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(共102张PPT)
减数分裂和受精作用
第21课时
1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。
课标要求
考情分析
减数分裂的过程 2023·江苏·T8　2023·天津·T8　2023·北京·T5　2022·湖北·T18
2022·全国乙·T1　2022·北京·T5　2021·福建·T12　2021·海南·T12
2021·重庆·T8　2020·北京·T7　2020·天津·T7
1.减数分裂相关概念
(1)减数分裂的概念
花药
有性生殖
成熟生殖细胞
分裂两次
一半
睾丸
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体
a.请据图(精子、卵细胞、受精卵、初级性母细胞)描述同源染色体的概念。
提示　配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。
b.受精卵中1号染色体上某位置有A基因，则3号染色体上相同位置是___________________。
c.有丝分裂过程中 (填“存在”或“不存在”)同源染色体，有丝分裂后期图中1号和5号 (填“是”或“不是”)同源染色体。
A基因或其等位基因
存在
不是
提醒　同源染色体的形状、大小未必都相同；形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体；有丝分裂过程中始终存在同源染色体。
②非同源染色体
指形状、大小一般 ，且在减数分裂过程中不发生_____的染色体。如图受精卵中的1和2(或4)、3和2(或4)。
不相同
联会
提醒　细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。
(3)联会：__________________
___________________的现象。
(4)四分体：联会后的每对同源染色体都含有 ，叫作四分体。
在减数分裂过程中，
同源染色体两两配对
四条染色单体
提醒　①联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。
②1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)互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段的现象。如图就发生了染色体互换，据图分析互换的意义是 。
增加了配子的种类
2.精子的形成过程
联会
四分体
同源
非同源
着丝粒
着丝粒
3.精子和卵细胞形成过程的比较
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 ______________ _____
细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞 分裂；极体 分裂
是否变形 _____ 不变形
睾丸(曲细精管)
卵巢
不均等
均等
变形
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
结果 1个精原细胞→ 个精细胞→变形成为___个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→ 个较大的卵细胞
(成熟配子)和 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
4
4
1
3
应用　性别鉴定方式
细胞水平 (1)减数分裂Ⅰ时细胞质均等分裂→雄性；
(2)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ时细胞质不均等分裂→雌性；
(3)减数分裂Ⅱ时细胞质均等分裂→无法判断性别
染色体水平(XY型性别决定生物) (1)存在同源染色体，有一对染色体大小形态不同，则为雄性；
(2)存在同源染色体，每对染色体大小形态都相同，则为雌性
4.配子的多样性的成因
(1)自由组合(变异类型： )
据图分析可知，对于一个含有两对
同源染色体的个体，在同源染色体
分离，非同源染色体自由组合时，
会有 种组合结果，因此会形成
种次级精(卵)母细胞，从而形成 种配子。
基因重组
四
四
四
(2)请完善下表——减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。
项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
1个精原细胞 种 种
1个雄性个体 种 最多 种
1个卵原细胞 种 种
1个雌性个体 ____种 最多 种
2n
2n
2n
2n
2
2n
1
2n
(3)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型： )
基因重组
5.受精作用
受精卵
细胞核
细胞核
染色体
染色体
精子(父方)
卵细胞(母方)
染色体数
染色体组成
遗传
物质
随机性
多样性
目恒定
6.减数分裂过程中相关物质变化
(1)染色体数目变化曲线
请结合减数分裂过程中的染色体变化，分析回答：
着丝粒分裂后形成的染色体分离，并分别进入两个子细胞，染色体数目减半
同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，染色体数目减半
着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍到体细胞水平
(2)核DNA数目变化曲线
结合减数分裂过程中的核DNA变化，分析回答：
着丝粒分裂，染色体上的DNA分开，分别进入两个子细胞，数量再减半
DNA复制，核DNA数目加倍
核DNA随同源染色体分离，并分别进入两个子细胞中，核DNA数目减半
(3)染色单体数目变化曲线
请结合减数分裂过程中的染色单体数目变化，分析回答：
着丝粒分裂，染色单体消失
DNA复制，染色单体形成
同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，染色单体数目减半
(1)同源染色体的形态大小不一定相同，但形态大小相同的一定是同源染色体(不考虑变异)(　　)
提示　同源染色体的着丝粒分裂后形成的两条染色体形态大小相同，但不是同源染色体。
(2)同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间(　　)
提示　同源染色体的片段互换发生在非姐妹染色单体之间。
×
×
(3)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ(　　)
(4)雌果蝇体细胞中有4对同源染色体，经减数分裂得到的卵细胞有2对同源染色体(　　)
提示　雌果蝇体细胞中有4对同源染色体，经减数分裂得到的卵细胞有4条非同源染色体。
√
×
(5)一个基因型为AaBb的个体，若部分细胞出现了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，则产生配子的种类数可能会增多(　　)
提示　一个基因型为AaBb的个体，减数分裂后可产生4种配子；若部分细胞出现了同源染色体非姐妹染色单体间的互换，产生配子的种类仍为4种。
×
随着我国的生育政策放开，高龄产妇人数增加，据不完全统计，40岁以上的妇女所生的子女，唐氏综合征的发病率比25～34岁妇女生育的子女大约高10倍。我国有20%～25%的人患有遗传病，仅唐氏综合征患者的总数就有60万以上。请分析回答下列问题：
(1)如图1所示为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互
换形成了如图2所示的四个精子，则来
自同一个次级精母细胞的是 。
①③、②④
(2)(2022·湖北，T18改编)为了分析某唐氏综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。请推测关于该患儿致病的原因：
①考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞________
_________________ 21号染色体分离异常；
②不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞______
_______ 21号染色体分离异常。
减数分
裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅰ
考向一　减数分裂和受精作用的过程分析
1.(2024·扬州高三统考)如图为水稻(2n＝24)花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。下列叙述正确的是
A.图①中，移向细胞两极的染色体上的基因组成
一定相同
B.图②四分体中也可能发生姐妹染色单体的互换
C.图③中非同源染色体会发生自由组合，是导致配子多样性的原因之一
D.图①细胞中染色体数目与核DNA数目相同，都为图③细胞中的一半
√
1
2
3
4
5
6
1
2
图①中，着丝粒分裂，姐妹染色单体成为两条染
色体，并且彼此分离移向细胞两极，移向细胞两
极的染色体是经过DNA复制产生的，因此一般情
况下其上的基因组成相同，但若在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换，则移向细胞两极的染色体上的基因组成可能不相同，A错误；
细胞②中同源染色体联会形成四分体，可能会发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，B错误；
3
4
5
6
1
2
图③中非同源染色体会发生自由组合，进而
导致基因重组，这是导致配子多样性的原因
之一，C正确；
