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专题 13 减数分裂和受精作用
一、减数分裂
1．减数分裂的过程(以哺乳动物精子的形成过程为例)
2．卵细胞与精子形成过程的比较
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 睾丸(曲细精管) 卵巢
时间 初情期 胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后
细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；极体均等分裂
是否变形 变形 不变形
1个精原细胞→4个精细胞→
1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)
结果 变形成为4个精子(成熟配
和3个较小的极体(退化消失，不能受精)
子)
相同点 染色体的变化行为相同
3.减数分裂的概念
范围 进行有性生殖的生物
时期 原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中特点 在减数分裂前，染色体只复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次
结果 成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半
4.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
二、受精作用
1．配子中染色体组合的多样性原因分析
减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合，导致配子中
原因一
染色体组合的多样性
减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体间
原因二
可以发生互换
2.受精作用
过程
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。如图所示， 精子的头部进入卵
细胞，尾部留在外面。同时为阻止其他精子入卵，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生
理反应。最后二者的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。图中字母为染色体
标志，则受精卵中的同源染色体是 A 和 a ， B _ 和 b
实质 精子和卵细胞二者的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起
结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目
一、单选题
1．某研究小组从小白鼠的睾丸中提取了一些细胞并测定其染色体数目（无突变发生），将这些细胞分为
甲、乙、丙三组，每组细胞数目如图1所示。根据每个细胞中核DNA相对含量的不同，将睾丸中的细胞归为D、E、F三组，每组细胞数目如图2所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．甲组细胞可能不含姐妹染色单体，D组细胞也不一定含姐妹染色单体
B．乙、F两组中可能存在同源染色体联会形成四分体及发生互换的细胞
C．E组细胞中的中心粒倍增，且染色体数目与核DNA分子的数目相等
D．丙组细胞中染色体数目加倍是由有丝分裂后期着丝粒分裂导致的
2．亚硝酸盐作为一种化学致癌因子，可使DNA的某些碱基脱去氨基。腺嘌呤（A）脱氨基之后转变为次
黄嘌呤（Ⅰ），与胞嘧啶（C）配对。一个精原细胞在进行核DNA复制时，一个亲代DNA分子的两条链
上各有一个腺嘌呤发生脱氨基作用（不考虑其他变异），则下列说法错误的是（ ）
A．DNA序列发生改变的精子正常受精后，受精卵一定含有异常基因
B．若该精原细胞进行减数分裂，形成的两个次级精母细胞中，不都含有次黄嘌呤
C．若该精原细胞进行减数分裂，形成的四个精子中，只有两个精子的DNA序列发生改变
D．若该精原细胞进行两次有丝分裂后，含有次黄嘌呤的子细胞比例为50%
3．性染色体组成为XYY的男性，患者常表现为举止异常。关于其病因推测正确的是（ ）
A．若减数分裂Ⅱ异常，可能是其母亲产生的卵细胞异常
B．若减数分裂Ⅱ异常，可能是其父亲产生的精细胞异常
C．若减数分裂I 异常，可能是其母亲产生的次级卵母细胞异常
D．若减数分裂I 异常，可能是其父亲产生的次级精母细胞异常
4．有关减数分裂和受精作用的叙述，正确的是（ ）
A．在减数第一次分裂后期过程中，并非所有非等位基因发生自由组合
B．受精过程中，精子和卵细胞的随机结合，会导致基因重组发生
C．减数分裂结束后，产生的配子染色体数目减少，对生物的遗传不利
D．雄果蝇体细胞中有4对染色体，经减数分裂得到的卵细胞有2对染色体
5．在生物实验中，实验材料选择往往对实验现象、实验结果起着重要作用，相关叙述正确的是（ ）
A．在观察细胞减数分裂的实验中，最好选用盛花期豌豆的花药作为材料B．在观察细胞质壁分离实验中，选用新鲜黑藻作材料，便于利用绿色原生质层判断其位置
C．在绿叶中色素提取实验中，选用嫩菠菜叶片作材料，有利于获得绿色更深的色素液
D．剪取2-3厘米的大蒜根尖，经解离、漂洗、染色、制片后观察有丝分裂
6．下图表示二倍体生物细胞分裂过程中染色体行为变化（图中只显示部分染色体，不考虑基因突变和互
换），据图可以推断的是（ ）
A．该过程发生在减数分裂过程中 B．细胞中没有姐妹染色单体和同源染色体
