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第2章 基因和染色體的關系
解讀章首圖文
培養學習志向·勇擔社會責任
章首頁由引言、一首小詩和人體細胞染色體顯微照片構成。
章引言的第一段提出了3個問題：“基因在細胞中究竟有沒有物質基礎呢？孟德爾所假設的顆粒狀的因子，究竟是不是物質的實體？如果是，又存在于細胞中什么位置？”這也是我們在學完第1章后所產生的疑問。在這里提出，既承上啟下，也遵循我們的認知規律，同時引出我們感興趣、想要繼續探究的問題。第二段則概括了本章的主要內容，既簡單解釋了解決上述問題的研究歷程，也回答了“怎樣研究”的問題。
對細胞分裂的深入研究和觀察是研究的起始，但觀察什么呢？章題圖的人體細胞染色體顯微照片透露出一些信息：圖中展現了人體細胞完整的46條染色體。細心的同學還能發現，依據形態和大小可將這些染色體配成23對，這就表明，要觀察細胞分裂中染色體數目和行為的變化。本章第1節《減數分裂和受精作用》就是沿著這個思路展開的。
章首頁的小詩除了給予我們美的熏陶，還揭示了科學探究的要點和艱辛的歷程：科學探究要提出問題——如“基因在哪里？”；要有科學方法——如“觀察和實驗”；要有探索求真的科學精神——如“懷疑、爭論”；要有嚴謹的科學思維——如“推理”；要付出艱苦的努力——如“悠悠百年，尋尋覓覓”。
章首頁恰到好處地激發了我們學習的興趣，概括了本章學習的內容，提示了科學探究的要點。章首頁與本章內容有機融合，是本章學習的起始。
第1節　減數分裂和受精作用
第1課時　減數分裂
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.通過觀察精子或卵細胞的形成過程示意圖，歸納、概括減數分裂的概念及過程。
2．模擬減數分裂中染色體的變化，闡明減數分裂過程中染色體發生自由組合和互換的重要意義。 1.減數分裂的特點是染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次，導致染色體數目減半。
2．減數分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色體配對——聯會，形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體之間可以發生互換；③同源染色體分離，非同源染色體自由組合。
3．減數分裂Ⅱ的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞的兩極。
有性生殖器官內
2．染色體的變化
(1)減數分裂前的間期:
一部分精原細胞的體積增大，染色體 ，成為 ，此時的染色體呈 的狀態。
復制
初級精母細胞
染色質絲
(2)減數分裂過程:
①減數分裂Ⅰ。
時期 分裂圖像 染色體行為
前期 同源染色體聯會，形成 ，此時同源染色體的非姐妹染色單體可以發生互換
中期 排列在細胞中央的赤道板兩側
后期 分離，非同源染色體 ，并移向細胞兩極
末期 細胞一分為二，染色體數目_______
四分體
同源染色體
同源染色體
自由組合
減半
②減數分裂Ⅱ。
時期 分裂圖像 染色體行為
間期 通常沒有或時間很短 染色體___________
前期 染色體 分布在細胞中
中期 染色體著絲粒排列在細胞中央的 上
后期 著絲粒分裂， 分開，分別移向細胞兩極
末期 細胞一分為二
不再復制
散亂地
赤道板
姐妹染色單體
(3)同源染色體、聯會與四分體的概念：
②聯會：___________兩兩配對的現象。
③四分體：聯會后的每對同源染色體含有__條染色單體。
同源染色體
4
二、卵細胞的形成
1．場所：_____。
2．過程：
卵巢
三、減數分裂的概念
【教材微點發掘】
1．下圖是動物精巢中減數分裂的過程示意圖，請分析回答：
(1)圖中A、C、G分別表示什么細胞？
提示：初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞。
(2)和有絲分裂相比，甲過程中染色體的特殊行為有哪些？
提示：甲過程中染色體的特殊行為有：①同源染色體聯會；②四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生互換；③同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合等。
(3)染色體數目減半和姐妹染色單體的消失分別發生在圖中的哪個過程？
提示：染色體數目減半發生在減數分裂Ⅰ過程中，即甲過程；姐妹染色單體的消失發生在減數分裂Ⅱ的后期，即乙過程。
2．如圖為高等動物的細胞分裂示意圖，寫出甲、乙、丙三個細胞的名稱。
甲：________________________；乙：_____________；丙：_____________。
3．氣溫過低會影響水稻花粉母細胞的減數分裂，進而影響水稻的花粉數量和質量，導致稻谷減產。對此，農業生產上可以采取灌深水的措施來預防，采取這種措施的原因是什么？
提示：水的比熱容較大，水的溫度相對不容易改變，當氣溫過低時，灌深水后稻田溫度不會降低太多。
初級精母細胞
次級卵母細胞
次級精母細胞或(第一)極體