图①细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其中染色体数目和核DNA数目与体细胞中的染色体数目和核DNA数目相同；图③细胞处于减数分裂Ⅰ后期，此时细胞中的染色体数目与体细胞中的相同，但核DNA数目是体细胞中的二倍，D错误。
3
4
5
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2.(2021·湖北，13)植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
√
1
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防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，A错误，B正确；
由题干信息“当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；
据题意可知，ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。
1
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6
考向二　配子的类型和来源分析
3.(2020·北京，7)如图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。下列相关叙述不正确的是
A.该个体的基因型为AaBbDd
B.该细胞正在进行减数分裂
C.该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子
D.A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律
√
1
2
3
4
5
6
根据图示细胞中的基因分布可以发现，该个体的基因
型为AaBbDd，A正确；
图中显示同源染色体正在联会，且下方的一对同源染
色体非姐妹染色单体之间正在发生互换，可判定该细
胞正在进行减数分裂，B正确；
图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，由此可知，该细胞分裂完成后可以产生4种基因型的配子，C错误；
1
2
3
4
5
6
由题图可知，A、a和D、d基因位于非同源染色体上，因此它们的遗传遵循自由组合定律，D正确。
1
2
3
4
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6
4.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(不考虑同源染色体的非姐妹
染色单体的互换)
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
√
1
2
3
4
5
6
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。
1
2
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6
根据基因型或染色体“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”( 与 及 与 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。
1
2
考向三　减数分裂相关过程中结构或物质数量变化的分析
5.(2024·江苏海安高级中学高三模拟)某科研小组用基因型为AaBb的某雄性动物做研究，测定其体内不同细胞中的染色体数目和核DNA数目，结果如图甲，其中一个细胞处于图乙状态(发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)。下列分析错误的是
A.图乙细胞产生的子细胞有4种基因型
B.图甲中c、d、e、f细胞含有的染色体组数相同
C.图甲中b细胞只具有A/a、B/b两对等位基因中的一对
D.图乙细胞在减数分裂Ⅱ时期出错可产生基因型为Aabb的子细胞
√
3
4
5
6
由题意可知，图乙发生了同源染色
体非姐妹染色单体之间的互换，图
乙细胞产生的子细胞有4种基因型
(AB、Ab、aB、ab)，A正确；
图甲中c、d、e、f细胞表示染色体数不变，核DNA数由2n到4n，表示处于细胞分裂间期，此时细胞含有的染色体组数相同，B正确；
1
2
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5
6
图甲中b细胞核DNA数是2n，染色体
数是n，表示处于减数分裂Ⅱ前期、
中期，若减数分裂Ⅰ前期未发生同
源染色体非姐妹染色单体之间的互
换，此时同源染色体分离，b细胞中含有A和a基因其中一种及B和b基因其中一种，C错误；
1
2
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4
5
6
图乙细胞在减数分裂Ⅰ发生了同源
染色体非姐妹染色单体之间的互换，
若图乙细胞减数分裂Ⅱ出现差错，
如姐妹染色单体移向细胞的同一极，
则可能产生基因型为Aabb的细胞，D正确。
1
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6
1
2
6.雄果蝇(2n＝8)基因型为AaBb，A、B基因位于同一条常染色体上，该雄果蝇某精原细胞减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段互换，产生一个基因型为Ab的精子。该精原细胞进行减数分裂过程中，某两个分裂期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。
3
4
5
6
1
2
下列叙述正确的是
A.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
B.乙时期细胞中可能含有2条X染色体
C.来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因
型是ab或aB
D.该雄果蝇产生的精子比例为1∶1∶1∶1
√
3
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5
6
图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，细胞中无染色单体，A错误；
图乙可表示减数分裂Ⅱ后期或减数分裂Ⅰ前的间期G1期，因为该果蝇为雄性，若该图表示减数分裂Ⅰ前的间期G1期，则乙时期细胞中含有1条X染色体，若该图表示减数分裂Ⅱ后期，当减数分裂Ⅰ结束后进入该细胞中的是Y染色体，则乙时期细胞中含有0条X染色体，若进入该细胞中的是X染色体，则乙时期细胞中含有2条X染色体，B正确；
1
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6
产生该精子时，若是A、a基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是AB或aB；若是B、b基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab或aB，综合两种情况，来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因型是ab或aB或AB，C错误；
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6
该雄果蝇基因型为AaBb，A、B基因位于同一条常染色体上，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换，能产生基因型为AB、Ab、aB、ab的精子，同源染色体非姐妹染色单体之间的互换发生的概率较低，因此产生四种精子的概率不是1∶1∶1∶1，D错误。
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6
一、填空默写
1.(必修2 P20)同源染色体：________________________________________
_________________________________________。
2.(必修2 P20)联会： 。
3.(必修2 P20)四分体： 。
4.减数分裂Ⅰ染色体数目减半的原因是_____________________________
_________。
在减数分裂中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方
同源染色体两两配对的现象
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体
同源染色体分离，并分别进入两
个子细胞
5.请写出下列各细胞的名称：
A： 、B： 、C： 、D：______
________________。
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
次级
精母细胞或极体
6.(必修2 P27) 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。
7.(必修2 P27)在有性生殖过程中，__________________________________
__________________________________________________________________________________，同一双亲的后代必然呈现多样性。
减数分裂和受精作用
减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性
二、构建模型
1.请分别绘制减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的前、中、后六个时期的细胞分裂图像(以卵原细胞内含有六条染色体为例)。
提示　如图所示
