课时1 减数分裂

同源染色体形状和大小不一定相同，如 $ \mathrm{X} $ 染色体和 $ \mathrm{Y} $ 染色体， $ \mathrm{A} $ 错误；在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，同源染色体的联会发生在减数第一次分裂的前期， $ \mathrm{B} $ 错误；联会时，每条染色体上含有2条染色单体，联会后的每对同源染色体含有4条染色单体，叫作四分体， $ \mathrm{C} $ 正确；减数分裂是进行有性生殖的生物，由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中进行的染色体数目减半的细胞分裂， $ \mathrm{D} $ 错误。

一个四分体含有2条同源染色体，4条染色单体，4个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子， $ \mathrm{A} $ 错误； $ \mathrm{a} $ 和 $ \mathrm{a}\prime $ 属于姐妹染色单体， $ \mathrm{a} $ 和 $ \mathrm{b} $ 是位于同源染色体上的非姐妹染色单体， $ \mathrm{B} $ 错误；正常的生物细胞中通常都有同源染色体，如动物的体细胞， $ \mathrm{C} $ 错误；四分体的染色体互换是指同源染色体的非姐妹染色单体发生缠绕并交换片段，发生在减数分裂Ⅰ前期， $ \mathrm{D} $ 正确。

由题意及题图可知，细胞③中染色体数目为10，核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数目为20；细胞⑤中染色体数目和核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数目均为20， $ \mathrm{A} $ 错误。细胞②处于减数分裂Ⅱ中期，为次级精母细胞， $ \mathrm{B} $ 正确。细胞④和细胞⑤中染色体数目与细胞①中相同，都为20， $ \mathrm{C} $ 错误。若细胞①中有一对同源染色体没有分离，移向了同一极，那么形成的四个花粉粒中染色体数目分别为11、11、9、9，即四个花粉粒中染色体数目都异常， $ \mathrm{D} $ 错误。

同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，图中 $ \mathrm{a}\sim \mathrm{c} $ 为减数分裂前的间期， $ \mathrm{A} $ 错误；染色体数目短时间加倍应当位于 $ \mathrm{f} $ 点前的减数第二次分裂后期， $ \mathrm{B} $ 错误；等位基因分离发生在 $ \mathrm{e} $ 点前的减数第一次分裂后期，染色体的着丝粒分裂发生在 $ \mathrm{f} $ 点前的减数第二次分裂后期， $ \mathrm{C} $ 错误；由题图解读可知， $ \mathrm{a}\sim \mathrm{c} $ 表示减数分裂前的间期， $ \mathrm{c}\sim \mathrm{f} $ 表示减数分裂期， $ \mathrm{f}\sim \mathrm{g} $ 是精子形成的变形期， $ \mathrm{D} $ 正确。

分析题图可知，①为染色体，②为染色单体，③为核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子。Ⅰ中没有染色单体，染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数 $ =1:1 $ ；Ⅳ中没有染色单体，染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数 $ =1:1 $ ，且 $ Ⅳ $ 中染色体数是Ⅰ中的一半，由此可知该过程表示精原细胞进行的减数分裂， $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 正确。Ⅰ 中没有染色单体，染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数 $ =1:1 $ ，且染色体数目与体细胞的相同，可代表精原细胞，此时细胞中含有8条染色体、4对同源染色体；Ⅰ也可代表减数分裂Ⅱ后期和末期，此时细胞中含有8条染色体，无同源染色体， $ \mathrm{C} $ 正确。染色体互换发生在四分体时期，应属于Ⅱ所处阶段， $ \mathrm{D} $ 错误。

（1） 细胞④同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，此时细胞质均等分裂，故该动物为雄性。

（2） 细胞①中同源染色体两两配对的现象叫作联会，发生在减数分裂Ⅰ前期；细胞②中没有同源染色体，且姐妹染色单体分离，处于减数分裂Ⅱ后期，为次级精母细胞；细胞③有同源染色体，着丝粒排列在细胞中央，故处于有丝分裂中期。

（3） 细胞②正在进行减数分裂Ⅱ，不含有同源染色体，而细胞①③④⑤均含有同源染色体。

（4） 细胞④中同源染色体分离，并分别移向细胞两极，处于减数分裂Ⅰ后期，此时期染色体的主要行为是同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

