1、第12讲 减数分裂和受精作用 1减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较考点一 减数分裂过程中相关数量变化2.减数分裂中染色体、DNA数量变化(1)减数分裂中染色体行为、数目及DNA数量的变化(体细胞染色体数为2n)。(2)曲线模型。(3)曲线解读。染色体数目减半发生在减末期，是由于同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数第二次分裂时染色体数n2nn，没有减半。DNA数量在减数第一次分裂和减数第二次分裂时分别减半。减后期染色体数，DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。染色体/DNA变化规律及原因：角度一 减数分裂中的概念辨析1(2016衡阳模拟)下列有关正常雌果蝇(2N8)体内细
2、胞分裂的叙述，正确的是()A在细胞有丝分裂末期，核膜解体核仁消失B在减数第一次分裂的前期和后期均可以发生基因重组C正常情况下，次级卵母细胞中形态、大小相同的染色体是同源染色体D处于减数第二次分裂后期的细胞中有4个染色体组解析：在细胞有丝分裂前期，核膜解体核仁消失；在细胞有丝分裂末期，核膜、核仁重新出现，A错误；在减数第一次分裂的前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换和后期同源染色体分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合均发生了基因重组，B正确；正常情况下，次级卵母细胞中没有同源染色体，形态、大小相同的染色体是由着丝点分裂、染色单体分开后形成的，C错误；处于减数第二次分裂后期的细胞中，
3、没有同源染色体，由于着丝点分裂、染色单体分开后形成染色体，导致染色体数目加倍，共有2个染色体组，D错误。答案：B2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条染色单体解析：一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，两条姐妹染色单体的着丝点一分为二后，是相同的染色体，并非同源染色体。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。在减数第一次分裂过程中，只有
4、配对的染色体才能称为同源染色体，复制后的同源染色体联会后形成四分体，每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体。答案：A角度二 减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别3在减数第一次分裂过程中，染色体变化的顺序是()同源染色体分离 染色体分配到两个细胞中 联会 交叉互换A BC D解析：减数第一次分裂过程中，同源染色体先联会、后分离。答案：A4在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是()A.甲B乙C丙D丁解析：在有丝分裂后期由于着丝点分裂，染色单体分开成为子染色体使染色体数目加倍，可知该植物体细
5、胞中染色体数为20条。减数第一次分裂结束时，染色体数减半，在减数第二次分裂后期之前，染色单体不分开，这时染色体数为10条，染色单体数为20条，减数第二次分裂后期，染色单体分开成为子染色体，染色体数为20条，无染色单体，综上，本题选B。答案：B1减数分裂中据细胞质分裂情况判断细胞名称考点二 二倍体生物细胞分裂图与配子类型的判断2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)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。
6、例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：角度一 精子形成与卵细胞形成过程图示的比较5如图为某高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是()A发生了基因突变 B发生了染色体互换C该细胞为次级卵母细胞D该细胞为次级精母细胞解析：从图形分析，该细胞中有两个染色体组，假若该细胞的分裂方式是有丝分裂，则B、b的出现应是基因突变；若该细胞进行的是减数分裂，则B、b的形成可能是因为同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换；若该细胞所进行的是减数分裂，不可能是次级卵母细胞，因为次级卵母细胞所进行的分裂为细胞质不均等分裂，而该细胞是典型的等分，它有可能是次级精母细胞。答案：C6下图甲表示某精子，图乙中
7、不属于该精子形成过程中的细胞图的是()解析：B图中移向同一极的非同源染色体只有一条与精子的染色体相同，因此B图不属于该精子形成过程中的细胞图。答案：B角度二 分析正常情况下产生配子的种类7基因型为AaBbCc(独立遗传)的一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比为()A41B21C12 D11解析：一个次级精母细胞产生2个相同的精子，一个初级卵母细胞产生1个卵细胞和3个极体。因此，种类数比为11。答案：D8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()A2种和2种 B4种和2种C2种和4种 D8种和4种解析：由图可知，该生物基因
