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第14讲　减数分裂和受精作用
　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。　3.实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
考点1　减数分裂和受精作用
一、减数分裂及相关概念
1．减数分裂概念
2．相关概念
(1)同源染色体
(2)联会和四分体
①联会概念：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会。
②四分体概念：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
①姐妹染色单体分离后形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。②有丝分裂中同源染色体不联会，不形成四分体。
(3)染色体互换
①概念：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。
②意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。
二、减数分裂的过程
1．哺乳动物精子的形成过程
1．(必修2 P23“拓展应用”)在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。保留细胞核保证了遗传物质能够进入卵细胞；丢掉大部分细胞质及多数细胞器，可使精子体积减小，运动便捷；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。
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
不同点 场所 睾丸 卵巢
细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂
是否变形 变形 不变形
结果 1个精原细胞→4个精细胞→4个精子 1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体
相同点 染色体的行为变化相同
三、配子中染色体组合多样性的原因
1．减数分裂Ⅰ前期：同源染色体上非姐妹染色单体的互换。
2．减数分裂Ⅰ后期：非同源染色体的自由组合。
四、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，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，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
2．(必修2 P27“图2-7和正文信息”)精子只提供核基因给受精卵，细胞质基因几乎都来自母方，细胞质基因的遗传方式为“母系遗传”。
五、减数分裂与受精作用的意义
1．对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要作用，维持了生物遗传的稳定性。
2．子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
(1)减数分裂时的相关结构或物质变化的直方图与曲线图(以精子形成为例)
①甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。
②染色体数目变化及原因
a．减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。
b．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。
c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，染色体数目减半。
③核DNA数目变化及原因
a．减数分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。
b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。
c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。
④染色单体数目变化及原因
a．减数分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。
b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。
c．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色单体消失。
(2)减数分裂产生配子的种类
①原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以基因型为AaBb的精原细胞为例，不考虑基因突变和互换)：
②具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑基因突变和互换)：
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
1．基因的分离和自由组合与同源染色体的分离与自由组合有关。 (　×　)
提示：基因的自由组合定律与非同源染色体自由组合有关。
2．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。(　×　)
提示：卵细胞中染色体不成对。
3．不良环境会影响生殖细胞的形成，如吸烟会影响男性精子的数量和质量。(　√　)
4．受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。(　×　)
提示：基因重组发生在减数分裂过程中，不发生在受精作用过程中。
1．基因的分离定律、基因的自由组合定律所研究的基因分别是同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因，基因重组所研究的基因是非同源染色体上的非等位基因和同源染色体上的非等位基因；基因遗传的两定律和基因重组都发生在减数分裂Ⅰ过程中。
2．克氏综合征是一种性染色体数目异常(XXY)的疾病，其表现为男性，但通常不同程度地出现女性化第二性征。性染色体为3条的XYY男性，患者的临床表现为举止异常，性格多变容易冲动，部分患者的生殖器官发育不全。
(1)某夫妇均正常，生了一个患克氏综合征的色盲男孩。分析导致该男孩患克氏综合征的病因是其母亲的生殖细胞在进行减数分裂Ⅱ形成配子时两条X染色体未分离。
(2)XYY的病因是父母哪一方在减数分裂的哪个时期出现异常引起的？
是父方在减数分裂Ⅱ中复制的Y染色体未分开，进入了同一个配子，形成了含有两条Y染色体的精子所引起的。
为避免这些性染色体异常患儿的出生，临床上应进行哪些检查才能预防？
在孕妇的产前诊断中，通过对胎儿的染色体进行分析检查，来预防患儿的出生。
减数分裂的过程
1．(2025·广东东莞模拟)某精原细胞在分裂过程中会发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成“等臂染色体”(如图所示)。下列说法正确的是(　　)
A．“等臂染色体”只形成于该精原细胞的减数分裂Ⅱ后期
B．“等臂染色体”在减数分裂过程中可以与正常染色体联会
C．可用秋水仙素抑制精原细胞着丝粒的分裂使染色体数目加倍
D．经图示过程产生的精细胞中染色体结构和数目与正常分裂产生的均不同
B　[“等臂染色体”是某精原细胞在分裂过程中发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成的，着丝粒分裂发生于有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期，因此“等臂染色体”形成于该精原细胞有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，A错误；“等臂染色体”与正常染色体上存在同源区段，可通过同源区段与正常染色体联会，B正确；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞而造成染色体数目加倍，着丝粒可以正常分裂，C错误；着丝粒发生异常横裂后，染色体结构异常，但染色体数目不变，D错误。]
2．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(　　)
细胞 染色体组数 四分体个数 染色单体数
a 2 0 16
b 2 4 16
c 2 0 0
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互换
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
D　[c细胞处于减数分裂Ⅱ后期，若发生过同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换，则c细胞中可能存在等位基因，D错误。]
受精作用和遗传多样性
3．生物体有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。下列关于受精卵细胞的物质组成，叙述正确的是(　　)