一个精原细胞最终形成4个精子，一个卵原细胞经过减数分裂后形成1个卵细胞、3个极体， $ \mathrm{A} $ 正确；精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化相同， $ \mathrm{B} $ 正确；精细胞要经过复杂的变形才能成为精子，而卵细胞的形成不需要变形， $ \mathrm{C} $ 正确；精子形成过程中细胞质均分，卵细胞形成过程中并非没有细胞质的均分，如减数分裂Ⅰ形成的极体分裂为两个极体时细胞质均等分裂， $ \mathrm{D} $ 错误。

观察细胞的减数分裂实验时选择蝗虫作为实验材料的优点是其细胞中染色体较大且数目相对较少、材料易得， $ \mathrm{A} $ 正确；精原细胞既可进行有丝分裂，也可进行减数分裂，因此用蝗虫的精巢做实验，视野中可能看到处于有丝分裂时期的细胞， $ \mathrm{B} $ 错误；蝗虫精母细胞减数分裂固定装片中的细胞都是死细胞，不能观察到减数分裂的动态过程， $ \mathrm{C} $ 错误；在低倍镜下能够观察到细胞的典型分裂相，能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子， $ \mathrm{D} $ 错误。

题图细胞中无姐妹染色单体，染色体数目为10条，多数染色体没有同源染色体，最有可能处于减数第二次分裂后期， $ \mathrm{A} $ 错误；正常情况下，此时该细胞中无同源染色体，由于减数第一次分裂后期一对同源染色体未正常分离而移向同一极，导致其含有同源染色体，故与该细胞来自同一母细胞的另一个细胞的染色体数目很可能少于同时期的正常细胞， $ \mathrm{B} $ 正确， $ \mathrm{C} $ 错误；由于该细胞来自雄性动物，为次级精母细胞，故与该细胞来自同一细胞的另一个细胞不可能进行不均等分裂， $ \mathrm{D} $ 错误。

同源染色体在减数分裂Ⅰ后期会分离，图示两条染色体为同源染色体，通常不会出现在同一次级精（卵）母细胞中， $ \mathrm{B} $ 错误。

图中两个精细胞的遗传物质组合在一起可以包含父方和母方的所有遗传物质，故这两个精细胞可能来源于同一个初级精母细胞，即可能来源于一个精原细胞， $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{C} $ 正确；来自同一个次级精母细胞的两个精子通常是完全相同的，因此图中两个精细胞不可能来自一个次级精母细胞， $ \mathrm{B} $ 错误；两个初级精母细胞可能形成4种不同的精细胞，因此图中两个精细胞可能来自两个初级精母细胞， $ \mathrm{D} $ 正确。

图甲细胞中散布着5个较大的荧光点，说明同源染色体联会，表示减数第一次分裂前期；图丙中染色体分为两组，每组有5条染色体，且位于细胞中央,说明图丙中细胞处于减数第二次分裂中期， $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 错误。图乙细胞中含有5个较大的荧光点且位于细胞中央，说明5个四分体排列在赤道板附近，处于减数第一次分裂中期， $ \mathrm{C} $ 错误。图甲中细胞处于减数第一次分裂前期，图乙中细胞处于减数第一次分裂中期，图丙细胞处于减数第二次分裂中期，图丁表示减数第二次分裂后期或末期，故图中细胞分裂时期的排列顺序为甲 $ \to $ 乙 $ \to $ 丙 $ \to $ 丁， $ \mathrm{D} $ 正确。

依据图示中荧光点的分布可知，该细胞中三对同源染色体整齐地排列在细胞中央的赤道板附近，处于减数第一次分裂中期，即该时期细胞中含有3个四分体、6条染色体， $ \mathrm{A} $ 正确。该细胞为初级卵母细胞，减数第一次分裂中含有2个圆形的点，减数第一次分裂发生同源染色体分离，形成的2个细胞中各有一个圆形的点，在减数第二次分裂后期，一个圆形的点（即着丝粒）分裂，每个细胞中会出现2个圆形的点，因此该细胞在该分裂过程中每个细胞最多出现2个圆形的点， $ \mathrm{B} $ 正确。一个初级卵母细胞分裂完成后，只能产生1个卵细胞， $ \mathrm{C} $ 正确。当该动物的细胞处于有丝分裂后期时，着丝粒分裂，红色荧光和蓝色荧光数最多都为6，此时细胞中染色体为12条；当该动物的细胞处于减数分裂Ⅱ后期时，着丝粒分裂，红色荧光或蓝色荧光数最多也为6，此时细胞中染色体数为6条， $ \mathrm{D} $ 错误。

