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人教(2019)生物高考知识点梳理&对点训练
4.1 细胞增殖（含减数分裂）
知识点(一)　细胞增殖和细胞周期
1．细胞增殖
(1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程；包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
(2)方式：真核细胞：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂；原核细胞：二分裂。
(3)意义：是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
2.细胞周期
条件：连续分裂的细胞
起点：一次分裂完成时
终点：下一次分裂完成时
特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例 也不同
3．细胞周期4种常用表示方法
【连接教材资料】1．(必修1 P111表61拓展分析)根据不同细胞的细胞周期的持续时间，回答下列问题：
(1)不同生物细胞的细胞周期持续时间相同吗？同种生物的不同细胞的细胞周期持续时间相同吗？
提示：都不一定相同。
(2)显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，为什么？
提示：原因是细胞周期中，分裂间期所占的时间长，分裂期所占的时间短。
2．(必修1 P115“思维训练”拓展)将一块3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH溶液的烧杯内，淹没浸泡10 min。据此思考下列问题：
(1)大多数细胞和微生物边长不到0.01 cm。扩散作用与细胞大小之间的关系是什么？
提示：细胞体积越大，其表面积与体积之比就越小，单位体积内分配到的表面积越小，扩散作用的效率越低。
(2)分析细胞大小的微小变化会对细胞活动产生很大影响的原因。
提示：细胞大小的微小变化就会引起表面积与体积之比发生改变，对细胞营养物质和代谢废物的扩散产生很大影响，甚至直接影响细胞生命活动的正常进行。
【知识点考法训练】
1．(2022·潍坊模拟)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了某动物(2n＝12)甲种细胞细胞周期各阶段的时长及DNA含量，若向该种细胞的培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，处于其他时期的细胞不受影响。下列叙述错误的是(　　)
A．处于M期的染色体数目变化是12→24→12
B．加入过量胸苷约7.4 h后，甲种细胞都将停留在S期
C．G1期发生的变化主要是DNA的复制和有关蛋白质的合成
D．若乙种细胞的细胞周期为24 h，M期为1.9 h，选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适
解析：选C　M期的前期和中期染色体数目为12，后期染色体数目加倍为24，而分裂结束又恢复为12条，A正确；加入过量的胸苷后，S期的细胞被抑制，而G2期细胞经过2.2＋1.8＋3.4＝7.4 (h)进入S期，分裂过程被抑制，甲种细胞都将停留在S期，B正确；据图可知，DNA的复制发生在S期，C错误；观察有丝分裂染色体变化应该选择分裂期所占比例较大的细胞，甲细胞分裂期所占比例为1.8/(3.4＋7.9＋2.2＋1.8)＝1.8/15.3，乙细胞分裂期所占比例为1.9/24，所以选择甲种细胞观察有丝分裂染色体变化更合适，D正确。
2．细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得如下结果。下列推论错误的是(　　)
细胞融合的组合方式 融合细胞中的现象
M期细胞和G1期细胞 原G1期细胞中染色质出现凝缩
M期细胞和G2期细胞 原G2期细胞中染色质出现凝缩
S期细胞和G1期细胞 原G1期细胞核中DNA进行复制
S期细胞和G2期细胞 原G2期细胞核中DNA没有启动复制
A.M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子
B．S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子
C．将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制
D．将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质不会凝缩
解析：选D　 M期和G1期细胞融合后，原G1期细胞中染色质出现凝缩，说明M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，A正确；S期和G1期细胞融合后，原G1期细胞核中DNA进行复制，说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子，B正确；将M期细胞和S期细胞融合，由于M期细胞中染色体已经高度螺旋，所以原M期细胞中染色体DNA不会复制，C正确；将M期细胞和S期细胞融合，由于M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，所以原S期细胞中染色质会发生凝缩，D错误。
[归纳拓展]　常与细胞周期联系的“热点”
知识点(二)　细胞的有丝分裂与无丝分裂
1．有丝分裂(以高等植物细胞为例)
2．动物细胞和植物细胞有丝分裂的主要区别
3．与细胞周期有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 生物类型 作用时期 生理作用
核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关蛋白质
线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量