C．两条染色体上携带遗传信息一定相同 D．该过程导致子细胞染色体数目比体细胞减半
7．有丝分裂的核心事件是染色体分离，需满足姐妹染色单体分离的两个条件之一是连接姐妹染色单体的
黏连蛋白降解。当“黏连”一对姐妹染色单体的黏连蛋白被分离酶切割后，姐妹染色单体分开，成为两条
染色体（如图所示）。研究发现，PATRONUS蛋白是分离酶抑制剂。下列相关叙述错误的是（ ）
A．PATRONUS蛋白突变体中，姐妹染色单体间的黏连蛋白可能提前降解
B．秋水仙素和PATRONUS蛋白的作用机理相似，都能使分裂的细胞停留在特定时期
C．分离酶发挥作用的时期为有丝分裂后期和减数分裂II后期
D．姐妹染色单体在黏连蛋白“黏连”阶段，细胞中染色体数：染色单体数：核DNA数＝1：2：2
8．下图是某雄性动物精巢中细胞进行分裂时，相关物质数量变化的部分曲线图。下列分析错误的是（
）A．该图可以用来表示减数分裂过程中染色单体的数量变化
B．若该图表示果蝇体内细胞减数分裂时细胞中染色体的数量变化，则n值为4
C．若该图为有丝分裂核DNA数量变化，则ab段染色体数与核DNA数的比值为1/2
D．若n值为1，则该图表示有丝分裂或减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化
9．下列是某同学对哺乳动物体内细胞进行分类的一个表格，下列说法正确的是（ ）
同源染色体
统计类型
含 不含有
有
姐妹染色单
存在 甲 乙
体
不存在 丙 丁
A．甲只能表示有丝分裂前期和中期的细胞 B．乙只能表示次级卵母细胞或次级精母细胞
C．丙只能表示有丝分裂后期和末期的细胞 D．丁只能表示减数分裂产生的精子或卵细胞
10．下列有关受精作用的叙述，不正确的是（ ）
A．受精过程结束的标志是雌、雄原核融合
B．在卵细胞膜和透明带的间隙观察到2个极体，可作为卵子受精的标志
C．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂
D．精子入卵后透明带会发生生理反应，防止多精入卵
11．菠菜（2n=12）为典型的雌雄异株植物，其性别决定为XY型，但有极少数会出现雌雄同株。研究发现
若X染色体上M基因表达会出现雌雄同株。已知M对m 为完全显性，当细胞中存在Y染色体时，M基因
不表达。下列相关叙述正确的是（ ）
A．XMXm及XMY基因型的菠菜叶片均适合用于制作减数分裂临时装片
B．制作菠菜减数分裂临时装片的一般过程是固定、染色、漂洗和制片
C．可以利用菠菜的叶肉细胞观察叶绿体和质壁分离
D．观察菠菜减数分裂装片可以看到大多数细胞具有12个四分体
12．先天性卵巢发育不全患者性染色体组型为XO，临床表现为卵巢不发育，身材矮小，智力低下。究其
原因，不可能的是（ ）
A．父亲的初级精母细胞在减数分裂I后期X和Y染色体没有分离
B．母亲的次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期2条X染色体没有分离
C．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期2条Y染色体没有分离
D．该女孩在胚胎发育早期，有丝分裂时X染色体发生部分缺失13．如图为雄性哺乳动物体内细胞进行两次分裂的示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．若两次分裂均出现着丝粒分裂，则甲、乙、丙染色体数相同
B．若甲为精原细胞，则丙可能是精细胞，也可能是极体
C．若丙为精细胞，则在第二次分裂过程中没有纺锤体出现
D．若在第一次分裂中出现四分体，则乙细胞中不存在X染色体
14．如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)
的数量。下列表述与图中信息相符的是（ ）
A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
15．如图表示某哺乳动物的细胞分裂部分时期及基因位置，相关叙述中正确的是（ ）
A．甲、乙、丙三种细胞均可在卵巢内观察到
B．丙细胞分裂产生的卵细胞基因型是abXD
C．乙细胞中含有四个染色体组，12条染色单体
D．形成丙细胞的分裂过程中一定发生了基因突变16．某个男性个体的基因型为AaBb，下图为其体内某细胞处于细胞分裂某时期的部分染色体示意图。下
列叙述正确的是（ ）
A．图中所示细胞分裂方式存在细胞周期
B．图中现象是由于体内细胞在减数第一次分裂前期发生了交叉互换造成的
C．图示细胞中有3个四分体，含 6 条染色体，DNA 分子数为12
D．该细胞分裂形成的配子基因型为 aBXA 、AbY、aBX、bY
17．如图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像，关于此细胞的叙述错误的是（ ）
A．处于减数第一次分裂
B．含有24条染色单体
C．可能产生四种雄配子
D．一个染色体组中含有12条染色体
18．下图表示细胞分裂过程中一条染色体（质）的行为变化情况。下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．图示各种行为变化不可能发生在蓝细菌、大肠杆菌等原核细胞中
B．③过程发生在有丝分裂、减I或减Ⅱ的后期
C．d中的两条染色体的形态和大小一般都相同
D．c可存在于有丝分裂、减I或减Ⅱ的前期19．有丝分裂的核心事件是染色体分离，需满足姐妹染色单体分离的两个条件之一是连接姐妹染色单体的
黏连蛋白降解。当“黏连”一对姐妹染色单体的黏连蛋白被分离酶切割后，姐妹染色单体分开，成为两条
染色体（如图所示）。研究发现，PATRONUS蛋白是分离酶抑制剂。下列相关叙述错误的是（ ）
