新人教生物一轮分层训练：第12讲 减数分裂和受精作用

新人教生物一轮分层训练
第12讲减数分裂和受精作用
[A组基础巩固练]
1．(2022·盐城高三模拟)我国科学家通过刺激雌鼠甲的卵细胞有丝分裂，培养了卵生胚胎干细胞，然后修改该细胞的基因，使这些细胞具备精子的功能，最后将这些细胞注入雌鼠乙的卵细胞，由此产生了一批具有两个“母亲”的小鼠。

已知小鼠2N＝40，以下叙述错误的是() A．得到的子代都是雌性
B．该方法繁殖产生的小鼠体细胞中有40条染色体
C．正常情况下，受精卵中的染色体一半来自“精子”，一半来自卵细胞
D．该子代小鼠细胞质遗传性状几乎都来自乙
D[由于子代实质是由两个卵细胞融合形成的细胞经过分裂、分化形成的，因此，其细胞中所含性染色体为XX，因此得到的子代都是雌性，A正确；结合分析可知，该方法繁殖产生的小鼠体细胞中有40条染色体(38＋XX)，B正确；正常情况下，受精卵是经过精子和卵细胞相互识别融合后形成的，其中的染色体一半来自“精子”，一半来自卵细胞，C正确；由于甲和乙都提供了细胞质基因，因此该子代小鼠细胞质遗传性状来自甲和乙，D错误。

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2．(2022·茂名一模)某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察，测定不同细胞中的染色体数和核DNA数，结果如下图甲所示。

下图乙、图丙和图丁为精巢中某些细胞分裂示意图中部分染色体的行为、数量变化。

下列叙述正确的是()
A．图甲中a代表精细胞或卵细胞
B．图甲中b可能含有0或1条X染色体
C．图甲中一定含有同源染色体的是c、d、e、g
D．图甲中能分别代表图乙、图丙和图丁的是g、f和b
B[该实验是蝗虫精巢切片的显微观察实验，图甲中a的核DNA数目和染色体数目均为N，代表精细胞或精子，A错误；图甲中b处于减数第二次分裂前期和中期，此时细胞中无同源染色体，含有0条或1条X染色体，B正确；图甲中c可能处于减数第二次分裂后期，此时不含同源染色体，C错误；图甲中能分别代表图乙和图丙所处时期的是g、f，即有丝分裂后期和减数第一次分裂后期，代表图丁的为c，即减数第二次分裂后期，D错误。

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3．(2022·长沙高三检测)下图甲至丁是某二倍体哺乳动物生殖器官中的一些细胞分裂图；戊是某分裂时期中一对同源染色体的示意图，图中数字和字母表示基因。

下列有关叙述正确的是()
A．等位基因的分离，非等位基因的自由组合分别发生在甲、乙两图所示的时期
B．不考虑互换，则一个乙通过减数分裂形成的子细胞有两种类型
C．图戊中基因1和2互为等位基因，A、B基因的遗传符合自由组合定律
D．若图戊中3为b，说明该细胞发生了基因突变
B[等位基因的分离、非等位基因的自由组合均发生在减数第一次分裂后期，即图乙表示的细胞分裂时期，A错误；不考虑互换，一个精原细胞通过减数分裂能形成两种、4个精子，B正确；正常情况下，姐妹染色单体上含有的基因相同，所以1为A基因，2为a基因，基因1和基因2互为等位基因，但由于基因A和基因B连锁在一条染色体上，所以A、B基因的遗传不符合自由组合定律，C错误；若3为b，可能是基因突变的结果，也可能是交叉互换的结果，D错误。

] 4．(2022·襄阳高三模拟)某作物的F1自交形成自交胚的过程如下图1中途径1(以两对同源染色体为例)。

改造F1的相关基因，获得N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程如下图1中途径2。

下图2表示上述两途径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。

下列相关叙述错误的是()
A．图1中，与途径1相比，途径2形成精子的过程中，不会发生的变异类型是基因重组
B．途径1和途径2形成精子的过程中，细胞内染色体数最多分别为4、8
C．若考虑n对独立遗传的等位基因，则理论上克隆胚与N植株基因型相同的概率是100% D．途径2形成精子或卵细胞的过程中，可对应于图2中的时期有时期Ⅱ和时期Ⅲ
D[据题干信息“改造F1相关基因，获得N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂产生，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚”，可知途径2中涉及的为有丝分裂，而途径1产生精子和卵细胞是通过减数分裂产生，因此途径2形成精子的过程中不发生基因重组，二者都可以发生基因突变和染色体变异，A正确；从图中分析，途径1是F1直接进行减数分裂，染色体最多处于减数第一次分裂和减数第二次分裂前、中期，含有4条染色体；则在途径2进行有丝分裂的后期，着丝粒断裂，染色体加倍，染色体条数最多，为8条，B正确；克隆属于无性繁殖，不改变遗传物质，若考虑n对独立遗传的等位基因，则理论上，克隆胚与N植株基因型相同的概率是100%，C正确；根据题干分析可知，途径2形成精子或卵细胞的过程为有丝分裂，图中时期Ⅰ为有丝分裂前、中期，时期Ⅲ为有丝分裂末期或间期，D错误。

