(1)减数分裂和受精作用
——高一生物学苏教版(2019)必修二期末易错题集训
【易错点分析】
1.减数分裂与有丝分裂的区别
(1)减数分裂只发生在有性生殖细胞形成过程中的某个阶段。
(2)减数分裂前染色体只复制一次,减数分裂时细胞连续分裂两次,产生四个子代细胞,结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。
(3)减数分裂过程中会出现同源染色体配对(联会),而同源染色体非姐妹染色单体之间还会发生交换和重组。
5.观察植物细胞的减数分裂:观察植物细胞减数分裂的材料很多,常用的是花药中的花粉母细胞。
6.减数分裂概念:进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。
2.染色体和染色单体
(1)染色体:每条染色体都具有1个着丝粒,染色体(着丝粒不位于端部时)的形态一般有两种:不存在染色单体的棒状(“/”或“”),存在染色单体的叉状(“×”或“”)。
(2)染色单体:染色体复制后、着丝粒分裂前具有的一种物质,此时,一条染色体上有两条染色单体;同一条染色体上的染色单体互为姐妹染色单体(如图2中的a与a′、b与b′等),同源染色体上的染色单体互为非姐妹染色单体(如图2中的a与b、a与b′等)。
3.同源染色体和四分体
(1)同源染色体:减数分裂过程中联会的两条染色体,它们形状、大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方(如图2中的A和B、C和D)。
(2)四分体:联会后的一对同源染色体中含四条染色单体,称为四分体。即1个四分体=1对同源染色体(2条染色体)=4条染色单体=4个DNA分子。
4.染色体数=着丝粒数;只有在染色体形态为“×”状态时,才存在染色单体;对细胞染色体数为2n的生物来讲,正常的体细胞中都存在成对的同源染色体,但仅在减数分裂过程中才会出现联会现象。
5.精子和卵细胞形成过程的区别
精子的形成过程 卵细胞的形成过程
相同点 染色体的行为变化相同:在减数分裂前染色体复制,在减数分裂Ⅰ时同源染色体联会,形成四分体,非姐妹染色单体交换,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数分裂Ⅰ结束后染色体数目减半;减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
不同点 场所 睾丸 卵巢
细胞质分裂 均等分裂 主要是不均等分裂
子细胞数目 1个精原细胞→4个精子 1个卵原细胞→1个卵细胞+3个极体(消失)
是否变形 是 否
6.配子种类分析
(1)具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的交换)
配子来源 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
1个精原细胞 2n种 2种
1个次级精母细胞 1种 1种
1个雄性个体 2n种 最多2n种
1个卵原细胞 2n种 1种
1个次级卵母细胞 1种 1种
1个雌性个体 2n种 最多2n种
(2)配子来源的判断方法(以精细胞为例)
配子染色体特点 来源 简记方法
两精细胞染色体完全相同 同一次级精母细胞 同为同一次
两精细胞染色体“互补” 同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞 补为同一初
两精细胞染色体有的相同,有的“互补” 同一个体的不同精原细胞 同、补同一体
(3)四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交换
①发生染色体交换后,含一对同源染色体的一个精原细胞能产生4个精子,且为4种类型,比不发生交叉互换时增加2种类型。
②相同情况下,含一对同源染色体的一个卵原细胞能产生4个子细胞(3个为极体,1个为卵细胞),且为4种类型。
7.减数分裂异常情况分析
(1)减数第一次分裂发生差错
减数第一次分裂后期同源染色体分离。在染色体复制正常的情况下,如果一个初级精母细胞在减数第一次分裂时,有一对同源染色体不发生分离,会导致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。两个异常的次级精母细胞继续分裂(正常)最后产生四个异常的子细胞。
