第1节 减数分裂和受精作用
第1课时 减数分裂
基础巩固
1.下列有关同源染色体和四分体的叙述,正确的有( )。
①每个四分体包含4条染色单体 ②一条来自父方,一条来自母方的染色体为同源染色体 ③四分体时期可发生互换现象 ④只有减数分裂Ⅰ时期形成四分体 ⑤有丝分裂前期不存在同源染色体
A.二项 B.三项
C.四项 D.五项
1.B 【解析】每个四分体包含4条染色单体,①正确;一条来自父方,一条来自母方的染色体不一定是同源染色体,只有在减数分裂Ⅰ的前期能够配对的染色体才是同源染色体,②错误;四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体可发生互换现象,③正确;只有减数分裂Ⅰ时期同源染色体两两配对才形成四分体,④正确;有丝分裂是体细胞的分裂方式,体细胞中存在同源染色体,因此有丝分裂前期的细胞中存在同源染色体,⑤错误。综上所述,共有三项是正确的。
2.下列是减数分裂过程中的几个步骤,正确的顺序是( )。
①形成四分体 ②同源染色体分离 ③染色体互换 ④细胞质分离 ⑤联会 ⑥染色体复制 ⑦染色单体分离 ⑧着丝粒分裂
A.②①③④⑤⑧⑥⑦④
B.④⑥③②⑧⑤⑦①④
C.⑥⑤①③②④⑧⑦④
D.⑥⑤③⑧④⑦②①③
2.C 【解析】减数分裂过程包括减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。在时间顺序上依次是减数分裂前的间期:染色体复制(⑥)。减数分裂Ⅰ:联会(⑤)、形成四分体(①)、染色体互换(③)、同源染色体分离(②)和细胞质分离(④)。减数分裂Ⅱ:着丝粒分裂(⑧)、染色单体分离(⑦)和细胞质分离(④)。
3.下图甲表示某精子,图乙中不属于该精子形成过程中的细胞分裂图的是( )。
3.B 【解析】B中移向同一极的非同源染色体只有一条与精子的染色体相同,因此B不属于该精子形成过程中的细胞分裂图。
4.下图表示高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体(a)、染色单体(b)、核DNA(c)三者之间的数量关系。正常情况下,此时期细胞内不可能发生( )。
A.染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
B.存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N
C.同源染色体联会,非姐妹染色单体互换片段
D.无同源染色体联会,着丝粒排列在赤道板上
4.B 【解析】 从题图中可看出,该细胞的每条染色体含有两条姐妹染色单体,可能处于有丝分裂前、中期,以及减数分裂Ⅰ时期和减数分裂Ⅱ前、中期。在减数分裂Ⅰ的后期同源染色体分离,即染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,A不符合题意;若细胞中某一极的染色体数目为2N,则该细胞处于有丝分裂后期,无染色单体,B符合题意;在减数分裂Ⅰ的四分体时期发生同源染色体联会,此时可能出现同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换,C不符合题意;若该细胞进行的是有丝分裂,则不会出现同源染色体联会现象,在有丝分裂的中期着丝粒排列在赤道板上,D不符合题意。
5.下列关于“观察细胞减数分裂”实验的叙述,错误的是( )。
A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂
B.为了清晰地观察到染色体,可用甲紫溶液染色处理
C.观察果蝇精母细胞减数分裂的装片,可观察到染色体形态不同但数目相同的细胞
D.利用洋葱根尖制成的装片,能观察到同源染色体联会的现象
5.D 【解析】蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞都可以进行减数分裂,所以可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂,A正确;染色体易被碱性染料染成深色,因此使用甲紫溶液染色有利于清晰地观察染色体,B正确;减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体形态不同,但染色体数目相同,C正确;洋葱根尖只进行有丝分裂,不会出现减数分裂特有的同源染色体联会的现象,D错误。
6.在同一种生物减数分裂过程中,减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目之比和核DNA含量之比分别是( )。
A.2∶1和2∶1
B.1∶1和2∶1
C.4∶1和4∶1
D.4∶1和2∶1