（1） 图甲中曲线表示数量最多可为 $ 4n $ ，最少可为 $ n $ ，且变化是瞬间倍增或者减半，故该曲线表示染色体数目变化； $ \mathrm{b} $ 是雄性动物在减数分裂过程中的细胞图像，细胞内没有同源染色体，所以是次级精母细胞，其子细胞是精细胞。

（2） 图甲 $ \mathrm{a} $ 细胞含有2对同源染色体，含有染色单体，所以染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数∶染色单体数 $ =1:2:2 $ 。

（3） 图乙 $ \mathrm{A}\mathrm{B} $ 段细胞中每条染色体上 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量由1变为2，处于分裂间期的 $ \mathrm{S} $ 期，发生了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的复制； $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ 段每条染色体上的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数目减半，是因为发生了着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。

（4） 图乙 $ \mathrm{B}\mathrm{C} $ 段每条染色体上 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量为2，说明存在姐妹染色单体，图甲中细胞 $ \mathrm{a} $ 、 $ \mathrm{c} $ 、 $ \mathrm{d} $ 均具有该特点。

（1） 图甲 $ \mathrm{A} $ 细胞含有同源染色体，染色体数量为体细胞的2倍，为有丝分裂后期。与动物细胞有丝分裂相关的细胞器有线粒体、核糖体、中心体等，线粒体为分裂提供能量，核糖体与蛋白质的合成相关，中心体发出星射线形成纺锤体。

（2） 图甲表示某雄性动物 $ (2n=4) $ 细胞的不同分裂过程，细胞 $ \mathrm{A} $ 中含有同源染色体，无姐妹染色单体，染色体移向细胞两极，处于有丝分裂后期，故①为有丝分裂； ②为减数第一次分裂，得到2个次级精母细胞 $ \mathrm{C} $ 和 $ \mathrm{D} $ 。若 $ \mathrm{C} $ 细胞处于减数第二次分裂前、中期，则细胞中含有2条染色体、4条染色单体；若 $ \mathrm{C} $ 细胞处于减数第二次分裂后、末期，则细胞中含有4条染色体、0条染色单体。由以上分析可知， $ \mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{B} $ 中含同源染色体，减数第一次分裂同源染色体分离，因此 $ \mathrm{C} $ 、 $ \mathrm{D} $ 和 $ \mathrm{E} $ 中均无同源染色体。

（3） 若图乙纵坐标表示细胞内染色体的数目，则 $ \mathrm{c}\mathrm{d} $ 段变化的原因是细胞一分为二，导致细胞内的染色体数目减半。若图乙纵坐标表示每条染色体上的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量，则 $ \mathrm{c}\mathrm{d} $ 段每条染色体上的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 由2变成1，变化的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。若图乙纵坐标表示细胞内同源染色体的对数，由于发生了同源染色体对数的暂时加倍及恢复，故细胞进行的是有丝分裂。

（4） 结合图丙中染色体形态可知，初级精母细胞在减数第一次分裂时发生了染色体互换，由同一个次级精母细胞产生的另一精细胞的染色体组成为③，另一个次级精母细胞产生的精细胞的染色体组成可为①，故图丁中与图丙精细胞来自同一个精原细胞的是①③。

由题干信息可知，子囊孢子的大小受一对等位基因 $ \mathrm{R} $ 、 $ \mathrm{r} $ 控制，故子囊母细胞中， $ \mathrm{R} $ 、 $ \mathrm{r} $ 的遗传遵循基因的分离定律， $ \mathrm{A} $ 正确；若 $ \mathrm{R} $ 、 $ \mathrm{r} $ 基因所在的染色体片段发生互换，则 $ \mathrm{b} $ 中两个细胞的基因组成均为 $ \mathrm{R}\mathrm{r} $ ，则其分裂产生的 $ \mathrm{c} $ 中四个细胞排列情况可能为：

由于从上到下每两个相邻的子囊孢子由同一细胞有丝分裂产生，故性状相同，即8个子囊孢子有4种排列情况，分别为大大小小大大小小、大大小小小小大大、小小大大大大小小、小小大大小小大大， $ \mathrm{D} $ 错误。