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尖子生突破05 细胞的特殊分裂方式
应用一：雄蜂的“减数分裂”
雄性蜜蜂在产生精子时，它的精原细胞也经过连续的两次减数分裂。第一次分裂时出现单极
纺锤体，仅在细胞的一极挤出一个无核的细胞质芽体，不发生染色体数目减半。第二次分裂时，
则按正常的方式进行，但是到了减数分裂Ⅱ的后期，每个染色体却按常规进行姐妹染色单体的分
离，于是精子内的染色体数目仍然是一个完整的染色体组，即单倍体。所以这次分裂实质上相当
于一般有丝分裂。结果每一个精原细胞仅形成两个精细胞，分别具有雄蜂原来的单倍性染色体数
目，因此雄蜂的精子具有正常的功能。
应用二：染色体桥
即染色单体桥，是由两条染色体分别发生断裂后，具有着丝粒的残臂相接而形成的双着丝粒
染色体所特有的结构。在核分裂的后期两个着丝粒分别向两极移动时，而染色单体的两个着丝粒
之间的部分，在两极之间被拉紧而形成桥，称为染色体桥。
应用三：三极纺锤体
当两个精子与同一个卵细胞受精时，如果合子中来自两个精子和卵细胞的染色体分别复制，
就可能继续分裂合子会形成“三极纺锤体”而分裂为A、B、C 三个细胞，其中A、B 细胞均含有
一个父方染色体组和一个母方染色体组。这两个细
胞发育成两个嵌合体胚胎，两个胚胎中均含有XX、XY 两种性染色体组成的细胞。C 细胞含两个父
系染色体组，在发育过程中生长停滞死亡。
应用四：孤雌生殖
也称单性生殖，即卵不经过受精也能发育成正常的新个体。孤雌生殖现象是一种普遍存在于
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一些较原始动物种类身上的生殖现象。
一、单选题
1．蜜蜂中的蜂王和工蜂都由受精卵发育形成，属于卵式生殖；雄蜂由卵细胞发育形成，属于孤雌
生殖。一个基因型为AaBb（A、a 基因位于1 号染色体上，B、b 基因位于2 号染色体上）的蜂王与
基因型为ab 的雄蜂交配，生出了一只基因型为AA 而缺少B、b 基因的雄蜂。仅考虑染色体数目变
异，下列可产生该基因型为AA 的雄蜂的组合是（ ）
①1 号染色体在减数第一次分裂时未分离 ②1 号染色体在减数第二次分裂时未分离
③2 号染色体在减数第一次分裂时未分离 ④2 号染色体在减数第二次分裂时正常分离
A．①③
B．①④
C．②④
D．②③
2．蜜蜂无性染色体，雌蜂是二倍体（2N=32），雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育而成的单倍体。
如图是雄蜂精原细胞进行减数分裂的大致流程图（图中仅绘出雄蜂一个染色体组内的两条染色体
的行为变化和数量变化）。下列推断正确的是（ ）
A．雄蜂在减数第一次分裂的前期会形成四分体 B．蜜蜂的精细胞和卵细胞中均含有16 条染色体
C．1 个精原细胞经减数分裂产生2 个正常精细胞D．雌蜂卵原细胞进行减数分裂的流程与雄蜂相
同
3．某雄性哺乳动物的基因型为HhXBY，图1 是该动物某器官内的细胞分裂模式图，图2 表示H 基
因所在染色体失去端粒不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动形
成染色体桥，下列说法不正确的是（ ）
A．图1 细胞中的基因Hh 可能是基因突变或交叉互换的结果
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B．染色体桥形成可发生在减数第一次分裂后期和有丝分裂后期
C．该动物因染色体桥分裂产生的子细胞有Hh 或HHh 或h 三种
D．图1 细胞在分裂中的前一时期有两个染色体组和两个B 基因
4．图1、图2 表示两种染色体变异类型。图2 中的染色体桥是由断裂的两条染色体中含着丝粒的
部分拼接而成，在细胞分裂时染色体桥会在两个着丝粒间发生随机的断裂，甲部分会丢失。下列
分析错误的是（ ）
A．图1 中的变异发生在非同源染色体间，不会改变两条染色体上基因的总数
B．图2 中的染色体变异会改变基因的数目和排列顺序
C．图1、图2 两种染色体变异均不会改变染色体的数目
D．图2 中变异的程度更大，对生物的影响比图1 中的变异更大
5．“半同卵双胞胎”是指两个精子进入同一个卵母细胞而形成的双胞胎。同一个卵子结合两个精
子得到的三倍体一般会夭折，但个别三倍体受精卵却能继续配对并分裂下去。如图所示，来自母
亲的基因是M，来自父亲的基因是P1 和P2，结合成三倍体MP1P2，通过分裂形成三种二倍体细胞：
MP1、MP2 和P1P2，全父系细胞的P1P2 在发育过程中生长停滞死亡。下列叙述错误的是（
