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考點25 減數分裂和受精作用 1．減數分裂的概念理解 2．把握精子形成過程中各時期的主要特點(連線) 3．比較精子和卵細胞形成過程的差異 比較 精子形成過程 卵細胞形成過程 細胞質分裂方式 均等分裂 不均等分裂 是否變形 變形 不變形 結果 一個精原細胞 ↓ 4個精子 一個卵原細胞 ↓ 1個卵細胞、3個極體 4．受精作用 （1）概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。 （2）實質：精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合，使彼此的染色體會合在一起。 （3）結果：受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目，其中一半染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。 5．觀察細胞的減數分裂 （1）實驗原理 蝗蟲的精母細胞進行減數分裂形成精細胞，再形成精子。此過程要經過兩次連續(xù)的細胞分裂。在此過程中，細胞中的染色體形態(tài)、位置和數目都在不斷地發(fā)生變化，因而可據此識別減數分裂的各個時期。 （2）實驗步驟 ①裝片制作(與有絲分裂裝片制作過程相同) 解離→漂洗→染色→制片。 ②顯微觀察 考向一 辨析相關概念，理順減數分裂過程 1．下列關于人體內細胞減數分裂的敘述，正確的是 A．減數第一次分裂前期，配對的染色體的形態(tài)和大小一定相同 B．減數第一次分裂后期，著絲點分裂導致染色體數目加倍 C．減數第二次分裂中期，同源染色體成對排列在赤道板上 D．減數第二次分裂后期，不會發(fā)生非同源染色體自由組合 【參考答案】D D正確。 解題技巧 “四看”法判斷同源染色體 （1）看有無染色體配對、形成四分體的現象：配對形成四分體的染色體為同源染色體。 （2）看有無交叉互換的發(fā)生：發(fā)生交叉互換的染色體為同源染色體。 （3）看細胞所處的時期 ①減數第二次分裂過程中不存在同源染色體。 ②減數第二次分裂后期，上下對應的大小、形狀完全相同的染色體不是同源染色體，而是姐妹染色單體分離后形成的相同染色體。 （4）看染色體的大小、形狀：如果不是減數第二次分裂，則：①有絲分裂后期，每一極中大小、形狀相同的為同源染色體(上下對應的染色體不是)。②其他時期(除后期)，大小、形狀相同的染色體一般為同源染色體。 2．關于如圖所示的敘述，不正確的是 A．④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，它們通過一個著絲點②相連 B．圖中④和⑤、⑥和⑦或者④和⑥、⑤和⑦均為非同源染色體，⑨在間期完成復制 C．在后期時，移向同一極的染色體均含同源染色體 D．該細胞中含有兩對同源染色體，分別是⑤和⑥、④和⑦ 【答案】C 【解析】根據題意和圖示分析可知：圖示含有同源染色體（④和⑦、⑤和⑥），且配對的同源染色體排含有兩對同源染色體，即④和⑦、⑤和⑥，D正確。 考向二 區(qū)分精細胞和卵細胞形成過程圖像 3．如圖是某種動物細胞分裂不同時期的示意圖，其中一定表示卵細胞形成過程的是 A． B． C． D． 【參考答案】D 【試題解析】圖A細胞同源染色體聯(lián)會，處于減數第一次分裂的四分體時期，可能是精子的形成過程，也可能是卵細胞的形成過程，A錯誤；圖B細胞處于減數第一次分裂后期，此時細胞質均等分裂，一定是精子的形成過程，B錯誤；圖C細胞處于減數第二次分裂中期，可能是卵細胞的形成過程，也可能是精子的形成過程，C錯誤；圖D細胞處于減數第二次分裂后期，此時細胞質不均等分裂，稱為次級卵母細胞，一定是卵細胞的形成過程，D正確。 