(2)减数第二次分裂发生差错
减数第二次分裂后期着丝粒分裂,染色单体分开,并分别移向细胞两极。若一个次级精母细胞中的一条染色体的姐妹染色单体分开后移向了同一极,那么由这个次级精母细胞形成的两个子细胞,一个多了一条染色体,一个少了一条染色体,即这两个子细胞都是异常的。
8.若某细胞在减数第一次分裂后期细胞质均等分裂,则该细胞一定为初级精母细胞;若某细胞在减数第二次分裂后期细胞质均等分裂,则该细胞可能是次级精母细胞,也可能是极体。
9.同源染色体的三个认识误区
(1)不要认为有丝分裂过程中不存在同源染色体,实际上有丝分裂过程中存在同源染色体,只是同源染色体不联会、不形成四分体,也没有同源染色体的分离过程。
(2)不要认为减数分裂过程中都存在同源染色体,实际上减数分裂Ⅰ过程中存在同源染色体,减数分裂Ⅱ过程中不存在同源染色体。
(3)不要认为同源染色体形态和大小都相同,实际上男性的两条性染色体形态和大小不同,但二者在减数分裂过程中能联会,为同源染色体。
【易错题训练】
1.如图是某二倍体动物不同分裂时期的细胞图像。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞有可能代表蛙红细胞
B.乙细胞含有两对同源染色体
C.丙细胞的子细胞为卵细胞、极体
D.丁细胞发生A和a、B和b这两对等位基因的分离
2.如图表示细胞分裂某时期一对同源染色体示意图,下列说法错误的是( )
A.图示包括1个四分体、2条染色体、4条染色单体
B.图示两条染色体通常出现在同一次级精(卵)母细胞中
C.图示3和4互为姐妹染色单体,1和3互为非姐妹染色单体
D.非姐妹染色单体之间发生互换增加了配子多样性
3.某雄蝗虫的基因型为AaXBY,用3种不同颜色的荧光素分别标记该蝗虫一个初级精母细胞中的A、a、B基因,再检测减数分裂各时期细胞的荧光标记。下列判断不正确的是( )
A.减数第一次分裂后期细胞中存在三种颜色荧光点
B.减数第一次分裂产生的两个子细胞中均有三个荧光点
C.减数第二次分裂后期一个细胞中的荧光点数可能有2和4两种情况
D.减数第二次分裂后期可能出现一个细胞中有三种颜色荧光点
4.下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述,错误的是( )
A.用红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作染色体,两种颜色分别表示来自不同亲本
B.将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来,小块橡皮泥代表着丝粒
C.演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合,最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条
D.该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的互换
5.一个基因型为AaBb的精原细胞,进行了如图所示的生命历程。下列相关叙述正确的是( )
A.图中曲线甲表示染色体数目变化,乙表示核DNA数量变化
B.图中ab段和cd段形成的原因相同,均为着丝粒分裂所致
C.若不考虑突变,则该精原细胞最多形成两种类型的精细胞
D.减数分裂维持了亲子代遗传的稳定性,受精作用增加了子代的多样性
6.如图是厚轴茶花粉母细胞减数分裂显微照片,其中①-④为正常分裂图像,⑤中姐妹染色单体连接在一起形成了“染色体桥”结构。下列叙述错误的是( )
A.细胞减数分裂的排序是③→④→①→②
B.图①、③和④的细胞中均含姐妹染色单体
C.图④细胞通过非姐妹染色单体交换发生基因重组
D.图⑤中“染色体桥”随机断裂将导致染色体结构变异
7.某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数目和核DNA数目,结果如图。下列分析正确的是( )
A.细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离
B.细胞d、e、f中都可能发生同源染色体联会
C.细胞b和细胞c中都含有同源染色体
D.细胞a经过间期可变成细胞b
8.用红色、黄色两种橡皮泥和白纸建构细胞分裂模型(2对同源染色体),以下说法错误的是( )