教材問題提示
(一)旁欄思考
1．(教材第19頁)如果配子也是通過有絲分裂形成的，那么配子中的染色體數目和體細胞中的將是一致的。
2．(教材第20頁)初級精母細胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。
3．(教材第20頁)在減數分裂Ⅰ中出現了同源染色體聯會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為，使細胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細胞中的染色體數目比初級精母細胞的減少一半。
上述過程可使配子中的染色體數目減半。再通過卵細胞和精子結合成受精卵的受精作用，保證了每種生物前后代染色體數目的恒定，維持了生物遺傳的穩定性。上述過程還可以使通過減數分裂產生的配子種類多樣化，從而增加了生物遺傳的多樣性，有利于生物適應多變的自然環境，還有利于生物在自然選擇中進化。
4．(教材第21頁)精細胞的變形是指由精細胞變為精子的過程，其中細胞核變成精子頭的主要部分，高爾基體發育為頭部的頂體，中心體演變為精子的尾，線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備了游向卵細胞并進行受精作用的能力。
(二)探究·實踐(教材第24頁)
1．根據細胞中染色體的形態、位置和數目來判斷。例如，在減數分裂Ⅰ中，先后出現同源染色體聯會、四分體形成、各對同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現象。
減數分裂Ⅱ中，非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板處，移向細胞兩極的染色體不含染色單體。
另外，在蝗蟲精母細胞減數分裂的過程中，處于減數分裂Ⅰ的細胞要明顯多于處于減數分裂Ⅱ的細胞。
2．減數分裂Ⅰ中期，兩條同源染色體分別排列在細胞中央的赤道板兩側，末期細胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成，其數目是體細胞染色體數目的一半，每條染色體均由兩條姐妹染色單體構成。
減數分裂Ⅱ中期，非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上，末期細胞兩極的染色體不含染色單體。
3．同一生物的細胞，所含遺傳物質相同，增殖過程相同，同一時刻不同細胞可能處于不同分裂時期。因此，可以通過觀察多個精母細胞的減數分裂，推測一個精母細胞在減數分裂過程中染色體的連續變化。
新知探究(一)　減數分裂過程中的相關概念辨析
【探究·深化】
[問題驅動]　
(1)觀察教材第18頁果蠅體細胞和配子的染色體示意圖，分析配子與體細胞中的染色體數目有何關系。
提示：配子中染色體數目是體細胞中染色體數目的一半。
(2)判斷下列生物能否進行減數分裂并說明理由。
①大腸桿菌，②果蠅，③變形蟲。
提示：大腸桿菌是原核生物，不能進行有性生殖；果蠅是能進行有性生殖的真核生物，能進行減數分裂；變形蟲是真核生物，但不能進行有性生殖，不能進行減數分裂。
(3)遺傳物質的主要載體是染色體，此外遺傳物質還分布在哪里？這些場所的遺傳物質是否和染色體上的遺傳物質一樣也遵循孟德爾遺傳規律？
提示：線粒體和葉綠體。不遵循，只有染色體上的遺傳物質才遵循孟德爾遺傳規律。
(4)形態、大小相同的染色體是否為同源染色體？減數分裂過程中，同源染色體形態、大小是否相同？
提示：不一定，若一條來自父方，一條來自母方，且可以發生聯會，則為同源染色體，否則不是。減數分裂過程中，同源染色體形態、大小不一定相同，如高等動物的性染色體。
[重難點撥]　
1．圖解相關概念
2．聯會和四分體的相互關系
聯會是同源染色體兩兩配對的過程，而四分體是聯會的結果，是同源染色體的特殊存在形式。由上圖可知：1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子。
【典題·例析】
[例1]　下列關于同源染色體的敘述，錯誤的是 (　　)
A．一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體
B．同源染色體上的非姐妹染色單體間能互換對應部分
C．在人的正常精子中沒有同源染色體
D．減數分裂中聯會的染色體是同源染色體
[解析]　配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方、一條來自母方，叫作同源染色體。但并不是說一條來自父方、一條來自母方的染色體都是同源染色體，也可能是非同源染色體。故選A。
[答案]　A
[典例2]　下列有關四分體的敘述，正確的是 (　　)
A．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體
B．經過復制的同源染色體都能形成四分體
C．四分體時期可能發生姐妹染色單體間的互換
D．四分體出現在減數分裂Ⅰ的每個時期