A．遗传物质平均来自精子和卵细胞
B．细胞质平均来自精子和卵细胞
C．细胞器平均来自精子和卵细胞
D．染色体平均来自精子和卵细胞
D　[在受精作用过程中，父方提供一半的染色体，而母方提供染色体、细胞质以及细胞器，细胞质中含有遗传物质，其中来自卵细胞的遗传物质更多，A、B、C错误；有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，D正确。]
4．如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑基因突变染色体片段互换的情况下，下列相关叙述不正确的是 (　　)
A．上述精细胞至少来自4个精原细胞
B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞
C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞
D．①⑦可能来自同一个精原细胞
D　[在不考虑基因突变和染色体片段互换的情况下，每个精原细胞产生两个不同的次级精母细胞，每个次级精母细胞产生2个基因组成相同的精细胞，题图中①④、②⑥、③⑦、⑤⑧可能分别来自同一个精原细胞，因此题述精细胞至少来自4个精原细胞，A、B正确，D错误；1个次级精母细胞能产生2个相同的精细胞，题图中8个精细胞的基因型各不相同，至少来自8个次级精母细胞，C正确。]
　配子来源的判断方法
考点2　减数分裂和有丝分裂的比较
一、减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点 分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞
细胞分裂次数 两次 一次
同源染色体的行为 联会形成四分体；有染色体交换现象；同源染色体分离 存在同源染色体，但无染色体联会、无同源染色体分离、无染色体交换现象
非同源染色体的行为 自由组合 不出现自由组合
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞的名称和数目 4个精子或1个卵细胞和3个极体 2个体细胞
子细胞间的遗传物质 不一定相同 相同
意义 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 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性
二、有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例)
减数分裂和有丝分裂的模型分析(以染色体数为2n的生物为例)
(1)染色体与核DNA数目变化曲线的判断
①曲线模型
②相关解读
a．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束，是由同源染色体分离平均进入2个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数目的变化为n→2n→n。
b．核DNA数目在减数分裂Ⅰ结束和减数分裂Ⅱ结束时分别减半。
c．减数分裂Ⅱ后期染色体数目、核DNA数量都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
d．染色体/核DNA变化规律及原因
1∶11∶21∶1。
(2)每条染色体上的DNA含量的曲线分析
①曲线模型
②相关解读
a．A→B：有丝分裂或减数分裂前的间期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。
b．B→C：含有染色单体的时期，可表示分裂间期的DNA复制后期，有丝分裂前期、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期。
c．C→D→E：有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期，染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
1．二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。(　×　)
提示：二倍体生物细胞着丝粒分裂时，细胞处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，有丝分裂时存在同源染色体。
2．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，但仅减数分裂过程中发生非同源染色体自由组合，导致基因重组。(　√　)
3．某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞的前一时期细胞内染色体联会。(　×　)
提示：二倍体生物细胞含有4个染色体组为有丝分裂后期，该细胞前一个时期是有丝分裂中期，不会发生染色体联会。
4．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期染色体数目不同，染色体行为和核DNA分子数相同。(　×　)
提示：二者染色体数目和核DNA分子数相同，染色体行为不同。
5．同一个体中细胞有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期染色体的数目和行为不同，核DNA分子数相同。(　√　)
小鼠Rictor基因的正常表达与精子的产生密切相关，敲除该基因的小鼠会出现无精症。研究人员利用流式细胞仪对正常鼠和敲除鼠睾丸生精小管中Rictor基因的细胞进行了DNA含量测定，结果如下图(精原细胞DNA含量为2C)。
(1)DNA含量1C、2C和4C的细胞分别是什么细胞？
DNA含量1C为精细胞或精子；DNA含量2C为染色体没有复制的精原细胞和次级精母细胞；DNA含量4C为初级精母细胞和进行有丝分裂的精原细胞的分裂期细胞。
(2)Rictor基因对精子形成的作用是促进减数分裂Ⅱ的进行，判断的依据是与正常鼠相比，敲除鼠的次级精母细胞数量增加，精细胞或精子数量减少。
减数分裂和有丝分裂的比较
1．下列关于某二倍体生物有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A．二者间期都存在DNA复制，核DNA数目和染色体数目同时加倍
B．有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期均存在同源染色体
C．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期的染色体组数目分别是2、1
D．减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半
D　[二者间期都存在DNA复制，复制后核DNA数目加倍，但染色体数目不变，A错误。减数分裂过程中在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，减数分裂Ⅱ中不存在同源染色体，B错误。二倍体生物体细胞含有2个染色体组，有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都是2个染色体组，C错误。有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍；减数分裂Ⅱ后期染色体数目恢复到体细胞数目，故减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半，D正确。]
2．(2025·广东广州模拟)粗糙脉孢菌(2n)属于真核生物，它可以在一个共有的子囊中产生8个子囊孢子，子囊非常狭窄的外形导致分裂的纺锤体不能重叠，孢子只能线性单列纵立于其中，孢子形成过程见下图。已知粗糙脉孢菌在减数分裂过程中经常发生同源染色体中非姐妹染色单体互换。成熟孢子的颜色受等位基因A(黑色)和a(灰色)控制，杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有几种(　　)
A．4　　 B．6　　
C．8　　 D．16
B　[由题可知，粗糙脉孢菌在减数分裂过程中若不发生同源染色体互换，则最终子囊孢子的颜色排列顺序为AAAAaaaa或aaaaAAAA 2种情况；若同源染色体上恰好a与A互换，则会形成AAaaAAaa、AAaaaaAA、aaAAAAaa、aaAAaaAA 4种情况；若同源染色体发生互换但与a和A无关，则仍是正常的2种情况。故杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有6种，B正确。]
图像与减数分裂和有丝分裂的综合
3．图甲、乙、丙表示某二倍体动物不同细胞分裂时期的图像，图丁表示细胞分裂不同时期每条染色体中DNA含量的变化曲线，下列说法正确的是(　　)
A．图甲、乙、丙细胞中染色体组数量分别为4、2、2
B．雄激素能促进图乙细胞的分裂
C．图乙对应图丁中BC段，图丙对应图丁中DE段
D．该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料
