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第2课时　受精作用
[学习目标]　1.阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。2.简述受精作用的过程。3.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。4.辨析有丝分裂与减数分裂各时期的图像。
一、配子中染色体组合的多样性
1.配子多样性的原因
(1)两个重要原因。
(2)意义: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,使同一双亲的后代必然呈现多样性。
2.建立减数分裂中染色体变化的模型
项目 操作要点
模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 (1)用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色分别制作两条大小不同的染色体,每条染色体由两条染色单体组成(注意:一种颜色的两条染色体分别与另一种颜色的两条染色体大小相同)。两种颜色分别代表来自父方和母方; (2)画出中心体和纺锤体; (3)模拟减数分裂各时期染色体行为的变化
模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 至少制作2对染色体,在赤道板的每一侧放两条与之前相比不同颜色组合的染色体,比较形成的子细胞与前一次模拟结果的差异
模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 假设在四分体时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,用不同颜色的橡皮泥拼接表示非姐妹染色单体间发生了互换,比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异
二、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.过程
图示 过程
通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子进入
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
(1)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。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
4.减数分裂和受精作用的意义
(1)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。这种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。
(2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
判断正误
(1)建立的减数分裂中染色体变化的模型属于物理模型。(　　)
【答案】 √
(2)建立减数分裂中染色体变化的模型实验中,大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体。(　　)
【答案】 √
(3)配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。(　　)
【答案】 ×
【提示】 还与四分体时期非姐妹染色单体之间的互换有关。
(4)受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核互相融合。(　　)
【答案】 √
(5)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。(　　)
【答案】 ×
【提示】 可以说受精卵中的染色体一半来自精子(父方),一半来自卵细胞(母方),但不能说受精卵中的遗传物质(或DNA)一半来自父方,一半来自母方。因为受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
任务一　分析配子中染色体组合的多样性
探究1　分析减数分裂过程中染色体组合的多样性
　　减数分裂过程中,同源染色体会发生联会及分离,而非同源染色体可自由组合。下图中的A、a和B、b表示精原细胞中的两对同源染色体,请分析回答下列问题。
(1)情况1最终产生的精子有几种类型 情况2最终产生的精子有几种类型 若将精原细胞换为卵原细胞,则两种情况下最终产生的卵细胞有几种类型
【提示】 情况1最终产生的精子有两种类型:AB、ab。情况2最终产生的精子有两种类型:Ab、aB。一个卵原细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞,故两种情况下最终产生的卵细胞均各有一种类型。
(2)据此推断,含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种
【提示】 2n种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型要比上述结论多,可能的原因是什么
【提示】 可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。
探究2　根据配子中染色体组合类型确定细胞来源
　　下图是某种生物的精细胞,根据细胞内染色体的类型(灰色来自父方、白色来自母方)回答下列问题。
　　
A B C
　　
D E F
(1)精细胞A的一条染色体在初级精母细胞四分体时期,发生了同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的互换。
(2)可以来自同一个次级精母细胞的两个精细胞是A和E;C和D,判断的依据是在不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换的前提下,来自同一个次级精母细胞的精细胞两两相同,即两个细胞内染色体类型相同,再根据若发生了互换,两细胞中染色体会有差异,所以,可以来自同一个次级精母细胞的是A和E、C和D。
(3)精细胞E和F最可能来自同一个初级精母细胞,理由是E和F染色体类型互补。
核心归纳
1.一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)只考虑非同源染色体自由组合,不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体)
比较项目 YyRr个体能产生配子的种类 含n对同源染色体个体产生的配子种类
一个精原 细胞 2种(YR、yr或Yr、yR) 2种
一个雄 性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 2n种
一个卵 原细胞 1种(YR或yr 或Yr或yR) 1种
一个雌 性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 2n种
(2)若考虑互换,会增加配子的种类,如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
2.从减数分裂过程逆推配子的来源
(1)一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换),如下图所示。
由图可知:①E和F、G和H的染色体组成完全相同,分别来自同一次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一个初级精母细胞。
(2)一个精原细胞的减数分裂(考虑互换),如下图所示。
由图可知:①E和F、G和H的染色体组成大同小异,分别来自同一次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一初级精母细胞。
3.减数分裂中的异常分析
(1)减数分裂Ⅰ异常(同源染色体未分离)。
(2)减数分裂Ⅱ异常(姐妹染色单体未分离)。
典型例题
1.(2025·贵阳期中)人的卵原细胞中有46条染色体(不考虑同源染色体之间的互换),一个人的卵原细胞经过减数分裂后,可能形成的卵细胞的种类数和一个卵原细胞经过减数分裂后形成的卵细胞的种类数分别是(　　)
[A] 222和23 [B] 232和1
[C] 223和1 [D] 223和46
【答案】 C
【解析】 一个人的卵原细胞经过减数分裂后,可能形成的卵细胞是223种,一个卵原细胞只能形成一个卵细胞,即只能形成1种卵细胞。
2.(2025·长沙期末)右图表示某动物两个精细胞的染色体组成。下列叙述错误的是(　　)
[A] 可能来自一个精原细胞
[B] 可能来自一个初级精母细胞
[C] 可能来自两个初级精母细胞
[D] 可能来自一个次级精母细胞
【答案】 D
【解析】 一个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ产生的两个精细胞,染色体组成应完全相同(不考虑互换),所以题图所示的两个精细胞不可能来自一个次级精母细胞。
任务二　分析受精作用
　　下图为生物体的有性生殖过程。请回答下列问题。
(1)经减数分裂形成的生殖细胞的染色体数目与体细胞的相比,有何变化
【提示】 经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比体细胞的减少一半,并且没有同源染色体。
(2)从受精作用角度分析,受精卵与生殖细胞相比,染色体数目有何变化
【提示】 与生殖细胞相比,受精卵染色体数目恢复为体细胞染色体数目,且出现同源染色体。
(3)受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质 试分析原因。
【提示】 不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方、一半来自母方,但细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方(卵细胞)。
典型例题
3.(2025·宜春月考)下列关于受精作用的叙述,错误的是(　　)
[A] 受精时,精子整个进入卵细胞,精子和卵细胞的染色体会合在一起
[B] 受精作用中卵细胞和精子的随机结合,使后代呈现多样性,有利于适应不同的环境
[C] 受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方
[D] 受精作用和减数分裂对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定具有重要意义
【答案】 A
【解析】 在受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。
4.(2025·深圳期中)下列对高等动物通过减数分裂形成的雌雄配子以及受精作用的描述正确的是(　　)
[A] 每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
[B] 受精作用的实质为精子与卵细胞相互识别后精子细胞核与卵细胞的细胞核相互融合
[C] 受精卵中的线粒体大部分来自精子的尾部
[D] 雌雄配子彼此结合的机会相等,因为它们的数量相等
【答案】 B
【解析】 卵细胞形成过程中细胞质的分配是不均等的,卵细胞中细胞质多于初级卵母细胞细胞质的 1/4;受精卵中的线粒体大部分来自卵细胞;一般来说,动物的雄配子数量远多于雌配子数量。
任务三　辨析有丝分裂和减数分裂
　　图1表示某生物体内一组细胞分裂图像,图2表示某动物细胞分裂过程中染色体数目变化曲线。请分析并回答下列问题。
(1)图1中甲、乙、丙属于有丝分裂的是甲,判断的依据是甲细胞含有同源染色体,且着丝粒分裂,处于有丝分裂后期。
(2)图1中乙细胞名称为初级卵母细胞,判断的依据是乙细胞含有同源染色体,且细胞质不均等分裂。
(3)图2中姐妹染色单体分离发生在③⑥(填数字序号)阶段,判断的依据是姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期,③表示减数分裂Ⅱ后期,⑥表示有丝分裂后期。
核心归纳
1.细胞分裂图像的判断
(1)前期。
图像
方法
(2)中期。
图像
时期 有丝分裂中期 减数分裂Ⅰ中期 减数分裂Ⅱ中期
方法
(3)后期。
图像
时期 有丝分裂后期 减数分裂Ⅰ后期 减数分裂Ⅱ后期
方法
2.“三看法”判断有丝分裂与减数分裂
(1)模型。
(2)判断方法。
典型例题
5.(2025·芜湖期中)图甲表示细胞分裂过程中某种物质或结构的数目变化曲线,图乙、图丙分别表示细胞分裂过程中某一时期的图像。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 精原细胞的分裂过程中不会出现图乙所示的情况
[B] 卵细胞的形成过程中不会出现图丙所示的情况
[C] 图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中核DNA数目的变化
[D] 图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中染色体数目的变化
【答案】 D
【解析】 图乙细胞处于有丝分裂后期,精原细胞通过有丝分裂进行增殖,会出现图乙所示的情况;卵细胞是卵原细胞经过减数分裂形成的,卵原细胞在减数分裂Ⅰ过程中形成的极体在减数分裂Ⅱ过程中会均等分裂为2个极体,故会出现图丙所示的情况;图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中染色体数目的变化,不可表示成熟生殖细胞形成过程中核DNA数目的变化。
6.(2025·哈尔滨期中)图甲表示某二倍体雌性动物细胞分裂过程中染色体数、核DNA数和同源染色体对数的变化情况,图乙是该动物细胞分裂过程中每条染色体DNA含量的部分图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 图甲中的b、e时期可能对应图乙中的AB段
[B] 图甲的b→e过程中发生了同源染色体分离
[C] 图甲中的a时期细胞可能会发生联会、互换过程
[D] 图乙的BC段会发生染色单体分离
【答案】 C
【解析】 图甲中的b、e时期核DNA数都是染色体数的 2倍,说明每条染色体上有2个DNA,对应图乙中的AB段;图甲中的b时期有n对同源染色体,核DNA数=2倍的染色体数=4n,可表示减数分裂Ⅰ的各个时期,e时期没有同源染色体,有染色单体,为减数分裂Ⅱ前期、中期,所以b→e 过程中发生了同源染色体分离;图甲中a处于有丝分裂后期,不可能发生联会、互换过程;图乙的BC段会发生染色单体分离,导致每条染色体上有一个DNA分子。
随堂检测
1.果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d),在不发生互换的情况下,它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子(　　)
[A] 2种 [B] 4种 [C] 8种 [D] 16种
【答案】 A
【解析】 一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体,在不发生互换的情况下,经减数分裂都只能形成2种类型的精子。
2.(2025·昆明月考)下图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型,其中错误的是(　　)
　 　 　
[A] [B] [C] [D]
【答案】 C
【解析】 A选项图表示减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合;B选项图表示减数分裂Ⅰ中期,同源染色体成对地排列在赤道板两侧;C选项图表示减数分裂Ⅰ后期,但未体现同源染色体分离,故其是错误的;D选项图表示减数分裂Ⅱ后期,细胞中不含同源染色体,且着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,成为两条染色体并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
3.(2025·聊城月考)下图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是(　　)
[A] 非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中
[B] 由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子
[C] 同源染色体的分离发生在过程Ⅰ和过程Ⅱ中
[D] 仅有过程Ⅰ即可维持亲子代间染色体数目的恒定
【答案】 A
