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第15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
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．活动：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
一、减数分裂及相关概念
1．减数分裂概念
考点1　减数分裂过程中相关结构或物质变化
有性生殖　
成熟生殖细胞
一半
花药
睾丸
2．相关概念
(1)同源染色体
父方　
母方　
联会
(2)联会和四分体
①联会：在减数分裂过程中，同源染色体__________的现象叫作联会。
②四分体：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
特别提醒
a．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。b．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
蛋白质
联会
四分体
非姐妹
同源
非同源
散乱　
着丝粒
着丝粒
2．精子和卵细胞形成过程的比较(哺乳动物)
存在不均等分裂　
变形
4
1
3
1．魏斯曼预测在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目恢复正常。 (　　)
2．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。
3．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。
×
4．减数分裂Ⅰ后期移向细胞两极的两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。 (　　)
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。由此判断雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。 (　　)
提示：雄蜂精子中的染色体数目与其体细胞相同。
6．不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而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。 (　　)
×
√
√
1．(人教版必修2 P23概念检测T4变式)据图回答下列问题：
(1)图1中________、________各是一对同源染色体，1和3、1和4、__________________________是非同源染色体。
(2)图2表示____________现象，从时间上看，该过程发生于________________________，从范围上看，发生在同源染色体的______________________之间。
(3)由图2可知，等位基因可位于同源染色体和____________上。
提示：(1)1和2　3和4　2和3、2和4　(2)染色体互换　减数分裂Ⅰ前期　非姐妹染色单体　(3)姐妹染色单体
2．(人教版必修2 P19图2-2)减数分裂过程中相关结构或物质变化的数学模型分析(以精子形成为例)。
(1)甲为________细胞；乙为____________细胞；丙、丁为____________细胞；戊为______细胞。
(2)分析染色体数目变化及原因
①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。
②减数分裂Ⅱ后期：_________________________________________
__________________________________________________________。
③减数分裂Ⅱ末期：细胞一分为二，染色体数目减半。
(3)分析核DNA数目变化及原因
①减数分裂前的间期：_______________________________________
__________________________________________________________。
②减数分裂Ⅰ末期：细胞一分为二，核DNA数目减半。
③减数分裂Ⅱ末期：细胞一分为二，核DNA数目再减半。
(4)分析染色单体数目变化及原因
①减数分裂前的间期：_______________________________________
__________________________________________________________。
②减数分裂Ⅰ末期：细胞一分为二，染色单体数目减半。
③减数分裂Ⅱ后期：_________________________________________
__________________________________________________________。
提示：(1)精原　初级精母　次级精母　精
(2)②着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平　
(3)①核DNA复制，核DNA数目加倍　
(4)①核DNA复制，染色单体形成　③着丝粒分裂，染色单体消失
考向1　减数分裂的相关概念
1．(链接人教版必修2 P20正文)下列有关细胞增殖过程中染色体、染色单体、同源染色体的说法，正确的是(　　)
A．减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数目是体细胞中染色体数目的一半
B．减数分裂过程中姐妹染色单体的分开与同源染色体的分开发生在同一时期
C．对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条染色单体
D．在玉米体细胞的有丝分裂过程中无同源染色体，玉米产生花粉过程中有同源染色体
√
C　[减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，此时细胞中染色体数目与体细胞中的染色体数目相等，A错误。减数分裂过程中姐妹染色单体的分开发生在减数分裂Ⅱ后期，同源染色体的分开发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误。当染色体上DNA发生复制后，每条染色体上均具有两条染色单体，因此含有46条染色体的细胞可能含有46×2＝92(条)染色单体；减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体上的着丝粒分裂，此时细胞中含有46条染色体，但是没有染色单体，即细胞内染色单体数为0，C正确。玉米体细胞的有丝分裂全程都含有同源染色体，玉米产生花粉的过程中由于减数分裂Ⅰ后期发生了同源染色体的分离，因此部分时期具有同源染色体，部分时期不含同源染色体，D错误。]
