分裂為兩個子細胞,子細胞染色體數(shù)目是體細胞染色體數(shù)目的一半。
【解答】解:A、該圖沒有同源染色體,且著絲粒發(fā)生分裂,說明該細胞處于減數(shù)第二次分裂后期;又細胞質(zhì)分裂均等,說明該細胞為次級精母細胞或第一極體,圖中細胞含有2個染色體組,即含有2套遺傳信息,A錯誤;
B、該細胞D與d基因所在的染色體部分顏色不同,說明發(fā)生過互換(屬于基因重組),而R和r所在染色體顏色相同,且是復制形成的染色體,故發(fā)生過基因突變,即該細胞形成過程中發(fā)生的變異是基因重組和基因突變,B正確;
C、由于DNA分子復制方式為半保留復制,如果圖示細胞只是由減數(shù)分裂形成的,則4條染色體DNA都應該含有15N,而圖中細胞的染色體不都含15N,說明該細胞先進行了有絲分裂,再進行減數(shù)分裂。如果先進行了一次有絲分裂,結(jié)束后,則每條染色體的DNA分子有1條鏈含有標記;再進行減數(shù)分裂,復制后,每條染色體含2個DNA,4條核苷酸鏈中有1條鏈被標記,也就是說每條染色體的2條染色單體中有1條被標記;細胞中共2n=4條染色體,所以經(jīng)過減數(shù)分裂前的間期復制后細胞中共有4條染色單體含有標記。不考慮交叉互換,經(jīng)過減數(shù)第一次分裂,每個子細胞獲得兩條染色體,每條染色體上有一條染色單體被標記,著絲粒分裂后產(chǎn)生4條染色體,其中2條被標記。若考慮交叉互換發(fā)生在被標記的染色單體與未被標記的染色單體之間,則發(fā)生交叉互換的染色體的兩條單體都被標記,這種情況下,減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂后細胞中的染色體有3條含有標記,則與該細胞同時形成的另一個細胞也是如此,C正確;
D、若交叉互換發(fā)生在沒有被標記的染色單體之間或被標記的染色單體之間,圖中細胞的染色體有2條含有15N標記,則圖示細胞產(chǎn)生的兩個子細胞可能出現(xiàn)兩種情況:①一個沒有含15N的染色體,一個有含15N的染色體;②兩個都含15N的染色體,D正確。
故選:A。
【點評】本題結(jié)合同位素標記和細胞圖像考查減數(shù)分裂過程和特征,要求學生有一定的理解分析能力,能夠結(jié)合染色體行為特征進行分析應用。
(2021?河北)圖中①、②和③為三個精原細胞,①和②發(fā)生了染色體變異,③為正常細胞。②減數(shù)分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離,另一條隨機移向一極。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顯微鏡觀察到
【分析】分析圖示:與③正常細胞相比,①中非同源染色體之間發(fā)生了片段的交換,屬于染色體變異中的易位;與正常細胞相比,②中多了一條含a的染色體,說明在減數(shù)第二次分裂后期,含a的兩條染色體移向了同一極。
【解答】解:A、①減數(shù)第一次分裂前期兩對同源染色體聯(lián)會,A正確;
B、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;
C、減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合,③只是一個細胞,正常減數(shù)分裂,最終產(chǎn)生2種基因型配子,C錯誤;
D、①和②都屬于染色體變異,在光學顯微鏡下能觀察到,D正確。
故選:C。
【點評】本題考查減數(shù)分裂和染色體變異的相關知識,考查學生的理解能力和獲取信息的能力,有一定的難度。
(2021?重慶)人的一個卵原細胞在減數(shù)第一次分裂時,有一對同源染色體沒有分開而進入次級卵母細胞,最終形成染色體數(shù)目異常的卵細胞個數(shù)為( )
A.1B.2C.3D.4
【分析】減數(shù)分裂過程:(1)減數(shù)分裂前的間期:完成染色體的復制,細胞適度生長。(2)減數(shù)第一次分裂:①前期:同源染色體聯(lián)會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換;②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上;③后期:同源染色體彼此分離,非同源染色體自由組合;④末期:完成減數(shù)第一次分裂,形成兩個子細胞。(3)減數(shù)第二次分裂:與有絲分裂過程類似,主要發(fā)生著絲粒分裂,產(chǎn)生的子染色體移向細胞兩極,分配到兩個子細胞中。
【解答】解:一個卵原細胞在減數(shù)第一次分裂時,有一對同源染色體沒有分開而進入次級卵母細胞,所形成的次級卵母細胞中多了一條染色體,(第一)極體中少了一條染色體。次級卵母細胞完成減數(shù)第二次分裂,產(chǎn)生一個卵細胞和一個(第二)極體,細胞中多了一條染色體。故最終形成染色體數(shù)目異常的卵細胞個數(shù)為1個。