[解析]　四分體由一對同源染色體聯會形成，含有4條染色單體，A正確；四分體只在減數分裂過程中存在，有絲分裂過程含有同源染色體，其復制后不聯會，不形成四分體，B錯誤；四分體中的非姐妹染色單體之間可發生互換，C錯誤；四分體出現在減數分裂Ⅰ的前期，D錯誤。
[答案]　A
易錯提醒——————————————————————————————
有關同源染色體認識的幾個誤區
(1)誤認為同源染色體大小一定相同
同源染色體的形態、大小一般都相同，但存在例外，如X、Y性染色體，大小不同，但屬于同源染色體。
(2)誤認為同源染色體一定會形成四分體
同源染色體只有在減數分裂Ⅰ前期才會形成四分體，有絲分裂中不會形成四分體。
(3)誤認為同源染色體只存在于進行減數分裂的細胞中
進行有絲分裂的細胞自始至終都存在同源染色體，只是沒有出現聯會、四分體這些特殊的行為變化，也沒有同源染色體的分離過程。
(4)誤認為同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合存在先后順序
同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合是同時進行的。
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【應用·體驗】
1．下列關于減數分裂的敘述，正確的是 (　　)
A．減數分裂是一種特殊的有絲分裂，也有細胞周期
B．染色體復制兩次，細胞分裂一次
C．產生的子細胞中染色體數目減半
D．精(卵)原細胞只可進行減數分裂
解析：減數分裂是一種特殊的有絲分裂，但沒有細胞周期，A錯誤；減數分裂是指在原始生殖細胞(如動物的精原細胞或卵原細胞)發展為成熟的生殖細胞(如精子或卵細胞)的過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次，使新產生的生殖細胞中染色體數目減半的過程，B錯誤，C正確；精(卵)原細胞自身的增殖方式是有絲分裂，D錯誤。
答案：C　
2．下列關于染色體、染色單體、聯會和四分體的敘述，錯誤的是 (　　)
A．染色體是遺傳物質的主要載體，一條染色體上只有一個DNA分子
B．由同一個著絲粒連接的染色單體屬于姐妹染色單體
C．聯會的結果是形成四分體，人的配子形成過程中會出現23個四分體
D．染色單體因為著絲粒的分裂而消失
解析：染色體是遺傳物質的主要載體，一條染色體上有1個或2個DNA分子，A錯誤；染色體復制的結果是形成兩條姐妹染色單體，由同一個著絲粒連接，B正確；聯會形成四分體，有幾對同源染色體就有幾個四分體，因為人體細胞中有23對同源染色體，所以在配子形成過程中會形成23個四分體，C正確；著絲粒分裂導致姐妹染色單體彼此分離，各自成為一條染色體，D正確。
答案：A　
新知探究(二)　精子的形成過程
【探究·深化】
[問題驅動]　
觀察精子形成過程示意圖，回答下列問題：
(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a.__________，
b._____________，c._____________，d._______
e._____。
(2)染色體數目減半發生在圖中__過程中，染色
單體消失發生在圖中___過程中。
(3)不考慮互換，細胞e有___種，如果考慮互換，
細胞e有__種。
精原細胞
初級精母細胞
精細胞
精子
次級精母細胞
b
c
2
4
[重難點撥]　
1．減數分裂過程中兩個分裂階段的比較
項目 減數分裂Ⅰ 減數分裂Ⅱ
間期DNA復制與否 復制 不復制
同源染色體 有，分離 無
著絲粒變化 不分裂 分裂
染色體
主要行為 ①同源染色體聯會；
②四分體中非姐妹染色單體互換；
③同源染色體分離，非同源染色體自由組合 著絲粒分裂，姐妹染色單體分開
項目 減數分裂Ⅰ 減數分裂Ⅱ
染色體數目 2N→N(減半) N→2N→N(不減半)
核DNA數目 (2N→)4N→2N 2N→N
染色單體數 (0→)4N→2N 2N→0

2．減數分裂過程中染色體數、染色單體數與核DNA分子數含量的變化曲線分析
(1)間期核DNA(染色體)復制，核DNA含量加倍，形成染色單體，但是染色體數目不變。
(2)減數分裂Ⅰ結束時，同源染色體分配到兩個子細胞中，每個細胞內核DNA和染色體、染色單體數目均減半。
(3)減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數目加倍，染色單體消失，但是DNA含量不變。
(4)減數分裂Ⅱ結束后，由姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體分別分配到兩個子細胞中，核DNA和染色體數目再次減半。
【典題·例析】
[例1]　下列有關某雄性生物體中各細胞分裂示意圖的判斷，正確的是(　　)
A．圖①處于減數分裂Ⅰ的中期，細胞內有2對姐妹染色單體
B．圖②處于減數分裂Ⅱ的后期，細胞內有2對姐妹染色單體
C．圖③處于減數分裂Ⅱ的中期，該生物體細胞中染色體數目恒定為8條
D．四幅圖可排序為①③②④，出現在該生物體精子的形成過程中