A.用不同颜色表示一对同源染色体中的两条染色体来源不同
B.若模拟有丝分裂,则子上裂前期含有4条黄色染色单体
C.若模拟减数分裂,模拟过程中应该让长度不同、颜色相同的两条染色体联会配对
D.模拟减数分裂Ⅰ后期时,细胞同极的橡皮泥颜色不一定相同
9.某哺乳动物细胞分裂过程中染色体数量变化的局部图如图。下列有关叙述正确的是( )
A.ab段细胞中一定有姐妹染色单体和同源染色体
B.cd段细胞中染色体数是体细胞中染色体数的两倍
C.减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
D.精卵结合形成的受精卵中,遗传物质一半来自父方,一半来自母方
10.图1为某哺乳动物(2N)细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化曲线,图2为减数分裂过程中出现的黏连复合蛋白(REC8和RAD21L).下列有关叙述正确的是( )
A.若为有丝分裂,则细胞板和纺锤体都只出现于图1中CD时期
B.若为减数分裂,则图1只有BC时期的细胞中有两个染色体组
C.RAD21L水解以及同源染色体分离都会发生在图1中BC时期
D.图1中BC和CD时期的细胞均发生黏连复合蛋白REC8的水解
11.如图为某二倍体(2n)动物细胞在分裂过程不同阶段(不连续)单个细胞的核DNA分子、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法正确的是( )
A.乙→丙和丙→甲主要变化均为着丝粒分裂
B.处于丁和戊时期的细胞不一定存在同源染色体
C.染色体互换可发生在戊时期,DNA复制可发生在丙→戊过程中
D.丙可以表示减数分裂Ⅱ后期,甲只能代表精子或卵细胞
12.如图是雌果蝇(2N=8)细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化,据图可得出的结论,正确的是( )
A.图中染色体复制了3次,细胞分裂了4次,细胞融合了1次
B.CD、GH、MN三个区段中细胞中核DNA数目都是染色体数目的2倍
C.LM、NO区段中染色体数目暂时加倍,都是着丝粒分裂的结果
D.含有4条染色体的区段只有KL段
13.图甲、乙、丙是某二倍体高等动物(2N=4)体内发生的细胞分裂模式图,图丁为某一时刻部分染色体行为的示意图。不考虑细胞发生基因突变和染色体变异,下列叙述正确的是( )
A.若A基因在图甲1号染色体上,则a基因在5号染色体上
B.图乙细胞表示极体,细胞内无同源染色体
C.图丙细胞含有4条染色体、2对同源染色体、6条姐妹染色单体
D.图丁中等位基因A与a、B与b的分离只能发生在减数分裂I
14.如图表示一个细胞进行细胞分裂过程中,细胞核内染色体数目及核DNA分子数目的变化(设一个正常体细胞中的染色体数目为2N)。下列叙述正确的是( )
A.图中的实线可以表示整个细胞中DNA分子的数量变化
B.图中两曲线重叠的各段所在时期,每条染色体都不含姐妹染色单体
C.CF段的细胞发生同源染色体联会,并出现片段互换的现象
D.在AG段细胞中含有同源染色体,HQ段细胞中不含有同源染色体
15.如图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于细胞分裂不同时期的图像;乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线。
(1)图甲中不具有同源染色体的细胞有________。
(2)图甲中B、E细胞各含有________、________个染色体组;其中B细胞所处的分裂时期属于乙图中的阶段________ (填标号)。
(3)在细胞分裂过程中,姐妹染色单体分离发生在乙图中的________时期。(填标号)
(4)图丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解,其中②③细胞所处的分裂时期属于乙图中的________阶段(填标号)图丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系,图丁对应于图丙中的________ (填写①、②、③);细胞IV的基因型是________。
答案以及解析
1.答案:C