故選:A。
【點評】本題結(jié)合具體情境考查減數(shù)分裂與染色體變異,要求學生掌握減數(shù)分裂的過程與特征,再結(jié)合題中情境進行分析判斷。
(2022?山東)減數(shù)分裂Ⅰ時,若同源染色體異常聯(lián)會,則異常聯(lián)會的同源染色體可進入1個或2個子細胞;減數(shù)分裂Ⅱ時,若有同源染色體則同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,若無同源染色體則姐妹染色單體分離。異常聯(lián)會不影響配子的存活、受精和其他染色體的行為?;蛐蜑锳a的多個精原細胞在減數(shù)分裂Ⅰ時,僅A、a所在的同源染色體異常聯(lián)會且非姐妹染色單體發(fā)生交換。上述精原細胞形成的精子與基因型為Aa的卵原細胞正常減數(shù)分裂形成的卵細胞結(jié)合形成受精卵。已知A、a位于常染色體上,不考慮其他突變,上述精子和受精卵的基因組成種類最多分別為( )
A.6;9B.6;12C.4;7D.5;9
【分析】減數(shù)分裂過程:(1)減數(shù)分裂前的間期:染色體的復制。(2)減數(shù)第一次分裂:①前期:聯(lián)會,同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換;②中期:同源染色體成對的排列在赤道板上;③后期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合;④末期:細胞質(zhì)分裂。(3)減數(shù)第二次分裂:①前期:核膜、核仁逐漸解體消失,出現(xiàn)紡錘體和染色體;②中期:染色體形態(tài)固定數(shù)目清晰;③后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,并均勻地移向兩極;④末期:核膜、核仁重建,紡錘體和染色體消失。
【解答】解:基因型為Aa的多個精原細胞在減數(shù)分裂Ⅰ時,僅A、a所在的同源染色體異常聯(lián)會且非姐妹染色單體發(fā)生交換。
(1)若A、a所在的染色體片段發(fā)生交換,則A、a位于姐妹染色單體上:①異常聯(lián)會的同源染色體進入1個子細胞,則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a,經(jīng)減數(shù)第二次分裂,同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,可形成基因型為Aa和不含A、a的精子;②異常聯(lián)會的同源染色體進入2個子細胞,則子細胞基因組成為Aa,經(jīng)減數(shù)第二次分裂,可形成基因型為Aa或A或a的精子;
(2)若A、a所在的染色體片段未發(fā)生交換:③異常聯(lián)會的同源染色體進入1個子細胞,則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a,經(jīng)減數(shù)第二次分裂,同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,可形成基因型為AA、aa和不含A、a的精子;④異常聯(lián)會的同源染色體進入2個子細胞,則子細胞基因組成為AA或aa,經(jīng)減數(shù)第二次分裂,可形成基因型為A或a的精子;
(3)綜合(1)(2)分析,因此精子的基因組成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a,共6種。由于基因型為Aa的卵原細胞正常減數(shù)分裂形成的卵細胞的基因型為A或a,上述6種精子與基因組成為A或a的卵細胞結(jié)合,通過棋盤法可知,得到受精卵的基因組成為:AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9種。
故選:A。
【點評】本題考查學生從題干中獲取相關信息,并結(jié)合所學減數(shù)分裂的知識做出正確判斷,屬于理解和應用層次的內(nèi)容,難度適中。
(2022?湖北)為了分析某21三體綜合征患兒的病因,對該患兒及其父母的21號染色體上的A基因(A1~A4)進行PCR擴增,經(jīng)凝膠電泳后,結(jié)果如圖所示。關于該患兒致病的原因敘述錯誤的是( )
A.考慮同源染色體互換,可能是卵原細胞減數(shù)第一次分裂21號染色體分離異常
B.考慮同源染色體互換,可能是卵原細胞減數(shù)第二次分裂21號染色體分離異常
C.不考慮同源染色體互換,可能是卵原細胞減數(shù)第一次分裂21號染色體分離異常
D.不考慮同源染色體互換,可能是卵原細胞減數(shù)第二次分裂21號染色體分離異常
【分析】1、減數(shù)分裂各時期的特征:
①減數(shù)分裂前的間期:完成DNA復制和有關蛋白質(zhì)的合成,細胞適度生長,DNA數(shù)目加倍,染色體數(shù)目不變。