）
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A．受精作用过程能体现细胞膜具有一定的流动性
B．图中精子1 和精子2 所含的性染色体类型相同
C．图中双胞胎为同卵异精嵌合双胞胎，后期能正常分裂发育成两个胚胎
D．双胞胎继承的母本基因完全相同，含有的父本基因具有差异
6．一对姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，该对半同卵双胞胎的受精及胚胎发育过程如图所
示。一般情况下图2 受精卵无法发育，但该受精卵能有丝分裂如图3，染色单体分离后分别移向
细胞的三个不同方向，从而分裂成三个细胞如图4，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正
确的是（ ）
A．图1 表示该异常胚胎的受精过程，此时的卵子为初级卵母细胞
B．该卵子与2 个精子受精，表明透明带和卵细胞膜在阻止多精入卵的过程中不起作用
C．这对姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体不同
D．若图4 细胞A 包含父系和母系染色体组各1 个，则细胞C 含2 个母系染色体组
7．小鼠的H19 基因和Igf2 基因位于7 号染色体上，H19 基因与Igf2 基因共同表达是胚胎正常发
育的必要条件，图（a）和图（b）分别表示母本和父本中两种基因的表达情况，增强子与蛋白质
X 结合后可开启H19 基因和Igf2 基因的表达，CTCF 与绝缘子结合后，可阻止增强子对基因Igf2
的开启作用，甲基化影响绝缘子与CTCF 的结合及增强子对基因H19 的开启作用。下列说法错误的
是（ ）
A．父方和母方的H19 基因的碱基排列顺序相同，产生的遗传效应可能不同
B．孤雌生殖（将受精卵中雄原核移去，并移入另一个雌原核）胚胎不能正常发育
C．孤雄生殖（将受精卵中雌原核移去，并移入另一个雄原核）的受精卵用去甲基化酶处理，胚胎
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能够正常发育
D．增强子在转录水平上调控H19 基因和Igf2 基因的表达
8．下面是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意图。用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC
（孤雌单倍体干细胞），然后通过基因编辑技术使phESC 中的3 个基因沉默，phESC 的细胞核状态
便可接近精子细胞核的状态，如图1。用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC（孤雄单倍体干细
胞），然后对ahESC 中的8 个基因进行编辑，ahESC 的细胞核便具有卵细胞核的特点，如图2。下
列说法错误的是（ ）
A．ahESC 与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YY
B．卵母细胞转化为phESC 的过程类似于植物组织培养中的脱分化过程
C．只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠
D．用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理处理可得到大量卵母细胞
9．火鸡有时能孤雌生殖，即卵不经过受精也能发育成正常的新个体。这有三个可能的机制：①卵
细胞形成时没有经过减数分裂，与体细胞染色体组成相同；②卵细胞与来自相同次级卵母细胞的
一个极体受精；③卵细胞与来自同一初级卵母细胞产生的三个极体中的一个随机结合形成合子。
请预期每一种假设机制所产生的子代的性别比例理论值（性染色体组成为WW 的个体不能成活）（
）
A．①雌：雄=1：1 ②雌：雄=2：1 ③全雌性 B．①全雌性②全雄性③雌：雄=4：1
C．①全雌性②雌：雄=2：1 ③全雄性 D．①全雄性②全雌性③雌：雄=4：1
10．家蚕的性别决定方式为ZW 型，通常进行两性生殖（精卵结合），也可进行孤雄生殖（由卵细
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胞发育成个体）。孤雌生殖的结果有生雌和生雄两种，过程如下图，已知染色体为WW 的个体不能
存活。下列说法错误的是（ ）
A．热水处理导致减数第一次分裂过程中性染色体未分离
B．热水处理不影响减数第二次分裂过程中性染色体分离
