2027届高三生物一轮复习第四单元细胞的生命历程学案

第四单元细胞的生命历程第17讲细胞增殖【课标要求】1.描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性。2.实验：制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片，或观察其永久装片。【聚焦教材知识点】一、细胞增殖的周期性1.细胞增殖(1)生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞不能无限生长的原因：细胞表面积和体积比值的限制、细胞核控制范围的限制。(2)细胞增殖2.细胞周期(1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。【提醒】①只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤的生发层细胞等。②高度分化的细胞，如神经细胞、皮肤的表皮细胞等不再进行分裂，一般没有细胞周期。③发生减数分裂的细胞无细胞周期。(2)阶段划分【归纳总结】分裂间期的三个阶段①G1期(DNA合成前期)：主要合成DNA复制所需的蛋白质，以及进行核糖体的增生。②S期(DNA合成期)：DNA复制。③G2期(DNA合成后期)：合成分裂期(M期)所必需的一些蛋白质。(3)细胞周期的表示方法方法名称表示方法用字母表示细胞周期扇形图A→B→C→D→E→A为一个细胞周期，其中A→E为分裂间期，M期为分裂期直线图(a＋b)或(c＋d)为一个细胞周期坐标图(a＋b＋c＋d＋e)为一个细胞周期直方图A组细胞处于DNA复制前期；B组细胞处于DNA复制期；C组细胞处于DNA复制后的间期和分裂期(4)影响细胞周期的因素①内部因素：不同种类的细胞(控制细胞周期的相关基因有差异)，细胞周期持续的时间不完全相同，分裂间期和分裂期所占的比例也不同。②外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶活性来影响细胞周期。【高考命题关键点】细胞生长和细胞增殖•生长限制因素：细胞表面积与体积比限制物质交换。•增殖方式差异：有丝分裂保证遗传稳定性，减数分裂实现遗传多样性，无丝分裂见于特定细胞类型。[典例1](原创＋现代科技融通)现代细胞生物学技术为研究细胞周期提供了有力工具。下列相关叙述正确的是()A.单细胞测序技术可通过分析基因表达谱来推断细胞周期阶段，因为DNA复制发生于有丝分裂前期B.活细胞成像技术证实，原核细胞以有丝分裂为主要增殖方式C.细胞生长会增大体积，可能导致其表面积与体积之比下降，物质运输效率降低D.统计显微镜下各时期细胞数目，即可直接计算出细胞周期各阶段的具体时长细胞周期的范围•分裂期时长比较：不同植物的分裂期占比不同，但绝对时间可能相同。•温度对间期影响：间期进行DNA复制和蛋白质合成，酶活性受温度调控。[典例2](2025·江苏苏州检测)下图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期。下列说法正确的是()A.图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期B.甲图的b→a与丙图的b→a所用的时间可能一样长C.温度对植物a→b的生理活动没有影响D.细胞中核DNA的复制发生在b→a段[典例3]某植物的体细胞染色体数为6对，其根尖细胞有丝分裂的细胞周期为20h，各时期所占比例如图所示(设处于G1与S期交界处的细胞也算S期)，下列有关分析正确的是()A.细胞内染色体螺旋化程度最高在G2期B.若将该植物根尖细胞用DNA合成抑制剂处理1.6h，S期细胞所占比例变为60％C.将刚进入分裂期的细胞放入培养液中培养15h，一个细胞内染色体数有12条D.若用某药物抑制纺锤体的形成，则S期和M期的细胞数目会增多二、细胞的有丝分裂和无丝分裂1.有丝分裂(1)有丝分裂过程及各时期的特点时期植物细胞动物细胞主要特点前期①出现染色体；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③形成纺锤体中期染色体的着丝粒排列在赤道板上后期①着丝粒一分为二；②纺锤丝牵引染色体移向细胞的两极；③染色体数目加倍末期①染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝；②纺锤丝逐渐消失；③核膜、核仁重新出现(2)与细胞有丝分裂有关的细胞器细胞器所在细胞类型作用时期生理作用核糖体动植物细胞整个时期合成蛋白质中心体动物、低等植物细胞前期与纺锤体的形成有关高尔基体动植物细胞末期与植物细胞壁的形成有关线粒体动植物细胞整个时期提供能量(3)动植物细胞有丝分裂的主要区别(4)动植物细胞有丝分裂过程中相关结构行为变化的规律结构变化规律染色体注：染色体数目＝着丝粒数目，存在染色单体时，染色体数∶核DNA分子数＝1∶2；不存在染色单体时，该比值为1∶1纺锤体(前期)形成→(末期)消失核膜、核仁(前期)消失→(末期)重建(5)细胞周期过程中相关物质或结构的数量变化规律(以二倍体生物为例)①列表比较各时期的变化时期分裂间期有丝分裂前期中期后期末期染色体数2n2n2n4n4n→2n染色单体数0→4n4n4n00核DNA分子数2n→4n4n4n4n4n→2n②曲线图表示各时期的变化a.a→b、l→m、p→q的变化原因都是核DNA分子复制。b.g→h、n→o、r→s的变化原因都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。c.c→d、i→j的变化原因都是细胞一分为二。③根据柱状图判断细胞分裂的时期(以二倍体生物为例)动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的区别•除了动物，低等植物也有中心体，故不能通过中心体或纺锤体的形成方式鉴别动植物细胞。•可通过有无细胞壁或末期是否会形成细胞板(细胞质的分裂方式)鉴别。[典例4]下图为动物和高等植物细胞的有丝分裂图。下列分析正确的是()A.甲为动物细胞有丝分裂中期，乙为植物细胞有丝分裂后期B.①和②是姐妹染色单体，④在分裂间期复制，⑥最终形成赤道板C.甲、乙两种细胞的细胞质分裂方式相同D.动植物细胞都可通过该分裂保持亲子代细胞的染色体数目恒定有丝分裂过程中染色体相关曲线分析•染色单体消失：后期着丝粒分裂后，染色单体数为0，染色体数与核DNA数目同步变化。•比例关系：间期复制后至着丝粒分裂前，核DNA数∶染色体数＝2∶1(如4N∶2N)，后期变为1∶1。[典例5]某哺乳动物细胞一次细胞分裂的染色体数量变化部分曲线如图所示。下列叙述正确的是()A.AB段可表示减数分裂Ⅰ中期或有丝分裂中期B.CD段对应的细胞中染色体数∶DNA数＝1∶1C.由B→C过程，发生的变化是着丝粒分裂D.EF段细胞中央出现细胞板有丝分裂过程中DNA相关曲线分析•DNA复制节点：间期DNA复制后含量加倍(2N→4N)，形成曲线首次跃升。[典例6]甲、乙表示某生物体细胞进行有丝分裂时染色体行为的变化，图1和图2表示DNA含量变化曲线。下列叙述错误的是()A.甲图所示变化在光学显微镜下难以观察得到B.甲图对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段C.图1和图2曲线下降的原因不同D.在观察细胞有丝分裂时，可用同一细胞观察到所处的甲、乙两个时期[典例7]某兴趣小组绘制了某植物(设染色体条数为2n)根尖分生区细胞不同时期的染色体数与核DNA数的关系图像，其中①～⑤表示不同时期。下列分析错误的是()(6)有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。2.无丝分裂【提醒】原核生物主要进行二分裂，二分裂不是无丝分裂，无丝分裂也是真核细胞细胞分裂的方式。三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂1.实验原理2.实验步骤A.②③时期细胞内正在进行染色体复制B.细胞由④时期进入⑤时期着丝粒分裂，染色体数量加倍C.③时细胞体积适度增大，物质运输效率大于①时D.在视野中，处于①②③时期的细胞数目较多观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂材料的选择•分裂期比例优先：选分裂期占细胞周期比例大的材料，便于观察各时期染色体变化。•染色体数目适宜：选择染色体数目较少的物种(如洋葱)，避免观察重叠。[典例8]为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述不合理的是()A.选用易获取且易大量生根的材料B.选用染色体数目多细胞长的材料C.选用解离时间短分散性好的材料D.选用分裂间期细胞占比低的材料观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验操作步骤•“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失。