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分析减数分裂图像和变化曲线
易错归因
对精子和卵细胞形成的分裂过程及其区别掌握不清楚；不能把曲线图的变化过程与细胞分裂过程建立正确的关联。
典型易错题
例1（2022·河北衡水中学一模）生物学研究中曲线和图像常用于变量分析，下图甲是某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA含量变化曲线，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化曲线，下列分析正确的是（ ）
A．产生图甲细胞的原因是减数第一次分裂前的间期发生基因突变
B．乙图中秋水仙素在cd段发挥作用，受精作用发生在de段
C．丙图所示曲线，无论表示何种分裂方式，纵坐标均有三种含义
D．丙图所示曲线，e点时细胞数目是a点时的两倍或四倍
【答案】D
【解析】题图分析：甲图细胞中无同源染色体，并且细胞质不均等分裂，是处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞。分析乙图：由于秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，因此利用秋水仙素处理之后细胞未分裂，并且此后开始进行正常的有丝分裂。分析丙图：ab段表示有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期，进行染色体的复制；bc段表示有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂过程、减数第二次分裂前期和中期；cd段表示有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂；de段表示有丝分裂后期、末期或减数第二次分裂后期、末期。甲图细胞的基因型可表示为aaBbdd，因为不知道亲本的基因型，因此，不能确定该细胞产生该细胞的原因一定是减数第一次分裂前的间期发生基因突变，也可能是减数第一次分裂前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，A错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，而纺锤体是有丝分裂前期（即cd段）形成的，图中没有受精作用，图中表示的是染色体数目加倍后的细胞进行正常的有丝分裂过程，B错误；丙图所示曲线，可表示有丝分裂和减数分裂过程中，一条染色体上的DNA含量变化；如果纵坐标的含义是分裂过程中细胞核DNA含量的变化，则只能表示有丝分裂过程中细胞核内的DNA含量变化，C错误；丙图所示曲线，可表示有丝分裂和减数分裂过程中，一条染色体上的DNA含量变化。如果表示有丝分裂，则e点（分裂末期）时细胞数目是a点（间期）时的两倍；如果表示减数分裂，则e点（减数第二次分裂末期）时细胞数目是a点（间期）时的四倍，D正确。故选D。
解题技巧
1．减数分裂过程的图像：以雄性动物（2n）为例，2对同源染色体。
减数分裂前的间期 精原细胞进行DNA复制和蛋白质的合成
减Ⅰ分裂 前期 同源染色体联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生部分片段的交叉互换
中期 同源染色体成对排列在赤道板上
后期 细胞质分裂，初级精母细胞形成2个次级精母细胞，细胞中染色体数目减半
末期 细胞质分裂，初级精母细胞形成2个次级精母细胞，细胞中染色体数目减半
减Ⅱ分裂 前期 染色体排列散乱分布在细胞中
中期 每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上
后期 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别移向细胞两极。染色体数目暂时加倍
末期 细胞质分裂，每个次级精母细胞形成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
2．精子和卵细胞形成过程的比较：
参考上图，总结如下表：
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
处于减Ⅰ的细胞 初级精母细胞 初级卵母细胞
处于减Ⅱ的细胞 次级精母细胞 次级卵母细胞或第一极体
细胞质分裂 均等分裂 只有第一极体的减Ⅱ分裂中细胞质是均等分裂的
变形 精细胞经过变形，成为精子 不需要变形