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5．(2022·潮州二模)蜜蜂无性染色体，其性别决定于染色体的组数。

蜂王(2n)是雌性，由受精卵发育而来，其减数第一次分裂产生细胞a和b，细胞b经减数第二次分裂产生细胞b1和b2；雄蜂(n)是由未受精的卵细胞发育而来的，其减数第一次分裂产生细胞c(无染色体)和d，d经减数第二次分裂(类似于有丝分裂)产生细胞d1和d2。

不考虑蜜蜂减数分裂过程中的突变，下列说法正确的是() A．细胞a和b中的核DNA数目相同，遗传信息也相同
B．细胞b和d中染色体数目相同，遗传信息也相同
C．细胞b1和d1中的核DNA数目相同，但遗传信息不同
D．细胞d1和d2中的核DNA数目相同，但遗传信息不同
C[分析题意可知，蜂王是正常的二倍体个体，由于同源染色体分离，其减数第一次分裂产生的细胞a、b中核DNA数目相同，但遗传信息一般不同，A错误；细胞b是蜂王减数第一次分裂产生的细胞，d是由未受精的卵细胞发育形成的雄蜂减数第一次分裂而来(含有卵细胞的全部染色体)，其染色体数目与b相同，但遗传信息不同，B错误；细胞b1和d1都含有n条染色体，两种细胞的核DNA数目相同，但遗传信息不同，C正确；d经减数第二次分裂产生细胞d1和d2，其本质是着丝粒分裂姐妹染色体单体分离所致，两个细胞的核DNA数目和遗传信息都相同，D错误。

] 6．(2023·聊城高三检测)某动物(2n＝42)群体中有一种如下图所示的变异情况，脱离的小残片最终会丢失。

若个体的细胞中含有一条这样的重接染色体，称为重接杂合子，同时含有两条则是重接纯合子。

下列说法正确的是()
A．上述变异属于染色体易位，但细胞中的染色体数目没有改变
B．重接杂合子减数分裂只能形成19个正常四分体，但也可能产生正常配子
C．重接纯合子减数第二次分裂中期时，每个次级精母细胞中含有19条染色体
D．重接纯合子与染色体正常的个体杂交，后代有一半的个体染色体正常
B[图中发生了染色体结构变异(易位)，由于脱离的小残片最终会丢失，因此细胞中的染色体数目发生了改变，A错误；某动物(2n＝42)在减数分裂过程中会形成21个四分体，重接杂合子由于含有重接染色体，导致细胞中染色体数目减少了一条，但有两对同源染色体不能正常配对，因此，重接杂合子减数分裂只能形成19个正常四分体，但也可能产生正常配子，B正确；重接纯合子中由于两条13、17号染色体分别进行了重接，因此细胞中含有40条染色体，经过重接染色体的正常分
离，减数第二次分裂中期时，每个次级精母细胞中含有20条染色体，C错误；重接纯合子与染色体正常的个体杂交，后代中没有染色体正常的个体，均为重接杂合子，D错误。

] 7．(2022·重庆高三检测)下图是显微镜下拍到的某种二倍体生物(2n＝24)的减数分裂不同时期的图像。

下列表述正确的是()
A．细胞图像④是分裂得到的四个子细胞，每个细胞中的DNA数只有①中的一半
B．通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，可推测一个精原细胞的减数分裂过程
C．细胞图像③可在减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ中观察到
D．细胞图像②细胞中发生了着丝粒的分裂
B[细胞图像④是分裂得到的四个子细胞，每个细胞中的核DNA数只有①中的一半，但细胞质DNA不一定是①的一半，A错误；通过比较同一生物同一时刻不同细胞的染色体特点，可推测一个精原细胞的减数分裂过程，B正确；细胞图像③中同源染色体正在联会，只可在减数分裂Ⅰ中观察到，C错误；细胞图像②处于减数第一次分裂后期，此时不会发生着丝粒的分裂，着丝粒的分裂发生在减数第二次分裂后期，D错误。