•不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞。[典例9](2025·徐州三中学情调研)下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察。下列说法正确的是()3.实验操作的注意事项A.甲过程为解离，操作后一定能让根尖细胞相互分开B.为得到更好的染色效果，可延长20min染色时间C.丁过程中需取根尖尖端3～5mm的部分制作临时装片D.显微镜下观察到只有少数细胞具有染色体【高考命题关键点】[典例1]解析：选C。DNA复制发生在间期的S期，A错误；原核细胞通过二分裂增殖，有丝分裂是真核细胞的增殖方式，B错误；细胞体积增大，导致其相对表面积减小，这会降低细胞与外界进行物质交换的效率，C正确；计算各阶段时长需已知细胞周期总时长，公式为：某时期时长＝(该时期细胞数/细胞总数)×细胞周期总时长，仅凭细胞数目无法直接计算，D错误。[典例2]解析：选B。细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，在一个细胞周期中，分裂间期时间远远大于分裂期，所以一个细胞周期应是a→b→a，A错误；由于图示只是表示分裂间期与分裂期在一个细胞周期中所占时间的比例，并不表示时间的长短，细胞周期总时长可能不同，所以各图中分裂期所用的时间可能一样长，B正确；温度影响酶的活性，进而影响细胞周期的进行，C错误；细胞中核DNA的复制发生在分裂间期，即图中的a→b段，D错误。[典例3]解析：选C。细胞内染色体螺旋化程度最高是在有丝分裂中期，A错误。某时期的时长＝细胞周期×该时期占细胞周期的比例，再结合题图和细胞周期时长为20h，可知G1期为1h，S期为10.4h，G2期为7h，M期为1.6h；DNA合成抑制剂能抑制DNA的复制，而DNA的复制发生在S期，因此用DNA合成抑制剂处理，处于S期的细胞立即被抑制，假设植物根尖细胞数量为100，则G1期细胞数为5、S期细胞数为52、G2期细胞数为35、M期细胞数为8，用DNA合成抑制剂处理1.6h后，M期细胞完成分裂，细胞数目加倍，此时根尖细胞总数增加为108，而S期细胞数目(含进入S期的细胞数目)为52＋5＋0.6÷1.6×16＝63，则S期细胞所占比例约为63/108×100％≈58.3％，B错误；若将刚进入分裂期的细胞放入培养液中培养15h，细胞应该进入G2期，植物的体细胞染色体数为6对(即12条)，C正确；纺锤体形成于细胞分裂的前期，抑制纺锤体形成可导致M期的细胞数目增加，S期的细胞数目减少，D错误。[典例4]解析：选D。甲细胞不含细胞壁，含有中心体，染色体的着丝粒都排列在赤道板上，为动物细胞有丝分裂中期；乙细胞形成了两个细胞核，赤道板位置正在形成细胞板，为植物细胞有丝分裂末期，A错误。⑥逐渐形成细胞板，最终细胞板扩展形成细胞壁，而赤道板不是真实存在的结构，B错误。动植物细胞分裂末期细胞质的分裂方式不同，C错误。[典例5]解析：选C。有丝分裂中期染色体数目与体细胞染色体数目相等，后期染色体数目加倍，故AB段可表示有丝分裂中期；减数分裂Ⅰ中期和后期染色体数目与体细胞相等，而AB段之后染色体数目有加倍情况，所以AB段不能表示减数分裂Ⅰ中期，A错误。CD段染色体数目加倍，是B→C过程中着丝粒分裂导致的，此时一条染色体上有一个DNA分子，染色体数∶核DNA数＝1∶1，细胞质中也含有少量的DNA，所以染色体数∶DNA数不等于1∶1，B错误，C正确。该细胞为某哺乳动物细胞，动物细胞分裂过程中不会出现细胞板，细胞板是植物细胞分裂末期出现的结构，D错误。[典例6]解析：选D。甲图细胞发生DNA复制和蛋白质合成，该变化在光学显微镜下难以观察得到，A正确；甲图中发生DNA复制，对应图1中曲线的CD段，对应图2中曲线的FG段，B正确；图1曲线下降原因是细胞一分为二，图2曲线下降的原因是着丝粒分裂，C正确；在观察细胞有丝分裂时，细胞已经死亡，不可用同一细胞观察到所处的甲、乙两个时期，D错误。[典例7]解析：选C。②③时期细胞内的核DNA数量在2n～4n之间，说明细胞正在进行染色体复制(关键是DNA复制)，A正确；④时期进入⑤时期的过程中，染色体数量暂时加倍，原因是细胞中发生了着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数量加倍，B正确；分裂间期细胞会有适度的生长，图中③时期的细胞体积大于①时期细胞，其相对表面积变小，因而此时的细胞物质运输效率将会降低，C错误；间期时间长于分裂期，①②③时期的细胞处于分裂间期，数目较多，D正确。[典例8]解析：选B。为避免观察重叠，应选择染色体数目少的材料，B符合题意。[典例9]解析：选D。甲过程为解离，若解离时间过短，则操作后不能让根尖细胞相互分开，A错误；丙过程为染色，适当延长染色时间可得到更好的染色效果，但是染色时间过长会使其他部分也被染成深色，不便于观察，B错误；丁过程为制片，需要取根尖尖端2～3mm的部分制作临时装片，C错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期，处于分裂间期的细胞较多，处于分裂期的细胞较少，所以显微镜下观察到只有少数细胞具有染色体，D正确。考点1细胞增殖和细胞周期命题角度1结合图示分析某时期占细胞周期的比例及对应阶段[典例1]图1表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期，图2是根据每个细胞中核DNA相对含量不同，将某种连续分裂的动物细胞分为e、f、g三组统计后的数据图。下列叙述正确的是()A.图1中a＋b、b＋c均可表示一个完整的细胞周期B.图2中e和g分别位于图1中的a段和c段C.图2的f分别对应分裂期的前、中、后、末四个阶段D.由图2可推断出分裂间期时长远大于分裂期时长命题角度2结合细胞周期蛋白与CDK作用，分析某因素对细胞周期阶段推进的影响[典例2]细胞周期蛋白(Cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)是两类调节细胞周期的蛋白质，Cyclin本身没有酶活性，需CDK激活其活性，进而启动细胞周期。下列叙述错误的是()A.只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如干细胞、癌细胞等B.细胞由静止状态进入细胞周期时首先合成CyclinAC.为了使更多的细胞停留在G1/S的交界处，可以加入DNA合成抑制剂D.CDK激活CyclinB后，细胞进入M期，染色质会缩短螺旋化成为染色体【高考关键能力】◎破题路径三看法判断细胞周期◎答题思维链细胞周期的阻断◎能力要语细胞周期检验点1.G1/S检验点：主要检测DNA是否损伤、细胞大小及营养状态。2.S期检验点：主要监控DNA复制情况。3.G2/M检验点：主要检测DNA是否完全复制。4.纺锤体检验点：确保染色体正确连接纺锤体。[典例1]解析：选D。分裂间期(物质准备)在前，分裂期在后，b＋c不能表示1个细胞周期，A错误；根据分析可知，e位于图1中的a段(或c段)，g位于图1中的b段(或d段)，B错误；图2中的f处于分裂间期，发生DNA的复制，C错误；由图2中分裂间期细胞数目远多于分裂期，可推断出分裂间期时长远大于分裂期时长，D正确。[典例2]解析：选B。由图可知，细胞由静止状态进入细胞周期，即进入G1期时，首先合成的是CyclinD，B错误；DNA合成抑制剂会抑制DNA的合成，细胞会停留在S期之前，即G1/S的交界处，C正确。考点2细胞的有丝分裂和无丝分裂命题角度3结合染色体形态变化，分析细胞所处有丝分裂时期[典例3]观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图所示。下列叙述正确的是()A.细胞①处于间期，细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成B.细胞②处于中期，染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2C.细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动D.细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二命题角度4据某时期染色体、核DNA数量比，推导细胞所处有丝分裂阶段[典例4]图甲表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，图乙表示细胞分裂不同时期每条染色体上DNA数的变化。下列叙述错误的是()A.图甲中有丝分裂发生的时间顺序可能是c→b→a→cB.图甲中a时期与图乙中②之后时期对应，此时不存在姐妹染色单体C.图乙中O到①时期细胞中主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成D.图乙中①到②之间对应时期的细胞染色体数可能是体细胞染色体数的2倍◎破题路径1.“三看法”识别动植物细胞分裂图像2.根据染色体(质)的形态判断细胞分裂的时期◎破题路径根据坐标图判断细胞分裂的时期1.