第20讲 减数分裂和受精作用
[课标要求]
1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
2.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。
3.活动:运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。
考点一 减数分裂的过程
1.减数分裂的相关概念
(1)减数分裂的概念。
(2)同源染色体。
提醒 ①形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后,姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同,但由于来源相同,因此不是同源染色体。
②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但不会联会,也不形成四分体。
(3)联会和四分体。
提醒 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个核DNA分子(有8条脱氧核苷酸链)。
(4)互换。
①时期: (四分体时期)。
②范围:同源染色体中 之间互换片段。
③图示。
④结果及意义:导致基因重组,产生多种配子,若不互换只产生AB、ab两种配子,若互换则可产生AB、ab、Ab和aB四种配子,产生可遗传的变异。
2.减数分裂的过程(以哺乳动物为例)
(1)精子的形成过程。
(2)比较精子和卵细胞形成过程的异同。
提醒 卵细胞形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂,极体均等分裂。
1.判断正误
(1)(必修2 P18问题探讨)果蝇常作为遗传学上的实验材料,是因为果蝇生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察。( )
(2)(必修2 P20正文)同源染色体是指细胞内形状和大小相同,一条来自父方、一条来自母方的两条染色体。( )
(3)(必修2 P20正文)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。( )
(4)(必修2 P23概念检测1)玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。( )
2.规范表达
(1)(必修2 P21 正文拓展)卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是
。
(2)(必修2 P23概念检测4改编)如图所示细胞为某雄性动物体内的正在进行细胞分裂的细胞,据图回答下列问题。
①图示细胞的名称为 ,判断的依据是
。
②图示细胞含有 个四分体,这个细胞分裂完成后,子细胞的染色体组成类型共有 种。
1.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ关键点比较
2.减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律(体细胞染色体数为2n)
(1)数量变化。
时期 项目 减数分 裂前的 间期 减数 分裂Ⅰ 减数分 裂Ⅱ前、 中期 减数分 裂Ⅱ 后期 减数 分裂Ⅱ 末期
染色体数 2n 2n→n n 2n 2n→n
核DNA数 2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n
(2)典型图示分析。
①甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞或第一极体;戊为性细胞或第二极体。
②染色体数目变化及原因。
a.减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分开后平均进入两个子细胞,染色体数目减半。
b.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,恢复到体细胞水平。
c.减数分裂 Ⅱ 末期,细胞一分为二,染色体数目减半。
③核DNA数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,核DNA数目加倍。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,核DNA数目减半。
c.减数分裂Ⅱ末期,细胞一分为二,核DNA数目再减半。
④染色单体数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,染色单体形成。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,染色单体数目减半。
c.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色单体消失。
⑤染色体数与核DNA数的比值的变化及原因。
1∶11∶21∶1
能力1 围绕减数分裂的相关概念,考查生命观念
1.(2024·河南郑州模拟)下列关于同源染色体的叙述,正确的是( )
[A] 减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,且可以发生姐妹染色单体的互换
[B] 在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
[C] 同源染色体相互分离时,细胞中染色体数/核DNA数的值不变
[D] 两条同源染色体上基因的种类和数目都相同
能力2 结合减数分裂过程中的相关结构和物质数量变化,考查科学思维
2.(2024·重庆联考)如图分别表示某雌性动物体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,以及细胞分裂图像,不考虑变异。下列相关说法错误的是( )
[A] a、b、c分别代表染色体、染色单体、核DNA
[B] 甲、乙、丙细胞分别对应图1的Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ
[C] 丙细胞经减数分裂可形成四种不同类型的卵细胞
[D] 减数分裂过程会出现Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程
考点二 配子的多样性与受精作用
1.配子中染色体组合多样性的原因
(1)减数分裂Ⅰ前期同源染色体的 的互换。
(2)减数分裂Ⅰ后期 的自由组合。
2.推断减数分裂产生配子的种类
(1)原始生殖细胞减数分裂产生配子的情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换)如图:
(2)具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑基因突变和互换)
项目 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
1个雄性个体 2n种
1个卵原细胞 2n种
1个雌性个体 2n种
3.受精作用
(1)概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为 的过程。
(2)实质:精子的细胞核与卵细胞的 相融合,使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果:受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目。
4.减数分裂与受精作用的意义
(1)保证了每种生物前后代 ,维持了生物遗传的稳定性。
(2)子代呈现多样性,有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
5.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
(1)目的要求。
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
(2)材料用具。