C．孤雌生雄过程中减数第一次分裂时性染色体分离异常
D．孤雌生雄后，子代患Z 染色体隐性病的概率增加
二、多选题
11．我国科学家通过敲除水稻基因组中3 个控制减数分裂的基因和1 个孤雌生殖相关基因获得了
Fix 植株，实现了“孤雌生殖”。如图为Fix 植株的生殖过程，据图判断下列说法正确的是（
）
A．基因缺失不影响雌雄配子的随机结合
B．Fix 植株自交后代发生性状分离
C．基因缺失导致雄配子染色体降解从而实现孤雌生殖
D．基因缺失影响减数分裂过程中同源染色体的分离
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12．某细胞的基因型为Aa。X 射线照射后，该细胞中一条染色体的两个染色单体的末端连接起来，
在细胞有丝分裂后期着丝粒分裂并移向细胞两极时形成“染色体桥”（如图）。随着着丝粒移向
两极，“染色体桥”在两着丝粒间的任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，其
它染色体正常分离，形成2 个子细胞。不考虑其它变异，下列判断错误的是（ ）
A．若子细胞基因型均为Aa，则A 或a 均有可能在“桥”上
B．若子细胞基因型均为Aa，则A 和a 不可能都在“桥”上
C．若子细胞基因型为AAa、a，则A 不在“桥”上，a 在“桥”上
D．若一个子细胞的基因型为A，则a 在“桥”上，A 不在“桥”上
三、综合题
13．自然状态下，二倍体小茧蜂(2n=20，无 Y 染色体) 为雌蜂， 单倍体小茧蜂为雄蜂， 雄 蜂
是由卵细胞直接发育而来。雄蜂减数分裂 Ⅰ 时仅一极出现纺锤体从而产生一个次级精母细 胞和
一个无染色体的“芽体”。研究人员通过人工培育获得了二倍体雄蜂， 小茧蜂的 X 染色 体
有三种类型(X1、X2、X3 )，含相同 X 染色体的受精卵会发育成雄性，含不同 X 染色体的 受精
卵发育成雌性。不考虑其他变异， 回答下列问题：
(1)单倍体小茧蜂体内的一个细胞中最多有_____________条染色体。单倍体小茧蜂可 形成染色体
数目正常的精子，形成过程中___________ (填“会”或“不会”) 发生基因重组。
(2)人工培育的二倍体雄蜂有________种性染色体组成。为判断某二倍体雄蜂(甲) 的性染色体组
成，研究人员将其与某雌蜂(X1X3 )交配得 F1，预测结果及结论：
①若 F1 中二倍体雄性与雌性的比例为 1 ：1，则甲的性染色体组成为_______________；
②若___________________________ ，则甲的性染色体组成为_______________。
(3)现有一个人工培育的群体，雄蜂组成为 X1X1：X2X2=1：1，雌蜂组成为 X1X2：X2X3：X1X3=1
：1 ：1。该群体雌雄随机交配， 所得 F1 中雄蜂与雌峰的比例约为 3 ：1，由此可推知 亲本雌
蜂产生的卵细胞中进行受精的大约占_________ ，其余均直接发育成雄蜂。
14．回答下列问题：
I、植物的色素含量对大气污染具有很强的敏感性，经常被用来作为指示大气污染对植物生理状态
影响和改变的指标。研究表明，扬尘污染能够降低叶片的总叶绿素含量。模拟公路施工现场蒙尘
的实验中，在连续喷洒扬尘20～30d 后，大多数植物叶片气孔导度减小，光合速率下降30%～
60%。回答下列问题：
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(1)在模拟实验中，提取叶片内叶绿素等色素时可用的溶剂是_____，研磨时需加入少许SiO2和
CaCO3，加入他们的目的分别是_____。
(2)在连续喷洒扬尘20～30d 后，大多数植物光合速率下降的主要原因是_____和_____。
II、染色体桥即染色单体桥，是由两条染色体分别发生断裂后，具有着丝粒的残臂相接而成的双
着丝粒染色体结构。下图为减数分裂中，同源染色体联会后形成的染色体桥，m、n 是某精原细胞
中的一对同源染色体（m 为正常染色体），A〜E 表示相关基因。染色体桥在减数第一次分裂时会
在两着丝粒间任一位置发生断裂，后续的分裂过程正常进行。请回答下列问题：
(3)图示过程发生的变异属于_____。该精原细胞完成减数分裂后，可产生_____个不含有异常染色
体的精细胞。
(4)染色体桥的出现_____（填“会”或“不会”）影响细胞中染色体的数目，原因是_____。
(5)细胞进行有丝分裂时，也有可能观察到染色体桥，原因是_____。
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