坐标柱状图的突破：首先看“0”——能出现“0”值的一项代表染色单体数；其次寻找“1∶2”——剩余两者中存在的“1∶2”关系对应“染色体数∶核DNA分子数”。2.坐标曲线图的突破：首先看斜线——无斜线的为染色体数的变化，有斜线的为染色单体数或核DNA分子数的变化；其次看“0”——染色单体数起始于“0”且终止于“0”。[典例3]解析：选B。细胞①处于间期，细胞主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，且其有适度的生长，但细胞核内不进行蛋白质的合成，A错误；细胞②处于中期，DNA已在间期完成复制，存在姐妹染色单体，因此细胞②中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，B正确；细胞③处于后期，有丝分裂过程不会出现同源染色体分离的情况，C错误；细胞④处于末期，植物细胞末期的特点之一是赤道板的位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，D错误。[典例4]解析：选D。图甲中a时期染色体和核DNA数目都是4n，表示有丝分裂后期，b可表示有丝分裂的前期和中期，c可表示分裂结束形成的子细胞或间期DNA复制前的细胞，根据图甲中染色体的变化情况可知，有丝分裂发生的时间顺序是c→b→a→c，A正确；图甲中a为有丝分裂的后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为子染色体，图乙中②之后时期姐妹染色单体消失，与图甲中a时期对应，B正确；图乙中O到①时期，每条染色体上DNA数由1个变为2个，为分裂间期，此时期细胞中主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，C正确；图乙中①到②之间，每条染色体上含有2个DNA分子，对应时期为有丝分裂的前期、中期，此时细胞染色体数与体细胞染色体数相同，D错误。考点3观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂命题角度5结合解离、染色等步骤作用，分析实验操作对观察细胞分裂的影响[典例5]用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，下图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是()A.根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度B.根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央◎破题路径[典例5]解析：选C。根尖解离后需放入盛有清水的玻璃皿中漂洗后才能用甲紫溶液染色，A错误；染色后进行制片，将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻按压盖玻片后用显微镜观察，这样使细胞分散开，便于观察，B错误；图中分裂中期的细胞在左上方，要将其移至视野中央，需将装片向左上方移动，D错误。1.(新概念融通)斑马鱼(2n＝50)幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞(SEC)会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列相关叙述错误的是()A.斑马鱼正常有丝分裂后期的细胞含100条染色体B.利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍可能分裂C.经此分裂产生的子细胞DNA量与无丝分裂相同D.该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表解析：选C。斑马鱼体细胞(2n＝50)正常有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，此时含100条染色体，A正确；SEC分裂本身不进行DNA复制，因此DNA复制抑制剂不影响其分裂过程，B正确；无丝分裂中DNA会复制，子细胞DNA量与亲代细胞相同，而SEC分裂无DNA复制，子细胞DNA量与亲代细胞不同，C错误；SEC快速分裂产生多个子细胞(最多4个)，可快速覆盖幼鱼体表，D正确。2.(跨模块融通)研究人员为探究重金属Cr6＋对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响，待萌发的蚕豆种子在胚根长到1cm时，将其转入盛有一定浓度Cr6＋溶液的培养皿中浸泡处理，每隔24h更换溶液，处理72h后，制作有丝分裂装片，镜检、观察，拍摄到如甲、乙所示的两幅图片。下列相关叙述错误的是()A.制作有丝分裂装片时解离的时间要适当，确保根尖组织细胞分散B.装片中单层细胞区比多层细胞区更容易找到理想的分裂期细胞C.图甲所示细胞中姐妹染色单体正在分离，部分染色体出现断裂现象D.图乙所示细胞处于分裂末期，箭头所指微核是由断裂的染色体形成的解析：选C。图甲中细胞染色体的着丝粒排列在赤道板上，该细胞处于有丝分裂中期，C错误；图乙所示细胞一分为二，处于分裂末期，箭头所指称为微核，是细胞中断裂的染色体片段，由于其未被纺锤丝牵引，最终不能进入子细胞核，而成为细胞核外的团块，D正确。3.(跨模块融通)在细胞有丝分裂间期，SV4蛋白弥散分布于细胞膜、细胞质。在有丝分裂期间，SV4在中心体上的定位信号从前期开始显著增强，在中期达到最高。科研人员利用延时成像技术对抑制SV4表达的肿瘤细胞进行观察，结果如图。下列相关叙述错误的是()A.纺锤体形成于有丝分裂的前期，消失于有丝分裂的末期B.图中细胞所处时期是观察染色体形态和数目的最佳时期C.抑制SV4蛋白的表达可能导致有丝分裂异常D.SV4蛋白通过影响染色体的复制从而影响染色体的分离解析：选D。纺锤体形成于有丝分裂的前期，消失于有丝分裂的末期，A正确；据图可知，染色体整齐地排列在细胞中央的一个平面上，因此图示细胞应处于有丝分裂的中期，是观察染色体形态和数目的最佳时期，B正确；若抑制SV4蛋白的表达，则可能导致有丝分裂异常，C正确；中心体与动物细胞纺锤体的形成有关，而SV4在中心体上的定位信号从前期开始显著增强，在中期达到最高，可推知，SV4通过影响中心体的作用影响纺锤体的形成，从而影响染色体的分离，D错误。精练17细胞增殖(选择题每题5分)【基础过关练】考点1细胞增殖和细胞周期1.下列关于细胞周期的说法中，正确的是()A.人体成熟的红细胞产生后立即进入下一个细胞周期B.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中C.细胞周期由前期、中期、后期、末期组成D.细胞种类不同，细胞周期持续的时间不同解析：选D。人体成熟的红细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力，不会进入细胞周期，A错误；只有连续进行分裂的细胞才具有细胞周期，B错误；细胞周期包括分裂间期和分裂期(前期、中期、后期、末期)，C错误。2.下图为洋葱根尖细胞周期的示意图。下列叙述正确的是()A.核DNA复制发生在A→B阶段B.A→B代表细胞周期中的分裂期C.由B→A→B为一个完整的细胞周期D.所有的细胞都具有细胞周期解析：选A。图中A→B为分裂间期，B→A为分裂期，核DNA复制发生在间期即A→B阶段，A→B→A表示一个细胞周期，A正确，B、C错误；只有连续分裂的细胞才有细胞周期，D错误。3.中心体在细胞周期中具有复制—分离—复制的周期性。下列叙述错误的是()A.中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成B.有丝分裂时，中心粒在分裂间期复制、分裂前期分离C.处于分裂中期的洋葱根尖细胞中可观察到两个中心体D.和DNA一样，中心粒在每个细胞周期中只能复制一次解析：选C。中心体是一种无膜结构的细胞器，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成，A正确；有丝分裂时，中心粒在分裂间期复制合成，在分裂前期移向两极，发出星射线形成纺锤体，B正确；洋葱根尖细胞是高等植物细胞，不含有中心体，C错误；每个细胞周期内DNA和中心粒只复制一次，随细胞分裂平均分配到两个子细胞中，D正确。考点2细胞的有丝分裂和无丝分裂4.(2025·福建泉州模拟)随体是位于染色体末端的圆形或圆柱形的染色体片段，通过次缢痕与染色体主要部分相连(如图)，人类并非所有的染色体都含有随体这一结构。下列叙述错误的是()A.随体主要由DNA和蛋白质组成B.随体的形态、大小是识别染色体的重要特征C.随体的复制发生在细胞分裂前的间期D.随体的数量在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期会加倍解析：选D。