2024届高考生物一轮复习第4单元第12课减数分裂和受精作用学案

这是一份2024届高考生物一轮复习第4单元第12课减数分裂和受精作用学案，共36页。学案主要包含了教材细节命题，方法规律，易错提醒，命题动态等内容，欢迎下载使用。

第12课　减数分裂和受精作用
►学业质量水平要求◄
1．基于减数分裂和受精作用的过程，理解减数分裂和受精作用对遗传变异的意义。(生命观念)
2．基于减数分裂的模型，采用归纳与概括、模型与建模等方法，构建减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的曲线。(科学思维)
3．借助减数分裂的模型，采用归纳与概括的方法，以文字的形式说出减数分裂各时期的特点。(科学思维)

考点一　减数分裂和受精作用

1．减数分裂
(1)概念。

(2)过程(以精细胞的形成为例)。


(3)哺乳动物的精子和卵细胞形成的异同。
比较
精子
卵细胞
场所
睾丸
卵巢
细胞质
分裂方式
均等分裂
第一极体均等分裂，初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
一个精原细胞
↓
4个精子
一个卵原细胞
↓
1个卵细胞、3个极体
2．受精作用


1．减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍。 (×)
2．减数分裂Ⅱ后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。
(√)
3．减数分裂中发生均等分裂的细胞有可能是极体。 (√)
4．在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ。 (×)
5．减数分裂形成配子过程中实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。
(√)
【教材细节命题】
1．(必修2 P22图2-5改编)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，以满足胚胎早期发育过程中物质的需要。
2．(必修2 P23“与社会的联系”拓展)气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防，采取这样的措施的原因是水的比热容较大，水的温度相对不容易改变，当气温过低时，灌深水后稻田温度不会降低太多。

1．同源染色体
(1)概念。

(2)同源染色体的判断方法。

提醒：同源染色体的三点提醒
(1)同源染色体也有大小不同的，如性染色体X与Y或Z与W。
(2)着丝粒分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不叫同源染色体，这两条染色体是经复制形成的，在不发生变异的情况下是完全相同的。
(3)体细胞中也存在同源染色体，只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。
2．同源染色体的非姐妹染色单体间的互换


3．减数分裂过程中的相关柱形图与曲线图(以精细胞形成为例)

(1)甲为性原细胞，乙为初级性母细胞，丙、丁为次级性母细胞，戊为性细胞。
(2)染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，是同源染色体分开，平均进入两个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。
(3)减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，但不同的是没有同源染色体。
(4)减数分裂过程中染色体数/核DNA分子数的变化规律及原因。
1∶1染色体复制 间期 1∶2着丝粒断裂 减Ⅱ后期 1∶1
4．减数分裂产生配子的种类
以含2对同源染色体(Aa、Bb)为例(不考虑基因突变和同源染色体的非姐妹染色单体间的互换)，分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
项目
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
一个精原
细胞
4种
2种(AB、ab或Ab、aB)
一个雄性个体
4种
4种(AB、ab、Ab、aB)
一个卵原细胞
4种
1种(AB或ab或Ab或aB)
一个雌性个体
4种
4种(AB、ab、Ab、aB)
5．受精作用的细胞学基础和遗传物质来源
(1)细胞学基础。
①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精卵不识别，这也是生殖隔离形成的原因。
②细胞膜的结构特性——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。
(2)受精卵中遗传物质的来源。
①细胞核中的遗传物质(核DNA、染色体)：一半来自父方，一半来自母方。
②细胞质中的遗传物质(DNA)：几乎全部来自母方，这也是母系遗传的基础。
③受精卵中的总遗传物质(DNA)：来自母方的要多于来自父方的。

考向1| 减数分裂过程及相关图像
1．(2022·浙江6月选考)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(　　)

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
D　解析：根据题图中形成四分体可知，该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，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减数分裂Ⅰ后期，B错误；该细胞有4条染色体，8个DNA分子，则减数分裂产生的卵细胞中有2条染色体，2个DNA分子，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。
2．下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关说法不正确的是(　　)

A．甲、丙两细胞都发生了基因重组
B．图中的细胞均处于细胞分裂后期
C．可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁
D．乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
D　解析：题图中甲为初级卵母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，丙为初级精母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，二者都发生了非同源染色体的重组，A正确；乙和丁为处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，B正确；乙是次级卵母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，丁是第一极体或次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，C正确；乙、丁的染色体数与体细胞的相同，D错误。
【方法规律】根据细胞质的分配方式判断减数分裂中的细胞类型(以二倍体生物2n＝4为例)