【解析】 分析题图可知,过程Ⅰ是减数分裂,过程Ⅱ是受精作用,非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期;受精卵中的细胞质主要来自卵细胞;同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中;过程Ⅰ和过程Ⅱ共同维持亲子代间染色体数目的恒定。
4.(2025·盐城期中)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又进行有丝分裂,下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
[B] 同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
[C] 有丝分裂前的间期进行DNA复制
[D] 有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
【答案】 B
【解析】 同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ前期。
5.(2025·徐州期末)某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数目和核DNA数目,结果如下图。下列分析正确的是(　　)
[A] 细胞d、e、f中都可能发生同源染色体联会
[B] 细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离
[C] 细胞a可能是精细胞或卵细胞或极体
[D] 细胞g中没有同源染色体
【答案】 B
【解析】 细胞d和e处于分裂间期,此时不会发生同源染色体的联会;细胞c若处于减数分裂Ⅱ后期,细胞g处于有丝分裂后期,则都会发生染色单体分离;由于是蝗虫精巢切片,因此细胞a不可能是卵细胞或极体;g的核DNA含量为4N,染色体是4N,处于有丝分裂后期,含有同源染色体。
　　克兰费尔特综合征患者最常见的性染色体为XXY,即比正常男性多了一条X染色体。1961年,首次报道性染色体组成为XYY的男性,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)分析克兰费尔特综合征是父系或母系在减数分裂的哪个时期出现异常造成的。
【提示】 克兰费尔特综合征患者最常见的性染色体组成为XXY,若由正常的含X的卵细胞和异常的含XY的精子受精形成,则为父系在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体X和Y不分离所致;若由正常的含Y的精子和异常的含XX的卵细胞受精形成,则为母系在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体X和X不分离,或者在减数分裂Ⅱ过程中,姐妹染色单体X和X不分离所致。
　　(2)若部分XYY患者能够产生精子,则从性染色体组成的角度分析,能产生多少种类型的精子,正常精子占多少
【提示】 该患者能产生的精子类型及比例为X∶XY∶Y∶YY=1∶2∶2∶1,正常精子占1/2。
课时作业
(时间:30分钟　分值:58分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　配子中染色体组合的多样性
1.(2025·内江月考)下列叙述属于形成配子多样性原因的一组是(　　)
①同源染色体非姐妹染色单体间的互换　②同源染色体联会　③着丝粒分裂,姐妹染色单体分开　④非同源染色体自由组合
[A] ①② [B] ③④
[C] ①④ [D] ②③
【答案】 C
【解析】 在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体互换以及在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,是形成配子多样性的原因。
2.(2025·咸阳月考)右图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况,该卵原细胞经减数分裂产生三个极体和一个卵细胞,其中一个极体的染色体组成是1、3,则卵细胞中染色体组成是(　　)
[A] 2、4 [B] 1、3
[C] 1、3或2、4 [D] 1、4或2、3
【答案】 C
【解析】 题图卵原细胞经减数分裂产生的一个极体的染色体组成是1、3,则有两种情况:若该极体是由次级卵母细胞分裂形成的,则与它同时产生的卵细胞的染色体组成也为1、3;若该极体是由(第一)极体分裂形成的,则次级卵母细胞的染色体组成为2、4,产生的卵细胞的染色体组成为2、4。
3.(2025·运城期末)某兴趣小组在建立减数分裂中染色体变化的模型时,选用了4个黄色
(2短、2长)和4个红色(2短、2长)的扭扭棒。下列有关模拟操作的分析,错误的是(　　)
[A] 用这些扭扭棒可以模拟减数分裂中非同源染色体之间的自由组合
[B] 将2个短的黄色扭扭棒扭在一起,可模拟1条已经复制的染色体
[C] 模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的扭扭棒条数要与细胞另一极的相同
[D] 模拟减数分裂Ⅰ中期时,成对的扭扭棒排列在赤道板两侧,同侧的颜色一定不同
【答案】 D
【解析】 减数分裂Ⅰ中期时,成对的同源染色体排列在赤道板两侧,同侧的染色体来源可能相同,也可能不同,因此赤道板同侧的扭扭棒颜色可以相同,也可以不同。
知识点2　受精作用
4.(2025·湛江月考)下列关于减数分裂和受精作用的说法,正确的是(　　)
[A] 同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体数量一般是不同的
[B] 受精作用形成的受精卵中遗传物质一半来自父方,一半来自母方
[C] 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
[D] 一般情况下,一个卵细胞可以同时与多个精子受精
【答案】 C
【解析】 同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞的染色体数量一般是相同的;由于受精卵的细胞质几乎都来自卵细胞,因此受精卵中的核遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞;一个卵细胞一般只能与一个精子结合,形成受精卵,使染色体数目恢复到体细胞中染色体数目。
5.(2025·昆明期末)某种有性生殖的哺乳动物的繁衍过程如右图所示,其中①②③代表相关生理过程。下列说法错误的是(　　)
[A] 染色体互换可发生在过程①中
[B] 过程②发生了非同源染色体的自由组合
[C] 过程③中进行了细胞的增殖和分化
[D] 精子和卵细胞的多样性是生物多样性形成的基础之一
【答案】 B
【解析】 过程①是减数分裂,可能在减数分裂Ⅰ的前期发生染色体的互换;过程②是受精作用,而非同源染色体的自由组合发生在减数分裂过程中;过程③表示受精卵进行了细胞的增殖和分化,发育成个体;配子中染色体组合的多样性,雌雄配子随机结合,使后代的基因型具有了多样性,所以性状也具有了多样性,最终导致生物多样性。
知识点3　减数分裂与有丝分裂的综合
6.(2025·黄石期中)假定某动物体细胞染色体数目2n=4,下列关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述,正确的是(　　)
[A] 图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
[B] ②③④为减数分裂,分别为减数分裂Ⅰ的前期、中期、后期
[C] ④⑥分别为减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期
[D] ②为减数分裂Ⅰ的四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
【答案】 C
【解析】 ②中出现了四分体,该细胞处于减数分裂Ⅰ前期;③中存在同源染色体,且染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④中发生同源染色体分离,该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,染色体数目没有加倍;⑤中着丝粒分裂,复制后的染色体分离,且含有同源染色体,处于有丝分裂后期,染色体数目暂时加倍;⑥中发生了着丝粒的分裂,但没有同源染色体,处于减数分裂Ⅱ后期。
7.(2025·信阳期末)下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系图,其中错误的有(　　)
[A] 0处 [B] 1处 [C] 2处 [D] 4处
【答案】 C
【解析】 ①属于有丝分裂,不会出现同源染色体联会;③属于减数分裂Ⅰ,前期同源染色体联会,中期同源染色体位于赤道板的两侧,后期同源染色体分离,因此共2处错误。
综合提升练
8.(2025·长沙期末)右图是某高等动物精子形成过程中某一时期的细胞模式图,下列说法正确的是(　　)
[A] 如果该细胞分裂时染色体3和4不分离,则产生的精细胞中染色体数目均异常
[B] 若在复制时没有发生任何差错,则该细胞一定能产生4种类型的精细胞
[C] 若染色体1和2发生部分片段互换,则导致减数分裂异常
[D] 如果染色体1的一个染色单体发生改变,则该细胞产生的精细胞有一半出现异常
【答案】 A
【解析】 染色体3和4属于同源染色体,如果细胞分裂时染色体3和4不分离,则产生的两种类型的精细胞中,一种细胞中多一条染色体,另一种细胞中少一条染色体,细胞中的染色体数目均异常;若在复制时没有发生任何差错,且不发生同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换,则该细胞会产生2种类型的精细胞;同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换不会导致减数分裂异常;如果染色体1的一个染色单体发生改变,则该细胞所产生的精细胞中有1/4会出现异常。
9.(2025·茂名期末)下图表示一个细胞进行分裂时,细胞核内染色体数目以及核DNA分子数目的变化情况。下列叙述错误的是(　　)
[A] 实线和虚线分别表示染色体数和核DNA分子数的变化
[B] 两条曲线重叠的各段,每条染色体都含有一个DNA分子
[C] 在MN段,每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA
[D] 在IJ段,可发生同源染色体的互换、同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
【答案】 A
【解析】 由于间期DNA复制数目加倍,题图中实线表示核DNA分子数目的变化,虚线表示染色体数目的变化;在MN段,着丝粒分裂产生的染色体还未进入两个子细胞中,所以每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA;IJ段可表示减数分裂Ⅰ,在四分体时期可发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
10.(13分)(2025·西安期末)图甲是某种高等动物进行细胞分裂时某个时期的示意图(图中只画出部分染色体),图乙表示该动物不同细胞的染色体与核DNA的数量关系,图丙表示细胞分裂的不同时期染色体数目与核DNA数目比的曲线变化情况。据图回答下列问题。
(1)图甲细胞处于　　　　　　　　　　(填细胞分裂方式及所处时期)期,含有　　　对同源染色体,其分裂产生的子细胞的名称为　　　　　　　　　　　　。
(2)图甲细胞与图乙中的细胞　　　　(填图乙中字母)对应,与图丙中　　　　(用图丙中字母表示)段对应。
(3)若细胞进行有丝分裂,则图乙细胞b中发生　　　　　　　　　　后,会转变为细胞a。图丙可表示　　　　　　　　　　(填分裂方式)。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)减数分裂Ⅰ后　2(1分)　次级卵母细胞和(第一)极体
(2)b　CD
(3)着丝粒分裂　有丝分裂、减数分裂
【解析】 (1)图甲细胞中含有2对同源染色体,同源染色体正在发生分离,且细胞质不均等分裂,因此该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,其分裂产生的子细胞是次级卵母细胞和(第一)
极体。
(2)图甲细胞中具有染色单体,染色体与核DNA的数量关系是1∶2,染色体数目与体细胞相同,其分别与图乙中的b细胞和图丙中的CD段相对应。
(3)若细胞进行有丝分裂,图乙细胞b处于有丝分裂前期、中期,细胞a处于有丝分裂后期、末期,图乙细胞b中发生着丝粒分裂后,会转变为细胞a。图丙中,BC段表示DNA的复制,DE段表示着丝粒的分离,无论是有丝分裂,还是减数分裂,均会发生DNA的复制,着丝粒的分裂,故图丙可表示有丝分裂和减数分裂。
11.(12分)(2025·资阳月考)下图为动物体生殖发育以及动物细胞有丝分裂或减数分裂图解。请据图回答下列问题。
(1)A、B过程为　　　　,C过程为　　　　,A、B、C过程的意义是　
　。
(2)图①~④中能发生在A过程的有　　　　,能发生在D、E过程的有　　 　　 。
(3)在图②细胞中,染色体数∶染色单体数∶核DNA数=　　　　　 　　　　。
(4)图④所示的细胞名称为　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(5)①②③④中,有同源染色体的有　　　　,分别是　　　　对。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)减数分裂　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,对于生物的遗传和变异十分重要(2分)
(2)②④　①③
(3)1∶2∶2(2分)
(4)极体或次级精母细胞(2分)
(5)①②③　4、2、2
【解析】 (2)①细胞中姐妹染色单体分离,每一极都有同源染色体,属于有丝分裂后期;②细胞中联会的同源染色体排列在赤道板两侧,属于减数分裂Ⅰ中期;③细胞中有同源染色体但不联会,着丝粒排列在赤道板上,属于有丝分裂中期;④细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期。能发生在减数分裂过程的有②④。D、E过程中细胞通过有丝分裂增殖,因此能发生在D、E过程的有①③。
(4)④细胞处于减数分裂Ⅱ后期,而且细胞质均等分裂,可能是次级精母细胞或极体。第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减数分裂
[学习目标]　1.阐明减数分裂的相关概念。2.描述精子和卵细胞的形成过程。3.概述精子和卵细胞形成过程的区别。4.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
一、精子的形成过程
1.场所及细胞名称的变化
(1)形成场所:人和其他哺乳动物的睾丸中。
(2)细胞名称的变化。
2.形成过程
减数分裂后,精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
3.减数分裂的相关概念
(1)同源染色体。
①行为:减数分裂过程中配对的两条染色体。
②形状:形状和大小一般都相同。
③来源:一条来自父方、一条来自母方。
(2)联会和四分体。
①联会:在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。
②四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。
二、卵细胞的形成过程
1.形成场所:人和其他哺乳动物的卵巢中。
2.形成过程。
三、减数分裂的概念
　减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
提醒　减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,但不具有周期性。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.目的要求
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
2.实验步骤
提醒　一般来说,雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数量。且卵母细胞在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,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,因此观察减数分裂装片选用雄性生殖器官。
