第15讲 减数分裂和受精作用（原卷版）
本模块为减数分裂过程，常结合有丝分裂的有关知识一并考查，减数分裂属于遗传的细胞学基础。通过本模块，了解细胞减数分裂的概念，细胞减数分裂过程中染色体的变化，细胞的减数分裂和有丝分裂的相同和不同点，受精作用的过程和意义，观察细胞的减数分裂材料、原理和结果 。考纲对本模块内容的具体要求如下：
1.细胞的减数分裂(理解应用水平)
2.动物配子的形成过程(理解应用水平)
3.动物的受精过程(理解水平)
4.实验:观察细胞的减数分裂（实验与探究能力）
本部分内容在考试中以选择题为主，纵观近五年的全国卷，高考对遗传的细胞基础的考查频率增多，预计今年高考对于遗传的细胞基础考查，有可能以减数分裂过程、减数分裂和有丝分裂图像、坐标曲线图等为着眼点考查基础知识或结合突出成就或热点问题进行命题。
一、减数分裂的过程及受精作用
1．减数分裂概念的理解
(1)范围：进行 的生物。
(2)时期：从 →成熟生殖细胞。
(3)特点：染色体复制 次，细胞连续分裂 次。
(4)结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的 。
2．减数分裂过程
(1)精子的形成过程(以二倍体动物细胞为例)
时期
图像
主要特征
间期
DNA ，有关 合成，结果每条染色体上含有2条染色单体
减数第一次分裂
前期
同源染色体发生联会，形成 ，非姐妹染色单体间可能发生
中期
成对同源染色体排列在细胞中央的
后期
同源染色体 ，
非同源染色体
末期
细胞质分裂，形成2个子细胞。细胞中染色体数目
减数第二次分
裂
前期
染色体散乱分布在细胞中
中期
染色体的 排列在细胞中央的赤道板上
后期
分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时
末期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的
(2)减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别
名称
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝点
染色体
2n→n，减半
n→2n→n，不减半
DNA数目
，减半
，减半
染色体主要行为
同源染色体 、分离
染色单体分开
同源染色体
3.精子和卵细胞分裂图像的辨析及判断方法
(1)图像
(2)判断方法
4．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)过程
①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，同时卵细胞的 会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
②精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的 会合在一起。
(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到 中的数目，其中有一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义：对于维持每种生物前后代体细胞中 的恒定，以及生物的
都是十分重要的。
二、细胞分裂图像的辨析
(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期
(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式
三、细胞分裂中染色体和DNA数目的坐标曲线分析
1．每条染色体上DNA含量变化分析
上图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：
A→B
B→C
C→D
D→E
特点及其变化
减数分裂对应时期
减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期
减数第二次分裂的末期
有丝分裂对应时期
间期
后期
末期
2.“三看法”巧妙判断细胞分裂的曲线类型及细胞分裂方式
(1)模型
(2)判断方法
3．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
(1)模型图
(2)相关解读
①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。
②染色体的数目不可能超过DNA。因为DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2条DNA分子。
③DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。
判断下列说法的对错：
1.某二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞正在发生自由组合( )
2.染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中( )
3.在下图中，该果蝇由于减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。则Ⅱ号染色体一定在减数第二次分裂时未分离，性染色体可能在减数第二次分裂时未分离( )
4.如图若是某果蝇(基因型为AABb)正在进行细胞分裂的部分染色体组成示意图，则该细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞，其中基因a由基因A经突变产生( )
一、 辨析相关概念
例1：下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是( )
A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体
B．四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期
C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体
D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体
【答案】A