高尔基体 植物 末期 与细胞壁(板)的形成有关
中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关
4．细胞有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
5．细胞的无丝分裂
【连接教材资料】1．(必修1 P112图62及文字信息思考)赤道板和细胞板是一回事吗？请说明原因。
提示：赤道板≠细胞板。①赤道板是一种假想平面，不是细胞结构，在光学显微镜下看不到。②细胞板是一种真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
2．(必修1 P112图62拓展)回答下列与有丝分裂相关的问题：
(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别在什么时期？核膜、核仁的解体和重建分别在什么时期？
提示：染色体、纺锤体在前期出现，在末期消失；核膜、核仁在前期解体，在末期重建。
(2)染色单体形成于何时，消失于何时？什么时期存在染色单体？
提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。G2期、前期、中期存在染色单体。
[知识梳理]
有丝分裂的过程和图像分析
1．有丝分裂过程中染色体形态和行为的变化模型的构建
(1)染色体形态变化。
(2)染色体行为的变化。
2．归纳细胞有丝分裂中相关结构的变化规律
细胞结构 变化规律
纺锤体 形成(前期)→消失(末期)
核膜、核仁 消失(前期)→重建(末期)
中心体 倍增(间期)→移向两极(前期)→平均分配(末期)
[典例]　(2022·襄阳联考)下面为动物和植物细胞的有丝分裂图，据图分析相关叙述正确的是(　　)
A．甲为分裂间期，乙为分裂末期，⑤聚集成为细胞板
B．①由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②
C．甲细胞中无同源染色体，甲产生的子细胞为生殖细胞
D．③④均为细胞膜，两种细胞的细胞质分裂方式相同
[解析]　甲出现染色体和纺锤体，处于分裂前期，A错误；①中心体由微管组成，在前期较晚时形成纺锤体作用于②着丝粒，B正确；甲细胞中有同源染色体，甲产生的子细胞为体细胞，C错误；③为细胞膜，④为细胞壁，动、植物细胞的细胞质分裂方式不同，后者通过产生细胞板，使细胞分裂成2个子细胞，D错误。
[答案]　B
“三看法”界定动植物细胞有丝分裂的图像
　　
[对点练习]
1．如图为高等植物细胞(2n)处于有丝分裂不同时期的模式图，图中1代表囊泡，2代表细胞壁，3代表纺锤丝。下列分析正确的是(　　)
A．图甲细胞中的着丝粒分裂导致DNA数目加倍
B．图乙细胞中的结构2是通过结构1与赤道板融合而形成的
C．若加入DNA合成抑制剂，将会阻止图丙细胞的继续分裂
D．若用秋水仙素抑制结构3的形成，则图甲细胞中的着丝粒不能正常分裂
解析：选C　DNA数目加倍的原因是DNA复制，着丝粒分裂导致染色体数目加倍，A错误；赤道板不是真实存在的结构，B错误；若加入DNA合成抑制剂，将使细胞停留在间期，则图丙细胞不能继续分裂，C正确；着丝粒分裂与纺锤丝的形成无关，D错误。
2．(2022·鲁南九校联考)如图是某动物细胞有丝分裂模式图，下列叙述错误的是(　　)
A．上述细胞有丝分裂的顺序是图1→图4→图2→图3
B．在图2时期，细胞中的核DNA数目不变，但染色体数目加倍
C．若某药物可抑制纺锤体形成，则它极可能作用于图2细胞所属时期
D．开始出现染色体的时期是图4，染色体开始转变成染色质形态的时期是图3
解析：选C　分析题图可知，图1细胞处于分裂间期；图2细胞着丝粒分裂，应处于有丝分裂后期；图3细胞的细胞膜从细胞的中部向内凹陷，应处于有丝分裂末期；图4细胞中出现染色体，且染色体分布散乱，应处于有丝分裂前期。故上述细胞有丝分裂的顺序是图1→图4→图2→图3，A正确。图2细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中的核DNA数目不变，但着丝粒分裂使染色体数目加倍，B正确。若某药物可抑制纺锤体的形成，则它极可能作用于有丝分裂前期，即图4细胞所属时期，C错误。染色体出现于分裂前期，即图4细胞所属时期，染色体解螺旋形成染色质丝的时期是末期，即图3细胞所属时期，D正确。
[知识梳理]
有丝分裂中的曲线和柱状图分析
1．细胞周期中的相关曲线
(1)染色体、染色单体、核DNA的数目变化曲线。
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA 间期(S期)DNA复制，DNA数目加倍 末期结束，细胞一分为二，DNA数目减半
染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 末期结束，细胞一分为二，染色体数目减半
染色单体 间期(S期)DNA复制，染色单体形成 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失
　　(2)染色体数与核DNA数关系曲线。
解读 图中ef(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成，fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即G2期、有丝分裂前期和中期，gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。
2．根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)
(1)根据染色单体变化判断各时期。
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期。
核DNA∶染色体∶染色单体＝
[对点练习]
3．(2022·长沙模拟)如图为某二倍体植物有丝分裂过程中有关数量变化情况，据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．DE时间段染色单体数是AB时间段的两倍