考向2| 减数分裂过程中的数学模型
3．(2023·广东汕头模拟)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和核DNA数，结果如图甲所示。图乙、图丙和图丁为精巢中某些细胞分裂示意图中部分染色体的行为、数量变化。下列叙述正确的是(　　)

A．图甲中a代表精细胞或卵细胞
B．图甲中b可能含有0或1条X染色体
C．图甲中一定含有同源染色体的是c、d、e、g
D．图甲中能分别代表图乙、图丙和图丁的是g、f和b
B　解析：该实验是蝗虫精巢切片的显微观察，图甲中a的核DNA数目和染色体数目均为N，代表精细胞或精子，A错误；图甲中b处于减数分裂Ⅱ前期和中期，此时细胞中无同源染色体，含有0条或1条X染色体，B正确；图甲中c可能处于减数分裂Ⅱ后期，此时不含同源染色体，C错误；图甲中能分别代表图乙和图丙所处时期的是g、f，即有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期，代表图丁的为c，即减数分裂后Ⅱ期，D错误。
4．下图甲、乙、丙为某二倍体雄性生物细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图，图乙为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂及分裂前各时期的变化，图丙为细胞分裂及分裂前各时期染色体与核DNA分子的相对含量。下列叙述正确的是(　　)
　　　

丙
A．图甲细胞为第一极体或次级精母细胞，细胞中不可能发生等位基因的分离
B．处于图乙BC段的细胞中可能含有0条或1条或2条Y染色体
C．图甲所示细胞所处的时期可对应图乙的DE段和图丙的a时期
D．图甲细胞分裂后形成的子细胞可对应图乙的DE段和图丙的d时期
D　解析：据题图分析可知，图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期，因为是某二倍体雄性生物细胞分裂的相关示意图，故不能为第一极体，且若产生该细胞的初级精母细胞的同源染色体的非姐妹染色单体间发生过互换，则该细胞内可能会发生等位基因的分离，A错误；图乙BC段每条染色体上的DNA数目为2，对应的分裂时期为有丝分裂前期和中期，减数分裂Ⅰ前期、中期、后期、末期，减数分裂Ⅱ前期和中期，但不存在2条Y染色体的情况，B错误；根据图丙可知，a可以代表有丝分裂后期，b可以代表有丝分裂前期、中期以及减数分裂Ⅰ各时期，c可代表减数分裂Ⅱ后期，d可代表生殖细胞，故图甲所示细胞所处时期可对应图乙的DE段和图丙的c时期，C错误；图甲细胞分裂后形成的子细胞为精子，对应图乙的DE段和图丙的d时期，D正确。
考向3| 减数分裂与配子形成
5．已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是(　　)

D　解析：图A、B所示细胞中没有同源染色体，每条染色体上都有姐妹染色单体，可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，两个图示的差异反映出减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开的同时非同源染色体的自由组合，A、B正确；图C、D所示细胞中没有姐妹染色单体，此时细胞中没有同源染色体和等位基因，C正确，D错误。
6．(2022·黑龙江哈尔滨三中调研)某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下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(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和基因突变)(　　)

A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
C　解析：据题图6个精细胞中的基因组成可知，该生物的基因型为AaBbDd。一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因组成互补的精子。①ABd和④abD可能来自同一个精原细胞，②ABD和⑥abd可能来自同一个精原细胞，③Abd和⑤AbD不可能来自同一个精原细胞，故题图中6个精细胞至少来自4个精原细胞。
【方法规律】巧断配子的来源

考向4| 受精作用
7．(2021·湖北卷)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。我国科学家最新研究发现，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有来自卵细胞和多个精细胞的染色体，破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，A错误，B正确；由“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，C正确；由ECS1和ECS2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，推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。
考点二　(探究·实践)观察细胞的减数分裂

1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。在此过程中，细胞中的染色体的形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验步骤
(1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)。
解离→漂洗→染色→制片。
(2)显微观察。


1．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。 (√)
2．用桃花的雌蕊比用桃花的雄蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象。
(×)
3．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象。 (×)
4．观察动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞，只能看到减数分裂这一种细胞分裂的方式。 (×)
5．实验中能观察到一个细胞减数分裂的连续过程。 (×)

实验材料的选择
宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂的实验材料。
(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。
(2)在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或次级卵母细胞，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。