判断正误
(1)精原细胞的增殖是通过减数分裂完成的。(　　)
【答案】 ×
【提示】 精原细胞通过有丝分裂进行增殖,通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。
(2)对于雄性哺乳动物来说,同源染色体只存在于精原细胞中,而不存在于其他体细胞中。(　　)
【答案】 ×
【提示】 其他体细胞中也含有同源染色体。
(3)减数分裂Ⅱ后期,大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体。(　　)
【答案】 ×
【提示】 减数分裂Ⅱ后期,大小、形状相同的两条染色体来源于同一条染色体,它们不是同源染色体。
(4)一个精原细胞和一个卵原细胞产生的精子和卵细胞数量比为4∶1。(　　)
【答案】 √
(5)在卵细胞的形成过程中,细胞都是不均等分裂的。(　　)
【答案】 ×
【提示】 在卵细胞的形成过程中,极体的分裂是均等的。
任务一　辨析减数分裂相关概念和分析精子的形成过程
探究1　辨析同源染色体与非同源染色体、联会与四分体
　　下图表示细胞分裂某时期的图像,请分析并回答下列问题。
(1)图甲染色体中属于同源染色体的是哪些 哪些是非同源染色体
【提示】 A与B是一对同源染色体;C与D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有A与C、A与D、B与C、B与D。
(2)图乙中,a、a′的关系是姐妹染色单体;a、b的关系是同源染色体中的非姐妹染色单体;a、c的关系是非同源染色体之间的非姐妹染色单体;a、a′和b、b′合称四分体。
(3)互换(结合图丙作答)。
①时期:减数分裂Ⅰ前期。
②范围:同源染色体中非姐妹染色单体之间交换一部分片段。
(4)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子之间的数量关系是怎样的
【提示】 1个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个核DNA分子。
(5)同源染色体=四分体吗 为什么
【提示】 不等于。对大多数生物来讲,精原细胞、卵原细胞及正常的体细胞中都存在成对的同源染色体,但仅在减数分裂过程中才会出现联会现象,形成四分体。
探究2　分析精子的形成过程
　　下图为雄性动物体内减数分裂过程的示意图。请据图回答下列问题。
(1)图中A、C、G分别表示什么细胞
【提示】 初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞。
(2)细胞B或C中有没有同源染色体 有没有姐妹染色单体
【提示】 细胞B或C中没有同源染色体,可能有姐妹染色单体。
(3)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程
【提示】 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ过程中,即甲过程中;姐妹染色单体的消失发生在减数分裂Ⅱ过程中,即乙过程中。
(4)不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成是否相同 如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换呢
【提示】 不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成是相同的。如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成不一定相同。
核心归纳
1.图解辨析相关概念
(1)同源染色体与非同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体的识别。
(2)联会和四分体的相互关系。
联会是同源染色体两两配对的过程,而四分体是联会的结果,是同源染色体的特殊存在形式。
2.减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
分裂前的 间期DNA 是否复制 复制 不复制
同源染色体 有 无
着丝粒变化 不分裂 分裂
染色体 主要行为 ①同源染色体联会; ②四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换; ③同源染色体分离,非同源染色体自由组合 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
典型例题
1.下列一定属于同源染色体的是(　　)
[A] 分别来自父方和母方的两条染色体
[B] 形态和大小都相同的两条染色体
[C] 着丝粒分裂后形成的两条染色体
[D] 减数分裂中配对的两条染色体
【答案】 D
【解析】 一条来自父方、一条来自母方的染色体不一定是同源染色体,如来自父方的2号染色体和来自母方的3号染色体;形态和大小都相同的两条染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后形成的两条染色体;着丝粒分裂形成的两条子染色体是复制形成的,但同源染色体不是复制形成的,而是一条来自父方、一条来自母方;能联会的两条染色体一定是同源染色体。
2.(2025·鞍山期末)下图是动物细胞减数分裂各时期的示意图。下列能正确表示分裂过程顺序的是(　　)
[A] ③→④→②→⑥→①→⑤
[B] ④→③→②→⑥→①→⑤
[C] ③→④→⑥→②→①→⑤
[D] ③→⑥→②→④→①→⑤
【答案】 A
【解析】 细胞①不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期;细胞②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;细胞③含有同源染色体,且正在进行联会,处于减数分裂Ⅰ前期;细胞④中同源染色体排列在赤道板两侧,处于减数分裂Ⅰ中期;细胞⑤的细胞质已经分裂,将形成四个子细胞,处于减数分裂Ⅱ末期;细胞⑥的细胞质已经分裂,但着丝粒没有分裂,处于减数分裂Ⅰ末期。结合以上分析可知,减数分裂过程的正确顺序是③→④→②→⑥→①→⑤。
任务二　分析卵细胞与精子形成过程的异同点
　　下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像,请分析并回答下列问题。
(1)一定属于卵细胞形成过程的图像有哪些 细胞的名称分别是什么
【提示】 D和E。分别为次级卵母细胞和初级卵母细胞。
(2)一定属于精子形成过程的图像有哪些 细胞的名称分别是什么
【提示】 B和G。分别为初级精母细胞和精子。
(3)通过F细胞可判断生物性别吗 为什么
【提示】 不能,雌性和雄性个体在减数分裂Ⅱ中均可出现F细胞所示现象。
(4)卵细胞形成过程中,为什么细胞质不均等分裂 而精子形成过程中,为什么细胞需要经过变形
【提示】 细胞质不均等分裂形成的卵细胞较大,保证了受精后能有充足的营养物质,满足早期胚胎发育的需要。精细胞经过变形产生了尾等结构,有利于精子的运动。
核心归纳
比较精子和卵细胞形成过程的异同
项目 精子的形成过程 卵细胞的形成过程
不 同 点 场所 睾丸 卵巢
细胞质 分裂 均等分裂 不均等分裂 (极体均等分裂)
是否 变形 是 否
子细胞 数目 1个精原细胞 →4个精子 1个卵原细胞→1个卵 细胞+3个极体(消失)
相同点 染色体复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞内染色体和核DNA数均减半
典型例题
3.(2025·武汉期中)下列有关精子和卵细胞形成的说法,正确的是(　　)
[A] 两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象
[B] 精原细胞、卵原细胞是通过减数分裂产生的
[C] 精子和卵细胞形成过程中的不同点是精子需要变形,卵细胞不需要变形,其余完全相同
[D] 形成100个受精卵,至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
【答案】 A
【解析】 精原细胞和卵原细胞是通过有丝分裂产生的;精子与卵细胞形成过程中的不同点除精子需要变形外,还有细胞质的分配情况不同、形成的成熟生殖细胞数目不同等;1个精原细胞产生4个精子,只需25个精原细胞就能产生100个精子。
4.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)
[A] 甲一定为次级精母细胞
[B] 丙中的M、m为一对同源染色体
[C] 丙为次级卵母细胞或极体
[D] 乙一定为初级卵母细胞
【答案】 D
【解析】 甲处于减数分裂Ⅱ后期,且细胞质均分,所以甲可能是次级精母细胞或极体;丙中的M、m是由姐妹染色单体分开形成的,不是同源染色体;丙处于减数分裂Ⅱ后期,且细胞质不均分,所以为次级卵母细胞;乙处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质不均分,一定为初级卵母细胞。
【方法技巧】
“二看法”判断减数分裂中的细胞类型
任务三　分析减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
　　下图为根据减数分裂过程绘制的染色体与核DNA数目的变化曲线,请回答下列问题。
(1)核DNA数目的加倍发生在什么时期 原因是什么
【提示】 核DNA数目的加倍发生在减数分裂前的间期,原因是DNA分子的复制。
(2)DE段和GH段,核DNA数目都减半,原因分别是什么
【提示】 DE段,减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分离并分别进入两个子细胞,导致子细胞核DNA数目减半;GH段,减数分裂Ⅱ末期,姐妹染色单体分开后形成的两条染色体分别进入两个子细胞,导致核DNA数目减半。
(3)同源染色体的联会发生在染色体数目变化曲线的哪一段
【提示】 cd段。
(4)染色体数目的第一次减半发生在染色体数目变化曲线的哪一段 原因是什么
【提示】 发生在de段,即减数分裂Ⅰ末期。原因是同源染色体分离,分别进入两个子细胞,导致子细胞内染色体数目减半。
(5)ff′段染色体数目暂时加倍到与体细胞一样,原因是什么
【提示】 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。
核心归纳
1.比较各时期染色体和核DNA含量的变化(以体细胞中染色体数为2n,核DNA数为2c为例)
细胞分裂图像 相关时期 染色 体数 核DNA 数 染色 单体数
间期 2n 2c→4c 0→4n
减 数 分 裂 Ⅰ 前期 2n 4c 4n
中期 2n 4c 4n
后期 2n 4c 4n
末期 2n→n 4c→2c 4n→2n
减 数 分 裂 Ⅱ 前期 n 2c 2n
中期 n 2c 2n
后期 2n 2c 0
末期 2n→n 2c→c 0
2.构建减数分裂过程中染色体、核DNA数量变化模型
3.分析引发相关物质数量变化的四大原因
典型例题
5.(2025·新乡期中)下图是某细胞分裂过程中的物质变化图,有关图中a~c段(不含a、c两点)的叙述正确的是(　　)
[A] 细胞中始终存在同源染色体
[B] 细胞中始终存在姐妹染色单体
[C] 细胞中染色体数与核DNA分子数的比由1∶2变为1∶1
[D] 此时期的细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞
【答案】 B
【解析】 b~c段处于减数分裂Ⅱ前期、中期,不含同源染色体;a~c段(不含a、c两点)包括G2期、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期、中期,细胞中始终存在姐妹染色单体;a~c段,着丝粒没有分裂,始终存在姐妹染色单体,该时段细胞中染色体数与核DNA分子数的比一直是1∶2;a~b段时,细胞的名称为初级精(卵)母细胞,b~c段时,细胞的名称为次级精(卵)母细胞或极体。
6.(2025·广州期中)某雌性动物(体细胞2N=16)的卵原细胞在进行减数分裂过程中形成的不同细胞类型如图甲所示(①~③分别表示有关结构或物质),其细胞内每条染色体上的DNA含量变化如图乙所示。下列有关分析正确的是(　　)
[A] ①②③分别表示染色体、核DNA分子和染色单体
[B] 次级卵母细胞先后可用Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ细胞类型来表示
[C] 图甲中Ⅱ、Ⅲ细胞类型都处于图乙的BC时期
[D] 图乙DE段对应的细胞名称是卵细胞
【答案】 C
【解析】 据图甲可知,②在有些时期数量变为0,故表示染色单体,①③分别表示染色体、核DNA分子。该生物的染色体数目是16条,图甲Ⅰ中核DNA数和染色体数均为16,可能是处于G1期或减数分裂Ⅱ后期、末期的细胞;Ⅱ的细胞类型包括G2期以及减数分裂Ⅰ各个时期;Ⅲ细胞类型包括减数分裂Ⅱ前期和中期,故次级卵母细胞先后可用Ⅲ、Ⅰ细胞类型来表示。图甲中Ⅱ、Ⅲ细胞类型,每条染色体上均含2个DNA分子,处于图乙的BC时期。图示为卵原细胞的分裂过程,故DE段对应的细胞名称是处于减数分裂Ⅱ后期、末期的次级卵母细胞或卵细胞。
随堂检测
1.(2025·徐州月考)下列关于减数分裂的叙述,正确的是(　　)
[A] 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,也有细胞周期
[B] 染色体复制两次,细胞分裂一次
[C] 产生的子细胞中染色体数目减半
[D] 精(卵)原细胞只可进行减数分裂
【答案】 C
【解析】 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,但没有细胞周期;在减数分裂前染色体复制一次,细胞在减数分裂过程中连续分裂两次;精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂。
2.(2025·合肥期末)在减数分裂前及分裂过程中,下列有关染色体变化的叙述,正确的是(　　)
[A] 着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂,染色体数目加倍
[B] 减数分裂过程中也能形成纺锤体
[C] 在减数分裂Ⅱ过程中,同源染色体分离
[D] 细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍
【答案】 B
【解析】 着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期;细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞,使得细胞中染色体数目减半,导致染色体数目加倍的是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂。
3.下图是某一高等生物不同细胞的分裂示意图,请据图判断下列说法错误的是(　　)
[A] 图中乙细胞的名称不可能是极体
[B] 同源染色体的分离发生于图中的丁细胞所处的时期
[C] 人体性腺中的细胞可能会发生图中细胞所示的分裂现象
[D] 图中丙细胞含有4条染色体、2个四分体
【答案】 D
【解析】 根据图中丁细胞细胞质均等分裂,可知该生物是高等雄性动物,所以乙细胞不可能是极体;图中丁细胞为减数分裂Ⅰ后期,发生同源染色体分离;人体性腺中可以发生减数分裂和有丝分裂,可能会发生图中细胞所示的分裂现象;图中丙细胞处于有丝分裂中期,有4条染色体,没有四分体。
4.(2025·宜春月考)下图表示某二倍体动物卵原细胞形成卵细胞的过程中某结构的数量变化曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 图中曲线表示同源染色体的数量变化
[B] AB段细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2
[C] BC段细胞的细胞质存在不均等分裂
[D] AB段细胞中的染色体数均为BC段时期的2倍
【答案】 D
【解析】 题图中纵轴表示“对数”,并且B点由N对降低到0对,在减数分裂Ⅰ结束时,由于同源染色体的分离,同源染色体的对数变为0,说明曲线表示同源染色体的数量变化;AB段可以表示减数分裂Ⅰ,该时期细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2;BC段可以表示减数分裂Ⅱ,又由于题干中提出“卵原细胞形成卵细胞”,因此BC段次级卵母细胞形成卵细胞时,细胞质存在不均等分裂;减数分裂Ⅱ后期时的染色体数和减数分裂Ⅰ时期相等。
5.(2025·开封期末)下列关于观察减数分裂实验的叙述,正确的是(　　)
[A] 可用小鼠的卵巢制成装片观察减数分裂过程
[B] 跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化
