专题5 遗传的细胞学基础（非选择题）-2025年高考生物二轮复习模块分练【新高考版】（含解析）

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1.如图1中的甲为某哺乳动物（2n）细胞分裂某时期示意图，乙为配子形成过程中细胞的每条染色体上DNA数的部分变化曲线图，丙为配子形成过程中细胞内核DNA相对含量的变化曲线图。图2为该种生物不同个体体细胞中的染色体和有关基因的组成图（不考虑染色体变异）。请据图回答问题：
（1）结合图2分析，图1中甲细胞内的1号染色体是_____（填“X”“Y”或“常”）染色体，该细胞的变化处于图1乙图曲线中的_____段、丙图曲线中的_____段。
（2）根据基因组成分析，图1中甲细胞最可能来自图2中的_____细胞，此时图1中甲细胞名称为_____。若要对该细胞所示的生物进行测交，则另一亲本应是图2中的_____细胞所示的生物。
（3）图l中甲细胞内_____（填“含”或“不含”）同源染色体。如果细胞内的每一极有4条染色体，形成这一异常结果的原因可能是_____。
2.图1是某动物（2n=4）体内的细胞分裂示意阁，图2是细胞分裂过程中不同时期细胞中核DNA、染色单体与染色体的数量关系。请分析回答：
（1）图1中，甲、乙细胞所处的分裂时期分别是____、______乙细胞含有_____对同源染色体。从染色体行为看，甲和丙细胞的共同点是_____;从染色体组成上看，二者的主要区别是____。
（2）根据图1中的丙细胞_____（填“能”或“不能”）判断出该动物是雄性，原因是_____。
（3）图2中代表染色体的是_____（填字母），②时期所示的核DNA、染色单体、染色体的数量关系表明该时期的细胞处于减数分裂_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。图1中乙细胞处于图2中的_____
（4）请在坐标图上画出细胞减数分裂过程中染色体数目相对含量变化曲线（用实线表示）。
3.图1~3分别表示某动物体内细胞分裂不同时期的示意图(仅表示部分染色体)，图4表示细胞分裂过程中同源染色体对数的变化模式图(虚线前后表示不同的分裂方式)。
回答下列问题：
（1）通过图____可以判断该动物的性别，图2细胞的名称是____,图2、图3分别位于图4曲线的____段。
（2）细胞分裂过程中，进行DNA分子复制的时期处于图4曲线中的____段。细胞中姐妹染色单体分离发生在图4曲线的____段，同源染色体的分离发生在图4曲线的____段。
（3）某研究小组培养该动物细胞样本，使其分别进行有丝分裂和减数分裂，实验期间收集到分裂细胞样本甲、乙、丙、丁，统计样本染色体数和DNA数如下表。
①从上表推断，该生物的正常体细胞的染色体数为_____，既可能处于有丝分裂又可能处于减数分裂样本的是_____。
②若某细胞的染色体数为11,DNA数为11,则该细胞产生的最可能原因是_____。
4.为了观察植物的染色体组型及花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为,某兴趣小组以紫鸭跖草的根尖和花药为材料,进行了以下相关实验。
Ⅰ.观察紫鸭跖草染色体组型
紫鸭跖草枝条水培→根长到1.0~1.5 cm 时切取新生根尖→卡诺氏液固定→1 ml·L-1的HCl解离→清水漂洗→铁矾苏木精染液染色压片→光学显微镜观察并拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列。染色体及组型如图所示,回答下列问题:
（1）选取新生根尖作为实验材料的主要原因是____。
（2）实验过程中用清水漂洗的目的是____。
（3）镜检时，应不断移动装片，以寻找处于分裂中期且染色体____的细胞进行拍照。
（4）依据上图组型，可以得出一个染色体组含有____条染色体。
Ⅱ.观察紫鸭跖草花粉母细胞减数分裂