2．(链接人教版必修2 P23概念检测T4)如图为处于某分裂时期的细胞示意图，下列说法正确的是(　　)
√
A．此细胞处于减数分裂的联会时期，有4个四分体
B．此时期中的a和c染色单体之间常发生相应片段的互换
C．此细胞中有2对同源染色体，4个核DNA分子，8条姐妹染色单体
D．在减数分裂Ⅰ时①和②会发生分离，③和④会发生分离
D　[据题图可知，该细胞处于减数分裂的联会时期，有2个四分体，A错误；联会时期，同源染色体的非姐妹染色单体间常发生相应片段的互换，而a和c位于非同源染色体上，B错误；此细胞中有2对同源染色体，8个核DNA分子，8条姐妹染色单体，C错误；在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体发生分离，即图中的①和②会发生分离，③和④会发生分离，D正确。]
考向2　减数分裂的过程
3．(链接人教版必修2 P18～19图2-2)(2024·江西卷)与减数分裂相关的某些基因发生突变，会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应，判断它们影响减数分裂的先后顺序是(　　)
基因 突变效应
M 影响联会配对
O 影响姐妹染色单体分离
P 影响着丝粒与纺锤丝结合
W 影响同源染色体分离
A．M－P－O－W　　　　 B．M－P－W－O
C．P－M－O－W D．P－M－W－O
√
B　[联会配对发生在减数分裂Ⅰ前期，姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒与纺锤丝结合发生在减数分裂Ⅰ前期的后阶段和减数分裂Ⅱ前期，同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期。基因突变后应该先影响联会配对，即它们影响减数分裂的先后顺序是M－P－W－O，B符合题意。]
4．(链接人教版必修2 P18～19图2-2，P22图2-5)下图为小鼠不同个体某些细胞减数分裂的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．甲、丙两细胞处于减数分裂Ⅰ后期，乙、丁两细胞处于减数分裂Ⅱ后期
B．上图中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均相同
D．甲和丁不可能存在同一个体中
√
D　[甲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；乙细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期；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；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，A正确。据图可知，题图中4个细胞各有4条染色体，甲和丙细胞中，每条染色体上含有2条染色单体，因此各有8条染色单体，B正确。乙和丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，由于着丝粒分裂，染色体暂时加倍，染色体数目与体细胞均相同，C正确。甲处于减数分裂Ⅰ的后期，且细胞质不均等分裂，表示初级卵母细胞，丁处于减数分裂Ⅱ后期，且细胞质均等分裂，可以表示次级精母细胞或者第一极体，因此甲和丁有可能存在同一个体中，D错误。]
一、观察减数分裂
1．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。
考点2　观察减数分裂、配子多样性与受精作用
精母
形态　
数目
2．实验步骤
初级精母
次级精母
二、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：________________________。
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
三、推断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的情况(以AaBb为例，没有基因突变和互换)如图：
2．具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(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 ___种
1个雄性个体 2n种 ____种
1个卵原细胞 2n种 ___种
1个雌性个体 2n种 ____种
2
2n
1
2n
四、受精作用
卵细胞
精子
受精卵
细胞核
细胞核
染色体
染色体　
精子(父方)
前后代染色体数目的恒定
教材隐性知识
(人教版必修2 P27图2-7和正文)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”。
提示：核　母方　母系
1．精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的。 (　　)
2．受精作用使子代的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。 (　　)
提示：受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方；细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
×
√
3．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。
4．双亲后代的多样性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．(人教版必修2 P24探究·实践)观察细胞的减数分裂一般选用雄性动物的生殖器官的原因是_____________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：①雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量；②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂Ⅱ
2．(人教版必修2 P24探究·实践)若某生物体细胞的染色体数为2n，在精巢内只能观察到染色体数为n、2n的细胞吗？_______________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：精巢内的精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的细胞
3．(人教版必修2 P27思维训练)试从配子形成和受精作用两方面，分别对遗传的多样性和稳定性的原因进行概括。
(1)遗传的多样性的原因：配子形成的过程中，减数分裂Ⅰ前期__________________________及减数分裂Ⅰ后期________________ ________，都导致配子中染色体组合的多样性。受精作用中____________________，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。
(2)遗传的稳定性的原因：减数分裂形成的配子中染色体数目______________，而受精作用时精卵结合使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，______________________维持了生物遗传的稳定性。
提示：(1)同源染色体的非姐妹染色单体间会发生互换　非同源染色体的自由组合　精子和卵细胞的随机结合　(2)减半　染色体数目的恒定
考向1　观察细胞的减数分裂
1．(链接人教版必修2 P24探究·实践)下列关于观察减数分裂装片实验的叙述，错误的是(　　)
A．可用蝗虫精母细胞减数分裂装片观察减数分裂不同时期染色体的形态
B．用桃花的雄蕊制成的装片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，有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　[蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可作为观察减数分裂的材料，A正确；桃花雄蕊产生的精子数远多于雌蕊产生的卵细胞数，故用桃花的雄蕊制成的装片比用桃花的雌蕊制成的装片更易观察到减数分裂现象，B正确；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，有可能观察到同源染色体联会现象，C正确；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象，D错误。]
2．(人教版必修2 P23拓展应用T1改编)(2025·湖南雅礼中学月考)如图是水稻花粉母细胞(2n)减数分裂不同时期的显微照片，初步判断：A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。下列相关叙述错误的是
(　　)
A．该细胞减数分裂过程是A→B→C→D→E→F
B．在该水稻花粉母细胞的所有显微镜视野中，可能观察到4种染色体数目的细胞
C．处于图B、C、D的细胞均可称为初级精母细胞
D．细胞进入F后，虽然着丝粒分裂，但同源染色体对数依然为0
√
B　[据题干信息可知，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ，A图中染色质还未变成染色体，说明刚进入减数分裂Ⅰ前期，B图中同源染色体正在联会，为减数分裂Ⅰ前期，C图同源染色体排列在赤道板两侧，为减数分裂Ⅰ中期，D图中同源染色体分离，为减数分裂Ⅰ后期，E图一个细胞分裂成了两个细胞且染色体排列散乱，为减数分裂Ⅱ前期，F图中即将形成4个细胞，为减数分裂Ⅱ末期，故该细胞减数分裂过程是A→B→C→D→E→F，A正确；在该水稻花粉母细胞的所有显微镜视野中，包括有丝分裂和减数分裂，可能
观察到2n、4n、n，共3种染色体数目的细胞，B错误；水稻花粉母细胞处于图B、C、D的细胞均为减数分裂Ⅰ，均可称为初级精母细胞，C正确；由于在减数分裂Ⅰ时同源染色体就已经分离，所以细胞进入F后，细胞中没有同源染色体，虽然着丝粒分裂形成两条形状相同的染色体，但这两条染色体不是同源染色体，故同源染色体对数依然为0，D正确。]
考向2　受精作用和配子染色体组合的多样性
3．(人教版必修2 P27思维训练改编)通过减数分裂和受精作用，二倍体生物在繁衍过程中保持了遗传的稳定性。下列相关说法错误的是(　　)
A．在受精过程中，卵细胞的细胞呼吸强度增加，物质合成十分活跃
B．精子头部进入卵细胞时，卵细胞膜会发生复杂的生理反应阻止其他精子进入
C．配子中染色体数目减半且是一整套非同源染色体组合，保证了遗传的稳定性
D．非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合，维持了遗传的稳定性
√
D　[未受精时，卵细胞的细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢，在受精过程中，卵细胞的细胞呼吸强度增加，物质合成十分活跃，A正确；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，与此同时，卵细胞膜会发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入，B正确；减数分裂形成的配子中，染色体数目减半且是一整套非同源染色体的组合，会使亲子代的遗传物质保持相对稳定，C正确；减数分裂中，同源染色体非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合都会导致基因重组，增加了遗传的多样性，D错误。]
4．(链接人教版必修2 P22图2-6)(2025·安徽卷)某动物初级精母细胞中，一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换，产生了4种精细胞，如图所示。若该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是(　　)
A．2%　　　　　　
B．4%
C．8%
D．16%
√
D　[步骤一：分析初级精母细胞发生交换后产生精细胞的情况。在减数分裂过程中，一个初级精母细胞经过减数分裂Ⅰ(同源染色体分离)和减数分裂Ⅱ(姐妹染色单体分离)，会产生4个精细胞。当一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生片段互换时，一个初级精母细胞(如题图)产生的4个精细胞中，有2种是交换后的新类型(精细胞2、3)，另外2种是未交换的类型(精细胞1、4)，且这4种精细胞的数量相等，即一个发生交换的初级精母细胞产生的4个精细胞中，精细胞2、3各占1/4。步骤二：计算发生交换的初级精母细胞的比例。设发生交换的初级精母细胞的比例为x。因为一个发生交换的初级精母细胞产生的精细胞中，精细胞2(或精细胞3)占1/4，已知精细胞2、3所占的比例均为4%，则对于精细胞2(或精细胞3)来说，可列出等式：1/4x＝4%。求解上述等式：x＝16%。所以，减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%，故选D。]