B．AB、BC、CD三个时间段都有水生成，水的产生场所完全相同
C．FG段染色体组数是该生物正常染色体组数的两倍
D．若用秋水仙素处理该植物，会抑制分裂后期着丝粒的分裂
解析：选C　DE时间段每条染色体上有两条姐妹染色单体，AB时间段核DNA还没有复制不存在姐妹染色单体，A错误；AB、BC、CD三个时间段都有水生成，AB段合成蛋白质时水是由核糖体产生的，细胞的增殖过程需线粒体供能，同时会生成水，B错误；FG段属于有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色体组数是正常体细胞的两倍，C正确；秋水仙素抑制前期纺锤体的生成，但不影响后期着丝粒的分裂，可导致染色体数目加倍，D错误。
4．图甲、图乙分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图丙表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数的变化，图丁表示有丝分裂中不同时期的细胞中染色体和核DNA的数量关系。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图甲所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子，图乙所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B．图甲所示细胞处于图丙中BC段，完成图丙中CD段变化的细胞分裂时期是后期
C．有丝分裂过程中不会出现如图丁中d所示的情况
D．图丁中a可对应图丙中的BC段，图丁中c可对应图丙中的AB段
解析：选D　图丁中a可对应有丝分裂后期，c可对应有丝分裂末期，均应处于图丙中的DE段，D错误。
知识点(三)　观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂(实验探究)
1．实验原理
(1)高等植物根尖、芽尖等分生区细胞能进行有丝分裂。
(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的存在状态判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色。
2．实验步骤
3．实验成功的关键及注意事项
实验材料的选择 类型 选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
部位 选取分裂旺盛的部位(如根尖、芽尖的分生区)
时间 必须在分裂旺盛的时间
操作注意事项 解离时间 太短 细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长 导致细胞解离过度、根尖酥软，影响染色
漂洗时间 适宜 洗去多余的解离液，防止解离过度而影响染色
操作注意事项 染色时间 太短 染色体或染色质不能完全着色
过长 使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片 过轻 细胞未分散开
过重 将组织压烂
显微镜观察 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化
细胞数目 间期的细胞数目最多，原因是间期历时最长
[考法全训]
1．如图所示是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作，下列叙述正确的是(　　)
A．剪取洋葱根尖2～3 mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛
B．该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C．在观察的图像中，b属于分生区的细胞，细胞已死亡
D．若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显
解析：选C　根尖2～3 mm的区域属于分生区，A错误；在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除，B错误；分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡，C正确；b区域的细胞属于分生区细胞，其液泡较小，渗透作用不明显，D错误。
2．(2022·徐州一模)某实验小组以同一品种蚕豆(2n＝12)幼嫩的花蕾和浸泡种子后长出的幼根为材料，开展相关实验，主要步骤和结果如下：
实验Ⅰ：取幼嫩的花蕾→卡诺氏液固定→70%乙醇中保存→花药剥离→甲紫溶液染色→压片→镜检(图①～⑥是光学显微镜下观察到的减数分裂部分时期实拍图)
实验Ⅱ：幼根长至1.0～1.5 cm→冰箱内4 ℃培养36 h→剪取5 mm左右根尖→卡诺氏液固定→70%乙醇中保存→解离→漂洗→染色→压片→镜检(图⑦是光学显微镜下观察到的某一视野部分实拍图)
回答下列问题：
(1)实验Ⅰ和Ⅱ中，选取的新鲜材料均先置于卡诺氏液(按3份无水乙醇、1份冰醋酸的比例配制)中进行固定处理，目的___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验Ⅰ观察到的实拍图，按减数分裂的时期先后顺序进行排序应为⑥→________________________________________________________________________，
判断细胞所处的分裂时期主要依据是染色体____________________________________________________________________________________的变化。
(3)图②中有______个DNA分子。等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合发生在图________对应的时期。