染色体主要由DNA和蛋白质构成，随体位于染色体上，所以随体也主要由DNA和蛋白质构成，A正确；人类并非所有的染色体都含有随体这一结构，且不同染色体上随体的形态、大小可能不同，所以随体的形态、大小是识别染色体的重要特征之一，B正确；随体位于染色体上，会随着染色体的复制而复制，所以随体的复制发生在细胞分裂前的间期，C正确；随体的数量在DNA复制时加倍，D错误。5.下图表示蛙的红细胞无丝分裂过程。与有丝分裂相比，下列叙述正确的是()A.没有DNA和染色体的复制B.分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化C.分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半D.真核生物的细胞分裂方式有无丝分裂和有丝分裂两种解析：选B。由无丝分裂产生的子细胞的遗传特性与亲代细胞一样，所以在分裂时也有DNA和染色体的复制，产生的子细胞中的染色体数与亲代细胞相同，只是在分裂过程中没有出现染色体和纺锤体的变化，B正确，A、C错误；真核生物的细胞分裂方式包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂，D错误。6.哺乳动物细胞染色体复制后，形成两条染色单体，随后动粒蛋白质在着丝粒处以背对背的方式装配形成。有丝分裂中动粒指向细胞的哪一极，就与这一极发出的纺锤丝结合，染色体就被拉向这一极。下列现象中最可能与动粒和纺锤丝的结合发生在同一时期的是()A.一个中心粒增殖为两个中心粒B.核仁逐渐解体，两个中心体分开移向两极C.每条染色体的着丝粒排列在赤道板上D.着丝粒分裂，纺锤丝牵引染色体移向两极解析：选B。动粒会与纺锤丝结合，纺锤丝出现在有丝分裂前期，由题可知，该现象出现在哺乳动物细胞中，故该时期还会发生核仁逐渐解体，两个中心体分开移向两极，B符合题意。7.(2023·辽宁卷)如图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图(仅显示部分染色体)。下列叙述正确的是()A.②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同B.③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上C.④时期，非同源染色体自由组合D.⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同解析：选B。高等动物细胞有丝分裂前期，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，而图中②时期还存在着完整的核膜，A错误；由图可知，③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，B正确；④时期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，向细胞两极移动，C错误；高等植物细胞的细胞质的分裂方式是在赤道板的位置形成细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，一个细胞分裂成两个细胞，与图中⑤时期细胞质的分裂方式不同，D错误。8.下图为某动物细胞有丝分裂不同时期中染色体与核DNA的数量关系。下列相关叙述错误的是()A.a时期着丝粒分裂导致染色体数加倍B.b时期可表示有丝分裂的前期和中期C.b时期细胞中的染色单体的数量为4nD.c时期一定有细胞壁和细胞核的形成解析：选D。a时期染色体数为4n，核DNA数为4n，可表示有丝分裂后期，此时着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，导致染色体数加倍，A正确；b时期染色体数为2n，核DNA数为4n，可表示有丝分裂的前期和中期，每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以染色单体的数量为4n，B、C正确；该细胞为动物细胞，没有细胞壁，D错误。考点3观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂9.(2025·湖北武汉调研)如图为高倍显微镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞有丝分裂图像，其中①～④代表不同的时期。下列叙述正确的是()A.实验过程中需对根尖依次进行固定、解离、漂洗、染色、制片观察B.实验过程中，可观察到②时期的细胞进入①时期C.④时期细胞的DNA数目是⑤时期细胞的两倍D.统计多个视野中各个时期的细胞数目，可估算出分生区细胞的细胞周期解析：选A。实验过程中，解离时细胞已经死亡，不能观察到②时期的细胞进入①时期，B错误；④时期细胞的DNA数目是⑤时期细胞的两倍或相等，C错误；统计视野中各细胞数目，只能推算每个时期时长在细胞周期总时长中占的比例，不能计算细胞周期的时长，如果计算，还需统计细胞周期的总时长，D错误。10.(2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)，关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是()学生分裂间期分裂期总计前期中期后期末期甲5632622乙5633522丙5632622丁7632523戊7732625A.丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆B.5位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分C.5位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段D.戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同解析：选C。由题意可知，5位同学观察并统计同一个视野细胞，丙、丁同学计数差异主要在间期和末期细胞，是由于间期和末期细胞中染色体均以染色质的形式存在，在光学显微镜下容易混淆，A正确；5位同学记录中期细胞数目一致，这是因为中期细胞中染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上，染色体形态稳定，数目清晰，容易观察和区分，B正确；5位同学记录的间期细胞数目都不多，主要原因是他们仅仅观察了某个视野而不是整个装片，分裂旺盛的细胞中，间期细胞也是最多的，C错误；戊统计的细胞数量较多，可能是该同学把视野中四条边线上的细胞全统计了，而其他同学遵循“计上不计下，计左不计右”的计数原则，D正确。【能力提升练】11.某兴趣小组将培养获得的洋葱根尖(2n＝16)制作有丝分裂的临时装片进行观察，现象如下图所示。下列相关叙述正确的是()A.处于状态①的细胞中染色单体数目为32条B.视野中处于状态②的细胞数量远远多于①和③C.处于状态③细胞中核DNA的数量与体细胞中的相等D.处于状态③的细胞中纺锤体的形成方式与动物细胞相同解析：选B。细胞①处于有丝分裂后期，由于着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成为子染色体，此时细胞中没有染色单体，A错误；细胞①处于有丝分裂后期，细胞②处于有丝分裂前的分裂间期，细胞③处于有丝分裂前期，因为在一个细胞周期中，分裂间期持续的时间远远长于分裂期，因此视野中细胞②的数量比①③多，B正确；细胞③处于有丝分裂前期，细胞中核DNA的数量是体细胞的2倍，C错误；动植物细胞纺锤体的形成方式不同，D错误。12.下图表示植物细胞质分裂过程形成新的细胞壁的过程。下列叙述正确的是()A.该过程发生在分裂末期，实现了遗传物质的均等分配B.真菌、细菌等生物有丝分裂时，也有细胞壁的形成C.秋水仙素可能通过作用于微管，从而抑制纺锤体的形成D.高尔基体小泡中含有固醇，小泡的膜可能形成新的细胞膜解析：选C。植物细胞有丝分裂末期出现细胞板，该过程实现了染色体上遗传物质的均等分配，而细胞质中的遗传物质存在不均等分配，A错误；细菌的分裂方式为二分裂，B错误；依据微管参与纺锤体的形成，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，推测秋水仙素可能通过作用于微管，从而抑制纺锤体的形成，C正确；高尔基体与细胞壁的形成有关，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，不含固醇，D错误。13.(2025·浙江金华模拟)现用荧光物质对人体细胞进行染色体染色后，在荧光显微镜下采集到下图所示部分细胞有丝分裂分裂期的图像。下列叙述正确的是()A.②组细胞处于前期，完成中心体复制并形成纺锤体B.③组细胞中染色体凝聚达到最大，染色体形态最为清晰C.⑤组细胞中，染色单体分离，其数目是分裂间期的两倍D.55分钟后核膜重新形成，实现细胞内遗传物质的平均分配解析：选B。