[C] 可能观察到同源染色体联会形成的四分体
[D] 用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体分离现象
【答案】 C
【解析】 小鼠卵细胞的形成不是连续的,且数量少,因此通常用小鼠的精巢制成装片观察减数分裂过程;解离时细胞已经死亡,所以跟踪观察一个精原细胞不能看到减数分裂的连续变化;洋葱根尖细胞进行有丝分裂,不能观察到同源染色体分离现象。
　　哺乳动物精子发生是一个复杂的过程。构成生精小管管壁的睾丸支持细胞是唯一与生精细胞直接接触的体细胞,它不仅起着结构上的支持作用,更起着营养与调节的作用。研究人员发现睾丸支持细胞中特异性表达的Rictor基因可能是精子发生的一个关键调控基因,对此进行了一系列研究。
　　(1)哺乳动物的精子是由精原细胞经过减数分裂形成的子细胞变形而来。
　　(2)已知,大多数基因可以控制相应蛋白质的合成。研究者构建了睾丸支持细胞Rictor基因敲除小鼠,并测定了正常鼠和敲除鼠的相应蛋白质含量,若实验结果是相应蛋白质含量正常鼠高于敲除鼠,说明基因敲除效果可信,可进行后续实验。
　　(3)研究人员进一步证实:睾丸支持细胞缺失Rictor基因后,敲除鼠表现为无精症。为检验“无精症是因为敲除鼠精子发生过程阻滞”这一推测,分别取正常鼠和敲除鼠的生精小管中的细胞,检测生精小管中各种细胞的数量及细胞中核DNA含量,如下图所示(体细胞的核DNA含量为2C)。
①核DNA含量为1C的细胞是精细胞(或精子),核DNA含量为2C的细胞是精原细胞和次级精母细胞。
②结果显示,与正常鼠相比,敲除鼠生精小管中各种细胞数量的变化为核DNA含量为1C的细胞数减少,核DNA含量为2C的细胞数增多,核DNA含量为4C的细胞数基本不变。说明敲除鼠的精子发生过程被阻滞在减数分裂Ⅱ时期。
　　(4)精子发生过程中,激素调节发挥重要作用。研究者检测了正常鼠和敲除鼠血清中几种激素的水平,结果如下图所示,推测对精子的发生具有重要作用的是睾酮。
　　(5)综上所述,睾丸支持细胞Rictor基因的缺失引起睾酮含量下降和精子发生过程的阻滞,从而导致无精症,最终致使敲除鼠完全丧失生育能力。
课时作业
(时间:30分钟　分值:60分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1　减数分裂的相关概念
1.(2025·巴中月考)下列关于同源染色体的叙述,错误的是(　　)
[A] 进行有丝分裂的细胞中没有同源染色体
[B] 同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分
[C] 在人的正常精子中没有同源染色体
[D] 减数分裂中联会的染色体是同源染色体
【答案】 A
【解析】 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。进行有丝分裂的细胞中也有同源染色体,只是同源染色体不会联会。
2.(2025·徐州月考)下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述,错误的是(　　)
[A] 染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上只有一个DNA分子
[B] 由同一个着丝粒连接的染色单体属于姐妹染色单体
[C] 联会的结果是形成四分体,人的配子形成过程中会出现23个四分体
[D] 染色单体因为着丝粒的分裂而消失
【答案】 A
【解析】 染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上有1个或2个DNA分子;染色体复制的结果是形成两条姐妹染色单体,由同一个着丝粒连接;联会形成四分体,有几对同源染色体就有几个四分体,因为人体细胞中有23对同源染色体,所以在配子形成过程中会形成23个四分体;着丝粒分裂导致姐妹染色单体彼此分离,各自成为一条染色体。
知识点2　精子和卵细胞的形成过程
3.(2025·武汉月考)减数分裂的最重要特征是分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半,导致染色体数目减半的原因是(　　)
[A] 染色体复制形成姐妹染色单体
[B] 四分体时期同源染色体联会
[C] 减数分裂Ⅰ发生了同源染色体的分离
[D] 减数分裂Ⅱ发生了着丝粒的分裂
【答案】 C
【解析】 减数分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半。而染色体数目减半的根本原因是在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体分离并分别进入两个子细胞中。
4.(2025·漯河月考)下图为小鼠不同个体中正在进行减数分裂的细胞示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,乙、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期
[B] 图中4个细胞各有4条染色体,甲、丙细胞各有8条染色单体
[C] 乙、丁细胞中的染色体数目与体细胞中的相同
[D] 甲、丙细胞中同源染色体间还会发生相应片段的交换
【答案】 D
【解析】 甲、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;乙、丁细胞不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期。题图中4个细胞各有4条染色体,甲、丙细胞中,每条染色体上含有2条染色单体,因此各有8条染色单体。乙、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期,由于着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,染色体数目与体细胞的相同。甲、丙细胞都处于减数分裂Ⅰ后期,而同源染色体上非姐妹染色单体间相应片段的交换发生在减数分裂Ⅰ前期。
5.(2025·天津月考)某生物卵原细胞中有2n条染色体,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是(　　)
[A] n条、n条 [B] 2n条、n条
[C] n条、2n条 [D] 2n条、2n条
【答案】 A
【解析】 某生物卵原细胞中有2n条染色体,在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体分离,产生的子细胞中染色体减少了一半;减数分裂Ⅱ着丝粒分裂,产生的子细胞中染色体数目也是体细胞的一半,所以减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是n条、
n条。
6.下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图,下列叙述正确的是(　　)
[A] 甲、乙、丙中同源染色体都为2对
[B] 卵巢中不可能同时出现这三种细胞
[C] 即将出现同源染色体分离的是乙细胞
[D] 丙的子细胞是精细胞或极体
【答案】 C
【解析】 丙表示减数分裂Ⅱ后期的图像,没有同源染色体;甲细胞为有丝分裂中期的细胞,乙细胞为减数分裂Ⅰ中期的细胞,而丙处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞质不均等分裂,为次级卵母细胞,卵巢中的卵原细胞可同时进行有丝分裂和减数分裂,因此可同时出现这三种细胞;乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期,该细胞即将出现同源染色体分离;丙处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞,其分裂形成的子细胞是卵细胞和极体。
知识点3　减数分裂的观察实验
7.(2025·绵阳期末)在光学显微镜下观察蝗虫精巢永久装片时,同学们可以根据细胞中某些结构特征,辨别视野中的细胞所处减数分裂的时期。下列结构特征中不能作为辨别依据的是(　　)
[A] 染色体的形态 [B] 染色体的位置
[C] 染色体的数量 [D] 纺锤体的组成
【答案】 D
【解析】 不同分裂时期染色体的形态、数目、位置等并不相同,因此辨别减数分裂不同时期的依据是染色体形态、数目和位置;在减数分裂Ⅰ前期形成纺锤体,不同分裂时期纺锤体的组成都是一样的,纺锤体的组成不能作为辨别细胞所处减数分裂时期的依据。
8.(2025·无锡期中)某同学以蝗虫的精巢作为实验材料制成装片观察减数分裂。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 能观察到减数分裂Ⅰ时期同源染色体两两配对的联会过程
[B] 观察装片时可能看到处于有丝分裂某时期的细胞
[C] 在低倍镜下能找到处于减数分裂Ⅰ、Ⅱ时期的细胞
[D] 制作该临时装片时可以用甲紫溶液对染色体进行染色
【答案】 A
【解析】 在制作装片的过程中,细胞已经被杀死,不能再观察到染色体的联会过程,只能看到联会形成的四分体;实验材料是蝗虫的精巢,精巢中精原细胞也可以进行有丝分裂,所以有可能观察到处于有丝分裂某时期的细胞。
综合提升练
9.(2025·镇江期末)图1曲线表示雌果蝇某细胞分裂过程中染色体数目的变化,图2曲线表示该细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化。下列叙述正确的是(　　)
[A] 该细胞为卵原细胞,在卵巢中只通过减数分裂进行增殖
[B] 既无同源染色体,也无姐妹染色单体的区段是EF段和IJ段
[C] 与图1中DE段相同的时期是图2中JK段
[D] 同源染色体联会现象发生于CD段和JK段
【答案】 C
【解析】 卵原细胞在卵巢中既可以通过有丝分裂增殖,也可以通过减数分裂产生卵细胞;EF段和KL段表示减数分裂Ⅱ后期、末期,此时细胞中无同源染色体,也无姐妹染色单体;图1中DE段和图2中JK段都表示减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体加倍;同源染色体联会现象发生在减数分裂Ⅰ前期,即图1中的AB段和图2中的IJ段。
10.(2025·哈尔滨期中)有研究者采用荧光染色法制片,在显微镜下观察拟南芥(2n=10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目,以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述错误的是(　　)
[A] 图甲中细胞处于减数分裂Ⅰ
[B] 图丙中细胞处于减数分裂Ⅱ
[C] 图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近
[D] 减数分裂先后顺序为甲→乙→丁→丙
【答案】 D
【解析】 图甲细胞中染色体正在联会,处于减数分裂Ⅰ前期。图丙中有两个细胞,每个细胞中染色体数目都是5条,处于减数分裂Ⅱ中期。图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近,处于减数分裂Ⅰ中期。图甲处于减数分裂Ⅰ前期,图乙处于减数分裂Ⅰ中期,图丙处于减数分裂Ⅱ中期;图丁形成了四部分,且每部分含有5条染色体,说明处于减数分裂Ⅱ末期,因此减数分裂先后顺序为甲→乙→丙→丁。
11.(12分)(2025·酒泉期末)图甲是某动物生殖细胞形成过程的简图,请据图回答下列问题。
(1)图甲是在该动物的　　 　　(器官)中形成的,其中含同源染色体的细胞分裂图像有　　 　　(填序号)。
(2)图甲中的②表示　　　　　 　(填名称)细胞;该细胞中核DNA数和染色体数之比为　　 　。
(3)发生了图乙中DE段变化的是图甲中的　　　(填序号)细胞。在BC段,细胞核内主要完成　　 　　　　　。
【答案】 (每空2分)
(1)卵巢　①②
(2)初级卵母　2∶1　
(3)⑤　DNA复制(染色体复制)
【解析】 (1)根据②不均等分裂可知,该动物为雌性,图甲表示卵细胞的形成过程,在卵巢中进行。①卵原细胞和②初级卵母细胞均含有同源染色体,其余减数分裂Ⅱ的细胞都不含有同源染色体。
(2)②表示初级卵母细胞,处于减数分裂Ⅰ后期。该细胞中含有染色单体,核DNA数∶染色体数=8∶4=2∶1。
(3)图乙中DE段染色体数与核DNA数比值由1/2变成1,说明发生了着丝粒的分裂,对应图甲中的⑤减数分裂Ⅱ后期。BC段染色体数与核DNA数比值由1变成1/2,说明每条染色体上的DNA数从1个变成2个,表示DNA的复制。
12.(12分)(2025·佛山期末)植物进行减数分裂时,用红色荧光和绿色荧光分别标记其中一对同源染色体的着丝粒,在荧光显微镜下,观察到荧光点随时间依次出现在细胞中①~④
四个不同的位置,如图甲所示。图乙为该植物花粉母细胞进行减数分裂不同时期的显微实拍图像。
(1)图甲中两个荧光点在　　　的牵引下从①向②移动,这一过程中发生的染色体行为是　　　,②对应的时期是图乙中的　　　(填字母),③到④过程中发生的染色体行为是　　　　　　　　　　,④对应的时期是图乙中的　　　(填字母)。
(2)联会复合体是联会的同源染色体间形成的蛋白复合结构,D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解,D蛋白缺失突变体不能正常完成减数分裂,原因是
　　　　　　　　　　 　　。
【答案】 (每空2分)
(1)纺锤丝　联会　c　同源染色体分离　a
(2)D蛋白缺失,同源染色体无法分离
【解析】 (1)图甲中两个荧光点在纺锤丝的牵引下从①向②移动,这一过程中发生的染色体行为是联会,②两条染色体联会说明是减数分裂Ⅰ前期,对应的时期是图乙中的c,③到④过程中发生的染色体行为是同源染色体分离,说明④的时期是减数分裂Ⅰ后期,对应图乙中的a。
(2)D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解,D蛋白缺失,同源染色体无法分离,所以D蛋白缺失突变体不能正常完成减数分裂。第2课时　受精作用
课时作业
(时间:30分钟　分值:58分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　配子中染色体组合的多样性
1.(2025·内江月考)下列叙述属于形成配子多样性原因的一组是(　　)
①同源染色体非姐妹染色单体间的互换　②同源染色体联会　③着丝粒分裂,姐妹染色单体分开　④非同源染色体自由组合
[A] ①② [B] ③④
[C] ①④ [D] ②③
【答案】 C
【解析】 在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体互换以及在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,是形成配子多样性的原因。
2.(2025·咸阳月考)右图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况,该卵原细胞经减数分裂产生三个极体和一个卵细胞,其中一个极体的染色体组成是1、3,则卵细胞中染色体组成是(　　)
[A] 2、4 [B] 1、3
[C] 1、3或2、4 [D] 1、4或2、3
【答案】 C
【解析】 题图卵原细胞经减数分裂产生的一个极体的染色体组成是1、3,则有两种情况:若该极体是由次级卵母细胞分裂形成的,则与它同时产生的卵细胞的染色体组成也为1、3;若该极体是由(第一)极体分裂形成的,则次级卵母细胞的染色体组成为2、4,产生的卵细胞的染色体组成为2、4。
3.(2025·运城期末)某兴趣小组在建立减数分裂中染色体变化的模型时,选用了4个黄色
(2短、2长)和4个红色(2短、2长)的扭扭棒。下列有关模拟操作的分析,错误的是(　　)
[A] 用这些扭扭棒可以模拟减数分裂中非同源染色体之间的自由组合
[B] 将2个短的黄色扭扭棒扭在一起,可模拟1条已经复制的染色体
[C] 模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的扭扭棒条数要与细胞另一极的相同
[D] 模拟减数分裂Ⅰ中期时,成对的扭扭棒排列在赤道板两侧,同侧的颜色一定不同
【答案】 D
【解析】 减数分裂Ⅰ中期时,成对的同源染色体排列在赤道板两侧,同侧的染色体来源可能相同,也可能不同,因此赤道板同侧的扭扭棒颜色可以相同,也可以不同。
知识点2　受精作用
4.(2025·湛江月考)下列关于减数分裂和受精作用的说法,正确的是(　　)
[A] 同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体数量一般是不同的
[B] 受精作用形成的受精卵中遗传物质一半来自父方,一半来自母方
[C] 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
[D] 一般情况下,一个卵细胞可以同时与多个精子受精
【答案】 C
