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1、第2章基因和染色体的关系考纲导读考纲内容能力要求命题分析1.细胞的减数分裂2.动物配子的形成过程3.动物的受精过程4.伴性遗传实验：观察细胞的减数分裂实验与探究能力 1.新课标卷对本部分内容的考查以非选择题为主，且考查比较多，属于高频考点，如：伴性遗传与常染色体遗传的区别及计算，是考查重点，而考点涉及减数分裂细胞图像的识别、减数分裂过程中染色体数目和行为、DNA分子数的变化等的内容相对较少，2017年本部分内容考查了伴性遗传及减数分裂的相关知识。2.命题趋势：主要考查伴性遗传的应用及计算，减数分裂与有丝分裂的区别。第1节减数分裂和受精作用一、减数分裂与配子的形成有性配子1概念：进行_生殖的生物
2、，在产生_时进行的染色体数目减半的细胞分裂。2特点：分裂过程中，染色体复制_次，细胞分裂_次，结果是每个子细胞中的染色体数目是母细胞的_。一两一半二、精子、卵细胞的形成过程1精子的形成过程(1)场所：睾丸。(2)过程1 个初级精母2 个次级精母4 个精细胞2卵细胞的形成过程(1)场所：卵巢。(2)过程染色体 初级卵母 次级卵母细胞卵细胞极体3精子形成过程图解四分体非姐妹染色单体同源染色体非同源减半染色体染色体着丝点姐妹染色单体加倍减半三、受精作用受精卵1概念：精子与卵细胞融合成为_的过程。2过程：精子和卵细胞相互识别精子的_进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞的细胞膜发生变化，阻止其他精子进入精子的
3、细胞核和卵细胞的_相融合二者的_会合。头部细胞核染色体3减数分裂和受精作用的意义：减数分裂使细胞染色体数目减半，受精作用使受精卵染色体数目恢复到体细胞中的数目，使得生物的后代既呈现多样性，又能维持前后代体细胞中染色体数目的_。恒定判断正误1蛙受精卵发育成原肠胚过程中不能发生同源染色体分离。()2果蝇的初级精母细胞中一定存在 Y 染色体。(3非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组。()4姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中。()5减数第一次分裂中，着丝点分裂导致染色体数目减半。()答案：1.2.3.4.5.考点一减数分裂与受精作用考点梳理1相关概念辨析(1)染色体和染色单
4、体染色体的数目以着丝点计数。图中有 4 条染色体。染色单体：细胞分裂间期染色体复制后形成，在一个着丝点上的两条完全相同的子染色体叫姐妹染色单体。非姐妹染色单体：不在同一条染色体中的染色单体。在四分体时期可能发生交叉互换。(2)同源染色体和非同源染色体同源染色体：在减数分裂过程中，进行两两配对的染色体，其中一条来自父方，一条来自母方；它们的形状、大小一般相同，带有相应的遗传信息。如图中的 1 和 2、3 和 4。同源染色体在减数第一次分裂后期彼此分离。注：一对性染色体可能大小、形态不同，但也属于同源染色体。非同源染色体：除同源染色体外的任意两条染色体。如图中的 1 和 3、2 和 4、1 和 4
5、、2 和 3。非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合。(3)联会和四分体联会：特指减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象。四分体：联会的一对同源染色体，共包含四条染色单体。四分体只出现在减数分裂过程中，不出现在有丝分裂过程中。图中 1、2 和 3、4 分别是一个四分体。比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体数目2nn，减半n2nn，不减半DNA 数目4n2n，减半2nn，减半染色体主要行为同源染色体联会、分离染色单体分开同源染色体有无2减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较比较项目精子形成过程卵细胞形成过程细胞质分裂方式均等分裂不均等分裂是否变形变形不变形结果一个精原细胞4
6、 个精子一个卵原细胞1 个卵细胞、3 个极体3.精子和卵细胞的形成过程与受精作用(1)精子和卵细胞形成过程的比较(2)依据细胞质的分配方式判断减数分裂(3)减数分裂过程中相关曲线分析图 1图 2图 3说明：图 1 中曲线说明减数分裂过程中 DNA 分子在间期加倍，在减数第一次分裂和减数第二次分裂共发生了两次减半。图 2 中染色体数目减半的时间是减数第一次分裂结束时。染色单体在间期形成，在减数第二次分裂后期消失。图 3 间期中，随着染色体复制，每条染色体由含有 1 个DNA 分子变成含有 2 个 DNA 分子，到减数第二次分裂后期又变成含有 1 个 DNA 分子。(4)减数分裂和受精作用过程中染
