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2021高三统考人教生物一轮（经典版）学案：必修1第4单元第13讲 减数分裂和受精作用
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第13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
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1．1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂。(必修1 P16—相关信息)(√)
2．在减数第一次分裂前的间期，染色体进行复制。(必修1 P18—相关信息)(√)
3．减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。(必修1 P18—正文)(√)
4．减数第一次分裂前期同源染色体联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离。(必修1 P17—图2－2)(√)
5．减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第二次分裂。(必修1 P18—正文)(×)
6．一个初级卵母细胞经过减数分裂，形成四个卵细胞。(必修1 P19—正文)(×)
7．玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。(必修1 P22—基础题)(×)
8．精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞核相融合。(必修1 P25—正文)(√)
9．子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的。(必修1 P25—想像空间)(×)
10．减数分裂和受精作用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。(必修1 P25—正文)(√)
(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，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。
知识自主梳理
一 减数分裂及配子形成过程
1．减数分裂相关概念
(1)减数分裂概念
①适用范围：进行有性生殖的生物。
②时间：原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时。
③特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。
④结果：成熟生殖细胞中染色体数目减半。
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
②非同源染色体是指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。
(3)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体。
②非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的两条染色单体。
(4)联会和四分体
①联会：减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。
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配对的同源染色体对数。
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＝8条脱氧核苷酸链。
(5)交叉互换
①时期：减数第一次分裂前期。
②范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。
③交换对象：等位基因交换。
④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。
2．精子的形成过程
(1)精细胞形成过程
时期
图像
主要特征
细胞名称
间期
DNA复制，有关蛋白质合成，结果每条染色体上含有2条染色单体，细胞体积略增大
精原细胞
减数第一次分裂
前
期
同源染色体发生联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换
初级
精母
细胞
中
期
同源染色体成对排列在赤道板上
后
期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
末
期
细胞质分裂，形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半
减数第二次分裂
前期
染色体散乱分布在细胞中
次级
精母
细胞
中
期
染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后
期
着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时加倍
末
期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半
精细胞
(2)精细胞变形成精子
精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
3.卵细胞的形成过程
4．精卵形成异同
二 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融合。
3．结果：受精卵中染色体数目与体细胞相同，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
(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。
1．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，存在细胞周期以及核膜、核仁的消失和重建。(×)
2．形态、大小相同的一定是同源染色体，同源染色体的形态、大小都相同。(×)
3．姐妹染色单体上出现等位基因的原因只是发生交叉互换。(×)
4．交叉互换使同源染色体上的等位基因发生交换，使同源染色体上的非等位基因重组。(√)
5．精原细胞是既能进行有丝分裂又能进行减数分裂的特殊体细胞。(√)
6．精原细胞中染色体数目与体细胞不同。(×)
1．精细胞的染色体数目和次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？
提示 精细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，是初级精母细胞染色体数目的一半。
2．减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似，但它们又有什么不同呢？
提示 减数第二次分裂与有丝分裂的不同点是减数第二次分裂不进行DNA的复制，减数第二次分裂过程中细胞内没有同源染色体等。
3．一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂形成几个精细胞，几种精细胞？
提示 一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂形成4个精细胞，2种精细胞，即：AB、ab或Ab、aB。
4．一个基因型为AaBb的个体，其精原细胞经减数分裂形成几种精细胞？
提示 一个基因型为AaBb的个体，其精原细胞经减数分裂形成4种精细胞，即：AB、ab、Ab、aB。
1．染色体数减半发生在减数第一次分裂，由同源染色体的分离导致。DNA分子数由于减数第一次分裂前的间期复制先增加一倍，随后发生两次减半，第一次减半发生在减数第一次分裂结束，第二次减半发生在减数第二次分裂结束。
2．二倍体生物细胞分裂，含有4个染色体组的时期：有丝分裂后期(4N)；含有2个染色体组的时期：有丝分裂间期、前期、中期，减数第一次分裂时期，减数第二次分裂后期；含有1个染色体组的时期：减数第二次分裂前、中、末期。
1．受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方，因此核DNA一半来自父方，一半来自母方，但质DNA只来自母方，从而表现母系遗传(因为精子几乎不含细胞质，而卵细胞含线粒体，故有质DNA)。
2．有性生殖后代多样性的原因是：(1)非同源染色体的自由组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。
(3)精子和卵细胞结合的随机性。
(4)基因突变和染色体变异。
考点题型突破
考点1 减数分裂过程及受精作用
题型一 减数分裂有关概念及各时期特点
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在同源染色体分离之后
B．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半时
C．四分体中同源染色体分离伴随着等位基因的分离
D．着丝点分裂发生在细胞核中的DNA数目再次减半前
答案 B
解析 同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，而姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂后期，因此姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后，A正确；等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，但染色体数目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染色体减半之前，B错误；四分体中同源染色体分离伴随着等位基因的分离，C正确；DNA数目减半发生在减数第一次分裂末期和减数第二次分裂末期，着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，因此着丝点分裂发生在细胞核中的DNA数目再次减半前，D正确。
2．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
答案 A