2.请绘制二倍体生物减数分裂相关过程中的物质变化图。
(1)染色体数目变化图
提示　如图所示
(2)核DNA数目变化图
提示　如图所示
(3)染色单体数目变化图
提示　如图所示
(4)每条染色体上DNA数量变化
提示　如图所示
课时精练
一、选择题
1.(2021·福建，12)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞，其中正确的是
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√
图示细胞着丝粒分裂，无同源染色体，细胞质不均等分裂，可表示次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ后期，A正确；
图示细胞中含有同源染色体，应处于减数分裂Ⅰ后期，此时应发生同源染色体分离，B错误；
卵细胞形成过程在减数分裂Ⅰ后期细胞质应不均等分裂，C错误；
卵巢的次级卵母细胞进行正常减数分裂Ⅱ时无同源染色体，若为有丝分裂，细胞质应均等分裂，D错误。
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2.(2022·全国乙，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是
A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期
C.减数分裂Ⅰ D.减数分裂Ⅱ
√
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在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是减数分裂Ⅱ的后期，D符合题意。
3.(2023·天津，8)如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是
A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B.乙中染色体组是丙中两倍
C.乙中同源染色体对数是丙中两倍
D.乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
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甲图像中无同源染色体，姐妹染色单体分离形成两条子染色体，染色体移向细胞两极，处于减数分裂Ⅱ后期，A错误；
乙为减数分裂Ⅰ前期，有两对同源染色体，2个染色体组，丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，有1个染色体组，B正确，C错误；
丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。
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4.(2022·北京，5)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出
A.雄蜂体细胞中无同源染色体
B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半
C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合
D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同
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√
雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A不符合题意；
雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B符合题意；
蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合，C不符合题意；
蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同，蜜蜂的性别与染色体数目有关，而果蝇的性别决定与性染色体有关，D不符合题意。
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5.(2021·海南，12)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫的精原细胞进行减数分裂的过程，下列叙述错误的是
A.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体
B.减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型
D.该蝗虫可产生4种精子，其基因型为AO、aO、AXR、aXR
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√
该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异，一个精原细胞在减数分裂Ⅱ后期有2个次级精母细胞，两种基因型，但该个体有多个精原细胞，在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型，C错误。
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6.(2024·扬州高三模拟)进行有性生殖的生物其后代具有多样性的原因不包括
A.减数分裂Ⅰ过程中非同源染色体发生自由组合
B.减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体分开移向细胞两极
C.受精过程中精子与卵细胞的结合具有随机性
D.减数分裂Ⅰ过程中四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间互换相
应片段
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7.(2024·重庆南开中学高三校考)如图表示轮虫的生活史，环境条件良好时，轮虫进行孤雌生殖，环境条件不良时，轮虫进行有性生殖。下列相关分析正确的是
A.环境条件良好时，轮虫的性别
比例接近1∶1
B.雄性轮虫产生精子的过程形成
n个四分体
C.需精卵发育成雄虫的过程中细胞中最多有4n条染色体
D.轮虫的性别决定方式与蜜蜂相似
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环境条件良好时，轮虫孤雌生
殖，群体中几乎没有雄性个体，
A错误；
雄性轮虫是单倍体，细胞内没
有同源染色体，不能联会形成四分体，B错误；
需精卵(n)通过有丝分裂和细胞分化形成雄性个体，有丝分裂过程中染色体数目最多为2n，C错误；
据图分析可知，轮虫的性别是由染色体组数决定的，与蜜蜂相似，D正确。
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8.下列人体细胞中染色体数可能相同，而核DNA含量一定不同的是
A.初级精母细胞和精细胞
B.精原细胞和次级精母细胞
C.卵原细胞和卵细胞
D.初级卵母细胞和次级卵母细胞
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15
初级精母细胞的染色体数是46条、精细胞的染色体数是23条，初级精母细胞的核DNA是92个、精细胞的核DNA是23个，A不符合题意；
精原细胞的染色体数是46条、次级精母细胞的染色体数是23或46条，精原细胞的核DNA是46个或92个、次级精母细胞的核DNA是46个，B不符合题意；
卵原细胞的染色体数是46条、卵细胞的染色体数是23条，卵原细胞的核DNA是46个或92个、卵细胞的核DNA是23个，C不符合题意；
初级卵母细胞的染色体数是46条、次级卵母细胞的染色体数是23或46条，初级卵母细胞的核DNA是92个、次级卵母细胞的核DNA是46个，D符合题意。
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9.(2024·镇江第一中学高三模拟)如图为某昆虫(2n＝8)体内一个减数分裂Ⅰ后期细胞的局部示意图(图中只显示其中2条染色体)，细胞另一极的结构未绘出，已知该昆虫的基因型为GgXEY(只考虑一次变异)。下列叙述正确的是
A.图示完整细胞内应有8条染色单体
B.图示细胞的子细胞染色体和DNA数均减半
C.图示细胞经过分裂能得到3种或4种配子
D.图示细胞为次级精母细胞，应进行均等分裂
√
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由题图分析可知，该昆虫2n＝8，图示细胞处于减数分
裂Ⅰ后期，完整细胞内应有8条染色体，16条染色单体，
A错误；
该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，所以分裂产生的子细胞中染色体和核DNA数均减半，细胞质基质中的DNA数目情况未知，B错误；
图示细胞经过分裂能得到3种配子(发生的是基因突变)或4种配子(发生的是同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)，C正确；
根据该动物的基因型(GgXEY)可知，该动物的性别为雄性，则该细胞为初级精母细胞，D错误。
10.(2024·连云港高三统考)如图1是某高等动物减数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，图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是
A.图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色