A．分离酶发挥作用的时期为有丝分裂后期和减数分裂I后期
B．PATRONUS蛋白突变体中，姐妹染色单体间的黏连蛋白可能提前降解
C．染色体分离的另一个条件是染色单体分开后，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极
D．姐妹染色单体在黏连蛋白“黏连”阶段，细胞中染色体数：染色单体数：核DNA数＝1：2：2
20．雄蝗虫的性染色体组成为XO（只有一条性染色体），取蝗虫精巢内的精小管进行染色压片，在光学
显微镜下观察精母细胞的减数分裂，看到下图所示的分裂相。下列说法错误的是（ ）
A．a细胞中看到的“染色体”显得很粗，圆圈内实为一对同源染色体
B．根据细胞体积和细胞内染色体判断，a、c细胞可能为初级精母细胞
C．a细胞中有2个染色体组，d细胞分裂产生的精子中可能无性染色体
D．在高倍镜下观察，可观察到大多数细胞处于a细胞所示的分裂状态
21．下图所示为某种动物个体的某些细胞分裂过程，下列说法不正确的是（ ）A．甲、丙两细胞都发生了基因重组
B．图中的细胞均含同源染色体
C．甲属于卵原细胞的减数第一次分裂
D．乙、丁的染色体数与体细胞的染色体数相同
二、多选题
22．某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白（cyclin）和多种细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK），两者可组
成多种有活性的CDK-cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细
胞周期如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异与基因在特定时空下的选择性表达有关
B．该生物体内生殖细胞进行的减数分裂细胞周期可能长于有丝分裂细胞周期
C．抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
23．如图中甲－丁为某动物(染色体数＝2n)睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子
数的比例图，关于此图叙述中错误的是（ ）A．甲可表示减数分裂Ⅰ前期
B．乙可表示减数分裂Ⅱ后期
C．丙可表示有丝分裂后期
D．丁可表示减数分裂Ⅱ末期
24．如图为人体细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化的曲线,下列分析不正确的是（ ）
A．若曲线表示有丝分裂过程中每条染色体上，DNA数目变化的部分曲线,则n等于1
B．若曲线表示减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的染色体组数变化的部分曲线,则n等于2
C．若曲线表示减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的DNA数目变化的部分曲线,则2n等于46
D．若曲线纵坐标表示同源染色体数目变化情况,则a→b可能存在细胞质不均等分裂
25．C 、C 、C 、C 是某动物体的4个细胞，其染色体数分别是n、2n、2n、4n，下列相关叙述正确的是
1 2 3 4
（ ）
A．C 、C 不一定是C 的子细胞
2 3 4
B．C 、C 可能是C 的子细胞
1 2 4
C．C 、C 、C 、C 可能存在于一个器官中
1 2 3 4
D．C 、C 、C 核DNA分子数比值可以是1∶2∶2
2 3 4
26．在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色（2个5cm、2个8cm）和4个红色（2个
5cm，2个8cm）的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述正确的是（ ）
A．将2个5cm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8cm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II后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
D．模拟减数分裂I后期时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
27．单性生殖从理论上可以分为孤雄生殖和孤雌生殖两种。科学家在研究某种鱼（2n=18）的繁殖情况时，
发现了“孤雄生殖”现象，该现象繁殖而来的个体，其体细胞内依旧含两个染色体组，但全部来自父方。
如图表示科学家提出的三种“孤雄生殖”可能发生的途径，甲、乙、丙分别代表这三种途径所得到的“孤雄生殖”后代的体细胞。下列相关叙述错误的是（ ）
A．雄蜂是单性生殖获得的单倍体，雄蜂的形成与途径①相同
B．途径②中，二倍体精子是父本的减数第一次分裂异常所致
C．途径③中，无核的卵细胞在控制精子入卵的过程中出现异常
D．丙细胞中的细胞质DNA绝大多数来自两个正常的精子
28．研究发现，MPF（一种促成熟因子）在细胞分裂过程中发挥着重要作用，MPF含量升高，可促进核膜
解体，使染色质浓缩成染色体，当MPF被降解时，染色体则解螺旋。下图表示青蛙卵原细胞体外成熟的分
裂机制，其中DE段为减数分裂I和减数分裂Ⅱ之间短暂的间期。下列说法正确的是（ ）
A．细胞分裂具有周期性，MPF在无丝分裂中也发挥作用
B．用甲蛋白的抑制剂处理青蛙卵原细胞可使其停留在分裂间期
C．CD段可发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