蝗虫精母细胞减数分裂装片, 。
(3)方法步骤。
1.判断正误
(1)(必修2 P27正文)受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方,一半来自母方。( )
(2)(必修2 P27正文)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。( )
(3)(必修2 P27正文)同一双亲后代的多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。( )
2.规范表达
(1)(必修2 P24探究·实践拓展)宜选用雄性个体生殖器官作为观察减数分裂实验材料的原因是 。
(2)(必修2 P24探究·实践拓展)若某生物体细胞的染色体数为2n,在精巢内能观察到染色体数为 的细胞分裂图像,原因是 。
能力3 结合遗传多样性,考查科学思维
3.(2024·福建福州模拟)每一种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现遗传的多样性。下列有关遗传多样性原因的叙述,错误的是( )
[A] 同源染色体的非姐妹染色单体间的互换导致配子中染色体组合的多样性
[B] 卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性
[C] 非同源染色体的自由组合导致配子中染色体组合的多样性
[D] 受精卵的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,增加了子代遗传的多样性
能力4 围绕观察减数分裂的实验,考查科学探究能力
4.(2024·安徽滁州模拟)下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误的是( )
[A] 可用蝗虫精母细胞减数分裂装片观察减数分裂过程
[B] 用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象
[C] 在能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象
[D] 用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象
5.在观察玉米(2n=20)花粉母细胞减数分裂的固定装片中,观察到不同分裂时期的细胞,如图所示。下列叙述正确的是( )
[A] 细胞①的着丝粒已经分裂
[B] 细胞②中有10个四分体
[C] 细胞④中含2个染色体组
[D] 细胞⑤含有10对同源染色体
考向一 从科学思维角度,考查减数分裂
1.(2024·广东卷,9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
[A] 精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
[B] 精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
[C] 卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
[D] 卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
2.(2023·浙江1月选考,20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中,某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
[A] 甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
[B] 乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
[C] 甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
[D] 该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
考向二 从科学思维角度,考查受精作用
3.(2021·湖北卷,13)植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
[A] 多精入卵会产生更多的种子
[B] 防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
[C] 未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
[D] ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
第20讲 减数分裂和受精作用
考点一 减数分裂的过程
必备知识·梳理
1.(1)有性 一半 (2)父方 母方 联会 (3)前 同源染色体 四 (4)①减数分裂Ⅰ前期 ②非姐妹染色单体
2.(1)DNA 蛋白质 联会 非姐妹染色单体 同源染色体
非同源染色体 次级精母细胞 染色体的着丝粒 姐妹染色单体 精细胞 一半 (2)不均等分裂 变形 4 1
深挖教材
1.(1)√
(2)× 同源染色体是指配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。
(3)√
(4)× 玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中已无同源染色体,染色体数目为10条。
2.(1)保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对物质的需要 (2)①初级精母细胞 该细胞为雄性动物体内的细胞,且有同源染色体联会现象 ②2 4
关键能力·提升
能力1
1.C 同源染色体在减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换;人的肌细胞中含有X和Y这对同源染色体;同源染色体上的基因可能是等位基因,也可能是相同的基因,基因数目也不一定相同,如X、Y同源染色体上基因数目不同。
能力2
2.C 甲为有丝分裂中期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ,乙为减数分裂Ⅱ中期,染色体数目为2,染色单体数目为4,对应于图1的Ⅲ,丙为减数分裂Ⅰ后期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ;丙细胞经减数分裂只能形成一个卵细胞,即一种类型;Ⅰ可代表卵原细胞以及减数分裂Ⅱ后期、末期细胞,Ⅱ可代表初级卵母细胞,Ⅲ可代表减数分裂Ⅱ前期、中期细胞,Ⅳ可代表产生的子细胞,因此减数分裂过程会出现
Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程。
考点二 配子的多样性与受精作用
必备知识·梳理
1.(1)非姐妹染色单体间 (2)非同源染色体
2.(2)2种 2n种 1种 2n种
3.(1)受精卵 (2)细胞核 (3)染色体
4.(1)染色体数目的恒定
5.(2)显微镜
深挖教材
1.(1)× 受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但是细胞质中的遗传物质大部分来自母方。
(2)× 基因重组只发生在减数分裂过程中,而不是受精作用过程中。
(3)√
2.(1)雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量;在雌性动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞,在输卵管中发育到减数分裂 Ⅱ 中期,其只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ (2)n、2n和4n 精巢内的精原细胞既可进行有丝分裂,又可进行减数分裂
关键能力·提升
能力3