单体、核DNA
B.若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，
则图1所示②时期处于图2中cd段
C.若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，则图2的ab段一定会发生基因
重组
D.若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，则处于cd段的细胞中有姐妹
染色单体
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√
由题图分析可知，图1中乙在③中不存在，所以乙为染色单体；①中甲∶丙＝2∶1，所以甲为核DNA，丙为染色体，图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体，A错误；
图1②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，且染色体数目是体细胞的一半，处于减数分裂Ⅱ前期和中期，若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，则图1所示②时期处于图2中cd段，B正确；
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若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，当ab段代表减数分裂Ⅰ，则在前期或者后期可能发生基因重组，当ab段代表减数分裂Ⅱ后期，则不会发生基因重组，C错误；
若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，若cd段处于减数分裂Ⅱ，减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体；若cd段处于减数分裂Ⅱ结束后，此时的细胞中无姐妹染色单体，D错误。
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11.某雄果蝇的基因型为AaXBY，用三种不同颜色的荧光分别标记一个精原细胞的A、a、B基因，再检测该细胞①②③三个时期中染色体、核DNA、染色单体的数量，如表所示。同时检测三个时期细胞的荧光标记，不考虑基因突变和染色体变异。下列说法正确的是
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的是染色体、染色单体、
核DNA
B.①时期不会出现3种颜色的6个荧光位点
C.②时期的某个细胞中可能出现3种颜色的
4个荧光位点
D.③时期的细胞中荧光素的种类数有1、2、3三种可能
√
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项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
① 16 8 16
② 8 4 8
③ 0 4 4
Ⅰ有时数量为0，因此Ⅰ为染色单体，Ⅱ有时数量少于Ⅲ，因此Ⅱ为染色体，Ⅲ为核DNA，A错误；
①时期染色体数目为8，有染色单体，处于减数分裂Ⅰ，染色体经过了复制，A、a、B基因也都经过了复制，因此会出现3种颜色的6个荧光位点，B错误；
②时期的染色体数目减半，且有染色单体，处于减数分裂Ⅱ前期、中期，若发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，某个细胞中可能出现A、a、B三种基因，有3种颜色的4个荧光位点(A、a、B、B)，C正确；
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③时期染色单体数为0，染色体数为4，为精细胞，4个精细胞的基因型可能为AXB、aY或aXB、AY或AXB、aXB、AY、aY，细胞中荧光素的种类数有1、2两种可能，D错误。
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12.(2024·三亚高三模拟)A/a、B/b、C/c三对等位基因遵循自由组合定律。基因型为AaBbCc的一个精原细胞经减数分裂产生了基因型为Bc、AaBc、AbC、abC的4个精子，下列有关分析不成立的是
A.A与a基因所在同源染色体发生了互换
B.B与b基因所在同源染色体发生了互换
C.减数分裂Ⅰ时，C与c基因所在染色体分离正常
D.减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常
√
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基因型为AaBbCc的一个精原细胞未发生互换的情况下，能产生两种基因型的四个精细胞，若考虑互换，能产生四种基因型的四个精细胞。从Bc、AaBc、AbC，abC这4个精子的基因型来看，A与a基因所在同源染色体发生了互换，且在减数分裂Ⅱ A与a基因所在染色体分离异常，其他基因所在的染色体正常进行了减数分裂，B符合题意。
13.(2024·武汉十一中高三校考)黏连蛋白对减数分裂过程中染色体的分离有重要作用，如图所示。在分裂间期染色体多处与黏连蛋白结合。在减数分裂Ⅰ后期，染色体臂上的黏连蛋白复合体断开，同源染色体分离。但着丝粒附近的黏连蛋白被动粒保护蛋白保护，仍然将姐妹染色单体黏连在一起。动粒保护蛋白可募集磷酸酶，
可以去除着丝粒附近黏连蛋白的磷酸基
团，从而使其无法被分离酶切开。在减
数分裂Ⅱ，动粒保护蛋白降解，姐妹染
色单体也被拉向两极。下列叙述不正确
的是
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A.黏连蛋白可能在间期合成，可黏连
两条姐妹染色单体
B.减数分裂Ⅰ前期黏连蛋白起保护作
用，此时具有四分体
C.减数分裂Ⅰ后期，染色体上不存在
黏连蛋白
D.减数分裂Ⅱ中黏连蛋白可被分离酶分解导致染色单体分离
√
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减数分裂Ⅰ后期着丝粒附近的黏连蛋白被动粒保护蛋白保护，仍然将姐妹染色单体黏连在一起，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离(存在染色单体)，此时染色体上还存在黏连蛋白，C错误。
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14.如图甲是某雄性果蝇的细胞在分裂过程中同源染色体对数的变化，图乙是细胞分裂过程示意图(注：细胞中仅显示部分染色体)。下列说法错误的是
A.同源染色体上等位基因的分离一般发生在图甲
中的ab段
B.图乙细胞③中1号和2号染色体相同位置上的基
因属于等位基因
C.减数分裂中着丝粒分裂发生在图甲的cd段，de
段代表受精作用
D.图乙细胞②是次级精母细胞，其中共有4条形
态大小不同的染色体
√
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图甲中ab段表示减数分裂Ⅰ，cd段表示减数分裂Ⅱ，同源染色体上等位基因的分离一般发生在减数分裂Ⅰ过程中，此时细胞中同源染色体对数为4对，因此同源染色体上等位基因的分离一般发生在图甲中的ab段，A正确；
图乙细胞③中1号和2号染色体相同位置上的基因正常情况下属于相同基因，B错误；
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减数分裂中着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，此时细胞中没有同源染色体，故发生在图甲的cd段，de段代表受精作用，C正确；
由于是雄性果蝇，图乙细胞②处于减数分裂Ⅱ中期，是次级精母细胞，不含同源染色体，染色体数目是体细胞中的一半，共有4条形态大小不同的染色体，D正确。
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二、非选择题
15.(2024·南宁高三模拟)粗糙型链孢霉(染色体数2n＝14)是一种多细胞真菌，其部分生活史过程如图1所示，子囊是粗糙型链孢霉的生殖器官。合子先进行减数分裂，再进行一次有丝分裂，最终形成8个子囊孢子。由于子囊外形狭窄，合子分裂形成的8个子囊孢子按分裂形成的顺序排列在子囊中，图2表示粗糙型链孢霉细胞不同分裂时期的图像(仅示部分染色体)。请回答下列问题：
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15
(1)图1的b中含有染色单体____条，形成的每个子囊孢子中染色体的数目为____条。
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0
7
子囊孢子是合子先进行一次减
数分裂，再进行一次有丝分裂
得到的，减数分裂和有丝分裂
各进行一次染色体的复制，减
数分裂进行连续两次细胞分裂，
b为经过减数分裂Ⅱ后形成的细
胞，在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开，故形成的b中不含染色单体，染色体数为体细胞中的一半，即含有7条染色体，0条染色单体。在经过一次有丝分裂后，细胞内染色体数目不变，故最后形成的每个子囊孢子中染色体的数目为7条。
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15
(2)在图1所示C过程中，可以观察到图2中的________所示图像。图2中丙图像可能出现在图1中的_____(填图1中表示过程的大写字母)过程中。
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甲、乙
D