(4)开展蚕豆染色体核型分析时，将剪取的幼根置于2 mmol/L的8 羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中______(填图⑦的字母)时期细胞的比例，便于染色体观察、计数，c时期染色体数与核DNA数的比例为________。
(5)在实验 Ⅱ 中，小组成员进一步优化实验操作，用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖，再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，以利于__________更好地分散。若光学显微镜下观察到某一视野中部分中期细胞染色体数目加倍，则最可能的原因是
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验Ⅰ和 Ⅱ中，选取的新鲜材料均先置于卡诺氏液中进行固定处理，目的是新鲜材料死亡，使细胞停留在原来的分裂时期，排除季节和取材时间等干扰，提高实验成功率。(2)实验Ⅰ观察到的实拍图，按减数分裂的时期先后顺序进行排序应为⑥(减数分裂前的间期)→②(减数分裂Ⅰ中期)→⑤(减数分裂Ⅰ后期)→①(减数分裂Ⅱ前期)→③(减数分裂Ⅱ中期)→④(减数分裂Ⅱ末期)；可根据染色体的形态、数目、分布情况，判断细胞所处的分裂时期。(3)图②中有24个DNA分子。等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合发生在图⑤对应的时期。(4)开展蚕豆染色体核型分析时，将剪取的幼根置于2 mmol/L的8 羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中a时期(有丝裂中期)细胞的比例，便于染色体观察、计数；c表示有丝分裂后期，此时染色体数与核DNA数的比例为1∶1。(5)实验Ⅱ操作目的是使染色体更好地分散。若光学显微镜下观察到某一视野中部分中期细胞染色体数目加倍，则最可能的原因是低温抑制了纺锤体的形成，导致染色体数目加倍。
答案：(1)新鲜材料死亡，使细胞停留在原来的分裂时期，排除季节和取材时间等干扰，提高实验成功率
(2)②→⑤→①→③→④　 形态、数目、分布(位置)
(3)24　 ⑤　 (4)a　1∶1　(5)染色体　低温抑制纺锤体的形成，染色体数目加倍
由特殊到一般——实验通法归纳
归纳盐酸和酒精的“同材异用”
1．不同浓度酒精的用途
酒精浓度 用途
体积分数为50% 在脂肪检测中用于洗去浮色
体积分数为70% 在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物；无菌操作时的消毒
体积分数为95% 与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中用于冲洗卡诺氏液
无水乙醇 用于光合色素的提取
2.盐酸在不同实验中的应用
实验名称 盐酸的作用
影响酶活性的条件 物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸，设置酸性条件
观察根尖细胞有丝分裂，低温诱导植物染色体数目的变化 质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
模拟生物体维持pH的稳定 物质的量浓度为0.1 mol/L的盐酸，设置酸性条件
知识点(四)　减数分裂和受精作用
1．减数分裂的过程(以精子的形成过程为例)
2．精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例)
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 睾丸(曲细精管) 卵巢
时间 初情期 胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后
细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；极体均等分裂
是否变形 变形 不变形
结果 1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失，不能受精)
相同点 染色体的变化行为相同
3．减数分裂的概念
范围 进行有性生殖的生物
时期 原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中
特点 在减数分裂前，染色体只复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次
结果 成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半
4.观察细胞的减数分裂及受精作用
(1)观察细胞减数分裂的实验步骤。
(2)配子中染色体组合多样性的原因。
①减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合。
②减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。
(3)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。如图所示：
②实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，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。
【连接教材资料】1．(必修2 P23“练习与应用”变式)据图回答下列问题。
(1)图1中1和2、3和4各是一对同源染色体，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色体。
(2)图1中共含有__2__个四分体，1个四分体中含有__4__个DNA分子、__8__条脱氧核苷酸链。
(3)图2表现互换现象，从时间上看，该过程发生于减数分裂Ⅰ前期，从范围上看，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(4)由图2可知，等位基因可位于同源染色体和姐妹染色单体上。
