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2021届高考生物人教版一轮创新教学案：第4单元 第12讲 减数分裂和受精作用
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第12讲 减数分裂和受精作用
[考纲明细] 1.细胞的减数分裂(Ⅱ) 2.动物配子的形成过程(Ⅱ) 3.动物的受精过程(Ⅱ) 4.实验：观察细胞的减数分裂
考点1 减数分裂过程及受精作用
1．减数分裂的概念
2．精子形成过程中的主要特点
3．精子和卵细胞形成过程的比较(n代表细胞中的染色体数目)
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
染色体复制
—
复制一次
减数第一次分裂
一个初级精母细胞(2n)产生两个大小相同的次级精母细胞(n)
一个初级卵母细胞(2n)产生一个大的次级卵母细胞(n)和一个小的第一极体(n)
同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半
续表
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
减数第二次分裂
两个次级精母细胞(n)形成四个同样大小的精细胞(n)
一个次级卵母细胞(n)形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体(n)；第一极体分裂形成两个第二极体(n)
着丝点分裂，一条染色体变成两条染色体，两条染色体分别移向细胞的两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变
是否变形
精细胞变形，形成精子
无变形
—
分裂结果
产生四个精子(n)
只产生一个卵细胞(n)，3个极体均退化
精子、卵细胞中染色体数目均减半
[特别提醒] DNA数量加倍的原因是DNA复制，发生在间期；染色体数量加倍的原因是着丝点一分为二，发生在有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期；染色体数目减半的原因是同源染色体分离移入两极，进入两个子细胞中，发生在减数第一次分裂结束时。
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)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，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，其中一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)减数分裂和受精作用的意义是：①增加了子代的多样性，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对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
[特别提醒] (1)有性生殖产生的后代呈现多样性的原因
①配子中染色体组合具有多样性。
②受精时卵细胞和精子结合具有随机性。
(2)产生卵细胞时不均等分裂的意义
卵细胞含有较多的细胞质为早期受精卵发育提供营养和能量。
1.(必修2 P16相关信息)减数分裂最初是由科学家用体细胞中只有两对染色体的马蛔虫作材料进行研究的。
2．(必修2 P18相关信息)减数分裂中染色体复制发生在减数第一次分裂前的间期，此时在光学显微镜下看不到(填“看到”或“看不到”)每条染色体上的两条姐妹染色单体。
3．(必修2 P25想像空间)子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献不一样(填“一样”或“不一样”)。卵细胞中含有丰富的细胞质，细胞质中含有DNA的结构有线粒体(植物细胞质中还有叶绿体)，其对生物的遗传是有影响(填“有影响”或“无影响”)的。
1．减数分裂过程中的基本概念
(1)同源染色体与非同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体
区分项目
显著特征
图中实例
同源染色体
减数第一次分裂前期联会的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，形态、大小一般都相同
1和2、3和4
非同源染色体
形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不联会
1和3、1和4、2和3、2和4
续表
区分项目
显著特征
图中实例
姐妹染色单体
两条姐妹染色单体连在同一着丝点上
a和a′、b和b′、c和c′、d和d′
非姐妹染色单体
两条姐妹染色单体没有连在同一着丝点上
a和b(b′)、a′和b(b′)
(2)联会与四分体
①联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成。
②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。四分体的个数等于减数分裂中联会的同源染色体对数。
③一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子(含8条脱氧核苷酸链)。
(3)交叉互换
①概念：减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。如下图：
②时期：减数第一次分裂前期。
③范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。
④交换对象：等位基因交换。
⑤结果：姐妹染色单体出现不同，即姐妹染色单体上出现等位基因。
⑥意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。
2．减数分裂过程中的相关结构(物质)的数目变化
分裂时期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
同源染色体对数
分裂间期
2n
2c→4c
0→4n
n
减数第一次分裂
前
2n
4c
4n
n
中
2n
4c
4n
n
后
2n
4c
4n
n
末
2n→n
4c→2c
4n→2n
n→0
减数第二次分裂
前
n
2c
2n
0
中
n
2c
2n
0
后
2n
2c
0
0
末
2n→n
2c→c
0
0
3．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图
4．减数分裂产生配子的种类
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”。
(1)若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
(2)原始生殖细胞减数分裂产生配子情况分析(以AaBb为例)：
(3)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如AaBb基因型的个体产生配子情况如下(独立遗传，无交叉互换)：
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)
题组一 减数分裂过程中的相关概念
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是( )
①减数分裂包括两次细胞分裂 ②在次级卵母细胞中存在同源染色体 ③着丝点在减数第一次分裂后期一分为二 ④减数分裂的结果，染色体数减半，DNA数不变 ⑤同源染色体的分离，导致染色体数目减半 ⑥联会后染色体复制，形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在减数第二次分裂的末期
A．①②③ B．④⑤⑥
C．①⑤ D．⑥⑦
答案 C
解析 次级卵母细胞中不存在同源染色体，因为减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，②错误；着丝点是在减数第二次分裂后期一分为二的，不是在减数第一次分裂后期，③错误；减数分裂过程中，生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减半，④错误；染色体的复制是在联会之前完成的，⑥错误；染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的末期，⑦错误。
2．下列关于细胞分裂中四分体的叙述，正确的是( )
①每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 ②四分体就是四条染色单体 ③四分体时期的下一个时期是联会 ④只有减数第一次分裂时期形成四分体
⑤四分体时期可发生交叉互换现象，进一步丰富了配子类型 ⑥复制后的同源染色体都能形成四分体 ⑦细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体
A．①④⑤⑦ B．①②③⑦
C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦
答案 A
解析 四分体就是同源染色体上的四条染色单体，②错误；四分体是联会形成的，四分体时期的下一个时期是减数第一次分裂中期，③错误；有丝分裂过程中复制后的同源染色体不会形成四分体，⑥错误。
(1)判断两条染色体是不是一对同源染色体的关键点
①看来源：一条来自父方，另一条来自母方(单倍体加倍或多倍体的配子除外)；在图中常用不同颜色表示。
②看形态、大小：同源染色体一般相同(异型性染色体除外)。
③看行为：在减数分裂时同源染色体能发生联会。
(2)着丝点分裂后，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，其上的基因相同，若不同则可能是基因突变或非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。
(3)X、Y染色体是一对特殊的同源染色体，尽管它们形态、大小不同，但存在同源区段，在减数分裂过程中会出现联会现象。
(4)联会的一对同源染色体中含4条染色单体，叫一个四分体。任意两条非同源染色体、不联会的两条染色体中的4条染色单体不能称为四分体。
题组二 减数分裂各时期特点及图像的区分
3．(2019·福建三明一中开学考试)若不考虑交叉互换和基因突变，下列关于减数分裂有关过程先后顺序的说法，错误的是( )
A．四分体中同源染色体分离伴随着着丝点分裂
B．姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后
C．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前
D．同源染色体联会发生在细胞核中的DNA数目减半前
答案 A
解析 四分体中同源染色体分离不伴随着着丝点分裂，A错误；姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂的后期，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂的后期，所以姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后，B正确；若不考虑交叉互换和基因突变，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，细胞中的染色体减半发生在减数第一次分裂末期，所以等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前，C正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，细胞核中的DNA数目减半发生在减数第一次分裂末期及减数第二次分裂末期，D正确。
4．(2019·河北定州第二次月考)下图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析正确的是( )
A．图②产生的子细胞一定为精细胞
B．图中属于体细胞有丝分裂过程的有①③⑤
C．图示5个细胞均具有同源染色体
D．图③中有2对同源染色体，2个四分体
答案 A
解析 图④表示减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，该动物为雄性动物，图②处于减数第二次分裂后期，故图②产生的子细胞一定为精细胞，A正确；图中属于体细胞有丝分裂过程的有③⑤，①细胞正在发生同源染色体联会，进行的是减数分裂，B错误；细胞①③④⑤中均有同源染色体，细胞②处于减数第二次分裂后期，无同源染色体，C错误；图③细胞处于有丝分裂中期，有2对同源染色体，但是没有构成四分体，D错误。
依据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
题组三 配子的种类和来源的分析
5．若A和a、B和b、C和c分别是三对同源染色体，来自同一个初级精母细胞的四个精子是( )
A．AbC、AbC、abc、abC B．aBC、AbC、ABc、ABc
C．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABc、Abc、aBC、aBC
答案 C
解析 一个初级精母细胞能形成4个精子，两两相同，且这两种精子的基因型“互补”。
6．下图中甲是某生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有( )
A．①② B．①④
C．①③ D．②④
答案 C
解析 精原细胞减数第一次分裂的特点：同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中，所以由同一精原细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体特点分析，①与图甲的染色体组成“互补”，③与图甲的染色体组成基本相同，由此可判断出①③与图甲精细胞来自同一个精原细胞。
7. 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( )
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 由图知，该生物基因组成为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，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种(ABD、AbD、aBD、abD)。但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，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。
巧判配子的来源
题组四 减数分裂曲线图分析
8. 如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量的变化(甲曲线)和与之对应的细胞中染色体数目的变化(乙曲线)，下面说法不正确的是( )
A．CD和FG对应的时间段，细胞中均含有两个染色体组
B．D点对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体
C．EF对应的时间段，DNA含量的变化是由于同源染色体的分离
D．BD对应的时间段，可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化
答案 C
解析 据图可知，CD段是减数第一次分裂，FG段是减数第二次分裂后期，减数第一次分裂过程中，细胞中含有两个染色体组，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，细胞中含有两个染色体组，A正确；D点表示细胞完成减数第一次分裂，因为X、Y染色体在减数第一次分裂过程中两两分离，所以，该点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体，B正确；EF对应的时间段，DNA含量减半是由于着丝点分裂，姐妹染色单体分离，C错误；BC段是减数第一次分裂前的间期的S期，进行DNA的复制，可能发生基因突变，CD段包含减数第一次分裂前期，可能发生交叉互换，所以BD对应的时间段，可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化，D正确。
引发相关物质数量变化的四大原因
同源染色体消失(对数变为零)
题组五 受精作用
9．在减数分裂和受精作用中，下列表述错误的是( )
A．观察减数分裂各时期的特点应选择蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢
B．受精作用的实质是精子的细胞核和卵子的细胞核相互融合
C．受精卵的遗传物质一半来自父方
D．减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要意义
答案 C
解析 雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量，故观察减数分裂时常选择植物的雄蕊和动物的精巢，A正确；受精卵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，C错误。
实验9 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1．实验原理
蝗虫的精原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。在此过程中，细胞中的染色体形态和数目都在不断地发生变化，因而能够据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验材料的选取
宜选用雄性个体生殖器官，其原因：雄性个体产生的精子数多于雌性个体产生的卵细胞数。
3．实验流程
1．下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是( )
A．可用蝗虫精母细胞的固定装片观察减数分裂
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
答案 D
解析 蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可作为观察减数分裂的材料，A正确；桃花雄蕊中配子的数目要大于雌蕊，因此观察减数分裂时选择雄蕊易观察到减数分裂现象，B正确；联会现象发生在减数分裂过程中，因此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，C正确；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象，D错误。