易錯警示 走出2個誤區(qū) 誤區(qū)1：誤認為卵原細胞進行減數分裂過程中細胞質都不均等分裂。 點撥：第一極體進行減數第二次分裂形成兩個第二極體過程中，細胞質均等分裂。 誤區(qū)2：誤認為姐妹染色單體上存在等位基因都是基因突變導致的。 點撥：同源染色體中的非姐妹染色單體的交叉互換也可能導致姐妹染色單體上存在等位基因。 4．如圖是基因組成為Aa的動物在形成精子過程中某一時期的示意圖。下列相關敘述中，正確的是 A．2號染色單體上與A相同位置的基因最可能是a B．若姐妹染色單體沒有分離，則可能出現性染色體組成為XXY的精子 C．1個該細胞經過兩次連續(xù)分裂，最終可能形成4種類型的精細胞 D．非同源染色體的非姐妹染色單體可以發(fā)生交叉互換 【答案】C 體之間，D錯誤。 考向三 逆推法確定配子的來源 5．某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上，如圖表示該生物的精細胞，試根據細胞內基因的類型，判斷這些精細胞至少來自幾個精原細胞(不考慮交叉互換) A．2個 B．3個 C．4個 D．5個 【參考答案】C 技法提煉 巧判配子的來源 （1）若兩個精細胞中染色體組成完全相同，則它們可能來自同一個次級精母細胞。 （2）若兩個精細胞中染色體組成恰好“互補”，則它們可能來自同一個初級精母細胞分裂產生的兩個次級精母細胞。 （3）若兩個精細胞中的染色體有的相同，有的互補，只能判定可能來自同一生物不同精原細胞的減數分裂過程。 6．如圖甲是某生物的一個初級精母細胞，圖乙是該生物的五個精細胞。最可能來自同一個次級精母細胞的是 A．①和② B．②和④ C．③和⑤ D．①和④ 【答案】B 【解析】來自同一個次級精母細胞的兩個精細胞染色體組成兩兩相同，而且沒有同源染色體，因為同源染色體在減數分裂第一次分裂后期分離到兩個次級精母細胞中。①和②、③和⑤、①和④都含有同源染色體，故ACD錯。②和④染色體組成兩兩相同，而且沒有同源染色體，其中②的一條染色體發(fā)生交叉互換，故②和④來自同一個次級精母細胞，B正確。 考向四 與減數分裂有關的數量和種類的判斷 7．在某植物根尖每個處于有絲分裂后期的細胞中都有40條染色體。下表中，能正確表示該植物減數第二次分裂中期和后期每個細胞中染色體數目和染色單體數目的是 減數第二次分裂中期 減數第二次分裂后期 染色體/條 染色單體/條 染色體/條 染色單體/條 甲 10 20 20 10 乙 10 20 20 0 丙 20 40 20 10 丁 20 40 40 0 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【參考答案】B 分開成為子染色體，染色體數為20條，無染色單體，綜上，本題選B。 解題技巧 精子和卵細胞種類和數目的計算技巧(正常情況下) （1）1個含n對等位基因的精原細胞，經過減數分裂后，能形成4個精子，2種類型。 （2）1個含n對等位基因的卵原細胞，經過減數分裂后，能形成1個卵細胞，1種類型。 （3）1個含n對同源染色體的生物體，經過減數分裂能形成2n種精子或卵細胞。 8．某生物的基因組成如圖所示，則它產生配子的種類及它的一個精原細胞產生精子的種類分別是(不考慮基因突變和交叉互換) A．2種和2種 B．4種和2種 C．2種和4種 D．8種和4種 【答案】B 【解析】由圖可知，該生物基因型為AaBbDD，三對基因位于三對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律。三對基因中有兩對是雜合的，所以它能產生的配子種類為22＝4(ABD、AbD、aBD、abD)種。但它的一個精原細胞產生的精子種類只能是2種，這是因為在減數第一次分裂時同源染色體分離，等位基因隨之分開，只能有兩種情況：A—B(或b)—D、a—b(或B)—D。即A與a分離、B與b分離后，若A與B分配在一起，則a只能與b分配在一起；若A與b分配在一起，則a只能與B分配在一起。 