3.D 受精卵的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定具有重要意义,细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
能力4
4.D 洋葱根尖分生区细胞进行的是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象。
5.C 细胞①处于减数分裂Ⅰ后期,此时发生同源染色体分离,着丝粒尚未分裂;细胞②处于减数分裂Ⅱ中期,同源染色体已经完成分离,故细胞②中没有四分体;题图中细胞④⑤处于减数分裂Ⅱ后期,不存在同源染色体,均含2个染色体组。
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考向一
1.A 根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患儿的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离。
2.D 由题图可知,甲时期细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期,此时同源染色体已经分开到不同的细胞,细胞中已经没有同源染色体;乙时期细胞处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞中也无同源染色体,即不可能同时有X染色体和Y染色体,而是有2条X染色体或2条Y染色体;乙时期细胞中着丝粒已经分开,无染色单体;因A和a发生了交叉互换,故减数分裂产生的4个精细胞基因型为AXD、aXD、AY、aY。
考向二
3.A 多精入卵会导致子代含有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,不会产生更多的种子,反而会破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合,防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定;结合题干“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2;由“这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合”,推测该过程是ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合。(共76张PPT)
第20讲
减数分裂和受精作用
[课标要求]
1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
2.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。
3.活动:运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。
减数分裂的过程
考点一
1.减数分裂的相关概念
(1)减数分裂的概念。
有性
一半
(2)同源染色体。
父方
母方
联会
提醒 ①形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后,姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同,但由于来源相同,因此不是同源染色体。
②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但不会联会,也不形成四分体。
(3)联会和四分体。
提醒 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个核DNA分子(有8条脱氧核苷酸链)。
前
同源染色体
四
(4)互换。
①时期: (四分体时期)。
②范围:同源染色体中 之间互换片段。
③图示。
减数分裂Ⅰ前期
非姐妹染色单体
④结果及意义:导致基因重组,产生多种配子,若不互换只产生AB、ab两种配子,若互换则可产生AB、ab、Ab和aB四种配子,产生可遗传的变异。
2.减数分裂的过程(以哺乳动物为例)
(1)精子的形成过程。
DNA
蛋白质
联会
非姐妹染色单体
同源染色体
非同源染色体
次级精母细胞
染色体的着丝粒
姐妹染色
单体
精细胞
一半
(2)比较精子和卵细胞形成过程的异同。
不均等分裂
变形
4
1
提醒 卵细胞形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂,极体均等分裂。
深挖教材
1.判断正误
(1)(必修2 P18问题探讨)果蝇常作为遗传学上的实验材料,是因为果蝇生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察。( )
√
(2)(必修2 P20正文)同源染色体是指细胞内形状和大小相同,一条来自父方、一条来自母方的两条染色体。( )
×
【提示】 同源染色体是指配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。
(3)(必修2 P20正文)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
( )
√
(4)(必修2 P23概念检测1)玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。( )
×
【提示】 玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中已无同源染色体,染色体数目为10条。
2.规范表达
(1)(必修2 P21 正文拓展)卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是
。
保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对物质的需要
(2)(必修2 P23概念检测4改编)如图所示细胞为某雄性动物体内的正在进行细胞分裂的细胞,据图回答下列问题。
①图示细胞的名称为 ,判断的依据是
。
②图示细胞含有 个四分体,这个细胞分裂完成后,子细胞的染色体组成类型共有 种。
初级精母细胞
该细胞为雄性动物体
内的细胞,且有同源染色体联会现象
2
4
1.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ关键点比较
2.减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律(体细胞染色体数为2n)
(1)数量变化。
时期 减数分 裂前的 间期 减数 分裂Ⅰ 减数分 裂Ⅱ前、 中期 减数分 裂Ⅱ 后期 减数分
裂Ⅱ
末期
染色体数 2n 2n→n n 2n 2n→n
核DNA数 2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n
(2)典型图示分析。
①甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞或第一极体;戊为性细胞或第二极体。
②染色体数目变化及原因。
a.减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分开后平均进入两个子细胞,染色体数目减半。
b.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,恢复到体细胞水平。
c.减数分裂Ⅱ末期,细胞一分为二,染色体数目减半。
③核DNA数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,核DNA数目加倍。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,核DNA数目减半。
c.减数分裂Ⅱ末期,细胞一分为二,核DNA数目再减半。
④染色单体数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,染色单体形成。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,染色单体数目减半。