将尚未开放的紫鸭跖草花中的花药取出→置于载玻片上→在花药上滴加改良苯酚品红染液染色10min→边染色边用镊子轻轻捣碎花药→挤出花粉母细胞，清除花药残壁→盖上盖玻片→用吸水纸吸去多余染液→轻轻按压制作成临时玻片标本→光学显微镜下观察。下列①~⑥是减数分裂不同时期实拍图。
（5）请将上述观察到的实拍图按减数分裂的先后顺序进行排序：①____。
（6）图②细胞所处分裂时期的特点是____，该细胞中含有____条染色单体。
5.哺乳动物卵母细胞的分裂是一种不对称分裂，科研人员对细胞不对称分裂的机制进行研究。
（1）卵原细胞经过MⅠ（减数第一次分裂）和MⅡ（减数第二次分裂）两次不对称分裂，产生_____。卵细胞中的染色体数目是卵原细胞的一半，减数分裂和受精作用保证了_____，维持了生物遗传的稳定性。
（2）在卵母细胞减数分裂过程中，纺锤丝捕获染色体，纺锤体的一极定位到卵母细胞质膜内侧，使卵母细胞实现不对称分裂。研究发现，物质P在小鼠卵母细胞减数分裂过程中富集在细胞质膜上，对细胞的不对称分裂有一定促进作用。为了验证物质P对细胞不对称分裂的作用，科研人员利用小鼠卵母细胞进行了如图所示实验。
①物质P合成基因被敲除导致实验组小鼠的纺锤体形成异常。为避免异常纺锤体的干扰，科研人员需要在MI的_____期取出异常的纺锤体和染色体，并将取自正常小鼠卵母细胞的纺锤体和染色体移入，构建EX细胞。
②为排除移植操作对结果的影响，对照组的设计思路为_____。
③显微镜下观察并比较EX细胞和对照组细胞的_____，确认物质P的作用。
（3）受精后，受精卵开始进行分裂，根据上述研究比较受精卵与处于MⅡ时期的次级卵母细胞的细胞质膜上物质P的含量及纺锤体定位情况推测，受精卵出现的变化是_____。
6.研究发现，在雌性哺乳动物生殖细胞的形成过程中，Cyclin B3是一种重要的细胞周期蛋白，其调控细胞的分裂。当Cyclin B3缺失时雌性小鼠不能产生后代（个体），而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为揭示Cyclin B3的作用机理，研究者对Cyclin B3缺失雌鼠和正常雌鼠卵细胞的形成过程进行了观察对比，并绘制如图甲。
（1）对正常雌鼠而言，能揭示孟德尔遗传规律实质的时期是图中的______。由于卵子的形成具有______，只有当精子与之结合后才会继续分裂形成卵细胞。
（2）已知正常雌鼠卵原细胞中染色体数目为2n=40条，图甲中Cyclin B3缺失小鼠的一个卵原细胞从减数分裂前的间期到减数分裂Ⅱ中期的过程中，核DNA的数量变化是______。
（3）分析图甲可知，Cyclin B3缺失导致卵母细胞停滞在______期，由此推测Cyclin B3的功能可能是促进______。
A.纺锤体的形成B.同源染色体的分离
C.染色体DNA的复制D.姐妹染色单体的分离
（4）进一步研究发现，Cyclin B3缺失的卵母细胞仍然能够正常受精，并且在受精后完成了减数分裂Ⅱ。研究者对Cyclin B3缺失雌鼠产生的受精卵进行了染色体核型检测，如图乙。
Cyclin B3缺失雌鼠的卵母细胞在雌鼠的______中完成减数分裂Ⅱ，图乙中含有______个染色体组，图中的两条X染色体应来自______，受精卵发生变异的具体类型是______。
答案以及解析
1.答案：（1）X；8~9；EF
（2）丁；极体；甲
（3）不含；减数第一次分裂时某对同源染色体未分离
解析：（1）结合图2分析，图1中甲细胞内的1号染色体是X染色体，该细胞处于减数第二次分裂后期，对应于乙图曲线中的8~9段、丙图曲线中的EF段。
（2）根据基因组成分析，图1中甲细胞处于减数第二次分裂后期，基因组成为aaBBdd，最可能来自图2中的丁细胞。由于丁细胞含两条X染色体，所以丁细胞属于某雌性动物，此时图1甲细胞名称为极体。若要对该细胞所示的生物进行测交，则另一亲本应是图2中的甲细胞所示的生物，即雄性隐性纯合体。
（3）由以上分析可知，图1中甲细胞内不含同源染色体。如果细胞内的每一极有4条染色体，原因可能是减数第一次分裂时某对同源染色体未分离。
2.答案：（1）有丝分裂后期；减数分裂Ⅰ中期；2；着丝粒分裂、姐妹染色单体分开；甲细胞中有同源染色体、丙细胞中无同源染色体