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[B组能力提升练]
8．(多选)(2022·邵阳高三检测)下图甲和下图乙均来源于某生物(基因型为AaBb)的同一个细胞的某分裂时期的图像，下图丙为染色体7的放大图，下列相关叙述不正确的有()
A．图甲中有1个染色体组，8条染色单体
B．染色体3中两条姐妹染色单体相同位置上的基因不同，不可能是互换造成的
C．基因B、b一定是在减数第一次分裂时发生分离
D．图甲所示细胞的基因型为aaBb
BC[图甲细胞不含同源染色体，因此只含有一个染色体组，4条染色体，8条染色单体，A正确；染色体3中两条姐妹染色单体相同位置上的基因不同，可能是互换造成的，B错误；由图可知，减数分裂过程中非姐妹染色体单体发生了互换，因此基因B、b的分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期，C错误；减数第一次分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离，再结合甲、乙细胞中1和3号、5和7号染色体的颜色及图乙细胞中的A基因和B基因可知，图甲细胞不含A基因，但含有一个B基因，因此其基因型为aaBb，D正确。

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9．(多选)(2022·日照高三检测)某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体变异发生。

下列叙述中错误的有() A．若子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因
B．若子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因
C．若子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体
D．若子细胞中有一半核DNA含15N，则每个子细胞均含4条染色体
BCD[若四个子细胞中均含4条染色体(染色体数目是体细胞的一半)，则说明精原细胞进行的是减数分裂，等位基因会发生分离，形成4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因，A正确；若四个子细胞中均含8条染色体(染色体数目与体细胞相同)，则精原细胞进行的是有丝分裂，子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因，B错误；若四个子细胞中的核DNA均含15N，说明DNA只复制一次，则精原细胞进行的是减数分裂，产生的四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此每个子细胞均含4条染色体，C错误；若四个子细胞中有一半核DNA含15N，说明DNA不止复制一次，则细胞进行的是有丝分裂，所以每个子细胞均含8条染色体，D错误。

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10．(多选)(2022·潍坊高三检测)有研究者采用荧光染色法制片，在显微境下观察拟南芥(2n＝10)减数分裂细胞中的染色体形态、位置和数目，以下为镜检时依次拍摄的4幅图片。

下列说法错误的有()
A．拟南芥的雄蕊和雌蕊都是观察细胞减数分裂的理想材料
B．图甲细胞中形成5个四分体，同源染色体的非姐妹染色单体互换发生于该时期
C．图乙细胞每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上
D．图丙、丁细胞分别出现同源染色体彼此分离、着丝粒分裂的现象
ACD[拟南芥雄蕊中发生减数分裂的细胞比雌蕊多，因此观察细胞减数分裂各时期的特点选用雄蕊更为恰当，A错误；拟南芥体细胞中染色体数目是10条，有5对同源染色体，图甲表示减数第一次分裂前期，同源染色体正在联会，形成5个四分体，同源染色体非姐妹染色单体之间的互换也发生在该时期，B正确；乙图细胞处于减数第一次分裂中期，同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，因此每条染色体的着丝粒都排列在赤道板两侧，C错误；图丙表示减数第二次分裂中期，而同源染色体彼此分离发生在减数第一次分裂后期，因此不可能发生在图丙，D错误。

] 11．(2022·泰州高三检测)某果蝇(2n＝8)的基因组成为AaBb，两对基因均在常染色体上，细胞乙是由细胞甲通过减数分裂产生的一个精细胞，下图丙为果蝇的一个精原细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线。

请回答下列问题：
(1)细胞甲产生细胞乙的过程中最可能发生了________，实现了同源染色体____________(填“等位基因”或“非等位基因”)的重新组合，这是产生配子多样性的原因之一。

(2)产生细胞乙的次级精母细胞的基因型为______________。

(3)图丙中BC段形成的原因是______________。

图丙中CD段细胞含有____________个染色体组，HI段细胞含有______________个染色体组，若细胞甲产生基因组成为AaBb的配子，分裂异常发生在图丙中的____________________段，异常的原因是______________________________。

(4)将含31P的果蝇精原细胞置于含32P的培养液中培养，进行一次有丝分裂后，将其中一个细胞置于含31P的培养液中接着进行减数分裂，则在减数第一次分裂后期被32P标记的染色体数目为______________________________________________________________________。