1．(2021·广东广州二模)观察哺乳动物的某组织装片时，发现一个细胞中的染色体均两两配对。下列有关叙述正确的是(　　)
①此时需用高倍镜　②该组织可能来自肝脏　③配对的染色体间可存在片段交换　④配对的两条染色体可称为四分体　⑤此细胞处于减数分裂Ⅱ前期
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．③④⑤
B　解析：观察染色体的形态、位置和数目需要使用高倍镜，①正确；肝脏细胞不能进行减数分裂，故该组织不可能来自肝脏，②错误；配对的染色体为同源染色体，配对时同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段交换，③正确；配对的两条染色体共含有四条姐妹染色单体，可称为四分体，④正确；此细胞处于减数分裂Ⅰ前期，⑤错误。
2．某同学利用二倍体高等动物生殖腺内细胞观察其细胞分裂，下列有关说法正确的是(　　)
A．若细胞分裂末期的细胞质为均等分裂，则该动物一定为雄性
B．显微镜下所观察到的细胞均为同一种分裂方式
C．显微镜下观察之前需用碱性染料对细胞进行染色
D．观察到的细胞中均含有两个染色体组且均含同源染色体
C　解析：雌、雄个体细胞有丝分裂末期细胞质也是均等分裂的，另外，第一极体分裂产生第二极体时，细胞质也是均等分裂的，A错误；高等动物生殖腺内细胞有的进行有丝分裂，有的进行减数分裂，B错误；显微镜下观察细胞分裂图像之前需用甲紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料对细胞进行染色，C正确；处于有丝分裂后期的细胞含有四个染色体组，处于减数分裂Ⅱ时期的细胞不含同源染色体，D错误。
【易错提醒】减数分裂实验观察过程中需注意的两个问题
(1)不只观察到一种分裂方式：动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂。
(2)不能观察到一个细胞减数分裂的全过程：如同观察有丝分裂一样，细胞在解离过程中已被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中找到。
考点三　减数分裂与有丝分裂的综合分析

1．有丝分裂与减数分裂图像的辨析
(1)结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期。
①前期图像的判断。


②中期图像的判断。


③后期图像的判断。


(2)依据染色体数目判断细胞分裂的方式。

2．有丝分裂和减数分裂过程中DNA、染色体变化规律辨析(以二倍体生物为例)
(1)曲线模型。

(2)“三看法”判断细胞分裂方式。

3．每条染色体上DNA含量的变化

根据图中曲线归纳如下：
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
减数分裂对应时期
减数分裂
前的间期(S期)
MⅠ全过程和MⅡ前期、中期
MⅡ
后期
MⅡ后期、末期
有丝分裂对应时期
分裂间期(S期)
前期、中期
后期
后期、末期
4．同源染色体对数、染色单体数目变化曲线和染色体组数变化曲线(以二倍体生物为例)
(1)曲线模型。


(2)相关解读。
甲图：①有丝分裂。有丝分裂后期时染色体数目暂时加倍，同源染色体由n对加倍成2n对，子细胞中同源染色体仍为n对。
②减数分裂。减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。
乙图：③有丝分裂。有丝分裂后期因着丝粒分裂，染色体组数目暂时加倍(2→4)；末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目恢复(4→2)。
④减数分裂。减数分裂Ⅰ末期因同源染色体分别进入两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)；减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂，染色体组数目暂时加倍(1→2)；减数分裂Ⅱ末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)。
丙图：①有丝分裂。有丝分裂的分裂间期，因染色体复制，染色单体形成；分裂后期，因着丝粒分裂，染色单体变为0(即0 间期 4n 后期 0)。
②减数分裂 减数分裂前的间期：因染色体复制，染色单体形成0→4n 减数分裂Ⅰ末期：因同源染色体分开，分别进入两个子细胞，染色单体数目减半4n→2n减数分裂Ⅱ后期：因着丝粒分裂，染色单体消失2n→0

5．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。染色单体会因着丝粒的分裂而消失，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核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个DNA分子，即核DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。

考向1| 减数分裂与有丝分裂的细胞图像分析
1．(2022·广东开学考)下图表示某高等动物在进行细胞分裂时的图像，下列叙述错误的是(　　)