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，形成的是相同的染色体，并非同源染色体，A错误；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，B正确。
判断同源染色体(二倍体)的方法
(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，移向同一极的大小、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，大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。
题型二 区分减数分裂的图像
3．下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所做的判断正确的是( )
①甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体'②乙细胞中含有4个染色体组'③丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同'④以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
A．②④ B．②③
C．①③ D．①②
答案 A
解析 甲、乙细胞中都含有同源染色体，丙细胞中不含有同源染色体，①错误；乙细胞处于有丝分裂后期含有4个染色体组，②正确；由于甲为初级精母细胞，丙细胞只能是次级精母细胞，不可能为极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同，③错误；在动物精巢中，精原细胞既可进行减数分裂产生配子，又可进行有丝分裂增加精原细胞的数量，所以以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序，④正确；综上所述，正确的为②④。
4．下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
答案 B
解析 图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。
卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法
题型三 配子种类和来源
5．下图A表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是( )
A．①与② B．①与③
C．②与③ D．②与④
答案 C
解析 同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。
1.据基因型或染色体“互补性”判断配子来源
(1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”，(注与及与应视作相同)，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，只能判定其可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。
2.在减数分裂过程中配子产生数目情况(非等位基因在非同源染色体上)
基因组成
一个卵原细
胞实际产生
配子种类
一个精原细
胞实际产生
配子种类
一个雄性
个体产生
配子种类
一个雌性
个体产生
配子种类
Aa
1种
2种
2种
2种
AaBb
1种
2种
4种
4种
AaBbCc
1种
2种
8种
8种
AaBbCc
……(n对
等位基因)
1种
2种
2n种
2n种
注意：n为等位基因的对数，不包括相同基因，例如AaBbCcDD含有3对等位基因。
[5－1] 某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物某个体的精细胞，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
答案 C
解析 根据给出的精子类型，可判断该个体的基因型为AaBbDd，则来自同一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自同一个精原细胞，②⑥可来自同一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。
[5－2] 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，含有两对等位基因两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。则该生物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，形成两种次级精母细胞，而每个次级精母细胞减数分裂生成两个相同的精细胞。
题型四 减数分裂中DNA和染色体数量变化
6．下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞内DNA分子数量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是( )
A．同源染色体的联会发生在d～e的初期
B．e点染色体数目为n，f点染色体数目又出现短时间的加倍
C．f点染色体的着丝点分裂
D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形的阶段
答案 D
解析 a～c段完成DNA的复制，表示间期，c～f段DNA连续两次减半，表示分裂期，f～g表示完成分裂后精细胞变形为精子，D正确；减数第一次分裂前的间期，染色体完成复制，在减数第一次分裂前期，同源染色体就出现联会现象，应发生在c～e初期，A错误；e点完成减数第一次分裂，同源染色体发生了分离，染色体数目变为n，f点完成减数第二次分裂，每个子细胞中染色体数目仍为n条，B、C错误。
减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图
(1)核DNA分子数量变化分析
数量变化
发生时期
原因
核
DNA
分
子
2N→4N
减数第一次分裂前的间期
DNA复制
4N→2N
减数第一次分裂结束
随同源染色体的分开而使DNA减半
2N→N
减数第二次分裂结束
随染色单体的分开平均分配到两个子细胞中，DNA数目再减半
(2)染色体数目变化分析
数量变化
发生时期
原因
染
色
体
2N→N
减数第一次
分裂结束
因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半
N→2N
减数第二次分裂后期
着丝点分裂，姐妹染色单体分开使细胞内染色体数目暂时加倍
2N→N
减数第二次分裂结束
染色体平均分配到两个子细胞，子细胞中染色体数目比正常体细胞减少一半
题型五 减数分裂及受精作用的相关分析
7．下列有关减数分裂与受精作用的叙述，正确的是( )
A．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
B．减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定
C．人类的次级精母细胞中只含有0或1条Y染色体
D．受精作用实现了基因重组，从而导致有性生殖后代的多样性
答案 B
解析 受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，A错误；减数分裂导致染色体数目减半，受精作用使染色体数目恢复，二者保证了亲子代体细胞中染色体数目的恒定，B正确；处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞中也可能含有2条Y染色体，C错误；基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。
8．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．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
答案 B
解析 初级卵母细胞的分裂、次级卵母细胞的分裂过程中细胞质分裂是不均等的，卵细胞继承初级卵母细胞的细胞质大于，A错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C错误；雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D错误。
考点,2) 减数分裂和有丝分裂的比较
题型一 减数分裂与有丝分裂过程比较
1．(2019·山东实验中学高三月考)真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。下列相关叙述正确的是( )
A．与有丝分裂相比，无丝分裂和减数分裂均不出现纺锤体
B．精原细胞进行分裂时，细胞内染色体数不会大于核DNA数
C．细胞每次分裂前都会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成
D．细胞分裂过程中基因重组只出现在减数第一次分裂的后期
答案 B
解析 有丝分裂和减数分裂均出现纺锤体，无丝分裂不出现纺锤体，A错误；染色体是核DNA的载体，一条染色体在DNA复制之前，只含1个DNA，复制后1条染色体含2个DNA，所以细胞内染色体数只能是小于或等于核DNA数，B正确；次级性母细胞进行减数第二次分裂前不会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成，C错误；细胞分裂过程中基因重组可出现在减数第一次分裂的后期和四分体时期(前期)，D错误。
2．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 有丝分裂和减数第一次分裂前、中期，两者染色体数、DNA分子数相同，A、B错误；有丝分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，DNA分子数目不变，减数第一次分裂后期同源染色体分离，染色单体并没有分开，染色体数目不变，DNA分子数目也不变，因此，两者后期染色体数目和染色体行为不同，但DNA分子数目相同，C正确；正常情况下有丝分裂末期染色体数目是减数第一次分裂末期的2倍，D错误。
题型二 减数分裂与有丝分裂图像判断
3．下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是( )