（2）不能；丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，且细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞也可能是第一极体
（3）c；Ⅱ；①
（4）如图所示
解析：分析题图可知，图1中甲细胞处于有丝分裂后期，乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期，丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期。图2中a代表核DNA,b代表染色单体，c代表染色体。（1）甲细胞中有同源染色体，丙细胞中没有同源染色体，但二者都发生了着丝粒分裂、姐妹染色单体分开。乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期，细胞中有2对同源染色体。
（2）图1中丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞也可能是第一极体，因此依据该细胞不能判断该动物为雄性。
（3）②时期的细胞中核DNA数：染色单体数：染色体数=2：2：1，且染色体数为正常体细胞中染色体数的一半，故该时期的细胞处于减数分裂Ⅱ。
3.答案：（1）1；次级精母细胞；HI段，CD
（2）AB段、FG；BC段、HI;FG
（3）①20;甲、丙;②减数分裂Ⅰ后期一对同源染色体没有分离，移向了细胞同一极;或者减数分裂Ⅱ后期，一对姐妹染色单体没有分离，移向了细胞同一极
解析：（1）通过图1可以判断该动物的性别，图1细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质均等分裂，因此该细胞为雄性动物的初级精母细胞；图2细胞处于减数分裂Ⅱ后期，叫作次级精母细胞，位于图4曲线的HI段，图3为有丝分裂后期，位于图4曲线的CD段。
（2）细胞分裂过程中，进行DNA分子复制的时期为有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期，分别对应图4曲线中的AB段、G段。细胞中姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，分别对应图4中曲线的BC段和HI段。
同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，对应图4曲线的FG段。
（3）①题表中甲细胞标记染色体数为20、标记DNA数为40，乙细胞标记染色体数为10、标记DNA数为20，说明该生物的正常体细胞的染色体数为20，既可能处于有丝分裂又可能处于减数分裂样本的是甲（如有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅰ）、丙（分裂间期的G1期或减数分裂Ⅱ后、末期）。
②若某细胞的染色体数为11，DNA数为11，则该细胞为配子或（第二）极体，产生的最可能原因是减数分裂Ⅰ后期一对同源染色体没有分离，移向了细胞同一极：或者减数分裂Ⅱ后期，一对姐妹染色单体没有分离，移向了细胞同一极。
4.答案：（1）(新生根尖)分生区细胞分裂旺盛
（2）洗去药液,防止解离过度
（3）分散良好
（4）12
（5）⑤②⑥③④
（6）在纺锤丝的牵引下,同源染色体分开,分别移向细胞两极; 48
解析：Ⅰ.（1）根尖分生区分裂旺盛,可作为观察有丝分裂的实验材料。
（2）在观察植物细胞的有丝分裂实验中,用清水漂洗的目的是防止解离过度,洗去药液。
（3）镜检时,应不断移动装片,以寻找处于中期且染色体分散良好的细胞,拍照观察。
（4）由题图分析一个染色体组含有12条染色体。
Ⅱ.（5）题图中①~⑤是显微镜下拍到的减数分裂不同时期的图像,其中①细胞处于减数分裂Ⅰ间期;②细胞处于减数分裂Ⅰ后期;③细胞处于减数分裂Ⅱ中期;④细胞处于减数分裂Ⅱ末期;⑤细胞处于减数分裂Ⅰ期,⑥细胞处于减数分裂Ⅱ前期。排序为①⑤②⑥③④。