[解析]　據圖分析可知，圖①中每條染色體都含一對姐妹染色單體，共有4對姐妹染色單體，同源染色體排列在赤道板位置，處于減數分裂Ⅰ中期。圖②中著絲粒已分裂，無姐妹染色單體，處于減數分裂Ⅱ后期。圖③處于減數分裂Ⅱ的中期，細胞中有2條染色體，說明正常體細胞染色體數為4條；當體細胞處于有絲分裂后期時，染色體數才為8條。圖④無同源染色體和姐妹染色單體，為精細胞。由以上分析可知, D正確。
[答案]　D
[例2]　如圖是某哺乳動物個體細胞分裂不同時期的分裂圖像，下列說法正確的是 (　　)
A．實驗材料應選自該生物的精巢或卵巢
B．圖3所示的細胞中存在同源染色體
C．與圖1中ef段相對應的是圖2和圖3
D．圖4所示細胞中含有4對同源染色體
[解析]　根據圖2和圖3可知，該生物的性別為雄性，且實驗材料中的細胞既能進行有絲分裂，又能進行減數分裂，應該取自生物的精巢，A錯誤；圖3所示的細胞處于減數分裂Ⅱ，不存在同源染色體，B錯誤；圖1中的ef段表示減數分裂Ⅱ后期，對應圖3，C錯誤；圖4所示細胞處于有絲分裂后期，含有4對同源染色體，D正確。
[答案]　D
易錯提醒—————————————————————————————
有關減數分裂過程中的兩點提醒
(1)減數分裂過程中，染色體復制1次、細胞分裂2次、著絲粒分裂1次、染色體減半1次、核DNA減半2次。
(2)在減數分裂過程中，核DNA數量最大值為4N，而染色體數量最大值為2N。
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【應用·體驗】
1．(2023·北京高考)武昌魚(2n＝48)與長江白魚(2n＝48)經人工雜交可得到具有生殖能力的子代。顯微觀察子代精巢中的細胞，一般不能觀察到的是(　　)
A．含有24條染色體的細胞
B．染色體兩兩配對的細胞
C．染色體移到兩極的細胞
D．含有48個四分體的細胞
解析：精原細胞通過減數分裂形成精子，則精子中含有24條染色體，A不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ前期將發生染色體兩兩配對，即聯會，B不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ后期同源染色體分開并移向兩極；在減數分裂Ⅱ后期姐妹染色單體分開并移向兩極，C不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ前期，能觀察到含有24個四分體的細胞，D符合題意。
答案： D
2,(2023·浙江1月選考)某基因型為AaXDY的二倍體雄性動物(2n＝8)，1個初級精母細胞的染色體發生片段交換，引起1個A和1個a發生互換。該初級精母細胞進行減數分裂過程中，某兩個時期的染色體數目與核DNA分子數如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．甲時期細胞中可能出現同源染色體兩兩配對的現象
B．乙時期細胞中含有1條X染色體和1條Y染色體
C．甲、乙兩時期細胞中的染色單體數均為8個
D．該初級精母細胞完成減數分裂產生的4個精細胞的基因型均不相同
解析：乙時期細胞中著絲粒已經分裂，無染色單體，C項錯誤。因為A基因所在的染色體片段和a基因所在的染色體片段發生了交換，所以該初級精母細胞完成減數分裂產生的4個精細胞的基因型分別為AXD、aXD、AY、aY，D項正確。
答案： D
新知探究(三)　卵細胞的形成過程
【探究·深化】
[問題驅動]　
觀察卵細胞形成過程示意圖，思考下列問題：
(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a. ，b. ，c. ，d. ，e. ，f. 。
(2)卵細胞形成過程中，細胞質是均等分裂嗎？
提示：不是。卵細胞形成過程中初、次級卵母細胞分裂時，細胞質都是不均等分裂的；極體分裂時，細胞質是均等分裂的。
(3)依據圖中染色體和核DNA數目變化規律，用坐標圖形式畫出染色體、核DNA數目變化曲線。
提示：
卵原細胞
初級卵母細胞
極體
次級卵母細胞
極體
卵細胞
[重難點撥]　
1．比較精子和卵細胞形成過程的異同
異同 精子的形成過程 卵細胞的形成過程
不同點 場所 睪丸 卵巢
細胞質分裂 均等分裂 不均等分裂(極體均等分裂)
是否變形 是 否
子細胞數目 1個精原細胞→4個精子 1個卵原細胞→1個卵細胞＋3個極體(消失)
相同點 染色體復制一次，細胞連續分裂兩次，子細胞內染色體和核DNA數均減半
2．分裂圖像的辨析
(1)減數分裂Ⅰ后期：
(2)減數分裂Ⅱ后期：
【典題·例析】
[例1]　動物卵細胞形成與精子形成的不同點是 (　　)
①次級卵母細胞將進行普通的有絲分裂　②一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞　③一個卵原細胞經過染色體復制后形成一個初級卵母細胞　④卵細胞不經過變形階段　⑤一個初級卵母細胞分裂成的兩個細胞大小不等　⑥卵細胞中的染色體數目是初級卵母細胞的一半
A．②④⑤　　　　　　　 B．①③⑤
C．②③⑥ D．①④⑥