②组细胞处于前期，开始出现纺锤体和染色体，但中心体的复制在间期，A错误；③组细胞处于中期，染色体凝聚达到最大，染色体的着丝粒排列在赤道板上，染色体形态最为清晰，B正确；⑤组细胞处于后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体数目为0，C错误；55分钟后核膜重新形成，实现细胞内核遗传物质的平均分配，但细胞质的遗传物质不是平均分配的，D错误。第18讲减数分裂和受精作用【课标要求】1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。【聚焦教材知识点】一、减数分裂与配子的形成1.减数分裂相关概念(1)减数分裂概念(2)同源染色体(3)联会与四分体(4)互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段的现象。2.减数分裂的过程(以哺乳动物为例)(1)精子的形成过程(2)卵细胞的形成过程(3)精子和卵细胞形成过程的异同【高考命题关键点】同源染色体和四分体的关系•数量对应关系：1个四分体含2条同源染色体、4条染色单体。•四分体存在时期：仅存在于减数分裂Ⅰ前期和中期，有丝分裂中无四分体。•关联核心过程：四分体时期可能发生互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。[典例1]下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是()A.四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期和有丝分裂的前期B.四分体中的姐妹染色单体之间常互换相应的片段C.减数分裂过程中联会的两条染色体是同源染色体D.一条来自父方、一条来自母方的两条染色体是同源染色体减数分裂过程•同源染色体存在差异：减数分裂Ⅰ有同源染色体，发生联会和分离；减数分裂Ⅱ无同源染色体，此为核心区别。•染色体数目变化节点：减数分裂Ⅰ结束染色体数目减半(2n→n)，减数分裂Ⅱ结束数目不变(n→n)。•着丝粒行为不同：减数分裂Ⅰ着丝粒不分裂，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。[典例2]下图表示人体精巢中某细胞的分裂过程(仅示部分染色体)。下列叙述错误的是()A.过程Ⅰ发生了姐妹染色单体间的交换B.过程Ⅱ发生了着丝粒分裂C.精巢中，细胞a数量多于细胞b数量D.细胞c中不存在同源染色体[典例3]下图为芦笋(2n＝20)超雄株(YY)花粉母细胞减数分裂部分显微图像。下列叙述正确的是()A.图①②细胞均处于减数分裂ⅠB.图①②细胞中的DNA数量均为40C.图①细胞分裂产生的子细胞中含有两条Y染色体D.图②细胞中落后的染色体(箭头所指)可能导致配子中染色体数减少3.减数分裂过程中染色体、核DNA分子和染色单体的数量变化(以二倍体生物为例)(1)曲线图分析①减数分裂Ⅰ前的间期，DNA因复制而加倍(2N→4N)，染色单体形成。②减数分裂Ⅰ结束，因同源染色体分离、细胞质分裂，核DNA分子数(4N→2N)、染色体数目(2N→N)和染色单体数目(4N→2N)都减半。③减数分裂Ⅱ后期，因着丝粒分裂，染色单体消失、染色体数目暂时加倍(N→2N)。④减数分裂Ⅱ结束时，细胞质分裂，子染色体进入两个子细胞中，核DNA分子数再次减半(2N→N)、染色体数目减半(2N→N)。(2)柱状图分析【归纳总结】引发相关物质数量变化的四大原因(二倍体生物)减数分裂过程中染色体和核DNA的数量变化•染色体减半时机：减数分裂Ⅰ末期同源染色体分离，导致染色体数目减半(2n→n)。•DNA复制的变化：间期DNA复制后含量加倍(2n→4n)，减数分裂Ⅱ末期再减半(4n→2n→n)。•染色单体规律：减数分裂Ⅰ前、中期存在染色单体(4n)，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后消失(2n→0)。•曲线关键拐点：减数分裂Ⅰ末期染色体、核DNA同步减半，减数分裂Ⅱ后期染色体短暂加倍(n→2n)。[典例4]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。下列叙述错误的是()A.该图不可表示减数分裂过程中染色单体的数量变化B.若该图表示人体内细胞减数分裂时细胞中染色体的数量变化，则a＝23C.若a＝1，则该图可以表示有丝分裂或减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化D.若该图表示有丝分裂中核DNA分子的数量变化，则BC段染色体数∶核DNA分子数＝1∶2或1∶1减数分裂过程柱状图分析•染色体数目变化：减数分裂Ⅰ末期同源染色体分离，柱状图高度减半(2n→n)，减数分裂Ⅱ后期短暂恢复(n→2n)。•DNA复制规律：间期复制后柱状图升至4n，减数分裂Ⅰ末期减半(4n→2n)，减数分裂Ⅱ末期再减半(2n→n)。•染色单体消失点：减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，柱状图中染色单体归零(4n→2n→0)。•起点与终点差异：减数分裂柱状图起点为终点2倍，有丝分裂起点与终点数值相同。4.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片实验(1)选用雄性个体生殖器官，如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂的实验材料的原因：雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量；在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，其只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数分裂Ⅱ。(2)精巢内精原细胞既可进行有丝分裂，又可进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同细胞分裂图像。二、配子的多样性与受精作用1.配子多样性的原因原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以AaBb为例)：(1)自由组合：两对基因位于两对同源染色体上，减数分裂中非同源染色体的自由组合可以导致产生多种配子，如下图。具有n对同源染色体的个体，产生配子情况(不考虑基因突变和互换)如下表。项目可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个雄性个体2n种最多2n种1个卵原细胞2n种1种1个雌性个体2n种最多2n种(2)互换：两对基因位于一对同源染色体上时，联会时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换会导致配子种类增多，如下图。2.受精作用[典例5]下图是某动物细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和核DNA数的比例图。下列叙述错误的是()A.甲可表示有丝分裂前期B.乙和丁细胞一般不存在同源染色体C.乙中细胞可能发生联会现象D.丙中细胞可发生着丝粒的断裂，染色体数暂时加倍减数分裂过程异常情况分析•同源染色体不分离：发生在减数分裂Ⅰ，导致产生的次级性母细胞异常，进而导致产生的配子全部异常。•姐妹染色单体不分开：发生在减数分裂Ⅱ，导致该细胞产生的配子异常，但不影响另一个次级性母细胞正常分裂。[典例6]下图是观察到的某生物(正常体细胞中含有3对同源染色体)减数分裂Ⅱ后期的细胞。下列解释合理的是()A.减数分裂Ⅱ中有一对染色单体没有相互分离B.减数分裂Ⅰ中有一对同源染色体没有相互分离C.这就是减数分裂Ⅱ后期正常的几种情况之一D.在减数分裂Ⅱ的间期有一条染色体没有复制减数分裂与受精作用•染色体数目恒定机制：减数分裂使配子染色体数为n，受精作用恢复为2n，维持物种稳定。•遗传多样性来源：减数分裂基因重组、受精作用配子随机结合，共同提升后代多样性。•过程对应关系：减数分裂“减半”与受精作用“恢复”衔接，是有性生殖的关键环节。[典例7]下列有关减数分裂和受精作用的叙述，不正确的是()A.受精作用的过程体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点B.减数分裂形成的精细胞和卵细胞染色体数目是体细胞的一半C.减数分裂和受精作用对于生物的生存和进化具有重要意义D.受精卵中的DNA一半来自精子，另一半来自卵细胞【高考命题关键点】[典例1]解析：选C。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体，可出现在减数分裂Ⅰ的前期和中期，A错误，C正确；四分体中的非姐妹染色单体之间常互换相应的片段，B错误；配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫作同源染色体，D错误。[典例2]解析：选A。据图中染色体颜色可知，过程Ⅰ中发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交换，A错误；过程Ⅱ表示减数分裂Ⅱ，在减数分裂Ⅱ后期会发生着丝粒的分裂，B正确；细胞a未发生变异，细胞b中染色体发生过互换，精巢中细胞a的数量多于细胞b的数量，C正确；图示次级精母细胞中不存在同源染色体，故精细胞c不存在同源染色体，D正确。