7、色体、核 DNA 的数目变化图高考探究考向1减数分裂中 DNA 和染色体的行为典例1(2015 年湖南衡阳模拟)下图中 P 和 Q 各表示某精原细胞的一段 DNA 分子，分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上。下列叙述正确的是()AP 和 Q 来自同一条染色体上 DNA 分子的复制BP1 和 Q1 的碱基序列和碱基种类一定相同CP和 Q分离发生在减数第一次分裂后期DP和 Q的形成常发生在四分体时期的非同源染色体之间解析P 和 Q 是位于同源染色体、非姐妹染色单体上的一段 DNA 分子，因此来自不同染色体上 DNA 分子的复制；同源染色体上相同位置可能存在相同基因或等位基因，因此
8、 P1 与Q1 的碱基种类相同，但碱基序列可能相同也可能不同；P和Q位于同源染色体上，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期；P和 Q所在染色体发生了交叉互换，此过程发生在减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间。答案C考向 2二倍体生物减数分裂图像典例 2(2015 年海南卷)回答下列关于遗传和变异的问题：(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因会发生_，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生_，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。(2)假设物种的染色体数目为 2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙两个模式图仅表示出了
9、Aa、Bb 基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是_(填“初级精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)，图乙表 示 的是 _(填“初级 精母细胞”“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为 2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指_。答案(1)自由组合交换(2)初级精母细胞精细胞(3)体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体考向3减数分裂过程中染色体、DNA 数目的变化典例3(2015 年天星联考)下图为染色体数为 2m，核 DNA数目为 2n 的某动物精原细胞分裂的示意图，两对基因 A、a 和B、b 分别在两对同源染色体上，表示细胞处于染色体着丝点(粒)向两极移动的
10、时期。下列叙述正确的是()A中有同源染色体，染色体数为 2m，核 DNA 数目为4nB含 2 个染色体组，中无同源染色体，染色体数目为 2mC每条染色体上相互分离的两个 DNA 上的基因均有可能出现差异，但出现差异的概率明显大于D与图中精细胞同时产生的另外 3 个精细胞的基因型是aB、ab、AB解析为有丝分裂后期，有同源染色体，染色体数为 4m，核 DNA 数目为 4n。为初级精母细胞，含有 2 个染色体组，为减数第二次分裂后期，无同源染色体，染色体数目为 2m。每条染色体上相互分离的两个 DNA 由复制而来，其上的基因差异可来自基因突变或交叉互换，因减数分裂过程中可能发生交叉互换，故出现差异
11、的概率明显大于。图中精原细胞减数分裂产生四个(两种类型)精细胞的基因型分别是 Ab、Ab、aB、aB。答案B考向预测1(2017 年甘肃兰州月考)图甲是一个基因型为 AaBb 的精原细胞在减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞，图乙表示有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核 DNA 数目比(K)的)变化关系。下列说法正确的是(图甲图乙A图甲细胞所示的变异类型均发生在减数第二次分裂的后期B图乙 CD，EF 段均可发生卵原细胞减数分裂的不均等分裂C图甲中左图细胞对应图乙的 AB 段的某一时期D若图乙表示有丝分裂过程中 K 的变化，则纺锤体、染色体和细胞板都可出现在 CD 段解析：图甲左图中前两条染色
12、体相同位置上的基因是 A 和a，而右图中相应基因都为 a，所以左图中前两条染色体上的 A和 a 是基因突变的结果，发生在减数第一次分裂前的间期，A错误；图乙 CD，EF 段可以分别表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的末期，均可发生细胞质的不均等分裂，B 正确；图甲处于第二次分裂的后期，对应图乙的 DE 段，C 错误；若图乙表示有丝分裂过程中 DNA 数目的变化，则纺锤体、染色体都可出现在 CD 段，而细胞板出现在 EF 段，D 错误。答案：B2(2015 年安徽合肥检测)下面图表示细胞分裂的不同时期染色体数与核 DNA 数比例的变化关系，图为某动物处于)细胞分裂不同时期的图像，有关两图的描述正