图1所示C过程为减数分裂Ⅰ，图2中甲表示减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对，出现联会现象。乙表示减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分开。因此在图1所示C过程中，可以观察到图2中的甲和乙所示图像。丙是减数分裂Ⅱ后期的图像，可出现在图1的D过程(减数分裂Ⅱ)中。
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(3)已知子囊孢子大型(R)对小型(r)为显性，
黑色(H)对白色(h)为显性，两对基因位于
非同源染色体上。现将大型黑色、小型白
色两种子囊孢子分别培养成菌丝，两种菌
丝杂交产生合子，该合子基因型为________。若图1所示子囊中的b细胞表型为大型白色，则同一子囊中最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是图3中的______(不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)。
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RrHh
C
大型黑色、小型白色两种子囊孢
子的基因型分别为RH、rh，两种
菌丝杂交产生合子，该合子基因
型为RrHh。图1所示子囊的b细胞
表型为大型白色，基因型为Rh，
不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，则同一子囊中的c细胞基因型为rH。再通过有丝分裂形成8个子囊孢子，基因型分别为Rh、Rh、Rh、Rh、rH、rH、rH、rH，子囊孢子能直接表现出其基因型所对应的表型，故最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是4个大型白色，后面4个小型黑色，C符合题意。
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(4)在细胞分裂间期，线粒体的数目增多，其增多的方式有3种假设：Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成；Ⅲ.线粒体分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中线粒体的放射性。结果如表：
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标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
①与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是__________________。
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标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
自身不能合成胆碱
与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株要加胆碱才能繁殖，说明链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱，所以采用链孢霉营养缺陷型突变株的目的是排除细胞内自身合成的胆碱对实验的干扰。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是____________
______________________________________。
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标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
成分与前一
步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记
实验中所用的“另一种培养基”与前一种培养基相比，能让链孢霉营养缺陷型突变株在其上培养，从结果来看检测的是标记后细胞增殖的代数与测得的相对放射性的关系，所以“另一种培养基”配制成分上的要求是成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记。
③通过上述实验，初步判断3种假设中成立的是____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
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标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
Ⅲ
表格结果显示，随着细胞增殖代数的增加，测得的细胞中线粒体的相对放射性成倍减少，初步判断3种假设中成立的是Ⅲ。第21课时　减数分裂和受精作用
课标要求 1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。
考情分析 减数分裂的过程 2023·江苏·T8　2023·天津·T8　2023·北京·T5 2022·湖北·T18　2022·全国乙·T1　2022·北京·T5 2021·福建·T12　2021·海南·T12　2021·重庆·T8 2020·北京·T7　2020·天津·T7
1．减数分裂相关概念
(1)减数分裂的概念
(2)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体
a．请据图(精子、卵细胞、受精卵、初级性母细胞)描述同源染色体的概念。
提示　配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。
b．受精卵中1号染色体上某位置有A基因，则3号染色体上相同位置是A基因或其等位基因。
c．有丝分裂过程中存在(填“存在”或“不存在”)同源染色体，有丝分裂后期图中1号和5号不是(填“是”或“不是”)同源染色体。
提醒　同源染色体的形状、大小未必都相同；形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体；有丝分裂过程中始终存在同源染色体。
②非同源染色体
指形状、大小一般不相同，且在减数分裂过程中不发生联会的染色体。如图受精卵中的1和2(或4)、3和2(或4)。
提醒　细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。
(3)联会：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。
(4)四分体：联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体，叫作四分体。
提醒　①联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。
②1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)互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段的现象。如图就发生了染色体互换，据图分析互换的意义是增加了配子的种类。
2．精子的形成过程
3．精子和卵细胞形成过程的比较
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
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
应用　性别鉴定方式
细胞水平 (1)减数分裂Ⅰ时细胞质均等分裂→雄性； (2)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ时细胞质不均等分裂→雌性； (3)减数分裂Ⅱ时细胞质均等分裂→无法判断性别
染色体水平(XY型性别决定生物) (1)存在同源染色体，有一对染色体大小形态不同，则为雄性； (2)存在同源染色体，每对染色体大小形态都相同，则为雌性
4.配子的多样性的成因
(1)自由组合(变异类型：基因重组)
据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的个体，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有四种组合结果，因此会形成四种次级精(卵)母细胞，从而形成四种配子。
(2)请完善下表——减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。
项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
1个精原细胞 2n种 2种
1个雄性个体 2n种 最多2n种
1个卵原细胞 2n种 1种
1个雌性个体 2n种 最多2n种
(3)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型：基因重组)
5．受精作用
6．减数分裂过程中相关物质变化
(1)染色体数目变化曲线
请结合减数分裂过程中的染色体变化，分析回答：
(2)核DNA数目变化曲线
结合减数分裂过程中的核DNA变化，分析回答：
(3)染色单体数目变化曲线
请结合减数分裂过程中的染色单体数目变化，分析回答：
判断正误
(1)同源染色体的形态大小不一定相同，但形态大小相同的一定是同源染色体(不考虑变异)(　×　)
提示　同源染色体的着丝粒分裂后形成的两条染色体形态大小相同，但不是同源染色体。
(2)同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间(　×　)
提示　同源染色体的片段互换发生在非姐妹染色单体之间。
(3)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ(　√　)