6.B 【解析】减数分裂前的间期进行染色体复制,故减数分裂Ⅰ中核DNA含量加倍,但染色体数目不变;减数分裂Ⅰ结束后,染色体数目和核DNA含量均减半,减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离,染色体数目暂时加倍,核DNA含量不变,故减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目之比和核DNA含量之比分别是1∶1和2∶1。
7.下图表示某哺乳动物正在进行分裂的细胞,下列关于此图的说法,正确的是( )。
A.该细胞是次级精母细胞,处于减数分裂Ⅱ后期
B.该细胞含有2对同源染色体、4个核DNA分子、0条染色单体
C.该细胞正在进行同源染色体分离和非同源染色体的自由组合
D.该细胞分裂后形成的两个细胞,其中一个是极体
7.D 【解析】该细胞处于减数分裂Ⅱ后期,且细胞质不均等分裂,是次级卵母细胞,A错误;该细胞不含同源染色体,含有4条染色体、4个核DNA分子,不含染色单体,B错误;图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期,而同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,C错误;该细胞为次级卵母细胞,其分裂后形成一个卵细胞和一个极体,D正确。
8.初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ正常,在减数分裂Ⅱ时有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应是( )。
A.两者产生的配子全部不正常
B.前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子都不正常
C.两者都只产生一半不正常的配子
D.前者产生的配子都不正常,后者只产生一半不正常的配子
8.D 【解析】一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的两个次级精母细胞均不正常(一个次级精母细胞多一条染色体,另一个次级精母细胞少一条染色体),因此这两个次级精母细胞形成的四个精细胞均不正常。另一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ正常,在减数分裂Ⅱ时,有一个次级精母细胞的一条染色体的姐妹染色单体没有分开,则这个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞均不正常,而另一个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞均正常。
9.精子和卵细胞形成的区别不包括( )。
A.一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞
B.一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个第一极体
C.一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个第二极体
D.卵细胞形成的过程中不出现四分体
9.D 【解析】在精子形成的过程中,一个初级精母细胞经过减数分裂Ⅰ形成两个大小相同的次级精母细胞,每个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ最终形成两个精细胞。卵细胞形成的过程中,一个初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ形成一个次级卵母细胞和一个第一极体,次级卵母细胞经过减数分裂Ⅱ形成一个卵细胞和一个第二极体。卵细胞和精子形成过程中都会出现四分体。
10.下图表示某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞,请据图回答下列问题:
A B C D E
(1)图中A~E细胞中具有同源染色体的细胞有 (用字母表示)。
(2)B细胞中有核DNA分子 个,其子细胞名称为 。
(3)D细胞所处的分裂时期是 ,D细胞的名称为 。
(4)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是 (用图中字母和箭头表示)。
10.(1)A、B、D (2)8 体细胞 (3)减数分裂Ⅰ后期 初级精母细胞 (4)A→D→C→E