2．(必修2 P27“思维训练”)试从配子形成和受精作用两方面，分别对遗传的多样性和稳定性的原因进行概括。
提示：遗传多样性的原因：配子形成的过程中，由于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间会发生互换及减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性。受精作用中精子和卵细胞的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。遗传稳定性的原因：减数分裂形成的配子中染色体数目减半，且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合，而受精作用时精卵结合使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了生物遗传的稳定性。
[知识梳理]
减数分裂的相关概念辨析和理解
关于同源染色体的5点提醒
(1)同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。
(2)形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后，姐妹染色单体形成的染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。
(3)有丝分裂中同源染色体不联会，也就不形成四分体。
(4)同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换不一定导致基因重组，交换的片段所含基因也可能相同。
(5)同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换和非同源染色体的自由组合都可能导致基因重组。
[对点练习]
1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，错误的是(　　)
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．联会出现在减数分裂Ⅰ的前期
C．同源染色体是在减数分裂过程中能配对的两条染色体
D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体
解析：选A　 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粒一分为二后，形成的是相同的染色体，并非同源染色体，A错误。
2．下图一为某动物细胞及其两对同源染色体的示意图，图二为该动物体内一细胞发生分裂的部分过程示意图。若在细胞分裂过程中没有发生变异，则下列相关叙述正确的是(　　)
A．若图一所示细胞进行分裂，则其分裂方式一定为有丝分裂
B．若图二所示分裂过程形成了四种子细胞，则该动物肯定为雄性
C．图二所示分裂过程最终只形成一种基因型为AbEf的生殖细胞
D．该动物产生配子种类的多少与图二的乙细胞中染色体间的变化有关
解析：选D　若图一所示细胞进行分裂，则其既可进行有丝分裂，也可进行减数分裂，A错误。图二中同源染色体配对形成四分体，且发生了互换，则为减数分裂 Ⅰ 前期。该动物无论是雄性还是雌性，经减数分裂都会产生四种基因型的子细胞，B错误。图二所示的分裂过程，若发生在雄性动物体内，则会产生四种生殖细胞；若发生在雌性动物体内，则会产生一种生殖细胞，C错误。该动物产生配子种类的多少与图二的乙细胞中染色体的互换有关，D正确。
[知识梳理]
减数分裂过程和图像辨析
1．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的区别
项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
着丝粒 不分裂 分裂
染色体 2n→n，减半 n→2n→n，不减半
DNA数目 4n→2n，减半 2n→n，减半
染色体主要行为 同源染色体联会、分离 姐妹染色单体分开
同源染色体 有 无
2.判断减数分裂中的细胞类型
3．根据配子中染色体的形态判断配子的来源
[对点练习]
3.(2022·青岛期末)右图为某高等动物(基因型为AaBb)细胞减数分裂不同时期的模式图，①和②是相互交换的染色体片段。下列叙述错误的是(　　)
A．图甲所示细胞继续分裂过程中可能发生等位基因分离
B．两图所示细胞，可能来自同一个精原细胞
C．图甲细胞的基因组成可能为AABbb
D．在产生乙细胞的整个过程中，中心体要进行2次复制
解析：选C　甲处于减数分裂 Ⅱ 中期，图中细胞在形成的过程中，发生了互换，姐妹染色单体上可能含有等位基因，故甲继续分裂可能发生等位基因的分离，A正确；根据甲、乙两图中染色体的形态(互为同源染色体)可知，甲、乙来自同一个初级精母细胞形成的不同的次级精母细胞，故二者可能来自同一个精原细胞，B正确；甲细胞中B(b)的总数不可能为3个，C错误；乙细胞处于减数分裂 Ⅱ 末期，每次分裂前均会发生中心体的复制，故在产生乙细胞的整个过程中，中心体会进行2次复制，D正确。
4．下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关说法错误的是(　　)
A．甲、丙两细胞都发生了基因重组
B．图中的细胞均处于细胞分裂后期
C．可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁
D．乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
解析：选D　 甲、丙两细胞均处于减数分裂 Ⅰ 后期，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重组，A正确；乙、丁两细胞均处于减数分裂Ⅱ后期，则图中细胞均处于细胞分裂后期，B正确；甲、乙两细胞的细胞质不均等分裂，属于卵原细胞的分裂过程，丁细胞虽为均等分裂，也可能是极体的分裂，C正确；乙、丁两细胞的染色体数同体细胞一样，D错误。
[知识梳理]