[典例3]解析：选D。图①中染色体排列在赤道板上，处于减数分裂Ⅱ中期，图②中同源染色体分离，移向细胞两极，处于减数分裂Ⅰ后期，A错误；芦笋体细胞DNA数量为20，图①细胞处于减数分裂Ⅱ中期，此时细胞中的核DNA数量为20，B错误；图①细胞处于减数分裂Ⅱ中期，分裂产生的子细胞中含有一条Y染色体，C错误；图②细胞中落后的染色体(箭头所指)，在减数分裂过程中不能正常分配到子细胞中，可能导致配子中染色体数减少，D正确。[典例4]解析：选A。减数分裂Ⅰ结束后染色单体数目减半，因此该图可表示减数分裂过程中染色单体的数量变化，A错误；人体精原细胞在减数分裂过程中染色体含量的变化规律为46→23→46→23，若该图表示减数分裂时细胞中染色体数量的变化，则a＝23，B正确；若a＝1，则该图既能表示减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化，也能表示有丝分裂时一条染色体上DNA数量的变化，C正确；若该图表示有丝分裂中核DNA分子的数量变化，CD段表示末期细胞一分为二，着丝粒分裂发生在BC段，则BC段染色体数∶核DNA分子数可能为1∶2，也可能是1∶1，D正确。[典例5]解析：选C。甲中染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，且染色体数目与体细胞相等，甲可能处于减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期和中期，A正确；乙中染色体数∶核DNA数∶染色单体数＝1∶2∶2，且染色体数目是体细胞的一半，乙可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期，丁中染色体数∶核DNA数＝1∶1，不存在染色单体，且染色体数目为体细胞的一半，因而可代表精子、卵细胞或第二极体，因此乙和丁细胞中均不含同源染色体，B正确；乙对应处于减数分裂Ⅱ前、中期的细胞，其中不含同源染色体，因而乙中不会发生同源染色体联会的现象，C错误；丙中无染色单体，染色体数∶核DNA数＝1∶1，且染色体数目与体细胞相等，由此可知，丙处于有丝分裂分裂间期的开始阶段或减数分裂Ⅰ前的间期或者是减数分裂Ⅱ的后期，因此该细胞中可发生着丝粒的断裂，染色体数暂时加倍，D正确。[典例6]解析：选B。由题可知，该生物(正常体细胞中含有3对同源染色体)减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数量应为6条，但图示细胞有4条，说明细胞在减数分裂Ⅰ中有一对同源染色体没有分离，导致次级性母细胞着丝粒分裂后，染色体比正常细胞少了2条，B正确。[典例7]解析：选D。受精卵中的细胞核DNA一半来自精子，另一半来自卵细胞，但细胞质中的DNA几乎全部来自卵细胞，D错误。考点1减数分裂与配子的形成命题角度1减数分裂相关概念[典例1]若某动物(2n＝4)的基因型为BbXDY，其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞。如图所示。据图分析，下列叙述正确的是()A.甲细胞中，同源染色体分离，染色体数目减半B.乙细胞中，有4对同源染色体，2个染色体组C.XD与b的分离可在甲细胞中发生，B与B的分离可在乙细胞中发生D.甲细胞产生的精细胞中基因型为BY的占1/4，乙细胞产生的子细胞基因型相同命题角度2减数分裂各时期的特点[典例2](2025·江苏南通二模)下图为鹅掌楸(2n＝38)花粉母细胞减数分裂过程中的两个图像。下列叙述正确的是()A.图①②细胞均处于减数分裂ⅡB.图①②细胞中的染色体数均为38条C.图①细胞中正发生同源染色体分离D.图②细胞分裂产生的子细胞中含两个染色体组命题角度3减数分裂过程中相关物质数量的变化[典例3]图1曲线表示雌果蝇某细胞分裂过程中染色体数目的变化，图2曲线表示该细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化。下列叙述正确的是()A.该细胞为卵原细胞，在卵巢中只通过减数分裂进行增殖B.既无同源染色体，也无姐妹染色单体的区段是EF和IJC.与图1中DE段相同时期的是图2曲线JK段D.同源染色体联会现象发生于CD和JK【高考关键能力】◎能力要语减数分裂的相关概念1.同源染色体的形状和大小不一定相同，如男性体细胞中的X染色体较大，Y染色体较小。2.形状、大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后，由染色单体分离得到的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。3.发生联会的两条染色体一定是同源染色体，但同源染色体不一定会发生联会，如有丝分裂过程中也存在同源染色体，但是不出现联会现象。◎破题路径根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型◎破题路径根据相关物质数量变化判断减数分裂时期[典例1]解析：选C。甲细胞同源染色体分离，非同源染色体自由组合，此时XD及b所在的非同源染色体有可能未组合在一起，乙细胞中两个B基因所在的姐妹染色单体分离成独立的两条染色体并移向两极，C正确。[典例2]解析：选A。图①细胞无同源染色体，且染色体移向细胞的两极，属于减数分裂Ⅱ后期，染色体为38条；图②无同源染色体，染色体排列在赤道板上，属于减数分裂Ⅱ中期，染色体为19条，A正确，B错误。图①细胞中正发生姐妹染色单体的分离，C错误。图②细胞分裂产生的子细胞中含一个染色体组，D错误。[典例3]解析：选C。卵原细胞在卵巢中既可以通过有丝分裂增殖，也可以通过减数分裂产生卵细胞，A错误；图1中EF段表示减数分裂Ⅱ后期和末期，此时细胞中无同源染色体，着丝粒分裂后也无姐妹染色单体，图2中IJ段表示减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前、中期，若在减数分裂Ⅰ，有同源染色体和姐妹染色单体，B错误；图1中DE段表示减数分裂Ⅱ后期，此时一条染色体上有1个DNA分子，图2中JK段表示减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后一条染色体上有1个DNA分子，二者时期相同，C正确；同源染色体联会现象发生在减数分裂Ⅰ前期，即图1中的AB段和图2中的IJ段，D错误。考点2配子的多样性与受精作用命题角度4配子的多样性[典例4]某精原细胞中部分染色体及其上的两对等位基因如下图所示。下列有关该细胞产生的精子的种类及其原因的分析，正确的是()A.若A/a或B/b随非姐妹染色单体交换而交换，则会产生2种基因型的精子B.若A/a或B/b随非姐妹染色单体交换而交换，则会产生4种基因型的精子C.若A/a和B/b均随非姐妹染色单体交换而交换，则只会产生2种基因型的精子D.若A/a和B/b均随非姐妹染色单体交换而交换，则只会产生4种基因型的精子命题角度5受精作用[典例5](原创＋跨模块融通)下列有关减数分裂和受精作用的叙述，不正确的是()A.精卵识别与融合过程，体现了细胞膜具有流动性B.减数分裂使精子和卵细胞的染色体数目减半C.基因重组和受精作用共同维持了物种的稳定与进化D.受精卵细胞核与细胞质中的DNA均等来自父母双方◎破题路径根据染色体的形态判断配子来源◎能力要语受精卵中的遗传物质来源(1)受精卵中的染色体(含有细胞核基因)一半来自父方，一半来自母方。(2)受精卵中的遗传物质DNA(包括细胞核基因和细胞质基因)来自母方多一点，因为受精卵中的细胞质几乎全部由卵细胞提供，卵细胞细胞质的线粒体中也含有少量的遗传物质DNA(细胞质基因)。[典例4]解析：选B。若A/a或B/b随非姐妹染色单体交换而交换，则会产生4种基因型的精子，A错误，B正确；若A/a和B/b均随非姐妹染色单体交换而交换，则会产生2种或4种基因型的精子，C、D错误。[典例5]解析：选D。精卵融合是膜流动性的典型例证，A正确；减数分裂的核心结果是产生染色体数目减半的配子，B正确；基因重组提供变异，受精作用恢复染色体数目，二者共同保障了物种在延续中的稳定与进化，C正确；受精卵的细胞核DNA父母各半，但细胞质DNA(如线粒体DNA)几乎全部来自卵细胞，D错误。1.(原创＋跨模块融通)研究人员利用染色体核型分析技术，对某二倍体动物(2n＝16)精原细胞分裂过程进行追踪，获得了A、B、C三种分裂期细胞的关键数据(如表)。结合生态与进化背景分析，下列叙述正确的是()细胞染色体数同源染色体对数染色体组数A1682B1602C32164A.细胞A所处时期，细胞核正在进行活跃的转录，为减数分裂Ⅰ同源染色体的分离直接供能B.细胞B中无同源染色体，其分裂产生的精细胞若参与受精，将破坏后代染色体数目的稳定性C.细胞C所处时期，着丝粒分裂导致的染色体数目加倍，为种群内染色体数目变异提供了来源D.从种群基因库的视角看，细胞A中同源染色体的联会与片段交换，是创造新基因的根本途径解析：选C。