解析:蛙的红细胞以无丝分裂的方式增殖,A错误;乙细胞为次级卵母细胞,细胞中无同源染色体,B错误;由乙细胞分裂方式可知,该动物为雌性,丙细胞的子细胞为卵细胞、极体,C正确;由丁细胞染色体的着丝点排列方式及存在同源染色体可知,丁的分裂方式为有丝分裂,不发生同源染色体分离和等位基因分离过程,D错误。
2.答案:B
解析:同源染色体在减数分裂I后期会分离,图示两条染色体为同源染色体,通常不会出现在同一次级精(卵)母细胞中,B错误。
3.答案:B
解析:A、减数第一次分裂后期染色体还没进入两个细胞,细胞中存在三种颜色荧光点,A正确;
B、正常情况下,减数第一次分裂后期移向同一极的染色体会含有2个A和Y、2个a和2个B,或者2个a和Y、2个A和2个B,可能出现1种颜色的2个荧光点或2种颜色的4个荧光点,B错误;
C、由于减数第一次分裂完成时细胞内有1种颜色的2个荧光点或2种颜色的4个荧光点,故减数第二次分裂后期一个细胞中的荧光点数可能有2和4两种情况,C正确;
D、若A与a所在的染色体片段发生交换,则次级精母细胞中可能同时出现1个A和1个a及2个B,可出现3种颜色的4个荧光位点,D正确。
4.答案:C
解析:A、该实验中,红色和黄色橡皮泥制作的两种染色体表示同源染色体,分别表示来自不同的亲本,A正确;
B、两条颜色、长度相同的染色体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来,代表一条染色体含有两条染色单体,小块橡皮泥代表着丝粒,B正确;
C、减数分裂过程中,为演示减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合,至少需要用橡皮泥先制作2条黄色和2条红色的染色单体;再用同样的方法制作2条黄色和2条红色的染色单体,但比上一次制作的长或短一些,C错误;
D、可将代表同源染色体的非姐妹染色单体的橡皮泥互换一部分,来模拟互换现象,D正确。
故选C。
5.答案:B
解析:由图可知,甲曲线表示核DNA数量的变化,乙曲线表示染色体数量的变化,A错误;图中b段和cd段均为着丝粒分裂导致的结果,B正确;若在减数分裂过程中发生染色体互换,则该精原细胞可产生四种类型的精子,C错误;通过减数分裂和受精作用才能保证亲子代细胞遗传的稳定性及增加后代的多样性,D错误。
6.答案:C
解析:从图像可知①-④的视野大小相同,①为减Ⅰ后,②为减Ⅱ末,③减Ⅰ前,④为减Ⅰ中,故A,B正确,C错误;⑤中“染色体桥”随机断裂会导致故将导致姐妹染色单体分离不均等出现染色体结构变异,故D正确。
7.答案:A
解析:A.c的核DNA含量为2n,染色体是2n,处于减数第二次分裂后期和末期细胞,g的核DNA含量为4n,染色体是4n,处于有丝分裂后期,细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离,A正确;
B.d、e的核DNA含量位于2n-4n之间,处于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期;f的核DNA含量为4n,染色体是2n,处于有丝分裂前、中期或减数第一次分裂。细胞d和e处于分裂间期,此时不会发生同源染色体的联会,细胞f处于减数第一次分裂,可能发生同源染色体联会,B错误;
C.细胞c处于减数第二次分裂后期和末期,b的核DNA含量为2n,染色体是n,处于减数第二次分裂前、中期,细胞b无同源染色体,C错误;
D.a的核DNA数目为n,是减数分裂形成的子细胞即精细胞,精细胞不会再进行分裂,D错误。
故选A。
8.答案:C
解析:在模拟减数分裂实验中,用两种颜色的橡皮泥制成的长度相同的染色体,可以表示一对同源染色体中的两条染色体来源不同,A正确;如果模拟有丝分裂,分裂前期有2条黄色染色体,每条染色体有2条姐妹染色单体,故含有4条黄色染色单体,B正确;长度相同、颜色不同的两条染色体代表同源染色体,在减数分裂Ⅰ中联会配对,C错误;减数分裂Ⅰ后期时,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞同极的橡皮泥颜色可能相同,也可能不同,D正确。
9.答案:C
解析:A、ab段若为减数第二次分裂的前期和中期,则细胞中不含有同源染色体,A错误;
B、若cd段为减数第二次分裂后期,则细胞中染色体数目与体细胞一样,B错误;
C、减数分裂使染色体数目减半,受精作用使精子卵细胞染色体融合,细胞中染色体数目恢复,两者有助于前后代体细胞染色体数目维持恒定,C正确;