答案 D
解析 图A有可能是减数第二次分裂后期图，也有可能是单倍体生物有丝分裂后期图；图B有可能是减数第二次分裂中期图，也有可能是单倍体有丝分裂中期图；图C最可能是二倍体生物细胞有丝分裂中期图；图D中同源染色体分离，肯定是二倍体生物细胞减数第一次分裂后期图。
4．(2019·山东青岛高三调研)下图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像，下列说法错误的是( )
A．进行减数分裂的细胞为②和④
B．①②③细胞均含有同源染色体
C．③细胞的子细胞称为初级精母细胞
D．④中可能发生等位基因的分离
答案 C
解析 图①中移向每一极的都有同源染色体，其表示有丝分裂后期；②中同源染色体移向两极，表示减数第一次分裂后期；③中着丝点排列在赤道板上，且含同源染色体，表示有丝分裂中期；④中移向同一极的染色体中无同源染色体，为减数第二次分裂后期。图中①、③细胞进行的是有丝分裂，②、④细胞进行的是减数分裂，A正确；图中①②③细胞均含有同源染色体，而④细胞没有同源染色体，B正确；③细胞进行的是有丝分裂，产生的子细胞是体细胞，C错误；④细胞处于减数第二次分裂后期，若发生过基因突变或交叉互换，则分离的两条染色体上可能存在等位基因，D正确。
1.有丝分裂、减数分裂的图像辨析
(1)三个前期图的判断
判断步骤：
结论：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期(初级精母细胞)，C为减数第二次分裂前期。
(2)三个中期图的判断(二倍体)
判断步骤：
结论：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。
(3)五个后期图的判断(二倍体)
判断步骤：
结论：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期(次级精母细胞或第一极体)，C为减数第一次分裂后期(初级精母细胞)，D为减数第一次分裂后期(初级卵母细胞)，E为减数第二次分裂后期(次级卵母细胞)。
2．“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。
题型三 减数分裂与有丝分裂相关曲线图的辨析
5．下图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞内染色体数目及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；图中实线表示DNA数目的变化，BC段和HI段都发生染色体的复制，使DNA分子数目加倍，B正确；图中GI段表示减数第一次分裂前的间期，IJ段表示减数第一次分裂时期，在减数第一次分裂结束后细胞中不含有同源染色体，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。
6．下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA含量变化曲线。下列有关叙述中正确的是( )
A．该图若为减数分裂，则cd期的细胞都含有23对同源染色体
B．该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段某一时期
C．该图若为有丝分裂，则细胞板和纺锤体都出现在bc时期
D．该图若为有丝分裂，则ef期的细胞都含两个染色体组
答案 B
解析 该图若为减数分裂，则cd期表示减数第一次分裂过程、减数第二次分裂前期、减数第二次分裂中期，在减数第一次分裂后期同源染色体分离，因此减数第二次分裂时期没有同源染色体，A错误；该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段的某一时期，即减数第一次分裂过程中，B正确；该图若为有丝分裂，动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，纺锤体出现在cd时期，C错误；该图若为有丝分裂，则ef期表示后期和末期，则ef期的细胞含四个或两个染色体组，D错误。
减数分裂和有丝分裂曲线的辨析(以2n＝4为例)
(1)减数分裂、有丝分裂与受精作用中DNA和染色体变化曲线
根据有无斜线判断
有“斜线”→
DNA变化
→减数分裂
→有丝分裂
无“斜线”→
染色体变化
→减数分裂
→有丝分裂
(2)每条染色体上DNA含量变化分析
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
染色体的变化特点
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
减数第二次分裂的后期和末期
对应有丝分裂时期
间期
前期和中期
后期
后期和末期
题型四 减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
7．某生物体细胞中染色体数为2N。下图中属于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④②
答案 D
解析 有丝分裂中期，每条染色体含有两条染色单体，因此染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，即图④；减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体消失，染色体数目短暂加倍，因此此时染色体数目与体细胞相同，且染色体∶DNA＝1∶1，即图②，D正确。
8．研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是____________________，它属于图2中类型________的细胞。
(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是______________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有______________(用图中字母表述)。
答案 (1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞
(3)b、d、e (4)a、b (5)b→a和d→c
解析 (1)图1所示细胞特点为含有同源染色体且着丝点分裂，则其处于有丝分裂后期；此时的染色体数为体细胞的2倍，所以属于图2中类型a的细胞。
(2)图2中c的特点是染色体数目和核DNA数均为2n，则其可能是体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞；其若取自精巢，没有同源染色体，则为次级精母细胞。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，b细胞的特点为染色体数等于体细胞染色体数，且每条染色体含有两个DNA，则其为减数第一次分裂的细胞；d细胞特点为染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有两个DNA，则其为减数第二次分裂的前期或中期细胞；e细胞特点为染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有1个DNA，则为精细胞、卵细胞或极体。
(4)根据以上对图2中5种细胞所处时期的分析可知，一定具有同源染色体的细胞类型有a(有丝分裂后期)和b(减数第一次分裂或有丝分裂的前期、中期)，c、d、e都处于减数第二次分裂，不具有同源染色体。
(5)着丝点分裂会导致染色体数目加倍，且DNA数目不变，所以转变情况可发生在图2中b→a和d→c过程中。
减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
(1)模型图
(2)相关解读
①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。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。
②DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多；当复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。
微专题四 细胞分裂与可遗传变异的关系
一 细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系
细胞分裂与可遗传变异
分裂方式
变异发生过程或时期
变异类型
二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
DNA复制
基因突变
减数分裂
减数第一次分裂后期：非同源染色体自由组合
减数第一次分裂前期：同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换
基因重组
有丝分裂、减数分裂
分裂期：染色体移向两极
染色体变异
注：①原核生物的变异类型只有基因突变。②姐妹染色单体上同一位置的基因不同的原因有两个：一是DNA复制时发生了基因突变；二是减数第一次分裂前期，同源染色体中的非姐妹染色单体间发生了交叉互换。
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。
2．(2019·河南八市重点高中一模)减数分裂与生物变异具有密切的联系。下列相关叙述正确的是( )
A．减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
B．如果不考虑基因突变，一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是有关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开
C．基因重组只能发生于同源染色体之间
D．发生生物变异后，细胞核中的基因不再遵循遗传规律
答案 A
解析 减数第一次分裂前的间期DNA复制时可能发生基因突变，分裂期可能发生基因重组和染色体变异，A正确；减数第一次分裂中，同源染色体不分离只可导致产生Bb的精子，B错误；减数分裂过程中，基因重组有两种类型：同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，C错误；遗传规律适用于真核生物有性生殖，发生生物变异后，细胞核中的基因仍然遵循遗传规律，D错误。
二 细胞图像中基因突变与基因重组的辨析