考向五 減數分裂和受精作用的相關分析 9．下列有關減數分裂和受精作用的說法不正確的是 A．減數分裂只發(fā)生在進行有性生殖的生物 B．減數分裂過程中會發(fā)生非等位基因的重新組合 C．受精卵的遺傳物質一半來自精子，一半來自卵細胞 D．減數分裂和受精作用使生物體前后代染色體數目維持恒定 【參考答案】C 受精作用使生物體前后代染色體數目維持恒定，D正確。 10．下列有關減數分裂和受精作用的描述，正確的是 A．受精卵中全部的遺傳物質一半來自于卵細胞，一半來自于精子 B．減數分裂過程中，著絲點分裂伴隨著非同源染色體的自由組合 C．減數分裂過程中，著絲點分裂伴隨著等位基因的分離 D．染色體的自由組合不是配子多樣性的唯一原因 【答案】D 【解析】受精卵的細胞質基因幾乎全部來自母方，故A項錯誤；等位基因分離和非同源染色體自由組合均發(fā)生在減數第一次分裂，著絲點分裂發(fā)生在減數第二次分裂，B、C項錯誤；配子多樣性還與交叉互換等有關，D項正確。 考向六 觀察細胞的減數分裂實驗 11．下列關于觀察減數分裂實驗的敘述中，錯誤的是 A．可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察減數分裂 B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片更容易觀察到減數分裂現象 C．能觀察到減數分裂現象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯(lián)會現象 D．用洋蔥根尖易培養(yǎng)、數量多、染色體數量少，是理想的實驗材料 【參考答案】D 【試題解析】蝗蟲精母細胞和蠶豆花粉母細胞都屬于原始的生殖細胞，可作為觀察減數分裂的材料，A正確；桃花的雄蕊是雄性生殖器官，能通過減數分裂形成精子，而且數量多，適宜作為觀察減數分裂的材料，桃花的雌蕊中1個大孢子母細胞經1次減數分裂形成4個大孢子，3個退化，1個大孢子經3次有絲分裂形成8核胚囊，分裂細胞數目太少，不易觀察到各個時期，一般不宜作為實驗材料，B正確；在減數第一次分裂前期時，同源染色體聯(lián)會形成四分體，C正確；洋蔥根尖只能進行有絲分裂，不能進行減數分裂，所以不能作為觀察減數分裂的實驗材料，D錯誤。 歸納整合 觀察減數分裂實驗的關鍵提醒 （1）臨時裝片制作時應特別注意的幾個關鍵環(huán)節(jié) ①為了更加清晰地觀察染色體形態(tài)，在解離前，一般要對動物組織進行低滲處理，其目的是憑借滲透作用使細胞膨脹，染色體鋪展，同時可使黏附于染色體的核仁物質散開，以便能在一個平面上觀察所有染色體形態(tài)。 ②低滲處理后再進行解離固定，將細胞殺死并去除細胞之間的黏連物，使細胞彼此分開，經壓片，細胞會彼此分散開，解離后進行漂洗，去除解離液對染色效果的影響，染色體容易被醋酸洋紅(染)液或龍膽紫溶液染色，染色完成后進行制片并壓片。 （2）確定中期細胞的類型：睪丸內初級精母細胞進行減數分裂產生精子，精原細胞進行有絲分裂增加細胞數目。因此處于分裂中期的細胞應該包括：減數第一次分裂中期、減數第二次分裂中期、有絲分裂中期，產生的子細胞分別是次級精母細胞、精細胞、精原細胞。 12．小鼠是常被用于研究人類遺傳病的模式動物。根據觀察小鼠細胞減數分裂的實驗步驟，回答下列問題： 供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟，蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、健那綠染液，解離固定液。 （1）取材：用________________作實驗材料。 （2）制作：①取少量組織低滲處理后，放在______________________中，一定時間后輕輕漂洗。 ②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量________。 ③一定時間后加蓋玻片，________________。 （3）觀察：①用顯微鏡觀察時，發(fā)現幾種不同特征的分裂中期細胞。若它們正常分裂，產生的子細胞是______________________________________________________________________。 ②如圖是觀察到的同源染色體(A1和A2)的配對情況。若A1正常，A2發(fā)生的改變可能是_______。 【答案】（1）(小鼠)睪丸　 （2）①解離固定液　 ②醋酸洋紅染液　 ③壓片(只要有壓片的操作均可)　 （3）①次級精母細胞、精細胞、精原細胞　 ②缺失 【解析】（1）觀察減數分裂應選取生殖器官，本題應選取(小鼠)睪丸。（2）制片過程為“解離→漂洗→染色→制片”。 取少量組織低滲處理后，放在解離固定液中，一定時間后輕輕漂洗。將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量醋酸洋紅染液。一定時間后加蓋玻片，壓片。（3）①精原細胞通過有絲分裂實現自我增殖，通過減數分裂形成成熟生殖細胞，故中期細胞可能是有絲分裂中期、減Ⅰ中期、減Ⅱ中期。若它們正常分裂，產生的子細胞是次級精母細胞、精細胞、精原細胞。②若A1正常，則A2為缺失，若A2正常，則A1為重復。 1．下列關于減數分裂過程的說法錯誤的是 A．姐妹染色單體的分離發(fā)生在同源染色體分離之后 B．減II不會出現等位基因的分離 C．四分體中同源染色體分離伴隨著等位基因的分離 D．著絲點分離發(fā)生在細胞核中的DNA數目再次減半前 2．下面是對高等動物通過減數分裂形成的雌雄配子以及受精作用的描述，其中正確的是 A．受精卵中的遺傳物質一半來自于卵細胞，一半來自于精子 B．等位基因進入卵的機會并不相等，因為一次減數分裂只形成一個卵 C．染色體的自由組合不是配子多樣性的唯一原因 D．雌雄配子彼此結合的機會相等，因為它們的數量相等 3．下圖是基因型為AABb的某動物進行細胞分裂的示意圖，下列相關敘述錯誤的是 A．此細胞形成過程中發(fā)生了基因突變 B．此細胞含有其母細胞一半的細胞質 C．此細胞可形成兩種基因型的子細胞 D．此細胞中的染色單體在減數第一次分裂前的間期形成 4．圖A和圖B為處于相同分裂階段的兩種動物細胞，都含有兩對同源染色體。關于它們的敘述中錯誤的一項是 A．細胞A的同源染色體成對排列在細胞中央 B．細胞A產生的子細胞染色體數目減半 C．聯(lián)會發(fā)生在細胞B，而不會發(fā)生在細胞A D．細胞B的染色體與親代體細胞染色體數目相同 5．下列為某二倍體植物細胞處于不同分裂時期的示意圖，其中屬于減數第二次分裂后期的是 A． B． C． D． 6．圖甲表示某二倍體昆蟲(AaBBDd)細胞分裂某時期圖像，圖乙表示其細胞分裂過程中mRNA含量和每條染色體中DNA分子數的變化。下列說法正確的是 A．圖甲細胞的變異可能發(fā)生在圖乙中的b或d時期 B．圖甲細胞有2個染色體組，處于圖乙e時期 C．圖乙c時期最可能是減數第一次分裂的分裂前期 D．等位基因的分離一定發(fā)生在減數第一次分裂的后期 7．如圖為某高等生物細胞某種分裂的兩個時期的結構模式圖，a、b表示染色體片段。下列關于兩圖的敘述錯誤的是 A．圖1細胞處在減數第二次分裂中期，此時期沒有遺傳物質的復制 B．兩圖說明分裂過程中可能發(fā)生片段互換 C．同源染色體上等位基因的分離不發(fā)生在兩圖所處的分裂時期 D．若兩圖來源于同一個卵原細胞，且圖2是卵細胞，則圖1是次級卵母細胞 8．圖A和圖B為處于相同分裂階段的兩種動物細胞，都含有兩對同源染色體。關于它們的敘述中錯誤的一項是 A．細胞A的同源染色體成對排列在細胞中央 B．細胞A產生的子細胞染色體數目減半 C．聯(lián)會發(fā)生在細胞B，而不會發(fā)生在細胞A D．