[解析]　次級卵母細胞和次級精母細胞進行的都是減數分裂Ⅱ，①不符合題意；一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞，一個精原細胞可形成4個精子，②符合題意；一個卵原細胞和一個精原細胞經過染色體復制后，分別形成一個初級卵母細胞和初級精母細胞，③不符合題意；卵細胞形成時不經過變形，精子形成過程有變形階段，④符合題意；初級卵母細胞不均等分裂，形成的兩個細胞大小不等，而初級精母細胞均等分裂，形成的兩個子細胞大小相等，⑤符合題意；卵細胞和精細胞中的染色體數目都是初級性母細胞的一半，⑥不符合題意。故選A。
[答案]　A
[例2]　下列有關兩個細胞分裂圖像的說法，正確的是 (　　)
A．①②均是卵細胞形成過程中的細胞
B．①②中均含兩對同源染色體
C．正常情況下，①能產生2種類型的生殖細胞
D．②能產生2種類型的生殖細胞
[解析]　由細胞中染色體變化的規律及細胞質的分裂情況可知，細胞①是初級精母細胞，正處于減數分裂Ⅰ后期，含兩對同源染色體，其中非同源染色體已完成組合，它只能產生2種(4個)生殖細胞(精細胞)，若發出交叉互換時可產生4種生殖細胞；細胞②是次級卵母細胞，正處于減數分裂Ⅱ后期，不含同源染色體，只能產生1種(1個)生殖細胞(卵細胞)。故選C。
[答案]　C
【應用·體驗】
1．初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時都會出現的現象是 (　　)
A．同源染色體分離 B．著絲粒分裂
C．細胞質不均等分裂 D．染色體復制
解析：初級卵母細胞不會發生著絲粒分裂；次級卵母細胞不會發生同源染色體分離；染色體復制發生在初級卵母細胞形成之前。故選C。
答案：C　
2．某生物含有3對同源染色體，分別用A/a、B/b和C/c表示，不考慮互換，其一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比為 (　　)
A．4∶1　　 B．2∶1
C．1∶2　　　 D．1∶1
解析：一個初級精母細胞通過減數分裂產生4個精子，這4個精子兩兩相同，即只有2種精子(可能是ABC、abc或ABc、abC或Abc、aBC或AbC、aBc)，一個次級精母細胞只能產生兩個相同的精細胞，即產生1種類型的精細胞；一個初級卵母細胞經過減數分裂只能產生一個卵細胞，這個卵細胞的基因型可能是8種中的1種。因此一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比例為1∶1。
答案：D　
科學視野——減數分裂異常與染色體遺傳病
唐氏綜合征又叫21三體綜合征，是一種常見的遺傳病。對患者進行染色體檢查，可以看到患者比正常人多了一條21號染色體。唐氏綜合征患者的智力低下，身體發育緩慢。50%的患兒有先天性心臟病，部分患兒在發育過程中夭折。那么，這種遺傳病是如何形成的呢？正常情況下，減數分裂時，同源染色體會相互分離，生殖細胞中的染色體數目減為體細胞的一半。但是，如果減數分裂時21號染色體不能正常分離，就可能形成唐氏綜合征。
【素養評價】
1.人類的X、Y是一對同源染色體，女性體內是XX，男性體內
是XY。經人類染色體組型分析發現，有2%～4%的精神病患
者的性染色體組成為XYY(如圖所示)，有人稱多出的 Y 染色
體為“犯罪染色體”。下列關于 XYY 綜合征的敘述正確的是 (　　)
A．患者為男性，可能是由母方減數分裂Ⅰ異常所致
B．患者為女性，可能是由母方減數分裂Ⅱ異常所致
C．患者為男性，可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致
D．患者為女性，可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致
解析：該患者的染色體組成為XYY，多了一條 Y 染色體。Y染色體只能來自父方，而且是由于減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后，染色體移向了細胞的同一極。故選C。
答案：C　
2．基因型為AaBb(兩對等位基因獨立遺傳)的精原細胞，經過減數分裂產生了一個基因型為ABb的精子，則發生這種結果的原因以及和該精子同時產生的另外三個精子的基因型分別是 (　　)
A．減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　AB、A、a
B．減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　ABb、a、a
C．減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離　A、ABb、a
D．減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離　ABb、a、a
解析：一個基因型為AaBb的精原細胞，產生了一個基因型為ABb的精子，說明在減數分裂Ⅰ后期，含有基因B和b的同源染色體未分離移向了同一極，形成基因型為AABBbb和aa的兩個次級精母細胞；基因型為AABBbb的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為ABb的兩個精子，而基因型為aa的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為a的兩個精子。因此，另外三個精子的基因型分別是ABb、a、a。故選B。