方法技巧　配子来源的判断方法
一、根据染色体的行为判断细胞分裂方式及时期
1．
考点3　减数分裂和有丝分裂的综合
减数分裂Ⅱ　
减数分裂Ⅰ
有丝分裂　
2．
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
3．
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
有丝分裂
二、结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂时期
三、减数分裂与有丝分裂相关数量的变化
1．每条染色体中DNA含量的变化
(1)若表示有丝分裂：AB段表示间期核DNA复制，BC段表示____________，CE段表示__________。
(2)若表示减数分裂：AB段表示间期核DNA复制，BC段表示减数分裂Ⅰ的________到减数分裂Ⅱ的中期，CE段表示减数分裂Ⅱ的__________。
前期、中期
后期、末期　
前期
后期、末期
2．染色单体的变化
3．同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例)
四、细胞分裂的柱形图辨析
1．减数分裂(以二倍体雄性动物为例)
2．有丝分裂
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。 (　　)
×
×
√
(人教版必修2 P24探究·实践)小鼠Rictor基因的正常表达与精子的发生密切相关，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？__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)Rictor基因对精子形成的作用是________________________________________________________________________，判断的依据是__
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：(1)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前、中、后、末期细胞　(2)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
考向1　减数分裂和有丝分裂细胞图的比较
1．(2025·甘肃卷)某动物(2n＝4)的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂(不考虑突变)，下列叙述错误的是(　　)
A．图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子
B．同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞
C．非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞
D．图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
√
C　[对于图①、②、③和④，观察染色体形态，无同源染色体且着丝粒分裂，属于减数分裂Ⅱ后期细胞，但该动物为雄性(从图⑤、⑥细胞质均等分裂可判断)，经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变)，A正确；观察图⑤，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质均等分裂，这是减数分裂Ⅰ后期细胞(雄性)，其产生的子细胞为次级精母细胞，图①和②的基因型符合图⑤细胞产生的次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期的情况，所以能产生图①和②两种子细胞，B正确；观察图⑥，非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞(同源染色体分离)，
其产生的子细胞为次级精母细胞，到达减数分裂Ⅱ后期时一个细胞的一边染色体上含有基因A和B，另一边染色体上含有基因a和B，另一个细胞的一边染色体上含有基因A和b，另一边染色体上含有基因a和b，不符合图③和④，C错误；分析图⑦，有同源染色体且着丝粒分裂，这代表有丝分裂后期细胞，有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致，D正确。]
2．(2025·浙江1月卷)若某动物(2n＝4)的基因型为BbXDY，其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞，如图所示。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．甲细胞中，同源染色体分离，染色体数目减半
B．乙细胞中，有4对同源染色体，2个染色体组
C．XD与b的分离可在甲细胞中发生，B与B的分离可在乙细胞中发生
D．甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/4，乙细胞产生的子细胞基因型相同
√
C　[据图分析，甲细胞同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，但细胞质还未分裂，细胞染色体数目未减半，A错误；乙细胞存在同源染色体，着丝粒分为两个，处于有丝分裂后期，细胞有4对同源染色体和4个染色体组，B错误；甲细胞同源染色体分离，非同源染色体自由组合，此时XD及b所在的非同源染色体有可能未组合在一起，乙细胞中两个B基因所在的姐妹染色单体分离成独立的两条染色体并移向两极，C正确；在不考虑基因突变和互换的情况下，甲细胞产生配子的情况有：①BY(2个)和bXD(2个)或②BXD(2个)和bY(2个)，因此产生的精细胞中基因型为BY的占0或1/2，D错误。]
易错提醒　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。
考向2　减数分裂和有丝分裂过程中染色体和核DNA数的变化