A．甲细胞中含有的染色体数、核DNA分子数、染色单体数分别为8、8、0
B．该动物造血干细胞的分裂可用乙细胞表示
C．乙细胞为初级卵母细胞，丙细胞为次级卵母细胞
D．甲、乙、丙三个细胞分别含有4、2、2个染色体组
B　解析：据图可知，甲细胞处于有丝分裂后期，此时着丝粒分裂，细胞中不含染色单体，故细胞中含有的染色体数、核DNA分子数和染色单体数分别为8、8、0，A正确。乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，该动物的造血干细胞进行有丝分裂，B错误。乙细胞进行不均等分裂，且处于减数分裂Ⅰ后期，为初级卵母细胞；丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，且细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞，C正确。根据染色体形态判断，甲、乙、丙三个细胞分别含有4、2、2个染色体组，D正确。
2．(2021·天津卷)下图为某二倍体昆虫精巢中一个异常精原细胞的部分染色体组成示意图。若该细胞可以正常分裂，下列哪种情况不可能出现(　　)


A　　　　B　　　　 C　　　　 D
D　解析：若该细胞进行正常的有丝分裂，则后期会出现如图A所示的情况；B图为异常精原细胞进行减数分裂Ⅱ后期时可能出现的情况；C图为异常精原细胞进行减数分裂Ⅱ后期时可能出现的情况；正常分裂时，形态较小的那对同源染色体应该在减数分裂Ⅰ后期分离，D图所示的减数分裂Ⅱ后期不会出现其同源染色体。
考向2| 减数分裂与有丝分裂的曲线分析
3．下图表示有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关分析不正确的是(　　)

A．AB段中有关蛋白质的合成量明显增加
B．BC段中DNA稳定性较差，易出现碱基增添、缺失或替换
C．CD段中可发生同源染色体的分离过程
D．EF段中细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数始终相等
D　解析：根据题图可知，AB段表示DNA复制之前，该时期进行RNA的合成和相关蛋白质的合成，A正确；BC段正在进行DNA的复制，该时期由于DNA的双链解开，其稳定性最差，易发生基因突变，B正确；CD段表示复制之后，染色体以染色单体形式存在，包括分裂间期、有丝分裂前、中期和减数分裂Ⅰ全过程及减数分裂Ⅱ前、中期，同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，C正确；如果该图表示有丝分裂，则EF段表示有丝分裂后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数相比加倍或相等，但如果表示减数分裂，则该段表示减数分裂Ⅱ后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数相比相等或减半，D错误。
4．(2022·河南开学考)在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间会发生交换。实验表明，交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。图甲表示某二倍体雄性动物的一突变基因杂合的细胞在分裂时出现了交换，图乙表示减数分裂过程中某结构的数量变化曲线。下列说法错误的是(　　)

A．若图甲发生在减数分裂中，则其交换过程发生在图乙的AB段
B．图乙B点以后的细胞为次级精母细胞或精细胞，此时细胞中有1个染色体组
C．若图甲发生在减数分裂中，产生含正常基因和突变基因的配子比例为1∶1
D．若图甲发生在有丝分裂中，可能产生只含正常基因或只含突变基因的子细胞
B　解析：若图甲发生在减数分裂过程中，应该是减数分裂Ⅰ前期，图乙表示减数分裂过程中同源染色体数目的变化，图甲的交换过程发生在减数分裂Ⅰ前期，位于图乙的AB段，A正确；图乙B点以后为减数分裂Ⅱ过程，其细胞为次级精母细胞或精细胞，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，此时细胞中有2个染色体组，B错误；若图甲交换发生在减数分裂过程中，则减数分裂形成的4个子细胞中有2个含有正常基因，2个含有突变基因，即产生含正常基因和突变基因配子比例为1∶1，C正确；若图甲交换发生在有丝分裂过程中，由于姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此可能产生同时含有正常基因和突变基因的子细胞，也可能产生只含正常基因或只含突变基因的子细胞，D正确。
【方法规律】引发相关物质数量变化的四大原因

考向3| 减数分裂与有丝分裂的柱形图分析
5．某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含量的关系如图1所示，其细胞分裂图像如图2所示。下列说法正确的是(　　)