答案：B　
3．正常人的體細胞中含有23對同源染色體，分別編號為1～23號。唐氏綜合征患者比正常人多了一條21號染色體。回答下列問題：
(1)正常人產生的配子中染色體的組合類型共有______種，從理論上分析，一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是________。
(2)請從減數分裂和受精作用的角度完善唐氏綜合征患者產生的可能原因。有以下幾種情況：
①異常精子(24條)和正常卵細胞(23條)結合形成的：
②正常精子(23條)和異常卵細胞(24條)結合形成的：異常卵細胞形成原因同上。
(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配，他們的后代發病率是________，原因是__________________________________________。
解析：(1)正常人含有23對同源染色體，所以產生的配子中染色體的組合類型共有223種；從理論上分析，一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是(1/2)23×(1/2)23＝(1/2)46。(2)異常精子形成的原因有：a.減數分裂Ⅰ后期，21號同源染色體沒有分離，減數分裂Ⅱ正常導致的；b.減數分裂Ⅰ正常，減數分裂Ⅱ后期，21號姐妹染色單體分開后形成的兩條21號子染色體移向同一極所致。(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配，由于患者產生的配子一半正常(23條)，一半異常(24條)，所以他們的后代發病率是1/2。
答案：(1)223　(1/2)46　(2)①a.后期　同源染色體 b．后期　姐妹染色單體　(3)1/2　患者產生的配子一半正常(23條)，一半異常(24條)PAGE
課時跟蹤檢測（五） 減數分裂
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)只有進行有性生殖的生物，才能進行減數分裂。(√)
(2)精原細胞是通過減數分裂形成的。(×)
(3)減數分裂過程中，配對的染色體一定是同源染色體。(√)
(4)在卵細胞形成過程中，姐妹染色單體的分開發生在初級卵母細胞中。(×)
(5)一個精原細胞和一個卵原細胞所產生成熟生殖細胞的數量相同。(×)
2．下列有關減數分裂的敘述，正確的是(　　)
A．可以發生于原核生物
B．在形成有性生殖細胞的過程中發生
C．染色體復制兩次，細胞分裂兩次
D．一個性原細胞分裂的結果必定是形成4個生殖細胞
解析：選B　減數分裂是進行有性生殖的生物，產生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂，原核生物不能發生減數分裂，A錯誤，B正確；減數分裂的特點是染色體復制一次，細胞分裂兩次，C錯誤；一個卵原細胞減數分裂只形成一個卵細胞，一個精原細胞減數分裂可形成4個精細胞，D錯誤。
3．在減數分裂過程中，著絲粒分裂、同源染色體分離的時期分別是(　　)
A．同時發生于減數分裂Ⅰ后期
B．同時發生于減數分裂Ⅱ后期
C．前者發生于減數分裂Ⅱ后期，后者發生于減數分裂Ⅰ后期
D．前者發生于減數分裂Ⅰ后期，后者發生于減數分裂Ⅱ后期
解析：選C　根據減數分裂過程中染色體變化規律可知，著絲粒的分裂發生在減數分裂Ⅱ后期，同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期。故選C。
4．在減數分裂Ⅰ過程中，染色體變化的順序是(　　)
①同源染色體分離　②四分體　③染色體分配到兩個細胞中　④聯會
A．①③④②　　　　　 B．④②①③
C．③①②④ D．①③②④
解析：選B　①同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期；②四分體是減數分裂Ⅰ前期同源染色體聯會后形成的；③減數分裂Ⅰ末期，同源染色體分配到兩個細胞中；④同源染色體聯會發生在減數分裂Ⅰ前期。因此，在減數分裂Ⅰ過程中，染色體的變化順序為④②①③。故選B。
5．下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1
B．精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象
C．精子形成過程中染色體的行為變化和核DNA的數量變化與卵細胞完全相同
D．精子和卵細胞的形成均需要經過變形
解析：選D　每個精原細胞和每個卵原細胞經減數分裂均可產生四個子細胞，但前者可形成四個成熟的生殖細胞，后者只形成一個成熟的生殖細胞，所以相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1，A正確；精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象，這是減數分裂的特征，B正確；精子和卵細胞形成過程中核DNA的數量變化完全相同，染色體的行為變化也完全相同，C正確；精子的形成需要經過變形，而卵細胞的形成不需要經過變形，D錯誤。