D　[图甲处于有丝分裂后期，具有4个染色体组；图乙处于减数分裂Ⅰ后期，具有2个染色体组；图丙处于减数分裂Ⅱ中期，具有1个染色体组，A错误。图乙为减数分裂Ⅰ后期图像，细胞质不均等分裂，故此细胞为初级卵母细胞，此过程需要雌激素的调节作用，B错误。图乙和图丙中每条染色体上都有两个DNA，因此均对应图丁中BC段，C错误。由图乙减数分裂Ⅰ后期该细胞不均等分裂，可推知该生物为雌性个体，精巢比卵巢更适合作为观察细胞减数分裂的实验材料，因此该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料，D正确。]
4．研究人员依据细胞中染色体数量和核DNA数量将小鼠精巢细胞分为如图a～e类型，下列叙述错误的是(　　)
A．a类型细胞只出现在有丝分裂过程中
B．b类型细胞可能正在发生基因重组
C．c、d、e类型细胞不存在同源染色体
D．e类型细胞不再进行细胞分裂
C　[根据题意和柱形图分析可知，a类型细胞的染色体为体细胞的2倍，处于有丝分裂后期，A正确。结合b类型细胞的核DNA和染色体的数量关系判断b类型细胞可以处于减数分裂Ⅰ或者处于有丝分裂前、中期，若b类型细胞处于减数分裂Ⅰ时期，则可能正在发生基因重组，B正确。c类型细胞可以是体细胞，也可以是处于减数分裂Ⅱ后期的细胞；d类型细胞为减数分裂Ⅱ前期或中期的细胞；e类型细胞为精细胞，故c类型细胞可能存在同源染色体，e类型细胞不再进行细胞分裂，C错误，D正确。]
　判断分裂图像的三个注意点
(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数分裂Ⅱ，如四倍体生物的减数分裂。
(2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。
(3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。　　　　　　　　　
考点3　(探究·实践)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一、实验原理
1．蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。
2．在减数分裂过程中，细胞中的染色体的形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
二、实验材料选择
最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个：
1．雄性个体产生精子数量远多于雌性个体产生卵细胞数量。
2．卵巢中的减数分裂不完整：大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数分裂Ⅱ。
三、实验步骤
低倍镜观察
↓
高倍镜观察
↓
绘图
1．不只观察到一种分裂方式：动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两类，其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(或卵原细胞)的增殖是通过有丝分裂进行的。
2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——想要看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中观察。
1．下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是(　　)
A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
D　[蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞都有细胞进行减数分裂，所以可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂，A正确；由于花药中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞，所以用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象，B正确；同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，所以能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象，C正确；洋葱根尖只进行有丝分裂，不会出现减数分裂特有的同源染色体联会现象，D错误。]
2．鲫鱼肉质细嫩鲜美，但多肌间刺易卡喉。如图所示为用方正鲫鱼(含AABBCC 6个染色体组，称为双三倍体)和兴国红鲫(含AABB 4个染色体组，称为双二倍体)培育异育银鲫的过程。中国科学院桂建芳院士团队通过基因编辑技术同时敲除了异育银鲫的CgRunx2b-A和CgRunx2b-B两种基因，培育出无肌间刺的鲫鱼。下列叙述正确的是(　　)
A．基因与肌间刺性状是一对一的对应关系
B．方正鲫鱼形成卵细胞的减数分裂过程中染色体数目不减半
C．高辐射处理精子的目的可能是使精子获能
D．兴国红鲫产生的含AB染色体组的精子占1/2
B　[异育银鲫的CgRunx2b-A和CgRunx2b-B两种基因都与肌间刺性状有关，不是一对一的对应关系，A错误；题图中方正鲫鱼产生的卵细胞染色体数目与体细胞相同，染色体数目不减半，B正确；高辐射处理精子的目的是破坏精子的染色体，C错误；兴国红鲫产生的精子均含AB染色体组，D错误。]
课时分层作业(十四)
1．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
B　[甲中无同源染色体，着丝粒分裂，无染色单体，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙中有2个染色体组，丙中有1个染色体组，则乙中染色体组是丙中两倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。]
2.(2025·广东江门模拟)东亚飞蝗雌性(2n＝24)性染色体组成为XX，雄性只有1条X染色体。下图为雄性蝗虫细胞减数分裂时部分染色体示意图，X染色体随机分配到一个子细胞中。下列关于图中细胞的叙述正确的是(　　)
A．含有1个四分体
B．正在发生基因的自由组合
C．分裂得到的子细胞均含12条染色体
D．最终形成的配子只有一半能与卵细胞结合
B　[题图中该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，不含四分体，A错误；题图为减数分裂Ⅰ后期的细胞，此时正在发生基因的自由组合，B正确；题图为雄性蝗虫细胞减数分裂，分裂得到的子细胞含12条或11条染色体，C错误；最终形成的配子均能与卵细胞结合，含有11条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雄性，含有12条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雌性，D错误。]
3．如图为果蝇的性染色体简图，Ⅰ为X、Y染色体的同源区段，Ⅱ、Ⅲ是非同源区段。下列叙述正确的是(　　)
A．在有丝分裂过程中，也存在X、Y染色体联会行为
B．若等位基因位于Ⅰ区段，则性状表现与性别无关联
C．控制果蝇红眼与白眼的基因位于Ⅲ区段
D．若基因E、e位于Ⅰ区段，则种群中相关的基因型有7种
D　[染色体联会发生在减数分裂过程中，A错误。若等位基因位于Ⅰ区段，则性状表现与性别也有关联，如XaXa×XaYA，后代所有显性性状均为雄性，所有隐性性状均为雌性；XaXa×XAYa，后代所有显性性状均为雌性，所有隐性性状均为雄性，B错误。控制果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上的Ⅱ区段，C错误。若基因E、e位于Ⅰ区段，则种群中果蝇有7种基因型，即XEXE、XEXe、XeXe、XEYE、XeYE、XEYe、XeYe，D正确。]
4．蜜蜂无性染色体，雌蜂是二倍体(2N＝32)，雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体。下图是雄蜂精原细胞进行减数分裂的大致流程图(图中仅绘出雄蜂一个染色体组内的两条染色体的行为变化和数量变化)。下列推断正确的是(　　)
A．雄蜂在减数分裂Ⅰ的前期会形成四分体
B．蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体
C．1个精原细胞经减数分裂产生2个正常精细胞
D．雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂相同
B　[雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体，体内不含同源染色体，因此在减数分裂Ⅰ的前期不会形成四分体，A错误；蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体，精卵结合之后形成的受精卵中染色体数又恢复为2N＝32，B正确；据题图可知，1个精原细胞经减数分裂产生1个正常精细胞，另一个细胞退化消失，C错误；雌蜂是二倍体，在减数分裂过程中，可以发生同源染色体联会、同源染色体的分离以及非同源染色体的自由组合，并且一个卵原细胞可以形成1个卵细胞和3个极体，因此雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂不同，D错误。]