c.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色单体消失。
⑤染色体数与核DNA数的比值的变化及原因。
能力1 围绕减数分裂的相关概念,考查生命观念
1.(2024·河南郑州模拟)下列关于同源染色体的叙述,正确的是( )
[A] 减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,且可以发生姐妹染色单体的互换
[B] 在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
[C] 同源染色体相互分离时,细胞中染色体数/核DNA数的值不变
[D] 两条同源染色体上基因的种类和数目都相同
C
【解析】 同源染色体在减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换;人的肌细胞中含有X和Y这对同源染色体;同源染色体上的基因可能是等位基因,也可能是相同的基因,基因数目也不一定相同,如X、Y同源染色体上基因数目不同。
能力2 结合减数分裂过程中的相关结构和物质数量变化,考查科学思维
2.(2024·重庆联考)如图分别表示某雌性动物体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,以及细胞分裂图像,不考虑变异。下列相关说法错误的是( )
[A] a、b、c分别代表染色体、染色单体、核DNA
[B] 甲、乙、丙细胞分别对应图1的Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ
[C] 丙细胞经减数分裂可形成四种不同类型的卵细胞
[D] 减数分裂过程会出现Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程
C
【解析】 甲为有丝分裂中期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ,乙为减数分裂Ⅱ中期,染色体数目为2,染色单体数目为4,对应于图1的Ⅲ,丙为减数分裂Ⅰ后期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ;丙细胞经减数分裂只能形成一个卵细胞,即一种类型;Ⅰ可代表卵原细胞以及减数分裂Ⅱ后期、末期细胞,Ⅱ可代表初级卵母细胞,Ⅲ可代表减数分裂Ⅱ前期、中期细胞,Ⅳ可代表产生的子细胞,因此减数分裂过程会出现Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程。
考点二
配子的多样性与受精作用
1.配子中染色体组合多样性的原因
(1)减数分裂Ⅰ前期同源染色体的 的互换。
(2)减数分裂Ⅰ后期 的自由组合。
非姐妹染色单体间
非同源染色体
2.推断减数分裂产生配子的种类
(1)原始生殖细胞减数分裂产生配子的情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换)如图:
(2)具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑基因突变和互换)
项目 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
1个雄性个体 2n种
1个卵原细胞 2n种
1个雌性个体 2n种
2种
2n种
1种
2n种
3.受精作用
(1)概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为 的过程。
(2)实质:精子的细胞核与卵细胞的 相融合,使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果:受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目。
4.减数分裂与受精作用的意义
(1)保证了每种生物前后代 ,维持了生物遗传的稳定性。
(2)子代呈现多样性,有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
受精卵
细胞核
染色体
染色体数目的恒定
5.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
(1)目的要求。
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
(2)材料用具。
蝗虫精母细胞减数分裂装片, 。
显微镜
(3)方法步骤。
深挖教材
1.判断正误
(1)(必修2 P27正文)受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方,一半来自母方。( )
×
【提示】 受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但是细胞质中的遗传物质大部分来自母方。
(2)(必修2 P27正文)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。
( )
×
【提示】 基因重组只发生在减数分裂过程中,而不是受精作用过程中。
(3)(必修2 P27正文)同一双亲后代的多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。( )
√
2.规范表达
(1)(必修2 P24探究·实践拓展)宜选用雄性个体生殖器官作为观察减数分裂实验材料的原因是
。
雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的
数量;在雌性动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞,在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期,其只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ
(2)(必修2 P24探究·实践拓展)若某生物体细胞的染色体数为2n,在精巢内能观察到染色体数为 的细胞分裂图像,原因是
。
n、2n和4n
精巢内的精原
细胞既可进行有丝分裂,又可进行减数分裂
能力3 结合遗传多样性,考查科学思维
3.(2024·福建福州模拟)每一种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现遗传的多样性。下列有关遗传多样性原因的叙述,错误的是( )
[A] 同源染色体的非姐妹染色单体间的互换导致配子中染色体组合的多样性
[B] 卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性
[C] 非同源染色体的自由组合导致配子中染色体组合的多样性
[D] 受精卵的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,增加了子代遗传的多样性
D
【解析】 受精卵的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定具有重要意义,细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
能力4 围绕观察减数分裂的实验,考查科学探究能力
4.(2024·安徽滁州模拟)下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误的是( )
[A] 可用蝗虫精母细胞减数分裂装片观察减数分裂过程
[B] 用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象
[C] 在能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象
[D] 用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象
D
【解析】 洋葱根尖分生区细胞进行的是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象。