减数分裂中染色体、核DNA数量变化曲线模型分析
(1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。
(2)染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。
(3)减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
(4)染色体/DNA的值变化规律及原因：
1∶11∶21∶1。
[典例]　(2022·海口一模)下图表示哺乳动物(体细胞染色体数为2n)精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。下列各项中对图示的解释正确的是(　　)
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．e点同源染色体分离，f点染色体的着丝粒分裂
D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形阶段
[解析]　据题图可知，ce为减数分裂Ⅰ时期，同源染色体的联会发生在c～d的初期，即减数分裂Ⅰ前期，A错误；e点时为次级精母细胞，染色体数目为n，f点为减数分裂 Ⅱ 完成，染色体数目暂时加倍发生在f点之前，即减数分裂 Ⅱ 后期，B错误；e点为减数分裂 Ⅰ 结束，同源染色体分离发生在e点之前，即减数分裂 Ⅰ 后期，f点为减数分裂 Ⅱ 结束，着丝粒分裂发生在f点之前，即减数分裂 Ⅱ 后期，C错误；由题意可知，a～c为减数分裂前的间期，c～f为减数分裂期，f～g为精细胞变形阶段，D正确。
[答案]　D
引发相关物质数量变化的四大原因
　　
[对点练习]
5．研究人员发现一只表现为少精症的突变小鼠，他们用仪器分别检测正常小鼠和突变小鼠曲细精管中各种细胞的数量，结果如图所示(精原细胞的核DNA相对含量为2C)。下列叙述正确的是(　　)
A．核DNA相对含量为C的细胞可能是精细胞或极体
B．核DNA相对含量为2C的细胞中含有1条X染色体
C．核DNA相对含量为4C的细胞中可以发生基因重组
D．据图判断，突变小鼠可能被阻滞在初级精母细胞
解析：选C　图示为曲细精管中各种细胞的数量，故该动物为雄性，核DNA相对含量为C的细胞可能是精细胞或精子，A错误；核DNA相对含量为2C的细胞为精原细胞、次级精母细胞，其细胞内可能含有1条、0条或2条X染色体，B错误；曲细精管中核DNA为4C的细胞有的处于减数分裂Ⅰ、有的处于有丝分裂，处于减数分裂Ⅰ的细胞可能发生基因重组，C正确；与正常小鼠相比，突变小鼠曲细精管中核DNA相对含量为4C的细胞数目基本不变，核DNA相对含量为2C的细胞增多，说明突变小鼠的精子产生过程被阻滞在减数分裂Ⅱ时期，即精子形成过程可能被阻滞在次级精母细胞时期，D错误。
6．二倍体动物某精原细胞形成精细胞的过程中，先后出现了甲、乙、丙、丁四种细胞，细胞中的核DNA和染色体相对含量如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．乙细胞为初级精母细胞，丁细胞为精细胞
B．甲→乙过程发生了DNA复制，但没有发生着丝粒分裂
C．乙细胞中可能会出现同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换
D．丙→丁过程中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
解析：选D　分析题图可知，乙细胞处于减数分裂Ⅰ，为初级精母细胞，丁细胞为精细胞，A正确；甲→乙过程为减数分裂前的间期到减数分裂Ⅰ后期，发生了DNA复制，但没有发生着丝粒分裂，B正确；乙细胞为初级精母细胞，可能会出现同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，C正确；丙细胞中着丝粒已分裂，姐妹染色单体已分离，丙→丁是减数分裂Ⅱ后期到产生精细胞的过程，不再发生着丝粒分裂和姐妹染色单体分离，D错误。
[课时验收评价]
1．细胞有丝分裂的分裂间期可分为G1、S、G2期，其中S期进行DNA复制，G1和G2期主要进行RNA和蛋白质合成，利用体外培养的某种动物细胞进行药物试验。下列叙述正确的是(　　)
A．用DNA合成可逆抑制剂处理细胞，不影响细胞分裂进程
B．用蛋白质合成抑制剂处理后，不影响S期DNA复制过程
C．用抑制纺锤体形成的药物处理后，不影响染色单体的分开
D．用促进细胞缢裂的药物处理后，细胞分裂的分裂期时间变长
解析：选C　用DNA合成可逆抑制剂处理细胞，处于S期的细胞将停止分裂，影响细胞分裂进程，A错误；G1期会形成S期需要的相关酶类，所以用蛋白质合成抑制剂处理后，会影响S期DNA复制过程，B错误；染色单体的分离是着丝粒自动分裂的结果，所以用抑制纺锤体形成的药物处理后，不影响染色单体的分开，C正确；用促进细胞缢裂的药物处理后，细胞分裂的分裂期时间会变短，D错误。
2．下列关于无丝分裂的叙述，正确的是(　　)
A．无丝分裂过程中由于细胞从中部缢裂导致细胞核分裂成两个
B．进行无丝分裂的细胞，其细胞周期中核膜、核仁会周期性地消失与重现
C．原核生物因为没有染色体不能进行有丝分裂，只能进行无丝分裂
D．无丝分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化
解析：选D　无丝分裂过程中细胞核先延长并从中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核，之后细胞质从中部缢裂，形成两个子细胞，A错误；进行无丝分裂的细胞不具有细胞周期，其分裂过程中无核膜、核仁周期性地消失与重现，B错误；无丝分裂是真核细胞的分裂方式之一，原核细胞只能通过二分裂方式增殖，C错误；无丝分裂与有丝分裂过程相比，最大的区别是没有纺锤丝和染色体的变化，D正确。
3．如图为某动物细胞的有丝分裂过程图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中从时期①到⑧可表示一个完整的细胞周期
B．图中时期②染色质已变成形态稳定的染色体
C．图中时期③同源染色体两两配对并形成四分体