5．(2021·广东卷改编)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　　)
A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
C　[14/21平衡易位染色体是由染色体易位形成的，属于染色体变异，可通过显微镜观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故可选择有丝分裂中期细胞，A正确；由题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于14号与21号染色体易位形成14/21平衡易位染色体，女性携带者的卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。]
6．“13三体综合征”患者头小且患先天性心脏病，智力远低于常人，该病患者的体细胞中13号染色体有3条，而并非1对。某家庭正常父母生了一个“13三体综合征”患者。有关该患者产生的原因，下列分析错误的是(　　)
A．可通过遗传咨询或产前诊断确定胎儿是否患“13三体综合征”
B．可能由患者母亲的初级卵母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致
C．可能由患者父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致
D．可能由患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期时染色单体没有正常分离导致
A　[“13三体综合征”属于染色体数目变异引起的遗传病，通过遗传咨询不能确定胎儿是否患“13三体综合征”，可经过产前诊断进行初步确定，A错误；若患者母亲的初级卵母细胞或父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离，而减数分裂Ⅱ正常，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，B、C正确；若患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ时染色单体没有正常分离，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，D正确。]
7．某动物的细胞分裂图像如图甲所示，细胞中每条染色体上DNA含量随细胞分裂时期的变化如图乙所示。回答下列相关问题：
(1)该动物为雌性，判断的依据是________________________________________
___________________________________________________________________。
图甲中________(填序号)细胞处于有丝分裂的分裂期。
(2)若细胞②的基因型为Bb，该细胞发生减数分裂，正常情况下等位基因B和b发生分离的时期是________________；若该细胞在四分体时期基因B和b发生了互换，则基因B和b发生分离的时期是_______________________________ _________________________________________。
(3)图甲细胞④对应图乙中________段。若图乙的纵坐标改为细胞中核DNA含量，则图甲细胞④对应图乙中________段。
(4)若细胞②的基因型为AaBbCc，该细胞可以产生________种卵细胞，该种生物的配子中染色体组合的多样性的生物学意义是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)细胞⑤细胞质不均等分裂　①③　(2)减数分裂Ⅰ后期　减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期　(3)bc　de　(4)1　使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性
8．丝状真菌的雌性株和雄性株生长到一定时期后可形成特殊的性细胞(雄器官和雌器官)，两细胞融合形成合子，合子经过减数分裂形成子囊孢子，子囊孢子萌发再形成新的菌株，其部分过程如下图所示，下列说法错误的是(　　)
A．基因重组导致子囊孢子1和子囊孢子2的遗传物质不同
B．同源染色体的分离导致子囊孢子中的染色体数为n
C．一个合子经过两次细胞分裂形成8种子囊孢子
D．丝状真菌的有性生殖可导致子代呈现多样性
C　[子囊孢子1和子囊孢子2最初是由合子减数分裂产生的，减数分裂产生配子的过程中存在基因重组，从而导致配子的遗传物质不同，A正确；合子的染色体数目为2n，减数分裂产生子囊孢子的过程中，由于存在同源染色体的分离，因此子囊孢子中的染色体数减半，染色体数目为n，B正确；一个合子经过连续的两次细胞分裂形成两两相同的4种子囊孢子，C错误；丝状真菌有性生殖产生的配子具有多样性，雌雄配子的随机结合产生的后代也具有多样性，D正确。]
9．减数分裂中，同源染色体配对后会形成联会复合体，zyp1基因是形成联会复合体的关键基因。配对的染色体会发生断裂和重接，引起染色体片段互换形成交叉现象，研究发现HEI10蛋白在此过程中起重要作用。为探究交叉现象的影响因素，科研人员构建拟南芥zyp1基因缺失突变体，并通过技术手段使HEI10蛋白过量表达，观察雌雄个体减数分裂过程中交叉出现的数量，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．联会复合体的形成可增加非姐妹染色单体的互换现象
B．HEI10蛋白过量表达可以增加配子的多样性
C．zyp1基因在减数分裂Ⅰ前期会大量表达
D．交叉的出现说明同源染色体发生了片段的互换
A　[据题图可知，zyp1突变体的交叉平均数高于野生型，而zyp1基因缺失后不利于联会复合体的形成，由此可知联会复合体的形成导致非姐妹染色单体的互换现象减少，A错误；据题图可知，HEI10蛋白过量表达导致交叉平均数大于野生型的，说明HEI10蛋白能够促进互换，互换属于基因重组，有利于增加配子的多样性，B正确；因zyp1基因是形成联会复合体的关键基因，同源染色体联会是在减数分裂Ⅰ前期，因此zyp1基因在减数分裂Ⅰ前期会大量表达，C正确；根据题意可知，配对的染色体会发生断裂和重接，引起染色体片段互换形成交叉现象，因此交叉的出现说明同源染色体发生了片段的互换，D正确。]
10．二倍体酵母菌在适宜条件下通过出芽生殖繁殖后代；营养条件差时，会通过减数分裂产生孢子，在合适条件下经过细胞融合重新形成二倍体酵母菌。
(1)减数分裂某时期，在电子显微镜下可观察到有些蛋白质(简称S蛋白)连接同源染色体形成联会复合体(简称SC)。联会复合体形成时期最可能是________________，每个联会复合体含有________个核DNA分子。
(2)某实验室发现一种缺失X基因的突变体酵母菌。突变体中会有部分个体减数分裂后产生染色体数目异常的孢子，这样的孢子活力下降。科研人员对其机制进行相关研究，结果如上图。其中，左侧为野生型酵母菌产生孢子的过程，右侧为突变体酵母菌产生染色体异常孢子的过程。据图分析：
①突变体酵母菌在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期，染色体行为变化特征分别是____________________________、___________________________________。观察发现突变体酵母菌产生的孢子中约20%染色体数目异常，据此推测________%的亲代酵母菌减数分裂发生异常。
②结合S蛋白含量分析，在减数分裂过程中，突变体酵母菌产生染色体数目异常孢子的原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
综合上述信息，推测野生型酵母菌中X基因的功能是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③为验证上述推测，科研人员将X基因转入____________(填“突变体”或“野生型”)酵母菌中并使其发挥作用，最后通过观察孢子中染色体数目或检测____________以达到实验目的。
答案：(1)减数分裂Ⅰ前期　4　(2)①同源染色体未分离，而移向同一极　染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的子染色体分别移向两极　20　②在减数分裂Ⅰ时期S蛋白降解慢(或未完全降解)　促进S蛋白降解，便于同源染色体联会后分离　③突变体　孢子的活力
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第14讲　减数分裂和受精作用
必修1　分子与细胞
第三单元　细胞的生命历程
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。　3.实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
考点1　减数分裂和受精作用
一、减数分裂及相关概念
1．减数分裂概念
2．相关概念
(1)同源染色体
(2)联会和四分体
①联会概念：在减数分裂过程中，同源染色体____________的现象叫作联会。
②四分体概念：联会后的每对同源染色体含有___条染色单体，叫作四分体。
两两配对
四