13、确的是(图图A图中具有同源染色体的只有甲、丙细胞B图中处于图中的 CD 段的细胞是甲、丙、丁C图中 BC 段形成的原因与 DE 段形成的原因相同D图中丁细胞的名称一定是次级精母细胞解析：甲乙表示原始生殖细胞通过有丝分裂增加数目的部分过程，乙丁表示减数分裂过程，甲、乙、丙三个细胞中都有同源染色体，选项 A 错误；据图可知 BC 段表示染色体的复制过程，CD 段表示染色体复制后至着丝点分裂前的过程，即有丝分裂的前期、中期或减数第一次分裂至减数第二次分裂的中期，则图中的丙、丁处于图中的 CD 段，甲应处于图中的 EF 段，选项 B 错误；图中 BC 段形成的原因是染色体复制，DE 段形成的原因是染色
14、体着丝点分裂，二者形成原因不同，选项 C 错误；由于图丙细胞中的同源染色体正在分离，且细胞膜从中间向内凹陷，细胞质均等分裂，可判定该细胞为初级精母细胞，据此判定丁细胞一定是次级精母细胞，选项 D正确。答案：D3下列细胞为生物体的体细胞，所对应生物体自交后代性状分离比为 9331 的是(不考虑交叉互换)()ABCD解析：只有两对等位基因位于两对同源染色体上的杂合子，其自交后代才可产生 9331 的性状分离比。答案：C4(2017 年山西榆社月考)蜂群中有蜂王、工蜂和雄蜂等，蜂王(雌蜂)是二倍体，而雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而来的。下列关于蜂王和雌蜂细胞增殖的叙述，不正确的是()A蜂王的体细胞
15、增殖过程中染色体的复制与加倍同时进行B雄蜂的体细胞增殖过程中核 DNA 的复制与加倍同时进行C蜂王的卵母细胞在产生配子的过程中会出现四分体D雄蜂的精母细胞在产生配子的过程中不会出现四分体解析：细胞增殖过程中染色体的复制与加倍分别发生在间期和后期，A 错误；雄蜂的体细胞增殖过程中核 DNA 的复制与加倍都发生在间期，B 正确；蜂王是二倍体，其卵母细胞在减数分裂产生配子的过程中会出现四分体，C 正确；雄蜂是单倍体，细胞中没有同源染色体，所以其精母细胞在产生配子的过程中不会出现四分体，D 正确。答案：A比较项目有丝分裂减数分裂发生部位各组织器官卵巢、睾丸(精巢)分裂起始细胞体细胞或原始生殖细胞、受精
16、卵原始生殖细胞染色体复制次数一次一次细胞分裂次数一次连续两次同源染色体行为存在同源染色体，但不发生联会、分离，无交叉互换联会形成四分体，非姐妹染色单体交叉互换同源染色体分离考点二减数分裂与有丝分裂的比较考点梳理1减数分裂与有丝分裂的比较比较项目有丝分裂减数分裂着丝点分裂时期后期减数第二次分裂后期子细胞染色体数与母细胞相同母细胞的一半子细胞类型和数目2 个体细胞或原始生殖细胞4 个精细胞或 1 个卵细胞和 3 个极体DNA 与染色体数目变化模型（续表）比较项目有丝分裂减数分裂意义使生物的亲代和子代细胞之间保持遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用维持了生物前后代细胞中染色体数目的恒定，使配子遗传基础
17、多样化相同点染色体都只复制一次分裂过程中都出现纺锤丝，都有核仁、核膜的消失和重建都有着丝点分裂和姐妹染色单体分开现象（续表）2.二倍体生物细胞分裂图像的比较时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期有同源染色体，染色体分布散乱有同源染色体，联会形成四分体无同源染色体，染色体分布散乱中期有同源染色体，着丝点排在赤道板上有同源染色体，四分体排在赤道板上无同源染色体，着丝点排在赤道板上时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开，每一极的细胞中有同源染色体同源染色体分开，每条染色体含有两条染色单体，每一极细胞中无同源染色体姐妹染色单体分开，无同源染色体（续表）3染色体数目和核 DN
18、A 含量的变化(1)数量变化柱状图分析(以二倍体生物的精子形成过程为例)(2)坐标曲线的分析坐标曲线项目ABBCCDDE图示染色体与 DNA的关系由 1 条染色体上含有 1 个DNA 分 子 变为 1 条染色体上含有 2 个DNA 分子1 条染色体上含有 2 个DNA 分子由 1 条染色体上含有 2个 DNA 分子变为 1 条染色体上含有 1 个 DNA分子1 条染色体上含有 1 个DNA 分子分析方法上图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下项目ABBCCDDE染色单体无2 条2 条2 条无无对应减数分裂时期减数第一次分裂前的间期减数第一次分 裂 和 减 数第 二 次 分