3．(2025·山东潍坊联考)下列关于二倍体动物(假定体细胞内染色体数为2C)有丝分裂和减数分裂的叙述(不考虑变异)，正确的是(　　)
A．有丝分裂前的间期与减数分裂前的间期细胞内染色体数均发生2C→4C的变化
B．染色体数发生C→2C的变化时，细胞内发生着丝粒分裂，同源染色体数目加倍
C．染色体数发生2C→C的变化后，产生的子细胞中均不含姐妹染色单体
D．染色体数发生4C→2C的变化后，产生的子细胞中遗传信息一般相同
√
D　[有丝分裂前的间期与减数分裂前的间期，细胞内染色体数都不发生变化，A错误；减数分裂Ⅱ后期，细胞内染色体数会发生C→2C的变化，该时期着丝粒一分为二使染色体数目加倍，此时细胞中不含同源染色体，B错误；细胞分裂过程中染色体数发生2C→C的变化，对应的时期是减数分裂Ⅰ末期或减数分裂Ⅱ末期，减数分裂Ⅰ末期产生的子细胞是次级精母细胞或次级卵母细胞和极体，含姐妹染色单体，C错误；细胞分裂过程中染色体数发生4C→2C的变化，对应的时期是有丝分裂末期，产生的两个子细胞中遗传信息一般相同，D正确。]
4．(2024·贵州适应性测试)某哺乳动物细胞分裂过程中染色体数量变化的局部图如下。下列叙述正确的是(　　)
A．ab段，可表示减数分裂Ⅰ中期或有丝分裂中期
B．bc段，可表示有丝分裂过程中细胞核DNA含量加倍
C．cd段，有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同
D．d点后，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体
√
C　[分析题图可知，ab段染色体数目没有加倍，可表示减数分裂Ⅱ前期、中期或有丝分裂前期、中期，A错误；bc段染色体数目加倍，可以表示有丝分裂后期，但细胞核DNA含量不加倍，B错误；cd段染色体数目加倍，可以表示有丝分裂后期，此时染色体数目是体细胞的两倍，也可以表示减数分裂Ⅱ后期，此时染色体数目和体细胞的一样，即cd段有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同，C正确；d点后，细胞完成分裂，染色体解螺旋，成为染色质，D错误。]
体验真题　感悟高考 · 有章可循
√
1．(2025·北京卷)用于啤酒生产的酿酒酵母是真核生物，其生活史如图。下列叙述错误的是(　　)
A．子囊孢子都是单倍体
B．营养细胞均无同源染色体
C．芽殖过程中不发生染色体数目减半
D．酿酒酵母可进行有丝分裂，也可进行减数分裂
B　[由题图可知，营养细胞通过减数分裂形成子囊孢子，子囊孢子都是单倍体，A正确；由题图分析可知，酿酒酵母通过芽殖生成的营养细胞有的含有同源染色体，有的不含同源染色体，B错误；由题图可知，芽殖过程中细胞不发生染色体数目减半，C正确；酿酒酵母的芽殖通过有丝分裂完成，营养细胞可进行减数分裂，D正确。]
2．(2025·云南卷)某二倍体动物(2n＝4)的基因型为GgFf，等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
√
B　[A项细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断为减数分裂Ⅰ后期，存在姐妹染色单体，但由于该动物基因型为GgFf，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换，可出现图中的情况，A不符合题意；B项细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因，而不是G和G、f和f，所以不可能出现图中的情况，B符合题意；C、D项细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，由于非同源染色体自由组合，所以处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，即G与g、F与f分离，G与F或f组合，C、D不符合题意。]
3．(2024·天津卷)某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是(　　)
√
选项 分裂时期 基因组成 染色体组数
A 减数分裂Ⅰ后期 YyRr 2
B 减数分裂Ⅱ中期 YR或yr或Yr或yR 1
C 减数分裂Ⅱ后期 YYRR或yyrr或YYrr或yyRR 2
D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2
C　[减数分裂Ⅰ后期含有姐妹染色单体，此时基因组成应为YYyyRRrr，细胞中含有2个染色体组，A错误；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，但减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，故基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含1个染色体组，B错误；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C正确；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRrr，染色体组有4个，D错误。]
4．(2025·浙江6月卷)某二倍体雄性动物的基因型为AaBb，在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生互换。
下列叙述错误的是(　　)
A．若有丝分裂中发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB
B．若有丝分裂中未发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为AaBb
C．若减数分裂中发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为AB、aB、Ab和ab
D．若减数分裂中未发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab
√