A．Ⅰ时期的细胞中染色体数目减半，该细胞为精细胞、卵细胞或极体
B．Ⅳ时期的细胞处于减数分裂Ⅰ过程中，有2个染色体组
C．图1物质数量关系由Ⅳ变化为Ⅲ的过程，对应图2丙→乙的过程
D．甲细胞中的染色体组数和同源染色体对数均是乙细胞的2倍
C　解析：图1中条状柱状图表示DNA，白色表示染色体，黑色表示染色单体；图2中甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期。丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质均等分裂，由此判断该生物为雄性个体，图1Ⅰ时期的细胞中染色体数目和核DNA含量均减半，所以该细胞为精细胞，不会是卵细胞或极体，A错误；Ⅳ时期的细胞处于减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期、中期，有2个染色体组，B错误；图1中由Ⅳ变化为Ⅲ表示减数分裂Ⅰ到减数分裂Ⅱ，相当于图2丙→乙的过程，C正确；甲细胞处于有丝分裂中期，其中的染色体组数是乙细胞(减数分裂Ⅱ中期)的2倍，但乙细胞中没有同源染色体，D错误。
6．下图为某雌性动物(体细胞染色体数为2n)细胞分裂过程中不同时期每个细胞核DNA、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．形成甲时，细胞质一定发生了不均等分裂
B．丙、丁、戊细胞中一定都含有同源染色体
C．丁可代表有丝分裂后期或减数分裂Ⅰ后期
D．在戊时期，可发生同源染色体的非姐妹染色单体的互换
D　解析：甲的染色体和核DNA含量都为n，为卵细胞或极体；乙的染色体数为n，核DNA和染色单体数为2n，处于减数分裂Ⅱ前期、中期；丙的染色体数和核DNA数都为2n，处于减数分裂Ⅱ后期或是体细胞；丁的染色体数和核DNA数都为4n，处于有丝分裂后期；戊的染色体数为2n，染色单体和核DNA含量都为4n，处于有丝分裂前、中期，减数分裂Ⅰ前、中、后期。甲为卵细胞或极体，形成甲时，细胞质不一定发生了不均等分裂，A错误；由分析可知，丙处于减数分裂Ⅱ后期或是体细胞，不一定含有同源染色体，B错误；丁处于有丝分裂后期，C错误；戊可表示减数分裂Ⅰ过程，同源染色体的非姐妹染色单体的互换发生在减数分裂Ⅰ前期，D正确。

【命题动态】进行有性生殖的生物体，通过减数分裂产生配子，将遗传信息传递给子代。在近年的高考试题中，本专题考查内容包括减数分裂及其与有丝分裂的区别、减数分裂的过程特点及分裂过程中染色体和核DNA数目的变化、有丝分裂与减数分裂图像辨析等，这些考点均侧重对知识和能力的综合考查。试题情境多为基础判断题，常常结合有丝分裂一起考查。

1．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A．有丝分裂的后期 B．有丝分裂的末期
C．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂
[思维培养]

D　解析：有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B错误。该动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有AAaa四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生互换，涉及A和a的交换，交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因，减数分裂Ⅰ时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，至减数分裂Ⅰ完成，不会发生姐妹染色单体分离导致的等位基因A和a分离现象；而在减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分离，导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞，C错误，D正确。
2．(2021·河北卷)图中①、②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)

A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会
B．②经减数分裂形成的配子有一半正常
C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
[思维培养]

C　解析：根据同源染色体及等位基因的概念判断，①中含有两对同源染色体，且a和R所在的染色体发生染色体结构变异中的易位，故在减数第一次分裂前期会出现两对同源染色体联会的现象，A正确；②细胞中，a基因所在的染色体多了一条，减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，形成一个染色体数目正常的次级精母细胞和多了一条染色体的异常次级精母细胞，两细胞继续进行减数第二次分裂，正常次级精母细胞产生两个正常的配子，异常次级精母细胞产生两个异常的配子，B正确；一个基因型为AaRr的精原细胞只能产生AR和ar或Ar和aR两种基因型的配子，C错误；理论上染色体结构变异与数目变异在光学显微镜下都可以观察到，D正确。

1．(生活、学习和实践情境)下列是对高等动物通过减数分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是(　　)
A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
B　解析：1个卵原细胞经过减数分裂产生1个卵细胞和3个极体，其中初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中，细胞质的分配是不均等的，A错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C错误；一般来说，雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D错误。
2．(科学实验和探究情境)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述错误的是(　　)

