学年人教版减数分裂中染色体DNA等数目的变化规律及细胞图像识别教案.docx

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学年人教版减数分裂中染色体DNA等数目的变化规律及细胞图像识别教案

微专题三　减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律及细胞图像识别

一、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律

1．减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA含量的变化（假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c）。

细胞分裂图像

分裂次数

分裂时期

染色体数

核DNA数

染色单体数

减数第一次分裂

间期

2c→4c

0→4n

前期

中期

后期

末期

2n→n

4c→2c

4n→2n

减数第二次分裂

前期

中期

后期

末期

2n→n

2c→c

2.减数分裂过程中染色体数和核DNA含量的变化曲线

（1）在间期DNA复制之前（AB段和ab段）和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后（FH和fh段），染色体数∶核DNA数＝1∶1。

（2）在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前（CF和cf段），染色体数∶核DNA数＝1∶2。

（3）各关键点变化的原因

BC段——DNA复制；

DE（de）段——同源染色体分离后平均分配到子细胞中；

ff′段——着丝点分裂，姐妹染色单体分开；

H（h）点——染色体平均分配到两个子细胞中。

3．减数分裂过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图（以二倍体生物的精子形成过程为例）

（1）次级性母细胞在分裂的前期、中期与后期染色体数目不同，但DNA数目相同。

（2）减数第二次分裂后期，细胞中染色体数目和核DNA数目相等，且染色体数目与正常体细胞中染色体数目相等。

（3）染色体数目为2n的生物减数分裂过程中染色体数目最多为2n，而有丝分裂过程中染色体数目最多可为4n。

例1　（2018·湖北孝感七校联考）下图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化曲线，下列相关说法不正确的是（　　）

A．AE段表示有丝分裂，FL段表示减数分裂

B．CD段和GH段染色体数目都相等

C．GH段都存在染色单体

D．最终形成的精细胞中，染色体数和核DNA分子数都是体细胞的一半

答案　B

解析　分析曲线变化可知，AE段核DNA分子数一次加倍、一次减半，应表示有丝分裂；FL段核DNA分子数一次加倍，连续两次减半，应表示减数分裂，A正确；CD段包括有丝分裂前、中、后、末期，细胞内染色体数量为8条或16条，GH段为减数第一次分裂，细胞内染色体数目为8条，存在染色单体，B错误、C正确；最终形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半，D正确。

例2　如图分别表示对几种生物体（二倍体）内正在进行分裂的细胞进行观察的结果，下列有关假设和推论正确的是（　　）

A．若图甲表示有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板

B．若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则着丝点分裂可发生在这一阶段

C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段

D．若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则f组细胞中可能出现四分体

答案　C

解析　赤道板只是一个空间位置，不是真实存在的细胞结构，不会出现在细胞分裂过程中，A错误；图乙中有染色单体，图乙不可能表示有丝分裂后期，因此不可能发生着丝点分裂，B错误；若图乙表示减数分裂过程某阶段，则为间期（染色体复制完成后）和减数第一次分裂过程，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，C正确；若图丙表示果蝇精巢内的几种细胞，f组细胞可能处于有丝分裂后期或末期，不可能出现四分体，D错误。

二、细胞分裂图像的识别

1．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较（以二倍体生物为例）

项目

有丝分裂

减数第一次分裂

减数第二次分裂

前期

染色体散乱分布、有同源染色体

同源染色体联会，出现四分体

染色体散乱分布，无同源染色体

①与②的主要区别在于同源染色体的排列方式不同，①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

中期

着丝点排列在赤道板上，有同源染色体

成对同源染色体排列在赤道板上

染色体着丝点排列在赤道板上，无同源染色体

①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同，①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

后期

着丝点分裂，有同源染色体

同源染色体分离

着丝点分裂，无同源染色体

①与②比较：

①中染色单体分离，②中同源染色体分离。

①与③比较：

①中有同源染色体，③中无同源染色体。

②与①、③比较：

②中有染色单体，①③中无染色单体

2.有丝分裂、减数分裂的图像识别方法（以二倍体生物为例）

例3　（2018·四川成都校级月考）如图是同一动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是（　　）

A．具有同源染色体的细胞只有②和③

B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞

C．③所示分裂过程中不可能有同源染色体的联会

D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③

答案　C

解析　①处于有丝分裂后期，②处于减数第一次分裂中期，③处于有丝分裂中期，④处于减数第二次分裂后期。

具有同源染色体的细胞有①②③，A错误；睾丸中既可发生有丝分裂，也可发生减数分裂，B错误；有丝分裂中期不可能有同源染色体的联会，C正确；②③中有8条染色单体，①④中没有染色单体，D错误。