A　[有丝分裂过程中，若发生题图所示的互换，两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab，后期着丝粒分裂可能产生AaBB(aB＋AB)、Aabb(ab＋Ab)的子细胞或者2个AaBb子细胞(aB＋Ab和ab＋AB)，A错误；有丝分裂中未发生交换，精原细胞进行有丝分裂，遗传物质精确复制后平均分配到两个子细胞中，该细胞产生的子细胞基因型与亲代细胞相同，为AaBb，B正确；若减数分裂中发生交换，两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab，经过减数分裂Ⅰ同源染色体分离，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离，该细胞会产生四种精细胞，基因型为AB、aB、Ab和ab，C正确；若减数分裂中未发生交换，两对等位基因连锁，位于一对同源染色体上，AaBb的精原细胞产生的精细胞基因型为aB、Ab，D正确。]
5．(2025·江西卷)某水稻品种的R基因突变为r后，会造成细胞分裂时染色体在赤道板上的排列受到干扰，且分离时滞后或分配错误。为了解该突变对水稻细胞分裂的具体影响，研究人员观察了相关表型(如表)。下列关于该突变的推测，不合理的是(　　)
基因型 株高 根系 花粉
RR 正常 正常 正常
rr 矮 短 无
A．导致了某些细胞的有丝分裂失败
B．导致了花药中发生的减数分裂全部失败
C．影响纺锤体进而干扰有丝分裂
D．在减数分裂Ⅰ前期和后期干扰减数分裂
√
D　[染色体排列和分离异常可能导致有丝分裂失败，这与表型中rr植株矮小(细胞分裂受阻影响生长)和根系短(细胞分裂异常)一致，A合理；由表格数据可知，rr植株无花粉，说明可能导致减数分裂完全失败，无法形成可育配子，B合理；赤道板排列异常可能与纺锤体功能受损有关，进而干扰有丝分裂，C合理；分析题意可知，某水稻品种的R基因突变为r后，会造成细胞分裂时染色体在赤道板上的排列受到干扰，赤道板排列通常发生在中期，而减数分裂Ⅰ前期(同源染色体联会)与赤道板排列无直接关联，D不合理。]
1．(2025·江苏南通调研)下图为豌豆(2n＝14)花粉母细胞减数分裂的图像，相关叙述正确的是(　　)
A．图中的每个细胞都含4个染色体组
B．图中细胞的染色体都含姐妹染色单体
C．图中细胞都可发生等位基因的分离
D．图中细胞都可发生非同源染色体的自由组合
1
题号
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√
10
课时数智作业(十五)　减数分裂和受精作用
C　[图示左图细胞中含有2个染色体组，处于减数分裂Ⅰ后期，右图细胞处于减数分裂Ⅱ后期，两个细胞均含有2个染色体组，A错误；左图中细胞的染色体都含姐妹染色单体，而右图细胞中不存在染色单体，B错误；左图细胞处于减数分裂Ⅰ后期，细胞中会发生等位基因的分离，而右图细胞中可能发生等位基因的分离(前提是在减数分裂Ⅰ四分体时期发生同源染色体非姐妹染色单体的互换或在减数分裂前的间期发生过基因突变)，C正确；左图细胞中可发生非同源染色体的自由组合，而在右图细胞中不会发生该现象，D错误。]
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题号
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2．(2025·东北三省联考)某雌雄果蝇的两对常染色体上分别含有A、a和B、b基因。在果蝇产生配子的过程中，能正确表示次级卵母细胞和初级精母细胞的细胞分别是(　　)
A．①③　　　　　　
B．①④
C．②③
D．④③
√
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题号
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A　[图①表示减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞；图②若细胞质均等分裂，则可表示处于有丝分裂后期的细胞；图③表示减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞；图④同源染色体分离，移向细胞两极，细胞质不均等分裂，则可表示减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞，A符合题意。]
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题号
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3．(2025·重庆模拟)下图是同一动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的是(　　)
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题号
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10
A．上述动物一定是雄性个体
B．③所示的细胞一般不发生基因重组
C．③所示的细胞的染色单体数量是④的两倍
D．①④所示的细胞中着丝粒一分为二与星射线的牵引有关
√
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题号
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B　[不能判断题述动物一定是雄性个体，A错误；基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期或后期，③所示的细胞进行的是有丝分裂，不可能发生基因重组，B正确；③所示的细胞的染色单体数量是8，④所示的细胞的染色单体数量是0，C错误；着丝粒一分为二与星射线的牵引无关，D错误。]
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题号
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4．(2025·东北三省联考)同源染色体联会后会形成四分体，下列关于精原细胞减数分裂的叙述正确的是(　　)
A．若一对同源染色体分离异常，则形成的精子中染色体数目均异常
B．间期DNA的复制会使四分体中四条染色单体上的基因完全相同
C．四分体中同源染色体上的非等位基因在减数分裂Ⅰ后期自由组合
D．四分体中非姐妹染色单体之间的片段互换会导致染色体结构变异
√
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题号
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A　[一对同源染色体分离异常，导致形成的次级精母细胞染色体异常，形成的配子中染色体数目均异常，A正确；一个四分体具有2条同源染色体，是2条独立的染色体，DNA复制会使得一条染色体上的姐妹染色单体基因相同，B错误；位于同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段会导致基因重组而不是染色体结构变异，D错误。]