2．一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时，发现了一个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像，下列说法不正确的是( )
A．如果每个着丝点上都有两条染色单体，说明该细胞取自雄性小白鼠的睾丸
B．如果每条染色体上均不含染色单体，说明该细胞一定处于减数第二次分裂后期
C．如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异
D．无变异情况下，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期
答案 B
解析 当每个着丝点上都有两条染色单体时，说明该细胞处于减数第一次分裂后期，又因细胞质均等分裂，故该细胞为初级精母细胞，取自雄性小白鼠的睾丸，A正确；如果每条染色体上均不含染色单体，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期，也可能处于有丝分裂后期，B错误；无变异情况下，在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，移向两极的染色体数目均相同，C正确；无变异情况下，移向两极的若是姐妹染色单体分离后形成的子染色体，其形态、大小应是完全相同的，只有当同源染色体中的X、Y染色体分别移向两极时会出现移向两极的染色体形态存在差异，同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期，D正确。
(1)观察减数分裂过程选取的材料是能进行减数分裂的细胞，如植物的花药，动物的精巢、卵巢等。宜选用雄性个体生殖器官。
(2)动物的精巢、卵巢以及植物的未成熟花药、胚珠中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂；其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(卵原细胞)本身的增殖是通过有丝分裂进行的。
考点2 减数分裂和有丝分裂的图像和曲线分析
1．有丝分裂和减数分裂的比较
比较项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
亲代细胞
体细胞(受精卵、
原始生殖细胞等)
原始生殖细胞
细胞分裂次数
1次
2次
分裂过程
前期
染色体散乱分布在细胞的中央，有同源染色体
减数第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象；
减数第二次分裂：染色体散乱分布在细胞的中央，无同源染色体
中期
染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上；有同源染色体
减数第一次分裂：四分体排列在赤道板的两侧；
减数第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期
染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开；有同源染色体
减数第一次分裂：同源染色体分离，并移向两极；
减数第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
子细胞数目
2个
雄性为4个，雌性为(1＋3)个
子细胞类型
体细胞
成熟生殖细胞(精子或卵细胞)
细胞最终的染色体数
与亲代细胞相同
比亲代细胞少一半(发生在减数第一次分裂时期)
子细胞间的遗传物质
几乎相同
不一定相同
相同点
染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂相似
续表
比较项目
有丝分裂
减数分裂
意义
使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定
减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的
2．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像的比较
项目
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
判断步骤：先看是否出现联会、四分体，如果出现，为减数第一次分裂前期，如果不出现，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂前期，如果无，为减数第二次分裂前期
中期
判断步骤：先看着丝点是否排列在赤道板上，如果不是，为减数第一次分裂中期，如果是，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂中期，如果无，为减数第二次分裂中期
后期
判断步骤：先看是否有姐妹染色单体，如果有，为减数第一次分裂后期，如果没有，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂后期，如果无，为减数第二次分裂后期
3．有丝分裂与减数分裂中细胞内DNA、染色体曲线的判断技巧
(1)曲线模型(如图表示的是一个细胞内DNA、染色体的数量变化)
(2)判断方法
(3)变式曲线的分析方法
如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：
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
特点及其变化
续表
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
对应
减数分裂时期
减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂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
对应有丝分裂时期
间期
前期和中期
后期
末期
4．有丝分裂与减数分裂中细胞内染色体、DNA数目变化柱形图分析
在柱形图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但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。
题组一 减数分裂与有丝分裂过程比较
1．下列关于有丝分裂和减数分裂的比较，正确的是( )
A．前者与后者不同，前者各时期细胞中均不含同源染色体
B．后者分裂过程中有联会现象和四分体，而前者没有
C．前者仅有同源染色体的分离，后者还有非同源染色体的自由组合
D．分裂时前者细胞质DNA平均分配，而后者细胞质DNA随机、不均等分配
答案 B
解析 有丝分裂全过程以及减数第一次分裂过程中都有同源染色体，A错误；减数分裂过程中有联会现象和四分体，而有丝分裂过程中没有，B正确；同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合都只发生在减数第一次分裂后期，C错误；有丝分裂和减数分裂过程中，核DNA都平均分配，细胞质DNA都随机分配，D错误。
2．下列关于人体细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂中期细胞中可含有24种形态不同的染色体
B．有丝分裂后期细胞中有4个染色体组
C．减数第一次分裂中期细胞中含23个四分体
D．减数第二次分裂后期细胞中染色体数目是23条
答案 D
解析 人体细胞有丝分裂时常染色体有22种形态，性染色体X与Y形态不同，因此男性有丝分裂中期细胞中可含有24种形态不同的染色体，A正确；有丝分裂后期着丝点分裂，导致染色体和染色体组数目均加倍，B正确；减数第一次分裂中期，细胞中同源染色体两两配对，22对常染色体和1对性染色体，共形成23个四分体，C正确；减数第二次分裂后期，着丝点分裂导致细胞中染色体数目暂时加倍，与体细胞中染色体数目相同，是46条，D错误。
3．下列有关细胞增殖过程中细胞结构变化的叙述，正确的是( )
A．中心体和染色体的复制都发生在细胞分裂间期
B．有丝分裂中DNA和染色体数加倍发生在同一时期
C．卵细胞形成过程中细胞质的分裂都是不均等的
D．有丝分裂后期和减数分裂后期着丝点均发生分裂
答案 A
解析 有丝分裂中DNA数加倍发生在间期，染色体数加倍发生在后期，B错误；卵细胞形成过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质分裂都是不均等的，但第一极体的细胞质分裂是均等的，C错误；有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，着丝点均发生分裂，减数第一次分裂后期，着丝点不发生分裂，D错误。
题组二 减数分裂与有丝分裂图像判断
4．下图为某个哺乳动物体内细胞分裂不同时期的图像，下列有关叙述正确的是( )
A．细胞①中有2个四分体
B．细胞④是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体
C．属于减数分裂的细胞有4个
D．若用某种药物抑制纺锤体形成，则细胞⑤着丝点不会分裂
答案 C
解析 细胞①表示有丝分裂中期，不能联会形成四分体，A错误；细胞⑥为减数第一次分裂后期，由细胞质均等分裂可判断该动物为雄性，故细胞④是次级精母细胞，B错误；图中②③④⑥共4个细胞属于减数分裂，C正确；抑制纺锤体形成，使细胞不能正常分裂，但不影响着丝点的分裂，D错误。
5．如图表示同一生物体内不同时期的细胞分裂图，相关说法不正确的是( )
A．处于有丝分裂过程中的细胞是①和③
B．一般情况下，正在发生等位基因分离的是细胞②
C．细胞③和细胞④所示过程不可能发生在同一器官中
D．细胞③中染色体、染色单体、核DNA数量之比为1∶2∶2
答案 C
解析 根据题意和图示分析可知：①处于有丝分裂后期，②处于减数第一次分裂后期，③处于有丝分裂中期，④处于减数第二次分裂后期。处于有丝分裂过程中的细胞是①和③，A正确；在减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体分离而分开，所以一般情况下，正在发生等位基因分离的是细胞②，B正确；细胞③和细胞④所示过程可能发生在同一器官中，如精巢，C错误；细胞③处于有丝分裂中期，其细胞内染色体、染色单体、核DNA数量之比为1∶2∶2，D正确。
“三看法”判断细胞分裂方式
注：该方法只针对二倍体生物的细胞分裂。
题组三 减数分裂与有丝分裂相关物质数目(或含量)的变化
6.(2019·吉林毓文中学高三月考)如图是某种动物细胞生活周期中染色体数目变化图，据图判断下列叙述错误的是( )
A．等位基因分离、非等位基因自由组合发生在A～C段
B．CD段、GH段的染色体与核DNA的数目之比为1∶1
C．图中显示两种分裂方式，I～M段可表示有丝分裂的一个细胞周期
D．“一母生九子，九子各不同”现象与AH、HI所代表的生理过程有关
答案 B
解析 等位基因分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合发生于减数第一次分裂过程，分裂结束后染色体数目减半，故对应A～C段，A正确；CD段处于减数第二次分裂前期和中期，细胞中有姐妹染色单体，故染色体与核DNA的数目之比是1∶2，而GH段着丝点已分裂，故此时细胞中染色体与核DNA的数目之比为1∶1，B错误；图示中显示两种分裂方式，且I～M段可表示有丝分裂的一个细胞周期，C正确；AH过程为减数分裂，可发生基因重组，使配子种类多样，HI为受精过程，不同基因型的雌雄配子之间的结合是随机的，使受精卵的基因型多样，这样可导致出现“一母生九子，九子各不同”的现象，D正确。
7．如图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞观察的结果，叙述正确的是( )
A．若图甲为有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B．若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段
C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D．若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则c组细胞中可能出现联会和四分体
答案 C
解析 赤道板不是真实存在的结构，而是在细胞中央假想的一个平面代表位置，图甲所示时期为植物有丝分裂后期，其下一时期细胞中央(赤道板处)将出现细胞板，A错误；若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则应该是有丝分裂G2期、前期或中期，而着丝点的分裂发生在有丝分裂后期，B错误；若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则应该是减数第一次分裂过程，同源染色体的分离就发生在减数第一次分裂后期，C正确；若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则c组细胞处于有丝分裂后期，不可能出现四分体，D错误。
依据柱状图巧辨细胞分裂的过程
(1)若图1表示减数分裂的连续过程，则甲为性原细胞，乙为初级性母细胞，丙为次级性母细胞，丁为性细胞。
(2)若图2表示二倍体动物分裂细胞，则A可表示处于减数第二次分裂前期、中期的次级性母细胞，以及性细胞；B可表示性原细胞、初级性母细胞和处于减数第二次分裂后期的次级性母细胞；C可表示处于有丝分裂后期的性原细胞(体细胞)。
一 细胞分裂与遗传变异的关系
1.遗传规律的细胞学基础
2．可遗传变异的细胞学来源
(1)基因突变：任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，受生物体内或体外各种因素的影响，都可导致DNA复制过程中发生差错，从而发生基因突变。
(2)基因重组：发生于减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期，即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合。
(3)染色体变异
①纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
②同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。
③姐妹染色单体不分离(以精细胞形成为例)：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离后移向同一极，导致由本次级精母细胞产生的配子异常(另一次级精母细胞产生的配子可能正常)。
1．细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程中的变异是( )
A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
答案 B
解析 可遗传的变异有三个来源：基因重组、基因突变和染色体变异，其中基因重组只能发生在减数分裂过程中而不能发生在有丝分裂过程中，而基因突变和染色体变异在有丝分裂和减数分裂中均可发生。
二 减数分裂与基因突变、基因重组关系
1.减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。
2．减数分裂与基因重组
(1)在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合。
(2)在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。
2．如图表示减数分裂过程中的染色体的部分行为变化。下列说法错误的是( )
A．图示的变异类型为基因重组
B．甲图中的姐妹染色单体完成了片段的交换
C．甲图两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb
D．乙图表示产生的重组型配子是aB、Ab
答案 B
解析 根据试题分析，甲图发生的变异类型为基因重组，A正确；甲图中的非姐妹染色单体发生互换，而不是姐妹染色体单体之间发生交换，B错误；甲图发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，互换后两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb，C正确；看图可知，乙图产生的重组型配子是aB、Ab，D正确。
3．下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的是( )
A．甲、乙均为基因突变所致
B．乙中有2个染色体组
C．丙为减数第一次分裂交叉互换所致
D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
答案 D
解析 甲细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期；乙细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期。由于该生物的基因型为AABb，因此甲、乙中a的出现都是基因突变所致，A正确；乙细胞两极各有1个染色体组，共含有2个染色体组，B正确；根据丙中染色体颜色可知，等位基因B和b出现的原因是减数第一次分裂交叉互换所致，C正确；甲和乙发生的是基因突变，丙因交叉互换而导致基因重组，它们都属于可遗传的变异，但甲若为体细胞的有丝分裂，则发生的变异一般不遗传给后代，D错误。
姐妹染色单体上出现等位基因的原因
(1)若精(卵)原细胞中不含该等位基因，则一定是基因突变。
(2)若精(卵)原细胞中含有该等位基因，则可能是基因突变，或同源染色体中非姐妹染色单体发生交叉互换。
三 细胞分裂与染色体变异关系
1.细胞分裂与染色体变异
(1)如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
(2)如果有丝分裂后期异常，则所形成的子细胞全部不正常。
2．XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因：父方减数第二次分裂异常，即减数第二次分裂后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体都进入同一精细胞。
4．(2019·吉林长春质检)下面为某哺乳动物减数分裂过程的示意图，其中①～⑦代表细胞。下列说法正确的是( )
A．①是初级精母细胞，其核DNA数是染色体数的2倍
B．②③中可发生非同源染色体上非等位基因的自由组合
C．④⑤⑥细胞中的染色体数目相同，基因组成也相同
D．⑦异常的原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离
答案 D