②減數(shù)第一次分裂:前期,同源染色體兩兩配對,形成四分體;中期,同源染色體成對的排列在赤道板兩側(cè);后期,同源染色體彼此分離(非同源染色體自由組合),移向細胞兩極;末期,細胞分裂為兩個子細胞,染色體數(shù)目是體細胞數(shù)目的一半。
③減數(shù)第二次分裂:前期,沒有同源染色體,染色體散亂分布;中期,沒有同源染色體,著絲粒排列在赤道板上;后期,沒有同源染色體,著絲粒分裂,兩條子染色體移向細胞兩極;末期,細胞分裂為兩個子細胞,子細胞染色體數(shù)目是體細胞染色體數(shù)目的一半。
2、根據(jù)電泳圖可知患兒從父親繼承了A4基因,從母親繼承了A2、A3基因。母親為雜合子,說明在減數(shù)分裂過程中A2、A3所在21號染色體未正常分離。
【解答】解:A、如果發(fā)生互換,卵原細胞減數(shù)第一次分裂21號染色體分離異常,A2、A3所在的染色體可進入同一個卵細胞,A正確;
B、如果發(fā)生互換,卵原細胞減數(shù)第二次分裂21號染色體分離異常,A2、A3所在的染色體可進入同一個卵細胞,B正確;
C、不考慮同源染色體互換,可能是卵原細胞減數(shù)第一次分裂21號染色體分離異常,C正確。
D、不考慮同源染色體互換,患兒含有三個不同的等位基因,不可能是卵原細胞減數(shù)第二次分裂21號染色體分離異常,D錯誤。
故選:D。
【點評】本題結(jié)合電泳圖譜與材料分析考查減數(shù)分裂與染色體變異等知識,要求學生掌握減數(shù)分裂與染色體變異的基礎知識,能夠準確獲取題干、題圖信息,再結(jié)合所學知識對選項進行分析判斷。
(2022?中原區(qū)校級模擬)某果蠅基因型為AaBb,其某個卵原細胞中的一對同源染色體如圖所示,圖中字母表示基因。下列敘述正確的是( )
A.圖中變異不會改變DNA中堿基對的種類、數(shù)目和排列順序
B.圖中變異不會改變細胞中基因的種類和數(shù)目
C.該卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂將產(chǎn)生四種基因型的卵細胞
D.基因突變具有不定向性,A基因可能突變?yōu)閍、B或b基因
【分析】分析題圖:表示果蠅某個卵原細胞中的一對同源染色體,根據(jù)基因組成及染色體顏色可知,減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換。
【解答】解:A、圖中變異為交叉互換型基因重組,改變了DNA中堿基對的種類、數(shù)目和排列順序,A錯誤;
B、題圖中變異為交叉互換,屬于基因重組,該變異不改變細胞中基因的種類和數(shù)目,B正確;
C、該卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂將產(chǎn)生四種基因型的子細胞,但卵細胞只有一個,只能有一種,C錯誤;
D、基因突變具有不定向性,但基因只能突變?yōu)槠涞任换颍虼薃基因可能突變?yōu)閍,但不能突變?yōu)锽或b基因,D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查減數(shù)分裂和基因重組的相關知識,意在考查學生的識圖能力和判斷能力,運用所學知識綜合分析問題的能力。
減數(shù)分裂與可遺傳變異的關系
1.減數(shù)分裂與基因突變
在減數(shù)第一次分裂前的間期,DNA分子復制過程中,若復制出現(xiàn)差錯,則會引起基因突變,可導致姐妹染色單體上含有等位基因,這種突變能通過配子傳遞給下一代,如下圖所示。
2.減數(shù)分裂與基因重組
(1)非同源染色體上的非等位基因自由組合導致基因重組(自由組合定律)。在減數(shù)第一次分裂后期,可因同源染色體分離,非同源染色體自由組合而出現(xiàn)基因重組,如下圖中A與B或A與b組合。
(2)同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換導致基因重組。在減數(shù)第一次分裂的四分體時期,可因同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換而導致基因重組,如原本A與B組合、 a與b組合,經(jīng)重組可導致A與b組合、a與B組合。
減數(shù)分裂與可遺傳變異的關系
3.減數(shù)分裂與染色體變異
如果減數(shù)第一次分裂異常,則所形成的配子全部不正常;如果減數(shù)第二次分裂中的一個次級精母細胞分裂異常,則所形成的配子有的正常,有的不正常,如下圖所示:
4.XXY與XYY異常個體成因分析
(1)
(2)XYY成因:父方減Ⅱ異常,即減Ⅱ后期Y染色體著絲點分裂后兩條Y染色體進入同一精細胞。
(2022?石家莊三模)人類Y染色體末端的SRY基因能激活睪酮合成相關基因的表達,使睪酮在5α﹣還原酶的作用下轉(zhuǎn)化為二氫睪酮,促使未分化的性腺發(fā)育成睪丸。下列敘述不正確的是( )