例4　下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系图，其中错误有（　　）

A．0处B．1处C．2处D．4处

答案　C

解析　①处为有丝分裂前期，同源染色体不联会；③处为减Ⅰ前、中、后期，前期同源染色体联会，中期同源染色体位于赤道板两侧，后期同源染色体分离，因此共2处错误。

1．在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。

下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是（　　）

项目

减数第二次分裂中期

减数第二次分裂后期

染色体/条

染色单体/条

染色体/条

染色单体/条

甲

乙

丙

丁

A.甲B．乙C．丙D．丁

答案　B

解析　在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色单体分开成为子染色体，染色体数目加倍，此时细胞内染色体为40条，说明其正常体细胞内染色体为20条，减数第一次分裂产生的子细胞染色体数目减半，即10条染色体，减数第二次分裂前期和中期的细胞染色体都是10条，此时每条染色体都有两条姐妹染色单体，即20条染色单体；而减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成两条子染色体，故染色体数目加倍（20条），但染色单体消失（0条）。

2．如图所示为人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化曲线。

下列有关叙述中，正确的是（　　）

A．该图若对应减数分裂，则同源染色体的分离和非同源染色体自由组合都发生在cd段某个时期

B．该图若对应减数分裂，则cd时期的细胞都含有23对同源染色体

C．该图若对应有丝分裂，则赤道板和纺锤体都出现在bc段对应的时期

D．该图若对应有丝分裂，则ef时期的细胞都含有染色单体

答案　A

解析　该图若对应减数分裂，则图中cd时期包含减数第一次分裂以及减数第二次分裂的前、中期等，同源染色体的分离和非同源染色体自由组合都发生在减数第一次分裂后期，减数第二次分裂的前、中期的细胞不含同源染色体，A正确、B错误；该图若对应有丝分裂，图中bc时期表示间期DNA复制的时期，赤道板不是客观存在的结构，纺锤体应在前期出现，C错误；该图若对应有丝分裂，图中ef时期表示有丝分裂后期和末期，不存在染色单体，D错误。

3．某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、DNA的知识点，其中不正确的是（　　）

A．次级精母细胞中的DNA分子数和正常体细胞中的DNA分子数相同

B．减数第二次分裂后期，细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数

C．初级精母细胞中的染色体数和DNA分子数相同

D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝点数相同

答案　C

解析　减数分裂过程中，DNA分子复制一次，细胞分裂两次，次级精母细胞中的DNA分子数恢复到与正常体细胞相同；减数第二次分裂后期，染色体数暂时加倍，细胞中染色体数等于正常体细胞中的染色体数；初级精母细胞中的染色体含有染色单体，所以染色体数∶DNA分子数＝1∶2；每条染色体只有一个着丝点，即染色体数与着丝点数相同。

4．（2019·开封高一检测）假定某动物体细胞染色体数目2n＝4，关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述，正确的是（　　）

A．图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥

B．②③④为减数分裂，分别为减数第一次分裂的前、中、后期

C．④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期

D．②为减数第一次分裂四分体时期，④⑤染色体数目暂时加倍

答案　C

解析　②中出现了四分体，故该细胞处于减数第一次分裂前期；③中存在同源染色体，且染色体着丝点排列在赤道板上，处于有丝分裂中期，A、B错误；④中发生分离的同源染色体含有姐妹染色单体，该细胞处于减数第一次分裂后期，染色体数目没有加倍，D错误；⑤中着丝点分裂，复制后的染色体分离，且含有同源染色体，处于有丝分裂后期；⑥中也发生了着丝点的分裂，但没有同源染色体，处于减数第二次分裂后期。

5．（2019·德州模拟）如图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．甲可能是丙的子细胞

B．乙、丙细胞不可能来自同一个体

C．丙为初级卵母细胞或初级精母细胞

D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体

答案　A

解析　甲细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期，丙细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，再结合图中不同来源的染色体使用不同颜色表示可知，甲可能是丙的子细胞，A项正确；乙细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期，乙细胞和丙细胞所代表的生物的染色体数目相同，都是4条，因此乙、丙细胞可能来自同一个体，B项错误；丙细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，为初级精母细胞，C项错误；甲细胞不含同源染色体，D项错误。