答案(1)互换非等位基因
(2)AABb或Aabb
(3)着丝粒分裂41或2FG减数第一次分裂含有AaBb的同源染色体没有分离
(4)8
解析(1)细胞甲中显示的是同源染色体上的两对等位基因，经过减数分裂之后产生了图示细胞乙，结合细胞乙的基因型可推测，该过程中最可能是在四分体时期发生了互换，实现了同源染色体上的非等位基因的重新组合，该过程属于基因重组，这是产生配子多样性的原因之一。

(2)据图可知，甲细胞基因型是AaBb，正常情况下只能产生AB和ab的配子，而图乙所示染色体的组成是Ab，故产生细胞乙的过程中发生的互换可以发生在A和a之间，也可以发生在B和b 之间，进而可推测，产生细胞乙的次级精母细胞的基因型为Aabb或AABb。

(3)丙中BC段之后细胞内同源染色体对数增加，则该段形成的原因是着丝粒分裂；CD段处于有丝分裂后期，细胞含有4个染色体组；HI段处于减数第二次分裂，则细胞含有1(减数第二次分裂前期、中期)或2个染色体组(减数第二次分裂后期)；若细胞甲产生了基因组成为AaBb的配子，则分裂异常发生在图丙中的FG段的减数第一次分裂后期，异常的原因是减数第一次分裂含有AaBb 的同源染色体没有分离。

(4)将含31P的果蝇精原细胞置于含32P的培养基中培养，进行一次有丝分裂后，将其中一个细胞置于含31P的培养液中接着进行减数分裂。

由于DNA复制方式为半保留复制，精原细胞完成一次有丝分裂后，每个核DNA都是一条链为32P、一条链为31P，减数第一次分裂前的间期完成复制后，减数第一次分裂后期染色体的着丝粒不发生分裂，每条染色体中的DNA均有32P标记，所以在减数第一次分裂后期被32P标记的染色体数目为8。

12．(2022·岳阳高三检测)某二倍体动物的基因型为AaBb，已知下图甲细胞取自该动物的某一器官，下图乙表示细胞分裂过程中染色体与核DNA比值的变化。

回答下列问题：
(1)若该动物为雌性个体，与图甲细胞一起产生的次级卵母细胞在分裂结束后，最终产生的卵细胞的基因型为____________。

若该动物为雄性个体，则产生甲的精原细胞，最终产生的4个精子的基因型为__________________________________。

(2)图甲可对应图乙的________段，图乙中c点时细胞内的染色体变化为_______________。

(3)已知胸苷(TdR)双阻断法可使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。

下图中G1、S、G2、M期依次为8 h、6 h、4 h、1 h。

某研究小组利用上述方法来同步化细胞周期，实验过程如下：
①阻断Ⅰ：将连续分裂的动物细胞培养在含有过量TR(DNA复制抑制剂)的培养液中，培养时
间不短于______h；才能使细胞都停留在图b所示的S期。

②解除：更换正常的新鲜培养液，培养时间应控制在6 h至13 h之间，才能继续进行第二次TdR 的阻断，原因是______________________________________________________________。

③阻断Ⅱ：处理与阻断Ⅰ相同。

经过以上处理后，所有细胞都停留在____________，从而实现细胞周期的同步化。

答案(1)ab AB、AB、ab、ab
(2)cd着丝粒分裂，染色单体变为染色体
(3)13保证被TdR阻断在S期的细胞完全越过S期，且分裂最快的细胞还不能再次进入S期G1/S期交界处
解析(1)若该动物为雌性个体，与图甲细胞一起产生的次级卵母细胞(aabb)在分裂结束后，最终产生的卵细胞的基因型为ab。

若该动物为雄性个体，则产生甲的精原细胞，最终产生的4个精子的基因型为AB、AB、ab、ab。

(2)图甲可对应图乙的cd段，图乙中c点(减数第二次分裂后期或者有丝分裂后期)时细胞内的染色体变化为着丝粒分裂，染色单体变为染色体。

(3)①阻断Ⅰ：将连续分裂的动物细胞培养在含有过量TR(DNA复制抑制剂)的培养液中，培养时间不短于8＋4＋1＝13 h；才能使细胞都停留在图b所示的S期。

②解除：更换正常的新鲜培养液，培养时间应控制在6 h至13 h之间，才能继续进行第二次TdR 的阻断，原因是保证被TdR阻断在S期的细胞完全越过S期，且分裂最快的细胞还不能再次进入S 期。

③阻断Ⅱ：处理与阻断Ⅰ相同。

经过以上处理后，所有细胞都停留在G1/S期交界处，从而实现细胞周期的同步化。