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题号
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5．(2025·湖北荆州检测)在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色(2个5 cm、2个8 cm)和4个红色(2个5 cm、2个8 cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述错误的是(　　)
A．将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体
B．将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对
C．模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
D．模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
√
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题号
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C　[一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来，大小一样，故将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体，A正确；同源染色体一般大小相同，一条来自母方，另一条来自父方(用不同颜色表示)，故将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对，B正确；减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同，也可能不同，C错误；减数分裂Ⅱ后期时，染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，均分到细胞两极，故模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，D正确。]
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6．(2024·北京卷)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，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
√
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题号
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B　[减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性，D正确。]
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题号
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7．(2025·东北育才学校检测)唐氏综合征是由21号染色体为“三体”引起的遗传病。研究表明，父亲与婴儿21三体的关系不大，约95%的21三体都源于母亲卵子形成过程中的异常。请问21三体产生的可能机制是
(　　)
A．初级卵母细胞产生过程中，减数分裂时同源染色体未正常分离导致
B．次级卵母细胞产生过程中，减数分裂时同源染色体未正常分离导致
C．次级卵母细胞产生过程中，减数分裂时姐妹染色单体分离异常导致
D．卵子产生过程中，减数分裂时着丝粒未分裂导致
√
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题号
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B　[初级卵母细胞是卵原细胞经DNA分子复制产生的，该过程中不会出现同源染色体分离，A错误；次级卵母细胞产生过程中，减数分裂Ⅰ后期21号同源染色体未正常分离导致移向细胞同一极，会产生含有2条21号染色体的异常卵细胞，与正常精子结合能形成21三体，B正确；次级卵母细胞产生过程中，进行的是减数分裂Ⅰ，没有姐妹染色单体分离，C错误；卵子产生过程中，减数分裂时着丝粒未分裂不会导致21三体，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体未正常分离，移向细胞同一极，会产生含有2条21号染色体的异常卵细胞，与正常精子结合能形成21三体，D错误。]
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题号
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8．(不定项)(2025·辽宁实验中学月考)如图是某二倍体动物(性染色体组成为XY)分裂过程中的染色体数和核DNA数关系，①～⑤为不同细胞。下列说法错误的是(　　)
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A．①细胞可能处于减数分裂Ⅱ中期，含有Y染色体
B．②细胞中已经没有染色单体
C．①细胞若是③细胞的子细胞，则该分裂过程是不均等分裂
D．图中同源染色体对数最多的细胞是⑤
√
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题号
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√
√
ABC　[①细胞染色体与核DNA的数量之比为1∶1，且染色体数目是体细胞的一半，不含有姐妹染色单体，因此①是减数分裂形成的子细胞，不可能处于减数分裂Ⅱ中期，不一定含有Y染色体，A错误；②细胞染色体与核DNA的数量之比为1∶2，可能处于减数分裂Ⅱ中期，有染色单体，B错误；该二倍体动物性染色体组成为XY，为雄性动物，因此①细胞若是③细胞的子细胞，则该分裂过程是均等分裂，C错误；图中⑤处于有丝分裂的后期，有四个染色体组，所以同源染色体对数最多的细胞是⑤，D正确。]