A．图甲、乙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期
B．图甲细胞中同源染色体已彼此分离
C．图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近
D．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁
B　解析：观察题图，图甲含有五组荧光点，且每组荧光点较大，在细胞中散乱分布，结合题干信息可知，拟南芥(2n＝10)含有两个染色体组，共10条染色体，即5对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期会形成5个四分体，可知图甲为四分体时期，即减数分裂Ⅰ前期；图乙的5个四分体排列在赤道板附近，即减数分裂Ⅰ中期；图丙的细胞每一极含有5个小的荧光点，应该处于减数分裂Ⅱ中期，含有姐妹染色单体的染色体排列在赤道板上；图丁中含有4组荧光点，每组5个，应该是减数分裂Ⅱ完成，形成了4个精细胞。根据以上分析可知，图甲为减数分裂Ⅰ前期图像，图乙为减数分裂Ⅰ中期图像，A正确；图甲细胞处于减数分裂Ⅰ前期，细胞中同源染色体正在配对形成四分体，而不是彼此分离，B错误；图乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期，细胞中5个四分体排列在赤道板附近，C正确；图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，D正确。
课时质量评价(十二)
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2021·重庆卷)人的一个卵原细胞在减数第一次分裂时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为(　　)
A．1 B．2
C．3 D．4
A　解析：一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，所形成的次级卵母细胞中多了一条染色体，(第一)极体中少了一条染色体。次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ，产生一个卵细胞和一个(第二)极体，卵细胞中多了一条染色体。故最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为1个，A正确。
2．(2021·江苏卷)A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。有关有丝分裂和减数分裂叙述正确的是(　　)
A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂
B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制
C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂 Ⅰ 的2个子细胞中也可能都含有Aa
D．有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞
C　解析：部分动物体在性成熟后才开始进行减数分裂，故多细胞生物体内不都同时进行这两种形式的细胞分裂，A错误。减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制，B错误。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，得到的2个子细胞中都含有Aa；若减数分裂Ⅰ过程中发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则得到的2个子细胞中也可能都含有Aa，C正确。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，都形成AaBb型2个子细胞；因A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑同源染色体间的互换，则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞，D错误。
3．(2021·辽宁卷)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如下图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是(　　)

A．1/2 B．1/4
C．1/8 D．1/16
B　解析：由题意分析可知，进行减数分裂的子细胞中只有1/4Aabb和2/4AaBb精原细胞减数分裂Ⅰ才能产生AAbb的细胞，则概率为1/4×1/2＋2/4×1/4＝1/4，B正确。
4．研究人员用小鼠进行实验，发现卵母细胞减数分裂时，同源染色体着丝粒大小有所不同，着丝粒较大的染色体更易与酪氨酸化(Tyr)纺锤丝分离，并与去酪氨酸化(dTyr)的纺锤丝结合，从而有更多的机会进入卵细胞(如下图所示)。下列说法错误的是(　　)

A．图示过程发生在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体进行分离
B．图中细胞分裂后有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞
C．图中同源染色体分别向细胞的两极移动需要纺锤丝的牵引
D．与卵细胞同时形成的极体中着丝粒小的染色体较多
D　解析：题图表示减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离的过程，A正确；着丝粒较大的染色体更易与去酪氨酸化(dTyr)的纺锤丝微管结合，从而有更多的机会进入卵细胞，故图中细胞分裂后，有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞，B正确；减数分裂中，在纺锤丝的牵引下，配对的同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，C正确；理论上，与卵细胞同时形成的极体中染色体应该与卵细胞一样，着丝粒大的染色体较多，D错误。
5．下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是(　　)

A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8
C．1与3都在减数分裂Ⅰ分离，1与2都在减数分裂Ⅱ分离
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
B　解析：1与2是相同基因，1与3或4可能是等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同，故均含有基因1～8，B正确；若不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，1与3会在减数分裂Ⅰ的后期随同源染色体的分离而分离，1与2会在减数分裂Ⅱ的后期随姐妹染色单体的分离而分离，若考虑交叉互换，则1与2可能会在减数分裂Ⅰ的后期分离，1与3可能会在减数分裂Ⅱ的后期分离，C错误；5与6是相同的基因，1与6不属于重组配子，D错误。
6．一对表型正常的夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子，下列示意图最能表明其原因的是(　　)

D　解析：红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，设用B、b表示一对等位基因。表型正常的夫妇基因型分别为XBXb、XBY，患病孩子的基因型为XbXbY，其是由XbXb型卵细胞与Y型精子结合发育而成的，XbXb型卵细胞产生的原因是在减数分裂Ⅱ后期次级卵母细胞着丝粒分裂后产生的两条Xb染色体没有分开，一同进入卵细胞。D项图像符合。
7．(2023·山东枣庄模拟)有丝分裂过程中，如果着丝粒功能异常，有一些染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间(图1中箭头所指)。研究发现，SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂。如果SPO11酶98位的氨基酸改变(用SPO11-cd表示)，则该酶催化活性丧失。科研人员利用基因工程技术在正常细胞中导入经诱导才能表达的SPO11基因，发现SPO11高表达会导致有丝分裂过程中一种着丝粒蛋白(CENPA)消失，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)