【解析】(1)同源染色体是大小和形状基本相同、来源不同的染色体,图中染色体的颜色不同,代表来源不同,A~E细胞中具有同源染色体的细胞有A、B、D。(2)有染色单体存在时,核DNA分子数和染色单体数相同,没有染色单体时,核DNA分子数与染色体数相同,故B细胞中有8个核DNA分子。B细胞处于有丝分裂后期,其子细胞为体细胞。(3)D细胞中的同源染色体分离,处于减数分裂Ⅰ后期,含有两对同源染色体,且细胞质均等分裂,故为初级精母细胞。(4)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是A→D→C→E。
拓展提升
11.分析下图,有关叙述错误的是( )。
A.该细胞为减数分裂Ⅰ中期的动物细胞
B.④中的①和③在减数分裂Ⅱ后期分开
C.细胞中含有两对同源染色体,其中④和⑦为一对同源染色体
D.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体
11.D 【解析】图示细胞有中心体,无细胞壁,且同源染色体排列在赤道板两侧,所以为减数分裂Ⅰ中期的动物细胞,A正确;姐妹染色单体在减数分裂Ⅱ后期分开,B正确;⑤和⑥,④和⑦分别为两对同源染色体,C正确;图示细胞在后期时,移向同一极的是非同源染色体,D错误。
12.下图表示一对同源染色体,A、a和B、b是位于其上的等位基因,下列说法正确的是( )。
A.该图表示姐妹染色单体间发生了互换
B.该图是在光学显微镜下观察绘制而成的
C.B与b的分离仅发生在减数分裂Ⅰ
D.A与a的分离仅发生在减数分裂Ⅰ
12.C 【解析】从图中可以看出,同源染色体上非姐妹染色单体之间发生了互换,A错误;染色体互换在光学显微镜下观察不到,B错误;B和b这对等位基因的分离仅发生在减数分裂Ⅰ后期,C正确;两条染色体上都具有A与a基因,因此A与a的分离发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期,D错误。
13.下列有关细胞减数分裂、染色体、DNA的叙述,不正确的是( )。
A.高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞,正常分裂后产生的子细胞仅有次级精母细胞和精细胞两种
B.同种生物的次级精母细胞的核DNA分子数与神经细胞的核DNA分子数相同
C.同种生物体内处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中的染色体数目等于神经细胞中的染色体数目
D.任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目都与着丝粒数目相同
13.A 【解析】动物性腺中的细胞既有进行减数分裂的,也有进行有丝分裂的,故高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞产生的子细胞不只有次级精母细胞和精细胞,还应该有精原细胞。
14.图甲为某高等动物体内细胞分裂示意图,图乙为细胞分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。请分析并回答下列问题:
(1)该动物的性别为 ,判断依据是 。
(2)图甲的细胞①②③中,处于图乙BC段的是 ,细胞③中有同源染色体 对,姐妹染色单体 条。
(3)图乙中CD段产生的原因是 ,D点时细胞内核DNA分子数与C点时的 (填“相同”或“不相同”)。
14. (1)雌性 细胞②不均等分裂 (2)①③ 0 4 (3)着丝粒分裂,姐妹染色单体分开 相同
【解析】(1)图甲中细胞②不均等分裂,说明该动物的性别为雌性。(2)图乙BC段表示每条染色体含有2个DNA分子,对应图甲的细胞①③;细胞③中不含同源染色体,含有2条染色体,4条姐妹染色单体。(3)图乙中CD段产生的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;D点时细胞内核DNA分子数与C点时相同。
挑战创新
15.环磷酸腺苷(cAMP)是一种细胞内的信号分子。研究表明,cAMP对哺乳动物初级卵母细胞完成减数分裂Ⅰ有抑制作用,大致机理如图甲所示。请回答:
(1)人的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期应含有 个四分体,经减数分裂Ⅰ形成的子细胞为 。cAMP抑制哺乳动物减数分裂Ⅰ的原理是 。
(2)在胚胎时期,女性体内的卵原细胞就已发育成初级卵母细胞,但初级卵母细胞分裂停滞,该过程需要 (填“信号分子1”或“信号分子2”)的调控。进入青春期后女性的初级卵母细胞解除分裂抑制的原理是 。
(3)初级卵母细胞的分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环,cAMP抑制减数分裂Ⅰ是因为影响了缢缩环。在诱导小鼠的初级卵母细胞恢复分裂后,再加入两种特异性药物(药物H和药物F),观察初级卵母细胞分裂的情况,结果如图乙所示。根据上述结果推测,药物H可能有 (填“促进”或“抑制”)酶P的作用;药物F可能有 (填“激活”或“抑制”)酶A的作用。cAMP抑制减数分裂Ⅰ的原因除了阻止缢缩环的形成外,还可能改变缢缩环的 。