6．（2018·四川成都七中期末）如图是某动物精原细胞不同时期的分裂示意图，请据图回答问题：

（1）A细胞经________分裂过程，可形成B细胞，B细胞处在__________________期。

（2）A细胞经________分裂过程，可形成C细胞，C细胞处在__________________期。

（3）A细胞经________分裂过程，可形成D细胞，D细胞处在__________________期。

（4）A细胞经________分裂过程，可形成E细胞，E细胞处在__________________期。

答案　

（1）有丝　有丝分裂后　

（2）减数　减数第二次分裂后　（3）有丝　有丝分裂中　（4）减数　减数第一次分裂中

解析　图中B细胞处于有丝分裂后期，C细胞处于减数第二次分裂后期，D细胞处于有丝分裂中期，E细胞处于减数第一次分裂中期。

1．C1、C2、C3、C4是某动物体的4个细胞，其染色体数分别是n、2n、2n、4n，下列相关叙述错误的是（　　）

A．C2、C3不一定是C4的子细胞

B．C1、C2可能是C4的子细胞

C．C1、C2、C3、C4可能存在于一个器官中

D．C2、C3、C4核DNA分子比值可以是1∶2∶2

答案　B

2．（2018·福建惠南中学期中）下图中能表示人的精原细胞在减数分裂过程中核DNA和染色体数目变化的分别是（　　）

A．①③B．①②C．④③D．④②

答案　C

解析　减数分裂过程中核DNA变化图：

在减数第一次分裂前的间期DNA复制导致核DNA的数量加倍；在减数第一次分裂结束，由于同源染色体的分开，分别到达2个细胞中而减半；在减数第二次分裂的末期，由于形成2个子细胞，核DNA的数量再次减半，符合图中的④曲线。

减数分裂过程中染色体的变化图：

在减数第一次分裂过程中由于没有着丝点分裂，染色体的数目不发生变化，形成2个子细胞后，导致染色体的数目减半；在减数第二次分裂的后期由于着丝点的分裂，导致染色体的数目暂时加倍，在末期形成2个子细胞后而导致染色体的数目减半，符合图中的③曲线。

3．某生物体细胞中染色体数为2n，图中a表示染色体数，b表示染色单体数，c表示核DNA分子数，则能正确表示该生物细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的分别是（　　）

A．①②B．①④C．②③D．②④

答案　D

解析　由题干可知，该生物体细胞中染色体数为2n，有丝分裂后期染色体数暂时加倍，应为4n，染色单体数为0，每条染色体上含1个DNA分子，核DNA分子数也为4n，应为图②；减数第一次分裂结束后产生的次级精母细胞（或次级卵母细胞和第一极体）中染色体数为n，减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体数暂时加倍为2n，染色单体数为0，每条染色体上含1个DNA分子，核DNA分子数为2n，应为图④。

4．二倍体生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。

在甲、乙、丙三图的①～④中均涉及DNA分子数减半，其原因完全相同的是（　　）

A．①②B．①③C．②④D．③④

答案　C

解析　①处下降的原因仅是着丝点分裂；②处DNA数目减半的原因是着丝点分裂，细胞一分为二；③处DNA数目减半的原因是同源染色体分离，细胞一分为二；④处DNA数目减半的原因是着丝点分裂，细胞一分为二。

可见，②④处DNA分子数目减半的原因完全相同。

5.（2019·郑州一中高一质检）某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目（无突变发生），将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图所示。

对图示结果分析不正确的是（　　）

A．乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA的复制

B．丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体上的非等位基因的重新组合

C．乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞也有进行减数分裂的细胞

D．用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞的生成

答案　B

解析　乙组细胞中染色体数目和体细胞染色体数目一致，可能处于分裂间期，有丝分裂前、中期，减数第一次分裂，减数第二次分裂后期和末期，A正确；丙组细胞中的染色体数目是体细胞的两倍，处于有丝分裂后期，不会发生非同源染色体上非等位基因的重新组合，B错误；乙组细胞可以代表有丝分裂前期和中期，也可以代表减数第一次分裂、减数第二次分裂的后期、末期，C正确；用药物阻断DNA复制，则细胞停留在分裂间期，不能继续分裂，所以会减少甲组细胞的生成，D正确。