(4)雌果蝇体细胞中有4对同源染色体，经减数分裂得到的卵细胞有2对同源染色体(　×　)
提示　雌果蝇体细胞中有4对同源染色体，经减数分裂得到的卵细胞有4条非同源染色体。
(5)一个基因型为AaBb的个体，若部分细胞出现了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，则产生配子的种类数可能会增多(　×　)
提示　一个基因型为AaBb的个体，减数分裂后可产生4种配子；若部分细胞出现了同源染色体非姐妹染色单体间的互换，产生配子的种类仍为4种。
随着我国的生育政策放开，高龄产妇人数增加，据不完全统计，40岁以上的妇女所生的子女，唐氏综合征的发病率比25～34岁妇女生育的子女大约高10倍。我国有20%～25%的人患有遗传病，仅唐氏综合征患者的总数就有60万以上。请分析回答下列问题：
(1)如图1所示为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是①③、②④。
(2)(2022·湖北，T18改编)为了分析某唐氏综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。请推测关于该患儿致病的原因：
①考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ 21号染色体分离异常；
②不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ 21号染色体分离异常。
考向一　减数分裂和受精作用的过程分析
1．(2024·扬州高三统考)如图为水稻(2n＝24)花粉母细胞减数分裂过程中处于三个时期的细胞显微照片。下列叙述正确的是(　　)
A．图①中，移向细胞两极的染色体上的基因组成一定相同
B．图②四分体中也可能发生姐妹染色单体的互换
C．图③中非同源染色体会发生自由组合，是导致配子多样性的原因之一
D．图①细胞中染色体数目与核DNA数目相同，都为图③细胞中的一半
答案　C
解析　图①中，着丝粒分裂，姐妹染色单体成为两条染色体，并且彼此分离移向细胞两极，移向细胞两极的染色体是经过DNA复制产生的，因此一般情况下其上的基因组成相同，但若在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换，则移向细胞两极的染色体上的基因组成可能不相同，A错误；细胞②中同源染色体联会形成四分体，可能会发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，B错误；图③中非同源染色体会发生自由组合，进而导致基因重组，这是导致配子多样性的原因之一，C正确；图①细胞处于减数分裂 Ⅱ 后期，其中染色体数目和核DNA数目与体细胞中的染色体数目和核DNA数目相同；图③细胞处于减数分裂 Ⅰ 后期，此时细胞中的染色体数目与体细胞中的相同，但核DNA数目是体细胞中的二倍，D错误。
2．(2021·湖北，13)植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是(　　)
A．多精入卵会产生更多的种子
B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
答案　A
解析　防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，A错误，B正确；由题干信息“当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；据题意可知，ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。
考向二　配子的类型和来源分析
3.(2020·北京，7)如图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．该个体的基因型为AaBbDd
B．该细胞正在进行减数分裂
C．该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子
D．A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律
答案　C
解析　根据图示细胞中的基因分布可以发现，该个体的基因型为AaBbDd，A正确；图中显示同源染色体正在联会，且下方的一对同源染色体非姐妹染色单体之间正在发生互换，可判定该细胞正在进行减数分裂，B正确；图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，由此可知，该细胞分裂完成后可以产生4种基因型的配子，C错误；由题图可知，A、a和D、d基因位于非同源染色体上，因此它们的遗传遵循自由组合定律，D正确。
4.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(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体的互换)(　　)
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。
归纳提升　根据基因型或染色体“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”(与及与视作相同)，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。
考向三　减数分裂相关过程中结构或物质数量变化的分析
5．(2024·江苏海安高级中学高三模拟)某科研小组用基因型为AaBb的某雄性动物做研究，测定其体内不同细胞中的染色体数目和核DNA数目，结果如图甲，其中一个细胞处于图乙状态(发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)。下列分析错误的是(　　)
A．图乙细胞产生的子细胞有4种基因型
B．图甲中c、d、e、f细胞含有的染色体组数相同
C．图甲中b细胞只具有A/a、B/b两对等位基因中的一对
D．图乙细胞在减数分裂 Ⅱ 时期出错可产生基因型为Aabb的子细胞
答案　C
解析　由题意可知，图乙发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，图乙细胞产生的子细胞有4种基因型(AB、Ab、aB、ab)，A正确；图甲中c、d、e、f细胞表示染色体数不变，核DNA数由2n到4n，表示处于细胞分裂间期，此时细胞含有的染色体组数相同，B正确；图甲中b细胞核DNA数是2n，染色体数是n，表示处于减数分裂Ⅱ前期、中期，若减数分裂Ⅰ前期未发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，此时同源染色体分离，b细胞中含有A和a基因其中一种及B和b基因其中一种，C错误；图乙细胞在减数分裂Ⅰ发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，若图乙细胞减数分裂Ⅱ出现差错，如姐妹染色单体移向细胞的同一极，则可能产生基因型为Aabb的细胞，D正确。
6.雄果蝇(2n＝8)基因型为AaBb，A、B基因位于同一条常染色体上，该雄果蝇某精原细胞减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段互换，产生一个基因型为Ab的精子。该精原细胞进行减数分裂过程中，某两个分裂期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
B．乙时期细胞中可能含有2条X染色体
C．来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因型是ab或aB
D．该雄果蝇产生的精子比例为1∶1∶1∶1
答案　B
解析　图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1∶1，细胞中无染色单体，A错误；图乙可表示减数分裂Ⅱ后期或减数分裂Ⅰ前的间期G1期，因为该果蝇为雄性，若该图表示减数分裂Ⅰ前的间期G1期，则乙时期细胞中含有1条X染色体，若该图表示减数分裂Ⅱ后期，当减数分裂Ⅰ结束后进入该细胞中的是Y染色体，则乙时期细胞中含有0条X染色体，若进入该细胞中的是X染色体，则乙时期细胞中含有2条X染色体，B正确；产生该精子时，若是A、a基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是AB或aB；若是B、b基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab或aB，综合两种情况，来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因型是ab或aB或AB，C错误；该雄果蝇基因型为AaBb，A、B基因位于同一条常染色体上，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换，能产生基因型为AB、Ab、aB、ab的精子，同源染色体非姐妹染色单体之间的互换发生的概率较低，因此产生四种精子的概率不是1∶1∶1∶1，D错误。
一、填空默写
1．(必修2 P20)同源染色体：在减数分裂中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方。
2．(必修2 P20)联会：同源染色体两两配对的现象。
3．(必修2 P20)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。
4．减数分裂Ⅰ染色体数目减半的原因是同源染色体分离，并分别进入两个子细胞。
5．请写出下列各细胞的名称：
A：初级精母细胞、B：初级卵母细胞、C：次级卵母细胞、D：次级精母细胞或极体。
6．(必修2 P27)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。