细胞A处于分裂期，染色体高度螺旋化，转录活动基本停止，同源染色体分离所需的能量主要来自间期合成的ATP，A错误；细胞B(减数分裂Ⅱ后期)分裂产生的是正常的单倍体精细胞(染色体数为8)，由它参与受精，形成的受精卵染色体数目可恢复为2n＝16，维持了后代染色体数目的稳定性，B错误；细胞C处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，若此过程发生差错(如纺锤体功能异常)，可能导致染色体分配不均，产生染色体数目异常的细胞，为自然选择提供原材料，C正确；细胞A中同源染色体联会时的互换，实现的是现有基因的重新组合，可以产生新的基因型，但并不能创造出新的基因，新基因产生的根本途径是基因突变，D错误。2.(跨模块融通)果蝇(2N＝8)的某一个精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常，现分别检测了其分裂进行至T1、T2、T3时期的三个细胞中染色体、核DNA分子、染色单体的数量，结果如图。下列叙述正确的是()A.①③分别表示核DNA分子、染色体的数量B.该异常发生在MⅡ期C.T3时期的细胞中Y染色体的数量可能为0、1、2D.最终形成的4个精细胞染色体数均异常解析：选D。分析题图，根据T3时期②的数量为0，故可判断出②表示染色单体，结合T1时期①∶②∶③＝1∶2∶2，可知①表示染色体，③表示核DNA，A错误；T2时期染色体数目为5条，染色单体和核DNA分子的数量均为10，说明有一对同源染色体未分开，处于减数分裂Ⅱ前期、中期，故该异常发生在减数分裂Ⅰ，B错误；T3时期没有②染色单体，染色体和核DNA分子含量均为5，应该是减数分裂结束后形成的精细胞，Y染色体的数量可能为0、1，C错误；果蝇(2N＝8)正常体细胞中含有8条染色体，但由于T2时期①②③的数量分别是5、10、10，说明减数分裂Ⅰ后期出现了异常，一对同源染色体移动到了一个次级精母细胞中去，产生了染色体数为3和5的两个次级精母细胞，它们进行正常的减数分裂Ⅱ，最终形成的4个精子的染色体数分别是3、3、5、5，没有一个精子的染色体数是正常的，D正确。精练18减数分裂和受精作用(选择题每题5分，非选择题每题15分)【基础过关练】考点1减数分裂与配子的形成1.下列关于四分体的叙述，正确的是()A.有丝分裂和减数分裂过程中都会出现四分体B.一个四分体中含有四条染色体和四个DNA分子C.次级精母细胞中的四分体数是初级精母细胞中的1/2D.人的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可形成23个四分体解析：选D。有丝分裂过程中不会出现四分体，A错误；一个四分体中有两条染色体和四个DNA分子，B错误；次级精母细胞中不含四分体，C错误。2.下列有关哺乳动物精子与卵细胞形成过程的叙述，正确的是()A.在分裂后期细胞质的分裂都是均等的B.都有同源染色体的分离和着丝粒分裂C.染色体都在减数分裂Ⅰ后期加倍后再平均分配到子细胞中D.精原细胞、卵原细胞是通过减数分裂产生的解析：选B。卵细胞形成过程中存在两次不均等分裂，A错误；精子和卵细胞的形成过程中都有同源染色体的分离(减数分裂Ⅰ后期)和染色体着丝粒的分裂(减数分裂Ⅱ后期)，B正确；染色体只在减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂而加倍，之后再平均分配到子细胞中，而在减数分裂Ⅰ后期，染色体数目不变，C错误；精原细胞、卵原细胞是通过有丝分裂产生的，D错误。3.(2025·江苏盐城高三期中)某实验室在观察二倍体哺乳动物细胞分裂时，用红、蓝荧光(分别用灰、白颜色表示)分别标记同源染色体的着丝粒(不同形状代表不同的同源染色体)，后在荧光显微镜下观察到图示现象。下列相关叙述正确的是()A.该细胞中一定有姐妹染色单体B.该细胞不可能为精原细胞C.该细胞进入下一个时期，细胞中只有8个荧光点D.该细胞的子细胞中染色体的形态只有4种解析：选A。细胞中含有8个荧光点，说明具有8条、4对同源染色体，且不是所有相同形状的点都排到一起，说明该细胞处于有丝分裂中期，该时期一定有姐妹染色单体，A正确；精原细胞可进行减数分裂，也可进行有丝分裂，即该细胞可能是精原细胞，B错误；该细胞进入下一个时期(有丝分裂后期)，细胞中有2×8＝16个荧光点，C错误；若该动物为雄性，则该细胞的子细胞中染色体的形态有5种，即3种常染色体＋X＋Y，D错误。4.下图为某二倍体生物一个细胞分裂时期的示意图。下列判断正确的是()A.此细胞处于减数分裂Ⅰ的中期B.此细胞形成的配子中含有4条染色体C.此时期发生非同源染色体的自由组合D.该细胞最终产生2种、4个成熟的生殖细胞解析：选A。由题图可知，此时期同源染色体排列在赤道板两侧，可推出此细胞处于减数分裂Ⅰ中期，而非同源染色体的自由组合发生于减数分裂Ⅰ后期，A正确，C错误；由题图可知，该细胞含有4条染色体，故由其形成的配子中含有2条染色体，B错误；由题干信息不能确定此生物的性别，若该细胞是初级卵母细胞，则最终产生1种、1个卵细胞，若是初级精母细胞，则最终产生2种、4个精子，D错误。5.下图是某哺乳动物卵原细胞经减数分裂形成卵细胞和极体的示意图。下列叙述错误的是()A.细胞①经过两次不均等分裂产生了一个卵细胞和两个极体B.细胞②染色体的行为使等位基因的分离可发生在减数分裂ⅡC.产生的卵细胞和第二极体的基因型分别为Ab和ABD.该生物体产生的卵细胞的基因型有四种且数量相等解析：选D。细胞①为卵原细胞，据图可知，经过两次不均等分裂产生了一个卵细胞和两个极体，A正确；细胞②处于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体发生了互换，这使得等位基因的分离不仅可以发生在减数分裂Ⅰ后期，还可以发生在减数分裂Ⅱ后期(着丝粒分裂时)，B正确；据图中基因在染色体上的位置分析及减数分裂过程分析，可得出产生的卵细胞基因型为Ab，第二极体基因型为AB，C正确；该卵原细胞的基因型为AaBb，正常情况下，一个卵原细胞只能产生一种基因型的卵细胞，即使发生互换，也不会产生四种数量相等的卵细胞，D错误。考点2配子的多样性与受精作用6.进行有性生殖的生物其后代具有多样性的原因不包括()A.减数分裂Ⅰ过程中非同源染色体发生自由组合B.减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体分开移到细胞两极C.受精过程中精子与卵细胞的结合具有随机性D.减数分裂Ⅰ过程中四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间互换相应片段解析：选B。减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开移到细胞两极，其产生的两个相应细胞所含染色体(实质是DNA)相同，与进行有性生殖的生物其后代具有多样性无关。7.下图为蝗虫的有性生殖过程。下列相关叙述错误的是()A.雌雄蝗虫产生生殖细胞的场所分别在卵巢和睾丸B.细胞质均等分裂的现象会出现在过程Ⅰ中C.过程Ⅱ形成的受精卵中的细胞质主要来自卵细胞D.亲子代之间的染色体数目和DNA数目均保持恒定解析：选D。过程Ⅰ是产生卵细胞的过程，在减数分裂Ⅱ后期极体会发生细胞质的均等分裂，B正确；亲子代之间的染色体数目和核DNA数目保持相对稳定，但细胞质DNA不均匀分配，不一定稳定遗传，D错误。【能力提升练】8.(2025·安徽芜湖模拟)某学习小组建立了某雄性昆虫(2n＝6)减数分裂中染色体变化的模型。下列叙述错误的是()A.建立减数分裂中染色体变化的模型采用了物理模型构建法B.模型制作时需制作3对同源染色体，用3种颜色的橡皮泥C.若不考虑减数分裂四分体时期非姐妹染色单体的互换，可以模拟制作出8种精细胞D.若发生了四分体时期非姐妹染色单体的互换，减数分裂Ⅰ所有子细胞都存在2种颜色的染色体解析：选B。物理模型构建法是一种常用的科学研究方法，可以直观地观察和理解复杂的生物过程，建立减数分裂中染色体变化的模型采用了物理模型构建法，A正确；该昆虫(2n＝6)含有3对同源染色体，制作模型时应该用2种颜色的橡皮泥表示来自父方和母方的染色体，而不是3种颜色，B错误；不考虑减数分裂四分体时期非姐妹染色单体的互换，由于该昆虫含有3对同源染色体，根据基因的自由组合定律，减数分裂形成配子时，非同源染色体自由组合，可形成23＝8种精细胞，C正确；若发生了四分体时期非姐妹染色单体的互换，导致同源染色体上有来自另一条同源染色体的片段，导致减数分裂Ⅰ所有子细胞都存在2种颜色的染色体，D正确。9.图1为某动物减数分裂部分时期的模式图，该过程中核DNA数目、染色体数量与染色单体数目关系如图2所示。下列相关叙述正确的是()A.图1中a细胞可对应图2中的乙B.图1中b细胞中染色体数、DNA数均为4C.减数分裂Ⅰ前期对应图2甲，此时期会出现四分体D.图2丙中存在同源染色体解析：选C。