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，如果复制出现差错，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。
注：基因突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可能为隐性突变，也可能为显性突变，通过突变产生等位基因。
2．减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。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)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。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，例如原本A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。
3．某哺乳动物的基因型为AABbEe，右图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断( )
A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE
C．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组
D．三对基因的遗传遵循自由组合定律
答案 B
解析 图示细胞中无同源染色体，且为精原细胞减数分裂过程，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组，A错误；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变，C错误；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE，B正确；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，D错误。
4．下面是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A．该动物的性别是雄性
B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C．1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异
D．丙细胞不能发生基因重组
答案 B
解析 甲图表示减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，所以为雄性动物，A正确；乙图为有丝分裂后期，不能发生基因重组，出现a的原因应为基因突变，B错误；1和2为同源染色体，片段交换为基因重组，1和4为非同源染色体，片段交换为染色体结构变异，C正确；丙细胞为减数第二次分裂后期，不发生基因重组，D正确。
三 细胞分裂与染色体变异的分析
1．染色体变异导致异常子细胞种类变化的规律
如果减数第一次分裂异常，则所形成的子细胞全部不正常；如果减数第二次分裂中的一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的子细胞有的正常，有的不正常；如果是有丝分裂后期异常，则所形成的子细胞全部不正常。如图所示：
2．XXY与XYY异常个体的成因分析
(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染色体共同进入同一精细胞。
5．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：一是减数第一次分裂后期，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。
6．果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞的过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表现型，如下表所示：
受精卵中异常的性染色体组成方式
表现型
XXX
胚胎期致死
YO(体细胞中只有一条Y染色体，无X染色体)
胚胎期致死
XXY
表现为雌性可育
XYY
表现为雄性可育
请分析表格中各种性染色体组成方式的可能形成原因。
答案 (1)XXX的可能形成原因：①雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分裂后期染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的卵细胞。②雄果蝇减数第二次分裂后期X染色体的两条染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的精子。
(2)YO的可能形成原因：雌果蝇减数第一次分裂后期X的同源染色体未分离而移向同一极或减数第二次分裂后期X的染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成不含性染色体的卵细胞。
(3)XXY的可能形成原因：①雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体未分离而移向同一极或减数第二次分裂后期染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的卵细胞。②雄果蝇在减数第一次分裂后期同源染色体未分离而移向同一极，减数第二次分裂正常分裂，形成两个含XY染色体的精子。
(4)XYY的形成原因：雄果蝇在减数第二次分裂后期Y染色体的染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成一个含两条Y染色体的精子。
1.剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因
2．异常精细胞或卵细胞产生原因的判断，常以精细胞或卵细胞中有无同源染色体为依据：若存在同源染色体，则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离的结果；若无同源染色体，但存在相同的基因(或染色体)，则是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离的结果。
3．姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
(1)一定源自基因突变
⇒一定是基因突变
(2)一定源自交叉互换
⇒
(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。
方向真题体验
1．(2019·江苏高考)下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是( )
A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8
C．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
答案 B
解析 不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因，1与3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A错误；不考虑突变的情况下，同一个体的精原细胞与初级精母细胞中核基因种类相同，有丝分裂前期含有基因1～8，B正确；不考虑突变的情况下，若2与3发生了交叉互换，则1与3在减数第二次分裂时分离，1与2在减数第一次分裂时分离，C错误；1与6在同一条染色体的两条姐妹染色单体上，故1与6不能组合形成重组型的配子，1与7、8位于同源染色体上，也不能组合形成重组型的配子，D错误。
2．(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的细胞的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期的同源染色体的分离(核DNA减半)，该细胞内核DNA的数目与体细胞相同，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；该雄蝇基因型为AaXBY，没有无节律的基因，而图示细胞中却出现了无节律基因(Xb)，说明在形成该细胞的过程中，有节律基因发生了突变，D正确。
3．(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：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。
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右。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 A/a、D/d这两对等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，随同源染色体的分离而分离，即发生在初级精母细胞中，但由于同源染色体的非组妹染色单体发生了交叉互换，导致B/b这一对等位基因的分离发生在减数第二次分裂后期，即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，但B(b)与D(d)位于一对同源染色体上，不遵循基因自由组合定律，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，D错误。
5．(2017·海南高考)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( )
答案 D
解析 正常情况下，减数第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体上含2条染色单体，D正确。
6．(2017·江苏高考)假如图中是某生物体(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，此种生物体细胞含有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与④为同源染色体，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，根据染色体形态判断，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母细胞染色体组成相同，含有2对同源染色体，D正确。