15.(1)23 次级卵母细胞和极体 cAMP可活化酶P,活化状态的酶P会抑制减数分裂Ⅰ (2)信号分子1 信号分子2作用于S2蛋白,通过G2蛋白抑制酶A,使细胞内的cAMP浓度降低,活化的酶P减少,从而解除了对减数分裂的抑制作用 (3)抑制 激活 位置
【解析】分析图甲:信号分子2作用于S2蛋白,通过G2蛋白抑制酶A,细胞内的cAMP浓度降低,活化的酶P减少,解除了对减数分裂Ⅰ的抑制作用。分析图乙:只加入药物F时,没有完成减数分裂Ⅰ的细胞增多,且此时产生两个体积相近的细胞;只加入药物H时,没有完成减数分裂Ⅰ的细胞减少。(1)人体含有23对同源染色体,而一个四分体就是一对联会的同源染色体,因此人的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期应含有23个四分体;初级卵母细胞减数分裂Ⅰ形成的子细胞为次级卵母细胞和极体;通过图示可知,cAMP可以活化酶P,酶P抑制了减数分裂Ⅰ。(2)通过图示可知,信号分子1与S1蛋白结合,激活G1蛋白,G1蛋白激活酶A,酶A催化ATP水解产生cAMP,cAMP活化酶P,活化状态的酶P抑制减数分裂Ⅰ,所以在胚胎时期,女性体内的卵原细胞就已发育成初级卵母细胞,但初级卵母细胞分裂停滞,该过程需要信号分子1的调控。进入青春期后,信号分子2作用于S2蛋白,通过G2蛋白抑制酶A,使细胞内的cAMP浓度降低,活化的酶P减少,从而解除了对减数分裂Ⅰ的抑制作用。(3)根据图中结果可知,只加入药物H与两种药物都没加的对比,没有完成减数分裂Ⅰ的细胞减少,说明药物H特异性抑制酶P,进而促进减数分裂;只加入药物F与两种药物都没加的对比,没有完成减数分裂Ⅰ的细胞增多,且此时产生两个体积相近的细胞,说明药物F特异性激活酶A,催化ATP脱去两个磷酸基团并发生环化形成cAMP,抑制减数分裂Ⅰ。初级卵母细胞由于细胞质不均等分裂会形成体积不相等的两个细胞。由图乙实验结果可知,只加入药物F时,会导致部分细胞进行均等分裂产生两个体积相近的细胞。由此可知cAMP可能改变缢缩环的位置。第1节 减数分裂和受精作用
第1课时 减数分裂
基础巩固
1.下列有关同源染色体和四分体的叙述,正确的有( )。
①每个四分体包含4条染色单体 ②一条来自父方,一条来自母方的染色体为同源染色体 ③四分体时期可发生互换现象 ④只有减数分裂Ⅰ时期形成四分体 ⑤有丝分裂前期不存在同源染色体
A.二项 B.三项
C.四项 D.五项
2.下列是减数分裂过程中的几个步骤,正确的顺序是( )。
①形成四分体 ②同源染色体分离 ③染色体互换 ④细胞质分离 ⑤联会 ⑥染色体复制 ⑦染色单体分离 ⑧着丝粒分裂
A.②①③④⑤⑧⑥⑦④
B.④⑥③②⑧⑤⑦①④
C.⑥⑤①③②④⑧⑦④
D.⑥⑤③⑧④⑦②①③
3.下图甲表示某精子,图乙中不属于该精子形成过程中的细胞分裂图的是( )。
4.下图表示高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体(a)、染色单体(b)、核DNA(c)三者之间的数量关系。正常情况下,此时期细胞内不可能发生( )。
A.染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
B.存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N
C.同源染色体联会,非姐妹染色单体互换片段
D.无同源染色体联会,着丝粒排列在赤道板上
5.下列关于“观察细胞减数分裂”实验的叙述,错误的是( )。
A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂
B.为了清晰地观察到染色体,可用甲紫溶液染色处理
C.观察果蝇精母细胞减数分裂的装片,可观察到染色体形态不同但数目相同的细胞
D.利用洋葱根尖制成的装片,能观察到同源染色体联会的现象
6.在同一种生物减数分裂过程中,减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目之比和核DNA含量之比分别是( )。
A.2∶1和2∶1
B.1∶1和2∶1
C.4∶1和4∶1
D.4∶1和2∶1
7.下图表示某哺乳动物正在进行分裂的细胞,下列关于此图的说法,正确的是( )。
A.该细胞是次级精母细胞,处于减数分裂Ⅱ后期
B.该细胞含有2对同源染色体、4个核DNA分子、0条染色单体
C.该细胞正在进行同源染色体分离和非同源染色体的自由组合