【解析】同源染色体是一条来自父方，一条来自母方的染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A项错误；四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B项正确；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体，C项正确；在减数第一次分裂过程中，复制后的同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体，D项正确。
变式训练1：同源染色体之间与姐妹染色单体之间的共同点是( )
A．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的
B．它们的形状、大小一般都是相同的
C．它们所含的基因都是相同的
D．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的
【答案】 B
【解析】 姐妹染色单体是复制而来的，而同源染色体一条来自父方，一条来自母方，A项错误；同源染色体上所含基因不一定相同，C项错误；一对同源染色体上有4个DNA分子，而一对姐妹染色单体上有2个DNA分子，D项错误。
二、 减数分裂相关图像的分析
例2：某基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的二倍体生物，一个精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞如图。下列说法正确的是( )
A．该细胞减数第一次分裂四分体时期发生过交叉互换
B．甲、乙细胞中均含有2对同源染色体
C．乙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D．该过程中A突变成a导致基因结构的改变
【答案】 D
【解析】由题图可知，甲中着丝点分裂前两条姐妹染色单体上基因为A、a，而乙中着丝点分裂前两条姐妹染色单体上基因为a、a，说明甲中的a是基因突变形成的，A项错误，D项正确；减数第一次分裂后期同源染色体分离，在次级精母细胞中不含同源染色体，B项错误；乙产生的子细胞发生的变异属于染色体数目变异，C项错误。
变式训练2：如图为某二倍体生物生殖腺中的细胞分裂示意图,下列叙述正确的是( )
A.在显微镜下可观察到某细胞从乙→丙→丁连续分裂的过程
B.甲细胞分裂结束,形成1个丙细胞和3个丁细胞
C.甲、乙、丙、丁细胞中的染色体组数目依次为2、2、1、1
D.乙细胞所 示阶段发生同源染色 体的分离和非同源染色 体的自由组合
【答案】 D
【解析】经过解离步骤后细胞已经死亡,因此在显微镜下不能观察到连续分裂的过程;甲细胞进行的是有丝分裂,其分裂结束形成的是体细胞,不会形成丙细胞和丁细胞;甲、乙、丙、丁细胞中的染色体组数目依次为4、2、1、1;乙细胞处于减数第一次分裂后期,此时会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
三、 减数分裂相关结构或物质数量变化
例3：如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( )
A．Ⅱ阶段处可发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
【答案】A
【解析】分析图示可知：Ⅰ为精原细胞或次级精母细胞(减Ⅱ后期)，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ后期可发生基因自由组合，A项正确；Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA，Ⅰ～Ⅳ中③DNA的数量比是2∶4∶2∶1，故B、C、D项错误。
变式训练3：某雌性动物(2N)的一个细胞在不同分裂时期的染色体数、染色单体数、DNA分子数如图。下列分析正确的是( )
A.①细胞可能是初级卵母细胞
B.①无四分体出现,④无同源染色体联会
C.②和③会在同一个减数分裂过程中出现
D.②可为减数第二次分裂后期,④可为有丝分裂中期
【答案】 D
【解析】该图是一个细胞的不同分裂时期,分析图可知是体细胞先进行有丝分裂,再减数分裂进行到第二次分裂的前期或中期。①细胞为次级卵母细胞或极体;①中没有同源染色体,因此不含有四分体,图④可以是减数第一次分裂前期的联会阶段;③为有丝分裂后期,不会出现在减数分裂过程中;④可以是有丝分裂中期,②满足减数第二次分裂后期细胞的特点。
四、 减数分裂产生配子类型
例4：某生物的基因组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(不考虑基因突变和交叉互换)( )
A．2种和2种
B．4种和2种
C．2种和4种
D．8种和4种
【答案】 B
【解析】由图可知，该生物的基因型为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律。三对基因中有两对是杂合的，所以它能产生的配子种类为22＝4(ABD、AbD、aBD、abD)种，但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，这是因为在减数第一次分裂时同源染色体分离，等位基因随之分开，只能有两种情况：A—B(或b)—D、a—b(或B)—D。即A与a分离、B与b分离后，若A与B分配在一起，则a只能与b分配在一起；若A与b分配在一起，则a只能与B分配在一起。
变式训练4：某种生物三对等位基因分别位于三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)( )
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】 来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C项正确。
1.若要表示某动物细胞(2n)正常减数分裂过程中第一次分裂结束时的细胞,其中绘制正确的是( )
2.下列有关玉米(2n=20)减数分裂的叙述中,正确的是( )
A.四分体时期若发生交叉互换,一定会导致基因重组
B.减Ⅱ过程中发生染色单体的分离,使染色体数目减半
C.减数分裂形成的配子中有10种形态、功能不同的染色体
D.减Ⅰ前的间期由于DNA复制,染色体数目加倍