6．（2019·江苏南通启东中学期末）如图表示人类的卵细胞形成过程中，细胞内染色体数和核DNA分子数在甲、乙、丙、丁四个连续时期的统计数据。

下列相关说法不正确的是（　　）

A．甲时期的细胞表示卵原细胞

B．乙时期会发生同源染色体的分离

C．丙时期染色体的着丝点正在发生分裂

D．有染色单体的时期是乙和丙

答案　C

解析　甲时期的细胞表示卵原细胞，乙时期为减数第一次分裂，丙时期为减数第二次分裂的前期、中期，丁时期的细胞表示卵细胞或第二极体，A项正确；在减数第一次分裂的后期发生同源染色体的分离，B项正确；减数第二次分裂的后期才发生着丝点分裂，C项错误；有染色单体的时期是乙和丙，D项正确。

7．图中横坐标甲、乙、丙、丁表示某种哺乳动物（2n）在有性生殖过程中某些时期的细胞。

图中a、b、c表示各种结构或物质在不同时期的数量变化，可以与图中甲、乙、丙、丁相对应的细胞是（　　）

A．初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子

B．精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞

C．卵原细胞、次级卵母细胞、第一极体、第二极体

D．卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、第一极体

答案　B

解析　由图可知，c的数目可以为0，则c表示染色单体。

当细胞中存在染色单体时，染色单体数目＝核DNA分子数目＝2×染色体数目，则a表示核DNA分子数目，b表示染色体数目。

初级精（卵）母细胞、减Ⅱ前期和中期的次级精（卵）母细胞（或第一极体）中染色体数目∶核DNA分子数目∶染色单体数目＝1∶2∶2，但初级精（卵）母细胞中的染色体数是减Ⅱ前期和中期的次级精（卵）母细胞（或第一极体）中的2倍，故乙、丙对应的细胞分别是初级精（卵）母细胞、减Ⅱ前期和中期的次级精（卵）母细胞（或第一极体）；精（卵）原细胞、处于减Ⅱ后期的次级精（卵）母细胞（或第一极体）中无染色单体，染色体数目和核DNA分子数目相同，精细胞或精子（卵细胞或第二极体）中无染色单体，但染色体数是精（卵）原细胞的一半，故甲、丁分别对应精（卵）原细胞或次级精（卵）母细胞（第一极体）、精细胞或精子（卵细胞或第二极体）。

8．下列有关某雄性动物体各细胞分裂示意图的叙述，正确的是（　　）

A．图①处于减数第一次分裂的中期，细胞内有2对姐妹染色单体

B．图②处于减数第二次分裂的后期，细胞内有2对姐妹染色单体

C．图③处于减数第二次分裂的中期，该动物体细胞中染色体数目恒定为8条

D．四幅图可排序为①③②④，出现在该动物体精子的形成过程中

答案　D

解析　图①表示减数第一次分裂中期，含2对同源染色体；图②表示减数第二次分裂后期，无姐妹染色单体；图③表示减数第二次分裂中期，该动物体细胞内染色体数为4条；此分裂过程出现在该动物体精子的形成过程中。

9．如图所示，图1是某高等动物体内细胞分裂的示意图，图2表示该动物细胞中每条染色体上DNA含量变化的曲线图，下列叙述错误的是（　　）

A．该动物正常体细胞内有4条染色体

B．图1中表示减数分裂的是细胞甲

C．图2中c→d是因为着丝点分裂

D．图1中的细胞乙对应图2中的bc段

答案　D

解析　由于甲细胞处于减数第一次分裂后期，其中含有4条染色体，乙细胞处于有丝分裂后期，其中含有8条染色体，所以该动物正常体细胞内有4条染色体，A正确；图1中表示减数分裂的是细胞甲，表示有丝分裂的是细胞乙，B正确；图2中c→d是因为着丝点的分裂，染色单体分开，每条染色体上只有1个DNA分子，C正确；图1中的细胞乙着丝点分裂，染色单体分开，每条染色体上只有1个DNA分子，对应图2中的de段，D错误。

10．图1所示为某高等动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线，图2是该动物的一个细胞分裂示意图，下列叙述错误的是（　　）

A．CD段含有核DNA分子12个

B．图2细胞对应时期为图1的AB段

C．FG段可发生交叉互换和非同源染色体的自由组合

D．DE段和GH段的变化都是细胞一分为二的结果

答案　B

解析　图2细胞无同源染色体，为减Ⅱ后期图，由此可知该动物体细胞正常染色体数目为6条；图1纵坐标是同源染色体对数，A～F表示的是有丝分裂，CD是有丝分裂后期，染色体数目加倍，核DNA数＝染色体数＝12（个），A正确、B错误；FG段表示减Ⅰ，可发生交叉互换和非同源染色体的自由组合，C正确；DE段和GH段的变化都是细胞一分为二的结果，D正确。