細胞B的染色體與親代體細胞染色體數目相同 9．甲至丁圖是某二倍體生物生殖器官中的一些細胞分裂圖，下列說法正確的是 A．遺傳定律發(fā)生在甲、乙兩圖表示的細胞分裂時期 B．乙圖所示時期，該細胞中有兩個四分體和兩個染色體組 C．甲、乙、丙、丁所示細胞可出現在卵原細胞分裂過程中 D．丁是由乙經過減數第二次分裂產生的卵細胞 10．圖甲、乙分別表示某基因組成為AaBbdd的雌性高等動物細胞分裂過程中某時期的染色體基因示意圖和配子形成時細胞中染色體數量變化曲線圖。請據圖回答下面的問題： （1）依據圖乙，寫出該種生物細胞減數分裂時，DNA數目的變化規(guī)律：__________________。 （2）圖甲所示細胞名稱為____________。該細胞中含同源染色體和等位基因分別為________對。若1號染色體表示X染色體，則2號和4號染色體分別叫做______________________。 （3）孟德爾的遺傳定律是通過減數第一次分裂后期的__________________________來實現的。 （4）圖乙中的橫坐標各數字中，__________表示基因b與b分開的時期。 （5）請繪出與圖甲的發(fā)生相對應時期的非等位基因隨非同源染色體自由組合的細胞圖像。 11．（2018浙江卷）某二倍體高等動物（2n=6）雄性個體的基因型為AaBb，其體內某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖如下。下列敘述正確的是 A．形成該細胞過程中發(fā)生了基因突變和染色體畸變 B．該細胞含有3個四分體，6條染色體，12個DNA分子 C．該細胞每條染色體的著絲粒都連著兩極發(fā)出的紡錘絲 D．該細胞分裂形成的配子的基因型為aBX、aBXA、AbY、bY 12．（2017新課標Ⅱ卷）已知某種細胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數分裂過程中可能產生的細胞。其中表示錯誤的是 13．（2017海南卷）若要表示某動物細胞（2n）減數第一次分裂結束時形成的細胞，下列示意圖中正確的是 1．【答案】B 次分裂后期，因此著絲點分離發(fā)生在細胞核中的DNA數目再次減半前，D正確。 2．【答案】C 【解析】受精卵細胞核中的遺傳物質一半來自于卵細胞，一半來自于精子，而細胞質遺傳物質幾乎都來自卵細胞，A項錯誤；等位基因進入卵的機會相等，B項錯誤；配子具有多樣的原因主要是：同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換和非同源染色體的自由組合，因此染色體的自由組合不是配子多樣性的唯一原因，C項正確；一般來說，雄配子的數量要比雌配子的數量多，D項錯誤。 3．【答案】B 【解析】該生物基因型為AABb，因此圖示細胞中基因a不可能是交叉互換產生的，只能是由基因A經突變產生，A項正確。若此細胞為次級精母細胞，則含有其母細胞一半的細胞質；若此細胞為次級卵母細胞，由于初級卵母細胞的細胞質不均等分裂，則該次級卵母細胞含有其母細胞大部分的細胞質；若此細胞為第一極體，由于初級卵母細胞的細胞質不均等分裂，則該極體含有其母細胞的一小部分細胞質，B項錯誤。此細胞繼續(xù)分裂可形成AB和aB兩種基因型的子細胞，C項正確。此細胞處于減數第二次分裂，細胞中的染色單體是在減數第一次分裂前的間期形成的，D項正確。 4．【答案】C 【解析】從圖中看出，A細胞中的染色體成對的排列在赤道板的中央兩側，處于減數第一次分裂中期，A正確；A細胞在減Ⅰ后期由于同源染色體發(fā)生分裂，因此產生的子細胞染色體數目減半，B正確；B細胞處于有絲分裂中期，不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會，A細胞內同源染色體在減Ⅰ前期時有聯(lián)會現象，C錯誤；有絲分裂間期染色體發(fā)生復制后，染色體數目并沒有改變，因此B細胞的染色體數與親代體細胞的染色體數相同，D正確。 