7．(必修2 P27)在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。
二、构建模型
1．请分别绘制减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 的前、中、后六个时期的细胞分裂图像(以卵原细胞内含有六条染色体为例)。
提示　如图所示
2．请绘制二倍体生物减数分裂相关过程中的物质变化图。
(1)染色体数目变化图
提示　如图所示
(2)核DNA数目变化图
提示　如图所示
(3)染色单体数目变化图
提示　如图所示
(4)每条染色体上DNA数量变化
提示　如图所示
课时精练
一、选择题
1．(2021·福建，12)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞，其中正确的是(　　)
答案　A
解析　图示细胞着丝粒分裂，无同源染色体，细胞质不均等分裂，可表示次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ后期，A正确；图示细胞中含有同源染色体，应处于减数分裂Ⅰ后期，此时应发生同源染色体分离，B错误；卵细胞形成过程在减数分裂Ⅰ后期细胞质应不均等分裂，C错误；卵巢的次级卵母细胞进行正常减数分裂Ⅱ时无同源染色体，若为有丝分裂，细胞质应均等分裂，D错误。
2．(2022·全国乙，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A．有丝分裂的后期 B．有丝分裂的末期
C．减数分裂Ⅰ D．减数分裂Ⅱ
答案　D
解析　在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是减数分裂Ⅱ的后期，D符合题意。
3．(2023·天津，8)如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是(　　)
A．甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B．乙中染色体组是丙中两倍
C．乙中同源染色体对数是丙中两倍
D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
答案　B
解析　甲图像中无同源染色体，姐妹染色单体分离形成两条子染色体，染色体移向细胞两极，处于减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，有两对同源染色体，2个染色体组，丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，有1个染色体组，B正确，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。
4．(2022·北京，5)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出(　　)
A．雄蜂体细胞中无同源染色体
B．雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半
C．蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合
D．蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同
答案　B
解析　雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A不符合题意；雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B符合题意；蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合，C不符合题意；蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同，蜜蜂的性别与染色体数目有关，而果蝇的性别决定与性染色体有关，D不符合题意。
5．(2021·海南，12)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫的精原细胞进行减数分裂的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体
B．减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C．处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型
D．该蝗虫可产生4种精子，其基因型为AO、aO、AXR、aXR
答案　C
解析　该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异，一个精原细胞在减数分裂Ⅱ后期有2个次级精母细胞，两种基因型，但该个体有多个精原细胞，在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型，C错误。
6．(2024·扬州高三模拟)进行有性生殖的生物其后代具有多样性的原因不包括(　　)
A．减数分裂Ⅰ过程中非同源染色体发生自由组合
B．减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体分开移向细胞两极
C．受精过程中精子与卵细胞的结合具有随机性
D．减数分裂Ⅰ过程中四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间互换相应片段
答案　B
7．(2024·重庆南开中学高三校考)如图表示轮虫的生活史，环境条件良好时，轮虫进行孤雌生殖，环境条件不良时，轮虫进行有性生殖。下列相关分析正确的是(　　)
A．环境条件良好时，轮虫的性别比例接近1∶1
B．雄性轮虫产生精子的过程形成n个四分体
C．需精卵发育成雄虫的过程中细胞中最多有4n条染色体
D．轮虫的性别决定方式与蜜蜂相似
答案　D
解析　环境条件良好时，轮虫孤雌生殖，群体中几乎没有雄性个体，A错误；雄性轮虫是单倍体，细胞内没有同源染色体，不能联会形成四分体，B错误；需精卵(n)通过有丝分裂和细胞分化形成雄性个体，有丝分裂过程中染色体数目最多为2n，C错误；据图分析可知，轮虫的性别是由染色体组数决定的，与蜜蜂相似，D正确。
8．下列人体细胞中染色体数可能相同，而核DNA含量一定不同的是(　　)
A．初级精母细胞和精细胞
B．精原细胞和次级精母细胞
C．卵原细胞和卵细胞
D．初级卵母细胞和次级卵母细胞
答案　D
解析　初级精母细胞的染色体数是46条、精细胞的染色体数是23条，初级精母细胞的核DNA是92个、精细胞的核DNA是23个，A不符合题意；精原细胞的染色体数是46条、次级精母细胞的染色体数是23或46条，精原细胞的核DNA是46个或92个、次级精母细胞的核DNA是46个，B不符合题意；卵原细胞的染色体数是46条、卵细胞的染色体数是23条，卵原细胞的核DNA是46个或92个、卵细胞的核DNA是23个，C不符合题意；初级卵母细胞的染色体数是46条、次级卵母细胞的染色体数是23或46条，初级卵母细胞的核DNA是92个、次级卵母细胞的核DNA是46个，D符合题意。
9．(2024·镇江第一中学高三模拟)如图为某昆虫(2n＝8)体内一个减数分裂 Ⅰ 后期细胞的局部示意图(图中只显示其中2条染色体)，细胞另一极的结构未绘出，已知该昆虫的基因型为GgXEY(只考虑一次变异)。下列叙述正确的是(　　)
A．图示完整细胞内应有8条染色单体
B．图示细胞的子细胞染色体和DNA数均减半
C．图示细胞经过分裂能得到3种或4种配子
D．图示细胞为次级精母细胞，应进行均等分裂
答案　C
解析　由题图分析可知，该昆虫2n＝8，图示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，完整细胞内应有8条染色体，16条染色单体，A错误；该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，所以分裂产生的子细胞中染色体和核DNA数均减半，细胞质基质中的DNA数目情况未知，B错误；图示细胞经过分裂能得到3种配子(发生的是基因突变)或4种配子(发生的是同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)，C正确；根据该动物的基因型(GgXEY)可知，该动物的性别为雄性，则该细胞为初级精母细胞，D错误。
10．(2024·连云港高三统考)如图1是某高等动物减数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，图2为其减数分裂过程中物质相对含量的变化示意图。下列有关说法正确的是(　　)
A．图1中甲、乙、丙分别代表染色体、染色单体、核DNA
B．若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，则图1所示②时期处于图2中cd段
C．若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，则图2的ab段一定会发生基因重组
D．若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，则处于cd段的细胞中有姐妹染色单体
答案　B
解析　由题图分析可知，图1中乙在③中不存在，所以乙为染色单体；①中甲∶丙＝2∶1，所以甲为核DNA，丙为染色体，图1中甲、乙、丙分别代表核DNA、染色单体、染色体，A错误；图1②中染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，且染色体数目是体细胞的一半，处于减数分裂Ⅱ前期和中期，若图2纵坐标表示染色体/核DNA的比值，则图1所示②时期处于图2中cd段，B正确；若图2纵坐标表示细胞中染色体含量的相对值，当ab段代表减数分裂Ⅰ，则在前期或者后期可能发生基因重组，当ab段代表减数分裂Ⅱ后期，则不会发生基因重组，C错误；若图2纵坐标表示细胞中核DNA含量的相对值，若cd段处于减数分裂Ⅱ，减数分裂Ⅱ前期和中期都存在染色单体；若cd段处于减数分裂Ⅱ结束后，此时的细胞中无姐妹染色单体，D错误。