解析 因由①分裂成的②、③的两个细胞大小不等，故①是初级卵母细胞，已完成DNA复制，其核DNA数是染色体数的2倍，A错误；②、③依次为极体和次级卵母细胞，进行减数第二次分裂，非同源染色体上非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，B错误；在减数第一次分裂时，B、b所在同源染色体未分离，可以出现图中所示结果，所以⑦异常的原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离，此时④⑤中染色体数目应该为1，基因组成为a，⑥的染色体数目应该为3，基因组成为ABb，④⑤和⑥的染色体数目不同，基因组成也不同，C错误，D正确。
5．(2019·湖南师大附中月考)一对表现型正常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( )
答案 D
解析 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，设用B、b一对等位基因表示。表现型正常夫妇的基因型分别为XBXb、XBY，患病孩子的基因型为XbXbY，是由XbXb型卵细胞与Y型精子结合发育形成的，XbXb卵细胞产生的原因是在减数第二次分裂后期次级卵母细胞着丝点分裂后产生的两条Xb没有分开，一同进入卵细胞，D正确。
6．基因型为AaXBY的小鼠仅因为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。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是( )
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 ②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 ③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案 A
解析 依据题干中提供的信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”，可知A与A没有分离，而A与A的分离发生在减数第二次分裂后期，①正确；“不含性染色体”有两种可能：一是同源染色体分离不正常，二是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向同一极，③正确。
高考热点突破
1．(2018·全国卷Ⅲ)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
答案 B
解析 有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生着丝点分裂，姐妹染色单体分离，移向两极，A正确；有丝分裂不发生同源染色体联会，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，B错误；一次有丝分裂与一次减数分裂染色体都只复制一次，C正确；有丝分裂和减数第二次分裂的染色体行为类似，前期散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，D正确。
2．(2017·全国卷Ⅱ)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( )
答案 D
解析 由选项所示的细胞类型可知，这种细胞是精原细胞，在不考虑基因突变和交叉互换的情况下进行分析：减数第一次分裂后期，同源染色体分离，其上的等位基因随之分离(如等位基因G与g、H与h分离)，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合(如非等位基因G与H、g与h组合或G与h、g与H组合)，减数第一次分裂产生互补的2个次级精母细胞，A、B正确；减数第二次分裂产生的4个精细胞应该两两相同，每个精细胞中不含同源染色体(不含等位基因)，C正确，D错误。
3．(2018·天津高考)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是( )
A．该细胞是初级精母细胞
B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
答案 D
解析 亲本雄果蝇的基因型为AaXBY，进行减数分裂时，由于染色体复制导致染色体上的基因也复制，即初级精母细胞的基因型是AAaaXBXBYY，而基因型为AAXBXb的细胞基因数目是初级精母细胞的一半，说明其经过了减数第一次分裂，即该细胞不是初级精母细胞，而属于次级精母细胞，A错误；该细胞为次级精母细胞，经过了间期的DNA复制(核DNA加倍)和减数第一次分裂后同源染色体的分离(核DNA减半)，该细胞内DNA的含量与体细胞相同，B错误；形成该细胞的过程中，A与a随同源染色体的分开而分离，C错误；该细胞的亲代细胞基因型为AaXBY没有无节律的基因，而该细胞却出现了无节律的基因，说明在形成该细胞的过程中，有节律的基因发生了突变，D正确。
4．(2017·天津高考)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是( )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
答案 B
解析 减数第一次分裂时，位于两条同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，此过程发生在初级精母细胞中，所以，图中三对等位基因的分离不都发生在次级精母细胞中，A错误；正常情况下，一个精原细胞能产生两种类型的精子，但图中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生了交叉互换，故该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B正确；同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生交叉互换属于基因重组，不属于基因自由组合范畴，C错误；图中非姐妹染色单体间部分片段交叉互换发生在同源染色体之间，不属于染色体结构变异，而染色体结构变异发生在非同源染色体之间，D错误。
5．(2017·江苏高考)假如右图是某生物体(2n＝4)正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是( )
A．该细胞处于减数第二次分裂后期
B．若染色体①有基因A，则④有基因A或a
C．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体
D．该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
答案 A
解析 根据题干信息可知，某种生物体细胞含有4条染色体，该细胞含有8条染色体，为有丝分裂后期，A错误；染色体①和④是同源染色体，其上基因相同或互为等位基因，①有A基因，则④可存在A或a基因，B正确；染色体②、③为一对同源染色体，根据染色体形状判断，若②是X染色体，则③是Y染色体，C正确；该细胞产生的子细胞与亲代细胞染色体组成相同，含有2对同源染色体，D正确。
6．(2016·浙江高考改编)下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行1次染色质DNA的复制
B．细胞周期的G2期已经形成了1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体
C．染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减数第二次分裂中期染色体数和染色体DNA分子数分别为12和24
D．若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA
答案 D
解析 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期都进行1次染色质DNA的复制，A正确；动物细胞有中心体，在G2期已形成了1对中心体，在有丝分裂前期由这1对中心体发出星射线形成纺锤体，B正确；减数第二次分裂中期的细胞中，染色体数为体细胞的一半，DNA分子数与体细胞相等，C正确；G2期染色质DNA复制已结束，若其中有1个DNA分子发生了片段缺失，则该细胞有丝分裂形成的2个子细胞中只有1个子细胞含该异常DNA，D错误。
课时作业
A卷 减数分裂过程与受精作用
一、选择题
1．在减数第一次分裂过程中不可能出现的是( )
A．同源染色体联会 B．同源染色体分离
C．着丝点分裂 D．染色体交叉互换
答案 C
解析 减数第一次分裂前期，同源染色体联会，A正确；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，B正确；减数第二次分裂后期，着丝点分裂，C错误；减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换，D正确。
2．如图为基因型为AaBb的某二倍体高等动物体内细胞进行减数分裂的示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A．图中可能发生基因重组的过程是①
B．细胞中染色体数目减半发生在过程②
C．上述过程发生在器官睾丸中
D．若精子1的基因型为Ab，则精子4的基因型一定为aB
答案 D
解析 图示精原细胞的基因型为AaBb，精子1与精子4来自不同的次级精母细胞，若两对等位基因独立遗传，且不发生交叉互换，则如果精子1的基因型为Ab时，精子4的基因型为aB，否则就不一定，D错误。
3．某二倍体雄性个体减数第一次分裂形成的子细胞如图，不考虑染色体畸变，下列叙述正确的是( )
A．图示黑色染色体只含有1个DNA分子
B．图示细胞中的两条染色体一定不是同源染色体
C．出现基因E、e的原因一定是交叉互换的结果
D．该细胞可能是第一极体
答案 B
解析 由于着丝点没有分裂，所以图示黑色染色体含有2个DNA分子，A错误；图示细胞是经减数第一次分裂后形成的，减数第一次分裂使同源染色体分离了，所以细胞中的两条染色体一定不是同源染色体，B正确；出现基因E、e的原因可能是交叉互换的结果，也可能是基因突变的结果，C错误；由于题图是某二倍体雄性个体进行减数分裂形成的子细胞，所以该细胞不可能是第一极体，而是次级精母细胞，D错误。
4．如图为人体内的细胞在减数分裂过程中每条染色体中的DNA分子含量的变化曲线，下列有关叙述中错误的是( )
A．DNA复制发生在bc时期
B．同源染色体分离发生在de时期
C．处于cd段的细胞含有姐妹染色单体
D．染色体交叉互换等基因重组都发生在cd时期
答案 B
解析 bc时期每条染色体中的DNA含量加倍，所以DNA复制发生在bc时期，A正确；该图为减数分裂，则同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，即cd段，而de段每条染色体上DNA含量由2变为1，表示减数第二次分裂后期，B错误；由图可知，cd段每条染色体上含有2个DNA，说明该时期的细胞含有姐妹染色单体，C正确；该图为减数分裂，则染色体交叉互换等基因重组都发生在cd段的某一时期，即减数第一次分裂过程中，D正确。
5．(2019·湖北名校第一次大联考)下列关于减数分裂的说法正确的是( )
A．着丝点分裂后细胞中染色体数目与体细胞的相同
B．减数第一次分裂过程中发生姐妹染色单体分离
C．两次分裂都伴随着染色体数目和核DNA数目的减半
D．形成配子的全过程都发生在精巢和卵巢中
答案 A
解析 减数第二次分裂的后期，着丝点分裂后染色体数目与体细胞的相同，A正确；减数第一次分裂过程中发生同源染色体分离，不发生姐妹染色单体分离，B错误；减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，C错误；高等植物配子的形成不在精巢和卵巢中，高等动物卵细胞的形成过程中，减数第二次分裂是在输卵管中完成的，D错误。
6．下列有关某生物各细胞分裂示意图的叙述，正确的是( )
A．图③处于减数第二次分裂中期，该生物细胞中染色体数目最多为8条
B．图②处于减数第二次分裂后期，细胞内有两对同源染色体
C．图①处于减数第一次分裂中期，细胞内有两对姐妹染色单体
D．四幅图可排序为①③②④，四幅图均只出现在精子的形成过程中
答案 A
解析 图③处于减数第二次分裂中期，此时细胞中染色体数目是体细胞的一半，则该生物体细胞中染色体数目为4条，因此，该生物细胞处于有丝分裂后期时，细胞中染色体数目最多，为8条，A正确；图②处于减数第二次分裂后期，细胞内无同源染色体，B错误；图①处于减数第一次分裂中期，细胞内有四对姐妹染色单体，C错误；四幅图可排序为①③②④，四幅图可能出现在精子的形成过程中，也可能出现在卵细胞的形成过程中，D错误。
7．如图表示基因型为AaBb的某动物正在分裂的细胞，则该细胞( )
A．所含染色体数是体细胞的一半
B．同时产生的子细胞基因型不可能是AB
C．含有3对同源染色体
D．含有2个染色体组
答案 D
解析 该细胞处于减数第二次分裂后期，此时细胞中的染色体数与体细胞相同，A错误；由于细胞的基因型为AaBb，可能在间期发生了基因突变或四分体时期发生了交叉互换，所以同时产生的子细胞基因型可能是AB或Ab，B错误；该细胞中不含同源染色体，C错误；该细胞中移向细胞每一极的3条染色体为1个染色体组，所以该细胞含有2个染色体组，D正确。
8．下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是( )
A．二者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象
B．二者形成过程中都有染色体的复制和均分，二者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需要变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同
D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
答案 A
解析 精子和卵细胞都是减数分裂产生的，减数分裂过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象，A正确；二者形成过程中都有染色体的复制和均分，二者所含细胞核遗传物质均是正常体细胞的一半，B错误；精子和卵细胞形成过程中不同的地方除了精子需要变形而卵细胞不需要变形外，还有细胞质是否均分等，C错误；1个精原细胞产生4个精子，1个卵原细胞产生1个卵细胞，故形成100个受精卵，至少需要25个精原细胞和100个卵原细胞，D错误。
9．某二倍体雄性动物(染色体数为2n)的精原细胞减数分裂过程中，细胞中染色体组数依次发生如下变化：2(甲)→1(乙)→2(丙)→1(丁)。不考虑变异，下列叙述错误的是( )
A．处于甲时期的细胞可能会发生姐妹染色单体间的交叉互换
B．处于乙时期的细胞中核DNA数为2n
C．处于丙时期的细胞中没有同源染色体
D．处于丁时期的细胞中核DNA数与处于乙时期的不同
答案 A
解析 由题意可知，处于甲时期的细胞中含有2个染色体组，甲时期可以表示减数第一次分裂，处于减数第一次分裂前期的细胞可能会发生同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换，A错误；乙时期表示减数第二次分裂的前期和中期，细胞中核DNA数为2n，B正确；丙时期表示减数第二次分裂后期和末期，无同源染色体，C正确；丁时期表示减数第二次分裂结束，形成了精细胞，核DNA数均为n，与乙时期的不同，D正确。
10．某男子既是色盲又有毛耳(毛耳基因位于Y染色体上)，则这个男子的次级精母细胞中，色盲基因及毛耳基因的存在情况是( )
A．在每个次级精母细胞中都含有一个红绿色盲基因和一个毛耳基因
B．在每个次级精母细胞中只含有一个红绿色盲基因或一个毛耳基因
C．在每个次级精母细胞中都含有两个红绿色盲基因和两个毛耳基因
D．有1/2的次级精母细胞含有两个红绿色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因
答案 D
解析 在减数第一次分裂前的间期发生DNA复制形成两个色盲基因和两个毛耳基因。减数第一次分裂后期同源染色体分离，即X和Y染色体分离后分别进入两个次级精母细胞中，形成的两个次级精母细胞中，一个有两个色盲基因，另一个有两个毛耳基因，即有1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因，D正确。
二、非选择题
11．如图A为某动物部分组织切片的显微图像，据图回答下列问题。
(1)图A观察到的是________性动物的________(器官)组织切片。
(2)①细胞含有________条染色单体，③细胞的名称是________。
(3)正常情况下，等位基因的分离发生在________(用图A中数字表示)细胞的后续分裂过程中。
(4)若②细胞中染色体数和核DNA分子数如图B所示。请绘制该动物处于减数第一次分裂后期细胞中的染色体数和核DNA分子数的柱形图。
答案 (1)雌 卵巢
(2)8 次级卵母细胞或第一极体 (3)①
(4)如图所示
解析 (1)因图A中②细胞的细胞质不均等分裂，故图A为雌性动物卵巢中的细胞分裂图像。
(2)①细胞中两对同源染色体排列在赤道板位置上，处于减数第一次分裂中期，含有4条染色体、8条染色单体。③细胞处于减数第二次分裂前期，该细胞为次级卵母细胞或第一极体。
(3)正常情况下等位基因随着同源染色体的分开而分离，故等位基因的分离发生在①细胞的后续分裂过程中。
(4)②细胞中含有4条染色体和4个核DNA分子，不含染色单体，则该动物处于减数第一次分裂后期的细胞中含有4条染色体、8个核DNA分子。
12．图甲、图乙分别表示某基因组成为AaBbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。请据图回答下面的问题：
(1)依据图乙，写出该种生物细胞分裂时，细胞中DNA数目的变化规律：______________。
(2)图甲所示细胞名称为________。该细胞中含的同源染色体和等位基因分别为________对和________对。若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为________。
(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的______________________________________________来实现的。
(4)图乙中的横坐标各数字中，________表示基因b与b分开的时期。
(5)请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像和其产生的配子示意图。
答案 (1)6→12→6→3
(2)第一极体 0 0 常染色体和X染色体
(3)同源染色体分离，非同源染色体自由组合
(4)8～9 (5)如图