【解析】 同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞的染色体数量一般是相同的;由于受精卵的细胞质几乎都来自卵细胞,因此受精卵中的核遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞;一个卵细胞一般只能与一个精子结合,形成受精卵,使染色体数目恢复到体细胞中染色体数目。
5.(2025·昆明期末)某种有性生殖的哺乳动物的繁衍过程如右图所示,其中①②③代表相关生理过程。下列说法错误的是(　　)
[A] 染色体互换可发生在过程①中
[B] 过程②发生了非同源染色体的自由组合
[C] 过程③中进行了细胞的增殖和分化
[D] 精子和卵细胞的多样性是生物多样性形成的基础之一
【答案】 B
【解析】 过程①是减数分裂,可能在减数分裂Ⅰ的前期发生染色体的互换;过程②是受精作用,而非同源染色体的自由组合发生在减数分裂过程中;过程③表示受精卵进行了细胞的增殖和分化,发育成个体;配子中染色体组合的多样性,雌雄配子随机结合,使后代的基因型具有了多样性,所以性状也具有了多样性,最终导致生物多样性。
知识点3　减数分裂与有丝分裂的综合
6.(2025·黄石期中)假定某动物体细胞染色体数目2n=4,下列关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述,正确的是(　　)
[A] 图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
[B] ②③④为减数分裂,分别为减数分裂Ⅰ的前期、中期、后期
[C] ④⑥分别为减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期
[D] ②为减数分裂Ⅰ的四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
【答案】 C
【解析】 ②中出现了四分体,该细胞处于减数分裂Ⅰ前期;③中存在同源染色体,且染色体的着丝粒排列在赤道板上,处于有丝分裂中期;④中发生同源染色体分离,该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,染色体数目没有加倍;⑤中着丝粒分裂,复制后的染色体分离,且含有同源染色体,处于有丝分裂后期,染色体数目暂时加倍;⑥中发生了着丝粒的分裂,但没有同源染色体,处于减数分裂Ⅱ后期。
7.(2025·信阳期末)下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系图,其中错误的有(　　)
[A] 0处 [B] 1处 [C] 2处 [D] 4处
【答案】 C
【解析】 ①属于有丝分裂,不会出现同源染色体联会;③属于减数分裂Ⅰ,前期同源染色体联会,中期同源染色体位于赤道板的两侧,后期同源染色体分离,因此共2处错误。
综合提升练
8.(2025·长沙期末)右图是某高等动物精子形成过程中某一时期的细胞模式图,下列说法正确的是(　　)
[A] 如果该细胞分裂时染色体3和4不分离,则产生的精细胞中染色体数目均异常
[B] 若在复制时没有发生任何差错,则该细胞一定能产生4种类型的精细胞
[C] 若染色体1和2发生部分片段互换,则导致减数分裂异常
[D] 如果染色体1的一个染色单体发生改变,则该细胞产生的精细胞有一半出现异常
【答案】 A
【解析】 染色体3和4属于同源染色体,如果细胞分裂时染色体3和4不分离,则产生的两种类型的精细胞中,一种细胞中多一条染色体,另一种细胞中少一条染色体,细胞中的染色体数目均异常;若在复制时没有发生任何差错,且不发生同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换,则该细胞会产生2种类型的精细胞;同源染色体的非姐妹染色单体间片段的互换不会导致减数分裂异常;如果染色体1的一个染色单体发生改变,则该细胞所产生的精细胞中有1/4会出现异常。
9.(2025·茂名期末)下图表示一个细胞进行分裂时,细胞核内染色体数目以及核DNA分子数目的变化情况。下列叙述错误的是(　　)
[A] 实线和虚线分别表示染色体数和核DNA分子数的变化
[B] 两条曲线重叠的各段,每条染色体都含有一个DNA分子
[C] 在MN段,每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA
[D] 在IJ段,可发生同源染色体的互换、同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
【答案】 A
【解析】 由于间期DNA复制数目加倍,题图中实线表示核DNA分子数目的变化,虚线表示染色体数目的变化;在MN段,着丝粒分裂产生的染色体还未进入两个子细胞中,所以每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA;IJ段可表示减数分裂Ⅰ,在四分体时期可发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换,在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
10.(13分)(2025·西安期末)图甲是某种高等动物进行细胞分裂时某个时期的示意图(图中只画出部分染色体),图乙表示该动物不同细胞的染色体与核DNA的数量关系,图丙表示细胞分裂的不同时期染色体数目与核DNA数目比的曲线变化情况。据图回答下列问题。
(1)图甲细胞处于　　　　　　　　　　(填细胞分裂方式及所处时期)期,含有　　　对同源染色体,其分裂产生的子细胞的名称为　　　　　　　　　　　　。
(2)图甲细胞与图乙中的细胞　　　　(填图乙中字母)对应,与图丙中　　　　(用图丙中字母表示)段对应。
(3)若细胞进行有丝分裂,则图乙细胞b中发生　　　　　　　　　　后,会转变为细胞a。图丙可表示　　　　　　　　　　(填分裂方式)。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)减数分裂Ⅰ后　2(1分)　次级卵母细胞和(第一)极体
(2)b　CD
(3)着丝粒分裂　有丝分裂、减数分裂
【解析】 (1)图甲细胞中含有2对同源染色体,同源染色体正在发生分离,且细胞质不均等分裂,因此该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,其分裂产生的子细胞是次级卵母细胞和(第一)
极体。
(2)图甲细胞中具有染色单体,染色体与核DNA的数量关系是1∶2,染色体数目与体细胞相同,其分别与图乙中的b细胞和图丙中的CD段相对应。
(3)若细胞进行有丝分裂,图乙细胞b处于有丝分裂前期、中期,细胞a处于有丝分裂后期、末期,图乙细胞b中发生着丝粒分裂后,会转变为细胞a。图丙中,BC段表示DNA的复制,DE段表示着丝粒的分离,无论是有丝分裂,还是减数分裂,均会发生DNA的复制,着丝粒的分裂,故图丙可表示有丝分裂和减数分裂。
11.(12分)(2025·资阳月考)下图为动物体生殖发育以及动物细胞有丝分裂或减数分裂图解。请据图回答下列问题。
(1)A、B过程为　　　　,C过程为　　　　,A、B、C过程的意义是　
　。
(2)图①~④中能发生在A过程的有　　　　,能发生在D、E过程的有　　 　　 。
(3)在图②细胞中,染色体数∶染色单体数∶核DNA数=　　　　　 　　　　。
(4)图④所示的细胞名称为　　　　　　　　　　　　 　　　　。
(5)①②③④中,有同源染色体的有　　　　,分别是　　　　对。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)减数分裂　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,对于生物的遗传和变异十分重要(2分)
(2)②④　①③
(3)1∶2∶2(2分)
(4)极体或次级精母细胞(2分)
(5)①②③　4、2、2
【解析】 (2)①细胞中姐妹染色单体分离,每一极都有同源染色体,属于有丝分裂后期;②细胞中联会的同源染色体排列在赤道板两侧,属于减数分裂Ⅰ中期;③细胞中有同源染色体但不联会,着丝粒排列在赤道板上,属于有丝分裂中期;④细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期。能发生在减数分裂过程的有②④。D、E过程中细胞通过有丝分裂增殖,因此能发生在D、E过程的有①③。
(4)④细胞处于减数分裂Ⅱ后期,而且细胞质均等分裂,可能是次级精母细胞或极体。(共58张PPT)
第2课时　受精作用
1.阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。2.简述受精作用的过程。3.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。4.辨析有丝分裂与减数分裂各时期的图像。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、配子中染色体组合的多样性
1.配子多样性的原因
(1)两个重要原因。
非姐妹
自
染色单体
由组合
(2)意义:导致了不同配子 的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,使同一双亲的后代必然呈现 。
遗传物质
多样性
2.建立减数分裂中染色体变化的模型
项目 操作要点
模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 (1)用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色分别制作两条大小不同的染色体,每条染色体由两条染色单体组成(注意:一种颜色的两条染色体分别与另一种颜色的两条染色体大小相同)。两种颜色分别代表来自父方和母方;
(2)画出中心体和纺锤体;
(3)模拟减数分裂各时期染色体行为的变化
模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 至少制作2对染色体,在 的每一侧放两条与之前相比不同颜色组合的染色体,比较形成的子细胞与前一次模拟结果的差异
模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 假设在 时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,用不同颜色的橡皮泥拼接表示非姐妹染色单体间发生了互换,比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异
赤道板
四分体
二、受精作用
1.概念:卵细胞和精子相互 、融合成为受精卵的过程。
2.过程
识别
图示 过程
通常是精子的 进入卵细胞, 留在外面
卵细胞的 发生复杂的生理反应,阻止其他精子进入
实质:精子的 与卵细胞的 融合,使彼此的染色体会合在一起
头部
尾部
细胞膜
细胞核
细胞核
3.结果
(1)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。
(2)受精卵中的染色体一半来自 (父方),另一半来自 (母方)。
4.减数分裂和受精作用的意义
(1)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 ,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 ,同一双亲的后代必然呈现多样性。这种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
精子
卵细胞
多样性
随机性
自然选择
有性生殖
(2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代
的恒定,维持了生物遗传的稳定性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
染色体数目
判断正误
(1)建立的减数分裂中染色体变化的模型属于物理模型。(　　)
(2)建立减数分裂中染色体变化的模型实验中,大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体。(　　)
√
(3)配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。(　　)
×
【提示】 还与四分体时期非姐妹染色单体之间的互换有关。
√
(4)受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核互相融合。(　　)
√
(5)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。(　　)
【提示】 可以说受精卵中的染色体一半来自精子(父方),一半来自卵细胞
(母方),但不能说受精卵中的遗传物质(或DNA)一半来自父方,一半来自母方。因为受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
×
探究案·互动探究
任务一　分析配子中染色体组合的多样性
探究1　分析减数分裂过程中染色体组合的多样性
减数分裂过程中,同源染色体会发生联会及分离,而非同源染色体可自由组合。下图中的A、a和B、b表示精原细胞中的两对同源染色体,请分析回答下列问题。
【提示】 情况1最终产生的精子有两种类型:AB、ab。情况2最终产生的精子有两种类型:Ab、aB。一个卵原细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞,故两种情况下最终产生的卵细胞均各有一种类型。
(1)情况1最终产生的精子有几种类型 情况2最终产生的精子有几种类型 若将精原细胞换为卵原细胞,则两种情况下最终产生的卵细胞有几种类型
(2)据此推断,含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种
【提示】 2n种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型要比上述结论多,可能的原因是什么
【提示】 可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。
探究2　根据配子中染色体组合类型确定细胞来源
下图是某种生物的精细胞,根据细胞内染色体的类型(灰色来自父方、白色来自母方)回答下列问题。
A B C
D E F
(1)精细胞A的一条染色体在初级精母细胞 时期,发生了
。
(2)可以来自同一个次级精母细胞的两个精细胞是A和 ; 和D,判断的依据是
。
(3)精细胞E和F最可能来自同一个 精母细胞,理由是
。
四分体
同源染色体
非姐妹染色单体间相应片段的互换
E
C
在不考虑同源染色体非姐妹染色单体互换的前提下,来自同一个次级
精母细胞的精细胞两两相同,即两个细胞内染色体类型相同,再根据若发生
了互换,两细胞中染色体会有差异,所以,可以来自同一个次级精母细胞的是A和E、C和D
初级
E和F染色体
类型互补
「核心归纳」
1.一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)只考虑非同源染色体自由组合,不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体)
比较项目 YyRr个体能产生配子的种类 含n对同源染色体个体产生的配子种类
一个精原 细胞 2种(YR、yr或Yr、yR) 2种
一个雄性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 2n种
一个卵原细胞 1种(YR或yr或Yr或yR) 1种
一个雌性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 2n种
(2)若考虑互换,会增加配子的种类,如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
2.从减数分裂过程逆推配子的来源
(1)一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换),如下图所示。
由图可知:①E和F、G和H的染色体组成完全相同,分别来自同一次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一个初级精母细胞。
(2)一个精原细胞的减数分裂(考虑互换),如下图所示。
由图可知:①E和F、G和H的染色体组成大同小异,分别来自同一次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一初级精母细胞。
3.减数分裂中的异常分析
(1)减数分裂Ⅰ异常(同源染色体未分离)。
(2)减数分裂Ⅱ异常(姐妹染色单体未分离)。