D.该细胞分裂后形成的两个细胞,其中一个是极体
8.初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ正常,在减数分裂Ⅱ时有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应是( )。
A.两者产生的配子全部不正常
B.前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子都不正常
C.两者都只产生一半不正常的配子
D.前者产生的配子都不正常,后者只产生一半不正常的配子
9.精子和卵细胞形成的区别不包括( )。
A.一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞
B.一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个第一极体
C.一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个第二极体
D.卵细胞形成的过程中不出现四分体
10.下图表示某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞,请据图回答下列问题:
A B C D E
(1)图中A~E细胞中具有同源染色体的细胞有 (用字母表示)。
(2)B细胞中有核DNA分子 个,其子细胞名称为 。
(3)D细胞所处的分裂时期是 ,D细胞的名称为 。
(4)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是 (用图中字母和箭头表示)。
拓展提升
11.分析下图,有关叙述错误的是( )。
A.该细胞为减数分裂Ⅰ中期的动物细胞
B.④中的①和③在减数分裂Ⅱ后期分开
C.细胞中含有两对同源染色体,其中④和⑦为一对同源染色体
D.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体
12.下图表示一对同源染色体,A、a和B、b是位于其上的等位基因,下列说法正确的是( )。
A.该图表示姐妹染色单体间发生了互换
B.该图是在光学显微镜下观察绘制而成的
C.B与b的分离仅发生在减数分裂Ⅰ
D.A与a的分离仅发生在减数分裂Ⅰ
13.下列有关细胞减数分裂、染色体、DNA的叙述,不正确的是( )。
A.高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞,正常分裂后产生的子细胞仅有次级精母细胞和精细胞两种
B.同种生物的次级精母细胞的核DNA分子数与神经细胞的核DNA分子数相同
C.同种生物体内处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中的染色体数目等于神经细胞中的染色体数目
D.任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目都与着丝粒数目相同
14.图甲为某高等动物体内细胞分裂示意图,图乙为细胞分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。请分析并回答下列问题:
(1)该动物的性别为 ,判断依据是 。
(2)图甲的细胞①②③中,处于图乙BC段的是 ,细胞③中有同源染色体 对,姐妹染色单体 条。
(3)图乙中CD段产生的原因是 ,D点时细胞内核DNA分子数与C点时的 (填“相同”或“不相同”)。
挑战创新
15.环磷酸腺苷(cAMP)是一种细胞内的信号分子。研究表明,cAMP对哺乳动物初级卵母细胞完成减数分裂Ⅰ有抑制作用,大致机理如图甲所示。请回答:
(1)人的初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ前期应含有 个四分体,经减数分裂Ⅰ形成的子细胞为 。cAMP抑制哺乳动物减数分裂Ⅰ的原理是 。
(2)在胚胎时期,女性体内的卵原细胞就已发育成初级卵母细胞,但初级卵母细胞分裂停滞,该过程需要 (填“信号分子1”或“信号分子2”)的调控。进入青春期后女性的初级卵母细胞解除分裂抑制的原理是 。
(3)初级卵母细胞的分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环,cAMP抑制减数分裂Ⅰ是因为影响了缢缩环。在诱导小鼠的初级卵母细胞恢复分裂后,再加入两种特异性药物(药物H和药物F),观察初级卵母细胞分裂的情况,结果如图乙所示。根据上述结果推测,药物H可能有 (填“促进”或“抑制”)酶P的作用;药物F可能有 (填“激活”或“抑制”)酶A的作用。cAMP抑制减数分裂Ⅰ的原因除了阻止缢缩环的形成外,还可能改变缢缩环的 。