解析 (1)图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化，据此分析可以确定DNA数目的变化规律为6→12→6→3。
(2)图甲为雌性高等动物细胞减数第二次分裂后期图像，且细胞质均等分裂，因此该细胞为极体，该细胞内无同源染色体和等位基因。1号和4号染色体由同一条染色体复制而来，若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为常染色体和X染色体。
(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的同源染色体分离，非同源染色体自由组合来实现的。
(4)基因b与b位于姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期，即8～9时期。
(5)非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，由于图甲细胞表示极体，因此可以根据极体中的基因组成画出初级卵母细胞中非同源染色体组合的情况，并且初级卵母细胞的细胞质是不均等分裂的。由于图甲极体的基因组成为aaBBdd，因此产生的次级卵母细胞的基因型为AAbbdd，则卵细胞的基因组成为Abd。
13．某研究性学习小组对猪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。请据图回答下列问题。
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________。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①②③④的原因可能是______________________________________________。
(3)如果图3表示卵原细胞，该卵原细胞经图4形成基因型为AB的卵细胞(不考虑基因突变)，则其形成的第二极体的基因型是________。
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，而是移向细胞同一极 (3)Ab、ab、aB
解析 (1)图1表示正常减数分裂的亲代细胞及其产生配子过程中染色体的行为变化。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半。减数第一次分裂后期染色体的行为变化主要是同源染色体分离、非同源染色体自由组合，这是基因分离定律和自由组合定律的基础。
(2)由图2可知，配子①中存在同源染色体，所以只可能是减数第一次分裂后期出现了差错，同源染色体未分离而是移向了细胞同一极，导致出现了异常配子。
(3)如果形成基因型为AB的卵细胞，则说明在图4时期发生了交叉互换，形成的第二极体的基因型是Ab、ab、aB。
B卷 减数分裂与有丝分裂的比较及减数分裂与可遗传变异的关系
一、选择题
1．(2019·安徽蒙城五校联考)下列有关有丝分裂和减数分裂的说法，正确的是( )
A．DNA复制和染色体复制分别使DNA和染色体的数目加倍
B．染色体数目变异只能发生在减数分裂过程中
C．在纺锤丝的牵引下着丝点发生分裂
D．同源染色体联会只发生在减数分裂过程中
答案 D
解析 DNA复制导致DNA数目加倍，着丝点分裂导致染色体数目加倍，而染色体复制的结果是染色体数目不变，A错误；染色体数目变异可以发生在减数分裂过程中，也可以发生在有丝分裂过程中，B错误；纺锤体的作用是牵引染色体上的着丝点运动，与着丝点分裂无关，C错误；同源染色体的联会只发生在减数第一次分裂前期，D正确。
2．(2019·河北唐山一中月考)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．着丝点分裂一定导致细胞核中DNA数目加倍
B．此时细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍
C．此时细胞中不一定存在同源染色体
D．此时细胞中一定含有两个染色体组
答案 C
解析 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，A错误；着丝点分裂可以发生在减数第二次分裂后期，也可以发生在有丝分裂后期，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，B错误；若是有丝分裂后期，细胞中存在同源染色体，若是减数第二次分裂后期，细胞中不存在同源染色体，C正确；若是有丝分裂后期，细胞中含有四个染色体组，若是减数第二次分裂后期，细胞中含有两个染色体组，D错误。
3．关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是( )
A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同
D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
答案 C
解析 两者的前期，染色体数目均与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，但减数第一次分裂前期发生了同源染色体的联会，而有丝分裂前期没有此行为，A错误；两者的中期，染色体数目均与体细胞相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，减数第一次分裂中期，每对同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧，B错误；有丝分裂后期姐妹染色单体分开，染色体数目、核DNA分子数目均为体细胞的两倍，减数第一次分裂后期同源染色体分开，染色体数目与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目为体细胞的两倍，C正确；两者的末期，核DNA分子的数目相同，二者核染色体数目和行为不同，D错误。
4．如图是某动物体内细胞分裂的一组图像，下列相关说法正确的是( )
A．所有细胞均有同源染色体
B．④细胞分裂结束将形成两个精细胞
C．动物睾丸中可能同时出现以上细胞
D．除①和③外都是减数分裂细胞图
答案 D
解析 由图⑤的细胞质不均等分配可知，题图所示为雌性动物体内细胞分裂的一组图像，④细胞是减数第二次分裂的细胞，无同源染色体，分裂结束将形成两个极体，A、B、C错误；①为有丝分裂后期，③为有丝分裂中期，D正确。
5．(2019·吉林抚松四盟校期中)下图为某动物(体细胞染色体为2N)细胞分裂过程中不同时期每个细胞核DNA、核染色体和核染色单体的数量关系图。下列有关说法不正确的是( )
A．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂
B．基因重组发生在戊时期，基因突变发生在丙→戊过程中
C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞
D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体
答案 C
解析 乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂，染色体数目加倍，A正确；基因重组发生在减数第一次分裂时期，此时每一条染色体含有两条染色单体(戊)，基因突变发生在丙→戊过程(DNA复制)中，B正确；丙可以代表体细胞，甲中染色体只有丙的一半，可能代表精子、卵细胞或极体，C错误；丁为有丝分裂后期细胞，戊为有丝分裂G2期、前期、中期或减数第一次分裂前的间期、减数第一次分裂时期的细胞，一定存在同源染色体，D正确。
6．(2019·吉林长春一监)如图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A．BC段和HI段都会发生着丝点分裂
B．AB段和FG段都有可能发生基因突变
C．CD段和FG段都有可能发生基因重组
D．FG段和HI段都有可能发生染色体变异
答案 C
解析 根据曲线图可知，BC段同源染色体对数开始加倍(由姐妹染色单体发生分离引起)，HI段表示减数第二次分裂过程，因此BC段和HI段都会发生着丝点分裂，A正确；AB段和FG段分别包含有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，此时可发生基因突变，B正确；CD段处于有丝分裂过程中，FG段处于减数分裂过程中，基因重组可发生在减数第一次分裂过程中，不会发生在有丝分裂过程中，C错误；减数第一次分裂(FH段)和减数第二次分裂(HI段)过程中都可能发生染色体变异，D正确。
7．下图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及DNA数目的变化，则下列叙述错误的是( )
A．在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体
B．在BC段和HI段都能发生染色体的复制
C．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
D．在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离
答案 C
解析 当染色体数目等于DNA数目时，每条染色体都不含染色单体，A正确；在有丝分裂的间期的BC段和减数第一次分裂前的间期的HI段都发生染色体的复制，B正确；图中AG段和HJ段细胞中都含有同源染色体，KQ段不含同源染色体，C错误；在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离，D正确。
8．(2019·甘肃兰州高三模拟)如图是动物精子形成过程中发生交叉互换的模式图，下列说法正确的是( )
A．若分裂时3和4不分离，产生的精细胞有一半染色体数目正常
B．在正常情况下，该细胞能产生4种类型的精细胞
C．若在复制时基因M突变为m，则产生的精细胞有一半异常
D．图中基因N和n的分离只发生在减数第一次分裂后期
答案 B
解析 分析题图可知，3和4是同源染色体，若不分离，则产生的精细胞全部异常，A错误；由于1、2两条同源染色体发生了交叉互换，则该细胞能产生4种精细胞，B正确；如果基因M突变为m，则产生的精细胞中有1/4异常，C错误；图中基因N、n分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期，D错误。
9．一对表现型正常的夫妇，生育了一个有3条性染色体的血友病男孩。某同学结合下图分析该男孩的病因，其中判断不合理的是( )
A．该男孩的性染色体组成若为XXY，则患病最可能与图丁有关
B．该男孩的性染色体组成若为XYY，则患病最可能与图乙有关
C．该男孩患病若与图乙有关，其性染色体组成可能是XXY
D．该男孩患病若与图甲有关，其父亲可能发生了基因突变
答案 C
解析 若该男孩的性染色体组成为XXY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自于其母亲，其母亲是血友病基因携带者，产生卵细胞时，在减数第二次分裂时，带有致病基因的X染色体的姐妹染色单体未分开引起的，A合理，C不合理；若该男孩的性染色体组成为XYY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自于其母亲，其母亲是血友病基因携带者，卵细胞内只含1条携带血友病基因的X染色体，但是其父亲产生精子的过程中，在减数第二次分裂时，两条Y染色单体未分开，B合理；该男孩患病与图甲有关，则参与的精子可能是X染色体上发生了基因突变，产生了携带致病基因的XY型精子，D合理。
10．下列有关减数分裂及受精作用相关知识的说法，错误的是( )
A．基因型为AaBb(独立遗传)的雄性动物，其精巢内的精原细胞减数分裂形成精子的基因型为AB、ab、Ab、aB
B．一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个基因型为AAaY的精子，则其他3个精子的基因型分别是aY、Xb、Xb
C．细胞正常分裂的情况下，果蝇有丝分裂后期的精原细胞和减数第二次分裂后期的次级精母细胞一定含有两条Y染色体
D．减数分裂和受精作用可维持生物体前后代染色体数目的恒定
答案 C
解析 基因型为AaBb(独立遗传)的雄性动物，其精巢内的精原细胞经减数分裂形成精子的过程中等位基因分离的同时，非等位基因自由组合，故产生的配子的基因型为AB、ab、Ab、aB，A正确；一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个AAaY的精子，说明减数第一次分裂和减数第二次分裂都发生了异常，则其他3个精子的基因型分别是aY、Xb、Xb，B正确；细胞正常分裂的情况下，果蝇有丝分裂后期的精原细胞一定含有两条Y染色体，而减数第二次分裂后期的次级精母细胞可能含有两条X染色体，也可能含有两条Y染色体，C错误；减数分裂和受精作用可维持生物体前后代染色体数目的恒定，D正确。
二、非选择题
11．下列两图为某种动物细胞分裂过程中的曲线图和细胞图。请据图回答下列问题：
(1)图甲中的②为________数目变化；b阶段为________分裂过程；c阶段中除了包括有丝分裂过程外，还包括 。
(2)图乙中D的子细胞的名称是______________________________________。
(3)图乙中B的上一个时期对应图甲中________段；C对应图甲中________段(用图中字母表示)。
(4)图甲中，如果在A点时将全部核DNA用放射性同位素标记，而分裂过程中所用的原料不含放射性同位素，则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷酸链的________。
答案 (1)染色体 减数 受精作用
(2)精细胞或(第二)极体
(3)GH CD和MN (4)25%(或1/4)
解析 (1)由图甲曲线特征可直接判断出a、b、c分别代表有丝分裂过程中核DNA(加倍一次，减半一次)的变化、减数分裂过程中核DNA(加倍一次，减半两次)的变化、受精作用和有丝分裂过程中细胞中染色体数目的变化。
(2)图乙中D的细胞质分配均等，且着丝点分裂之前同源染色体已经分开，故其子细胞为精细胞或(第二)极体。
(3)图乙中B处于减数第一次分裂中期，上一个时期为减数第一次分裂前期，对应图甲中GH段；C为有丝分裂中期，对应图甲中的CD和MN段。
(4)根据DNA半保留复制的特点，EF时期的细胞的每个核DNA分子都是一条链带放射性同位素标记，一条链不带放射性同位素标记。在FG时期，核DNA又复制一次，以带放射性同位素标记的链为模板形成的DNA都是一条链带放射性同位素标记，一条链不带放射性同位素标记；而以不带放射性同位素标记的链为模板形成的DNA的两条链都不带放射性同位素标记，故在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占1/4。
12．从基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物器官内提取出一些细胞，图甲为其中某细胞的分裂图像(B、b基因未标出)，图乙表示有关细胞进行Ⅰ、Ⅱ两种方式的分裂过程中染色体组数目的变化(①～⑦表示不同区段)。请回答：
(1)图甲所示细胞处于图乙中的________区段。
(2)细胞中染色体与DNA数目之比一定为1∶2的是图乙中的________区段。
(3)图甲中同一条染色体上出现了A和a两个不同的基因，通过分析该细胞形成的子细胞种类，可以确定其原因：若该细胞分裂最终形成4种基因型的子细胞，那么其原因是发生了______________。若该细胞分裂最终形成________种基因型的子细胞，那么其原因是发生了________。
答案 (1)④ (2)⑤
(3)交叉互换(基因重组) 3 基因突变
解析 (1)图甲所示细胞中有同源染色体联会现象，处于图乙中的④区段所包含的减数第一次分裂前期。
(2)由于①表示有丝分裂间期、前期和中期，在间期开始时DNA没有复制完成，④表示减数第一次分裂，包括减数分裂前的间期，在其开始时DNA没有复制完成，所以细胞中染色体与DNA数目之比一定为1∶2的是图乙中的⑤区段。
(3)图甲中同一条染色体上相同位置上的基因应该相同，但图甲中是出现了A和a两个不同的基因，由于体细胞的基因型为AaBb，若该细胞分裂最终形成4种基因型的子细胞，那么其原因是发生了交叉互换，若该细胞分裂最终形成3种基因型的子细胞，那么其原因是发生了基因突变。
13．减数分裂中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经常发生交换。实验表明，某些生物体的有丝分裂偶尔也会发生交换，称为有丝分裂交换。图示为某高等动物一个表皮细胞发生的有丝分裂交换，其中D和d、E和e、F和f表示某对同源染色体上的三对等位基因。
(1)请问该细胞在发生有丝分裂交换后，产生________种基因型的子代表皮细胞，并分别写出基因型__________________________________________________。
(2)如果不考虑该生物产生精子时发生的交换，那么该生物产生的精子有________种基因型。写出基因型为________________________________。
(3)如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换，你认为哪一种分裂方式对于遗传多样性的贡献更大？为什么？____________________________________。
答案 (1)2或1 DdEeFF和DdEeff或DdEeFf(不考虑字母顺序，且与前一问答案相对应)
(2)2 DEF和def(不考虑字母顺序)
(3)减数分裂。因为减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代，而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响
解析 (1)有丝分裂后期，姐妹染色单体随着丝点的分裂而分开成为两条染色体，并在纺锤丝的牵引下随机地移向细胞两极：①若DEF基因、def基因所在的两条染色体移向一极，DEf基因、deF基因所在的两条染色体移向另一极，则形成的子代表皮细胞的基因型只有一种：DdEeFf；②若DEF基因、deF基因所在的两条染色体移向同一极，DEf基因、def基因所在的两条染色体移向另一极，则形成的子代表皮细胞的基因型有2种：DdEeFF和DdEeff。
(2)在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，连锁的基因随所在的染色体一起进入子细胞。如果不考虑该生物产生精子时发生的交换，则该生物产生的精子有2种基因型，分别为DEF和def。
(3)由于减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代，而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响，所以，如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换，那么减数分裂过程的交叉互换对于遗传多样性的贡献更大。