第13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
课前自主检测
判断正误并找到课本原文
1．1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂。(必修1 P16—相关信息)(√)
2．在减数第一次分裂前的间期，染色体进行复制。(必修1 P18—相关信息)(√)
3．减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。(必修1 P18—正文)(√)
4．减数第一次分裂前期同源染色体联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离。(必修1 P17—图2－2)(√)
5．减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第二次分裂。(必修1 P18—正文)(×)
6．一个初级卵母细胞经过减数分裂，形成四个卵细胞。(必修1 P19—正文)(×)
7．玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。(必修1 P22—基础题)(×)
8．精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞核相融合。(必修1 P25—正文)(√)
9．子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的。(必修1 P25—想像空间)(×)
10．减数分裂和受精作用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。(必修1 P25—正文)(√)
(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，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。
知识自主梳理
一 减数分裂及配子形成过程
1．减数分裂相关概念
(1)减数分裂概念
①适用范围：进行有性生殖的生物。
②时间：原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时。
③特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。
④结果：成熟生殖细胞中染色体数目减半。
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
②非同源染色体是指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。
(3)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体。
②非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的两条染色单体。
(4)联会和四分体
①联会：减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。
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配对的同源染色体对数。
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＝8条脱氧核苷酸链。
(5)交叉互换
①时期：减数第一次分裂前期。
②范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。
③交换对象：等位基因交换。
④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。
2．精子的形成过程
(1)精细胞形成过程
时期
图像
主要特征
细胞名称
间期
DNA复制，有关蛋白质合成，结果每条染色体上含有2条染色单体，细胞体积略增大
精原细胞
减数第一次分裂
前
期
同源染色体发生联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换
初级
精母
细胞
中
期
同源染色体成对排列在赤道板上
后
期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
末
期
细胞质分裂，形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半
减数第二次分裂
前期
染色体散乱分布在细胞中
次级
精母
细胞
中
期
染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后
期
着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时加倍
末
期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半
精细胞
(2)精细胞变形成精子
精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
3.卵细胞的形成过程
4．精卵形成异同
二 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融合。
3．结果：受精卵中染色体数目与体细胞相同，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
(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。
1．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，存在细胞周期以及核膜、核仁的消失和重建。(×)
2．形态、大小相同的一定是同源染色体，同源染色体的形态、大小都相同。(×)
3．姐妹染色单体上出现等位基因的原因只是发生交叉互换。(×)
4．交叉互换使同源染色体上的等位基因发生交换，使同源染色体上的非等位基因重组。(√)
5．精原细胞是既能进行有丝分裂又能进行减数分裂的特殊体细胞。(√)
6．精原细胞中染色体数目与体细胞不同。(×)
1．精细胞的染色体数目和次级精母细胞以及初级精母细胞相比，有何变化？
提示 精细胞的染色体数目与次级精母细胞相同，是初级精母细胞染色体数目的一半。
2．减数第二次分裂过程大体与有丝分裂相似，但它们又有什么不同呢？
提示 减数第二次分裂与有丝分裂的不同点是减数第二次分裂不进行DNA的复制，减数第二次分裂过程中细胞内没有同源染色体等。
3．一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂形成几个精细胞，几种精细胞？
提示 一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂形成4个精细胞，2种精细胞，即：AB、ab或Ab、aB。
4．一个基因型为AaBb的个体，其精原细胞经减数分裂形成几种精细胞？
提示 一个基因型为AaBb的个体，其精原细胞经减数分裂形成4种精细胞，即：AB、ab、Ab、aB。
1．染色体数减半发生在减数第一次分裂，由同源染色体的分离导致。DNA分子数由于减数第一次分裂前的间期复制先增加一倍，随后发生两次减半，第一次减半发生在减数第一次分裂结束，第二次减半发生在减数第二次分裂结束。
2．二倍体生物细胞分裂，含有4个染色体组的时期：有丝分裂后期(4N)；含有2个染色体组的时期：有丝分裂间期、前期、中期，减数第一次分裂时期，减数第二次分裂后期；含有1个染色体组的时期：减数第二次分裂前、中、末期。
1．受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方，因此核DNA一半来自父方，一半来自母方，但质DNA只来自母方，从而表现母系遗传(因为精子几乎不含细胞质，而卵细胞含线粒体，故有质DNA)。
2．有性生殖后代多样性的原因是：(1)非同源染色体的自由组合。
(2)同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。
(3)精子和卵细胞结合的随机性。
(4)基因突变和染色体变异。
考点题型突破
考点1 减数分裂过程及受精作用
题型一 减数分裂有关概念及各时期特点
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在同源染色体分离之后
B．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半时
C．四分体中同源染色体分离伴随着等位基因的分离
D．着丝点分裂发生在细胞核中的DNA数目再次减半前
答案 B
解析 同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，而姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂后期，因此姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后，A正确；等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，但染色体数目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染色体减半之前，B错误；四分体中同源染色体分离伴随着等位基因的分离，C正确；DNA数目减半发生在减数第一次分裂末期和减数第二次分裂末期，着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，因此着丝点分裂发生在细胞核中的DNA数目再次减半前，D正确。
2．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
答案 A
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，形成的是相同的染色体，并非同源染色体，A错误；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，B正确。
判断同源染色体(二倍体)的方法