11．某雄果蝇的基因型为AaXBY，用三种不同颜色的荧光分别标记一个精原细胞的A、a、B基因，再检测该细胞①②③三个时期中染色体、核DNA、染色单体的数量，如表所示。同时检测三个时期细胞的荧光标记，不考虑基因突变和染色体变异。下列说法正确的是(　　)
项目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
① 16 8 16
② 8 4 8
③ 0 4 4
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的是染色体、染色单体、核DNA
B．①时期不会出现3种颜色的6个荧光位点
C．②时期的某个细胞中可能出现3种颜色的4个荧光位点
D．③时期的细胞中荧光素的种类数有1、2、3三种可能
答案　C
解析　Ⅰ有时数量为0，因此Ⅰ为染色单体，Ⅱ有时数量少于Ⅲ，因此Ⅱ为染色体，Ⅲ为核DNA，A错误；①时期染色体数目为8，有染色单体，处于减数分裂Ⅰ，染色体经过了复制，A、a、B基因也都经过了复制，因此会出现3种颜色的6个荧光位点，B错误；②时期的染色体数目减半，且有染色单体，处于减数分裂Ⅱ前期、中期，若发生同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，某个细胞中可能出现A、a、B三种基因，有3种颜色的4个荧光位点(A、a、B、B)，C正确；③时期染色单体数为0，染色体数为4，为精细胞，4个精细胞的基因型可能为AXB、aY或aXB、AY或AXB、aXB、AY、aY，细胞中荧光素的种类数有1、2两种可能，D错误。
12．(2024·三亚高三模拟)A/a、B/b、C/c三对等位基因遵循自由组合定律。基因型为AaBbCc的一个精原细胞经减数分裂产生了基因型为Bc、AaBc、AbC、abC的4个精子，下列有关分析不成立的是(　　)
A．A与a基因所在同源染色体发生了互换
B．B与b基因所在同源染色体发生了互换
C．减数分裂Ⅰ时，C与c基因所在染色体分离正常
D．减数分裂Ⅱ时，A与a基因所在染色体分离异常
答案　B
解析　基因型为AaBbCc的一个精原细胞未发生互换的情况下，能产生两种基因型的四个精细胞，若考虑互换，能产生四种基因型的四个精细胞。从Bc、AaBc、AbC，abC这4个精子的基因型来看，A与a基因所在同源染色体发生了互换，且在减数分裂Ⅱ A与a基因所在染色体分离异常，其他基因所在的染色体正常进行了减数分裂，B符合题意。
13．(2024·武汉十一中高三校考)黏连蛋白对减数分裂过程中染色体的分离有重要作用，如图所示。在分裂间期染色体多处与黏连蛋白结合。在减数分裂 Ⅰ 后期，染色体臂上的黏连蛋白复合体断开，同源染色体分离。但着丝粒附近的黏连蛋白被动粒保护蛋白保护，仍然将姐妹染色单体黏连在一起。动粒保护蛋白可募集磷酸酶，可以去除着丝粒附近黏连蛋白的磷酸基团，从而使其无法被分离酶切开。在减数分裂Ⅱ，动粒保护蛋白降解，姐妹染色单体也被拉向两极。下列叙述不正确的是(　　)
A．黏连蛋白可能在间期合成，可黏连两条姐妹染色单体
B．减数分裂Ⅰ前期黏连蛋白起保护作用，此时具有四分体
C．减数分裂Ⅰ后期，染色体上不存在黏连蛋白
D．减数分裂Ⅱ中黏连蛋白可被分离酶分解导致染色单体分离
答案　C
解析　减数分裂Ⅰ后期着丝粒附近的黏连蛋白被动粒保护蛋白保护，仍然将姐妹染色单体黏连在一起，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离(存在染色单体)，此时染色体上还存在黏连蛋白，C错误。
14．如图甲是某雄性果蝇的细胞在分裂过程中同源染色体对数的变化，图乙是细胞分裂过程示意图(注：细胞中仅显示部分染色体)。下列说法错误的是(　　)
A．同源染色体上等位基因的分离一般发生在图甲中的ab段
B．图乙细胞③中1号和2号染色体相同位置上的基因属于等位基因
C．减数分裂中着丝粒分裂发生在图甲的cd段，de段代表受精作用
D．图乙细胞②是次级精母细胞，其中共有4条形态大小不同的染色体
答案　B
解析　图甲中ab段表示减数分裂Ⅰ，cd段表示减数分裂Ⅱ，同源染色体上等位基因的分离一般发生在减数分裂Ⅰ过程中，此时细胞中同源染色体对数为4对，因此同源染色体上等位基因的分离一般发生在图甲中的ab段，A正确；图乙细胞③中1号和2号染色体相同位置上的基因正常情况下属于相同基因，B错误；减数分裂中着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，此时细胞中没有同源染色体，故发生在图甲的cd段，de段代表受精作用，C正确；由于是雄性果蝇，图乙细胞②处于减数分裂Ⅱ中期，是次级精母细胞，不含同源染色体，染色体数目是体细胞中的一半，共有4条形态大小不同的染色体，D正确。
二、非选择题
15．(2024·南宁高三模拟)粗糙型链孢霉(染色体数2n＝14)是一种多细胞真菌，其部分生活史过程如图1所示，子囊是粗糙型链孢霉的生殖器官。合子先进行减数分裂，再进行一次有丝分裂，最终形成8个子囊孢子。由于子囊外形狭窄，合子分裂形成的8个子囊孢子按分裂形成的顺序排列在子囊中，图2表示粗糙型链孢霉细胞不同分裂时期的图像(仅示部分染色体)。请回答下列问题：
(1)图1的b中含有染色单体______条，形成的每个子囊孢子中染色体的数目为____条。
(2)在图1所示C过程中，可以观察到图2中的______所示图像。图2中丙图像可能出现在图1中的______(填图1中表示过程的大写字母)过程中。
(3)已知子囊孢子大型(R)对小型(r)为显性，黑色(H)对白色(h)为显性，两对基因位于非同源染色体上。现将大型黑色、小型白色两种子囊孢子分别培养成菌丝，两种菌丝杂交产生合子，该合子基因型为______________。若图1所示子囊中的b细胞表型为大型白色，则同一子囊中最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是图3中的______(不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换)。
(4)在细胞分裂间期，线粒体的数目增多，其增多的方式有3种假设：Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成；Ⅲ.线粒体分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中线粒体的放射性。结果如表：
标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
①与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是______________。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是________________________。
③通过上述实验，初步判断3种假设中成立的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
答案　(1)0　7　(2)甲、乙　D　(3)RrHh　C
(4)①自身不能合成胆碱　②成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记　③Ⅲ
解析　(1)子囊孢子是合子先进行一次减数分裂，再进行一次有丝分裂得到的，减数分裂和有丝分裂各进行一次染色体的复制，减数分裂进行连续两次细胞分裂，b为经过减数分裂Ⅱ后形成的细胞，在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开，故形成的b中不含染色单体，染色体数为体细胞中的一半，即含有7条染色体，0条染色单体。在经过一次有丝分裂后，细胞内染色体数目不变，故最后形成的每个子囊孢子中染色体的数目为7条。(2)图1所示C过程为减数分裂Ⅰ，图2中甲表示减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对，出现联会现象。乙表示减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分开。因此在图1所示C过程中，可以观察到图2中的甲和乙所示图像。丙是减数分裂Ⅱ后期的图像，可出现在图1的D过程(减数分裂Ⅱ)中。(3)大型黑色、小型白色两种子囊孢子的基因型分别为RH、rh，两种菌丝杂交产生合子，该合子基因型为RrHh。图1所示子囊中的b细胞表型为大型白色，基因型为Rh，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，则同一子囊中的c细胞基因型为rH。再通过有丝分裂形成8个子囊孢子，基因型分别为Rh、Rh、Rh、Rh、rH、rH、rH、rH，子囊孢子能直接表现出其基因型所对应的表型，故最终形成的8个子囊孢子的颜色和大小排布最可能是4个大型白色，后面4个小型黑色，C符合题意。(4)①与野生型相比，实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株要加胆碱才能繁殖，说明链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是自身不能合成胆碱，所以采用链孢霉营养缺陷型突变株的目的是排除细胞内自身合成的胆碱对实验的干扰。②实验中所用的“另一种培养基”与前一种培养基相比，能让链孢霉营养缺陷型突变株在其上培养，从结果来看检测的是标记后细胞增殖的代数与测得的相对放射性的关系，所以“另一种培养基”配制成分上的要求是成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有3H标记。③表格结果显示，随着细胞增殖代数的增加，测得的细胞中线粒体的相对放射性成倍减少，初步判断3种假设中成立的是Ⅲ。

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