（6）题图②细胞处在减数分裂Ⅰ后期,此时在纺锤丝的牵引下,同源染色体彼此分离,移向细胞两极,每条染色体含有2条姐妹染色单体,该细胞中含有48条染色单体。
5.答案：（1）卵细胞和极体；生物前后代染色体数目的恒定
（2）①中（或“前”）；②将两个MⅠ中（或“前”）期的正常小鼠卵母细胞进行纺锤体和染色体交换；③纺锤体是否有一极定位于细胞质膜内侧、细胞分裂是否对称
（3）受精卵细胞质膜上物质P含量减少，不再是纺锤体的一极定位于细胞质膜内侧
解析：（1）卵原细胞经过间期染色体复制形成初级卵母细胞，经过MⅠ的不对称分裂，形成了次级卵母细胞和极体，次级卵母细胞经过MⅡ的不对称分裂，形成卵细胞和极体，在MⅠ后形成的极体又分裂为两个极体。成熟生殖细胞(卵细胞、精子)中的染色体数目比原始生殖细胞的少一半，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
（2）①纺锤体和染色体在细胞分裂的前期形成，染色体在中期形态稳定、清晰，因此，为避免异常纺锤体的干扰，科研人员需要在MⅠ的中期或者前期取出异常的纺锤体和染色体。②据题意可知，本实验的目的是验证物质P的作用，实验组是将敲除小鼠卵母细胞内异常的纺锤体和染色体取出，并将取自正常小鼠卵母细胞的纺锤体和染色体移入，构建EX细胞(不含物质P)。根据单一变量原则可知，对照组细胞应含有物质P，故对照组的设计思路应为将两个MⅠ中（或“前”)期的正常小鼠卵母细胞进行纺锤体和染色体交换，以排除移植操作对实验结果的影响。③本实验的目的是验证物质P对细胞不对称分裂的作用，卵母细胞实现不对称分裂与纺锤丝捕获染色体，纺锤体的一极定位到卵母细胞质膜内侧有关，因此本实验中应观察纺锤体是否有一极定位于细胞质膜内侧、细胞分裂是否对称。
（3）处于MⅠ时期的次级卵母细胞会出现不均等分裂，纺锤体的一极定位到细胞质膜内侧，细胞质膜上物质P含量较高。受精卵进行有丝分裂，有丝分裂过程中细胞均等(对称)分裂，受精卵细胞质膜上物质P含量减少，不再是纺锤体的一极定位于细胞质膜内侧。
6.答案：（1）减数分裂Ⅰ后期；不连续性
（2）2n→4n
（3）减数分裂Ⅰ中；B
（4）输卵管；3；雌鼠的两条同源X染色体；染色体数目变异
解析：（1）孟德尔遗传规律的实质是等位基因随着同源染色体的分离而分离，且非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生在减数分裂Ⅰ后期。卵子的形成是不连续的，减数分裂Ⅰ发生在卵巢中，经过排卵过程，进入输卵管中的是次级卵母细胞，在精子入卵后，处在减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞才能继续进行减数分裂Ⅱ，形成一个卵细胞和一个第二极体，卵细胞和精子融合，最终形成受精卵。
（2）正常情况下，雌性个体减数分裂过程中核DNA数量的变化是2n→4n→2n→n，但Cyclin B3缺失小鼠的同源染色体不能分离，导致减数分裂Ⅰ过程不能正常进行，因此图甲中Cyclin B3缺失小鼠的一个卵原细胞从减数分裂前的间期到减数分裂Ⅱ中期过程中，核DNA数量的变化为2n→4n。
（3）由图甲可知，与正常小鼠相比，Cyclin B3缺失小鼠的同源染色体不能分离，导致减数分裂Ⅰ过程不能正常进行，细胞停滞在减数分裂Ⅰ中期，由此可推测Cyclin B3的功能是促进同源染色体的分离，故选B。
（4）卵母细胞减数分裂Ⅱ是在受精作用的过程中完成的，场所是雌鼠的输卵管内；据图可知，图乙中含有3个染色体组，Cyclin B3缺失雌鼠减数分裂形成配子时，同源染色体未分离，且Cyclin B3缺失雌鼠减数分裂Ⅱ的过程与有丝分裂相似，故图乙中的两条X染色体来自雌鼠的两条同源X染色体。已知该实验鼠为二倍体生物，而图乙所示Cyclin B3缺失雌鼠的受精卵含有3个染色体组，说明其发生变异的具体类型是染色体数目变异。
样本
标记染色体数
标记DNA数
甲
20
40
乙
10
20
丙
20
20
丁
10
10