(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，移向同一极的大小、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，大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。
题型二 区分减数分裂的图像
3．下图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所做的判断正确的是( )
①甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体'②乙细胞中含有4个染色体组'③丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同'④以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
A．②④ B．②③
C．①③ D．①②
答案 A
解析 甲、乙细胞中都含有同源染色体，丙细胞中不含有同源染色体，①错误；乙细胞处于有丝分裂后期含有4个染色体组，②正确；由于甲为初级精母细胞，丙细胞只能是次级精母细胞，不可能为极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同，③错误；在动物精巢中，精原细胞既可进行减数分裂产生配子，又可进行有丝分裂增加精原细胞的数量，所以以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序，④正确；综上所述，正确的为②④。
4．下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
答案 B
解析 图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。
卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法
题型三 配子种类和来源
5．下图A表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是( )
A．①与② B．①与③
C．②与③ D．②与④
答案 C
解析 同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段，即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换，另一条没有发生互换。因此，在减数第二次分裂时，移向两极的染色体中的一条发生了互换，另一条没有发生互换，则由形成的四个精细胞可知，②和③来自同一个次级精母细胞，①和④来自另一个次级精母细胞。
1.据基因型或染色体“互补性”判断配子来源
(1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”，(注与及与应视作相同)，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，只能判定其可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。
2.在减数分裂过程中配子产生数目情况(非等位基因在非同源染色体上)
基因组成
一个卵原细
胞实际产生
配子种类
一个精原细
胞实际产生
配子种类
一个雄性
个体产生
配子种类
一个雌性
个体产生
配子种类
Aa
1种
2种
2种
2种
AaBb
1种
2种
4种
4种
AaBbCc
1种
2种
8种
8种
AaBbCc
……(n对
等位基因)
1种
2种
2n种
2n种
注意：n为等位基因的对数，不包括相同基因，例如AaBbCcDD含有3对等位基因。
[5－1] 某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，如图表示该生物某个体的精细胞，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
答案 C
解析 根据给出的精子类型，可判断该个体的基因型为AaBbDd，则来自同一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自同一个精原细胞，②⑥可来自同一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。
[5－2] 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，含有两对等位基因两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。则该生物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，形成两种次级精母细胞，而每个次级精母细胞减数分裂生成两个相同的精细胞。
题型四 减数分裂中DNA和染色体数量变化
6．下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞内DNA分子数量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是( )
A．同源染色体的联会发生在d～e的初期
B．e点染色体数目为n，f点染色体数目又出现短时间的加倍
C．f点染色体的着丝点分裂
D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形的阶段
答案 D
解析 a～c段完成DNA的复制，表示间期，c～f段DNA连续两次减半，表示分裂期，f～g表示完成分裂后精细胞变形为精子，D正确；减数第一次分裂前的间期，染色体完成复制，在减数第一次分裂前期，同源染色体就出现联会现象，应发生在c～e初期，A错误；e点完成减数第一次分裂，同源染色体发生了分离，染色体数目变为n，f点完成减数第二次分裂，每个子细胞中染色体数目仍为n条，B、C错误。
减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图
(1)核DNA分子数量变化分析
数量变化
发生时期
原因
核
DNA
分
子
2N→4N
减数第一次分裂前的间期
DNA复制
4N→2N
减数第一次分裂结束
随同源染色体的分开而使DNA减半
2N→N
减数第二次分裂结束
随染色单体的分开平均分配到两个子细胞中，DNA数目再减半
(2)染色体数目变化分析
数量变化
发生时期
原因
染
色
体
2N→N
减数第一次
分裂结束
因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半
N→2N
减数第二次分裂后期
着丝点分裂，姐妹染色单体分开使细胞内染色体数目暂时加倍
2N→N
减数第二次分裂结束
染色体平均分配到两个子细胞，子细胞中染色体数目比正常体细胞减少一半
题型五 减数分裂及受精作用的相关分析
7．下列有关减数分裂与受精作用的叙述，正确的是( )
A．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
B．减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定
C．人类的次级精母细胞中只含有0或1条Y染色体
D．受精作用实现了基因重组，从而导致有性生殖后代的多样性
答案 B
解析 受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，A错误；减数分裂导致染色体数目减半，受精作用使染色体数目恢复，二者保证了亲子代体细胞中染色体数目的恒定，B正确；处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞中也可能含有2条Y染色体，C错误；基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。
8．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．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
答案 B
解析 初级卵母细胞的分裂、次级卵母细胞的分裂过程中细胞质分裂是不均等的，卵细胞继承初级卵母细胞的细胞质大于，A错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C错误；雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D错误。
考点,2) 减数分裂和有丝分裂的比较
题型一 减数分裂与有丝分裂过程比较
1．(2019·山东实验中学高三月考)真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。下列相关叙述正确的是( )
A．与有丝分裂相比，无丝分裂和减数分裂均不出现纺锤体
B．精原细胞进行分裂时，细胞内染色体数不会大于核DNA数
C．细胞每次分裂前都会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成
D．细胞分裂过程中基因重组只出现在减数第一次分裂的后期
答案 B
解析 有丝分裂和减数分裂均出现纺锤体，无丝分裂不出现纺锤体，A错误；染色体是核DNA的载体，一条染色体在DNA复制之前，只含1个DNA，复制后1条染色体含2个DNA，所以细胞内染色体数只能是小于或等于核DNA数，B正确；次级性母细胞进行减数第二次分裂前不会进行核DNA的复制和有关蛋白质的合成，C错误；细胞分裂过程中基因重组可出现在减数第一次分裂的后期和四分体时期(前期)，D错误。
2．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 有丝分裂和减数第一次分裂前、中期，两者染色体数、DNA分子数相同，A、B错误；有丝分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，DNA分子数目不变，减数第一次分裂后期同源染色体分离，染色单体并没有分开，染色体数目不变，DNA分子数目也不变，因此，两者后期染色体数目和染色体行为不同，但DNA分子数目相同，C正确；正常情况下有丝分裂末期染色体数目是减数第一次分裂末期的2倍，D错误。
题型二 减数分裂与有丝分裂图像判断
3．下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是( )
答案 D
解析 图A有可能是减数第二次分裂后期图，也有可能是单倍体生物有丝分裂后期图；图B有可能是减数第二次分裂中期图，也有可能是单倍体有丝分裂中期图；图C最可能是二倍体生物细胞有丝分裂中期图；图D中同源染色体分离，肯定是二倍体生物细胞减数第一次分裂后期图。