19、裂的前期、中期减数第二次分裂后期减数第二次分裂末期对应有丝分裂时期间期前期和中期后期末期（续表）减数分裂曲线图和柱状图的两点提醒(1)柱状图和曲线图中“0”的含义不同在柱状图和曲线图中，只有染色单体才会出现“0”。在柱状图中，只要染色单体数不为“0”，染色单体数一定和核DNA 分子数相等，而且都为染色体数的2 倍。(2)正确理解坐标曲线图中的“斜线”的含义若不存在斜线，则为染色体数的变化。若有斜线，则为染色单体数或核DNA 分子数的变化。4二倍体生物细胞分裂图像的判断一般来讲，鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂时期，最关键的是看染色体的行为。(1)三个前期图像的判断ABC判断步骤是否出现四分体是
20、减数第一次分裂前期否细胞中是否具有同源染色体是有丝分裂前期否减数第二次分裂前期判断结果：A 为有丝分裂前期，B 为减数第一次分裂前期，C 为减数第二次分裂前期。(2)三个中期图像的判断ABC判断步骤着丝点是否排列在赤道板上否减数第一次分裂中期是细胞中是否具有同源染色体是有丝分裂中期否减数第二次分裂中期判断结果：A 为有丝分裂中期，B 为减数第二次分裂中期，C 为减数第一次分裂中期。(3)三个后期图像的判断ABC判断步骤染色体是否含有染色单体是减数第一次分裂后期否染色体中是否具有同源染色体是有丝分裂后期否减数第二次分裂后期判断结果：A 为有丝分裂后期，B 为减数第二次分裂后期，C 为减数第一次分
21、裂后期。高考探究考向1减数分裂与有丝分裂过程的比较典例4(2013 年新课标卷)下列关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是()A两者前期染色体数目相同，染色体行为和 DNA 分子数目不同B两者中期染色体数目不同，染色体行为和 DNA 分子数目相同C两者后期染色体行为和数目不同，DNA 分子数目相同D两者后期染色体行为和数目相同，DNA 分子数目不同解析有丝分裂间期和减数第一次分裂间期都进行了 DNA的复制，所以在着丝点分裂之前，染色体数目、DNA 数目都相同，在减数第一次分裂前期有同源染色体的联会以及部分同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，两者染色体行为不同，A、B 错误
22、；有丝分裂后期着丝点一分为二，染色体加倍，而减数第一次分裂后期只是同源染色体分开移向两极，染色体数目没变，两个过程中的 DNA 数目相同，C 正确。答案C考向2减数分裂与有丝分裂分裂图像的比较典例5(2017 年新课标卷)已知某种细胞有 4 条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()ABCD解析A 中两个细胞大小相等，每条染色体上有两条染色单体，两条染色单体上有由 DNA 复制而来的两个相同的基因，为 M前期两个次级精母细胞，此时期细胞的特点是没有同源染色体，无等位基因，染色体排列散乱，A 正确；B 中两
23、个细胞大小也相等，也为 M前期两个次级精母细胞，与 A 项细胞不同的原因是非同源染色体上的非等位基因的自由组合的方式不同，产生了 ggHH、GGhh 两个次级精母，B 正确；C 中 4 个细胞大小相同，为 4 个精细胞，两两相同，C 正确；D 中虽然为 4 个大小相同的精细胞，两两相同，但是每个精细胞出现了同源染色体、等位基因，正常减数分裂过程不会出现此种情况，D 错误。答案D考向3分裂图与数量变化图的综合考查典例 6(2015 年山西四校联考)下图 1 表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上 DNA 含量变化的关系，图 2 表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像，下列分析不正确的是()图 1图 2
24、A图 1 中 AB 段的形成是由于 DNA 复制，图 2 中丙细胞将发生 CD 段的变化B图 2 中的乙图所示初级卵母细胞正在发生同源染色体分离C图 2 中甲、乙、丙细胞中所含染色体组数分别是 4、2、1D图 1 中 D 点时期细胞中染色体数与 A 点时期染色体数目相等解析 图 1 中 AB 段染色体与 DNA 含量比由 11 变为12，这是 DNA 复制的结果，图 2 中丙为减数第二次分裂中期图，其后一阶段为着丝点分裂，染色体与 DNA 比变为 11，即发生图 1 中 CD 段变化，A 正确；图 2 乙图为减数第一次分裂后期图，图中正在发生同源染色体分离，且细胞质不均等分裂，所以为初级卵母细
25、胞，B 正确；图 2 甲为有丝分裂后期图，有 4 个染色体组，乙中有 2 个染色体组，丙中有 1 个染色体组，C 正确；若为有丝分裂，图 1 中 D 点时着丝点分裂，染色体数为 A 点时的两倍，D 错误。答案D考向预测5(2017 年新疆乌鲁木齐二模)下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是()ABCD解析：图 A 有可能是减后期图，也有可能是单倍体生物有丝分裂后期图，A 错误；图 B 有可能是减中期图，也有可能是有丝分裂中期图，B 错误；图 C 最可能是二倍体生物细胞有丝分裂中期图，C 错误；图 D 中同源染色体分离，肯定是二倍体生物细胞减后期图，D 正确。答案：D6下图为某高等动物细胞分裂