3．减数分裂过程中常见曲线变化分析：
曲线图 区段 曲线解读
BC段 核DNA数目加倍：DNA分子的复制。
CD段 同源染色体的联会
DE段 减Ⅰ分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半；
GH段 减Ⅱ分裂末期，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致核内DNA数目减半。
ff′段 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍
efgh段 不含同源染色体
AB段 染色体（DNA）复制
CD段 同源染色体分离
EF段 姐妹染色单体分离
AB段 DNA复制，染色单体形成
BC段 存在染色单体的时期，包含减Ⅰ分裂前、中、后、末期和减Ⅱ分裂前、中期。
CD段 减Ⅱ分裂后期着丝粒一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子
AF段 有丝分裂过程
CD段 属于有丝分裂后期
FG段 同源染色体分离，非同源染色体自由组合
GH段 同源染色体分离，并进入两个子细胞中
BC段 DNA复制，由含有1个DNA分子的染色体形成含有2个DNA分子的染色体，比值为0.5
DE段 染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，每条染色体只含有1个DNA分子，比值是1
同类题练习
1．（2022·浙江·模拟预测）下图表示某二倍体动物细胞（基因型为AaBbDdee）处于减数分裂某时期的示意图，其中数字表示染色体，字母表示基因。据图判断错误的是（ ）
A．此细胞可能发生过交叉互换和基因突变
B．此细胞有两对同源染色体、两个染色体组
C．染色体3和4因着丝粒分裂移向细胞两极
D．细胞中B与b、B与B分别在MⅠ、MⅡ期分离
2．（2022·湖南·雅礼中学二模）甲至丁图是某二倍体哺乳动物生殖器官中的一些细胞分裂图；戊是某分裂时期中一对同源染色体示意图，图中数字和字母表示基因。下列有关叙述正确的是（ ）
A．等位基因的分离，非等位基因的自由组合分别发生在甲，乙两图所示的时期
B．不考虑交叉互换，则一个乙通过减数分裂形成的子细胞有两种类型
C．图戊中基因1和2互为等位基因，A，B基因的遗传符合自由组合定律
D．若图戊中3为b，说明该细胞发生了基因突变
3．（2020·四川省绵阳南山中学一模）图甲是基因型为Rr的某动物正常的细胞分裂示意图，图乙为该生物细胞在分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲变异的原因是分裂过程中发生了基因重组
B．图甲细胞内的染色体数目与图乙中FG段的相同
C．图甲细胞所处的分裂时期位于图乙的CD段
D．图甲细胞产生的子细胞可能是卵细胞或精细胞
4．（2022·湖北·模拟预测）图甲为基因型为MmTt的猕猴精原细胞的分裂图像，图乙为该细胞分裂过程中的染色体变化曲线。不考虑基因突变和染色体变异，下列相关叙述错误的是（ ）
A．图甲细胞可对应图乙的bc段，同源染色体上的等位基因即将分离
B．图甲细胞处于有丝分裂中期，产生子细胞的基因型与亲代细胞相同
C．图乙中ab段表示染色体复制，处于bc段的细胞可能不存在同源染色体
D．该猕猴的一个精原细胞经减数分裂可产生四种基因型的精细胞
5．（2022·河北秦皇岛·二模）图表示果蝇（2n=8）细胞中染色体数的变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A．若AB段存在染色单体，则BC段发生的原因是着丝粒断裂
B．若AB段不存在染色单体，则BC段发生的原因是受精作用
C．若AB段存在同源染色体，则CD段含有16条染色体
D．若AB段不存在同源染色体，则CD段含有4个染色体组
6．（2022·江苏·模拟预测）下图是某二倍体动物体细胞核DNA数为2a，染色体数为2n，精巢中某分裂细胞染色体数和DNA比值变化曲线图。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．若上图表示精细胞形成的过程，则BC段细胞染色体数均为2n
B．若上图表示精原细胞形成的过程，则BC段细胞染色体数均为2n
C．若BC段发生同源染色体联会，则DE段会发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换
D．若BC段某些细胞不存在同源染色体，由于发生C-D的变化导致D时细胞都有同源染色体