8、型为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，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：AB(或b)D、ab(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。答案：B角度三 受精作用与配子多样性9下面是果蝇细胞减数分裂的示意图，相关说法正确的是()A图中表示的细胞中有8条染色体、4个染色体组B过程一定发生了同源染色体间的交叉互
9、换和非等位基因的自由组合C图中表示的a、b、c、d 4个细胞可能是4种类型D若a细胞内有5条染色体，则一定是过程出现了异常解析：图中每种形态的染色体(除性染色体外)均为2条，故细胞中含有2个染色体组；在减数分裂过程中同源染色体间的交叉互换发生的概率较低，所以过程不一定发生此现象；若减数分裂过程中发生了交叉互换，则图中的a、b、c、d 4个细胞就可能是4种类型；若a细胞内有5条染色体，则可能是减数第一次分裂过程中其中一对同源染色体没有分开，或者是减数第二次分裂过程中其中一条染色体的着丝点分裂后形成的相同的染色体没有分开，即可能是过程或过程出现了异常。答案：C10下图表示二倍体生物细胞分裂和受精作
10、用过程中，核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析不正确的是()AM点细胞中的DNA数正好是L点细胞中的2倍B二倍体生物细胞中OP段含4个染色体组CLM点所示过程与细胞膜的流动性有关D图中BC段、FG段可能会发生基因突变解析：细胞中的DNA包含了核DNA和细胞质DNA，分裂间期核DNA加倍，但细胞质DNA并未加倍；OP段为有丝分裂后期，染色体加倍，应含4个染色体组；LM表示受精作用，精卵细胞的融合与细胞膜的流动性有关；基因突变发生在DNA复制时(BC段、FG段)。答案：A1细胞分裂各时期图像的判定(以2n4为例)考点三 减数分裂与有丝分裂过程的比较2.每条染色体上DNA含量变化分析如图所示曲线
11、既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：清错破疑 单倍体、多倍体生物的细胞分裂图像不能以有无同源染色体作为判断标志。含有同源染色体的细胞分裂方式可能是减数分裂，也可能是有丝分裂。如四倍体生物的体细胞中相同的染色体有四条，在进行减数第二次分裂时也存在同源染色体。因此，没有特殊说明的均以二倍体生物为研究对象。角度一 细胞分裂图像的识别11下图表示某高等动物体内细胞分裂的几个时期，下列有关说法正确的是()A甲图中有2个四分体B图乙中一定有等位基因存在C图丙内可能发生了基因重组 D图丙表示次级精母细胞解析：图甲处于有丝分裂中期，无四分体；图乙处于减数第二次分裂中期，同源染色体已经分离，位于同
12、源染色体上的等位基因也已经分离，故图乙中无等位基因存在；图丙处于减数第一次分裂后期，为初级精母细胞或初级卵母细胞，此时期可发生非等位基因的自由组合，即基因重组。答案：C12(2015桂林模拟)假定某动物体细胞染色体数目2N4，图中对细胞所处时期的叙述，正确的是()A图中不含同源染色体的细胞为B为减数分裂，分别为减数第一次分裂的前、中、后期C分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期D为减数第一次分裂四分体时期，染色体数目暂时加倍解析：由图可知：有2对同源染色体，处于减数第一次分裂四分体时期；有2对同源染色体，处于有丝分裂中期；有2对同源染色体，处于减数第一次分裂后期；有4对同源染色体，处于有
13、丝分裂后期，染色体数目暂时加倍；无同源染色体，处于减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍。答案：C角度二 细胞分裂曲线图分析13下图是与细胞分裂相关的坐标图(不考虑质DNA)，下列说法正确的是()A甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期B甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂C乙图中AB段细胞中染色体数、染色单体数、DNA数的比例为122D乙图中CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半解析：甲图既可表示有丝分裂，也可表示减数分裂，CD段发生的原因是着丝点分裂，时间是有丝分裂后期或者减数第二次分裂后期，A错误。图甲中的AB段表示DNA复制，若发生在高等哺乳动物的精巢中
14、，可能是减数第一次分裂间期，也可能是产生精原细胞的有丝分裂间期，B错误。在图乙A时期染色体复制，每条染色体含有两条姐妹染色单体，细胞内染色体、染色单体、核DNA的比例为122，C正确。图乙CD段如处于减数第二次分裂后期，由于着丝点的分离，姐妹染色单体成为染色体，染色体数与体细胞相同，D错误。答案：C14如图为某二倍体生物精原细胞分裂过程中，细胞内的同源染色体对数的变化曲线。着丝点分裂最可能发生在()ACD段 BBC段和FG段CAB段和FG段 DBC段和HI段解析：着丝点的分裂发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，图中BC段表示有丝分裂过程，HI段表示进入减数第二次分裂后期，所以D正确。答案：
15、D1减数分裂异常情况分析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。如图所示考点四 减数分裂与生物变异的关系2异常情况下生殖细胞类型(以精子为例)(1)若1个位点上发生了基因突变：1个精原细胞3种精子。(2)若发生了交叉互换：1个精原细胞4种精子。3生物变异与细胞分裂的关系(1)基因突变：主要发生在有丝分裂和减数分裂间期及无丝分裂DNA复制时。角度一 分析异常情况下的配子15一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了一个AAaXb的精细胞，则另外三个精细胞的基因型分别是()