5.在观察玉米(2n=20)花粉母细胞减数分裂的固定装片中,观察到不同分裂时期的细胞,如图所示。下列叙述正确的是( )
[A] 细胞①的着丝粒已经分裂
[B] 细胞②中有10个四分体
[C] 细胞④中含2个染色体组
[D] 细胞⑤含有10对同源染色体
C
【解析】 细胞①处于减数分裂Ⅰ后期,此时发生同源染色体分离,着丝粒尚未分裂;细胞②处于减数分裂Ⅱ中期,同源染色体已经完成分离,故细胞②中没有四分体;题图中细胞④⑤处于减数分裂Ⅱ后期,不存在同源染色体,均含2个染色体组。
考向一 从科学思维角度,考查减数分裂
1.(2024·广东卷,9)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
[A] 精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
[B] 精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
[C] 卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
[D] 卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
研练真题·感悟高考
A
【解析】 根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患儿的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离。
2.(2023·浙江1月选考,20)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中,某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
下列叙述正确的是( )
[A] 甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
[B] 乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
[C] 甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
[D] 该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
D
【解析】 由题图可知,甲时期细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期,此时同源染色体已经分开到不同的细胞,细胞中已经没有同源染色体;乙时期细胞处于减数分裂 Ⅱ 后期,此时细胞中也无同源染色体,即不可能同时有X染色体和Y染色体,而是有2条X染色体或2条Y染色体;乙时期细胞中着丝粒已经分开,无染色单体;因A和a发生了交叉互换,故减数分裂产生的4个精细胞基因型为AXD、aXD、AY、aY。
考向二 从科学思维角度,考查受精作用
3.(2021·湖北卷,13)植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
[A] 多精入卵会产生更多的种子
[B] 防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
[C] 未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
[D] ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
A
【解析】 多精入卵会导致子代含有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,不会产生更多的种子,反而会破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合,防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定;结合题干“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2;由“这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合”,推测该过程是ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合。
(时间:30分钟 满分:36分)
基础强化练
选择题:1～6题,每题2分。
1.(减数分裂过程|2024·南阳模拟)精原细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,最后形成四个精细胞。下列不会出现在减数分裂Ⅰ过程中的是( )
[A] 同源染色体联会和分离
[B] 细胞质均等分裂
[C] 染色体着丝粒分裂
[D] 染色体在纺锤丝牵引下移动
C
【解析】 同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期;减数分裂Ⅰ过程中初级精母细胞细胞质均等分裂;染色体着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;减数分裂Ⅰ后期,同源染色体在纺锤丝牵引下分离并移向细胞两极。
2.(减数分裂的过程|2024·郑州期中)如图表示某动物的一个正在分裂的细胞,请判断下列说法正确的是( )
[A] 该细胞的名称是次级精母细胞
[B] 该细胞中1与2、3与4是同源染色体
[C] 该细胞中有两对染色单体,1与2、3与4
[D] 若3上有一个A基因,则4的相同位置可能是A基因或a基因
D
【解析】 由于题述细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,且细胞质均等分裂,所以该细胞可能是次级精母细胞或极体;在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,该细胞处于减数分裂Ⅱ后期,不存在同源染色体,1与2、3与4是复制后形成的相同染色体;该细胞中着丝粒已经分裂,不含染色单体;若3上有一个A基因,3与4是复制后形成的相同染色体,故4的相同位置可能是A基因,但若发生互换(体细胞为Aa时)或基因突变,则4的相同位置可能是a基因。
3.(精细胞的形成过程|2024·六安月考)精细胞的形成过程如图。下列叙述错误的是( )
[A] ①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂
[B] ①②过程中均会形成姐妹染色单体
[C] ③过程同源染色体联会形成四分体后,着丝粒排列在细胞板两侧
[D] ①过程中有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程
C
【解析】 ①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂,仍产生精原细胞;①有丝分裂和②减数分裂前的间期都会进行染色体的复制,从而形成姐妹染色单体;③过程同源染色体联会形成四分体后,着丝粒会排列在赤道板两侧;①有丝分裂过程中有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程,发生在有丝分裂后期。
4.(减数分裂与受精作用|2024·厦门模拟)下列有关减数分裂与受精作用的叙述正确的是( )
[A] 人的次级精母细胞中不可能无Y染色体
[B] 受精作用体现了生物膜的选择透过性
[C] 受精卵中的遗传物质来自父方和母方的比例相同
[D] 减数分裂和受精作用共同保证了有性生殖后代的多样性
D
【解析】 人的次级精母细胞中可能无Y染色体,也可能含有1条(减数分裂Ⅱ前期和中期)或2条(减数分裂Ⅱ后期和末期)Y染色体;受精作用是精子与卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程,体现了细胞膜的流动性;受精卵中的核遗传物质一半来自卵细胞,一半来自精子,而细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞。