7．（2022·广东肇庆·二模）科学家研究细胞分裂时发现，细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的粘连蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置。在细胞分裂过程中，细胞会产生水解酶将粘连蛋白分解，而染色体上的其他蛋白质不受影响。图1表示细胞分裂的不同时期同源染色体对数的变化，图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。下列叙述不正确的是（ ）
A．图2中甲细胞和乙细胞内同源染色体对数分别处于图1中的CD段和EF段
B．图2中丙细胞是处于减数第一次分裂后期的初级卵母细胞
C．若图2中丙、丁为一个细胞连续分裂的两个图像，则丁产生的子细胞的名称是卵细胞
D．粘连蛋白被水解发生的时期是有丝分裂后期和减数第二次分裂后期
8．（2022·全国·模拟预测）图甲表示某二倍体动物减数第一次分裂形成的子细胞；图乙表示该动物的细胞中每条染色体上的DNA含量变化；图丙表示该动物一个细胞中染色体组数的变化。下列有关叙述正确的是（ ）
A．图甲中染色体上出现基因A、a可能是同源染色体的姐妹染色单体交叉互换的结果
B．图甲可对应于图乙中的bc段和图丙中的lm段
C．图乙中的bc段和图丙中的jk段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期
D．图乙中的cd段和图丙中hj段形成的原因都与细胞膜的流动性有关
9．（2022·江苏·徐州市第七中学模拟预测）（多选）蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体（2n＝32），雄蜂由卵细胞直接发育而来。下图为雄蜂产生精子过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现)，下列相关叙述错误的是（ ）
A．雄蜂和蜂王在形成成熟的生殖细胞过程中都存在同源染色体的分离
B．雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都含有32条染色体
C．雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子
D．雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性
10．（2021·重庆·模拟预测）图1为某二倍体雄性动物个体（基因型为AaBb）细胞分裂某时期示意图（只展示部分染色体），图2为细胞中核DNA在不同生理活动中的数量变化曲线，回答下列问题：
（1）图1细胞处于___________期，对应于图2曲线中的________段（用图中字母作答），此图所示的染色体数、同源染色体对数、染色体组数分别为________________。
（2）图2CD段中_________________是子细胞染色体数目减半的最关键原因。
（3）图1中1号染色体上的a基因出现的原因是__________________________。
（4）若图1细胞继续正常进行分裂，能产生______种不同基因型的配子。
同类题练习参考答案
1．C 【解析】1或2上的姐妹染色单体上的基因不同（A和a），可能发生交叉互换，体细胞的基因型为AaBbDdee，而3上有E、e，说明E为基因突变而来，因此此细胞可能发生过交叉互换和基因突变，A正确；此细胞正在发生同源染色体的分离，图中有两对同源染色体、两个染色体组，B正确；染色体3和4的着丝粒并未分裂，C错误；细胞中B与b在MⅠ后期随着同源染色体的分离而分离，B与B在MⅡ后期随着姐妹染色单体的分离而分离，D正确。故选C。
2．B 【解析】等位基因的分离、非等位基因的自由组合均发生在减数第一次分裂后期，即乙图表示的细胞分裂时期，A错误；不考虑交叉互换，一个精原细胞通过减数分裂能形成两种4个精子，B正确；正常情况下，姐妹染色单体上含有的基因相同，所以1为A基因，2为a基因，基因1和2互为等位基因，但由于基因A和基因B连锁在一条染色体上，所以A，B基因的遗传不符合自由组合定律，C错误；若3为b，可能是基因突变的结果，也可能是交叉互换的结果，D错误。故选B。