4．(2019·山东青岛高三调研)下图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像，下列说法错误的是( )
A．进行减数分裂的细胞为②和④
B．①②③细胞均含有同源染色体
C．③细胞的子细胞称为初级精母细胞
D．④中可能发生等位基因的分离
答案 C
解析 图①中移向每一极的都有同源染色体，其表示有丝分裂后期；②中同源染色体移向两极，表示减数第一次分裂后期；③中着丝点排列在赤道板上，且含同源染色体，表示有丝分裂中期；④中移向同一极的染色体中无同源染色体，为减数第二次分裂后期。图中①、③细胞进行的是有丝分裂，②、④细胞进行的是减数分裂，A正确；图中①②③细胞均含有同源染色体，而④细胞没有同源染色体，B正确；③细胞进行的是有丝分裂，产生的子细胞是体细胞，C错误；④细胞处于减数第二次分裂后期，若发生过基因突变或交叉互换，则分离的两条染色体上可能存在等位基因，D正确。
1.有丝分裂、减数分裂的图像辨析
(1)三个前期图的判断
判断步骤：
结论：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期(初级精母细胞)，C为减数第二次分裂前期。
(2)三个中期图的判断(二倍体)
判断步骤：
结论：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。
(3)五个后期图的判断(二倍体)
判断步骤：
结论：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期(次级精母细胞或第一极体)，C为减数第一次分裂后期(初级精母细胞)，D为减数第一次分裂后期(初级卵母细胞)，E为减数第二次分裂后期(次级卵母细胞)。
2．“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。
题型三 减数分裂与有丝分裂相关曲线图的辨析
5．下图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞内染色体数目及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；图中实线表示DNA数目的变化，BC段和HI段都发生染色体的复制，使DNA分子数目加倍，B正确；图中GI段表示减数第一次分裂前的间期，IJ段表示减数第一次分裂时期，在减数第一次分裂结束后细胞中不含有同源染色体，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。
6．下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA含量变化曲线。下列有关叙述中正确的是( )
A．该图若为减数分裂，则cd期的细胞都含有23对同源染色体
B．该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段某一时期
C．该图若为有丝分裂，则细胞板和纺锤体都出现在bc时期
D．该图若为有丝分裂，则ef期的细胞都含两个染色体组
答案 B
解析 该图若为减数分裂，则cd期表示减数第一次分裂过程、减数第二次分裂前期、减数第二次分裂中期，在减数第一次分裂后期同源染色体分离，因此减数第二次分裂时期没有同源染色体，A错误；该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段的某一时期，即减数第一次分裂过程中，B正确；该图若为有丝分裂，动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，纺锤体出现在cd时期，C错误；该图若为有丝分裂，则ef期表示后期和末期，则ef期的细胞含四个或两个染色体组，D错误。
减数分裂和有丝分裂曲线的辨析(以2n＝4为例)
(1)减数分裂、有丝分裂与受精作用中DNA和染色体变化曲线
根据有无斜线判断
有“斜线”→
DNA变化
→减数分裂
→有丝分裂
无“斜线”→
染色体变化
→减数分裂
→有丝分裂
(2)每条染色体上DNA含量变化分析
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
染色体的变化特点
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
减数第二次分裂的后期和末期
对应有丝分裂时期
间期
前期和中期
后期
后期和末期
题型四 减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
7．某生物体细胞中染色体数为2N。下图中属于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．④②
答案 D
解析 有丝分裂中期，每条染色体含有两条染色单体，因此染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，即图④；减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色单体消失，染色体数目短暂加倍，因此此时染色体数目与体细胞相同，且染色体∶DNA＝1∶1，即图②，D正确。
8．研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是____________________，它属于图2中类型________的细胞。
(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是______________。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是________。
(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有______________(用图中字母表述)。
答案 (1)有丝分裂后期 a (2)次级精母细胞
(3)b、d、e (4)a、b (5)b→a和d→c
解析 (1)图1所示细胞特点为含有同源染色体且着丝点分裂，则其处于有丝分裂后期；此时的染色体数为体细胞的2倍，所以属于图2中类型a的细胞。
(2)图2中c的特点是染色体数目和核DNA数均为2n，则其可能是体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞；其若取自精巢，没有同源染色体，则为次级精母细胞。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，b细胞的特点为染色体数等于体细胞染色体数，且每条染色体含有两个DNA，则其为减数第一次分裂的细胞；d细胞特点为染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有两个DNA，则其为减数第二次分裂的前期或中期细胞；e细胞特点为染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有1个DNA，则为精细胞、卵细胞或极体。
(4)根据以上对图2中5种细胞所处时期的分析可知，一定具有同源染色体的细胞类型有a(有丝分裂后期)和b(减数第一次分裂或有丝分裂的前期、中期)，c、d、e都处于减数第二次分裂，不具有同源染色体。
(5)着丝点分裂会导致染色体数目加倍，且DNA数目不变，所以转变情况可发生在图2中b→a和d→c过程中。
减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
(1)模型图
(2)相关解读
①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。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。
②DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多；当复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。
微专题四 细胞分裂与可遗传变异的关系
一 细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系
细胞分裂与可遗传变异
分裂方式
变异发生过程或时期
变异类型
二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
DNA复制
基因突变
减数分裂
减数第一次分裂后期：非同源染色体自由组合
减数第一次分裂前期：同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换
基因重组
有丝分裂、减数分裂
分裂期：染色体移向两极
染色体变异
注：①原核生物的变异类型只有基因突变。②姐妹染色单体上同一位置的基因不同的原因有两个：一是DNA复制时发生了基因突变；二是减数第一次分裂前期，同源染色体中的非姐妹染色单体间发生了交叉互换。
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。
2．(2019·河南八市重点高中一模)减数分裂与生物变异具有密切的联系。下列相关叙述正确的是( )
A．减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
B．如果不考虑基因突变，一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是有关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开
C．基因重组只能发生于同源染色体之间
D．发生生物变异后，细胞核中的基因不再遵循遗传规律
答案 A
解析 减数第一次分裂前的间期DNA复制时可能发生基因突变，分裂期可能发生基因重组和染色体变异，A正确；减数第一次分裂中，同源染色体不分离只可导致产生Bb的精子，B错误；减数分裂过程中，基因重组有两种类型：同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，C错误；遗传规律适用于真核生物有性生殖，发生生物变异后，细胞核中的基因仍然遵循遗传规律，D错误。
二 细胞图像中基因突变与基因重组的辨析
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，如果复制出现差错，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。