A．着丝粒异常会抑制细胞从两极发出纺锤丝，进而不利于染色体移向两极
B．图1的细胞处于有丝分裂后期，此时期最方便进行图2的计数
C．SPO11可在减数分裂Ⅰ的前期发挥作用，实现同源染色体非姐妹染色单体间的互换
D．没有催化活性的SPO11-cd酶丧失了原SPO11酶的一切功能
C　解析：在分裂后期时，着丝粒功能异常，染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间，而纺锤丝形成于前期，由小鼠细胞中心体发出，因此着丝粒异常不会抑制细胞从中心体发出纺锤丝，不会影响染色体移向两极，A错误；图1的细胞中染色体分别向两极移动，处于有丝分裂后期，此时期有利于观察异常染色体情况，但并不意味着最方便进行图2的计数，B错误；SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂，因而可在减数分裂Ⅰ的四分体时期发挥作用，实现同源染色体非姐妹染色单体间的互换，C正确；没有催化活性的SPO11-cd酶是由SPO11酶98位的氨基酸改变而形成的，并未丧失原SPO11酶的一切功能，D错误。
8．(2023·广东深圳模拟)果蝇(2N＝8)的精巢中a、b、c三个细胞中的染色体组数、四分体个数和染色单体数的关系如下表所示，不考虑基因突变和染色体变异，下列相关叙述错误的是(　　)
细胞
染色体组数
四分体个数
染色单体数
a
2
0
16
b
2
4
16
c
2
0
0
A．a细胞可能将要发生姐妹染色单体分离
B．b细胞可能发生了非姐妹染色单体间片段的交换
C．b细胞中染色体数目可能与c细胞中染色体数目相同
D．若c细胞的细胞膜从中间内陷，则c细胞中不可能存在等位基因
D　解析：a细胞可能处于有丝分裂中期，可能将要发生姐妹染色单体分离，A正确；b细胞有四分体，可能处于减数分裂Ⅰ前期，该细胞可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间片段的交换，若c细胞处于减数分裂Ⅰ后期，此时这两个细胞的染色体数目相等，B、C正确；c细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，若在减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体间片段的交换，则c细胞中可能存在等位基因，D错误。
9．某同学对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。下列相关叙述错误的是(　　)


A．图1中细胞甲是次级精母细胞，可处于图2中类型d的细胞所处的时期
B．图1中的细胞乙和丙可处于图2中类型b的细胞所处的时期
C．图2中类型c的细胞中含2个染色体组和n对同源染色体
D．着丝粒分裂不仅能导致图2中b转变为a，还能使d转变为c
C　解析：图1细胞甲没有同源染色体，且每条染色体上有2条姐妹染色单体，处于减数分裂Ⅱ中期，细胞甲是次级精母细胞，处于图2中类型d的细胞所处的时期，A正确；图1中的细胞乙和丙均含有同源染色体，且每条染色体上都含有2条姐妹染色单体，处于图2中类型b的细胞所处的时期，B正确；图2中类型c的细胞可表示体细胞或处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，都含2个染色体组，体细胞中含有n对同源染色体，减数分裂Ⅱ后期的细胞中不含同源染色体，C错误；有丝分裂后期着丝粒分裂能导致图2中b转变为a，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂能使d转变为c，D正确。
10．图甲表示某二倍体昆虫(AaBBDd)细胞分裂某时期图像，图乙表示其细胞分裂过程中mRNA含量和每条染色体中DNA分子数的变化。下列说法正确的是(　　)

A．图甲细胞有2个染色体组，处于图乙中的e时期
B．图甲细胞的变异最可能发生在图乙中的d时期
C．图乙中的c时期最可能是减数分裂Ⅰ前期
D．等位基因的分开一定发生在减数分裂Ⅰ的后期
A　解析：图甲细胞有2个染色体组，处于图乙中的e时期，即减数分裂Ⅱ的后期，A正确；由于二倍体昆虫细胞的基因型为AaBBDd，所以图甲细胞的变异只能是基因突变，最可能发生在图乙中的b时期，即DNA分子复制时，B错误；由题图分析可知，图乙中的c时期最可能是有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期(其中的G2期)，C错误；由于图中的细胞发生了基因突变，故等位基因的分离既可以发生在减数分裂Ⅰ的后期，也可以发生在减数分裂Ⅱ的后期，D错误。
二、非选择题
11．图1是某二倍体高等动物细胞分裂模式图，图2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，据图分析回答下列问题：