第12讲 减数分裂和受精作用
[考纲明细] 1.细胞的减数分裂(Ⅱ) 2.动物配子的形成过程(Ⅱ) 3.动物的受精过程(Ⅱ) 4.实验：观察细胞的减数分裂
考点1 减数分裂过程及受精作用
1．减数分裂的概念
2．精子形成过程中的主要特点
3．精子和卵细胞形成过程的比较(n代表细胞中的染色体数目)
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
染色体复制
—
复制一次
减数第一次分裂
一个初级精母细胞(2n)产生两个大小相同的次级精母细胞(n)
一个初级卵母细胞(2n)产生一个大的次级卵母细胞(n)和一个小的第一极体(n)
同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半
续表
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
减数第二次分裂
两个次级精母细胞(n)形成四个同样大小的精细胞(n)
一个次级卵母细胞(n)形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体(n)；第一极体分裂形成两个第二极体(n)
着丝点分裂，一条染色体变成两条染色体，两条染色体分别移向细胞的两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变
是否变形
精细胞变形，形成精子
无变形
—
分裂结果
产生四个精子(n)
只产生一个卵细胞(n)，3个极体均退化
精子、卵细胞中染色体数目均减半
[特别提醒] DNA数量加倍的原因是DNA复制，发生在间期；染色体数量加倍的原因是着丝点一分为二，发生在有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期；染色体数目减半的原因是同源染色体分离移入两极，进入两个子细胞中，发生在减数第一次分裂结束时。
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)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，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，其中一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)减数分裂和受精作用的意义是：①增加了子代的多样性，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对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
[特别提醒] (1)有性生殖产生的后代呈现多样性的原因
①配子中染色体组合具有多样性。
②受精时卵细胞和精子结合具有随机性。
(2)产生卵细胞时不均等分裂的意义
卵细胞含有较多的细胞质为早期受精卵发育提供营养和能量。
1.(必修2 P16相关信息)减数分裂最初是由科学家用体细胞中只有两对染色体的马蛔虫作材料进行研究的。
2．(必修2 P18相关信息)减数分裂中染色体复制发生在减数第一次分裂前的间期，此时在光学显微镜下看不到(填“看到”或“看不到”)每条染色体上的两条姐妹染色单体。
3．(必修2 P25想像空间)子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献不一样(填“一样”或“不一样”)。卵细胞中含有丰富的细胞质，细胞质中含有DNA的结构有线粒体(植物细胞质中还有叶绿体)，其对生物的遗传是有影响(填“有影响”或“无影响”)的。
1．减数分裂过程中的基本概念
(1)同源染色体与非同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体
区分项目
显著特征
图中实例
同源染色体
减数第一次分裂前期联会的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，形态、大小一般都相同
1和2、3和4
非同源染色体
形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不联会
1和3、1和4、2和3、2和4
续表
区分项目
显著特征
图中实例
姐妹染色单体
两条姐妹染色单体连在同一着丝点上
a和a′、b和b′、c和c′、d和d′
非姐妹染色单体
两条姐妹染色单体没有连在同一着丝点上
a和b(b′)、a′和b(b′)
(2)联会与四分体
①联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成。
②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。四分体的个数等于减数分裂中联会的同源染色体对数。
③一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子(含8条脱氧核苷酸链)。
(3)交叉互换
①概念：减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。如下图：
②时期：减数第一次分裂前期。
③范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。
④交换对象：等位基因交换。
⑤结果：姐妹染色单体出现不同，即姐妹染色单体上出现等位基因。
⑥意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。
2．减数分裂过程中的相关结构(物质)的数目变化
分裂时期
染色体数目
核DNA数目
染色单体数目
同源染色体对数
分裂间期
2n
2c→4c
0→4n
n
减数第一次分裂
前
2n
4c
4n
n
中
2n
4c
4n
n
后
2n
4c
4n
n
末
2n→n
4c→2c
4n→2n
n→0
减数第二次分裂
前
n
2c
2n
0
中
n
2c
2n
0
后
2n
2c
0
0
末
2n→n
2c→c
0
0
3．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图
4．减数分裂产生配子的种类
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”。
(1)若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
(2)原始生殖细胞减数分裂产生配子情况分析(以AaBb为例)：
(3)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如AaBb基因型的个体产生配子情况如下(独立遗传，无交叉互换)：
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)
题组一 减数分裂过程中的相关概念
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是( )
①减数分裂包括两次细胞分裂 ②在次级卵母细胞中存在同源染色体 ③着丝点在减数第一次分裂后期一分为二 ④减数分裂的结果，染色体数减半，DNA数不变 ⑤同源染色体的分离，导致染色体数目减半 ⑥联会后染色体复制，形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在减数第二次分裂的末期
A．①②③ B．④⑤⑥
C．①⑤ D．⑥⑦
答案 C
解析 次级卵母细胞中不存在同源染色体，因为减数第一次分裂的后期，同源染色体分开，②错误；着丝点是在减数第二次分裂后期一分为二的，不是在减数第一次分裂后期，③错误；减数分裂过程中，生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减半，④错误；染色体的复制是在联会之前完成的，⑥错误；染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的末期，⑦错误。
2．下列关于细胞分裂中四分体的叙述，正确的是( )
①每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 ②四分体就是四条染色单体 ③四分体时期的下一个时期是联会 ④只有减数第一次分裂时期形成四分体
⑤四分体时期可发生交叉互换现象，进一步丰富了配子类型 ⑥复制后的同源染色体都能形成四分体 ⑦细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体
A．①④⑤⑦ B．①②③⑦
C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦
答案 A
解析 四分体就是同源染色体上的四条染色单体，②错误；四分体是联会形成的，四分体时期的下一个时期是减数第一次分裂中期，③错误；有丝分裂过程中复制后的同源染色体不会形成四分体，⑥错误。
(1)判断两条染色体是不是一对同源染色体的关键点
①看来源：一条来自父方，另一条来自母方(单倍体加倍或多倍体的配子除外)；在图中常用不同颜色表示。
②看形态、大小：同源染色体一般相同(异型性染色体除外)。
③看行为：在减数分裂时同源染色体能发生联会。
(2)着丝点分裂后，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，其上的基因相同，若不同则可能是基因突变或非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。
(3)X、Y染色体是一对特殊的同源染色体，尽管它们形态、大小不同，但存在同源区段，在减数分裂过程中会出现联会现象。
(4)联会的一对同源染色体中含4条染色单体，叫一个四分体。任意两条非同源染色体、不联会的两条染色体中的4条染色单体不能称为四分体。
题组二 减数分裂各时期特点及图像的区分
3．(2019·福建三明一中开学考试)若不考虑交叉互换和基因突变，下列关于减数分裂有关过程先后顺序的说法，错误的是( )
A．四分体中同源染色体分离伴随着着丝点分裂
B．姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后
C．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前
D．同源染色体联会发生在细胞核中的DNA数目减半前
答案 A
解析 四分体中同源染色体分离不伴随着着丝点分裂，A错误；姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂的后期，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂的后期，所以姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后，B正确；若不考虑交叉互换和基因突变，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，细胞中的染色体减半发生在减数第一次分裂末期，所以等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前，C正确；同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，细胞核中的DNA数目减半发生在减数第一次分裂末期及减数第二次分裂末期，D正确。
4．(2019·河北定州第二次月考)下图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析正确的是( )
A．图②产生的子细胞一定为精细胞
B．图中属于体细胞有丝分裂过程的有①③⑤
C．图示5个细胞均具有同源染色体
D．图③中有2对同源染色体，2个四分体
答案 A
解析 图④表示减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，该动物为雄性动物，图②处于减数第二次分裂后期，故图②产生的子细胞一定为精细胞，A正确；图中属于体细胞有丝分裂过程的有③⑤，①细胞正在发生同源染色体联会，进行的是减数分裂，B错误；细胞①③④⑤中均有同源染色体，细胞②处于减数第二次分裂后期，无同源染色体，C错误；图③细胞处于有丝分裂中期，有2对同源染色体，但是没有构成四分体，D错误。
依据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
题组三 配子的种类和来源的分析
5．若A和a、B和b、C和c分别是三对同源染色体，来自同一个初级精母细胞的四个精子是( )
A．AbC、AbC、abc、abC B．aBC、AbC、ABc、ABc
C．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABc、Abc、aBC、aBC
答案 C
解析 一个初级精母细胞能形成4个精子，两两相同，且这两种精子的基因型“互补”。
6．下图中甲是某生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有( )
A．①② B．①④
C．①③ D．②④
答案 C
解析 精原细胞减数第一次分裂的特点：同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中，所以由同一精原细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体特点分析，①与图甲的染色体组成“互补”，③与图甲的染色体组成基本相同，由此可判断出①③与图甲精细胞来自同一个精原细胞。
7. 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( )
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 由图知，该生物基因组成为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，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种(ABD、AbD、aBD、abD)。但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，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。
巧判配子的来源
题组四 减数分裂曲线图分析
8. 如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量的变化(甲曲线)和与之对应的细胞中染色体数目的变化(乙曲线)，下面说法不正确的是( )
A．CD和FG对应的时间段，细胞中均含有两个染色体组
B．D点对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体
C．EF对应的时间段，DNA含量的变化是由于同源染色体的分离
D．BD对应的时间段，可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化
答案 C
解析 据图可知，CD段是减数第一次分裂，FG段是减数第二次分裂后期，减数第一次分裂过程中，细胞中含有两个染色体组，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，细胞中含有两个染色体组，A正确；D点表示细胞完成减数第一次分裂，因为X、Y染色体在减数第一次分裂过程中两两分离，所以，该点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体，B正确；EF对应的时间段，DNA含量减半是由于着丝点分裂，姐妹染色单体分离，C错误；BC段是减数第一次分裂前的间期的S期，进行DNA的复制，可能发生基因突变，CD段包含减数第一次分裂前期，可能发生交叉互换，所以BD对应的时间段，可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化，D正确。
引发相关物质数量变化的四大原因
同源染色体消失(对数变为零)
题组五 受精作用
9．在减数分裂和受精作用中，下列表述错误的是( )
A．观察减数分裂各时期的特点应选择蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢
B．受精作用的实质是精子的细胞核和卵子的细胞核相互融合
C．受精卵的遗传物质一半来自父方
D．减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要意义
答案 C
解析 雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量，故观察减数分裂时常选择植物的雄蕊和动物的精巢，A正确；受精卵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，C错误。
实验9 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1．实验原理
蝗虫的精原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。在此过程中，细胞中的染色体形态和数目都在不断地发生变化，因而能够据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验材料的选取
宜选用雄性个体生殖器官，其原因：雄性个体产生的精子数多于雌性个体产生的卵细胞数。
3．实验流程
1．下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是( )
A．可用蝗虫精母细胞的固定装片观察减数分裂
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
答案 D
解析 蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可作为观察减数分裂的材料，A正确；桃花雄蕊中配子的数目要大于雌蕊，因此观察减数分裂时选择雄蕊易观察到减数分裂现象，B正确；联会现象发生在减数分裂过程中，因此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，C正确；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象，D错误。
2．一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时，发现了一个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像，下列说法不正确的是( )
A．如果每个着丝点上都有两条染色单体，说明该细胞取自雄性小白鼠的睾丸