「典型例题」
1.(2025·贵阳期中)人的卵原细胞中有46条染色体(不考虑同源染色体之间的互换),一个人的卵原细胞经过减数分裂后,可能形成的卵细胞的种类数和一个卵原细胞经过减数分裂后形成的卵细胞的种类数分别是(　　)
[A] 222和23 [B] 232和1
[C] 223和1 [D] 223和46
C
【解析】 一个人的卵原细胞经过减数分裂后,可能形成的卵细胞是223种,一个卵原细胞只能形成一个卵细胞,即只能形成1种卵细胞。
2.(2025·长沙期末)右图表示某动物两个精细胞的染色体组成。下列叙述错误的是(　　)
[A] 可能来自一个精原细胞
[B] 可能来自一个初级精母细胞
[C] 可能来自两个初级精母细胞
[D] 可能来自一个次级精母细胞
D
【解析】 一个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ产生的两个精细胞,染色体组成应完全相同(不考虑互换),所以题图所示的两个精细胞不可能来自一个次级精母细胞。
任务二　分析受精作用
下图为生物体的有性生殖过程。请回答下列问题。
(1)经减数分裂形成的生殖细胞的染色体数目与体细胞的相比,有何变化
【提示】 经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比体细胞的减少一半,并且没有同源染色体。
(2)从受精作用角度分析,受精卵与生殖细胞相比,染色体数目有何变化
【提示】 与生殖细胞相比,受精卵染色体数目恢复为体细胞染色体数目,且出现同源染色体。
(3)受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质 试分析原因。
【提示】 不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方、一半来自母方,但细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方(卵细胞)。
「典型例题」
3.(2025·宜春月考)下列关于受精作用的叙述,错误的是(　　)
[A] 受精时,精子整个进入卵细胞,精子和卵细胞的染色体会合在一起
[B] 受精作用中卵细胞和精子的随机结合,使后代呈现多样性,有利于适应不同的环境
[C] 受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方
[D] 受精作用和减数分裂对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定具有重要意义
A
【解析】 在受精作用进行时,通常是精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。
4.(2025·深圳期中)下列对高等动物通过减数分裂形成的雌雄配子以及受精作用的描述正确的是(　　)
[A] 每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
[B] 受精作用的实质为精子与卵细胞相互识别后精子细胞核与卵细胞的细胞核相互融合
[C] 受精卵中的线粒体大部分来自精子的尾部
[D] 雌雄配子彼此结合的机会相等,因为它们的数量相等
B
【解析】 卵细胞形成过程中细胞质的分配是不均等的,卵细胞中细胞质多于初级卵母细胞细胞质的 1/4;受精卵中的线粒体大部分来自卵细胞;一般来说,动物的雄配子数量远多于雌配子数量。
任务三　辨析有丝分裂和减数分裂
图1表示某生物体内一组细胞分裂图像,图2表示某动物细胞分裂过程中染色体数目变化曲线。请分析并回答下列问题。
(1)图1中甲、乙、丙属于有丝分裂的是 ,判断的依据是
。
(2)图1中乙细胞名称为 ,判断的依据是
。
(3)图2中姐妹染色单体分离发生在 (填数字序号)阶段,判断的依据是
。
甲
甲细胞含有同
源染色体,且着丝粒分裂,处于有丝分裂后期
初级卵母细胞
乙细胞含有
同源染色体,且细胞质不均等分裂
③⑥
姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期,③表示减数分裂Ⅱ后期,⑥表示有丝分裂后期
「核心归纳」
1.细胞分裂图像的判断
(1)前期。
图像
方法
(2)中期。
图像
时期 有丝分裂中期 减数分裂Ⅰ中期 减数分裂Ⅱ中期
方法
(3)后期。
图像
时期 有丝分裂后期 减数分裂Ⅰ后期 减数分裂Ⅱ后期
方法
2.“三看法”判断有丝分裂与减数分裂
(1)模型。
(2)判断方法。
「典型例题」
5.(2025·芜湖期中)图甲表示细胞分裂过程中某种物质或结构的数目变化曲线,图乙、图丙分别表示细胞分裂过程中某一时期的图像。下列有关说法正确的是(　　)
[A] 精原细胞的分裂过程中不会出现图乙所示的情况
[B] 卵细胞的形成过程中不会出现图丙所示的情况
[C] 图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中核DNA数目的变化
[D] 图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中染色体数目的变化
D
【解析】 图乙细胞处于有丝分裂后期,精原细胞通过有丝分裂进行增殖,会出现图乙所示的情况;卵细胞是卵原细胞经过减数分裂形成的,卵原细胞在减数分裂Ⅰ过程中形成的极体在减数分裂Ⅱ过程中会均等分裂为2个极体,故会出现图丙所示的情况;图甲可表示成熟生殖细胞形成过程中染色体数目的变化,不可表示成熟生殖细胞形成过程中核DNA数目的变化。
6.(2025·哈尔滨期中)图甲表示某二倍体雌性动物细胞分裂过程中染色体数、核DNA数和同源染色体对数的变化情况,图乙是该动物细胞分裂过程中每条染色体DNA含量的部分图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 图甲中的b、e时期可能对应图乙中的AB段
[B] 图甲的b→e过程中发生了同源染色体分离
[C] 图甲中的a时期细胞可能会发生联会、互换过程
[D] 图乙的BC段会发生染色单体分离
C
【解析】 图甲中的b、e时期核DNA数都是染色体数的 2倍,说明每条染色体上有2个DNA,对应图乙中的AB段;图甲中的b时期有n对同源染色体,核DNA数=2倍的染色体数=4n,可表示减数分裂Ⅰ的各个时期,e时期没有同源染色体,有染色单体,为减数分裂Ⅱ前期、中期,所以b→e 过程中发生了同源染色体分离;图甲中a处于有丝分裂后期,不可能发生联会、互换过程;图乙的BC段会发生染色单体分离,导致每条染色体上有一个DNA分子。
思维导图
随堂检测
1.果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d),在不发生互换的情况下,它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子(　　)
[A] 2种 [B] 4种 [C] 8种 [D] 16种
A
【解析】 一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体,在不发生互换的情况下,经减数分裂都只能形成2种类型的精子。
2.(2025·昆明月考)下图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型,其中错误的是(　　)
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 A选项图表示减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合;B选项图表示减数分裂Ⅰ中期,同源染色体成对地排列在赤道板两侧;C选项图表示减数分裂Ⅰ后期,但未体现同源染色体分离,故其是错误的;
D选项图表示减数分裂Ⅱ后期,细胞中不含同源染色体,且着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,成为两条染色体并在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
3.(2025·聊城月考)下图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是(　　)
[A] 非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中
[B] 由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子
[C] 同源染色体的分离发生在过程Ⅰ和过程Ⅱ中
[D] 仅有过程Ⅰ即可维持亲子代间染色体数目的恒定
A
【解析】 分析题图可知,过程Ⅰ是减数分裂,过程Ⅱ是受精作用,非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期;受精卵中的细胞质主要来自卵细胞;同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中;过程Ⅰ和过程Ⅱ共同维持亲子代间染色体数目的恒定。
4.(2025·盐城期中)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂,又进行有丝分裂,下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ
[B] 同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ
[C] 有丝分裂前的间期进行DNA复制
[D] 有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性
B
【解析】 同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ前期。
5.(2025·徐州期末)某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数目和核DNA数目,结果如下图。下列分析正确的是(　　)
[A] 细胞d、e、f中都可能发生同源染色体联会
[B] 细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离
[C] 细胞a可能是精细胞或卵细胞或极体
[D] 细胞g中没有同源染色体
B
【解析】 细胞d和e处于分裂间期,此时不会发生同源染色体的联会;细胞c若处于减数分裂Ⅱ后期,细胞g处于有丝分裂后期,则都会发生染色单体分离;由于是蝗虫精巢切片,因此细胞a不可能是卵细胞或极体;g的核DNA含量为4N,染色体是4N,处于有丝分裂后期,含有同源染色体。
联系实际 迁移应用
克兰费尔特综合征患者最常见的性染色体为XXY,即比正常男性多了一条X染色体。1961年,首次报道性染色体组成为XYY的男性,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)分析克兰费尔特综合征是父系或母系在减数分裂的哪个时期出现异常造成的。
【提示】 克兰费尔特综合征患者最常见的性染色体组成为XXY,若由正常的含X的卵细胞和异常的含XY的精子受精形成,则为父系在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体X和Y不分离所致;若由正常的含Y的精子和异常的含XX的卵细胞受精形成,则为母系在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体X和X不分离,或者在减数分裂Ⅱ过程中,姐妹染色单体X和X不分离所致。
(2)若部分XYY患者能够产生精子,则从性染色体组成的角度分析,能产生多少种类型的精子,正常精子占多少
【提示】 该患者能产生的精子类型及比例为X∶XY∶Y∶YY=1∶2∶2∶1,正常精子占1/2。第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减数分裂
随堂检测
1.(2025·徐州月考)下列关于减数分裂的叙述,正确的是(　　)
[A] 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,也有细胞周期
[B] 染色体复制两次,细胞分裂一次
[C] 产生的子细胞中染色体数目减半
[D] 精(卵)原细胞只可进行减数分裂
【答案】 C
【解析】 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,但没有细胞周期;在减数分裂前染色体复制一次,细胞在减数分裂过程中连续分裂两次;精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂。
2.(2025·合肥期末)在减数分裂前及分裂过程中,下列有关染色体变化的叙述,正确的是(　　)
[A] 着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂,染色体数目加倍
[B] 减数分裂过程中也能形成纺锤体
[C] 在减数分裂Ⅱ过程中,同源染色体分离
[D] 细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍
【答案】 B
【解析】 着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期;细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞,使得细胞中染色体数目减半,导致染色体数目加倍的是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂。
3.下图是某一高等生物不同细胞的分裂示意图,请据图判断下列说法错误的是(　　)
[A] 图中乙细胞的名称不可能是极体
[B] 同源染色体的分离发生于图中的丁细胞所处的时期
[C] 人体性腺中的细胞可能会发生图中细胞所示的分裂现象
[D] 图中丙细胞含有4条染色体、2个四分体
【答案】 D
【解析】 根据图中丁细胞细胞质均等分裂,可知该生物是高等雄性动物,所以乙细胞不可能是极体;图中丁细胞为减数分裂Ⅰ后期,发生同源染色体分离;人体性腺中可以发生减数分裂和有丝分裂,可能会发生图中细胞所示的分裂现象;图中丙细胞处于有丝分裂中期,有4条染色体,没有四分体。
4.(2025·宜春月考)下图表示某二倍体动物卵原细胞形成卵细胞的过程中某结构的数量变化曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 图中曲线表示同源染色体的数量变化
[B] AB段细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2
[C] BC段细胞的细胞质存在不均等分裂
[D] AB段细胞中的染色体数均为BC段时期的2倍
【答案】 D
【解析】 题图中纵轴表示“对数”,并且B点由N对降低到0对,在减数分裂Ⅰ结束时,由于同源染色体的分离,同源染色体的对数变为0,说明曲线表示同源染色体的数量变化;AB段可以表示减数分裂Ⅰ,该时期细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2;BC段可以表示减数分裂Ⅱ,又由于题干中提出“卵原细胞形成卵细胞”,因此BC段次级卵母细胞形成卵细胞时,细胞质存在不均等分裂;减数分裂Ⅱ后期时的染色体数和减数分裂Ⅰ时期相等。
5.(2025·开封期末)下列关于观察减数分裂实验的叙述,正确的是(　　)
[A] 可用小鼠的卵巢制成装片观察减数分裂过程
[B] 跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化
[C] 可能观察到同源染色体联会形成的四分体
[D] 用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体分离现象
【答案】 C
【解析】 小鼠卵细胞的形成不是连续的,且数量少,因此通常用小鼠的精巢制成装片观察减数分裂过程;解离时细胞已经死亡,所以跟踪观察一个精原细胞不能看到减数分裂的连续变化;洋葱根尖细胞进行有丝分裂,不能观察到同源染色体分离现象。
　　哺乳动物精子发生是一个复杂的过程。构成生精小管管壁的睾丸支持细胞是唯一与生精细胞直接接触的体细胞,它不仅起着结构上的支持作用,更起着营养与调节的作用。研究人员发现睾丸支持细胞中特异性表达的Rictor基因可能是精子发生的一个关键调控基因,对此进行了一系列研究。
　　(1)哺乳动物的精子是由精原细胞经过减数分裂形成的子细胞变形而来。
　　(2)已知,大多数基因可以控制相应蛋白质的合成。研究者构建了睾丸支持细胞Rictor基因敲除小鼠,并测定了正常鼠和敲除鼠的相应蛋白质含量,若实验结果是相应蛋白质含量正常鼠高于敲除鼠,说明基因敲除效果可信,可进行后续实验。
　　(3)研究人员进一步证实:睾丸支持细胞缺失Rictor基因后,敲除鼠表现为无精症。为检验“无精症是因为敲除鼠精子发生过程阻滞”这一推测,分别取正常鼠和敲除鼠的生精小管中的细胞,检测生精小管中各种细胞的数量及细胞中核DNA含量,如下图所示(体细胞的核DNA含量为2C)。