(1)将图1按正常的细胞分裂过程进行排序：________________；该分裂过程处于图2的________(填小写字母)时期。
(2)丙细胞中的变异类型属于________，其发生于图2曲线中的________(填大写字母)段；丙细胞中非同源染色体的组合类型有________种。
(3)图2中GH段和PQ段含有的染色体数目是否相同，________。请说明理由：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________。图1中乙细胞的两条染色单体上①的同一位置的遗传信息是否相同，____________。并说明理由：________________________
___________________________________________________________________。
(4)若一对正常夫妇生了一个孩子是XYY患者，则从根本上讲，这个孩子染色体组成是XYY的成因发生在图2曲线中的______(填大写字母)段。
解析：(1)由题干分析可知，图1的细胞甲为性原细胞，乙细胞不含同源染色体，着丝粒排列在赤道板的中央，处于减数分裂Ⅱ中期；丙细胞含有同源染色体且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期；丁细胞中同源染色体正在联会，处于减数分裂Ⅰ前期，故分裂顺序为甲→丁→丙→乙。图1进行的是减数分裂，对应图2中的b时期。(2)丙细胞中正在进行的是同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合，且由丙细胞中染色体形态可知，同源染色体间发生了非姐妹染色单体间的互换，变异类型都属于基因重组，其发生于图2曲线中的GH段，丙细胞中非同源染色体的组合类型有两种。(3)图2中GH段表示减数分裂Ⅰ过程，染色体数目与体细胞中的数目相同，PQ段表示有丝分裂后期和末期，染色体数目是体细胞中的数目的2倍。若同源染色体的相同位置上是等位基因，则遗传信息不同；若为相同基因，则遗传信息相同，故图1中乙细胞中的两条染色单体上①的同一位置的遗传信息可能相同，也可能不同。(4)一对正常夫妇生了一个孩子是XYY患者，则从根本上讲，这个孩子染色体组成为XYY是由减数分裂Ⅱ后期Y染色体未分离所导致的，即发生在图2中IJ段。
答案：(1)甲→丁→丙→乙　b　(2)基因重组　GH　两　(3)不相同　GH段表示减数分裂Ⅰ过程，染色体数目与体细胞中的数目相同，而PQ段表示有丝分裂后期和末期，染色体数目是体细胞中的数目的2倍　可能相同，也可能不同　若同源染色体的相同位置上是等位基因时，遗传信息不同，若为相同基因时，则遗传信息相同　(4)IJ
12．研究表明，雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关，为了解减数分裂过程中的调控机制，研究人员展开了系列实验。
(1)减数分裂Ⅰ前期可分为下图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生________并形成四分体。减数分裂Ⅰ过程中，非同源染色体的________及同源染色体中________________之间的交换会导致配子基因组合的多样性。

(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数分裂Ⅰ，但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现，在此过程中，细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升，达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后，卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。
①cAMP被称为细胞内的第二信使。如下图2所示，当信号分子与________结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由__________生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。

②实验一：不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞，实验结果如图3所示。由此可知，cAMP调控了细胞的减数分裂进程，判断依据是___________________________________________________________________。
③已知卵母细胞进入粗线期时，在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布，进入核网期时，S蛋白则已完全从染色体上解离下来，研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白，并对此展开进一步研究。
实验二：选取特定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否)，则对照组应注射______________________。经处理后分别进行细胞培养，3 d后，实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期，对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期，证明干扰S基因的表达会________(填“促进”或“抑制”)小鼠卵母细胞提前进入核网期。
解析：(1)减数分裂Ⅰ前期可分为如题图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生联会，即两两配对并形成四分体。减数分裂Ⅰ过程中，后期同源染色体分离，非同源染色体的自由组合以及前期的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换都会导致配子基因组合的多样性。(2)①cAMP被称为细胞内的第二信使，当信号分子与细胞膜上的受体结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由ATP生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。②根据图3中的柱形图可知，2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组，说明cAMP调控了细胞的减数分裂进程。③选取特定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA，根据对照原则，对照组应注射等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA。
答案：(1)联会　自由组合　非姐妹染色单体　(2)①受体　ATP　②2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组　③等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA　促进