高考生物考点25 减数分裂和受精作用 16页

1 1．减数分裂的概念理解 2．把握精子形成过程中各时期的主要特点(连线) 3．比较精子和卵细胞形成过程的差异 比较 精子形成过程 卵细胞形成过程 细胞质分裂方式 均等分裂 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 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)。 5．观察细胞的减数分裂 （1）实验原理 2 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。 （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 考向一 辨析相关概念，理顺减数分裂过程 1．下列关于人体内细胞减数分裂的叙述，正确的是 A．减数第一次分裂前期，配对的染色体的形态和大小一定相同 B．减数第一次分裂后期，着丝点分裂导致染色体数目加倍 C．减数第二次分裂中期，同源染色体成对排列在赤道板上 D．减数第二次分裂后期，不会发生非同源染色体自由组合 【参考答案】D D 正确。 3 解题技巧 “四看”法判断同源染色体 （1）看有无染色体配对、形成四分体的现象：配对形成四分体的染色体为同源染色体。 （2）看有无交叉互换的发生：发生交叉互换的染色体为同源染色体。 （3）看细胞所处的时期 ①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。 ②减数第二次分裂后期，上下对应的大小、形状完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单 体分离后形成的相同染色体。 （4）看染色体的大小、形状：如果不是减数第二次分裂，则：①有丝分裂后期，每一极中大小、形状相同 的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。②其他时期(除后期)，大小、形状相同的染色体一般为同源 染色体。 2．关于如图所示的叙述，不正确的是 A．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝点②相连 B．图中④和⑤、⑥和⑦或者④和⑥、⑤和⑦均为非同源染色体，⑨在间期完成复制 C．在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体 D．该细胞中含有两对同源染色体，分别是⑤和⑥、④和⑦ 【答案】C 【解析】根据题意和图示分析可知：图示含有同源染色体（④和⑦、⑤和⑥），且配对的同源染色体排 含有两对同源染色体，即④和⑦、⑤和⑥，D 正确。 4 考向二 区分精细胞和卵细胞形成过程图像 3．如图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定表示卵细胞形成过程的是 A． B． C． D． 【参考答案】D 【试题解析】图 A 细胞同源染色体联会，处于减数第一次分裂的四分体时期，可能是精子的形成过程， 也可能是卵细胞的形成过程，A 错误；图 B 细胞处于减数第一次分裂后期，此时细胞质均等分裂，一定 是精子的形成过程，B 错误；图 C 细胞处于减数第二次分裂中期，可能是卵细胞的形成过程，也可能是 精子的形成过程，C 错误；图 D 细胞处于减数第二次分裂后期，此时细胞质不均等分裂，称为次级卵母 细胞，一定是卵细胞的形成过程，D 正确。学% 易错警示 走出 2 个误区 误区 1：误认为卵原细胞进行减数分裂过程中细胞质都不均等分裂。 点拨：第一极体进行减数第二次分裂形成两个第二极体过程中，细胞质均等分裂。 误区 2：误认为姐妹染色单体上存在等位基因都是基因突变导致的。 点拨：同源染色体中的非姐妹染色单体的交叉互换也可能导致姐妹染色单体上存在等位基因。 4．如图是基因组成为 Aa 的动物在形成精子过程中某一时期的示意图。下列相关叙述中，正确的是 A．2 号染色单体上与 A 相同位置的基因最可能是 a 5 B．若姐妹染色单体没有分离，则可能出现性染色体组成为 XXY 的精子 C．1 个该细胞经过两次连续分裂，最终可能形成 4 种类型的精细胞 D．非同源染色体的非姐妹染色单体可以发生交叉互换 【答案】C 体之间，D 错误。 考向三 逆推法确定配子的来源 5．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如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(不考虑交叉互换) A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个 【参考答案】C 技法提炼 巧判配子的来源 （1）若两个精细胞中染色体组成完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。 （2）若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精 母细胞。 （3）若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂 过程。 6 6．如图甲是某生物的一个初级精母细胞，图乙是该生物的五个精细胞。最可能来自同一个次级精母细胞的是 A．①和② B．②和④ C．③和⑤ D．①和④ 【答案】B 【解析】来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体组成两两相同，而且没有同源染色体，因为同源 染色体在减数分裂第一次分裂后期分离到两个次级精母细胞中。①和②、③和⑤、①和④都含有同源染 色体，故 ACD 错。②和④染色体组成两两相同，而且没有同源染色体，其中②的一条染色体发生交叉 互换，故②和④来自同一个次级精母细胞，B 正确。学# 考向四 与减数分裂有关的数量和种类的判断 7．