3.人体的精原细胞在精子的形成过程中,会出现两次染色体排列在细胞中央和两次染色体移向细胞两极。下列有关叙述不正确的是( )
A.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内的染色体数目分别为46和23
B.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内核DNA数分别是92和46
C.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两个染色体组
D.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两条Y染色体
4.如图是某二倍体动物体内一个正在分裂的细胞。不考虑染色体变异,性染色体仅考虑X、Y型,下列叙述正确的是( )
①有同源染色体 ②有等位基因 ③一定是雄性 ④没有联会 ⑤有染色单体
A.①②④⑤ B.②③④
C.①②③ D.①②③④⑤
5. 下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所作的判断正确的是( )
①甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体 ②乙细胞中含有4个染色体组 ③丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同 ④以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
A．②④ B．②③ C．①③ D．①②
6. 图甲、乙均为二倍体生物的细胞分裂模式图，图丙为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂各时期的变化，图丁为细胞分裂各时期染色体与DNA分子的相对含量。下列叙述不正确的是( )
A．图甲、乙所示细胞都有2个染色体组
B．图甲、乙所示细胞所处的时期分别对应图丙的bc段和de段
C．图丁中a时期可对应图丙的de段，图丁中b时期的细胞可以是图乙所示的细胞
D．有丝分裂和减数分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化均可用图丙表示
7. 下列关于子细胞基因型异常发生时期的判断,正确的是( )
选项
个体基因型
子细胞基因型
异常发生时期
A
AaBb
AAaBb、aBb
有丝分裂后期
B
DD
D、d
减Ⅰ后期
C
AaBb
AaB、AaB、b、b
减Ⅱ后期
D
AaXBXb
AAXBXb、XBXb、a、a
减Ⅱ后期
8.以蚕豆花蕾作为实验材料观察植物细胞减数分裂,有关叙述正确的是( )
A.最好选取蚕豆花蕾中的雌蕊进行观察
B.选一个处于间期的细胞,持续观察它减数分裂的全过程
C.如果染色体不够清晰,可以转动粗准焦螺旋增加视野的亮度
D.如果在 一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找
9.二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述正确的是( )
A.此时细胞中一定不存在同源染色体
B.着丝点分裂一定导致DNA数目加倍
C.染色体中DNA两条链一定有一条是间期合成的
D.此时细胞中染色体数目一定是此生物体细胞的两倍
10.精原细胞既能进行有丝分裂增加自身数量,又可进行减数分裂形成生殖细胞。下列有关精原细胞分裂的叙述,不正确的是( )
A.减数分裂时同源染色体发生了交叉互换,增大了精子遗传组成的多样性
B.减数分裂时非同源染色体自由组合,有利于保持亲子代遗传信息的稳定性
C.有丝分裂后期精原细胞中存在同源染色体,但不发生同源染色体的分离
D.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期,染色体数目、核DNA数目都相同
11.家兔睾丸中有的细胞进行有丝分裂,有的细胞进行减数分裂。下列有关叙述正确的是( )
A.每个细胞分裂前都进行DNA分子的复制
B.每个细胞分裂时同源染色体都进行联会
C.每个细胞分裂时姐妹染色单体都分离
D.每个细胞正常分裂后的子细胞中都含性染色体
12.男性红绿色盲患者中一个处于有丝分裂后期的细胞和女性红绿色盲基因携带者中一个处于减数第二次分裂中期的细胞进行比较,在不考虑变异的情况下,下列说法正确的是( )
A.红绿色盲基因数目比值为1∶1
B.染色单体数目比值为2∶1
C.核DNA数目比值为4∶1
D.常染色体数目比值为4∶1
13.某生物兴趣小组通过显微镜观察来研究减数分裂过程,下图1、2分别表示该小组了解到的某雄性动物精原细胞和精细胞中的染色体情况示意图(染色体不同颜色表示来自不同亲本),请回答以下问题:
(1)有丝分裂的过程是染色体复制一次,细胞分裂一次,从而保证子细胞的染色体数量与亲代一致,由此该兴趣小组猜测减数分裂为达到染色体数目减半的效果,其过程是染色体不复制,细胞直接分裂一次(假说1)或 (假说2)。?
(2)通过显微镜观察,该兴趣小组观察到了图3所示细胞,由图1变化到图3要发生 ,说明(1)中假说 成立。?
(3)兴趣小组推断由图3变化到图2要发生同源染色体分离以及 分离,但发生的先后顺序不能确定,需要进一步观察验证。?
(4)兴趣小组通过显微镜观察到了一个如图4所示处于减Ⅱ的细胞,最终确定了 先发生同 源染色体分离,请在 图4中画出染色体分布情况。
14.某研究性学习小组对羊产生配子时的细胞减数分裂过程进行了研究,并绘制了相关图示。请回答下列问题:
注:图中只显示一对同源染色体
(1)图1过程表明,通过减数分裂,染色体数目会 。减数第一次分裂后期染色体的行为特点是 。?
(2)图2显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分裂情况,产生异常配子①③的原因可能是?
。?
(3)如果图3表示精原细胞,该精原细胞经图4形成了一个基因型为AB的精细胞,则其形成的其他精细胞的基因型是 。?
15.图1表示细胞分 裂和受精作用 过程中核DNA含量和染色体数目的变化。图2是某一生物体中不同细胞的分裂示意图,据图回答下列问题。
(1)图1中AC段和FG段形成的原因是 ,L点→M点表示 ,该过程体现了细胞膜的 特点。?
(2)图2中的B图为 细胞,对应图1中的 段。基因的分离和自由组合发生于图1中的 段。?