5.(观察减数分裂的实验|2024·安顺月考)下列关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的叙述,错误的是( )
[A] 观察染色体的形态、位置和数目需用高倍镜
[B] 实验材料若换成玉米的花药也能观察到减数分裂过程
[C] 能观察到四分体的细胞处于减数分裂Ⅰ时期
[D] 跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化
D
【解析】 观察染色体的形态、位置和数目需用高倍镜;玉米的花药内也能进行减数分裂产生生殖细胞,故也能观察到减数分裂过程;减数分裂Ⅰ前期出现四分体;解离过程中细胞已经死亡,故观察一个精原细胞不能观察到减数分裂的连续变化过程。
6.(减数分裂的过程|2024·深圳检测)二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成示意图如图所示,图中①②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。下列叙述错误的是( )
[A] 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子中,
可存在于a与b中,不存在于c与d中
[B] 在减数分裂Ⅰ中期,同源染色体①与②排列在细胞中央的赤道板两侧
[C] 在减数分裂Ⅱ后期,两条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中
[D] 若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另一个精子中
D
【解析】 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,存在于同一条染色体的两条姐妹染色单体上,所以可存在于a与b中,不存在于c与d中;在减数分裂Ⅰ中期,同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧;在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成两条子染色体,所以两条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中;若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d不可能出现在同时产生的另一个精子中。
选择题:7～9题,每题4分。
7.(减数分裂的过程|2025·河南高考适应性考试)水稻(2n=24)BBM1蛋白由雄配子携带进入雌配子,进而启动胚发育,而BBM1基因缺失突变体的受精卵无法发育。野生型或BBM1基因缺失突变体的雌配子中导入BBM1基因并表达,则无需受精即可启动胚发育。下列推测错误的是( )
[A] BBM1是诱导水稻受精卵发育的重要基因,在雌配子中的表达受限
[B] 野生型水稻细胞在减数分裂Ⅱ的中期和后期分别含1个和2个BBM1基因
[C] BBM1蛋白诱导未受精的雌配子发育成的水稻在减数分裂时无同源染色体联会
[D] 利用水稻的雄配子或雌配子获得的单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限
B
能力提升练
【解析】 野生型水稻为二倍体,且无性染色体,在减数分裂Ⅱ的中期和后期由于染色体尚未分配到两个子细胞中,故都含两个BBM1基因。
8.(减数分裂过程中物质变化规律|2024·武汉模拟)如图1是某高等动物减数分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系,图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是( )
[A] 图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA
[B] 若图2纵坐标表示染色体/核DNA的值,则图1所示②时期处于图2中cd段
[C] 若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,则图2的ab段一定会发生基因重组
[D] 若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中有姐妹染色单体
B
【解析】 由题图分析可知,图1中乙在③中不存在,所以乙为染色单体,①中甲∶丙=2∶1,所以甲为核DNA,丙为染色体,图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体;图1 ②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,且染色体数目是体细胞的一半,处于减数分裂Ⅱ前期和中期,若图2纵坐标表示染色体/核DNA的值,则图1所示②时期处于图2中cd段;
若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,当ab段代表减数分裂Ⅰ,则在前期或后期可能发生基因重组,当ab段代表减数分裂Ⅱ后期,则不会发生基因重组;若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,若cd段处于减数分裂Ⅱ,减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体,若cd段处于减数分裂Ⅱ结束后,此时的细胞中无姐妹染色单体。
9.(孢子的形成|2024·淄博一模)红色面包霉中,含R基因的孢子呈深红色,含r基因的孢子呈浅红色,R对r为完全显性,子囊中基因型为Rr的合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子,8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排。绝大多数子囊为Ⅰ型(“4+4”模式),少数子囊为Ⅱ型(“2+2+2+2”模式),如图所示。下列说法错误的是( )
[A] 合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次
[B] Ⅰ型子囊中,R和r的分离发生在减数分裂Ⅰ
[C] Ⅱ型子囊中,R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换
[D] 减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型相同
D
【解析】 正常情况下,减数分裂DNA复制一次,细胞连续分裂两次,有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次,结合“合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子”可知,合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次;Ⅰ型子囊中的孢子的基因型从左到右依次为R、R、R、R、r、r、r、r,Ⅱ型子囊中的孢子的基因型从左到右依次为R、R、r、r、R、R、r、r,结合题干“8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排”,即Ⅰ型子囊中“4+4”模式的孢子是合子经过正常的减数分裂和有丝分裂得到的,R和r所在的染色体在减数分裂时并未发生互换,且R和r的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,而对于Ⅱ型子囊中“2+2+2+2”模式的孢子则是R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换所致;减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊中的2个细胞基因型分别为RR和rr,而Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型均为Rr。