D、受精卵中的细胞核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,而细胞质遗传物质几乎都来自母方,D错误。
故选C。
10.答案:C
解析:A、若图1为有丝分裂,CD段表示着丝粒分裂,处于有丝分裂的后期,而细胞板出现在有丝分裂的末期,纺锤体在前期形成,末期消失,A错误;
B、若图1为减数分裂,BC段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前中期,染色组可能是2和或者1个,减数第二次分裂的后末期也含有2个染色体组,B错误;
C、BC段表示有丝分裂的前期、中期、减数第一次分裂和减数第二次分裂的前中期,RAD2IL蛋白位于同源染色体非姐妹染色单体上,RAD2IL水解以及同源染色体分离都发生在减数第一次分裂的后期,都会发生在图1中BC时期,C正确;
D、REC8蛋白位于姐妹染色单体上,REC8蛋白水解发生在减数分裂第二次分裂的后期,即CD时期的细胞可发生黏连复合蛋白REC8的水解,但BC时期不会,D错误。
11.答案:C
解析:乙→丙表示由减数分裂Ⅱ中期到后期,发生的主要变化为着丝粒分裂,丙→甲表示减数分裂Ⅱ末期形成子细胞,所发生的主要变化是细胞质分裂,A错误;丁可表示有丝分裂后期和末期,戊可表示有丝分裂前期、中期和减数分裂Ⅰ,这些时期的细胞中都存在同源染色体,B错误;染色体互换发生在减数分裂Ⅰ前期,核DNA分子复制可发生在丙→戊过程中,导致核DNA分子数加倍并出现染色单体,C正确;丙可以表示减数分裂Ⅱ后期,甲可以表示精子、卵细胞或(第二)极体,D错误。
12.答案:A
解析:由题图可知,a阶段发生了一次有丝分裂,b阶段发生了一次减数分裂,c阶段发生了一次受精作用和一次有丝分裂,故该图中染色体复制了3次,细胞分裂了4次,细胞融合了1次,A正确。核DNA数目是染色体数目2倍的时期(即存在染色单体的时期)包括CD段前段(有丝分裂前期和中期)、GH段(减数分裂Ⅰ)、IJ段前段(减数分裂Ⅱ前期和中期)、MN段后段(分裂间期的G2期、有丝分裂前期和中期),B错误。LM区段表示受精作用,染色体数目加倍是精卵细胞融合的结果;NO区段中染色体数目暂时加倍,是着丝粒分裂的结果,C错误。果蝇体细胞中含有8条染色体,图中含有4条染色体(染色体数目减半)的区段有IJ(减数分裂Ⅱ前期和中期)和KL,D错误。
13.答案:B
解析:图甲细胞中着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,且含有同源染色体,因此处于有丝分裂后期:不考虑细胞发生基因突变和染色体变异,若图甲1号染色体上为A基因,则5号染色体上也为A基因,A错误。由图丙细胞的细胞质不均等分裂可知,该动物为雌性,图乙细胞内无同源染色体,且着丝粒分裂、染色体向细胞两极移动,处于减数分裂Ⅱ后期,细胞质均等分裂,可表示(第一)极体,B正确。图丙细胞同源染色体分离,移向细胞两极,处于减数分裂Ⅰ后期,细胞内含有4条染色体、2对同源染色体、8条姐妹染色单体,C错误。图丁中同源染色体上的非姐妹染色单体发生片段互换,等位基因A与a的分离发生在减数分裂I后期和减数分裂Ⅱ后期,D错误。
14.答案:B
解析:题图中的实线可以表示核DNA分子的数量变化,不能表示整个细胞中DNA分子的数量变化,A错误;题图中两曲线重叠的各段所在时期,染色体数等于核DNA分子数,每条染色体都不含姐妹染色单体,B正确;CF段包括分裂间期的G2期和有丝分裂的前期、中期、后期和末期,不可能发生同源染色体联会,C错误;HQ段中的HJ段细胞中含有同源染色体,D错误。
15.答案:(1)CEF
(2)4;1;⑥
(3)③⑥
(4)②③;②;aB
解析:(1)图C表示卵细胞(或极体),E、F表示次级卵母细胞(或极体),细胞C、E、F无同源染色体。
(2)B细胞处于有丝分裂后期,细胞中有4个染色体组,E细胞处于减数第二次分裂前期,细胞中有1个染色体组。乙图中⑤⑥⑦表示有丝分裂,B细胞对应图乙的⑥。
(3)姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期即图乙中的⑥和减数第二次分裂后期即图乙中的③。
(4)丙图中②③细胞处于减数第二次分裂过程中,对应图乙的②③阶段;图丁细胞胞质均等分裂,为第一极体,应对应图丙中的细胞②;由于图丁细胞的基因型为AAbb,因此③细胞的基因型为aaBB,则细胞IV的基因型是aB。