3．B 【解析】根据题意和图示分析可知：图甲细胞中没有同源染色体，并且染色体的着丝粒已分裂，细胞处于减数第二次分裂后期。图乙AF区段表示有丝分裂，FH区段表示减数第一次分裂，HI区段表示减数第二次分裂阶段。图甲细胞处于减数第二次分裂后期，动物基因型是Rr，甲变异的原因可能是减数第一次分裂过程中发生了基因重组，也可能是发生了基因突变，A错误；图乙FG区段表示减数第一次分裂细胞，图甲是减数第二次分裂后期细胞，减数第一次分裂使细胞染色体数目减半，在减数第二次分裂后期着丝粒分裂，染色单体分开成为两条子染色体，染色体数目重新加倍，B正确；图甲细胞所处的分裂时期位于图乙的HI段，都是减数第二次分裂细胞，C错误；图甲细胞细胞质均等分裂，产生的子细胞可能是极体或精细胞，D错误。故选B。
4．A 【解析】分析图甲，图中含有四条染色体，含2对同源染色体，细胞中着丝粒整齐排列在赤道板上，处于有丝分裂中期。分析图乙：ab段形成的原因是DNA分子的复制；bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂全过程、减数第二次分裂前期、中期；cd段形成的原因是着丝粒的分裂；de段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂的后期和末期。图甲细胞中每条染色体上含有2个DNA分子，可对应图乙的bc段；图甲细胞的下一个阶段是有丝分裂后期，而同源染色体上的等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，A错误；结合分析可知，图甲细胞处于有丝分裂中期，有丝分裂产生子细胞的基因型与亲代细胞相同，保证了亲子代之间遗传信息的稳定性，B正确；图乙中ab段表示染色体复制，复制后每条染色体上的DNA数由1变为2；处于bc段的细胞可能包含减数第二次分裂的前期和中期，不含同源染色体，C正确；该猕猴的基因型为MmTt，一个精原细胞若发生交叉互换，则经减数分裂可产生四种基因型的精细胞，D正确。故选A。
5．D 【解析】若AB段存在染色单体，则BC段发生的原因是着丝粒分裂，导致染色体数目暂时加倍，可发生在有丝分裂后期或减数第二分裂后期，A正确；若AB段不存在染色单体，则BC段染色体数目增加是受精作用引起的，B正确；若AB段存在同源染色体，则CD段的发生是由于有丝分裂后期着丝粒分裂造成的，此时细胞中应该含有16条染色体，即此时表示的是有丝分裂过程中染色体数目的变化，C正确；若AB段不存在同源染色体，则改图表示减数分裂过程中染色体数目的变化，BC段染色体数目加倍是由于减数第二次分裂后期着丝粒分裂后造成的，此时CD段细胞中含有2个染色体组，D错误。故选D。
6．B 【解析】分析图示可知，AB段形成的原因是DNA的复制；BC段表示有丝分裂前期和中期、减第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期；CD段形成的原因是着丝粒分裂；DE段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。精细胞是通过减数分裂形成的，在减数分裂过程中，着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期，因此，BC段表示减数第一次分裂各时期和减数第二次分裂前期和中期，有些细胞染色体数为2n，有些细胞染色体数为n，A错误；精原细胞通过有丝分裂形成，着丝粒分裂发生在有丝分裂后期，因此，BC段表示有丝分裂前期和中期，细胞染色体数均为2n，B正确；若BC段发生同源染色体联会，则图像表示的是减数分裂，减数分裂过程中同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换在减数第一次分裂的四分体时期，而DE段表示的是减数第二次分裂，C错误；若BC段某些细胞不存在同源染色体，说明在BC段发生了同源染色体的彼此分离，C时的细胞是次级精母细胞，不含同源染色体，C-D发生的是着丝粒分开裂，D时细胞没有同源染色体，D错误。故选B。
7．C 【解析】分析图1：图1表示细胞内同源染色体的对数，CD为有丝分裂的后期，同源染色体对数加倍，GH同源染色体分离导致细胞内不含有同源染色体，HI处于减数第二次分裂。分析图2：甲细胞含同源染色体且着丝粒分裂，染色体移向细胞两极，处于有丝分裂后期；乙细胞处于有丝分裂的末期，是甲的子细胞；丙细胞正在发生同源染色体的分离，处于减数第一次分裂后期，由于细胞不均分，可判断该细胞是初级卵母细胞；丁细胞无同源染色体，含姐妹染色单体，处于减数第二次分裂前期。图2中甲细胞处于有丝分裂的后期，有4对同源染色体，乙细胞处于有丝分裂的末期，细胞中有2对同源染色体，因此分别处于图1中的CD段和EF段，A正确；图2中丙细胞中正在发生同源染色体的分离，因此处于减数第一次分裂后期，由于细胞不均分，可判断该细胞的名称是初级卵母细胞，B正确；若图2中丙、丁为一个细胞连续分裂的两个图像，根据细胞中染色体大小、颜色可知，丁为次级卵母细胞，因此丁产生的子细胞的名称是卵细胞和（第二）极体，C错误；据题意“细胞内有一种对细胞分裂有调控作用的粘连蛋白，主要集中在染色体的着丝粒位置，粘连蛋白分解时着丝粒会一分为二”，故粘连蛋白被水解发生的时期是有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，D正确。故选C。