①核DNA含量为1C的细胞是精细胞(或精子),核DNA含量为2C的细胞是精原细胞和次级精母细胞。
②结果显示,与正常鼠相比,敲除鼠生精小管中各种细胞数量的变化为核DNA含量为1C的细胞数减少,核DNA含量为2C的细胞数增多,核DNA含量为4C的细胞数基本不变。说明敲除鼠的精子发生过程被阻滞在减数分裂Ⅱ时期。
　　(4)精子发生过程中,激素调节发挥重要作用。研究者检测了正常鼠和敲除鼠血清中几种激素的水平,结果如下图所示,推测对精子的发生具有重要作用的是睾酮。
　　(5)综上所述,睾丸支持细胞Rictor基因的缺失引起睾酮含量下降和精子发生过程的阻滞,从而导致无精症,最终致使敲除鼠完全丧失生育能力。
课时作业
(时间:30分钟　分值:60分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1　减数分裂的相关概念
1.(2025·巴中月考)下列关于同源染色体的叙述,错误的是(　　)
[A] 进行有丝分裂的细胞中没有同源染色体
[B] 同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分
[C] 在人的正常精子中没有同源染色体
[D] 减数分裂中联会的染色体是同源染色体
【答案】 A
【解析】 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。进行有丝分裂的细胞中也有同源染色体,只是同源染色体不会联会。
2.(2025·徐州月考)下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述,错误的是(　　)
[A] 染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上只有一个DNA分子
[B] 由同一个着丝粒连接的染色单体属于姐妹染色单体
[C] 联会的结果是形成四分体,人的配子形成过程中会出现23个四分体
[D] 染色单体因为着丝粒的分裂而消失
【答案】 A
【解析】 染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上有1个或2个DNA分子;染色体复制的结果是形成两条姐妹染色单体,由同一个着丝粒连接;联会形成四分体,有几对同源染色体就有几个四分体,因为人体细胞中有23对同源染色体,所以在配子形成过程中会形成23个四分体;着丝粒分裂导致姐妹染色单体彼此分离,各自成为一条染色体。
知识点2　精子和卵细胞的形成过程
3.(2025·武汉月考)减数分裂的最重要特征是分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半,导致染色体数目减半的原因是(　　)
[A] 染色体复制形成姐妹染色单体
[B] 四分体时期同源染色体联会
[C] 减数分裂Ⅰ发生了同源染色体的分离
[D] 减数分裂Ⅱ发生了着丝粒的分裂
【答案】 C
【解析】 减数分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半。而染色体数目减半的根本原因是在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体分离并分别进入两个子细胞中。
4.(2025·漯河月考)下图为小鼠不同个体中正在进行减数分裂的细胞示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,乙、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期
[B] 图中4个细胞各有4条染色体,甲、丙细胞各有8条染色单体
[C] 乙、丁细胞中的染色体数目与体细胞中的相同
[D] 甲、丙细胞中同源染色体间还会发生相应片段的交换
【答案】 D
【解析】 甲、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;乙、丁细胞不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期。题图中4个细胞各有4条染色体,甲、丙细胞中,每条染色体上含有2条染色单体,因此各有8条染色单体。乙、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期,由于着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,染色体数目与体细胞的相同。甲、丙细胞都处于减数分裂Ⅰ后期,而同源染色体上非姐妹染色单体间相应片段的交换发生在减数分裂Ⅰ前期。
5.(2025·天津月考)某生物卵原细胞中有2n条染色体,减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是(　　)
[A] n条、n条 [B] 2n条、n条
[C] n条、2n条 [D] 2n条、2n条
【答案】 A
【解析】 某生物卵原细胞中有2n条染色体,在减数分裂Ⅰ过程中,同源染色体分离,产生的子细胞中染色体减少了一半;减数分裂Ⅱ着丝粒分裂,产生的子细胞中染色体数目也是体细胞的一半,所以减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是n条、
n条。
6.下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图,下列叙述正确的是(　　)
[A] 甲、乙、丙中同源染色体都为2对
[B] 卵巢中不可能同时出现这三种细胞
[C] 即将出现同源染色体分离的是乙细胞
[D] 丙的子细胞是精细胞或极体
【答案】 C
【解析】 丙表示减数分裂Ⅱ后期的图像,没有同源染色体;甲细胞为有丝分裂中期的细胞,乙细胞为减数分裂Ⅰ中期的细胞,而丙处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞质不均等分裂,为次级卵母细胞,卵巢中的卵原细胞可同时进行有丝分裂和减数分裂,因此可同时出现这三种细胞;乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期,该细胞即将出现同源染色体分离;丙处于减数分裂Ⅱ后期,此时细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞,其分裂形成的子细胞是卵细胞和极体。
知识点3　减数分裂的观察实验
7.(2025·绵阳期末)在光学显微镜下观察蝗虫精巢永久装片时,同学们可以根据细胞中某些结构特征,辨别视野中的细胞所处减数分裂的时期。下列结构特征中不能作为辨别依据的是(　　)
[A] 染色体的形态 [B] 染色体的位置
[C] 染色体的数量 [D] 纺锤体的组成
【答案】 D
【解析】 不同分裂时期染色体的形态、数目、位置等并不相同,因此辨别减数分裂不同时期的依据是染色体形态、数目和位置;在减数分裂Ⅰ前期形成纺锤体,不同分裂时期纺锤体的组成都是一样的,纺锤体的组成不能作为辨别细胞所处减数分裂时期的依据。
8.(2025·无锡期中)某同学以蝗虫的精巢作为实验材料制成装片观察减数分裂。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 能观察到减数分裂Ⅰ时期同源染色体两两配对的联会过程
[B] 观察装片时可能看到处于有丝分裂某时期的细胞
[C] 在低倍镜下能找到处于减数分裂Ⅰ、Ⅱ时期的细胞
[D] 制作该临时装片时可以用甲紫溶液对染色体进行染色
【答案】 A
【解析】 在制作装片的过程中,细胞已经被杀死,不能再观察到染色体的联会过程,只能看到联会形成的四分体;实验材料是蝗虫的精巢,精巢中精原细胞也可以进行有丝分裂,所以有可能观察到处于有丝分裂某时期的细胞。
综合提升练
9.(2025·镇江期末)图1曲线表示雌果蝇某细胞分裂过程中染色体数目的变化,图2曲线表示该细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化。下列叙述正确的是(　　)
[A] 该细胞为卵原细胞,在卵巢中只通过减数分裂进行增殖
[B] 既无同源染色体,也无姐妹染色单体的区段是EF段和IJ段
[C] 与图1中DE段相同的时期是图2中JK段
[D] 同源染色体联会现象发生于CD段和JK段
【答案】 C
【解析】 卵原细胞在卵巢中既可以通过有丝分裂增殖,也可以通过减数分裂产生卵细胞;EF段和KL段表示减数分裂Ⅱ后期、末期,此时细胞中无同源染色体,也无姐妹染色单体;图1中DE段和图2中JK段都表示减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体加倍;同源染色体联会现象发生在减数分裂Ⅰ前期,即图1中的AB段和图2中的IJ段。
10.(2025·哈尔滨期中)有研究者采用荧光染色法制片,在显微镜下观察拟南芥(2n=10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目,以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述错误的是(　　)
[A] 图甲中细胞处于减数分裂Ⅰ
[B] 图丙中细胞处于减数分裂Ⅱ
[C] 图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近
[D] 减数分裂先后顺序为甲→乙→丁→丙
【答案】 D
【解析】 图甲细胞中染色体正在联会,处于减数分裂Ⅰ前期。图丙中有两个细胞,每个细胞中染色体数目都是5条,处于减数分裂Ⅱ中期。图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近,处于减数分裂Ⅰ中期。图甲处于减数分裂Ⅰ前期,图乙处于减数分裂Ⅰ中期,图丙处于减数分裂Ⅱ中期;图丁形成了四部分,且每部分含有5条染色体,说明处于减数分裂Ⅱ末期,因此减数分裂先后顺序为甲→乙→丙→丁。
11.(12分)(2025·酒泉期末)图甲是某动物生殖细胞形成过程的简图,请据图回答下列问题。
(1)图甲是在该动物的　　 　　(器官)中形成的,其中含同源染色体的细胞分裂图像有　　 　　(填序号)。
(2)图甲中的②表示　　　　　 　(填名称)细胞;该细胞中核DNA数和染色体数之比为　　 　。
(3)发生了图乙中DE段变化的是图甲中的　　　(填序号)细胞。在BC段,细胞核内主要完成　　 　　　　　。
【答案】 (每空2分)
(1)卵巢　①②
(2)初级卵母　2∶1　
(3)⑤　DNA复制(染色体复制)
【解析】 (1)根据②不均等分裂可知,该动物为雌性,图甲表示卵细胞的形成过程,在卵巢中进行。①卵原细胞和②初级卵母细胞均含有同源染色体,其余减数分裂Ⅱ的细胞都不含有同源染色体。
(2)②表示初级卵母细胞,处于减数分裂Ⅰ后期。该细胞中含有染色单体,核DNA数∶染色体数=8∶4=2∶1。
(3)图乙中DE段染色体数与核DNA数比值由1/2变成1,说明发生了着丝粒的分裂,对应图甲中的⑤减数分裂Ⅱ后期。BC段染色体数与核DNA数比值由1变成1/2,说明每条染色体上的DNA数从1个变成2个,表示DNA的复制。
12.(12分)(2025·佛山期末)植物进行减数分裂时,用红色荧光和绿色荧光分别标记其中一对同源染色体的着丝粒,在荧光显微镜下,观察到荧光点随时间依次出现在细胞中①~④
四个不同的位置,如图甲所示。图乙为该植物花粉母细胞进行减数分裂不同时期的显微实拍图像。
(1)图甲中两个荧光点在　　　的牵引下从①向②移动,这一过程中发生的染色体行为是　　　,②对应的时期是图乙中的　　　(填字母),③到④过程中发生的染色体行为是　　　　　　　　　　,④对应的时期是图乙中的　　　(填字母)。
(2)联会复合体是联会的同源染色体间形成的蛋白复合结构,D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解,D蛋白缺失突变体不能正常完成减数分裂,原因是
　　　　　　　　　　 　　。
【答案】 (每空2分)
(1)纺锤丝　联会　c　同源染色体分离　a
(2)D蛋白缺失,同源染色体无法分离
【解析】 (1)图甲中两个荧光点在纺锤丝的牵引下从①向②移动,这一过程中发生的染色体行为是联会,②两条染色体联会说明是减数分裂Ⅰ前期,对应的时期是图乙中的c,③到④过程中发生的染色体行为是同源染色体分离,说明④的时期是减数分裂Ⅰ后期,对应图乙中的a。
(2)D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解,D蛋白缺失,同源染色体无法分离,所以D蛋白缺失突变体不能正常完成减数分裂。(共65张PPT)
第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减数分裂
第2章　基因和染色体的关系
1.阐明减数分裂的相关概念。2.描述精子和卵细胞的形成过程。3.概述精子和卵细胞形成过程的区别。4.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、精子的形成过程
1.场所及细胞名称的变化
(1)形成场所:人和其他哺乳动物的 中。
(2)细胞名称的变化。
睾丸
初级精母细胞
次级精
母细胞
2.形成过程
2
联会
四分体
非姐妹
着丝粒
着丝粒
减数分裂后,精细胞要经过复杂的 才能成为精子。
变形
3.减数分裂的相关概念
(1)同源染色体。
①行为: 过程中 的两条染色体。
②形状:形状和大小一般都 。
③来源:一条来自 、一条来自 。
(2)联会和四分体。
①联会:在减数分裂过程中,同源染色体 的现象。
②四分体:联会后的每对同源染色体含有 。
减数分裂
配对
相同
父方
母方
两两配对
四条染色单体
二、卵细胞的形成过程
1.形成场所:人和其他哺乳动物的 中。
2.形成过程。
卵巢
初级卵母细胞
次级卵母细胞
极体
卵细胞
三、减数分裂的概念
减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
有性生殖
原始生殖细胞
成熟生殖细胞
一次
两次
一半
提醒　减数分裂是一种
特殊方式的有丝分裂,
但不具有周期性。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.目的要求
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的
,加深对减数分裂过程的理解。
形态、位置和数目
2.实验步骤
形态、位置
精
和数目
提醒　一般来说,雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数量。且卵母细胞在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,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,因此观察减数分裂装片选用雄性生殖器官。
判断正误
(1)精原细胞的增殖是通过减数分裂完成的。(　　)
×
【提示】 精原细胞通过有丝分裂进行增殖,通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。
(2)对于雄性哺乳动物来说,同源染色体只存在于精原细胞中,而不存在于其他体细胞中。(　　)
×
【提示】 其他体细胞中也含有同源染色体。
(3)减数分裂Ⅱ后期,大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体。
(　　)
【提示】 减数分裂Ⅱ后期,大小、形状相同的两条染色体来源于同一条染色体,它们不是同源染色体。
×
(4)一个精原细胞和一个卵原细胞产生的精子和卵细胞数量比为4∶1。
(　　)
(5)在卵细胞的形成过程中,细胞都是不均等分裂的。(　　)
√
×
【提示】 在卵细胞的形成过程中,极体的分裂是均等的。
探究案·互动探究
任务一　辨析减数分裂相关概念和分析精子的形成过程
探究1　辨析同源染色体与非同源染色体、联会与四分体
下图表示细胞分裂某时期的图像,请分析并回答下列问题。
【提示】 A与B是一对同源染色体;C与D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有A与C、A与D、B与C、B与D。
(1)图甲染色体中属于同源染色体的是哪些 哪些是非同源染色体
(2)图乙中,a、a′的关系是 ;a、b的关系是
;a、c的关系是 ;
a、a′和b、b′合称 。
姐妹染色单体
同源染色体中的
非姐妹染色单体
非同源染色体之间的非姐妹染色单体
四分体
(3)互换(结合图丙作答)。
①时期: 。
②范围:同源染色体中 之间交换一部分片段。
(4)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子之间的数量关系是怎样的
【提示】 1个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个核DNA分子。