B．如果每条染色体上均不含染色单体，说明该细胞一定处于减数第二次分裂后期
C．如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异
D．无变异情况下，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期
答案 B
解析 当每个着丝点上都有两条染色单体时，说明该细胞处于减数第一次分裂后期，又因细胞质均等分裂，故该细胞为初级精母细胞，取自雄性小白鼠的睾丸，A正确；如果每条染色体上均不含染色单体，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期，也可能处于有丝分裂后期，B错误；无变异情况下，在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，移向两极的染色体数目均相同，C正确；无变异情况下，移向两极的若是姐妹染色单体分离后形成的子染色体，其形态、大小应是完全相同的，只有当同源染色体中的X、Y染色体分别移向两极时会出现移向两极的染色体形态存在差异，同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期，D正确。
(1)观察减数分裂过程选取的材料是能进行减数分裂的细胞，如植物的花药，动物的精巢、卵巢等。宜选用雄性个体生殖器官。
(2)动物的精巢、卵巢以及植物的未成熟花药、胚珠中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂；其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(卵原细胞)本身的增殖是通过有丝分裂进行的。
考点2 减数分裂和有丝分裂的图像和曲线分析
1．有丝分裂和减数分裂的比较
比较项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
亲代细胞
体细胞(受精卵、
原始生殖细胞等)
原始生殖细胞
细胞分裂次数
1次
2次
分裂过程
前期
染色体散乱分布在细胞的中央，有同源染色体
减数第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象；
减数第二次分裂：染色体散乱分布在细胞的中央，无同源染色体
中期
染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上；有同源染色体
减数第一次分裂：四分体排列在赤道板的两侧；
减数第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期
染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开；有同源染色体
减数第一次分裂：同源染色体分离，并移向两极；
减数第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
子细胞数目
2个
雄性为4个，雌性为(1＋3)个
子细胞类型
体细胞
成熟生殖细胞(精子或卵细胞)
细胞最终的染色体数
与亲代细胞相同
比亲代细胞少一半(发生在减数第一次分裂时期)
子细胞间的遗传物质
几乎相同
不一定相同
相同点
染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂相似
续表
比较项目
有丝分裂
减数分裂
意义
使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定
减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的
2．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像的比较
项目
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
判断步骤：先看是否出现联会、四分体，如果出现，为减数第一次分裂前期，如果不出现，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂前期，如果无，为减数第二次分裂前期
中期
判断步骤：先看着丝点是否排列在赤道板上，如果不是，为减数第一次分裂中期，如果是，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂中期，如果无，为减数第二次分裂中期
后期
判断步骤：先看是否有姐妹染色单体，如果有，为减数第一次分裂后期，如果没有，再看是否有同源染色体，如果有，为有丝分裂后期，如果无，为减数第二次分裂后期
3．有丝分裂与减数分裂中细胞内DNA、染色体曲线的判断技巧
(1)曲线模型(如图表示的是一个细胞内DNA、染色体的数量变化)
(2)判断方法
(3)变式曲线的分析方法
如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：
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
特点及其变化
续表
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
对应
减数分裂时期
减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂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
对应有丝分裂时期
间期
前期和中期
后期
末期
4．有丝分裂与减数分裂中细胞内染色体、DNA数目变化柱形图分析
在柱形图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但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。
题组一 减数分裂与有丝分裂过程比较
1．下列关于有丝分裂和减数分裂的比较，正确的是( )
A．前者与后者不同，前者各时期细胞中均不含同源染色体
B．后者分裂过程中有联会现象和四分体，而前者没有
C．前者仅有同源染色体的分离，后者还有非同源染色体的自由组合
D．分裂时前者细胞质DNA平均分配，而后者细胞质DNA随机、不均等分配
答案 B
解析 有丝分裂全过程以及减数第一次分裂过程中都有同源染色体，A错误；减数分裂过程中有联会现象和四分体，而有丝分裂过程中没有，B正确；同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合都只发生在减数第一次分裂后期，C错误；有丝分裂和减数分裂过程中，核DNA都平均分配，细胞质DNA都随机分配，D错误。
2．下列关于人体细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂中期细胞中可含有24种形态不同的染色体
B．有丝分裂后期细胞中有4个染色体组
C．减数第一次分裂中期细胞中含23个四分体
D．减数第二次分裂后期细胞中染色体数目是23条
答案 D
解析 人体细胞有丝分裂时常染色体有22种形态，性染色体X与Y形态不同，因此男性有丝分裂中期细胞中可含有24种形态不同的染色体，A正确；有丝分裂后期着丝点分裂，导致染色体和染色体组数目均加倍，B正确；减数第一次分裂中期，细胞中同源染色体两两配对，22对常染色体和1对性染色体，共形成23个四分体，C正确；减数第二次分裂后期，着丝点分裂导致细胞中染色体数目暂时加倍，与体细胞中染色体数目相同，是46条，D错误。
3．下列有关细胞增殖过程中细胞结构变化的叙述，正确的是( )
A．中心体和染色体的复制都发生在细胞分裂间期
B．有丝分裂中DNA和染色体数加倍发生在同一时期
C．卵细胞形成过程中细胞质的分裂都是不均等的
D．有丝分裂后期和减数分裂后期着丝点均发生分裂
答案 A
解析 有丝分裂中DNA数加倍发生在间期，染色体数加倍发生在后期，B错误；卵细胞形成过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质分裂都是不均等的，但第一极体的细胞质分裂是均等的，C错误；有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，着丝点均发生分裂，减数第一次分裂后期，着丝点不发生分裂，D错误。
题组二 减数分裂与有丝分裂图像判断
4．下图为某个哺乳动物体内细胞分裂不同时期的图像，下列有关叙述正确的是( )
A．细胞①中有2个四分体
B．细胞④是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体
C．属于减数分裂的细胞有4个
D．若用某种药物抑制纺锤体形成，则细胞⑤着丝点不会分裂
答案 C
解析 细胞①表示有丝分裂中期，不能联会形成四分体，A错误；细胞⑥为减数第一次分裂后期，由细胞质均等分裂可判断该动物为雄性，故细胞④是次级精母细胞，B错误；图中②③④⑥共4个细胞属于减数分裂，C正确；抑制纺锤体形成，使细胞不能正常分裂，但不影响着丝点的分裂，D错误。
5．如图表示同一生物体内不同时期的细胞分裂图，相关说法不正确的是( )
A．处于有丝分裂过程中的细胞是①和③
B．一般情况下，正在发生等位基因分离的是细胞②
C．细胞③和细胞④所示过程不可能发生在同一器官中
D．细胞③中染色体、染色单体、核DNA数量之比为1∶2∶2
答案 C
解析 根据题意和图示分析可知：①处于有丝分裂后期，②处于减数第一次分裂后期，③处于有丝分裂中期，④处于减数第二次分裂后期。处于有丝分裂过程中的细胞是①和③，A正确；在减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体分离而分开，所以一般情况下，正在发生等位基因分离的是细胞②，B正确；细胞③和细胞④所示过程可能发生在同一器官中，如精巢，C错误；细胞③处于有丝分裂中期，其细胞内染色体、染色单体、核DNA数量之比为1∶2∶2，D正确。
“三看法”判断细胞分裂方式
注：该方法只针对二倍体生物的细胞分裂。
题组三 减数分裂与有丝分裂相关物质数目(或含量)的变化
6.(2019·吉林毓文中学高三月考)如图是某种动物细胞生活周期中染色体数目变化图，据图判断下列叙述错误的是( )
A．等位基因分离、非等位基因自由组合发生在A～C段
B．CD段、GH段的染色体与核DNA的数目之比为1∶1
C．图中显示两种分裂方式，I～M段可表示有丝分裂的一个细胞周期
D．“一母生九子，九子各不同”现象与AH、HI所代表的生理过程有关
答案 B
解析 等位基因分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合发生于减数第一次分裂过程，分裂结束后染色体数目减半，故对应A～C段，A正确；CD段处于减数第二次分裂前期和中期，细胞中有姐妹染色单体，故染色体与核DNA的数目之比是1∶2，而GH段着丝点已分裂，故此时细胞中染色体与核DNA的数目之比为1∶1，B错误；图示中显示两种分裂方式，且I～M段可表示有丝分裂的一个细胞周期，C正确；AH过程为减数分裂，可发生基因重组，使配子种类多样，HI为受精过程，不同基因型的雌雄配子之间的结合是随机的，使受精卵的基因型多样，这样可导致出现“一母生九子，九子各不同”的现象，D正确。
7．如图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞观察的结果，叙述正确的是( )
A．若图甲为有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B．若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段
C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D．若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则c组细胞中可能出现联会和四分体
答案 C
解析 赤道板不是真实存在的结构，而是在细胞中央假想的一个平面代表位置，图甲所示时期为植物有丝分裂后期，其下一时期细胞中央(赤道板处)将出现细胞板，A错误；若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则应该是有丝分裂G2期、前期或中期，而着丝点的分裂发生在有丝分裂后期，B错误；若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则应该是减数第一次分裂过程，同源染色体的分离就发生在减数第一次分裂后期，C正确；若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则c组细胞处于有丝分裂后期，不可能出现四分体，D错误。
依据柱状图巧辨细胞分裂的过程
(1)若图1表示减数分裂的连续过程，则甲为性原细胞，乙为初级性母细胞，丙为次级性母细胞，丁为性细胞。
(2)若图2表示二倍体动物分裂细胞，则A可表示处于减数第二次分裂前期、中期的次级性母细胞，以及性细胞；B可表示性原细胞、初级性母细胞和处于减数第二次分裂后期的次级性母细胞；C可表示处于有丝分裂后期的性原细胞(体细胞)。
一 细胞分裂与遗传变异的关系
1.遗传规律的细胞学基础
2．可遗传变异的细胞学来源
(1)基因突变：任何方式的细胞分裂过程中，都有遗传物质的复制，受生物体内或体外各种因素的影响，都可导致DNA复制过程中发生差错，从而发生基因突变。
(2)基因重组：发生于减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期，即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合。
(3)染色体变异
①纺锤体形成受阻：低温诱导或用秋水仙素处理，使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻，导致体细胞内染色体数目加倍，形成多倍体细胞。
②同源染色体不分离：在减数第一次分裂后期，同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞异常，进而使产生的配子全部异常。
③姐妹染色单体不分离(以精细胞形成为例)：在减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离后移向同一极，导致由本次级精母细胞产生的配子异常(另一次级精母细胞产生的配子可能正常)。
1．细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程中的变异是( )
A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
答案 B
解析 可遗传的变异有三个来源：基因重组、基因突变和染色体变异，其中基因重组只能发生在减数分裂过程中而不能发生在有丝分裂过程中，而基因突变和染色体变异在有丝分裂和减数分裂中均可发生。
二 减数分裂与基因突变、基因重组关系
1.减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。
2．减数分裂与基因重组
(1)在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合。
(2)在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经重组可导致A与b组合，a与B组合。
2．如图表示减数分裂过程中的染色体的部分行为变化。下列说法错误的是( )
A．图示的变异类型为基因重组
B．甲图中的姐妹染色单体完成了片段的交换
C．甲图两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb
D．乙图表示产生的重组型配子是aB、Ab
答案 B
解析 根据试题分析，甲图发生的变异类型为基因重组，A正确；甲图中的非姐妹染色单体发生互换，而不是姐妹染色体单体之间发生交换，B错误；甲图发生了同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，互换后两条染色体的基因组成分别为AABb、aaBb，C正确；看图可知，乙图产生的重组型配子是aB、Ab，D正确。
3．下图是某个二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的是( )
A．甲、乙均为基因突变所致
B．乙中有2个染色体组
C．丙为减数第一次分裂交叉互换所致
D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
答案 D
解析 甲细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期；乙细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期。由于该生物的基因型为AABb，因此甲、乙中a的出现都是基因突变所致，A正确；乙细胞两极各有1个染色体组，共含有2个染色体组，B正确；根据丙中染色体颜色可知，等位基因B和b出现的原因是减数第一次分裂交叉互换所致，C正确；甲和乙发生的是基因突变，丙因交叉互换而导致基因重组，它们都属于可遗传的变异，但甲若为体细胞的有丝分裂，则发生的变异一般不遗传给后代，D错误。
姐妹染色单体上出现等位基因的原因
(1)若精(卵)原细胞中不含该等位基因，则一定是基因突变。
(2)若精(卵)原细胞中含有该等位基因，则可能是基因突变，或同源染色体中非姐妹染色单体发生交叉互换。
三 细胞分裂与染色体变异关系
1.细胞分裂与染色体变异
(1)如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：
(2)如果有丝分裂后期异常，则所形成的子细胞全部不正常。
2．XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因：父方减数第二次分裂异常，即减数第二次分裂后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体都进入同一精细胞。
4．(2019·吉林长春质检)下面为某哺乳动物减数分裂过程的示意图，其中①～⑦代表细胞。下列说法正确的是( )
A．①是初级精母细胞，其核DNA数是染色体数的2倍
B．②③中可发生非同源染色体上非等位基因的自由组合
C．④⑤⑥细胞中的染色体数目相同，基因组成也相同
D．⑦异常的原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离
答案 D
解析 因由①分裂成的②、③的两个细胞大小不等，故①是初级卵母细胞，已完成DNA复制，其核DNA数是染色体数的2倍，A错误；②、③依次为极体和次级卵母细胞，进行减数第二次分裂，非同源染色体上非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，B错误；在减数第一次分裂时，B、b所在同源染色体未分离，可以出现图中所示结果，所以⑦异常的原因可能是减数第一次分裂同源染色体未分离，此时④⑤中染色体数目应该为1，基因组成为a，⑥的染色体数目应该为3，基因组成为ABb，④⑤和⑥的染色体数目不同，基因组成也不同，C错误，D正确。