①姐妹染色单体分离后形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。②有丝分裂中同源染色体不联会，不形成四分体。
(3)染色体互换
①概念：减数分裂Ⅰ前期，__________________________________之间互换片段的现象。
②意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。
同源染色体的非姐妹染色单体
二、减数分裂的过程
1．哺乳动物精子的形成过程
1．(必修2 P23“拓展应用”)在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了_________，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器_________，但全部_________被保留下来，并主要集中在尾的基部。保留细胞核保证了____________能够进入卵细胞；丢掉大部分细胞质及多数细胞器，可使精子体积______，运动______；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中____________。
细胞核
被丢弃
线粒体
遗传物质
减小
便捷
提供能量
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
不同点 场所
细胞质
分裂 卵母细胞_______________；第一极体均等分裂
是否变形 不变形
结果 1个精原细胞→___个精细胞→___个精子 1个卵原细胞→___个卵细胞和___个极体
相同点 染色体的行为变化相同
睾丸
卵巢
均等分裂
不均等分裂
变形
4
4
1
3
三、配子中染色体组合多样性的原因
1．减数分裂Ⅰ前期：______________________________________。
2．减数分裂Ⅰ后期：_________________________________。
四、受精作用
1．概念：_________和______相互识别、融合成为_________的过程。
2．实质：精子的_________与卵细胞的_________融合，使彼此的_________会合在一起。
3．结果：受精卵中的_________数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自__________________，另一半来自_____________________。
同源染色体上非姐妹染色单体的互换
非同源染色体的自由组合
卵细胞
精子
受精卵
细胞核
细胞核
染色体
染色体
精子(父方)
卵细胞(母方)
2．(必修2 P27“图2-7和正文信息”)精子只提供___基因给受精卵，细胞质基因几乎都来自______，细胞质基因的遗传方式为“______遗传”。
核
母方
母系
五、减数分裂与受精作用的意义
1．对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中_______________的恒定具有重要作用，维持了生物遗传的稳定性。
2．子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在____________中进化，体现了____________的优越性。
染色体数目
自然选择
有性生殖
(1)减数分裂时的相关结构或物质变化的直方图与曲线图(以精子形成为例)
①甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。
②染色体数目变化及原因
a．减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。
b．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。
c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，染色体数目减半。
③核DNA数目变化及原因
a．减数分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。
b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。
c．减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。
④染色单体数目变化及原因
a．减数分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。
b．减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。
c．减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色单体消失。
(2)减数分裂产生配子的种类
①原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以基因型为AaBb的精原细胞为例，不考虑基因突变和互换)：
②具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑基因突变和互换)：
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
1．基因的分离和自由组合与同源染色体的分离与自由组合有关。 (　　)
提示：基因的自由组合定律与非同源染色体自由组合有关。
2．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。(　　)
提示：卵细胞中染色体不成对。
3．不良环境会影响生殖细胞的形成，如吸烟会影响男性精子的数量和质量。(　　)
4．受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。(　　)
提示：基因重组发生在减数分裂过程中，不发生在受精作用过程中。
×
×
√
×
1．基因的分离定律、基因的自由组合定律所研究的基因分别是__________________________________________________________，基因重组所研究的基因是_____________________________________ ______________________；基因遗传的两定律和基因重组都发生在____________过程中。
同源染色体上的等位基因、非同源染色体上的非等位基因
非同源染色体上的非等位基因和同源染色体上的非等位基因
减数分裂Ⅰ
2．克氏综合征是一种性染色体数目异常(XXY)的疾病，其表现为男性，但通常不同程度地出现女性化第二性征。性染色体为3条的XYY男性，患者的临床表现为举止异常，性格多变容易冲动，部分患者的生殖器官发育不全。
(1)某夫妇均正常，生了一个患克氏综合征的色盲男孩。分析导致该男孩患克氏综合征的病因是_________________________________ ______________________________________________________。
其母亲的生殖细胞在进行减数分裂
Ⅱ形成配子时两条X染色体未分离
(2)XYY的病因是父母哪一方在减数分裂的哪个时期出现异常引起的？
是父方在减数分裂Ⅱ中复制的Y染色体未分开，进入了同一个配子，形成了含有两条Y染色体的精子所引起的。
为避免这些性染色体异常患儿的出生，临床上应进行哪些检查才能预防？
在孕妇的产前诊断中，通过对胎儿的染色体进行分析检查，来预防患儿的出生。
1．(2025·广东东莞模拟)某精原细胞在分裂过程中会发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成“等臂染色体”(如图所示)。下列说法正确的是(　　)
1
减数分裂的过程
A．“等臂染色体”只形成于该精原细胞的减数分裂Ⅱ后期
B．“等臂染色体”在减数分裂过程中可以与正常染色体联会
C．可用秋水仙素抑制精原细胞着丝粒的分裂使染色体数目加倍
D．经图示过程产生的精细胞中染色体结构和数目与正常分裂产生的均不同
√
B　[“等臂染色体”是某精原细胞在分裂过程中发生连接两条姐妹染色单体的着丝粒异常横裂而形成的，着丝粒分裂发生于有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期，因此“等臂染色体”形成于该精原细胞有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，A错误；“等臂染色体”与正常染色体上存在同源区段，可通过同源区段与正常染色体联会，B正确；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞而造成染色体数目加倍，着丝粒可以正常分裂，C错误；着丝粒发生异常横裂后，染色体结构异常，但染色体数目不变，D错误。]
2．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(　　)
细胞 染色体组数 四分体个数 染色单体数
a 2 0 16
b 2 4 16
c 2 0 0
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互换
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
