课时质量评价12减数分裂和受精作用---2024版高考生物一轮总复习

十二　减数分裂和受精作用

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

1．(2021·重庆卷)人的一个卵原细胞在减数第一次分裂时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为(　　)

A．1 B．2 

C．3 D．4

2．(2021·江苏卷)A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。有关有丝分裂和减数分裂叙述正确的是(　　)

A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂

B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制

C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂Ⅰ 的2个子细胞中也可能都含有Aa

D．有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞

3．(2021·辽宁卷)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如下图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是(　　)

A．1/2 B．1/4 

C．1/8 D．1/16

4．研究人员用小鼠进行实验，发现卵母细胞减数分裂时，同源染色体着丝粒大小有所不同，着丝粒较大的染色体更易与酪氨酸化(Tyr)纺锤丝分离，并与去酪氨酸化(dTyr)的纺锤丝结合，从而有更多的机会进入卵细胞(如下图所示)。下列说法错误的是(　　)

A．图示过程发生在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体进行分离

B．图中细胞分裂后有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞

C．图中同源染色体分别向细胞的两极移动需要纺锤丝的牵引

D．与卵细胞同时形成的极体中着丝粒小的染色体较多

5．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都在减数分裂Ⅰ分离，1与2都在减数分裂Ⅱ分离

D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子

6．一对表型正常的夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子，下列示意图最能表明其原因的是(　　)

7．(2023·山东枣庄模拟)有丝分裂过程中，如果着丝粒功能异常，有一些染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间(图1中箭头所指)。研究发现，SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂。如果SPO11酶98位的氨基酸改变(用SPO11­cd表示)，则该酶催化活性丧失。科研人员利用基因工程技术在正常细胞中导入经诱导才能表达的SPO11基因，发现SPO11高表达会导致有丝分裂过程中一种着丝粒蛋白(CENPA)消失，结果如图2所示。下列说法正确的是(　　)

A．着丝粒异常会抑制细胞从两极发出纺锤丝，进而不利于染色体移向两极

B．图1的细胞处于有丝分裂后期，此时期最方便进行图2的计数

C．SPO11可在减数分裂Ⅰ的前期发挥作用，实现同源染色体非姐妹染色单体间的互换

D．没有催化活性的SPO11­cd酶丧失了原SPO11酶的一切功能

8．(2023·广东深圳模拟)果蝇(2N＝8)的精巢中a、b、c三个细胞中的染色体组数、四分体个数和染色单体数的关系如下表所示，不考虑基因突变和染色体变异，下列相关叙述错误的是(　　)

A．a细胞可能将要发生姐妹染色单体分离

B．b细胞可能发生了非姐妹染色单体间片段的交换

C．b细胞中染色体数目可能与c细胞中染色体数目相同

D．若c细胞的细胞膜从中间内陷，则c细胞中不可能存在等位基因

9．某同学对某动物精巢切片进行显微观察，绘制了图1中三幅细胞分裂示意图(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。下列相关叙述错误的是(　　)

A．图1中细胞甲是次级精母细胞，可处于图2中类型d的细胞所处的时期

B．图1中的细胞乙和丙可处于图2中类型b的细胞所处的时期

C．图2中类型c的细胞中含2个染色体组和n对同源染色体

D．着丝粒分裂不仅能导致图2中b转变为a，还能使d转变为c

10．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．图甲细胞有2个染色体组，处于图乙中的e时期

B．图甲细胞的变异最可能发生在图乙中的d时期

C．图乙中的c时期最可能是减数分裂Ⅰ前期

D．等位基因的分开一定发生在减数分裂Ⅰ的后期

二、非选择题

11．图1是某二倍体高等动物细胞分裂模式图，图2表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析回答下列问题：

(1)将图1按正常的细胞分裂过程进行排序：________________；该分裂过程处于图2的________(填小写字母)时期。

(2)丙细胞中的变异类型属于________，其发生于图2曲线中的________(填大写字母)段；丙细胞中非同源染色体的组合类型有________种。

(3)图2中GH段和PQ段含有的染色体数目是否相同，________。请说明理由：____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