16、AaXb、Y、Y BXb、aY、YCaXb、aY、Y DAAaXb、Y、Y解析：由一个精细胞的基因型为AAaXb可知，精原细胞在减数第一次分裂后期常染色体未正常分离，导致携带等位基因A与a的染色体与X染色体进入同一个次级精母细胞中，而另一个次级精母细胞中只含有Y染色体，在减数第二次分裂后期携带A的染色体在着丝点分裂后进入同一个精细胞中，所以另外三个精细胞的基因型分别是aXb、Y、Y，A正确。答案：A16一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的初级精母细胞，在减数分裂过程中发生基因突变，其中一条染色单体上的A突变为a，该细胞以后的减数分裂正常进行，则其可产生多少种配子()A1种 B2种C3种D
17、4种解析：正常情况下，一个基因型为AaBb的初级精母细胞经减数分裂能产生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四个配子，其中两两相同，如一个A突变成a，则有三种配子，故C正确。答案：C角度二 减数分裂过程中染色体数目变化异常分析17观察到的某生物(2n6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是()A减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离B减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离C减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次D减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次解析：图示细胞每一极中有的染色体相同，有的染色体不同，推测是在减数第一次分裂过程中有一对同源染色体没有正常分离造成的。
18、答案：A18如图是某动物(2n8)分裂后期细胞图像，以下分析正确的是()A该细胞一定是第一极体B图示结果是染色体结构变异造成的C该细胞内有2对同源染色体 D该动物的生殖细胞内有5条染色体解析：图示细胞为减数第二次分裂后期细胞，属于次级精母细胞或第一极体；因2n8，所以是减数第一次分裂后期一对同源染色体(图中右面一对)移向同一极，属于染色体数目变异；图中右面4条染色体为2对同源染色体(上方两条为一对，下方两条为一对)；该动物若正常分裂产生的生殖细胞有4条染色体，若为如图所示情况，产生的生殖细胞有3条和5条染色体。答案：C角度三 细胞分裂方式与变异类型的关系 19如图是某动物精子形成过程中某一时期
19、的模式图，下列说法正确的是()A如果分裂时3和4不分离，则产生的精细胞中染色体数目均异常B若在复制时没有发生任何差错，则该细胞一定能产生4种类型的精细胞C若染色体1和2发生部分片段交换，则减数分裂无法正常进行D如果基因N发生突变，则该细胞产生的精细胞有一半出现异常解析：3和4属于同源染色体，如果分裂时3和4不分离，产生的两种类型的精细胞中，一种细胞中多一条染色体，另一种细胞中少一条染色体，细胞中的染色体数目发生变化，该种变异属于染色体数目的变异；若在复制时没有发生任何差错，且不考虑交叉互换，则该细胞会产生两种类型的精细胞；同源染色体交叉互换不影响减数分裂的进行；基因突变发生在细胞分裂的间期，如
20、果基因N发生突变，则所产生的精细胞中有1/4会出现异常。答案：A20某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育。缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。若以该植株为父本，测交后代中，部分表现为红色性状。下列解释中，最合理的是()A减数第一次分裂前的间期，在进行DNA分子复制时，染色单体1或2上的基因b突变为基因BB减数第二次分裂时，非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生自由组合C减数第一次分裂的四分体时期，非姐妹染色单体1与3或1与4或2与3或2与4之间发生交叉互换D减数第二次分裂时，着丝点分裂，姐妹染色单体1与2或3与4之间彼此分
21、离解析：由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，其测交后代不会出现红色个体，但由题干可知，其测交后代出现了红色个体，合理的解释是在减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，形成了可育的B配子。答案：C1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。在此过程中，细胞中的染色体形态、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。考点五 实验：观察细胞的减数分裂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)本实验宜选用雄性个体生殖器官，其原因是什么？提示：雄
22、性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数；在大多数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次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。(2)制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些？提示：精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到的染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。角度 考查实验材料、实验操作、实验结果21一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鼠的睾丸B如果每条染色