(3)图2中A细胞所处的细胞分裂时期是 。该生物的子代间性状差别很大,这与 (用图2中的字母表示)细胞中染色体的行为关系密切。?
(4)图1中与GH段和OP段相对应的细胞中,染色体数目 (填“相同”或“不同”),原因是 。?
第15讲 减数分裂和受精作用（解析版）
本模块为减数分裂过程，常结合有丝分裂的有关知识一并考查，减数分裂属于遗传的细胞学基础。通过本模块，了解细胞减数分裂的概念，细胞减数分裂过程中染色体的变化，细胞的减数分裂和有丝分裂的相同和不同点，受精作用的过程和意义，观察细胞的减数分裂材料、原理和结果 。考纲对本模块内容的具体要求如下：
1.细胞的减数分裂(理解应用水平)
2.动物配子的形成过程(理解应用水平)
3.动物的受精过程(理解水平)
4.实验:观察细胞的减数分裂（实验与探究能力）
本部分内容在考试中以选择题为主，纵观近五年的全国卷，高考对遗传的细胞基础的考查频率增多，预计今年高考对于遗传的细胞基础考查，有可能以减数分裂过程、减数分裂和有丝分裂图像、坐标曲线图等为着眼点考查基础知识或结合突出成就或热点问题进行命题。
一、减数分裂的过程及受精作用
1．减数分裂概念的理解
(1)范围：进行有性生殖的生物。
(2)时期：从原始生殖细胞→成熟生殖细胞。
(3)特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
(4)结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
2．减数分裂过程
(1)精子的形成过程(以二倍体动物细胞为例)
时期
图像
主要特征
间期
DNA复制，有关蛋白质合成，结果每条染色体上含有2条染色单体
减数第一次分裂
前期
同源染色体发生联会，形成四分体，非姐妹染色单体间可能发生交叉互换
中期
成对同源染色体排列在细胞中央的赤道板上
后期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
末期
细胞质分裂，形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半
减数第二次分
裂
前期
染色体散乱分布在细胞中
中期
染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后期
着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时加倍
末期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半
(2)减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别
名称
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝点
不分裂
分裂
染色体
2n→n，减半
n→2n→n，不减半
DNA数目
4N→2N，减半
2N→N，减半
染色体主要行为
同源染色体联会、分离
染色单体分开
同源染色体
有
无
3.精子和卵细胞分裂图像的辨析及判断方法
(1)图像
(2)判断方法
4．受精作用
(1)概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)过程
①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，同时卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
②精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异都是十分重要的。
二、细胞分裂图像的辨析
(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期
(2)结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式
三、细胞分裂中染色体和DNA数目的坐标曲线分析
1．每条染色体上DNA含量变化分析
上图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：
A→B
B→C
C→D
D→E
特点及其变化
减数分裂对应时期
减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期
减数第二次分裂的后期
减数第二次分裂的末期
有丝分裂对应时期
间期
前期和中期
后期
末期
2.“三看法”巧妙判断细胞分裂的曲线类型及细胞分裂方式
(1)模型
(2)判断方法
3．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
(1)模型图
(2)相关解读
①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。
②染色体的数目不可能超过DNA。因为DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2条DNA分子。
③DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。
判断下列说法的对错：
1.某二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞正在发生自由组合( )
【答案】×
【解析】“细胞膜开始缢缩”说明处于后期，“细胞内有10条染色体、10个DNA分子”说明着丝点已分开，故该细胞处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。
2.染色体不分离或不能移向两极引起的变异只发生在减数分裂中( )
【答案】×
【解析】在有丝分裂后期、末期和减数第二次分裂后期、末期都有可能发生染色体不能分离或不能移向两极，导致染色体数目变异。
3.在下图中，该果蝇由于减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。则Ⅱ号染色体一定在减数第二次分裂时未分离，性染色体可能在减数第二次分裂时未分离( )