√
D　[c细胞处于减数分裂Ⅱ后期，若发生过同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换，则c细胞中可能存在等位基因，D错误。]
3．生物体有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。下列关于受精卵细胞的物质组成，叙述正确的是(　　)
A．遗传物质平均来自精子和卵细胞
B．细胞质平均来自精子和卵细胞
C．细胞器平均来自精子和卵细胞
D．染色体平均来自精子和卵细胞
2
受精作用和遗传多样性
√
D　[在受精作用过程中，父方提供一半的染色体，而母方提供染色体、细胞质以及细胞器，细胞质中含有遗传物质，其中来自卵细胞的遗传物质更多，A、B、C错误；有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，D正确。]
4．如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑基因突变染色体片段互换的情况下，下列相关叙述不正确的是 (　　)
A．上述精细胞至少来自4个精原细胞
B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞
C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞
D．①⑦可能来自同一个精原细胞
√
D　[在不考虑基因突变和染色体片段互换的情况下，每个精原细胞产生两个不同的次级精母细胞，每个次级精母细胞产生2个基因组成相同的精细胞，题图中①④、②⑥、③⑦、⑤⑧可能分别来自同一个精原细胞，因此题述精细胞至少来自4个精原细胞，A、B正确，D错误；1个次级精母细胞能产生2个相同的精细胞，题图中8个精细胞的基因型各不相同，至少来自8个次级精母细胞，C正确。]
　配子来源的判断方法
考点2　减数分裂和有丝分裂的比较
一、减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点 分裂的细胞 体细胞
细胞分裂次数 ___次 ___次
同源染色体的行为 联会形成_________；有染色体交换现象；同源染色体分离 存在同源染色体，但无染色体联会、无同源染色体分离、无染色体交换现象
原始生殖细胞
两
一
四分体
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点 非同源染色体的行为 自由组合 不出现自由组合
子细胞染色体数目 不变
子细胞的名称和数目 ___个精子或1个卵细胞和3个极体 ___个体细胞
子细胞间的遗传物质 不一定相同
意义 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______，维持了生物遗传的_________ 使生物的______细胞和______细胞之间保持了遗传的稳定性
减半
4
2
相同
恒定
稳定性
亲代
子代
二、有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例)
减数分裂和有丝分裂的模型分析(以染色体数为2n的生物为例)
(1)染色体与核DNA数目变化曲线的判断
①曲线模型
②相关解读
a．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束，是由同源染色体分离平均进入2个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数目的变化为n→2n→n。
b．核DNA数目在减数分裂Ⅰ结束和减数分裂Ⅱ结束时分别减半。
c．减数分裂Ⅱ后期染色体数目、核DNA数量都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
d．染色体/核DNA变化规律及原因
(2)每条染色体上的DNA含量的曲线分析
①曲线模型
②相关解读
a．A→B：有丝分裂或减数分裂前的间期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。
b．B→C：含有染色单体的时期，可表示分裂间期的DNA复制后期，有丝分裂前期、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期。
c．C→D→E：有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期，染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
1．二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。(　　)
提示：二倍体生物细胞着丝粒分裂时，细胞处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，有丝分裂时存在同源染色体。
2．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，但仅减数分裂过程中发生非同源染色体自由组合，导致基因重组。(　　)
3．某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞的前一时期细胞内染色体联会。(　　)
提示：二倍体生物细胞含有4个染色体组为有丝分裂后期，该细胞前一个时期是有丝分裂中期，不会发生染色体联会。
×
√
×
4．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期染色体数目不同，染色体行为和核DNA分子数相同。(　　)
提示：二者染色体数目和核DNA分子数相同，染色体行为不同。
5．同一个体中细胞有丝分裂后期和减数分裂Ⅰ后期染色体的数目和行为不同，核DNA分子数相同。(　　)
×
√
小鼠Rictor基因的正常表达与精子的产生密切相关，敲除该基因的小鼠会出现无精症。研究人员利用流式细胞仪对正常鼠和敲除鼠睾丸生精小管中Rictor基因的细胞进行了DNA含量测定，结果如下图(精原细胞DNA含量为2C)。
(1)DNA含量1C、2C和4C的细胞分别是什么细胞？
DNA含量1C为精细胞或精子；DNA含量2C为染色体没有复制的精原细胞和次级精母细胞；DNA含量4C为初级精母细胞和进行有丝分裂的精原细胞的分裂期细胞。
(2)Rictor基因对精子形成的作用是___________________________，判断的依据是______________________________________________ ________________________。
促进减数分裂Ⅱ的进行
与正常鼠相比，敲除鼠的次级精母细胞数量增加，
精细胞或精子数量减少
1．下列关于某二倍体生物有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A．二者间期都存在DNA复制，核DNA数目和染色体数目同时加倍
B．有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期均存在同源染色体
C．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期的染色体组数目分别是2、1
D．减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半
1
减数分裂和有丝分裂的比较
√
D　[二者间期都存在DNA复制，复制后核DNA数目加倍，但染色体数目不变，A错误。减数分裂过程中在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，减数分裂Ⅱ中不存在同源染色体，B错误。二倍体生物体细胞含有2个染色体组，有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都是2个染色体组，C错误。有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍；减数分裂Ⅱ后期染色体数目恢复到体细胞数目，故减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半，D正确。]
2．(2025·广东广州模拟)粗糙脉孢菌(2n)属于真核生物，它可以在一个共有的子囊中产生8个子囊孢子，子囊非常狭窄的外形导致分裂的纺锤体不能重叠，孢子只能线性单列纵立于其中，孢子形成过程见下图。已知粗糙脉孢菌在减数分裂过程中经常发生同源染色体中非姐妹染色单体互换。成熟孢子的颜色受等位基因A(黑色)和a(灰色)控制，杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有几种(　　)
A．4　　 B．6　　
C．8　　 D．16
√
B　[由题可知，粗糙脉孢菌在减数分裂过程中若不发生同源染色体互换，则最终子囊孢子的颜色排列顺序为AAAAaaaa或aaaaAAAA 2种情况；若同源染色体上恰好a与A互换，则会形成AAaaAAaa、AAaaaaAA、aaAAAAaa、aaAAaaAA 4种情况；若同源染色体发生互换但与a和A无关，则仍是正常的2种情况。故杂种子囊最终产生的8个子囊孢子的颜色排列顺序有6种，B正确。]
3．图甲、乙、丙表示某二倍体动物不同细胞分裂时期的图像，图丁表示细胞分裂不同时期每条染色体中DNA含量的变化曲线，下列说法正确的是(　　)