6．如圖為某同學建構的減數分裂過程中染色體的變化模型圖，其中建構正確的是(　　)
A．①③④ B．②③④
C．①②④ D．①②③
解析：選D　①②建構的是減數分裂Ⅱ后期的模型圖，由于減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，故產生的次級精(卵)母細胞(或極體)中2條非同源染色體可能是1條來自父方、1條來自母方，如圖①，也可能是兩條都來自父方或母方，如圖②；③建構的是減數分裂Ⅰ后期的模型圖，④不符合同源染色體分離的情況。故選D。
7．下圖為某高等動物的部分細胞分裂示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A．甲產生的子細胞一定是精細胞
B．乙產生的子細胞一定是次級精母細胞
C．丙為次級卵母細胞或極體
D．丙中的M、m為一對同源染色體
解析：選B　甲細胞均等分裂，產生的子細胞可能是精細胞或極體，A錯誤；乙細胞均等分裂，該細胞為初級精母細胞，產生的子細胞一定是次級精母細胞，B正確；丙細胞不均等分裂，為次級卵母細胞，C錯誤；丙中的M、m由一對姐妹染色單體分開形成，不是一對同源染色體，D錯誤。
8．某生物卵原細胞中有2n條染色體，減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是(　　)
A．n條、n條 B．2n條、n條
C．n條、2n條 D．2n條、2n條
解析：選A　某生物卵原細胞中有2n條染色體，在減數分裂Ⅰ過程中，著絲粒不分裂，同源染色體分離，產生的子細胞中染色體減少了一半；減數分裂Ⅱ著絲粒分裂，產生的子細胞中染色體數目也是體細胞的一半，所以減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是n條、n條。故選A。
9．下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的
B．一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體，而一個精原細胞最終形成4個精子
C．精子形成過程中細胞質均等分裂，卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂
D．等位基因進入卵細胞的機會并不相等，因為一次減數分裂只形成一個卵細胞
解析：選D　精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的，A正確；一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體，而一個精原細胞最終形成4個精細胞，經過變形形成4個精子，B正確；根據精子和卵細胞的形成過程可知，精子形成過程中細胞質均等分裂，卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂，C正確；卵原細胞進行減數分裂時，細胞質雖然分裂不均等，但是細胞核基因是均等分配的，即等位基因進入卵細胞的機會是相等的，D錯誤。
10．圖1中的曲線表示某生物(2n＝4)的體細胞分裂過程及精子形成過程中，細胞中某物質數量的變化。圖2中a、b、c、d、e分別表示分裂過程中某幾個時期的細胞中染色體示意圖。請據圖回答下列問題：
(1)圖1曲線中①～③段可表示細胞進行________分裂的____________數量變化。
(2)圖2，a～e中與曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是________。
(3)細胞a、b、c、d、e具有同源染色體的是________，曲線中一個細胞內沒有同源染色體的時期是________。
(4)與體細胞相比，a～e細胞中核DNA含量加倍的是________。
(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由圖1中曲線變化可知，曲線代表染色體的數量變化，在②階段，染色體數目與體細胞中相比增加了一倍，故①～③段為有絲分裂過程。(2)曲線②、⑤位置相對應的細胞染色體數量均加倍，說明細胞處于分裂的后期，從染色體數量上看，②為4n、⑤為2n，則曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是有絲分裂后期(e)和減數分裂Ⅱ后期(b)。(3)從圖2細胞中染色體的行為和數量看，a～e分別是減數分裂四分體時期、減數分裂Ⅱ后期、減數分裂Ⅱ中期、有絲分裂中期和有絲分裂后期，含有同源染色體的只能是四分體時期和有絲分裂時期的細胞，即a、d、e。從圖1曲線上看，從④開始，染色體數目減半，說明已經進入減數分裂Ⅱ時期，處于④⑤⑥時期的每一個細胞內均不含同源染色體。(4)題中給出該生物體細胞內含有的染色體數為2n，可知核DNA分子數為2n，核DNA含量加倍為4n的細胞為a、d、e。(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極。