26、图像及细胞内同源染色体对数的变化曲线，下列叙述错误的是()A若细胞甲、乙、丙、丁均来自该动物的同一器官，此器官是睾丸B曲线图中可能发生基因重组的是 FG 段C细胞甲、乙、丙、丁内染色体数和核 DNA 分子数的比值是 11 的有甲、乙，具有 4 个染色体组的有甲、丙DCD 段着丝点分裂，染色体加倍，所以对应于甲细胞解析：甲图为有丝分裂后期，乙图为有丝分裂产生的子细胞，丙图为减数第一次分裂后期，丁图为减数第二次分裂中期。由丙图细胞质均等分裂可知其为初级精母细胞，该动物是雄性动物，该动物的睾丸中，精原细胞通过有丝分裂实现自身增殖，通过减数分裂产生精子，即可同时出现甲、乙、丙、丁四种细胞。若染色体数和
27、核 DNA 分子数的比值是 11，说明没有染色单体，甲和乙符合此特点，有 4 个染色体组的只有甲。对于二倍体生物，体细胞染色体数用 2N 表示，同源染色体为 N 对，有丝分裂后期，染色体加倍，同源染色体变为 2N 对，则坐标图中 AF 表示完成一次有丝分裂，CD 段对应甲细胞。减数第二次分裂没有同源染色体，即 HI 表示减数第二次分裂，FG 表示减数第一次分裂前、中、后期，而基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期，属于 FG 段。答案：C7下列关于减数分裂和有丝分裂共同点的描述，正确的是()A染色体复制一次，着丝点分裂一次B染色体和 DNA 均等分配C细胞质和细胞核物质均等分配D同一生物的不同
28、细胞分别进行一次有丝分裂和减数分裂形成的子细胞中，染色体和 DNA 数目均与分裂前的细胞相同解析：对于减数分裂和有丝分裂过程，其共同点和区别有：减数分裂和有丝分裂过程中，染色体和 DNA 都复制一次，着丝点分裂一次；在两种分裂过程中，染色体和细胞核内DNA 都能均等分配，但细胞质中的 DNA 不能均等分配；在有丝分裂前后细胞的染色体、DNA 数目不变，而减数分裂后子细胞的染色体、DNA 数目是亲代细胞的一半。答案：A8下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞观察的结果。下列有关叙述正确的是()A若图甲为有丝分裂过程中的某阶段，则可在上一时期的细胞中观察到赤道板B若图乙表示有丝分裂过程中的某
29、阶段，则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段C若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段D若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，则 b 组细胞中不会出现联会和四分体解析：细胞中央的赤道板是一个假想的平面，是观察不到的，A 错误；若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，那么该阶段是有丝分裂的前期和中期，染色体着丝点分裂不可能发生在此阶段，B 错误；若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，那么该阶段可能是减数第一次分裂的后期，同源染色体的分离可发生在此阶段，C 正确；若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞，根据细胞中染色体数量可知，b 组可表示卵原细胞、初级卵母细胞或处于减数第二次分裂后期的次级卵母细
30、胞，因此 b 组细胞中可能会出现联会和四分体，D 错误。答案：C9下列甲、乙、丙图分别是基因型为 AaBB 的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图回答问题：(1)图甲中细胞的名称是_，该图中同时出现 B、b 的原因是_。(2)图甲中细胞处于图乙_段，图甲中，处于图乙HI 阶段的是_(填数字)。(3)图丙 a、b、c 中表示 DNA 分子的是_，图甲中对应图丙时期的细胞是_，图丙中，完成了图乙中的_段的变化。(4)现有某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，则使用此药物后，细胞的分裂将停留在图乙中_段。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度，请写出简单的设计思路：_。答案：(1)(第一)极体基因突变(2)AB (3)cBC (4)CD 设置不同浓度梯度的药物，分别对洋葱根尖细胞进行处理，然后制成装片观察并比较染色体数目的变化