5．(2019·湖南师大附中月考)一对表现型正常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( )
答案 D
解析 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，设用B、b一对等位基因表示。表现型正常夫妇的基因型分别为XBXb、XBY，患病孩子的基因型为XbXbY，是由XbXb型卵细胞与Y型精子结合发育形成的，XbXb卵细胞产生的原因是在减数第二次分裂后期次级卵母细胞着丝点分裂后产生的两条Xb没有分开，一同进入卵细胞，D正确。
6．基因型为AaXBY的小鼠仅因为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。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是( )
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 ②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 ③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案 A
解析 依据题干中提供的信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”，可知A与A没有分离，而A与A的分离发生在减数第二次分裂后期，①正确；“不含性染色体”有两种可能：一是同源染色体分离不正常，二是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向同一极，③正确。
高考热点突破
1．(2018·全国卷Ⅲ)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
答案 B
解析 有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生着丝点分裂，姐妹染色单体分离，移向两极，A正确；有丝分裂不发生同源染色体联会，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，B错误；一次有丝分裂与一次减数分裂染色体都只复制一次，C正确；有丝分裂和减数第二次分裂的染色体行为类似，前期散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，D正确。
2．(2017·全国卷Ⅱ)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( )
答案 D
解析 由选项所示的细胞类型可知，这种细胞是精原细胞，在不考虑基因突变和交叉互换的情况下进行分析：减数第一次分裂后期，同源染色体分离，其上的等位基因随之分离(如等位基因G与g、H与h分离)，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合(如非等位基因G与H、g与h组合或G与h、g与H组合)，减数第一次分裂产生互补的2个次级精母细胞，A、B正确；减数第二次分裂产生的4个精细胞应该两两相同，每个精细胞中不含同源染色体(不含等位基因)，C正确，D错误。
3．(2018·天津高考)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAXBXb类型的变异细胞，有关分析正确的是( )
A．该细胞是初级精母细胞
B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半
C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离
D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变
答案 D
解析 亲本雄果蝇的基因型为AaXBY，进行减数分裂时，由于染色体复制导致染色体上的基因也复制，即初级精母细胞的基因型是AAaaXBXBYY，而基因型为AAXBXb的细胞基因数目是初级精母细胞的一半，说明其经过了减数第一次分裂，即该细胞不是初级精母细胞，而属于次级精母细胞，A错误；该细胞为次级精母细胞，经过了间期的DNA复制(核DNA加倍)和减数第一次分裂后同源染色体的分离(核DNA减半)，该细胞内DNA的含量与体细胞相同，B错误；形成该细胞的过程中，A与a随同源染色体的分开而分离，C错误；该细胞的亲代细胞基因型为AaXBY没有无节律的基因，而该细胞却出现了无节律的基因，说明在形成该细胞的过程中，有节律的基因发生了突变，D正确。
4．(2017·天津高考)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是( )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
答案 B
解析 减数第一次分裂时，位于两条同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，此过程发生在初级精母细胞中，所以，图中三对等位基因的分离不都发生在次级精母细胞中，A错误；正常情况下，一个精原细胞能产生两种类型的精子，但图中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生了交叉互换，故该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B正确；同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生交叉互换属于基因重组，不属于基因自由组合范畴，C错误；图中非姐妹染色单体间部分片段交叉互换发生在同源染色体之间，不属于染色体结构变异，而染色体结构变异发生在非同源染色体之间，D错误。
5．(2017·江苏高考)假如右图是某生物体(2n＝4)正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是( )
A．该细胞处于减数第二次分裂后期
B．若染色体①有基因A，则④有基因A或a
C．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体
D．该细胞产生的子细胞中有2对同源染色体
答案 A
解析 根据题干信息可知，某种生物体细胞含有4条染色体，该细胞含有8条染色体，为有丝分裂后期，A错误；染色体①和④是同源染色体，其上基因相同或互为等位基因，①有A基因，则④可存在A或a基因，B正确；染色体②、③为一对同源染色体，根据染色体形状判断，若②是X染色体，则③是Y染色体，C正确；该细胞产生的子细胞与亲代细胞染色体组成相同，含有2对同源染色体，D正确。
6．(2016·浙江高考改编)下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行1次染色质DNA的复制
B．细胞周期的G2期已经形成了1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体
C．染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减数第二次分裂中期染色体数和染色体DNA分子数分别为12和24
D．若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA
答案 D
解析 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期都进行1次染色质DNA的复制，A正确；动物细胞有中心体，在G2期已形成了1对中心体，在有丝分裂前期由这1对中心体发出星射线形成纺锤体，B正确；减数第二次分裂中期的细胞中，染色体数为体细胞的一半，DNA分子数与体细胞相等，C正确；G2期染色质DNA复制已结束，若其中有1个DNA分子发生了片段缺失，则该细胞有丝分裂形成的2个子细胞中只有1个子细胞含该异常DNA，D错误。
课时作业
A卷 减数分裂过程与受精作用
一、选择题
1．在减数第一次分裂过程中不可能出现的是( )
A．同源染色体联会 B．同源染色体分离
C．着丝点分裂 D．染色体交叉互换
答案 C
解析 减数第一次分裂前期，同源染色体联会，A正确；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，B正确；减数第二次分裂后期，着丝点分裂，C错误；减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换，D正确。
2．如图为基因型为AaBb的某二倍体高等动物体内细胞进行减数分裂的示意图，下列有关叙述不正确的是( )
A．图中可能发生基因重组的过程是①
B．细胞中染色体数目减半发生在过程②
C．上述过程发生在器官睾丸中
D．若精子1的基因型为Ab，则精子4的基因型一定为aB
答案 D
解析 图示精原细胞的基因型为AaBb，精子1与精子4来自不同的次级精母细胞，若两对等位基因独立遗传，且不发生交叉互换，则如果精子1的基因型为Ab时，精子4的基因型为aB，否则就不一定，D错误。
3．某二倍体雄性个体减数第一次分裂形成的子细胞如图，不考虑染色体畸变，下列叙述正确的是( )
A．图示黑色染色体只含有1个DNA分子
B．图示细胞中的两条染色体一定不是同源染色体
C．出现基因E、e的原因一定是交叉互换的结果
D．该细胞可能是第一极体
答案 B
解析 由于着丝点没有分裂，所以图示黑色染色体含有2个DNA分子，A错误；图示细胞是经减数第一次分裂后形成的，减数第一次分裂使同源染色体分离了，所以细胞中的两条染色体一定不是同源染色体，B正确；出现基因E、e的原因可能是交叉互换的结果，也可能是基因突变的结果，C错误；由于题图是某二倍体雄性个体进行减数分裂形成的子细胞，所以该细胞不可能是第一极体，而是次级精母细胞，D错误。
4．如图为人体内的细胞在减数分裂过程中每条染色体中的DNA分子含量的变化曲线，下列有关叙述中错误的是( )
A．DNA复制发生在bc时期
B．同源染色体分离发生在de时期
C．处于cd段的细胞含有姐妹染色单体
D．染色体交叉互换等基因重组都发生在cd时期
答案 B
解析 bc时期每条染色体中的DNA含量加倍，所以DNA复制发生在bc时期，A正确；该图为减数分裂，则同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，即cd段，而de段每条染色体上DNA含量由2变为1，表示减数第二次分裂后期，B错误；由图可知，cd段每条染色体上含有2个DNA，说明该时期的细胞含有姐妹染色单体，C正确；该图为减数分裂，则染色体交叉互换等基因重组都发生在cd段的某一时期，即减数第一次分裂过程中，D正确。
5．(2019·湖北名校第一次大联考)下列关于减数分裂的说法正确的是( )
A．着丝点分裂后细胞中染色体数目与体细胞的相同
B．减数第一次分裂过程中发生姐妹染色单体分离
C．两次分裂都伴随着染色体数目和核DNA数目的减半
D．形成配子的全过程都发生在精巢和卵巢中
答案 A
解析 减数第二次分裂的后期，着丝点分裂后染色体数目与体细胞的相同，A正确；减数第一次分裂过程中发生同源染色体分离，不发生姐妹染色单体分离，B错误；减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，C错误；高等植物配子的形成不在精巢和卵巢中，高等动物卵细胞的形成过程中，减数第二次分裂是在输卵管中完成的，D错误。
6．下列有关某生物各细胞分裂示意图的叙述，正确的是( )
A．图③处于减数第二次分裂中期，该生物细胞中染色体数目最多为8条
B．图②处于减数第二次分裂后期，细胞内有两对同源染色体
C．图①处于减数第一次分裂中期，细胞内有两对姐妹染色单体
D．四幅图可排序为①③②④，四幅图均只出现在精子的形成过程中
答案 A
解析 图③处于减数第二次分裂中期，此时细胞中染色体数目是体细胞的一半，则该生物体细胞中染色体数目为4条，因此，该生物细胞处于有丝分裂后期时，细胞中染色体数目最多，为8条，A正确；图②处于减数第二次分裂后期，细胞内无同源染色体，B错误；图①处于减数第一次分裂中期，细胞内有四对姐妹染色单体，C错误；四幅图可排序为①③②④，四幅图可能出现在精子的形成过程中，也可能出现在卵细胞的形成过程中，D错误。
7．如图表示基因型为AaBb的某动物正在分裂的细胞，则该细胞( )
A．所含染色体数是体细胞的一半
B．同时产生的子细胞基因型不可能是AB
C．含有3对同源染色体
D．含有2个染色体组
答案 D
解析 该细胞处于减数第二次分裂后期，此时细胞中的染色体数与体细胞相同，A错误；由于细胞的基因型为AaBb，可能在间期发生了基因突变或四分体时期发生了交叉互换，所以同时产生的子细胞基因型可能是AB或Ab，B错误；该细胞中不含同源染色体，C错误；该细胞中移向细胞每一极的3条染色体为1个染色体组，所以该细胞含有2个染色体组，D正确。
8．下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是( )
A．二者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象
B．二者形成过程中都有染色体的复制和均分，二者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需要变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同
D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
答案 A
解析 精子和卵细胞都是减数分裂产生的，减数分裂过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象，A正确；二者形成过程中都有染色体的复制和均分，二者所含细胞核遗传物质均是正常体细胞的一半，B错误；精子和卵细胞形成过程中不同的地方除了精子需要变形而卵细胞不需要变形外，还有细胞质是否均分等，C错误；1个精原细胞产生4个精子，1个卵原细胞产生1个卵细胞，故形成100个受精卵，至少需要25个精原细胞和100个卵原细胞，D错误。
9．某二倍体雄性动物(染色体数为2n)的精原细胞减数分裂过程中，细胞中染色体组数依次发生如下变化：2(甲)→1(乙)→2(丙)→1(丁)。不考虑变异，下列叙述错误的是( )
A．处于甲时期的细胞可能会发生姐妹染色单体间的交叉互换
B．处于乙时期的细胞中核DNA数为2n
C．处于丙时期的细胞中没有同源染色体
D．处于丁时期的细胞中核DNA数与处于乙时期的不同
答案 A
解析 由题意可知，处于甲时期的细胞中含有2个染色体组，甲时期可以表示减数第一次分裂，处于减数第一次分裂前期的细胞可能会发生同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换，A错误；乙时期表示减数第二次分裂的前期和中期，细胞中核DNA数为2n，B正确；丙时期表示减数第二次分裂后期和末期，无同源染色体，C正确；丁时期表示减数第二次分裂结束，形成了精细胞，核DNA数均为n，与乙时期的不同，D正确。
10．某男子既是色盲又有毛耳(毛耳基因位于Y染色体上)，则这个男子的次级精母细胞中，色盲基因及毛耳基因的存在情况是( )
A．在每个次级精母细胞中都含有一个红绿色盲基因和一个毛耳基因
B．在每个次级精母细胞中只含有一个红绿色盲基因或一个毛耳基因
C．在每个次级精母细胞中都含有两个红绿色盲基因和两个毛耳基因
D．有1/2的次级精母细胞含有两个红绿色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因
答案 D
解析 在减数第一次分裂前的间期发生DNA复制形成两个色盲基因和两个毛耳基因。减数第一次分裂后期同源染色体分离，即X和Y染色体分离后分别进入两个次级精母细胞中，形成的两个次级精母细胞中，一个有两个色盲基因，另一个有两个毛耳基因，即有1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因，有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因，D正确。
二、非选择题
11．如图A为某动物部分组织切片的显微图像，据图回答下列问题。
(1)图A观察到的是________性动物的________(器官)组织切片。
(2)①细胞含有________条染色单体，③细胞的名称是________。
(3)正常情况下，等位基因的分离发生在________(用图A中数字表示)细胞的后续分裂过程中。
(4)若②细胞中染色体数和核DNA分子数如图B所示。请绘制该动物处于减数第一次分裂后期细胞中的染色体数和核DNA分子数的柱形图。
答案 (1)雌 卵巢
(2)8 次级卵母细胞或第一极体 (3)①
(4)如图所示
解析 (1)因图A中②细胞的细胞质不均等分裂，故图A为雌性动物卵巢中的细胞分裂图像。
(2)①细胞中两对同源染色体排列在赤道板位置上，处于减数第一次分裂中期，含有4条染色体、8条染色单体。③细胞处于减数第二次分裂前期，该细胞为次级卵母细胞或第一极体。
(3)正常情况下等位基因随着同源染色体的分开而分离，故等位基因的分离发生在①细胞的后续分裂过程中。
(4)②细胞中含有4条染色体和4个核DNA分子，不含染色单体，则该动物处于减数第一次分裂后期的细胞中含有4条染色体、8个核DNA分子。
12．图甲、图乙分别表示某基因组成为AaBbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。请据图回答下面的问题：
(1)依据图乙，写出该种生物细胞分裂时，细胞中DNA数目的变化规律：______________。
(2)图甲所示细胞名称为________。该细胞中含的同源染色体和等位基因分别为________对和________对。若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为________。
(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的______________________________________________来实现的。
(4)图乙中的横坐标各数字中，________表示基因b与b分开的时期。
(5)请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像和其产生的配子示意图。
答案 (1)6→12→6→3
(2)第一极体 0 0 常染色体和X染色体
(3)同源染色体分离，非同源染色体自由组合
(4)8～9 (5)如图
解析 (1)图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化，据此分析可以确定DNA数目的变化规律为6→12→6→3。