D．EF段和GH段可发生着丝粒的分裂和姐妹染色单体的分离
三、综合题
29．如图1表示某一动物（2N＝4）个体体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核
DNA含量的关系；图2表示该动物在细胞增殖过程中细胞内染色体数目变化曲线。请分析并回答：(1)图2中a、b、c表示染色体的是 （填字母），图2 对应的细胞内不可能存在同源染色体，其
中Ⅱ细胞内所表示的物质数量可对应图1中的 （填数字序号）阶段。
(2)图1中同源染色体分离发生在 （填数字序号）阶段，姐妹染色单体分离发生在 （填数字序
号）阶段；B过程表示生物体内发生了 作用。
(3)马兰是一种常见的多年生园林绿化植物，下图是其体内花粉母细胞连续发生的减数分裂过程，正确排序
是a→ →f；
(4)若某精原细胞的基因型为AaXbY，减数分裂产生了一个AXbXb的精子，与其来自同一个次级精母细胞的
精子的基因型为 ，导致这种现象产生的原因是 。
30．图1表示某二倍体生物细胞分裂过程中染色体（质）形态的变化，图2是该生物细胞分裂过程中某一
时期的图像。请据图分析：(1)若图1表示的变化发生在植物根尖细胞中，请用箭头和字母表示一个完整的细胞周期 ；DNA分子
结构稳定性较低的阶段是 （用字母和箭头表示）；
(2)若图1表示减数分裂过程，c→a过程中细胞中会发生 导致基因重组。
(3)若此生物体基因型为AaBb，已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对同源染色体上。图2所示的图像
对应图1中 （填字母）时期；图2所示②染色体上a基因是 产生的，
若此变化发生在某个精原细胞分裂形成精细胞过程中，则最终可形成 种类型的精细胞。
(4)研究发现连续进行有丝分裂的细胞中染色体（质）发生图1所示周期性变化的同时，细胞内会伴随着某
些蛋白质的周期性合成和降解，如SPF蛋白在b→c过程中含量升高，MPF蛋白在c→d过程中含量升高，
请推测这些蛋白质很可能与 有关。编码这些蛋白的基因属于 （原癌基因/抑癌基因）。
31．图甲表示某高等雌性动物的细胞分裂图，图乙表示某种生物的细胞内染色体及核DNA相对含量的变
化情况。请回答下列问题：(1)写出图甲中的A、B细胞分别所处的时期：A ；B 。
(2)若该生物体细胞中染色体为20条，则一个细胞在图乙中4-5区间染色体数目为 条。
(3)图乙中6-7区间与11-12区间的共同点是 ，不同点是前者没有 而后者有。
(4)图甲中B细胞对应图乙中的区间是 ，形成的子细胞是 。
32．如图①②③表示某动物(基因型为AaBb)的细胞分裂图像。图④表示细胞分裂过程中不同阶段细胞数以
及一个细胞中的染色体、染色单体和核DNA分子数目。请据图回答：
(1)图①所示分裂时期对应于图④的 阶段。由图④知最终细胞中的染色体数发生减半，减
数分裂过程中染色体数目的减半发生在 。
(2)由Ⅱ→图②的过程中染色体的主要行为变化是 。
(3)若图②和图③来自同一个精原细胞，则③的基因型应是 。
(4)科研人员对该动物处于不同分裂时期的细胞进行研究。图是该生物经分裂后产生的某时期的细胞图像。
图细胞的名称为 ，与图细胞同时产生的另一个细胞的基因组成可能是 。33．单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研
究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，
以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者
12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存
在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
等位基因 A a B b D d E e
1 + + +
2 + + + +
3 + + +
4 + + + +
+
单 5 + +
个
精
+
子 6 + + +
编
号
7 + + +
8 + + + +
9 + + +
10 + + + +
11 + + +12 + + + +
注“+”表示有；空白表示无
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，依据是 。
据表分析， （填“能”或“不能”）排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子
的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性
婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系
图： 。（注：用“ ”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置）。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过
程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述
6个基因的原因是 。
(4)据表推断，该志愿者的基因e位于 染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供
选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为： ；②实验过程：略；③预期结果及结论： 。