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 减数第二次分裂中期 减数第二次分裂后期 染色体/条 染色单体/条 染色体/条 染色单体/条 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 【参考答案】B 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。 7 解题技巧 精子和卵细胞种类和数目的计算技巧(正常情况下) （1）1 个含 n 对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成 4 个精子，2 种类型。 （2）1 个含 n 对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成 1 个卵细胞，1 种类型。 （3）1 个含 n 对同源染色体的生物体 ，经过减数分裂能形成 2n 种精子或卵细胞。 8．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(不考虑基 因突变和交叉互换) 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】由图可知，该生物基因型为 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 22＝4(ABD、AbD、aBD、abD)种。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：A—B(或 b)—D、a—b(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。 考向五 减数分裂和受精作用的相关分析 9．下列有关减数分裂和受精作用的说法不正确的是 A．减数分裂只发生在进行有性生殖的生物 B．减数分裂过程中会发生非等位基因的重新组合 C．受精卵的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞 D．减数分裂和受精作用使生物体前后代染色体数目维持恒定 【参考答案】C 8 受精作用使生物体前后代染色体数目维持恒定，D 正确。 10．下列有关减数分裂和受精作用的描述，正确的是[来源:,网 Z,X,X,K] A．受精卵中全部的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子 B．减数分裂过程中，着丝点分裂伴随着非同源染色体的自由组合 C．减数分裂过程中，着丝点分裂伴随着等位基因的分离 D．染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因 【答案】D 【解析】受精卵的细胞质基因几乎全部来自母方，故 A 项错误；等位基因分离和非同源染色体自由组 合均发生在减数第一次分裂，着丝点分裂发生在减数第二次分裂，B、C 项错误；配子多样性还与交叉 互换等有关，D 项正确。学@ 考向六 观察细胞的减数分裂实验 11．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、蚕豆花粉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更容易观察到减数分裂现象 C．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．用洋葱根尖易培养、数量多、染色体数量少，是理想的实验材料 【参考答案】D 【试题解析】蝗虫精母细胞和蚕豆花粉母细胞都属于原始的生殖细胞，可作为观察减数分裂的材料，A 正确；桃花的雄蕊是雄性生殖器官，能通过减数分裂形成精子，而且数量多，适宜作为观察减数分裂的 材料，桃花的雌蕊中 1 个大孢子母细胞经 1 次减数分裂形成 4 个大孢子，3 个退化，1 个大孢子经 3 次 有丝分裂形成 8 核胚囊，分裂细胞数目太少，不易观察到各个时期，一般不宜作为实验材料，B 正确； 在减数第一次分裂前期时，同源染色体联会形成四分体，C 正确；洋葱根尖只能进行有丝分裂，不能进 行减数分裂，所以不能作为观察减数分裂的实验材料，D 错误。 9 归纳整合 观察减数分裂实验的关键提醒 （1）临时装片制作时应特别注意的几个关键环节 ①为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透 作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察 所有染色体形态。 ②低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的黏连物，使细胞彼此分开，经压片，细 胞会 彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或 龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。 （2）确定中期细胞的类型：睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加细胞 数目。因此处于分裂中期的细胞应该包括：减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中 期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。 12．小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。根据观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤，回答下列问题： 供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液，解离固定液。 （1）取材：用________________作实验材料。 （2）制作：①取少量组织低渗处理后，放在______________________中，一定时间后轻轻漂洗。 ②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。 ③一定时间后加盖玻片，________________。 （3）观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞 是______________________________________________________________________。 ②如图是观察到的同源染色体(A1 和 A2)的配对情况。若 A1 正常，A2 发生的改变可能是_______。 [来源:ZXXK] 【答案】（1）(小鼠)睾丸　 （2）①解离固定液　 ②醋酸洋红染液　 ③压片(只要有压片的操作均可)　 （3）①次级精母细胞、精细胞、精原细胞　 ②缺失 【解析】（1）观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取(小鼠)睾丸。（2）制片过程为“解离→漂洗→ 染色→制片”。 取少量组织低渗处理后，放在解离固定液中，一定时间后轻轻漂洗。将漂洗后的组织 放在载玻片上，滴加适量醋酸洋红染液。一定时间后加盖玻片，压片。（3）①精原细胞通过有丝分裂 实现自我增殖，通过减数分裂形成成熟生殖细胞，故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、减Ⅱ 中期。若它们正常分裂，产生的子细胞是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。②若 A1 正常，则 A2 为 缺失，若 A2 正常，则 A1 为重复。 10 1．下列关于减数分裂过程的说法错误的是 A．姐妹染色单体的分离发生在同源染色体分离之后 B．减 II 不会出现等位基因的分离 C．四分体中同源染色体分离伴随着等位基因的分离 D．着丝点分离发生在细 胞核中的 DNA 数目再次减半前 2．下面是对高等动物通过减数分裂形成的雌雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是 A．受精卵中的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子 B．等位基因进入卵的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵 C．染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因 D．雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等 3．下图是基因型为 AABb 的某动物进行细胞分裂的示意图，下列相关叙述错误的是 A．此细胞形成过程中发生了基因突变 B．此细胞含有其母细胞一半的细胞质 C．此细胞可形成两种基因型的子细胞 D．此细胞中的染色单体在减数第一次分裂前的间期形成 4．图 A 和图 B 为处于相同分裂阶段的两种动物细胞，都含有两对同源染色体。关于它们的叙述中错误的一 项是 A．细胞 A 的同源染色体成对排列在细胞中央 B．细胞 A 产生的子细胞染色体数目减半 C．联会发生在细胞 B，而不会发生在细胞 A D．细胞 B 的染色体与亲代体细胞染色体数目相同 11 5．下列为某二倍体植物细胞处于不同分裂时期的示意图，其中属于减数第二次分裂后期的是[来源:|网] A． B． C． D． 6．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．图甲细胞的变异可能发生在图乙中的 b 或 d 时期 B．图甲细胞有 2 个染色体组，处于图乙 e 时期 C．图乙 c 时期最可能是减数第一次分裂的分裂前期 D．等位基因的分离一定发生在减数第一次分裂的后期 7．如图为某高等生物细胞某种分裂的两个时期的结构模式图，a、b 表示染色体片段。下列关于两图的叙述 错误的是 A．图 1 细胞处在减数第二次分裂中期，此时期没有遗传物质的复制 B．两图说明分裂过程中可能发生片段互换 C．同源染色体上等位基因的分离不发生在两图所处的分裂时期 D．若两图来源于同一个卵原细胞，且图 2 是卵细胞，则图 1 是次级卵母细胞 8．图 A 和图 B 为处于相同分裂阶段的两种动物细胞，都含有两对同源染色体。关于它们的叙述中错误的一 项是 12 A．细胞 A 的同源染色体 成对排列在细胞中央 B．细胞 A 产生的子细胞染色体数目减半 C．联会发生在细胞 B，而不会发生在细胞 A D．细胞 B 的染色体与亲代体细胞染色体数目相同 9．甲至丁图是某二倍体生物生殖器官中的一些细胞分裂图，下列说法正确的是 A．遗传定律发生在甲、乙两图表示的细胞分裂时期 B．乙图所示时期，该细胞中有两个四分体和两个染色体组 C．甲、乙、丙、丁所示细胞可出现在卵原细胞分裂过程中 D．丁是由乙经过减数第二次分裂产生的卵细胞 10．图甲、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，写出该种生物细胞减数分裂时，DNA 数目的变化规律：__________________。 （2）图甲所示细胞名称为____________。该细胞中含同源染色体和等位基因分别为________对。若 1 号染色体表示 X 染色体，则 2 号和 4 号染色体分别叫做______________________。 （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时期的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞图像。 13 11．（2018·浙江卷）某二倍体高等动物（2n=6）雄性个体的基因型为 AaBb，其体内某细胞处于细胞分裂 某时期的示意图如下。下列叙述正确的是 A．形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体畸变 B．该细胞含有 3 个四分体，6 条染色体，12 个 DNA 分子 C．该细胞每条染色体的着丝粒都连着两极发出的纺锤丝 D．