5．【答案】A 【解析】在減數分裂過程中，同源染色體分開發(fā)生在減數第一次分裂過程中，著絲粒分裂發(fā)生在減數第二次分裂過程中。據圖分析可知：A圖處于減數第二次分裂后期，B圖處于減數第一次分裂后期，C圖處于減數第一次分裂中期，D圖處于減數第二次分裂中期。故選A。 6．【答案】B 【解析】因昆蟲的基因型是BB，圖甲中染色體上出現基因b是基因突變的結果，對應于圖乙中的b時期(間期DNA復制)，A項錯誤；甲圖處于減數第二次分裂后期，對應于圖乙的e時期，B項正確；圖乙中c時期轉錄合成較多的mRNA，最可能是間期的G2期，C項錯誤；由于發(fā)生了基因突變，B與b的分離發(fā)生在減數第二次分裂后期，D項錯誤。 7．【答案】D 體，D項錯誤。 8．【答案】C 【解析】從圖中看出，A細胞中的染色體成對的排列在赤道板的中央兩側，處于減數第一次分裂中期，A正確；A細胞在減Ⅰ后期由于同源染色體發(fā)生分裂，因此產生的子細胞染色體數目減半，B正確；B細胞處于有絲分裂中期，不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會，A細胞內同源染色體在減Ⅰ前期時有聯(lián)會現象，C錯誤；有絲分裂間期染色體發(fā)生復制后，染色體數目并沒有改變，因此B細胞的染色體數與親代體細胞的染色體數相同，D正確。 9．【答案】C 【解析】分析圖示可知：甲細胞有同源染色體，呈現的特點是：著絲點分裂后形成的兩條子染色體分別移向細胞兩極，說明處于有絲分裂后期，乙細胞呈現的特點是同源染色體分離，且進行不均等分裂，說裂產生卵細胞或極體，C項正確；乙細胞經過減數第二次分裂產生的卵細胞中的染色體組成為：小的為黑色，大的為白色，與丁細胞中的染色體組成不符，D項錯誤。 10．【答案】（1）6→12→6→3　 （2）第一極體　 0、0　 常染色體和X染色體 （3）同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合　 （4）8~9　 （5）如圖 【解析】（1）圖乙表示減數分裂過程中染色體的數量變化，據此分析可確定DNA數目變化規(guī)律為6→12→6→3。（2）圖甲細胞處于減數第二次分裂后期，且細胞質均等分裂，因此該細胞為第一極體，該細胞內無同源染色體及等位基因。1號和4號染色體由同一條染色體復制而來，若1號染色體表示X染色體，則2號和4號染色體分別為常染色體和X染色體。（3）孟德爾的遺傳定律是通過減數第一次分裂后期，同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合來實現的。（4）姐妹染色單體分離發(fā)生在減數第二次分裂后期，即圖乙中8～9時期。 11．【答案】D 【解析】據圖分析，圖中含有3對同源染色體，其中一條染色體含有A基因的片段轉移到非同源染色體上（X染色體），屬于染色體畸變，沒有發(fā)生基因突變，A錯誤；此細胞處于減數第一次分裂后期，而四分體出現于減數第一次分裂前期，B錯誤；該細胞為動物細胞，每條染色體上的著絲粒都連著中心體發(fā)出的星射線，C錯誤；據圖分析可知，該細胞分裂產生的配子的基因型為aBX、aBXA、AbY、bY，D正確。 12．【答案】D 【解析】減數分裂過程中等位基因隨著同源染色體分離而分離，非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。等位基因一般指位于一對同源染色體的相同位置上控制著兩兩相同，C正確；D項中雖然4個大小相同的精細胞也是兩兩相同，但是每個精細胞中不能出現同源染色體、等位基因，D錯誤。 13．【答案】D 【解析】減數分裂第一次分裂結束形成的細胞無同源染色體，每條染色體含2條單體，D正確。