10.(12分)(动物细胞增殖过程中染色体数目变化曲线|2024·漳州模拟)某实验小组对基因型为AaXBXb的某动物的切片进行显微镜观察,然后绘制了图1中甲、乙、丙细胞分裂示意图(图中仅展示部分染色体),图2表示该动物在生殖发育过程中细胞内染色体数目的变化曲线。据图回答下列问题。
(1)甲细胞所处的时期为 ,该细胞含有 个四分体。
有丝分裂中期
0
【解析】 (1)图1甲细胞含有同源染色体,并且着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期。有丝分裂不会出现四分体,因此甲细胞含有0个四分体。
(2)乙细胞中同源染色体两两配对的现象叫作 ,该细胞所处时期对应图2中的 阶段(填序号),若该细胞分裂产生一个基因型为AXb的生殖细胞,则同时出现的另外三个子细胞基因型是 (不考虑互换)。
联会
①
AXb、aXB、aXB
【解析】 (2)图1乙细胞具有联会现象,处于减数分裂Ⅰ前期,对应图2中的①阶段(①阶段表示减数分裂Ⅰ)。由题干可知,该动物的基因型为AaXBXb,在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。因此在不考虑互换的情况下,若乙细胞分裂产生一个基因型为AXb的生殖细胞,则同时出现的另外三个子细胞基因型是AXb、aXB、aXB。
(3)丙细胞 (填“有”或“无”)同源染色体,该细胞分裂产生的子细胞名称为 。
无
卵细胞和(第二)极体或(第二)极体
【解析】 (3)同源染色体形状和大小一般都相同,丙细胞无同源染色体。丙细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于减数分裂Ⅱ中期,根据该动物的基因型为AaXBXb可知该动物为雌性,因此丙细胞(次级卵母细胞或第一极体)分裂产生的子细胞名称为卵细胞和(第二)极体或(第二)极体。
(4)图2中③和⑥阶段染色体数目加倍的原因是
。
着丝粒分裂,姐妹染色单体
分开,成为两条子染色体
【解析】 (4)图 2中,①为减数分裂Ⅰ,②为减数分裂Ⅱ前期、中期,③为减数分裂Ⅱ后期,④存在受精作用,⑤包含有丝分裂前期和中期,⑥是有丝分裂后期,⑦是有丝分裂末期,③和⑥阶段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。第20讲 减数分裂和受精作用
(时间:30分钟 满分:36分)
基础强化练
选择题:1~6题,每题2分。
1.(减数分裂过程|2024·南阳模拟)精原细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,最后形成四个精细胞。下列不会出现在减数分裂Ⅰ过程中的是( )
[A] 同源染色体联会和分离
[B] 细胞质均等分裂
[C] 染色体着丝粒分裂
[D] 染色体在纺锤丝牵引下移动
2.(减数分裂的过程|2024·郑州期中)如图表示某动物的一个正在分裂的细胞,请判断下列说法正确的是( )
[A] 该细胞的名称是次级精母细胞
[B] 该细胞中1与2、3与4是同源染色体
[C] 该细胞中有两对染色单体,1与2、3与4
[D] 若3上有一个A基因,则4的相同位置可能是A基因或a基因
3.(精细胞的形成过程|2024·六安月考)精细胞的形成过程如图。下列叙述错误的是( )
[A] ①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂
[B] ①②过程中均会形成姐妹染色单体
[C] ③过程同源染色体联会形成四分体后,着丝粒排列在细胞板两侧
[D] ①过程中有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程
4.(减数分裂与受精作用|2024·厦门模拟)下列有关减数分裂与受精作用的叙述正确的是( )
[A] 人的次级精母细胞中不可能无Y染色体
[B] 受精作用体现了生物膜的选择透过性
[C] 受精卵中的遗传物质来自父方和母方的比例相同
[D] 减数分裂和受精作用共同保证了有性生殖后代的多样性
5.(观察减数分裂的实验|2024·安顺月考)下列关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的叙述,错误的是( )
[A] 观察染色体的形态、位置和数目需用高倍镜
[B] 实验材料若换成玉米的花药也能观察到减数分裂过程
[C] 能观察到四分体的细胞处于减数分裂Ⅰ时期
[D] 跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化
6.(减数分裂的过程|2024·深圳检测)二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成示意图如图所示,图中①②表示染色体,a、b、c、d表示染色单体。下列叙述错误的是( )
[A] 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子中,可存在于a与b中,不存在于c与
d中
[B] 在减数分裂Ⅰ中期,同源染色体①与②排列在细胞中央的赤道板两侧
[C] 在减数分裂Ⅱ后期,两条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中
[D] 若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另一个精
子中
能力提升练
选择题:7~9题,每题4分。
7.(减数分裂的过程|2025·河南高考适应性考试)水稻(2n=24)BBM1蛋白由雄配子携带进入雌配子,进而启动胚发育,而BBM1基因缺失突变体的受精卵无法发育。野生型或BBM1基因缺失突变体的雌配子中导入BBM1基因并表达,则无需受精即可启动胚发育。下列推测错误的是( )
[A] BBM1是诱导水稻受精卵发育的重要基因,在雌配子中的表达受限
[B] 野生型水稻细胞在减数分裂Ⅱ的中期和后期分别含1个和2个BBM1基因
[C] BBM1蛋白诱导未受精的雌配子发育成的水稻在减数分裂时无同源染色体联会
[D] 利用水稻的雄配子或雌配子获得的单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限
8.(减数分裂过程中物质变化规律|2024·武汉模拟)如图1是某高等动物减数分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系,图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是( )
[A] 图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA
[B] 若图2纵坐标表示染色体/核DNA的值,则图1所示②时期处于图2中cd段
[C] 若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,则图2的ab段一定会发生基因重组
[D] 若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,则处于cd段的细胞中有姐妹染色
单体
9.(孢子的形成|2024·淄博一模)红色面包霉中,含R基因的孢子呈深红色,含r基因的孢子呈浅红色,R对r为完全显性,子囊中基因型为Rr的合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子,8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排。绝大多数子囊为Ⅰ型(“4+4”模式),少数子囊为Ⅱ型(“2+2+2+2”模式),如图所示。下列说法错误的是( )
[A] 合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次
[B] Ⅰ型子囊中,R和r的分离发生在减数分裂Ⅰ
[C] Ⅱ型子囊中,R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换
[D] 减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型和Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型相同