该细胞分裂形成的配子的基因型为 aBX、aBXA、AbY、bY 12．（2017·新课标Ⅱ卷）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 13．（2017·海南卷）若要表示某动物细胞（2n）减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是 14 1．【答案】B 次分裂后期，因此着丝点分离发生在细胞核中的 DNA 数目再次减半前，D 正确。 2．【答案】C 【解析】受精卵细胞核中的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子，而细胞质遗传物质几乎都来 自卵细胞，A 项错误；等位基因进入卵的机会相等，B 项错误；配子具有多样的原因主要是：同源染色 体上非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体的自由组合，因此染色体的自由组合不是配子多样 性的唯一原因，C 项正确；一般来说，雄配子的数量要比 雌配子的数量多，D 项错误。 3．【答案】B 【解析】该生物基因型为 AABb，因此图示细胞中基因 a 不可能是交叉互换产生的，只能是由基因 A 经 突变产生，A 项正确。若此细胞为次级精母细胞，则含有其母细胞一半的细胞质；若此细胞为次级卵母 细胞，由于初级卵母细胞的细胞质不均等分裂，则该次级卵母细胞含有其母细胞大部分的细胞质；若此 细胞为第一极体，由于初级卵母细胞的细胞质不均等分裂，则该极体含有其母细胞的一小部分细胞质， B 项错误。此细胞继续分裂可形成 AB 和 aB 两种基因型的子细胞，C 项正确。此细胞处于减数第二次分 裂，细胞中的染色单体是在减数第一次分裂前的间期形成的，D 项正确。 4．【答案】C 【解析】从图中看出，A 细胞中的染色体成对的排列在赤道板的中央两侧，处于减数第一次分裂中期， A 正确；A 细胞在减Ⅰ后期由于同源染色体发生分裂，因此产生的子细胞染色体数目减半，B 正确；B 细胞处于有丝分裂中期，不会发生同源染色体联会，A 细胞内同源染色体在减Ⅰ前期时有联会现象，C 错误；有丝分裂间期染色体发生复制后，染色体数目并没有改变，因此 B 细胞的染色体数与亲代体细胞 的染色体数相同，D 正确。￥网 5．【答案】A 【解析】在减数分裂过程中，同源染色体分开发生在减数第一次分裂过程中，着丝粒分裂发生在减数第 二次分裂过程中。据图分析可知：A 图处于减数第二次分裂后期，B 图处于减数第一次分裂后期，C 图 处于减数第一次分裂中期，D 图处于减数第二次分裂中期。故选 A。 15 6．【答案】B 【解析】因昆虫的基因型是 BB，图甲中染色体上出现基因 b 是基因突变的结果，对应于图乙中的 b 时 期(间期 DNA 复制)，A 项错误；甲图处于减数第二次分裂后期，对应于图乙的 e 时期，B 项正确；图乙 中 c 时期转录合成较多的 mRNA，最可能是间期的 G2 期，C 项错误；由于发生了基因突变，B 与 b 的分 离发生在减数第二次分裂后期，D 项错误。 7．【答案】D 体，D 项错误。 8．【答案】C 【解析】从图中看出，A 细胞中的染色体成对的排列在赤道板的中央两侧，处于减数第一次分裂中期， A 正确；A 细胞在减Ⅰ后期由于同源染色体发生分裂，因此产生的子细胞染色体数目减半，B 正确；B 细胞处于有丝分裂中期，不会发生同源染色体联会，A 细胞内同源染色体在减Ⅰ前期时有联会现象，C 错误；有丝分裂间期染色体发生复制后，染色体数目并没有改变，因此 B 细胞的染色体数与亲代体细胞 的染色体数相同，D 正确。 9．【答案】C 【解析】分析图示可知：甲细胞有同源染色体，呈现的特点是：着丝点分裂后形成的两条子染色体分别 移向细胞两极，说明处于有丝分裂后期，乙细胞呈现的特点是同源染色体分离，且进行不均等分裂，说 裂产生卵细胞或极体，C 项正确；乙细胞经过减数第二次分裂产生的卵细胞中的染色体组成为：小的为 黑色，大的为白色，与丁细胞中的染色体组成不符，D 项错误。 10．【答案】（1）6→12→6→3　 （2）第一极体　 0、0　 常染色体和 X 染色体 （3）同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合　 16 （4）8~9　 （5）如图[来源:。网 Z。X。X。K] 【解析】（1）图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化，据此分析可确定 DNA 数目变化规律为 6→12→6→3。（2）图甲细胞处于减数第二次分裂后期，且细胞质均等分裂，因此该细胞为第一极体， 该细胞内无同源染色体及等位基因。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，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合来实现的。（4）姐妹染色单体分离发生在减 数第二次分裂后期，即图乙中 8～9 时期。 11．【答案】D 【解析】据图分析，图中含有 3 对同源染色体，其中一条染色体含有 A 基因的片段转移到非同源染色 体上（X 染色体），属于染色体畸变，没有发生基因突变，A 错误；此细胞处于减数第一次分裂后期， 而四分体出现于减数第一次分裂前期，B 错误；该细胞为动物细胞，每条染色体上的着丝粒都连着中心 体发出的星射线，C 错误；据图分析可知，该细胞分裂产生的配子的基因型为 aBX、aBXA、AbY、 bY，D 正确。 12．【答案】D 【解析】减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非 同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着 两两相同，C 正确；D 项中虽然 4 个大小相同的精细胞也是两两相同，但是每个精细胞中不能出现同源染 色体、等位基因，D 错误。 13．【答案】D 【解析】减数分裂第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体含 2 条单体，D 正确。