D．图中时期⑥到⑦在赤道板的位置不会出现细胞板
解析：选D　题图中从时期⑧到⑧可表示一个完整的细胞周期，A错误；有丝分裂中期的染色体形态比较稳定，时期②为前期，此时期染色质正在转变为染色体，B错误；同源染色体联会形成四分体发生于减数分裂 Ⅰ 前期，有丝分裂过程中不发生联会现象，C错误；动物细胞有丝分裂过程中不出现细胞板，D正确。
4．(2022·三亚高三联考)下图为某动物生殖器官中的两个细胞的分裂图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．甲细胞的下一个时期所对应的细胞中含有2对同源染色体
B．乙细胞中含有4个四分体，其分裂过程中可能会发生互换
C．与乙细胞相比，乙细胞的子细胞中染色体数目不变，DNA数目减半
D．该动物的生殖器官中可进行有丝分裂和减数分裂
解析：选D　甲细胞的下一个时期为有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，其所对应的细胞中含有4对同源染色体，A错误；乙细胞中含有2个四分体，其分裂过程中可能会发生互换，B错误；与乙细胞相比，乙细胞的子细胞中染色体数目和DNA数目都减半，C错误；该动物的生殖器官(精巢或卵巢)中可进行有丝分裂和减数分裂，D正确。
5．染色体的形态、行为和数量等特征，以及细胞形态变化是区分细胞分裂图像的重要依据。某动物器官内的部分细胞分裂图像如下，下列相关分析正确的是(　　)
A．甲细胞内有2对同源染色体，处于减数分裂Ⅰ中期
B．乙细胞含有同源染色体，处于有丝分裂后期
C．丙细胞中染色体的互换区段同一位置上的基因一定相同
D．丁细胞处于减数分裂Ⅰ后期
解析：选B　甲细胞中有一对同源染色体排列在赤道板的两侧，且已经发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换，处于减数分裂Ⅰ中期，A错误；乙细胞处于有丝分裂后期，两极各含有一对大小、形态均相似的同源染色体，B正确；丙细胞中染色体是一对同源染色体，互换区段同一位置上的基因也可能是等位基因，C错误；丁细胞无同源染色体且不含染色单体，应处于减数分裂Ⅱ后期，D错误。
6．(2022·连云港月考)图中编号a～f的图像是显微镜下观察到的某植物减数分裂不同时期的细胞图像，下列有关说法错误的是(　　)
A．选材时一般选择植物的花药(雄蕊)结构来观察
B．制作临时装片的流程是解离、漂洗、染色、制片
C．基因重组发生在图中a、b、e细胞所在的时期
D．减数分裂过程中染色体复制一次，中心体复制两次
解析：选C　a表示减数分裂 Ⅰ 前期，b表示减数分裂 Ⅱ 后期，c表示减数分裂 Ⅰ 中期，d表示减数分裂 Ⅱ 中期，e表示减数分裂 Ⅰ 后期，f表示减数分裂 Ⅱ 末期。由于雄配子较多，故常选植物的雄蕊来观察减数分裂，A正确；制作装片需经解离、漂洗、染色、制片等流程，B正确；基因重组发生在减数分裂 Ⅰ 的前期和减数分裂 Ⅰ 的后期，即a、e细胞所在的时期，C错误；减数分裂中只在第一次分裂前的间期进行染色体的复制，中心体在减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 前均进行复制，D正确。
7．图1是某动物细胞分裂中部分染色体行为示意图，三个细胞均来自同一个体；图2是该动物某细胞分裂过程染色体数目变化的数学模型(部分时期)。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．图2处于CD后段的细胞在细胞中央会出现细胞板
B．图2 CD段对应的细胞中一定有同源染色体
C．图2可表示乙或丙细胞在细胞分裂过程中染色体数目的变化规律
D．依据每条染色体都含有染色单体可判断甲细胞是初级卵母细胞
解析：选C　图2 CD段表示动物细胞分裂后期或末期，动物细胞分裂过程中不会出现细胞板，A错误；图2 CD段染色体数目加倍的原因是着丝粒分裂，可能是有丝分裂后期，也可能是减数分裂 Ⅱ 后期，减数分裂 Ⅱ 后期无同源染色体，B错误；图2可表示有丝分裂(乙细胞)或减数分裂 Ⅱ (丙细胞)过程中染色体数目变化规律，C正确；甲细胞处于减数分裂 Ⅰ 后期，且细胞质均等分裂，可以判断甲细胞是初级精母细胞，D错误。
8．细胞周期是靠细胞内部一系列精确调控实现的。在此过程中各种周期蛋白(Cyclin)与不同的蛋白激酶(Cdk)结合形成复合物，促进细胞进入下一个阶段。如Cdk2 CyclinE负责检查G1到S期，检查通过则细胞周期继续进行，不通过则细胞进入G0期(不生长、不增殖)。不同时期细胞各种蛋白复合体的含量变化如图，据图分析下列叙述错误的是(　　)
A．可设计药物通过抑制CyclinE基因的表达来治疗癌症
B．Cdk2 CyclinA复合物可能与细胞内DNA和中心体的复制有关
C．若将G2期细胞与M期细胞融合，G2期细胞进入M期的时间会延后
D．原癌基因表达的蛋白质的功能与Cdk Cyclin复合物的功能类似
解析：选C　 可设计药物通过抑制CyclinE基因的表达进而抑制DNA的复制，从而抑制癌细胞增殖，A正确；Cdk2 CyclinA复合物在S期含量达到高峰，因此其可能与细胞内DNA和中心体的复制有关，B正确；由于G2期细胞含Cdk1，周期蛋白CyclinB与蛋白激酶Cdk1结合形成复合物后，促进细胞由G2期进入M期，所以G2期和M期细胞融合，则可促使G2期细胞进入M期，使其进入M期的时间提前，C错误；原癌基因表达的蛋白质的功能与Cdk Cyclin复合物的功能类似，均可使细胞增殖，D正确。
9．(2022·武汉模拟)随体是位于染色体末端的染色体片段，人体细胞中的13、14、15、21和22号染色体为有随体染色体，其余为无随体染色体。不考虑任何变异，下列关于人类精子形成过程中的随体变化的说法，错误的是(　　)
A．精原细胞中的随体在其减数分裂间期随染色体复制而复制
B．随体在减数分裂 Ⅰ 结束时平均分配到两个子细胞中
C．次级精母细胞中的随体数量在染色体着丝粒分裂时加倍
D．通过减数分裂形成的每个精子中含有5条有随体染色体