【答案】√
【解析】AA型配子是Ⅱ号染色体的姐妹染色单体在减数第二次分裂时未分离产生的，性染色体可能在减数第一次分裂时未分离也可能在减数第二次分裂时未分离。
4.如图若是某果蝇(基因型为AABb)正在进行细胞分裂的部分染色体组成示意图，则该细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞，其中基因a由基因A经突变产生( )
【答案】×
【解析】此细胞处于减数第二次分裂过程，且根据该细胞不能判断该生物的性别是雌性还是雄性，因此该细胞可能为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体。
一、 辨析相关概念
例1：下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是( )
A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体
B．四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期
C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体
D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体
【答案】A
【解析】同源染色体是一条来自父方，一条来自母方的染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A项错误；四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B项正确；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体，C项正确；在减数第一次分裂过程中，复制后的同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体，D项正确。
变式训练1：同源染色体之间与姐妹染色单体之间的共同点是( )
A．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的
B．它们的形状、大小一般都是相同的
C．它们所含的基因都是相同的
D．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的
【答案】 B
【解析】 姐妹染色单体是复制而来的，而同源染色体一条来自父方，一条来自母方，A项错误；同源染色体上所含基因不一定相同，C项错误；一对同源染色体上有4个DNA分子，而一对姐妹染色单体上有2个DNA分子，D项错误。
二、 减数分裂相关图像的分析
例2：某基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的二倍体生物，一个精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞如图。下列说法正确的是( )
A．该细胞减数第一次分裂四分体时期发生过交叉互换
B．甲、乙细胞中均含有2对同源染色体
C．乙产生的子细胞发生的变异属于染色体结构变异
D．该过程中A突变成a导致基因结构的改变
【答案】 D
【解析】由题图可知，甲中着丝点分裂前两条姐妹染色单体上基因为A、a，而乙中着丝点分裂前两条姐妹染色单体上基因为a、a，说明甲中的a是基因突变形成的，A项错误，D项正确；减数第一次分裂后期同源染色体分离，在次级精母细胞中不含同源染色体，B项错误；乙产生的子细胞发生的变异属于染色体数目变异，C项错误。
变式训练2：如图为某二倍体生物生殖腺中的细胞分裂示意图,下列叙述正确的是( )
A.在显微镜下可观察到某细胞从乙→丙→丁连续分裂的过程
B.甲细胞分裂结束,形成1个丙细胞和3个丁细胞
C.甲、乙、丙、丁细胞中的染色体组数目依次为2、2、1、1
D.乙细胞所 示阶段发生同源染色 体的分离和非同源染色 体的自由组合
【答案】 D
【解析】经过解离步骤后细胞已经死亡,因此在显微镜下不能观察到连续分裂的过程;甲细胞进行的是有丝分裂,其分裂结束形成的是体细胞,不会形成丙细胞和丁细胞;甲、乙、丙、丁细胞中的染色体组数目依次为4、2、1、1;乙细胞处于减数第一次分裂后期,此时会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
三、 减数分裂相关结构或物质数量变化
例3：如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( )
A．Ⅱ阶段处可发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
【答案】A
【解析】分析图示可知：Ⅰ为精原细胞或次级精母细胞(减Ⅱ后期)，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ后期可发生基因自由组合，A项正确；Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA，Ⅰ～Ⅳ中③DNA的数量比是2∶4∶2∶1，故B、C、D项错误。
变式训练3：某雌性动物(2N)的一个细胞在不同分裂时期的染色体数、染色单体数、DNA分子数如图。下列分析正确的是( )
A.①细胞可能是初级卵母细胞
B.①无四分体出现,④无同源染色体联会
C.②和③会在同一个减数分裂过程中出现
D.②可为减数第二次分裂后期,④可为有丝分裂中期
【答案】 D
【解析】该图是一个细胞的不同分裂时期,分析图可知是体细胞先进行有丝分裂,再减数分裂进行到第二次分裂的前期或中期。①细胞为次级卵母细胞或极体;①中没有同源染色体,因此不含有四分体,图④可以是减数第一次分裂前期的联会阶段;③为有丝分裂后期,不会出现在减数分裂过程中;④可以是有丝分裂中期,②满足减数第二次分裂后期细胞的特点。
四、 减数分裂产生配子类型