11．如图，图1表示某动物细胞（2n＝4）处于不同分裂时期的图像；图2中①～④表示该动物有性生殖时细胞分裂的不同时期，其中a、b、c分别表示某时期一个细胞中三种物质或结构的相对数量。

下列说法中错误的是（　　）

A．图1中甲、丁细胞染色体数目不同而核DNA数目相同

B．该动物性腺中存在图1所示的所有细胞分裂方式

C．图2中处于③时期的细胞为次级卵母细胞或极体

D．图2中②对应的时期包含了图1中的丙

答案　C

解析　图1中甲、丁细胞染色体数目不同，而核DNA数目相同，A正确；该动物性腺中存在图1所示的所有细胞分裂方式，即精原细胞可以通过有丝分裂增加细胞数目，也可以通过减数分裂产生精细胞，B正确；图2中处于③时期的细胞为次级精母细胞，C错误；图2中②一条染色体上含有两个DNA分子，对应的时期包含了图1中的丙，D正确。

12．如图为某动物体内细胞分裂的一组图像，则有关叙述正确的是（　　）

A．上述①②③细胞中染色体数与核DNA数之比都为1∶2

B．细胞①②③⑤产生的子细胞中均有同源染色体

C．上图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①

D．④细胞分裂前一阶段，细胞中染色体数与核DNA分子数目之比为1∶2

答案　D

解析　①细胞中着丝点已经分裂，染色体数与核DNA数之比为1∶1，A错误；细胞②处于减数第一次分裂后期，发生同源染色体的分离，其产生的子细胞中不含同源染色体，B错误；图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是⑤→③→①，C错误；④细胞处于减数第二次分裂后期，前一阶段（中期）细胞中染色体与DNA分子数目之比为1∶2，D正确。

13．下图为一个卵原细胞在细胞分裂过程中核DNA含量变化示意图，请分析回答下列问题：

（1）AB时期的细胞叫做______________，BC时期发生的变化是________________________。

（2）A→D→E时期进行的是________________，EF时期的细胞叫做______________________。

（3）E→F→G时期进行的是________________。

（4）GH时期的细胞叫做____________。

（5）HI时期表示发生了__________。

IJ时期的细胞叫做________，进行的细胞分裂方式是________。

答案　

（1）卵原细胞　DNA的复制和有关蛋白质的合成

（2）减数第一次分裂　次级卵母细胞或（第一）极体

（3）减数第二次分裂　（4）卵细胞或（第二）极体　（5）受精作用　受精卵　有丝分裂

解析　

（1）AB时期的细胞称为卵原细胞；BC时期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。

（2）根据曲线中核DNA含量变化特点可知，A→D→E时期表示减数第一次分裂；EF时期进行的是减数第二次分裂，此时的细胞称为次级卵母细胞或（第一）极体。

（3）根据曲线中核DNA含量变化特点可知，E→F→G时期表示减数第二次分裂。

（4）GH时期表示减数分裂完成，此时的细胞称为卵细胞或（第二）极体。

（5）HI时期表示受精作用，精子与卵细胞结合形成受精卵，故IJ时期的细胞称为受精卵；受精卵进行的细胞分裂方式是有丝分裂。

14．如图是某一雄性高等动物体内五个正在分裂的细胞示意图，请回答以下问题：

（1）甲、乙、丙、丁、戊中属于减数分裂的是__________。

丁细胞的名称是________________。

（2）甲细胞有________条染色体，________条染色单体，有______个核DNA分子，戊细胞中有______个四分体。

（3）同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换的是图________细胞所在的时期。

（4）在甲图中，1号染色体与3号染色体为一对________________，若该动物的基因型是Aa,2号染色体上有A基因，在正常情况下，该细胞中含a基因的染色体是______。

（5）将以上五个时期的细胞分裂图按分裂的先后顺序排列为__________________。

答案　

（1）乙、丁、戊　次级精母细胞　

（2）8　0　8　2　（3）戊　（4）同源染色体　4和8　（5）丙、甲、戊、乙、丁

解析　

（1）由题图分析可知，乙、丁和戊细胞进行的是减数分裂。

已知该动物为雄性动物，且丁细胞处于减数第二次分裂

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