2
图像与减数分裂和有丝分裂的综合
A．图甲、乙、丙细胞中染色体组数量分别为4、2、2
B．雄激素能促进图乙细胞的分裂
C．图乙对应图丁中BC段，图丙对应图丁中DE段
D．该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料
√
D　[图甲处于有丝分裂后期，具有4个染色体组；图乙处于减数分裂Ⅰ后期，具有2个染色体组；图丙处于减数分裂Ⅱ中期，具有1个染色体组，A错误。图乙为减数分裂Ⅰ后期图像，细胞质不均等分裂，故此细胞为初级卵母细胞，此过程需要雌激素的调节作用，B错误。图乙和图丙中每条染色体上都有两个DNA，因此均对应图丁中BC段，C错误。由图乙减数分裂Ⅰ后期该细胞不均等分裂，可推知该生物为雌性个体，精巢比卵巢更适合作为观察细胞减数分裂的实验材料，因此该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料，D正确。]
4．研究人员依据细胞中染色体数量和核DNA数量将小鼠精巢细胞分为如图a～e类型，下列叙述错误的是(　　)
A．a类型细胞只出现在有丝分裂过程中
B．b类型细胞可能正在发生基因重组
C．c、d、e类型细胞不存在同源染色体
D．e类型细胞不再进行细胞分裂
√
C　[根据题意和柱形图分析可知，a类型细胞的染色体为体细胞的2倍，处于有丝分裂后期，A正确。结合b类型细胞的核DNA和染色体的数量关系判断b类型细胞可以处于减数分裂Ⅰ或者处于有丝分裂前、中期，若b类型细胞处于减数分裂Ⅰ时期，则可能正在发生基因重组，B正确。c类型细胞可以是体细胞，也可以是处于减数分裂Ⅱ后期的细胞；d类型细胞为减数分裂Ⅱ前期或中期的细胞；e类型细胞为精细胞，故c类型细胞可能存在同源染色体，e类型细胞不再进行细胞分裂，C错误，D正确。]
　判断分裂图像的三个注意点
(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数分裂Ⅱ，如四倍体生物的减数分裂。
(2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。
(3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生
物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。
考点3　(探究·实践)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一、实验原理
1．蝗虫的______细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。
2．在减数分裂过程中，细胞中的染色体的______、位置和______都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
精母
形态
数目
二、实验材料选择
最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个：
1．雄性个体产生精子数量_________雌性个体产生卵细胞数量。
2．卵巢中的减数分裂不完整：大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是____________细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数分裂___。
远多于
次级卵母
Ⅱ
↓
↓
初级精母
次级精母
1．不只观察到一种分裂方式：动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两类，其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(或卵原细胞)的增殖是通过有丝分裂进行的。
2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——想要看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中观察。
1．下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是(　　)
A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
√
D　[蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞都有细胞进行减数分裂，所以可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂，A正确；由于花药中精母细胞数量远多于雌蕊中的卵母细胞，所以用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象，B正确；同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，所以能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象，C正确；洋葱根尖只进行有丝分裂，不会出现减数分裂特有的同源染色体联会现象，D错误。]
2．鲫鱼肉质细嫩鲜美，但多肌间刺易卡喉。如图所示为用方正鲫鱼(含AABBCC 6个染色体组，称为双三倍体)和兴国红鲫(含AABB 4个染色体组，称为双二倍体)培育异育银鲫的过程。中国科学院桂建芳院士团队通过基因编辑技术同时敲除了异育银鲫的CgRunx2b-A和CgRunx2b-B两种基因，培育出无肌间刺的鲫鱼。下列叙述正确的是(　　)
A．基因与肌间刺性状是一对一的对应关系
B．方正鲫鱼形成卵细胞的减数分裂过程中染色体数目不减半
C．高辐射处理精子的目的可能是使精子获能
D．兴国红鲫产生的含AB染色体组的精子占1/2
B　[异育银鲫的CgRunx2b-A和CgRunx2b-B两种基因都与肌间刺性状有关，不是一对一的对应关系，A错误；题图中方正鲫鱼产生的卵细胞染色体数目与体细胞相同，染色体数目不减半，B正确；高辐射处理精子的目的是破坏精子的染色体，C错误；兴国红鲫产生的精子均含AB染色体组，D错误。]
√课时分层作业(十四) 减数分裂和受精作用
1．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
B　[甲中无同源染色体，着丝粒分裂，无染色单体，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙中有2个染色体组，丙中有1个染色体组，则乙中染色体组是丙中两倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。]
2.(2025·广东江门模拟)东亚飞蝗雌性(2n＝24)性染色体组成为XX，雄性只有1条X染色体。下图为雄性蝗虫细胞减数分裂时部分染色体示意图，X染色体随机分配到一个子细胞中。下列关于图中细胞的叙述正确的是(　　)
A．含有1个四分体
B．正在发生基因的自由组合
C．分裂得到的子细胞均含12条染色体
D．最终形成的配子只有一半能与卵细胞结合
B　[题图中该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，不含四分体，A错误；题图为减数分裂Ⅰ后期的细胞，此时正在发生基因的自由组合，B正确；题图为雄性蝗虫细胞减数分裂，分裂得到的子细胞含12条或11条染色体，C错误；最终形成的配子均能与卵细胞结合，含有11条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雄性，含有12条染色体的子细胞与卵细胞结合将来发育为雌性，D错误。]
3．如图为果蝇的性染色体简图，Ⅰ为X、Y染色体的同源区段，Ⅱ、Ⅲ是非同源区段。下列叙述正确的是(　　)
A．在有丝分裂过程中，也存在X、Y染色体联会行为
B．若等位基因位于Ⅰ区段，则性状表现与性别无关联
C．控制果蝇红眼与白眼的基因位于Ⅲ区段
D．若基因E、e位于Ⅰ区段，则种群中相关的基因型有7种
D　[染色体联会发生在减数分裂过程中，A错误。若等位基因位于Ⅰ区段，则性状表现与性别也有关联，如XaXa×XaYA，后代所有显性性状均为雄性，所有隐性性状均为雌性；XaXa×XAYa，后代所有显性性状均为雌性，所有隐性性状均为雄性，B错误。控制果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上的Ⅱ区段，C错误。若基因E、e位于Ⅰ区段，则种群中果蝇有7种基因型，即XEXE、XEXe、XeXe、XEYE、XeYE、XEYe、XeYe，D正确。]
4．蜜蜂无性染色体，雌蜂是二倍体(2N＝32)，雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体。下图是雄蜂精原细胞进行减数分裂的大致流程图(图中仅绘出雄蜂一个染色体组内的两条染色体的行为变化和数量变化)。下列推断正确的是(　　)
A．雄蜂在减数分裂Ⅰ的前期会形成四分体
B．蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体
C．1个精原细胞经减数分裂产生2个正常精细胞
D．雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂相同