例4：某生物的基因组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(不考虑基因突变和交叉互换)( )
A．2种和2种
B．4种和2种
C．2种和4种
D．8种和4种
【答案】 B
【解析】由图可知，该生物的基因型为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律。三对基因中有两对是杂合的，所以它能产生的配子种类为22＝4(ABD、AbD、aBD、abD)种，但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，这是因为在减数第一次分裂时同源染色体分离，等位基因随之分开，只能有两种情况：A—B(或b)—D、a—b(或B)—D。即A与a分离、B与b分离后，若A与B分配在一起，则a只能与b分配在一起；若A与b分配在一起，则a只能与B分配在一起。
变式训练4：某种生物三对等位基因分别位于三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)( )
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】 来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C项正确。
1.若要表示某动物细胞(2n)正常减数分裂过程中第一次分裂结束时的细胞,其中绘制正确的是( )
【答案】C
【解析】正常减数第一次分裂结束时的细胞中,没有同源染色体,每条染色体上都有两条姐妹染色单体。
2.下列有关玉米(2n=20)减数分裂的叙述中,正确的是( )
A.四分体时期若发生交叉互换,一定会导致基因重组
B.减Ⅱ过程中发生染色单体的分离,使染色体数目减半
C.减数分裂形成的配子中有10种形态、功能不同的染色体
D.减Ⅰ前的间期由于DNA复制,染色体数目加倍
【答案】C
【解析】若该生物体是纯合子,则四分体时期发生的交叉互换不会导致基因重组;减Ⅰ过程中发生同源染色体的分离,使染色体数目减半;玉米体细胞含有2个染色体组,且每个染色体组含有10条染色体,则其减数分裂形成的配子中有一个染色体组,包括10种形态、功能不同的染色体;减Ⅰ前的间期由 于DNA复制,DNA数目加倍 ,但染色 体数目不变。
3.人体的精原细胞在精子的形成过程中,会出现两次染色体排列在细胞中央和两次染色体移向细胞两极。下列有关叙述不正确的是( )
A.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内的染色体数目分别为46和23
B.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内核DNA数分别是92和46
C.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两个染色体组
D.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两条Y染色体
【答案】 D
【解析】精原细胞在精子的形成过程中,出现两次染色体排列在细胞中央的时期为减数第一次分裂和减数第二次分裂的中期,两次染色体移向细胞两极的时期为减数第一次分裂和减数第二次分裂的后期。减数第一次分裂后期,细胞中有一条Y染色体;减数第二次分裂后期,有的细胞中含有两条Y染色体,有的细胞中不含Y染色体。
4.如图是某二倍体动物体内一个正在分裂的细胞。不考虑染色体变异,性染色体仅考虑X、Y型,下列叙述正确的是( )
①有同源染色体 ②有等位基因 ③一定是雄性 ④没有联会 ⑤有染色单体
A.①②④⑤ B.②③④
C.①②③ D.①②③④⑤
【答案】D
【解析】根据染色体中的基因A、a,说明此时细胞中有同源染色体;A与a为等位基因;除了A与a所在的染色体外,另两条染色体形态不相同,为X、Y染色体,因此一定为雄性;联会只发生在减数第一次分裂前期,该图为有丝分裂中期;该图中存在染色单体。
5. 下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所作的判断正确的是( )
①甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体 ②乙细胞中含有4个染色体组 ③丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同 ④以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
A．②④ B．②③ C．①③ D．①②
【答案】 A
【解析】 甲、乙细胞中都含有同源染色体，丙细胞中不含有同源染色体，①错误；乙细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，所以含有4个染色体组，②正确；由于甲为初级精母细胞，丙细胞只能是次级精母细胞，不可能为极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同，③错误；在动物精巢中，细胞既可以进行减数分裂产生配子，又可以进行有丝分裂增加原始精原细胞的数量，所以以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序，④正确。
6. 图甲、乙均为二倍体生物的细胞分裂模式图，图丙为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂各时期的变化，图丁为细胞分裂各时期染色体与DNA分子的相对含量。下列叙述不正确的是( )
A．图甲、乙所示细胞都有2个染色体组
B．图甲、乙所示细胞所处的时期分别对应图丙的bc段和de段
C．图丁中a时期可对应图丙的de段，图丁中b时期的细胞可以是图乙所示的细胞
D．有丝分裂和减数分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化均可用图丙表示
【答案】C
【解析】 图甲所示细胞处于有丝分裂中期，图乙所示细胞处于减数第二次分裂后期，都含有2个染色体组，A项正确；图丙中bc段的每条染色体含有2个DNA分子，与图甲对应，de段每条染色体上含有1个DNA分子，与图乙对应，B项正确；图丁中a时期DNA和染色体数目相同，相对含量都为4，对应有丝分裂后期、末期，图丙的de段表示着丝点分裂后，每条染色体含有1个DNA分子，可对应图丁中a时期，图丁中b时期DNA数目是染色体数目的2倍，说明一条染色体上含2条染色单体，可对应图甲细胞，C项错误；图丙纵坐标表示每条染色体上的DNA含量，曲线既可表示有丝分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化，也可表示减数分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化，D项正确四、 配子的种类和来源的分析
7. 下列关于子细胞基因型异常发生时期的判断,正确的是( )
选项
个体基因型
子细胞基因型
异常发生时期
A
AaBb
AAaBb、aBb
有丝分裂后期
B
DD
D、d
减Ⅰ后期
C
AaBb
AaB、AaB、b、b
减Ⅱ后期
D
AaXBXb
AAXBXb、XBXb、a、a
减Ⅱ后期
【答案】 A
【解析】有丝分裂后期AA基因所在的染色体移向一极会产生AAaBb、aBb基因型的子细胞;DD的个体产生D、d两种细胞,是在分裂间期发生了基因突变;减数第一次分裂后期Aa所在的同源染色体未分离会产生AaB、AaB、b、b的子细胞;减数第一次分裂XX未分离,减数第二次分裂姐妹染色单体形成的染色体移向一极,会产生AAXBXb、XBXb、a、a的子细胞。
8.以蚕豆花蕾作为实验材料观察植物细胞减数分裂,有关叙述正确的是( )
A.最好选取蚕豆花蕾中的雌蕊进行观察
B.选一个处于间期的细胞,持续观察它减数分裂的全过程
C.如果染色体不够清晰,可以转动粗准焦螺旋增加视野的亮度
D.如果在 一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找
【答案】D
【解析】蚕豆雌蕊中进行减数分裂的细胞数目少,不易观察到减数分裂的所有时期,通常选用花药或动物的精巢作为观察减数分裂的材料;观察细胞分裂时,细胞已经死亡,无法持续观察分裂的全过程;调视野的亮度要用反光镜和光圈;若在一个视野中不能找全各个时期,可以移动装片从周围细胞中寻找。
9.二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述正确的是( )
A.此时细胞中一定不存在同源染色体
B.着丝点分裂一定导致DNA数目加倍
C.染色体中DNA两条链一定有一条是间期合成的
D.此时细胞中染色体数目一定是此生物体细胞的两倍
【答案】C
【解析】若是有丝分裂后期,细胞中存在同源染色体;着丝点分裂不会导致DNA数目加倍,但会导致染色体数目加倍;DNA复制方式为半保留复制,复制时间是间期,因此染色体中DNA两条链一定有一条是间期合成的;若是减数第二次分裂后期, 细胞中染色体数目与体细胞相同。
10.精原细胞既能进行有丝分裂增加自身数量,又可进行减数分裂形成生殖细胞。下列有关精原细胞分裂的叙述,不正确的是( )
A.减数分裂时同源染色体发生了交叉互换,增大了精子遗传组成的多样性
B.减数分裂时非同源染色体自由组合,有利于保持亲子代遗传信息的稳定性
C.有丝分裂后期精原细胞中存在同源染色体,但不发生同源染色体的分离
D.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期,染色体数目、核DNA数目都相同
【答案】 B
【解析】减数分裂时同源染色体发生了交叉互换,这属于基因重组,可以增大精子遗传组成的多样性;减数分裂时非同源染色体自由组合,有利于形成生物多样性,有丝分裂能保持亲子代遗传信息的稳定性;有丝分裂后期精原细胞中存在同源染色体,但不发生同源染色体的分离,同源染色体的分离只发生在减数第一次分裂后期; 有丝分裂中期和减数第一次分裂中期,染色体数目、核DNA数目都相同。
11.家兔睾丸中有的细胞进行有丝分裂,有的细胞进行减数分裂。下列有关叙述正确的是( )
A.每个细胞分裂前都进行DNA分子的复制
B.每个细胞分裂时同源染色体都进行联会
C.每个细胞分裂时姐妹染色单体都分离
D.每个细胞正常分裂后的子细胞中都含性染色体
【答案】D
【解析】并不是每个细胞分裂前都进行DNA分子的复制,减数第二次分裂前没有DNA分子的复制;减数分裂时同源染色体进行联会,有丝分裂中不存在同源染色体联会;有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的每个细胞中都有姐妹染色单体分离,但减数第一次分裂后期是同源染色体分离;不管是有丝分裂还是减数分裂,每个细胞分裂后的子细胞中都含性染色体。
12.男性红绿色盲患者中一个处于有丝分裂后期的细胞和女性红绿色盲基因携带者中一个处于减数第二次分裂中期的细胞进行比较,在不考虑变异的情况下,下列说法正确的是( )
A.红绿色盲基因数目比值为1∶1
B.染色单体数目比值为2∶1
C.核DNA数目比值为4∶1
D.常染色体数目比值为4∶1
【答案】D
【解析】假设红绿色盲受一对等位基因B和b控制。男性红绿色盲患者中一个处于有丝分裂后期的细胞基因型为XbXbYY,女性红绿色盲基因携带者中一个处于减数第二次分裂中期的细胞基因型为XbXb或XBXB,所以红绿色盲基因数目比值为1∶1或2∶0;有丝分裂后期无染色单体,减数第二次分裂中期染色单体数为46;有丝分裂后期核DNA数目为92,减数第二次分裂中期核DNA数目为46,所以核DNA数目比值为2∶1;有丝分裂后期常染色体数为88,减数第二次分裂中期常染色体数为22,所以常染色体数目比值为4∶1。
13.某生物兴趣小组通过显微镜观察来研究减数分裂过程,下图1、2分别表示该小组了解到的某雄性动物精原细胞和精细胞中的染色体情况示意图(染色体不同颜色表示来自不同亲本),请回答以下问题:
(1)有丝分裂的过程是染色体复制一次,细胞分裂一次,从而保证子细胞的染色体数量与亲代一致,由此该兴趣小组猜测减数分裂为达到染色体数目减半的效果,其过程是染色体不复制,细胞直接分裂一次(假说1)或 (假说2)。?
(2)通过显微镜观察,该兴趣小组观察到了图3所示细胞,由图1变化到图3要发生 ,说明(1)中假说 成立。?
(3)兴趣小组推断由图3变化到图2要发生同源染色体分离以及 分离,但发生的先后顺序不能确定,需要进一步观察验证。?
(4)兴趣小组通过显微镜观察到了一个如图4所示处于减Ⅱ的细胞,最终确定了 先发生同 源染色体分离,请在 图4中画出染色体分布情况。
【答案】(1)染色体复制一次,细胞分裂两次
(2)染色体的复制 2
(3)姐妹染色单体
(4)如图(对染色体颜色不作要求)
【解析】(1)有丝分裂的过程是染色体复制一次,细胞分裂一次,从而保证了子细胞的染色体数量与亲代一致,由此对推测减数分裂达到染色体数目减半的效果,作出了两种假说,假说1是染色体不复制,细胞直接分裂一次;假说2是染色体复制一次,细胞分裂两次。
(2)从图1变化到图3,出现了染色单体,是因为染色体进行了复制,说明了假说2成立。
(3)从图3变化到图2,不但同源染色体发生了分离,而且染色单体消失,说明姐妹染色单体发生分离。
(4)兴趣小组通过显微镜观察到了一个处于减Ⅱ的细胞,确定了先发生同源染色体的分离,因此在画图时要画出已经进行了同源染色体分离但还有姐妹染色单体的次级精母细胞,图见答案。
14.某研究性学习小组对羊产生配子时的细胞减数分裂过程进行了研究,并绘制了相关图示。请回答下列问题:
注:图中只显示一对同源染色体
(1)图1过程表明,通过减数分裂,染色体数目会 。减数第一次分裂后期染色体的行为特点是 。?
(2)图2显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分裂情况,产生异常配子①③的原因可能是?
。?
(3)如果图3表示精原细胞,该精原细胞经图4形成了一个基因型为AB的精细胞,则其形成的其他精细胞的基因型是 。?
【答案】(1)减半 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
(2)减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,而是移向了细胞的同一极
(3)Ab、ab、aB
【解析】(1)图1表示正常的减数分裂。通过减数分裂,染色体数目会减半,减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
(2)图2显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分离情况,表示异常的减数分裂。可能是减数第一次分裂后期同源染色体没有分离,而是移向了细胞的同一极。
(3)如果图3表示精原细胞,该精原细胞经图4形成了一个基因型为AB的精细胞,说明发生了同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换,B与b互换,则其形成的其他精细胞的基因型是Ab、ab、aB。
15.图1表示细胞分 裂和受精作用 过程中核DNA含量和染色体数目的变化。图2是某一生物体中不同细胞的分裂示意图,据图回答下列问题。
(1)图1中AC段和FG段形成的原因是 ,L点→M点表示 ,该过程体现了细胞膜的 特点。?
(2)图2中的B图为 细胞,对应图1中的 段。基因的分离和自由组合发生于图1中的 段。?
(3)图2中A细胞所处的细胞分裂时期是 。该生物的子代间性状差别很大,这与 (用图2中的字母表示)细胞中染色体的行为关系密切。?
(4)图1中与GH段和OP段相对应的细胞中,染色体数目 (填“相同”或“不同”),原因是 。?
【答案】(1)DNA复制 受精作用 流动性
(2)次级精母 IJ GH
(3)减数第二次分裂后期 D
(4)不同 GH段染色体数目为正常体细胞数目,OP段染色体数目为体细胞的二倍
【解析】(1)由于DNA复制使图1中AC段和FG段DNA加倍,L点→M点表示经过受精作用染色体数目又恢复到体细胞中的染色体数,其中精子和卵细胞通过融合形成受精卵体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点。(2)图2中的B图,没有同源染色体,且着丝点排列在赤道板上,因此为减数第二次分裂的中期,减数分裂过程中细胞质均等分裂,因此B细胞为次级精母细胞,发生在图1中的IJ段;基因的分离和自由组合发生在减数第一次分裂后期,即图1中的GH段。
(3)图2中的A没有同源染色体,且着丝点分裂,符合减数第二次分裂后期细胞的特点。由于减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合,产生多种类型的配子,使子代间性状差别很大。(4)GH段细胞进行减数第一次分裂,其染色体数为正常体细胞数目,OP段表示有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,因此两者的染色体数目不同。