答案：(1)有絲　染色體　(2)e、b　(3)a、d、e　④⑤⑥　(4)a、d、e　(5)著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極
[遷移·應用·發展]
11．如圖是玉米(2n＝20)的花粉母細胞減數分裂過程中幾個特定時期的顯微照片，①～⑤代表不同的細胞(不考慮變異)。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞①和細胞③中可能分別含有11、10種形態不同的染色體
B．細胞②中同源染色體的非姐妹染色單體之間可能發生交換
C．細胞④和⑤中染色體數目和核DNA數目相同，都為細胞①的一半
D．若細胞①中有一對同源染色體未分離，則形成的四個花粉粒都異常
解析：選D　玉米為單性花，雌雄同株，無性染色體，細胞①處于減數分裂Ⅰ后期，細胞③處于減數分裂Ⅱ中期，細胞中含有的染色體形態數都為10種，A錯誤；減數分裂Ⅰ發生同源染色體分離，導致細胞②中不含有同源染色體，B錯誤；細胞④和細胞⑤處于減數分裂Ⅱ后期，由于著絲粒分裂染色體數目暫時加倍，導致染色體數目與細胞①中相同，C錯誤；如果細胞①的分裂過程中，有一對同源染色體沒有分離，移向了同一極，那么形成的4個花粉粒染色體數為11條、11條、9條、9條，4個花粉粒中染色體數目都異常，D正確。
12．如圖是某哺乳動物細胞減數分裂的相關示意圖(圖中只顯示一對同源染色體，圖1中其他染色體正常分離)。不考慮基因突變，下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1產生異常配子的原因可能是減數分裂Ⅰ或減數分裂Ⅱ異常
B．圖1中的②與正常配子結合形成的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的3倍
C．圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂Ⅰ前期，同一著絲粒連接的染色單體基因型相同
D．若圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞，則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB
解析：選D　圖1中配子①②存在同源染色體，配子③④沒有相應的染色體，應是減數分裂Ⅰ后期同源染色體沒有分離，而是進入了同一個子細胞中所致，A錯誤；圖1中的配子②比正常配子多一條染色體，它與正常配子結合形成的受精卵中也多一條染色體，故由此得到的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的2倍多一條，B錯誤；圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂前的間期，間期發生DNA復制過程，同一著絲粒連接的染色單體基因型相同，C錯誤；圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞，而甲細胞中A和b在同一條染色體上，a和B在同一條染色體上，說明該精原細胞形成精細胞的過程中發生了互換，則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB，D正確。
13．圖1表示某基因型為AaBb(兩對基因分別位于兩對同源染色體上)的動物組織切片顯微圖像，圖2表示該動物細胞分裂過程中不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的關系。分析回答下列問題：
(1)圖1中，具有同源染色體的細胞是________。
(2)圖1中，細胞②的名稱為____________，該細胞產生的子細胞的基因型可能為______________。
(3)圖2中，________(填字母)表示染色單體數。圖1中的細胞________(填序號)處于圖2中的甲時期。
(4)在圖2中丙處繪出細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數的柱形圖。
解析：由圖1可知，細胞①處于減數分裂Ⅰ前期，細胞②處于減數分裂Ⅱ后期，細胞③處于減數分裂Ⅱ前期，細胞④處于有絲分裂中期。(1)進行有絲分裂和減數分裂Ⅰ的細胞含有同源染色體。(2)細胞②中無染色單體，細胞質不均等分裂，故細胞②表示次級卵母細胞，其子細胞不會含有等位基因，非同源染色體上的非等位基因可自由組合，故其子細胞基因型可能為AB或Ab或aB或ab。(3)圖2中只有b的數目可以為0，所以b表示染色單體數目；甲的染色體、染色單體和核DNA分子數目分別為4、8、8，則圖1中的①④處于圖2中的甲時期。(4)細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數分別為2、0、2，據此繪出的柱形圖詳見答案。
答案：(1)①④　(2)次級卵母細胞　AB或Ab或aB或ab　(3)b　①④　(4)如圖所示：
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