(2)图甲为雌性高等动物细胞减数第二次分裂后期图像，且细胞质均等分裂，因此该细胞为极体，该细胞内无同源染色体和等位基因。1号和4号染色体由同一条染色体复制而来，若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为常染色体和X染色体。
(3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的同源染色体分离，非同源染色体自由组合来实现的。
(4)基因b与b位于姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期，即8～9时期。
(5)非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，由于图甲细胞表示极体，因此可以根据极体中的基因组成画出初级卵母细胞中非同源染色体组合的情况，并且初级卵母细胞的细胞质是不均等分裂的。由于图甲极体的基因组成为aaBBdd，因此产生的次级卵母细胞的基因型为AAbbdd，则卵细胞的基因组成为Abd。
13．某研究性学习小组对猪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。请据图回答下列问题。
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________。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①②③④的原因可能是______________________________________________。
(3)如果图3表示卵原细胞，该卵原细胞经图4形成基因型为AB的卵细胞(不考虑基因突变)，则其形成的第二极体的基因型是________。
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，而是移向细胞同一极 (3)Ab、ab、aB
解析 (1)图1表示正常减数分裂的亲代细胞及其产生配子过程中染色体的行为变化。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半。减数第一次分裂后期染色体的行为变化主要是同源染色体分离、非同源染色体自由组合，这是基因分离定律和自由组合定律的基础。
(2)由图2可知，配子①中存在同源染色体，所以只可能是减数第一次分裂后期出现了差错，同源染色体未分离而是移向了细胞同一极，导致出现了异常配子。
(3)如果形成基因型为AB的卵细胞，则说明在图4时期发生了交叉互换，形成的第二极体的基因型是Ab、ab、aB。
B卷 减数分裂与有丝分裂的比较及减数分裂与可遗传变异的关系
一、选择题
1．(2019·安徽蒙城五校联考)下列有关有丝分裂和减数分裂的说法，正确的是( )
A．DNA复制和染色体复制分别使DNA和染色体的数目加倍
B．染色体数目变异只能发生在减数分裂过程中
C．在纺锤丝的牵引下着丝点发生分裂
D．同源染色体联会只发生在减数分裂过程中
答案 D
解析 DNA复制导致DNA数目加倍，着丝点分裂导致染色体数目加倍，而染色体复制的结果是染色体数目不变，A错误；染色体数目变异可以发生在减数分裂过程中，也可以发生在有丝分裂过程中，B错误；纺锤体的作用是牵引染色体上的着丝点运动，与着丝点分裂无关，C错误；同源染色体的联会只发生在减数第一次分裂前期，D正确。
2．(2019·河北唐山一中月考)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．着丝点分裂一定导致细胞核中DNA数目加倍
B．此时细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍
C．此时细胞中不一定存在同源染色体
D．此时细胞中一定含有两个染色体组
答案 C
解析 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，A错误；着丝点分裂可以发生在减数第二次分裂后期，也可以发生在有丝分裂后期，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，B错误；若是有丝分裂后期，细胞中存在同源染色体，若是减数第二次分裂后期，细胞中不存在同源染色体，C正确；若是有丝分裂后期，细胞中含有四个染色体组，若是减数第二次分裂后期，细胞中含有两个染色体组，D错误。
3．关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是( )
A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同
D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
答案 C
解析 两者的前期，染色体数目均与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，但减数第一次分裂前期发生了同源染色体的联会，而有丝分裂前期没有此行为，A错误；两者的中期，染色体数目均与体细胞相同，核DNA分子数目均为体细胞的两倍，有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，减数第一次分裂中期，每对同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧，B错误；有丝分裂后期姐妹染色单体分开，染色体数目、核DNA分子数目均为体细胞的两倍，减数第一次分裂后期同源染色体分开，染色体数目与体细胞染色体数目相同，核DNA分子数目为体细胞的两倍，C正确；两者的末期，核DNA分子的数目相同，二者核染色体数目和行为不同，D错误。
4．如图是某动物体内细胞分裂的一组图像，下列相关说法正确的是( )
A．所有细胞均有同源染色体
B．④细胞分裂结束将形成两个精细胞
C．动物睾丸中可能同时出现以上细胞
D．除①和③外都是减数分裂细胞图
答案 D
解析 由图⑤的细胞质不均等分配可知，题图所示为雌性动物体内细胞分裂的一组图像，④细胞是减数第二次分裂的细胞，无同源染色体，分裂结束将形成两个极体，A、B、C错误；①为有丝分裂后期，③为有丝分裂中期，D正确。
5．(2019·吉林抚松四盟校期中)下图为某动物(体细胞染色体为2N)细胞分裂过程中不同时期每个细胞核DNA、核染色体和核染色单体的数量关系图。下列有关说法不正确的是( )
A．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂
B．基因重组发生在戊时期，基因突变发生在丙→戊过程中
C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞
D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体
答案 C
解析 乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂，染色体数目加倍，A正确；基因重组发生在减数第一次分裂时期，此时每一条染色体含有两条染色单体(戊)，基因突变发生在丙→戊过程(DNA复制)中，B正确；丙可以代表体细胞，甲中染色体只有丙的一半，可能代表精子、卵细胞或极体，C错误；丁为有丝分裂后期细胞，戊为有丝分裂G2期、前期、中期或减数第一次分裂前的间期、减数第一次分裂时期的细胞，一定存在同源染色体，D正确。
6．(2019·吉林长春一监)如图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A．BC段和HI段都会发生着丝点分裂
B．AB段和FG段都有可能发生基因突变
C．CD段和FG段都有可能发生基因重组
D．FG段和HI段都有可能发生染色体变异
答案 C
解析 根据曲线图可知，BC段同源染色体对数开始加倍(由姐妹染色单体发生分离引起)，HI段表示减数第二次分裂过程，因此BC段和HI段都会发生着丝点分裂，A正确；AB段和FG段分别包含有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期，此时可发生基因突变，B正确；CD段处于有丝分裂过程中，FG段处于减数分裂过程中，基因重组可发生在减数第一次分裂过程中，不会发生在有丝分裂过程中，C错误；减数第一次分裂(FH段)和减数第二次分裂(HI段)过程中都可能发生染色体变异，D正确。
7．下图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及DNA数目的变化，则下列叙述错误的是( )
A．在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体
B．在BC段和HI段都能发生染色体的复制
C．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
D．在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离
答案 C
解析 当染色体数目等于DNA数目时，每条染色体都不含染色单体，A正确；在有丝分裂的间期的BC段和减数第一次分裂前的间期的HI段都发生染色体的复制，B正确；图中AG段和HJ段细胞中都含有同源染色体，KQ段不含同源染色体，C错误；在ED段和LM段，发生的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离，D正确。
8．(2019·甘肃兰州高三模拟)如图是动物精子形成过程中发生交叉互换的模式图，下列说法正确的是( )
A．若分裂时3和4不分离，产生的精细胞有一半染色体数目正常
B．在正常情况下，该细胞能产生4种类型的精细胞
C．若在复制时基因M突变为m，则产生的精细胞有一半异常
D．图中基因N和n的分离只发生在减数第一次分裂后期
答案 B
解析 分析题图可知，3和4是同源染色体，若不分离，则产生的精细胞全部异常，A错误；由于1、2两条同源染色体发生了交叉互换，则该细胞能产生4种精细胞，B正确；如果基因M突变为m，则产生的精细胞中有1/4异常，C错误；图中基因N、n分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期，D错误。
9．一对表现型正常的夫妇，生育了一个有3条性染色体的血友病男孩。某同学结合下图分析该男孩的病因，其中判断不合理的是( )
A．该男孩的性染色体组成若为XXY，则患病最可能与图丁有关
B．该男孩的性染色体组成若为XYY，则患病最可能与图乙有关
C．该男孩患病若与图乙有关，其性染色体组成可能是XXY
D．该男孩患病若与图甲有关，其父亲可能发生了基因突变
答案 C
解析 若该男孩的性染色体组成为XXY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自于其母亲，其母亲是血友病基因携带者，产生卵细胞时，在减数第二次分裂时，带有致病基因的X染色体的姐妹染色单体未分开引起的，A合理，C不合理；若该男孩的性染色体组成为XYY，且患有血友病，由于其父母都是正常人，说明血友病基因来自于其母亲，其母亲是血友病基因携带者，卵细胞内只含1条携带血友病基因的X染色体，但是其父亲产生精子的过程中，在减数第二次分裂时，两条Y染色单体未分开，B合理；该男孩患病与图甲有关，则参与的精子可能是X染色体上发生了基因突变，产生了携带致病基因的XY型精子，D合理。
10．下列有关减数分裂及受精作用相关知识的说法，错误的是( )
A．基因型为AaBb(独立遗传)的雄性动物，其精巢内的精原细胞减数分裂形成精子的基因型为AB、ab、Ab、aB
B．一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个基因型为AAaY的精子，则其他3个精子的基因型分别是aY、Xb、Xb
C．细胞正常分裂的情况下，果蝇有丝分裂后期的精原细胞和减数第二次分裂后期的次级精母细胞一定含有两条Y染色体
D．减数分裂和受精作用可维持生物体前后代染色体数目的恒定
答案 C
解析 基因型为AaBb(独立遗传)的雄性动物，其精巢内的精原细胞经减数分裂形成精子的过程中等位基因分离的同时，非等位基因自由组合，故产生的配子的基因型为AB、ab、Ab、aB，A正确；一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了1个AAaY的精子，说明减数第一次分裂和减数第二次分裂都发生了异常，则其他3个精子的基因型分别是aY、Xb、Xb，B正确；细胞正常分裂的情况下，果蝇有丝分裂后期的精原细胞一定含有两条Y染色体，而减数第二次分裂后期的次级精母细胞可能含有两条X染色体，也可能含有两条Y染色体，C错误；减数分裂和受精作用可维持生物体前后代染色体数目的恒定，D正确。
二、非选择题
11．下列两图为某种动物细胞分裂过程中的曲线图和细胞图。请据图回答下列问题：
(1)图甲中的②为________数目变化；b阶段为________分裂过程；c阶段中除了包括有丝分裂过程外，还包括 。
(2)图乙中D的子细胞的名称是______________________________________。
(3)图乙中B的上一个时期对应图甲中________段；C对应图甲中________段(用图中字母表示)。
(4)图甲中，如果在A点时将全部核DNA用放射性同位素标记，而分裂过程中所用的原料不含放射性同位素，则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷酸链的________。
答案 (1)染色体 减数 受精作用
(2)精细胞或(第二)极体
(3)GH CD和MN (4)25%(或1/4)
解析 (1)由图甲曲线特征可直接判断出a、b、c分别代表有丝分裂过程中核DNA(加倍一次，减半一次)的变化、减数分裂过程中核DNA(加倍一次，减半两次)的变化、受精作用和有丝分裂过程中细胞中染色体数目的变化。
(2)图乙中D的细胞质分配均等，且着丝点分裂之前同源染色体已经分开，故其子细胞为精细胞或(第二)极体。
(3)图乙中B处于减数第一次分裂中期，上一个时期为减数第一次分裂前期，对应图甲中GH段；C为有丝分裂中期，对应图甲中的CD和MN段。
(4)根据DNA半保留复制的特点，EF时期的细胞的每个核DNA分子都是一条链带放射性同位素标记，一条链不带放射性同位素标记。在FG时期，核DNA又复制一次，以带放射性同位素标记的链为模板形成的DNA都是一条链带放射性同位素标记，一条链不带放射性同位素标记；而以不带放射性同位素标记的链为模板形成的DNA的两条链都不带放射性同位素标记，故在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占1/4。
12．从基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物器官内提取出一些细胞，图甲为其中某细胞的分裂图像(B、b基因未标出)，图乙表示有关细胞进行Ⅰ、Ⅱ两种方式的分裂过程中染色体组数目的变化(①～⑦表示不同区段)。请回答：
(1)图甲所示细胞处于图乙中的________区段。
(2)细胞中染色体与DNA数目之比一定为1∶2的是图乙中的________区段。
(3)图甲中同一条染色体上出现了A和a两个不同的基因，通过分析该细胞形成的子细胞种类，可以确定其原因：若该细胞分裂最终形成4种基因型的子细胞，那么其原因是发生了______________。若该细胞分裂最终形成________种基因型的子细胞，那么其原因是发生了________。
答案 (1)④ (2)⑤
(3)交叉互换(基因重组) 3 基因突变
解析 (1)图甲所示细胞中有同源染色体联会现象，处于图乙中的④区段所包含的减数第一次分裂前期。
(2)由于①表示有丝分裂间期、前期和中期，在间期开始时DNA没有复制完成，④表示减数第一次分裂，包括减数分裂前的间期，在其开始时DNA没有复制完成，所以细胞中染色体与DNA数目之比一定为1∶2的是图乙中的⑤区段。
(3)图甲中同一条染色体上相同位置上的基因应该相同，但图甲中是出现了A和a两个不同的基因，由于体细胞的基因型为AaBb，若该细胞分裂最终形成4种基因型的子细胞，那么其原因是发生了交叉互换，若该细胞分裂最终形成3种基因型的子细胞，那么其原因是发生了基因突变。
13．减数分裂中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经常发生交换。实验表明，某些生物体的有丝分裂偶尔也会发生交换，称为有丝分裂交换。图示为某高等动物一个表皮细胞发生的有丝分裂交换，其中D和d、E和e、F和f表示某对同源染色体上的三对等位基因。
(1)请问该细胞在发生有丝分裂交换后，产生________种基因型的子代表皮细胞，并分别写出基因型__________________________________________________。
(2)如果不考虑该生物产生精子时发生的交换，那么该生物产生的精子有________种基因型。写出基因型为________________________________。
(3)如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换，你认为哪一种分裂方式对于遗传多样性的贡献更大？为什么？____________________________________。
答案 (1)2或1 DdEeFF和DdEeff或DdEeFf(不考虑字母顺序，且与前一问答案相对应)
(2)2 DEF和def(不考虑字母顺序)
(3)减数分裂。因为减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代，而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响
解析 (1)有丝分裂后期，姐妹染色单体随着丝点的分裂而分开成为两条染色体，并在纺锤丝的牵引下随机地移向细胞两极：①若DEF基因、def基因所在的两条染色体移向一极，DEf基因、deF基因所在的两条染色体移向另一极，则形成的子代表皮细胞的基因型只有一种：DdEeFf；②若DEF基因、deF基因所在的两条染色体移向同一极，DEf基因、def基因所在的两条染色体移向另一极，则形成的子代表皮细胞的基因型有2种：DdEeFF和DdEeff。
(2)在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，连锁的基因随所在的染色体一起进入子细胞。如果不考虑该生物产生精子时发生的交换，则该生物产生的精子有2种基因型，分别为DEF和def。
(3)由于减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代，而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响，所以，如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换，那么减数分裂过程的交叉互换对于遗传多样性的贡献更大。
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