10.(12分)(动物细胞增殖过程中染色体数目变化曲线|2024·漳州模拟)某实验小组对基因型为AaXBXb的某动物的切片进行显微镜观察,然后绘制了图1中甲、乙、丙细胞分裂示意图(图中仅展示部分染色体),图2表示该动物在生殖发育过程中细胞内染色体数目的变化曲线。据图回答下列问题。
(1)甲细胞所处的时期为 ,该细胞含有 个四分体。
(2)乙细胞中同源染色体两两配对的现象叫作 ,该细胞所处时期对应图2中的 阶段(填序号),若该细胞分裂产生一个基因型为AXb的生殖细胞,则同时出现的另外三个子细胞基因型是 (不考虑互换)。
(3)丙细胞 (填“有”或“无”)同源染色体,该细胞分裂产生的子细胞名称为 。
(4)图2中③和⑥阶段染色体数目加倍的原因是
。
第20讲 减数分裂和受精作用
1.C 同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期;减数分裂Ⅰ过程中初级精母细胞细胞质均等分裂;染色体着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;减数分裂Ⅰ后期,同源染色体在纺锤丝牵引下分离并移向细胞两极。
2.D 由于题述细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,且细胞质均等分裂,所以该细胞可能是次级精母细胞或极体;在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,该细胞处于减数分裂Ⅱ后期,不存在同源染色体,1与2、3与4是复制后形成的相同染色体;该细胞中着丝粒已经分裂,不含染色单体;若3上有一个A基因,3与4是复制后形成的相同染色体,故4的相同位置可能是A基因,但若发生互换(体细胞为Aa时)或基因突变,则4的相同位置可能是a基因。
3.C ①过程是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂,仍产生精原细胞;①有丝分裂和②减数分裂前的间期都会进行染色体的复制,从而形成姐妹染色单体;③过程同源染色体联会形成四分体后,着丝粒会排列在赤道板两侧;①有丝分裂过程中有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程,发生在有丝分裂后期。
4.D 人的次级精母细胞中可能无Y染色体,也可能含有1条(减数分裂Ⅱ前期和中期)或2条(减数分裂Ⅱ后期和末期)Y染色体;受精作用是精子与卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程,体现了细胞膜的流动性;受精卵中的核遗传物质一半来自卵细胞,一半来自精子,而细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞。
5.D 观察染色体的形态、位置和数目需用高倍镜;玉米的花药内也能进行减数分裂产生生殖细胞,故也能观察到减数分裂过程;减数分裂Ⅰ前期出现四分体;解离过程中细胞已经死亡,故观察一个精原细胞不能观察到减数分裂的连续变化过程。
6.D 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,存在于同一条染色体的两条姐妹染色单体上,所以可存在于a与b中,不存在于c与d中;在减数分裂Ⅰ中期,同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧;在减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成两条子染色体,所以两条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中;若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d不可能出现在同时产生的另一个精子中。
7.B 野生型水稻为二倍体,且无性染色体,在减数分裂Ⅱ的中期和后期由于染色体尚未分配到两个子细胞中,故都含两个BBM1基因。
8.B 由题图分析可知,图1中乙在③中不存在,所以乙为染色单体,①中甲∶丙=2∶1,所以甲为核DNA,丙为染色体,图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体;图1 ②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数=1∶2∶2,且染色体数目是体细胞的一半,处于减数分裂Ⅱ前期和中期,若图2纵坐标表示染色体/核DNA的值,则图1所示②时期处于图2中cd段;若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值,当ab段代表减数分裂Ⅰ,则在前期或后期可能发生基因重组,当ab段代表减数分裂Ⅱ后期,则不会发生基因重组;若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值,若cd段处于减数分裂Ⅱ,减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体,若cd段处于减数分裂Ⅱ结束后,此时的细胞中无姐妹染色单体。
9.D 正常情况下,减数分裂DNA复制一次,细胞连续分裂两次,有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次,结合“合子先进行一次减数分裂,再进行一次有丝分裂,共产生了8个孢子”可知,合子分裂产生8个孢子的过程中DNA共复制了2次;Ⅰ型子囊中的孢子的基因型从左到右依次为R、R、R、R、r、r、r、r,Ⅱ型子囊中的孢子的基因型从左到右依次为R、R、r、r、R、R、r、r,结合题干“8个孢子按分裂方向在子囊中有序地排成一排”,即Ⅰ型子囊中“4+4”模式的孢子是合子经过正常的减数分裂和有丝分裂得到的,R和r所在的染色体在减数分裂时并未发生互换,且R和r的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,而对于Ⅱ型子囊中“2+2+2+2”模式的孢子则是R和r所在的染色体在减数分裂时发生了互换所致;减数分裂Ⅰ完成时,Ⅰ型子囊中的2个细胞基因型分别为RR和rr,而Ⅱ型子囊中的2个细胞基因型均为Rr。
10.【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)有丝分裂中期 0
(2)联会 ①(2分) AXb、aXB、aXB(2分)
(3)无 卵细胞和(第二)极体或(第二)极体(2分)
(4)着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体(2分)
【解析】 (1)图1甲细胞含有同源染色体,并且着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期。有丝分裂不会出现四分体,因此甲细胞含有0个四分体。(2)图1乙细胞具有联会现象,处于减数分裂Ⅰ前期,对应图2中的①阶段(①阶段表示减数分裂Ⅰ)。由题干可知,该动物的基因型为AaXBXb,在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合。因此在不考虑互换的情况下,若乙细胞分裂产生一个基因型为AXb的生殖细胞,则同时出现的另外三个子细胞基因型是AXb、aXB、aXB。(3)同源染色体形状和大小一般都相同,丙细胞无同源染色体。丙细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于减数分裂Ⅱ中期,根据该动物的基因型为AaXBXb可知该动物为雌性,因此丙细胞(次级卵母细胞或第一极体)分裂产生的子细胞名称为卵细胞和(第二)极体或(第二)极体。(4)图 2中,①为减数分裂Ⅰ,②为减数分裂Ⅱ前期、中期,③为减数分裂Ⅱ后期,④存在受精作用,⑤包含有丝分裂前期和中期,⑥是有丝分裂后期,⑦是有丝分裂末期,③和⑥阶段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。