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9．(不定项)(2025·湖南永州模拟)蜜蜂是自然界中社会化程度很高的物种。雌蜂由受精卵发育而来，在一个蜂群中由于食物的差异，其中少部分发育为可育的蜂王，大部分发育为不育的工蜂；雄蜂(n＝16)由未受精的卵细胞直接发育而来，它可通过“假减数分裂”形成精细胞，如下图所示。
下列有关叙述正确的是(　　)
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题号
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A．雄蜂的精原细胞在“假减数分裂”过程可形成8个四分体
B．雄蜂与蜂王的减数分裂Ⅱ过程染色体的行为变化相同
C．蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为的差异与表观遗传有关
D．蜂王为二倍体，雄蜂为单倍体，但两者之间不存在生殖隔离
√
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题号
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√
√
BCD　[由于雄蜂只含有1个染色体组，故雄蜂的初级精母细胞中不存在同源染色体，减数分裂Ⅰ前期不会形成四分体，A错误；雄蜂进行假的减数分裂，得到n＝16的次级精母细胞和n＝0的次级精母细胞，雄蜂与蜂王的减数分裂Ⅱ过程染色体行为变化相同，都是着丝粒分裂，在纺锤丝的牵引下均分到细胞两极，B正确；在一个蜂群中由于食物的差异，其中少部分发育为可育的蜂王，大部分发育为不育的工蜂，蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为的差异与表观遗传有关，C正确；蜂王属于雌性二倍体生物且可育，雄蜂由未受精的卵细胞直接发育而来，属于单倍体生物，其经“假减数分裂”后可产生精细胞(n＝16)，是可育的，因此蜂王与雄蜂之间不存在生殖隔离，D正确。]
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题号
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10．(13分)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。请回答下列问题：
(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。
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减数分裂Ⅰ前期
4　
(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。
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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。
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同源染色体未分离，而移向同一极(2分)　
着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的子染色体分别移向两极(2分)　
染色体的
　20　
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________________________________________________________。
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在减数分裂Ⅰ时期S蛋白降解慢(或未
完全降解)(2分)　
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。
促进S蛋白降解，便于同源染色体联会后分离(2分)
突变体　
孢子的活力
(教师用书独具)
1．(2025·云南适应性测试)为了确定某品种虾的染色体数目，研究者以肝胰腺和精巢组织为材料，制备多个染色体装片，统计染色体数目如图。下列叙述错误的是(　　)
A．制备装片时需用碱性染料将染色体染成深色
B．在精巢组织装片中可观察到减数分裂的过程
C．染色体装片制备效果会影响染色体数目统计结果
D．图中结果相互验证得出该虾的染色体数为200条
√
B　[制备装片时需用碱性染料将染色体染成深色，便于统计染色体数量，A正确；在精巢组织装片中的细胞已经被杀死，不能观察到减数分裂的过程，B错误；染色体装片制备效果会影响染色体数目统计结果，如染色不均匀等，图中结果也能验证该结论，C正确；图中结果相互验证得出该虾的染色体数为200条，即体细胞中染色体数为200条，精子中的染色体数为100条，其余数据为制片过程导致统计结果受影响，D正确。]
2．(2025·皖南八校联考)在进行减数分裂形成配子时，位于同一对染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子，该现象称为基因的连锁。某些生物的雌雄个体在产生配子时连锁类型不同，雌性个体产生配子时完全连锁，雄性个体部分精原细胞在分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。黑腹果蝇中，灰体(A)对黑体(a)为显性，红眼(B)对紫眼(b)为显性。现有基因型为AaBb的雌雄个体(如图)相互
交配，如子代灰体红眼∶灰体紫眼∶黑体红眼∶
黑体紫眼＝14∶1∶1∶4，则发生互换的精原细胞
的比例为(　　)
A．30% B．40%
C．48% D．50%
√
B　[雌性个体产生配子时完全连锁，产生AB和ab两种配子，数量相等，假设雄性个体有比例为x的精原细胞发生一次互换，产生四种配子AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，各占x/4，比例为(1－x)的精原细胞不发生互换，产生AB和ab两种配子，数量相等，各占(1－x)/2，所以雄性个体产生四种配子AB∶Ab∶aB∶ab＝[x/4＋(1－x)/2]∶x/4∶x/4∶[x/4＋(1－x)/2]，雌雄个体交配，子代灰体红眼∶灰体紫眼∶黑体红眼∶黑体紫眼＝14∶1∶1∶4，灰体紫眼占比为x/4×1/2＝1/20，则x＝40%，B正确，A、C、D错误。]
谢 谢 ！

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