减数分裂Ⅰ前期
非姐妹染色单体
(5)同源染色体=四分体吗 为什么
【提示】 不等于。对大多数生物来讲,精原细胞、卵原细胞及正常的体细胞中都存在成对的同源染色体,但仅在减数分裂过程中才会出现联会现象,形成四分体。
探究2　分析精子的形成过程
下图为雄性动物体内减数分裂过程的示意图。请据图回答下列问题。
(1)图中A、C、G分别表示什么细胞
【提示】 初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞。
(2)细胞B或C中有没有同源染色体 有没有姐妹染色单体
【提示】 细胞B或C中没有同源染色体,可能有姐妹染色单体。
(3)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程
【提示】 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ过程中,即甲过程中;姐妹染色单体的消失发生在减数分裂Ⅱ过程中,即乙过程中。
(4)不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成是否相同 如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换呢
【提示】 不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成是相同的。如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换,细胞D、E的染色体组成不一定相同。
「核心归纳」
1.图解辨析相关概念
(1)同源染色体与非同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体的识别。
(2)联会和四分体的相互关系。
联会是同源染色体两两配对的过程,而四分体是联会的结果,是同源染色体的特殊存在形式。
2.减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
分裂前的间期 DNA是否复制 复制 不复制
同源染色体 有 无
着丝粒变化 不分裂 分裂
染色体 主要行为 ①同源染色体联会; ②四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换; ③同源染色体分离,非同源染色体自由组合 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
「典型例题」
1.下列一定属于同源染色体的是(　　)
[A] 分别来自父方和母方的两条染色体
[B] 形态和大小都相同的两条染色体
[C] 着丝粒分裂后形成的两条染色体
[D] 减数分裂中配对的两条染色体
D
【解析】 一条来自父方、一条来自母方的染色体不一定是同源染色体,如来自父方的2号染色体和来自母方的3号染色体;形态和大小都相同的两条染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后形成的两条染色体;着丝粒分裂形成的两条子染色体是复制形成的,但同源染色体不是复制形成的,而是一条来自父方、一条来自母方;能联会的两条染色体一定是同源染色体。
2.(2025·鞍山期末)下图是动物细胞减数分裂各时期的示意图。下列能正确表示分裂过程顺序的是(　　)
[A] ③→④→②→⑥→①→⑤
[B] ④→③→②→⑥→①→⑤
[C] ③→④→⑥→②→①→⑤
[D] ③→⑥→②→④→①→⑤
A
【解析】 细胞①不含同源染色体,且着丝粒分裂,处于减数分裂Ⅱ后期;细胞②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;细胞③含有同源染色体,且正在进行联会,处于减数分裂Ⅰ前期;细胞④中同源染色体排列在赤道板两侧,处于减数分裂Ⅰ中期;细胞⑤的细胞质已经分裂,将形成四个子细胞,处于减数分裂Ⅱ末期;细胞⑥的细胞质已经分裂,但着丝粒没有分裂,处于减数分裂Ⅰ末期。结合以上分析可知,减数分裂过程的正确顺序是③→④→②→⑥→①→⑤。
任务二　分析卵细胞与精子形成过程的异同点
下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像,请分析并回答下列问题。
(1)一定属于卵细胞形成过程的图像有哪些 细胞的名称分别是什么
【提示】 D和E。分别为次级卵母细胞和初级卵母细胞。
(2)一定属于精子形成过程的图像有哪些 细胞的名称分别是什么
【提示】 B和G。分别为初级精母细胞和精子。
(3)通过F细胞可判断生物性别吗 为什么
【提示】 不能,雌性和雄性个体在减数分裂Ⅱ中均可出现F细胞所示现象。
(4)卵细胞形成过程中,为什么细胞质不均等分裂 而精子形成过程中,为什么细胞需要经过变形
【提示】 细胞质不均等分裂形成的卵细胞较大,保证了受精后能有充足的营养物质,满足早期胚胎发育的需要。精细胞经过变形产生了尾等结构,有利于精子的运动。
「核心归纳」
比较精子和卵细胞形成过程的异同
项目 精子的形成过程 卵细胞的形成过程
不 同 点 场所 睾丸 卵巢
细胞质分裂 均等分裂 不均等分裂(极体均等分裂)
是否变形 是 否
子细胞数目 1个精原细胞→4个精子 1个卵原细胞→1个卵细胞+
3个极体(消失)
相同点 染色体复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞内染色体和核DNA数均减半
「典型例题」
3.(2025·武汉期中)下列有关精子和卵细胞形成的说法,正确的是(　　)
[A] 两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象
[B] 精原细胞、卵原细胞是通过减数分裂产生的
[C] 精子和卵细胞形成过程中的不同点是精子需要变形,卵细胞不需要变形,其余完全相同
[D] 形成100个受精卵,至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
A
【解析】 精原细胞和卵原细胞是通过有丝分裂产生的;精子与卵细胞形成过程中的不同点除精子需要变形外,还有细胞质的分配情况不同、形成的成熟生殖细胞数目不同等;1个精原细胞产生4个精子,只需25个精原细胞就能产生100个精子。
4.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)
[A] 甲一定为次级精母细胞
[B] 丙中的M、m为一对同源染色体
[C] 丙为次级卵母细胞或极体
[D] 乙一定为初级卵母细胞
D
【解析】 甲处于减数分裂Ⅱ后期,且细胞质均分,所以甲可能是次级精母细胞或极体;丙中的M、m是由姐妹染色单体分开形成的,不是同源染色体;丙处于减数分裂Ⅱ后期,且细胞质不均分,所以为次级卵母细胞;乙处于减数分裂Ⅰ后期,且细胞质不均分,一定为初级卵母细胞。
【方法技巧】
“二看法”判断减数分裂中的细胞类型
任务三　分析减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
下图为根据减数分裂过程绘制的染色体与核DNA数目的变化曲线,请回答下列问题。
(1)核DNA数目的加倍发生在什么时期 原因是什么
【提示】 核DNA数目的加倍发生在减数分裂前的间期,原因是DNA分子的复制。
(2)DE段和GH段,核DNA数目都减半,原因分别是什么
【提示】 DE段,减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分离并分别进入两个子细胞,导致子细胞核DNA数目减半;GH段,减数分裂Ⅱ末期,姐妹染色单体分开后形成的两条染色体分别进入两个子细胞,导致核DNA数目减半。
(3)同源染色体的联会发生在染色体数目变化曲线的哪一段
【提示】 cd段。
(4)染色体数目的第一次减半发生在染色体数目变化曲线的哪一段 原因是什么
【提示】 发生在de段,即减数分裂Ⅰ末期。原因是同源染色体分离,分别进入两个子细胞,导致子细胞内染色体数目减半。
(5)ff′段染色体数目暂时加倍到与体细胞一样,原因是什么
【提示】 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。
「核心归纳」
1.比较各时期染色体和核DNA含量的变化(以体细胞中染色体数为2n,核DNA数为2c为例)
细胞分裂图像 相关时期 染色体数 核DNA数 染色单体数
间期 2n 2c→4c 0→4n
减 数 分 裂 Ⅰ 前期 2n 4c 4n
中期 2n 4c 4n
后期 2n 4c 4n
末期 2n→n 4c→2c 4n→2n
减 数 分 裂 Ⅱ 前期 n 2c 2n
中期 n 2c 2n
后期 2n 2c 0
末期 2n→n 2c→c 0
2.构建减数分裂过程中染色体、核DNA数量变化模型
3.分析引发相关物质数量变化的四大原因
「典型例题」
5.(2025·新乡期中)下图是某细胞分裂过程中的物质变化图,有关图中a~c段
(不含a、c两点)的叙述正确的是(　　)
[A] 细胞中始终存在同源染色体
[B] 细胞中始终存在姐妹染色单体
[C] 细胞中染色体数与核DNA分子数的比由1∶2变为1∶1
[D] 此时期的细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞
B
【解析】 b~c段处于减数分裂Ⅱ前期、中期,不含同源染色体;a~c段(不含a、c两点)包括G2期、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期、中期,细胞中始终存在姐妹染色单体;a~c段,着丝粒没有分裂,始终存在姐妹染色单体,该时段细胞中染色体数与核DNA分子数的比一直是1∶2;a~b段时,细胞的名称为初级精
(卵)母细胞,b~c段时,细胞的名称为次级精(卵)母细胞或极体。
6.(2025·广州期中)某雌性动物(体细胞2N=16)的卵原细胞在进行减数分裂过程中形成的不同细胞类型如图甲所示(①~③分别表示有关结构或物质),其细胞内每条染色体上的DNA含量变化如图乙所示。下列有关分析正确的是(　　)
[A] ①②③分别表示染色体、核DNA分子和染色单体
[B] 次级卵母细胞先后可用Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ细胞类型来表示
[C] 图甲中Ⅱ、Ⅲ细胞类型都处于图乙的BC时期
[D] 图乙DE段对应的细胞名称是卵细胞
C
【解析】 据图甲可知,②在有些时期数量变为0,故表示染色单体,①③分别表示染色体、核DNA分子。该生物的染色体数目是16条,图甲Ⅰ中核DNA数和染色体数均为16,可能是处于G1期或减数分裂Ⅱ后期、末期的细胞;Ⅱ的细胞类型包括G2期以及减数分裂Ⅰ各个时期;Ⅲ细胞类型包括减数分裂Ⅱ前期和中期,故次级卵母细胞先后可用Ⅲ、Ⅰ细胞类型来表示。图甲中Ⅱ、Ⅲ细胞类型,每条染色体上均含2个DNA分子,处于图乙的BC时期。图示为卵原细胞的分裂过程,故DE段对应的细胞名称是处于减数分裂Ⅱ后期、末期的次级卵母细胞或卵细胞。
思维导图
随堂检测
1.(2025·徐州月考)下列关于减数分裂的叙述,正确的是(　　)
[A] 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,也有细胞周期
[B] 染色体复制两次,细胞分裂一次
[C] 产生的子细胞中染色体数目减半
[D] 精(卵)原细胞只可进行减数分裂
C
【解析】 减数分裂是一种特殊的有丝分裂,但没有细胞周期;在减数分裂前染色体复制一次,细胞在减数分裂过程中连续分裂两次;精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂。
2.(2025·合肥期末)在减数分裂前及分裂过程中,下列有关染色体变化的叙
述,正确的是(　　)
[A] 着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂,染色体数目加倍
[B] 减数分裂过程中也能形成纺锤体
[C] 在减数分裂Ⅱ过程中,同源染色体分离
[D] 细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍
B
【解析】 着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期;同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期;细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞,使得细胞中染色体数目减半,导致染色体数目加倍的是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂。
3.下图是某一高等生物不同细胞的分裂示意图,请据图判断下列说法错误的是(　　)
[A] 图中乙细胞的名称不可能是极体
[B] 同源染色体的分离发生于图中的丁细胞所处的时期
[C] 人体性腺中的细胞可能会发生图中细胞所示的分裂现象
[D] 图中丙细胞含有4条染色体、2个四分体
D
【解析】 根据图中丁细胞细胞质均等分裂,可知该生物是高等雄性动物,所以乙细胞不可能是极体;图中丁细胞为减数分裂Ⅰ后期,发生同源染色体分离;人体性腺中可以发生减数分裂和有丝分裂,可能会发生图中细胞所示的分裂现象;图中丙细胞处于有丝分裂中期,有4条染色体,没有四分体。
4.(2025·宜春月考)下图表示某二倍体动物卵原细胞形成卵细胞的过程中某结构的数量变化曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 图中曲线表示同源染色体的数量变化
[B] AB段细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2
[C] BC段细胞的细胞质存在不均等分裂
[D] AB段细胞中的染色体数均为BC段时期的2倍
D
【解析】 题图中纵轴表示“对数”,并且B点由N对降低到0对,在减数分裂Ⅰ结束时,由于同源染色体的分离,同源染色体的对数变为0,说明曲线表示同源染色体的数量变化;AB段可以表示减数分裂Ⅰ,该时期细胞内染色体数与核DNA数之比为1∶2;BC段可以表示减数分裂Ⅱ,又由于题干中提出“卵原细胞形成卵细胞”,因此BC段次级卵母细胞形成卵细胞时,细胞质存在不均等分裂;减数分裂Ⅱ后期时的染色体数和减数分裂Ⅰ时期相等。
5.(2025·开封期末)下列关于观察减数分裂实验的叙述,正确的是(　　)
[A] 可用小鼠的卵巢制成装片观察减数分裂过程
[B] 跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化
[C] 可能观察到同源染色体联会形成的四分体
[D] 用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体分离现象
C
【解析】 小鼠卵细胞的形成不是连续的,且数量少,因此通常用小鼠的精巢制成装片观察减数分裂过程;解离时细胞已经死亡,所以跟踪观察一个精原细胞不能看到减数分裂的连续变化;洋葱根尖细胞进行有丝分裂,不能观察到同源染色体分离现象。
联系实际 迁移应用
哺乳动物精子发生是一个复杂的过程。构成生精小管管壁的睾丸支持细胞是唯一与生精细胞直接接触的体细胞,它不仅起着结构上的支持作用,更起着营养与调节的作用。研究人员发现睾丸支持细胞中特异性表达的Rictor基因可能是精子发生的一个关键调控基因,对此进行了一系列研究。
(1)哺乳动物的精子是由 细胞经过 形成的子细胞变形而来。
精原
减数分裂
(2)已知,大多数基因可以控制相应蛋白质的合成。研究者构建了睾丸支持细胞Rictor基因敲除小鼠,并测定了正常鼠和敲除鼠的相应蛋白质含量,若实验结果是 ,说明基因敲除效果可信,可进行后续实验。
相应蛋白质含量正常鼠高于敲除鼠
(3)研究人员进一步证实:睾丸支持细胞缺失Rictor基因后,敲除鼠表现为无精症。为检验“无精症是因为敲除鼠精子发生过程阻滞”这一推测,分别取正常鼠和敲除鼠的生精小管中的细胞,检测生精小管中各种细胞的数量及细胞中核DNA含量,如下图所示(体细胞的核DNA含量为2C)。
精细胞(或精子)
①核DNA含量为1C的细胞是 ,核DNA含量为2C的细胞是 。
精原细胞和次级精母细胞
②结果显示,与正常鼠相比,敲除鼠生精小管中各种细胞数量的变化为
。说明敲除鼠的精子发生过程被阻滞在 时期。
核DNA含量为1C的细胞数减少,核DNA含量为2C的细胞数增多,核DNA含量
为4C的细胞数基本不变
减数分裂Ⅱ
(4)精子发生过程中,激素调节发挥重要作用。研究者检测了正常鼠和敲除鼠血清中几种激素的水平,结果如下图所示,推测对精子的发生具有重要作用的是 。
睾酮
(5)综上所述,睾丸支持细胞Rictor基因的缺失引起 和
,从而导致无精症,最终致使敲除鼠完全丧失生育能力。
睾酮含量下降
精子发生过程的阻滞

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