23、体上均不含染色单体，说明该细胞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解析：处于有丝分裂后期、减数第一次分裂后期的初级精母细胞、减数第二次分裂后期的极体和次级精母细胞均具备题目中描述的特点。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，取自雄性小鼠的睾丸。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、末期。无论是处于有丝分裂过程，还是处于减数第一次分裂或减数第二次
24、分裂过程，移向两极染色体数目均应相等，若不相等，说明该细胞发生了染色体数目的变异。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染色体，其形态、结构应是完全相同的；只有同源染色体中的X、Y染色体分别移向两极时会出现差异，同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期。答案：B22(2014安徽卷)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是()A图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组B图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同C图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂D图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半解析：图示为植物细胞减数分裂过程，根据图甲的联会现象，
25、可知该图处于减数第一次分裂的前期，细胞的同源染色体之间可因交叉互换而发生基因重组，A项正确；图乙同源染色体分离，为减数第一次分裂的后期，移向细胞两极的染色体为同源染色体，B项错误；丙为减数第一次分裂末期后进入减数第二次分裂的间期，而减数第二次分裂的间期短暂，并无染色体的复制，C项错误；丁图为减数第二次分裂的后期，此时着丝点分裂，姐妹染色单体分离，导致细胞中染色体数目暂时加倍，而此时细胞中已没有同源染色体，D项错误。答案：A减数分裂柱形图分析信息解读(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
26、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表示处于有丝分裂后期的性原细胞(体细胞)。解题技法(1)分析此类问题的根据是有丝分裂和减数分裂中染色体、DNA和染色单体的数目变化规律。(2)据染色体数目判断细胞分裂方式。染色体数目可达到4N有丝分裂。染色体数目最大值为2N减数分裂。1下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()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中信息相符的是()A所处阶段发生基因自由组合B代表初级精母细胞C代表染色体D中的数量比是2441解析：分析图示可知：为精原细胞，为初级精
27、母细胞，在减前期、后期可发生基因自由组合。为次级精母细胞，为精细胞，表示染色体，表示染色单体，表示核DNA分子，中，(DNA)的数量比是2421。答案：A2(2016皖南八校联考)下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述正确的是()A若图甲为有丝分裂过程中的某阶段，则可在上一时期的细胞中观察到赤道板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若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，则b组细胞中不会出现联会和四分体解析：细胞中央的赤道板是个假想的平面，是观察不到的。若图乙表示
28、有丝分裂过程中的某阶段，那么该阶段是有丝分裂的前期和中期，染色体着丝点分裂不可能发生在此阶段。若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，那么该阶段可能是减数第一次分裂的后期，同源染色体的分离可发生在此阶段。若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，根据细胞中染色体数量可知，b组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞，因此b组细胞中可能会出现联会和四分体。答案：C1减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。2减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。3精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。4减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。5减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。6受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。