注：基因突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可能为隐性突变，也可能为显性突变，通过突变产生等位基因。
2．减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。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)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。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，例如原本A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。
3．某哺乳动物的基因型为AABbEe，右图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断( )
A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE
C．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组
D．三对基因的遗传遵循自由组合定律
答案 B
解析 图示细胞中无同源染色体，且为精原细胞减数分裂过程，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组，A错误；因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变，C错误；正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE，B正确；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，D错误。
4．下面是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。据图判断不正确的是( )
A．该动物的性别是雄性
B．乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C．1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异
D．丙细胞不能发生基因重组
答案 B
解析 甲图表示减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，所以为雄性动物，A正确；乙图为有丝分裂后期，不能发生基因重组，出现a的原因应为基因突变，B错误；1和2为同源染色体，片段交换为基因重组，1和4为非同源染色体，片段交换为染色体结构变异，C正确；丙细胞为减数第二次分裂后期，不发生基因重组，D正确。
三 细胞分裂与染色体变异的分析
1．染色体变异导致异常子细胞种类变化的规律
如果减数第一次分裂异常，则所形成的子细胞全部不正常；如果减数第二次分裂中的一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的子细胞有的正常，有的不正常；如果是有丝分裂后期异常，则所形成的子细胞全部不正常。如图所示：
2．XXY与XYY异常个体的成因分析
(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染色体共同进入同一精细胞。
5．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：一是减数第一次分裂后期，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。
6．果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞的过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表现型，如下表所示：
受精卵中异常的性染色体组成方式
表现型
XXX
胚胎期致死
YO(体细胞中只有一条Y染色体，无X染色体)
胚胎期致死
XXY
表现为雌性可育
XYY
表现为雄性可育
请分析表格中各种性染色体组成方式的可能形成原因。
答案 (1)XXX的可能形成原因：①雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分裂后期染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的卵细胞。②雄果蝇减数第二次分裂后期X染色体的两条染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的精子。
(2)YO的可能形成原因：雌果蝇减数第一次分裂后期X的同源染色体未分离而移向同一极或减数第二次分裂后期X的染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成不含性染色体的卵细胞。
(3)XXY的可能形成原因：①雌果蝇减数第一次分裂后期同源染色体未分离而移向同一极或减数第二次分裂后期染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成含两条X染色体的卵细胞。②雄果蝇在减数第一次分裂后期同源染色体未分离而移向同一极，减数第二次分裂正常分裂，形成两个含XY染色体的精子。
(4)XYY的形成原因：雄果蝇在减数第二次分裂后期Y染色体的染色单体在着丝点分裂后未分离而移向同一极，形成一个含两条Y染色体的精子。
1.剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因
2．异常精细胞或卵细胞产生原因的判断，常以精细胞或卵细胞中有无同源染色体为依据：若存在同源染色体，则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离的结果；若无同源染色体，但存在相同的基因(或染色体)，则是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离的结果。
3．姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析
(1)一定源自基因突变
⇒一定是基因突变
(2)一定源自交叉互换
⇒
(3)无任何提示，则上述两种情况都有可能。
方向真题体验
1．(2019·江苏高考)下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是( )
A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8
C．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
答案 B
解析 不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因，1与3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A错误；不考虑突变的情况下，同一个体的精原细胞与初级精母细胞中核基因种类相同，有丝分裂前期含有基因1～8，B正确；不考虑突变的情况下，若2与3发生了交叉互换，则1与3在减数第二次分裂时分离，1与2在减数第一次分裂时分离，C错误；1与6在同一条染色体的两条姐妹染色单体上，故1与6不能组合形成重组型的配子，1与7、8位于同源染色体上，也不能组合形成重组型的配子，D错误。
2．(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的细胞的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期的同源染色体的分离(核DNA减半)，该细胞内核DNA的数目与体细胞相同，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；该雄蝇基因型为AaXBY，没有无节律的基因，而图示细胞中却出现了无节律基因(Xb)，说明在形成该细胞的过程中，有节律基因发生了突变，D正确。
3．(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：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。
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右。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 A/a、D/d这两对等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，随同源染色体的分离而分离，即发生在初级精母细胞中，但由于同源染色体的非组妹染色单体发生了交叉互换，导致B/b这一对等位基因的分离发生在减数第二次分裂后期，即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，但B(b)与D(d)位于一对同源染色体上，不遵循基因自由组合定律，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，D错误。
5．(2017·海南高考)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( )
答案 D
解析 正常情况下，减数第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体上含2条染色单体，D正确。
6．(2017·江苏高考)假如图中是某生物体(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，此种生物体细胞含有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与④为同源染色体，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，根据染色体形态判断，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母细胞染色体组成相同，含有2对同源染色体，D正确。
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