__________________________。图1中乙细胞的两条染色单体上①的同一位置的遗传信息是否相同，____________。并说明理由：__________________________

____________________________________________________________________。

(4)若一对正常夫妇生了一个孩子是XYY患者，则从根本上讲，这个孩子染色体组成是XYY的成因发生在图2曲线中的______(填大写字母)段。

12．研究表明，雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关，为了解减数分裂过程中的调控机制，研究人员展开了系列实验。

(1)减数分裂Ⅰ前期可分为下图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生________并形成四分体。减数分裂Ⅰ过程中，非同源染色体的________及同源染色体中________________之间的交换会导致配子基因组合的多样性。

(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数分裂Ⅰ，但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现，在此过程中，细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升，达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后，卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。

①cAMP被称为细胞内的第二信使。如下图2所示，当信号分子与________结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由__________生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。

②实验一：不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞，实验结果如图3所示。由此可知，cAMP调控了细胞的减数分裂进程，判断依据是__________________

___________________________________________________________________。

③已知卵母细胞进入粗线期时，在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布，进入核网期时，S蛋白则已完全从染色体上解离下来，研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白，并对此展开进一步研究。

实验二：选取特定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否)，则对照组应注射______________________。经处理后分别进行细胞培养，3 d后，实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期，对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期，证明干扰S基因的表达会________(填“促进”或“抑制”)小鼠卵母细胞提前进入核网期。

十二　减数分裂和受精作用

1．A　解析：一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，所形成的次级卵母细胞中多了一条染色体，(第一)极体中少了一条染色体。次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ，产生一个卵细胞和一个(第二)极体，卵细胞中多了一条染色体。故最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为1个，A正确。

2．C　解析：部分动物体在性成熟后才开始进行减数分裂，故多细胞生物体内不都同时进行这两种形式的细胞分裂，A错误。减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制，B错误。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，得到的2个子细胞中都含有Aa；若减数分裂Ⅰ过程中发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则得到的2个子细胞中也可能都含有Aa，C正确。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，都形成AaBb型2个子细胞；因A和a，B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑同源染色体间的互换，则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞，D错误。

3．B　解析：由题意分析可知，进行减数分裂的子细胞中只有1/4Aabb和2/4AaBb精原细胞减数分裂Ⅰ才能产生AAbb的细胞，则概率为1/4×1/2＋2/4×1/4＝1/4，B正确。

4．D　解析：题图表示减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离的过程，A正确；着丝粒较大的染色体更易与去酪氨酸化(dTyr)的纺锤丝微管结合，从而有更多的机会进入卵细胞，故图中细胞分裂后，有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞，B正确；减数分裂中，在纺锤丝的牵引下，配对的同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，C正确；理论上，与卵细胞同时形成的极体中染色体应该与卵细胞一样，着丝粒大的染色体较多，D错误。

5．B　解析：1与2是相同基因，1与3或4可能是等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同，故均含有基因1～8，B正确；若不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，1与3会在减数分裂Ⅰ的后期随同源染色体的分离而分离，1与2会在减数分裂Ⅱ的后期随姐妹染色单体的分离而分离，若考虑交叉互换，则1与2可能会在减数分裂Ⅰ的后期分离，1与3可能会在减数分裂Ⅱ的后期分离，C错误；5与6是相同的基因，1与6不属于重组配子，D错误。

6．D　解析：红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，设用B、b表示一对等位基因。表型正常的夫妇基因型分别为XBXb、XBY，患病孩子的基因型为XbXbY，其是由XbXb型卵细胞与Y型精子结合发育而成的，XbXb型卵细胞产生的原因是在减数分裂Ⅱ后期次级卵母细胞着丝粒分裂后产生的两条Xb染色体没有分开，一同进入卵细胞。D项图像符合。

7．C　解析：在分裂后期时，着丝粒功能异常，染色体无法被拉向两极而滞留在细胞中间，而纺锤丝形成于前期，由小鼠细胞中心体发出，因此着丝粒异常不会抑制细胞从中心体发出纺锤丝，不会影响染色体移向两极，A错误；图1的细胞中染色体分别向两极移动，处于有丝分裂后期，此时期有利于观察异常染色体情况，但并不意味着最方便进行图2的计数，B错误；SPO11是小鼠细胞减数分裂必需的一种酶，它的作用是引起DNA的双链断裂，因而可在减数分裂Ⅰ的四分体时期发挥作用，实现同源染色体非姐妹染色单体间的互换，C正确；没有催化活性的SPO11­cd酶是由SPO11酶98位的氨基酸改变而形成的，并未丧失原SPO11酶的一切功能，D错误。