解析：选C　随体是位于染色体末端的染色体片段，属于染色体的一部分，在精原细胞进行减数分裂时，随体在间期会随染色体复制而复制，A正确。在不考虑任何变异的情况下，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，随体平均分配到两个子细胞中，通过减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞中均有随体10条；在减数分裂Ⅱ后期，虽然次级精母细胞中染色体的着丝粒分裂，有随体染色体的两条姐妹染色单体(各含一个随体)分开形成两条有随体染色体，但其随体数量没有发生改变；再经减数分裂Ⅱ形成的每个精细胞中含有5条有随体染色体，B、D正确，C错误。
10．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
解析：选D　同源染色体着丝粒大小有所不同，图示过程同源染色体进行分离，发生在减数分裂Ⅰ后期，A正确；根据题意可知，着丝粒较大的染色体有更多的机会进入卵细胞，所以图中细胞分裂后有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞，B正确；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，C正确；次级卵母细胞着丝粒分裂，染色单体分开形成子染色体分别进入卵细胞和极体，所以与卵细胞同时形成的极体中着丝粒大的染色体较多，D错误。
11．图甲为某植物根尖细胞处于有丝分裂某一阶段的模式图，图乙是不同浓度氯化镉对该植物根尖细胞有丝分裂指数(处于分裂期的细胞占细胞总数的百分比)的影响。下列分析不正确的是(　　)
A．该植物根尖处于分裂间期的细胞核内合成的生物大分子有DNA和蛋白质
B．图甲所示细胞中出现核膜、核仁和细胞板，判断处于有丝分裂的末期
C．对照组有丝分裂指数不高，说明一个细胞周期中大部分细胞处于分裂间期
D．图乙显示，氯化镉可能对该植物根尖细胞有丝分裂的抑制程度随浓度升高而增大
解析：选A　蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，A错误；图甲细胞中出现核膜、核仁，细胞中央出现细胞板，将扩展形成新的细胞壁，将细胞质分隔开，可判断其处于有丝分裂的末期，B正确；细胞周期中分裂期持续时间较短，所以氯化镉浓度为0时，分裂指数也较低，C正确；据题图乙可知，有丝分裂指数随氯化镉浓度升高而降低，说明氯化镉对该植物根尖细胞有丝分裂的抑制程度随浓度升高而增大，D正确。
12．图1为某高等动物的一组细胞分裂图像，A、a、B、b、C、c分别表示染色体；图2表示该动物某种细胞分裂过程中染色体组数变化情况。下列有关叙述正确的是(　　)
A．a和B染色体上的基因可能会发生互换
B．若图1中的乙细胞对应图2中的d时期，则m所代表的数值是1
C．甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，但只有丙中不含同源染色体
D．丙细胞产生子细胞的过程中会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合
解析：选C　a和B染色体为非同源染色体，而互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，A错误；图1中的乙细胞含有2个染色体组，若其对应图2中的d时期，则m所代表的数值是2，B错误；甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，但只有丙中不含同源染色体，C正确；丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其产生子细胞的过程中不会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合，D错误。
13．图1为某种高等动物不同时期的细胞分裂图像；图2为该种动物不同时期的细胞内染色体数与核DNA含量变化关系曲线图。据图回答下列问题：
(1)图1中细胞甲的名称是________________，该细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因__________________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。
(2)图1中的细胞乙所处的时期是____________，该细胞中含有________个染色体组。
(3)图2中bc段对应的M值应为__________，ab段可能是DNA分子的结构最不稳定的时期，其原因主要是____________________________。
(4)图1中细胞甲和细胞丙在分裂产生配子的过程中会存在差异，请从结构与功能相适应的角度分析两者的差异及这种差异的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图1中的细胞甲处于减数分裂Ⅰ后期，名称是初级精母细胞；同源染色体上有相同基因或等位基因，所以该细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因不一定相同。(2)图1中的细胞乙处于有丝分裂后期，该细胞中含有4个染色体组。(3)一条染色体上可以有一个或两个DNA，bc段对应的M值是1/2，N值是1；曲线ab段可能是DNA分子的结构最不稳定的时期，其原因主要是DNA分子复制时需要解旋成单链。(4)细胞甲在减数分裂过程中细胞质均等分裂，并能经过复杂的变形形成精子，精子尾长，能够摆动，有利于与卵细胞结合；细胞丙在减数分裂过程中，细胞质不均等分裂，产生的卵细胞体积较大，为受精卵提供充足的营养物质。
答案：(1)初级精母细胞　不一定相同　(2)有丝分裂后期　4　(3)1/2　DNA分子复制时需要解旋成单链　(4)细胞甲在减数分裂过程中细胞质均等分裂，并能经过复杂的变形形成精子，精子尾长，能够摆动，有利于与卵细胞结合；细胞丙在减数分裂过程中，细胞质不均等分裂，产生的卵细胞体积较大，为受精卵提供充足的营养物质

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