A.5α﹣還原酶合成缺陷可能導致男性患有不育癥
B.男性次級精母細胞中SRY基因的個數(shù)可能是0個或2個
C.XYY男性染色體形成可能是由于父方減數(shù)第一次分裂異常所致
D.若男性的Y染色體末端片段移接到常染色體上,不會影響XY染色體的聯(lián)會
【分析】題干分析:SRY基因位于Y染色體上,其表達的睪丸決定因子(TDF)可以激活睪酮合成相關基因(SOX9基因)的表達,隨后睪酮在5α﹣還原酶的作用下轉(zhuǎn)化為二氫睪酮,促使未分化的性腺發(fā)育成睪丸,從而最終表現(xiàn)為雄性。
【解答】解:A、5α﹣還原酶合成缺陷,則睪酮不能轉(zhuǎn)化為二氫睪酮,因而不能促使未分化的性腺發(fā)育成睪丸,最終可能導致男性患有不育癥,A正確;
B、SRY基因位于Y染色體末端,在減數(shù)第一次分裂過程中,X與Y染色體分離,所以男性次級精母細胞中SRY基因的個數(shù)可能是0個或1個或2個,B正確;
C、XYY男性染色體異常是父親減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生異常,產(chǎn)生含YY的精細胞所致,然后與正常卵細胞結(jié)合形成含XYY的受精卵發(fā)育而來的,C錯誤;
D、SRY基因位于Y染色體末端,X染色體上沒有,若男性的Y染色體末端片段移接到常染色體上,不會影響XY染色體同源區(qū)段的聯(lián)會,D正確。
故選:C。
【點評】本題考查減數(shù)分裂、伴性遺傳和染色體變異的相關知識,理解題干信息并能結(jié)合伴性遺傳進行分析、準確判斷各選項是解答本題的關鍵。
(2022?襄城區(qū)校級模擬)某作物的F1自交形成自交胚的過程如圖1中途徑1(以兩對同源染色體為例)。改造F1相關基因,獲得N植株,該植株在形成配子時,有絲分裂替代減數(shù)分裂,其卵細胞不能受精,直接發(fā)育成克隆胚,過程如圖1中途徑2。圖2表示上述兩途徑細胞正常分裂過程中,不同時期細胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關系。下列相關敘述錯誤的是( )
A.圖1中,與途徑1相比,途徑2形成精子過程中,不會發(fā)生的變異類型是基因重組
B.途徑1和途徑2形成精子過程中,細胞內(nèi)染色體數(shù)最多分別為4、8
C.若考慮n對獨立遺傳的等位基因,則理論上,克隆胚與N植株基因型相同的概率是100%
D.途徑2形成精子或卵細胞過程中,可對應于圖2中的時期有時期Ⅱ和時期Ⅲ
【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知,可以通過兩條途徑獲得F1的優(yōu)良性狀,途徑1為正常情況下F1自交獲得具有優(yōu)良性狀的子代,途徑2中先對M植株進行基因改造,再誘導其進行有絲分裂而非減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細胞,導致其卵細胞含有與N植株體細胞一樣的遺傳信息,再使得未受精的卵細胞發(fā)育成克隆胚,該個體與N植株的遺傳信息一致。
【解答】解:A、途徑2中N植株通過有絲分裂替代減數(shù)分裂,而有絲分裂過程中不發(fā)生基因重組,所以形成配子時不會發(fā)生基因重組,A正確;
B、由于途徑2中N植株通過有絲分裂替代減數(shù)分裂,所以途徑1和途徑2形成精子過程中,細胞內(nèi)染色體數(shù)最多分別為4、8,B正確;
C、克隆胚的形成相當于無性繁殖過程,子代和N植株遺傳信息一致,故克隆胚與N植株基因型相同的概率是100%,C正確;
D、途徑2形成精子或卵細胞過程為有絲分裂,圖中時期Ⅰ為有絲分裂后期,時期Ⅲ為有絲分裂末期或間期,D錯誤。
故選:D。
【點評】結(jié)合題意和圖示分析獲得具有優(yōu)良性狀的個體的兩條途徑是解題關鍵,途徑1獲得子代的本質(zhì)為有性生殖,途徑2獲得子代的本質(zhì)為無性生殖。
比較項目
有絲分裂
減數(shù)分裂
染色體復制
間期
減Ⅰ前的間期
同源染色體的行為
聯(lián)會與四分體
無同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象、不形成四分體,非姐妹染色單體之間沒有交叉互換現(xiàn)象
出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象、形成四分體,同源染色體的非姐妹染色單體之間常常有交叉互換現(xiàn)象
分離與組合
也不出現(xiàn)同源染色體分離,非同源染色體自由組合
出現(xiàn)同源染色體分離,非同源染色體自由組合
著絲點的行為
中期位置
赤道板
減Ⅰ在赤道板兩側(cè),減Ⅱ在赤道板上
斷裂
后期
減Ⅱ后期

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