8．D　解析：a细胞可能处于有丝分裂中期，可能将要发生姐妹染色单体分离，A正确；b细胞有四分体，可能处于减数分裂Ⅰ前期，该细胞可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间片段的交换，若c细胞处于减数分裂Ⅰ后期，此时这两个细胞的染色体数目相等，B、C正确；c细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，若在减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体间片段的交换，则c细胞中可能存在等位基因，D错误。

9．C　解析：图1细胞甲没有同源染色体，且每条染色体上有2条姐妹染色单体，处于减数分裂Ⅱ中期，细胞甲是次级精母细胞，处于图2中类型d的细胞所处的时期，A正确；图1中的细胞乙和丙均含有同源染色体，且每条染色体上都含有2条姐妹染色单体，处于图2中类型b的细胞所处的时期，B正确；图2中类型c的细胞可表示体细胞或处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，都含2个染色体组，体细胞中含有n对同源染色体，减数分裂Ⅱ后期的细胞中不含同源染色体，C错误；有丝分裂后期着丝粒分裂能导致图2中b转变为a，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂能使d转变为c，D正确。

10．A　解析：图甲细胞有2个染色体组，处于图乙中的e时期，即减数分裂Ⅱ的后期，A正确；由于二倍体昆虫细胞的基因型为AaBBDd，所以图甲细胞的变异只能是基因突变，最可能发生在图乙中的b时期，即DNA分子复制时，B错误；由题图分析可知，图乙中的c时期最可能是有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期(其中的G2期)，C错误；由于图中的细胞发生了基因突变，故等位基因的分离既可以发生在减数分裂Ⅰ的后期，也可以发生在减数分裂Ⅱ的后期，D错误。

11．解析：(1)由题干分析可知，图1的细胞甲为性原细胞，乙细胞不含同源染色体，着丝粒排列在赤道板的中央，处于减数分裂Ⅱ中期；丙细胞含有同源染色体且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期；丁细胞中同源染色体正在联会，处于减数分裂Ⅰ前期，故分裂顺序为甲→丁→丙→乙。图1进行的是减数分裂，对应图2中的b时期。(2)丙细胞中正在进行的是同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合，且由丙细胞中染色体形态可知，同源染色体间发生了非姐妹染色单体间的互换，变异类型都属于基因重组，其发生于图2曲线中的GH段，丙细胞中非同源染色体的组合类型有两种。(3)图2中GH段表示减数分裂Ⅰ过程，染色体数目与体细胞中的数目相同，PQ段表示有丝分裂后期和末期，染色体数目是体细胞中的数目的2倍。若同源染色体的相同位置上是等位基因，则遗传信息不同；若为相同基因，则遗传信息相同，故图1中乙细胞中的两条染色单体上①的同一位置的遗传信息可能相同，也可能不同。(4)一对正常夫妇生了一个孩子是XYY患者，则从根本上讲，这个孩子染色体组成为XYY是由减数分裂Ⅱ后期Y染色体未分离所导致的，即发生在图2中IJ段。

答案：(1)甲→丁→丙→乙　b　(2)基因重组　GH　两　(3)不相同　GH段表示减数分裂Ⅰ过程，染色体数目与体细胞中的数目相同，而PQ段表示有丝分裂后期和末期，染色体数目是体细胞中的数目的2倍　可能相同，也可能不同　若同源染色体的相同位置上是等位基因时，遗传信息不同，若为相同基因时，则遗传信息相同　(4)IJ

12．解析：(1)减数分裂Ⅰ前期可分为如题图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生联会，即两两配对并形成四分体。减数分裂Ⅰ过程中，后期同源染色体分离，非同源染色体的自由组合以及前期的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换都会导致配子基因组合的多样性。(2)①cAMP被称为细胞内的第二信使，当信号分子与细胞膜上的受体结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由ATP生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。②根据图3中的柱形图可知，2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组，说明cAMP调控了细胞的减数分裂进程。③选取特定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA，根据对照原则，对照组应注射等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA。

答案：(1)联会　自由组合　非姐妹染色单体　(2)①受体　ATP　②2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组　③等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA　促进