B　[雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体，体内不含同源染色体，因此在减数分裂Ⅰ的前期不会形成四分体，A错误；蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16条染色体，精卵结合之后形成的受精卵中染色体数又恢复为2N＝32，B正确；据题图可知，1个精原细胞经减数分裂产生1个正常精细胞，另一个细胞退化消失，C错误；雌蜂是二倍体，在减数分裂过程中，可以发生同源染色体联会、同源染色体的分离以及非同源染色体的自由组合，并且一个卵原细胞可以形成1个卵细胞和3个极体，因此雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂不同，D错误。]
5．(2021·广东卷改编)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　　)
A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
C　[14/21平衡易位染色体是由染色体易位形成的，属于染色体变异，可通过显微镜观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故可选择有丝分裂中期细胞，A正确；由题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于14号与21号染色体易位形成14/21平衡易位染色体，女性携带者的卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。]
6．“13三体综合征”患者头小且患先天性心脏病，智力远低于常人，该病患者的体细胞中13号染色体有3条，而并非1对。某家庭正常父母生了一个“13三体综合征”患者。有关该患者产生的原因，下列分析错误的是(　　)
A．可通过遗传咨询或产前诊断确定胎儿是否患“13三体综合征”
B．可能由患者母亲的初级卵母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致
C．可能由患者父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ后期时同源染色体没有正常分离导致
D．可能由患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期时染色单体没有正常分离导致
A　[“13三体综合征”属于染色体数目变异引起的遗传病，通过遗传咨询不能确定胎儿是否患“13三体综合征”，可经过产前诊断进行初步确定，A错误；若患者母亲的初级卵母细胞或父亲的初级精母细胞减数分裂Ⅰ时同源染色体没有正常分离，而减数分裂Ⅱ正常，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，B、C正确；若患者母亲的次级卵母细胞或父亲的次级精母细胞减数分裂Ⅱ时染色单体没有正常分离，则可能产生含有2条13号染色体的卵细胞或精子，其与正常的精子或卵细胞结合，会导致胎儿患病，D正确。]
7．某动物的细胞分裂图像如图甲所示，细胞中每条染色体上DNA含量随细胞分裂时期的变化如图乙所示。回答下列相关问题：
(1)该动物为雌性，判断的依据是________________________________________
___________________________________________________________________。
图甲中________(填序号)细胞处于有丝分裂的分裂期。
(2)若细胞②的基因型为Bb，该细胞发生减数分裂，正常情况下等位基因B和b发生分离的时期是________________；若该细胞在四分体时期基因B和b发生了互换，则基因B和b发生分离的时期是_______________________________ _________________________________________。
(3)图甲细胞④对应图乙中________段。若图乙的纵坐标改为细胞中核DNA含量，则图甲细胞④对应图乙中________段。
(4)若细胞②的基因型为AaBbCc，该细胞可以产生________种卵细胞，该种生物的配子中染色体组合的多样性的生物学意义是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)细胞⑤细胞质不均等分裂　①③　(2)减数分裂Ⅰ后期　减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期　(3)bc　de　(4)1　使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性
8．丝状真菌的雌性株和雄性株生长到一定时期后可形成特殊的性细胞(雄器官和雌器官)，两细胞融合形成合子，合子经过减数分裂形成子囊孢子，子囊孢子萌发再形成新的菌株，其部分过程如下图所示，下列说法错误的是(　　)
A．基因重组导致子囊孢子1和子囊孢子2的遗传物质不同
B．同源染色体的分离导致子囊孢子中的染色体数为n
C．一个合子经过两次细胞分裂形成8种子囊孢子
D．丝状真菌的有性生殖可导致子代呈现多样性
C　[子囊孢子1和子囊孢子2最初是由合子减数分裂产生的，减数分裂产生配子的过程中存在基因重组，从而导致配子的遗传物质不同，A正确；合子的染色体数目为2n，减数分裂产生子囊孢子的过程中，由于存在同源染色体的分离，因此子囊孢子中的染色体数减半，染色体数目为n，B正确；一个合子经过连续的两次细胞分裂形成两两相同的4种子囊孢子，C错误；丝状真菌有性生殖产生的配子具有多样性，雌雄配子的随机结合产生的后代也具有多样性，D正确。]
9．减数分裂中，同源染色体配对后会形成联会复合体，zyp1基因是形成联会复合体的关键基因。配对的染色体会发生断裂和重接，引起染色体片段互换形成交叉现象，研究发现HEI10蛋白在此过程中起重要作用。为探究交叉现象的影响因素，科研人员构建拟南芥zyp1基因缺失突变体，并通过技术手段使HEI10蛋白过量表达，观察雌雄个体减数分裂过程中交叉出现的数量，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．联会复合体的形成可增加非姐妹染色单体的互换现象
B．HEI10蛋白过量表达可以增加配子的多样性
C．zyp1基因在减数分裂Ⅰ前期会大量表达
D．交叉的出现说明同源染色体发生了片段的互换
A　[据题图可知，zyp1突变体的交叉平均数高于野生型，而zyp1基因缺失后不利于联会复合体的形成，由此可知联会复合体的形成导致非姐妹染色单体的互换现象减少，A错误；据题图可知，HEI10蛋白过量表达导致交叉平均数大于野生型的，说明HEI10蛋白能够促进互换，互换属于基因重组，有利于增加配子的多样性，B正确；因zyp1基因是形成联会复合体的关键基因，同源染色体联会是在减数分裂Ⅰ前期，因此zyp1基因在减数分裂Ⅰ前期会大量表达，C正确；根据题意可知，配对的染色体会发生断裂和重接，引起染色体片段互换形成交叉现象，因此交叉的出现说明同源染色体发生了片段的互换，D正确。]
10．二倍体酵母菌在适宜条件下通过出芽生殖繁殖后代；营养条件差时，会通过减数分裂产生孢子，在合适条件下经过细胞融合重新形成二倍体酵母菌。
(1)减数分裂某时期，在电子显微镜下可观察到有些蛋白质(简称S蛋白)连接同源染色体形成联会复合体(简称SC)。联会复合体形成时期最可能是________________，每个联会复合体含有________个核DNA分子。
(2)某实验室发现一种缺失X基因的突变体酵母菌。突变体中会有部分个体减数分裂后产生染色体数目异常的孢子，这样的孢子活力下降。科研人员对其机制进行相关研究，结果如上图。其中，左侧为野生型酵母菌产生孢子的过程，右侧为突变体酵母菌产生染色体异常孢子的过程。据图分析：
①突变体酵母菌在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期，染色体行为变化特征分别是____________________________、____________________________________。观察发现突变体酵母菌产生的孢子中约20%染色体数目异常，据此推测________%的亲代酵母菌减数分裂发生异常。
②结合S蛋白含量分析，在减数分裂过程中，突变体酵母菌产生染色体数目异常孢子的原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
综合上述信息，推测野生型酵母菌中X基因的功能是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③为验证上述推测，科研人员将X基因转入____________(填“突变体”或“野生型”)酵母菌中并使其发挥作用，最后通过观察孢子中染色体数目或检测____________以达到实验目的。
答案：(1)减数分裂Ⅰ前期　4　(2)①同源染色体未分离，而移向同一极　染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的子染色体分别移向两极　20　②在减数分裂Ⅰ时期S蛋白降解慢(或未完全降解)　促进S蛋白降解，便于同源染色体联会后分离　③突变体　孢子的活力
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