图1中a细胞内同源染色体排列在赤道板两侧，为减数分裂Ⅰ中期，此时细胞内的染色体数与体细胞相同，含有染色单体，对应图2中的甲，A错误；图1中b细胞内没有同源染色体，着丝粒断裂，为减数分裂Ⅱ后期，细胞内含有4条染色体、4个核DNA，由于该细胞内还存在细胞质DNA，因此细胞内DNA数大于4，B错误；减数分裂Ⅰ前期细胞内的染色体数与体细胞相同，含有染色单体，对应图2中甲，此时期同源染色体联会可形成四分体，C正确；图2丙中染色体数与体细胞相同，没有染色单体，可表示减数分裂Ⅱ后期，此时细胞内没有同源染色体，D错误。10.(2025·苏北四市一模)芦笋(2n＝20)通常为雌雄异株，少数XY个体可以形成两性完全花，引起自花或异花传粉，且超雄株(YY)可育。下图为超雄株花粉母细胞减数分裂部分图像。下列叙述正确的是()A.细胞分裂顺序为d→a→b→c→eB.XY个体自花传粉子代的性染色体组成有3种C.图a细胞DNA含量是图c每个细胞DNA含量的2倍D.图b细胞有20条染色体，11种形态解析：选B。根据减数分裂过程，图d为减数分裂Ⅰ前的间期，图a为减数分裂Ⅰ中期，图b为减数分裂Ⅰ后期，图c为减数分裂Ⅱ后期，图e为减数分裂Ⅱ中期，所以细胞分裂顺序为d→a→b→e→c，A错误。XY个体自花传粉，子代的性染色体组成有XX、XY、YY三种，B正确。图a细胞处于减数分裂Ⅰ中期，核DNA含量为体细胞的2倍，即40个；图c细胞处于减数分裂Ⅱ后期，核DNA含量与体细胞相同，即20个，但细胞质DNA的含量不是简单的倍数关系，C错误。图b细胞处于减数分裂Ⅰ后期，染色体数目与体细胞相同，为20条，题图为超雄株花粉母细胞减数分裂部分图像，其性染色体为YY，所以图b染色体形态有9种常染色体形态和1种Y染色体形态，共10种形态，D错误。11.蜜蜂群体中蜂王和工蜂为二倍体(2n＝32)，雄蜂由卵细胞直接发育而来。下图为雄蜂产生精子的过程中染色体行为变化示意图(染色体未全部呈现)，下列相关叙述正确的是()A.雄蜂和蜂王在形成成熟的生殖细胞过程中都存在同源染色体的分离B.雄蜂有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期细胞中都含有32条染色体C.雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生4个正常的精子D.雄蜂产生精子时非同源染色体的自由组合提高了精子中染色体组成的多样性解析：选B。雄蜂是单倍体，没有同源染色体，减数分裂过程中不存在同源染色体的分离，A错误；雄蜂的减数分裂机制能保证1个精原细胞产生1个正常的精子，C错误；雄蜂不含同源染色体，产生精子的过程中不会发生同源染色体分离和非同源染色体的自由组合，D错误。12.图1表示用不同颜色的荧光标记某雄性动物(2n＝8)中两条染色体的着丝粒(分别用“”和“”表示)，在荧光显微镜下观察到它们的移动路径如箭头所示；图2表示细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化图；图3表示减数分裂过程中细胞核内染色体数变化图；图4为减数分裂过程(甲～丁)中的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的数量关系图；图5表示某哺乳动物的基因型为AaBb，某个卵原细胞进行减数分裂的过程，不考虑染色体互换，①②③代表相关过程，Ⅰ～Ⅳ表示细胞。回答下列问题：(1)图1中①→②过程发生在期，细胞中③→④过程每条染色体的DNA含量相当于图2中段的变化。(2)图2中A1B1段上升的原因是细胞内发生，若图2和图3表示同一个细胞分裂过程，则图2中发生C1D1段变化的原因与图3中段的变化原因相同。(3)非同源染色体的自由组合发生在图4的(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)时期；基因的分离发生在图5中的(填序号)过程中。(4)图5中细胞Ⅱ的名称为。细胞Ⅲ的基因型是aaBB，则细胞Ⅳ的基因型是。(5)若细胞Ⅳ的基因型为ABb，则原因可能是。卵细胞Ⅳ与基因型为ab的精子形成的受精卵发育为雄性个体，且该雄性个体减数分裂时同源染色体中的两条分别移向细胞两极，另一条随机移动，则其产生基因型为abb的配子的概率是。解析：(1)图1中①→②过程出现同源染色体联会，发生在减数分裂Ⅰ前期。细胞中③→④为同源染色体分离，发生在减数分裂Ⅰ后期，此时每条染色体上含有2个DNA分子，对应图2中B1C1段的变化。(2)A1B1段发生DNA的复制，每条染色体上的DNA数目加倍。图3为减数分裂，则图2减数分裂中C1D1表示减数分裂Ⅱ后期着丝粒断裂，与图3中D2E2段变化相同。(3)非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，对应图4中的甲时期。基因的分离定律发生在减数分裂Ⅰ后期，对应图5中的①过程。(4)图5中细胞Ⅱ的名称为次级卵母细胞。若细胞Ⅲ的基因型是aaBB，则细胞Ⅱ的基因型是AAbb，则细胞Ⅳ的基因型是Ab。(5)若细胞Ⅳ的基因型为ABb，存在等位基因，则最可能的原因是减数分裂Ⅰ后期，含有B、b这对等位基因的同源染色体没有分离。卵细胞Ⅳ与基因型为ab的精子形成的受精卵的基因型为AaBbb，减数分裂产生a的概率为1/2，产生bb的概率为1/6，则产生基因型为abb的配子的概率是1/2×1/6＝1/12。答案：(1)减数分裂Ⅰ前B1C1(2)DNA的复制D2E2(3)甲①(4)次级卵母细胞Ab(5)减数分裂Ⅰ后期，含有B、b的同源染色体没有分开，移向了细胞的同一极1/12微专题5减数分裂与可遗传变异的关系[微点精讲]1.减数分裂与基因突变在减数分裂前的间期，DNA分子复制过程中，若复制出现差错，则可能会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代。具体过程如下图所示：[注意]基因突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可能发生隐性突变，也可能发生显性突变，通过突变产生等位基因。2.减数分裂与基因重组(1)非同源染色体上的非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数分裂Ⅰ后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合，如下图所示。(2)同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换导致基因重组。在减数分裂Ⅰ四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换而导致基因重组，如下图所示。3.减数分裂与染色体变异(1)若减数分裂Ⅰ异常，减数分裂Ⅱ正常，则所形成的配子全部不正常，如下图所示：(2)若减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ中一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常，如下图所示：(3)推理XXY与XYY异常个体成因①XXY成因：②XYY成因：父方减数分裂Ⅱ异常，即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞(与正常卵细胞结合)。[考点剖析]考点1减数分裂与基因突变[典例1](2024·江西卷)与减数分裂相关的某些基因发生突变，会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据表中各基因突变后引起的效应，判断它们影响减数分裂的先后顺序是()基因突变效应M影响联会配对O影响姐妹染色单体分离P影响着丝粒与纺锤丝结合W影响同源染色体分离A.M－P－O－WB.M－P－W－OC.P－M－O－WD.P－M－W－O解析：选B。联会配对发生在减数分裂Ⅰ前期，姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒与纺锤丝结合发生在减数分裂Ⅰ中期和减数分裂Ⅱ中期，同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期。故各基因突变影响减数分裂的先后顺序是M－P－W－O。考点2减数分裂与基因重组[典例2]下图表示某细胞进行减数分裂时发生的染色体行为。下列叙述错误的是()A.发生的时期是减数分裂Ⅰ前期B.雌果蝇体内可能发生这种变化C.等位基因A与a的分离发生在减数分裂ⅡD.该细胞分裂完成后可产生4种基因型的子细胞解析：选C。据题图可知，该细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，该行为发生在减数分裂Ⅰ前期，A正确；雌雄果蝇都能进行减数分裂，图示染色体行为可发生在雄果蝇体内，也可发生在雌果蝇体内，B正确；含A、a的染色体片段未发生互换，因此等位基因A与a的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，C错误；发生图示染色体行为的细胞可产生AB、Ab、aB、ab共4种基因型的子细胞，D正确。考点3减数分裂与染色体变异[典例3](2024·广东卷)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg