2023届高考生物二轮复习有丝分裂与减数分裂学案

专题三　细胞的生命历程

网络构建

第一讲　有丝分裂与减数分裂

考纲导向·明目标

KAO GANG DAO XIANG MING MU BIAO

核心考点一　细胞生长和增殖的周期性

核心知识·精解读

HE XIN ZHI SHI JING JIE DU

1．细胞周期中的关注点(仅适用于“有丝分裂”且进行连续分裂的细胞)

2．与细胞周期相联系的重要知识点

(1)基因突变：在细胞分裂间期，DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错，即发生基因突变。

(2)染色体变异：在细胞分裂前期，秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，出现多倍体细胞。

(3)细胞癌变：药物作用于癌细胞的分裂间期，DNA分子不能复制，因此可抑制癌细胞的无限增殖。

考题解密

1．(2020·山东等级考)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是(　C　)

A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制

B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体

C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期

D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期

【解析】　由题意可知，正常细胞中DNA复制未完成时CDK1处于磷酸化状态，即去磷酸化过程受到抑制，A正确；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入分裂期，染色质螺旋化形成染色体，B正确；由题图可知，正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1磷酸化水平达到最高点(二者相同)后均出现下降，但感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平维持在较高水平，正常细胞中CDK1磷酸化水平降低明显，说明被感染细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制，故M蛋白通过抑制磷酸化的CDK1的去磷酸化而影响细胞周期，C错误；磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，才能使细胞进入分裂期，故M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期，D正确。

变式突破

变式一　细胞增殖的周期性

1．下表是三种细胞的细胞周期持续时间(h)，以下叙述正确的是(　B　)

A．①与②纺锤体形成的方式相同

B．①中分裂期细胞数所占比率低于12%

C．②中T1≤T2

D．③的分裂期进行细胞周期相关基因的转录

【解析】　动物细胞的纺锤体是由中心体发出的星射线组成的，而植物细胞的纺锤体由两极发出的纺锤丝组成，A错误；分裂期细胞数占的比例等于分裂期持续时间占细胞周期持续时间的比例，即2.0÷(15.3＋2.0)≈11.6%，B正确；细胞周期中，分裂间期比分裂期长，所以T1>T2，C错误；分裂期，染色体高度螺旋，DNA难以解旋，因此分裂期一般不发生基因的转录，D错误。

变式二　运用细胞周期解决问题

2．细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得如表结果。下列推论错误的是(　D　)

A．M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子

B．S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子

C．将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制

D．将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质不会凝缩

【解析】　根据题表可知，M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，A正确；S期细胞和G1期细胞融合，原G1期细胞核中DNA进行复制，说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子，B正确；M期细胞是分裂期的细胞，此时的细胞已经经历过间期DNA分子的复制，故将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制，C正确；根据选项A分析可知，M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质会凝缩，D错误。

核心考点二　有丝分裂与减数分裂的过程

核心知识·精解读

HE XIN ZHI SHI JING JIE DU

1．细胞分裂过程中分裂图像、坐标曲线和柱状图

(1)有丝分裂过程中的分裂图像、相关曲线图与柱状图

(2)减数分裂过程中的分裂图像、相关曲线图与柱状图

2．解读细胞分裂中的2类特殊曲线图表

(1)每条染色体中DNA含量的变化

根据上图曲线完善下表：

(2)同源染色体“对”数和“染色体组数”数目变化曲线

①图甲中表示有丝分裂的是a，表示减数分裂的是b。

②图乙中表示有丝分裂的是c，表示减数分裂的是d。

考题解密

2．(2022·湖南高考，6)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　B　)

A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离

B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个

C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长

D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低

【解析】　图示细胞为洋葱根尖细胞的分裂图，有丝分裂过程中无同源染色体的分离现象，A错误；b细胞着丝点整齐排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间成正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时的S期进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。

3．(2022·浙江6月，21)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①～④表示染色体，a～h表示染色单体。下列叙述正确的是(　D　)

A．图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为前期Ⅱ

B．①与②的分离发生在后期Ⅰ，③与④的分离发生在后期Ⅱ

C．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍

D．a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16

【解析】　根据形成四分体可知，该时期处于前期Ⅰ，为初级卵母细胞，A错误；①与②为同源染色体，③与④为同源染色体，同源染色体的分离均发生在后期Ⅰ，B错误；该细胞的染色体数为4，核DNA分子数为8，减数分裂产生的卵细胞的染色体数为2，核DNA分子数为2，C错误；a和e进入同一个次级卵母细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，由次级卵母细胞进入同一个卵细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，因此a和e进入同一个卵细胞的概率为1/4×1/4＝1/16，D正确。

变式突破

变式一　考查有丝分裂的过程

3．(2022·洛阳模拟)如图为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析正确的是(　B　)

A．甲为分裂间期，乙为分裂末期，⑤聚集成为细胞板

B．①由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②

C．甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞

D．③④均为细胞膜，两种细胞的细胞质分裂方式相同

【解析】　甲出现染色体和纺锤体，处于分裂前期，A错误；①中心体由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②着丝点，B正确；甲细胞中有同源染色体，甲产生的子细胞为体细胞，C错误；③为细胞膜，④为细胞壁，动、植物细胞的细胞质分裂方式不同，后者产生细胞板，D错误。

变式二　考查减数分裂的过程

4．下列有关人的减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较，正确的是(　C　)

A．在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有同源染色体

B．在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有姐妹染色体单体的分离

C．减数第一次分裂和减数第二次分裂过程染色体数目可能相同

D．减数第一次分裂和减数第二次分裂过程DNA含量可能相同

【解析】　在减数第二次分裂过程中没有同源染色体，A错误；在减数第一次分裂姐妹染色单体没有分离，B错误；减数第一次分裂与减数第二次分裂后期染色体数目相同，C正确；减数第一次分裂过程中DNA含量是体细胞的2倍，减数第二次分裂过程中，DNA含量与体细胞的相同或者是体细胞的一半，D错误。

变式三　数量关系理解细胞分裂过程中的变化规律

5．(2022·成都模拟)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中，依次形成四个不同时期的细胞，其染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是(　A　)

A．甲形成乙过程中，DNA复制前需合成rRNA和蛋白质

B．乙形成丙过程中，同源染色体分离，着丝点不分裂

C．丙细胞中，性染色体只有一条X染色体或Y染色体

D．丙形成丁过程中，同源染色体分离导致染色体组数减半

【解析】　甲形成乙过程中，进行DNA复制，所以复制前需合成rRNA和蛋白质，A正确；由图可推知，乙可表示减数第一次分裂前、中、后期，丙处于减数第二次分裂后期。乙形成丙过程中，先同源染色体分离，形成次级精母细胞，后着丝点分裂，染色体数目加倍，B错误；丙细胞中，着丝点分裂，染色体数目加倍，性染色体有两条X染色体或Y染色体，C错误；丁为精细胞，所以丙→丁过程中姐妹染色单体分离形成的两条染色体分别移到两个子细胞导致染色体组数减半，细胞中不含同源染色体，D错误。

变式四　利用细胞分裂图和坐标图、柱形图判断细胞分裂方式

6．有研究者对基因型为EeXFY的某动物精巢切片进行显微观察，绘制了图1中三幅细胞分裂示意图(仅展示部分染色体)；图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。回答下列问题：

(1)图1中细胞甲的名称是__次级精母细胞__。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E，则另外三个精细胞的基因型为__E、eXFY、eXFY或EXFXF、eY、eY或EYY、eXF、eXF__，这种变异属于__染色体数目__变异。

(2)图2中类型b的细胞对应图1中的细胞有__乙和丙__。

(3)图2中类型c的细胞含__2__个染色体组，可能含有__0或n__对同源染色体。

(4)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有__b→a__、__d→c__(用图2中字母和箭头表示)。

【解析】　(1)分析图示可知，图甲为减数第二次分裂中期的细胞，因此表示次级精母细胞。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E，若减数第一次分裂出现异常，说明X与Y没有分离，则另外三个精细胞的基因型为E、eXFY、eXFY；若减数第二次分裂出现异常，则另外三个精细胞的基因型分别为EXFXF、eY、eY或EYY、eXF、eXF。这种变异属于染色体数目变异。(2)图2中类型b的细胞处于减数第一次分裂或者处于有丝分裂前期、中期，对应图1中的细胞有乙和丙。(3)图2中类型c的细胞可以是处于减数第二次分裂后期的细胞也可以是体细胞，所以细胞中含2个染色体组，可能含有0或n对同源染色体。(4)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，即染色体数∶核DNA分子数由1∶2转变为1∶1，其转变的具体情况有b→a、d→c。

变式五　掌握减数分裂与有丝分裂的观察实验

7．(2022·重庆适应性测试)对老鼠(2N＝40)睾丸切片进行显微观察，根据细胞中染色体的数目将细胞分为A、B、C三组，每组细胞数目如表所示，下列叙述中正确的是(　D　)

A．只有A组细胞处于有丝分裂过程中

B．B组细胞内都存在同源染色体

C．三组细胞的性染色体组成均为一条X和一条Y

D．C组细胞的出现与减数分裂有关

【解析】　正常体细胞含40条染色体，A组细胞含80条染色体，A组细胞为有丝分裂后期细胞，B组含40条染色体，可能处于间期、有丝分裂前期、中期，也可能处于减Ⅰ时期及减Ⅱ后期、末期，A错误；减Ⅱ时期细胞中不存在同源染色体，B错误；有丝分裂后期性染色体数为2X＋2Y，减Ⅱ后期细胞中含2条X染色体或2条Y染色体，C错误。