8．C 【解析】分析甲图：甲细胞不含同源染色体，且着丝粒都排列在赤道板上，处于减数第二次分裂中期。分析乙图：ab段形成的原因是DNA复制；bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期；cd段形成的原因是着丝粒分裂；de段表示有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期。
分析丙图：fg表示减数第一次分裂末期；hj表示减数第二次分裂后期着丝粒分裂，染色体组暂时加倍；kl表示减数第二次分裂末期。图甲中染色体上出现基因A、a可能是同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的结果，也可能是基因突变的结果，A错误；图甲细胞中每条染色体含有2个DNA分子，对应于图乙中的bc段；图甲细胞处于减数第二次分裂中期，对应图丙中的gh段，B错误；图乙中的bc段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期，而图丙中的 jk 段表示减数第二次分裂后期，因此图乙中的 bc 段和图丙中的 jk 段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期，C正确；图乙中的cd段和图丙中的hj段，形成的原因都是与着丝粒的分裂有关，D错误。故选C。
9．ACD 【解析】雄蜂是由蜂王未受精的卵细胞发育而来的，属于单倍体，由此说明蜂王的卵细胞具有全能性。雄蜂可进行假减数分裂，能形成2个正常的精子，且精子中只含有一个染色体组。蜂王通过真正的减数分裂产生正常的卵细胞（含一个染色体组）。蜜蜂的雌雄是由单倍体（雄性）和二倍体（雌性）决定的，和性染色体无关，因而不存在真正意义上的性染色体。雄蜂是单倍体，没有同源染色体，减数分裂过程中均未出现同源染色体的分离，A错误；雄蜂是单倍体，雄蜂有丝分裂后期与减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，细胞中都含有32条染色体，B正确；据图可知，雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生1个正常的精子，C错误；雄蜂不含同源染色体，产生精子过程中不会发生同源染色体分离和非同源染色体的自由组合，D错误。故选ACD。
10．（1） 减数第一次分裂后期 CD 4、2、2
（2）同源染色体分离
（3）基因突变
（4）3
【解析】据图分析可知，图1中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，该细胞处于减数第一次分裂后期，为初级精母细胞。
图2中AG段表示形成精子的过程，HI表示受精作用，IQ段表示有丝分裂过程。
（1）由分析可知，图1细胞中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，该细胞处于减数第一次分裂后期。图2曲线中AC段表示减数第一次分裂前的间期，CD段表示减数第一次分裂，EF表示减数第二次分裂，故图1细胞对应于图2曲线中的CD段。染色体数等于着丝粒数，故图1细胞中染色体数为4条；1和2为一对同源染色体，3和4为一对同源染色体，故同源染色体对数为2；1和3为一个染色体组，2和4为一个染色体组，故有2个染色体组数。
（2）图2中CD段表示减数第一次分裂后期，该期间染色体行为变化是同源染色体分离和非同源染色体自由组合，而染色体数目减半发生在减数第一次分裂，同源染色体分离是子细胞中染色体数目减半的最关键原因。
（3）图1细胞中1号染色体的姐妹染色单体应是相同基因，但此时出现了等位基因，可能是A基因突变成了a基因。由于图中阴影颜色并没有显示a基因片段移到1号染色体上，则不会是发生交叉互换。
（4）由于图1细胞中发生了基因突变，则该细胞可产生3种不同基因型的配子，即AB、aB、ab或Ab、ab、aB。
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