高考总复习有丝分裂和减数分裂
编稿：宋辰霞审稿：闫敏敏
【考纲要求】
１．了解细胞的生命历程。
２．理解有丝分裂和减数分裂的过程和特点。
３．掌握判断某细胞的分裂方式及所处时期的方法。
４．理解有丝分裂和减数分裂过程中染色体、ＤＮＡ、染色单体的变化。
５．掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体、ＤＮＡ、染色单体的数量变化曲线图。
６．理解有丝分裂和减数分裂的结果及意义。
【考点梳理】
有丝分裂（细胞名称均为体细胞） 减数分裂（以精原细胞的减数分裂为例） 间期
动物细胞植物细胞
间期
精原细胞
有丝分裂与减数分裂的分裂间期类似，均为物质准备阶段，主要进行染色体的复制，即ＤＮＡ复制和有关蛋白质合成，可细分为Ｇ１（ＤＮＡ合成前期）、Ｓ（ＤＮＡ合成期）、Ｇ２（ＤＮＡ合成后期）。
注意：动物细胞分裂间期中心粒的变化。 要点一、细胞的生命历程（多细胞生物）
可能发生基因突变、基因重组或染色体变异，从而出现可遗传变异
亲代减数分裂精子受精卵有丝分裂各种组织、器官衰老死细胞
卵细胞细胞分化凋亡
说明：亲代的原始生殖细胞（精原细胞、卵原细胞）经过减数分裂形成精子和卵细胞；
精子和卵细胞通过受精作用后形成受精卵；
受精卵进行分裂和分化形成各种组织和器官；
各种组织和器官中的细胞会衰老、凋亡。
在减数分裂和有丝分裂的过程中会发生基因突变、基因重组或染色体变异，从而引起可遗传变异。
要点二、有丝分裂和减数分裂的过程和特点
细胞的体积不能无限长大：生物的细胞受核质关系及表面积与体积关系的影响，体积不能无限长大，细胞的体积增大到一定程度，便开始进行分裂。
细胞周期：进行连续有丝分裂的细胞，从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。
１.有丝分裂和减数分裂的过程及各时期特点（如下表）：
前期
膜仁消失两体现
细胞核解体，核膜、核仁消失，出现染色体和纺锤体。
注意：动植物细胞纺锤体形成方式不同！ 减数第一次分裂前期（四分体时期）
初级精母细胞
同源染色体两两配对，发生联会形成四分体。
注意：联会后的同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。 减数第二次分裂前期
次级精母细胞
染色体数目已减半，细胞中无同源染色体。
中期
点排中央体明显
在纺锤丝的牵引下，每条染色体的着丝点整齐排列在细胞中央的赤道板上；染色质丝已高度螺旋化，染色体形态稳定，数目清晰。 减数第一次分裂中期
初级精母细胞
在纺锤丝的牵引下，每对同源染色体均整齐排列在赤道板上。
减数第二次分裂中期
次级精母细胞
数目减半后的染色体的着丝点均整齐排列在赤道板上。
注意：与有丝分裂中期的区别。 后期
单体分开拉两极
着丝点分裂，染色单体分开，染色体数目加倍并在纺锤丝的牵引下被分配到细胞的两极。 减数第一次分裂后期
初级精母细胞
同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
注意：若细胞中有２ｎ条染色体，非同源染色体的组合方式有２ｎ种。 减数第二次分裂后期
次级精母细胞
着丝点分裂，染色单体分开，染色体数目暂时加倍。
注意：与有丝分裂后期的区别。 末期
膜仁重现体丝变
核膜、核仁重新出现，形成新细胞核；染色体变成染色质丝，纺锤体消失。
注意：动植物细胞形成新细胞时的区别。 减数第一次分裂末期的图呢？
减数第一次分裂完成后无间期或间期很短，细胞由减数第一次分裂末期直接进入减数第二次分裂前期，减数第一次分裂末期与减数第二次分裂前期的区分不明显，所以一般认为减数第一次分裂末期和减数第二次分裂前期的图像相同，因为细胞已分裂为次级精母细胞，为了研究方便往往将其判断为处于减数第二次分裂前期。
减数第二次分裂末期
精细胞
加倍后的染色体又被平均分配到分裂形成的两个精细胞中。
注意：与有丝分裂的结果进行比较。
要点诠释：
（１）从上表中细胞的有丝分裂图可观察到动植物细胞有丝分裂的区别：
①分裂间期：动物细胞有中心粒的复制，一组中心粒变为两组，而植物细胞无此特点。
②前期：纺锤体的形成方式不同，动物细胞的纺锤体由中心粒发出星射线形成，而植物细胞的纺锤体由细胞两极发出纺锤丝形成。
③末期：细胞质分裂方式不同，动物细胞从中央向内缢缩使细胞缢裂为两个新细胞，而植物细胞则在赤道板位置形成细胞板，细胞板扩展延伸形成新的细胞壁，从而形成两个新细胞
（２）动物精子和卵细胞形成过程的不同点：
①精子形成过程最后形成４个成熟生殖细胞；
卵细胞形成过程最后仅形成１个成熟生殖细胞。
②精子形成过程需变形，卵细胞形成过程不需变形。
③精子与卵细胞形成过程各时期的细胞名称不同。（注意：有丝分裂过程中的细胞均称为体细胞）
④精子形成过程只有均等分裂，卵细胞形成过程有不均等分裂，也有均等分裂。
２.判断一个正在分裂的细胞的分裂方式及所处时期
（１）总结有丝分裂，减数第一次分裂及减数第二次分裂的不同之处：
①减数第一次分裂过程中有同源染色体的联会、分离等特殊行为，有丝分裂与减数第二次分裂过程中均无这些特殊行为。
②减数第二次分裂过程中无同源染色体（减数第一次分裂末期时，同源染色体已被分配到两个细胞中），有丝分裂与减数第一次分裂过程中有同源染色体。
③减数第一次分裂过程中无着丝点分裂的现象，有丝分裂与减数第二次分裂后期均会出现着丝点分裂的现象。
④形成卵细胞的减数分裂有不均等分裂现象，有丝分裂与形成精子的减数分裂均无不均等分裂现象。
（２）判断方法：
①先看有无同源染色体的特殊行为，
若有则为减数第一次分裂，若无则为有丝分裂或减数第二次分裂。
②再看有无同源染色体，
若无则为减数第二次分裂，若有则为有丝分裂。
③判断出细胞为有丝分裂、减数第一次分裂或者减数第二次分裂之后，根据染色体的特点，可判断出细胞具体处于哪个时期，同时还可判断出细胞名称，一般：
◎染色体无规则排列时为有丝分裂或减数第二次分裂的前期
◎染色体联会配对时为减数第一次分裂前期
◎染色体整齐排列于细胞中央时为中期
◎出现分离（姐妹染色单体分开或同源染色体分离）时为后期
３.有丝分裂和减数分裂的结果及意义
（１）有丝分裂时，染色体复制一次，细胞分裂一次，最后形成２个子细胞。形成的两个子细胞完全相同，它们的染色体数目及基因组成与亲代细胞也完全相同，从而保持了亲子代之间遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。
（２）减数分裂为特殊的有丝分裂，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，最后形成４个子细胞（卵细胞人的形成过程最后也形成４个子细胞，但有３个子细胞退化消失）。最后形成的精子或卵细胞与亲代细胞相比，染色体数目减半，从而使精子和卵细胞结合形成的受精卵中染色体的数目与亲代体细胞中的染色体数目相同，保持了亲子代之间染色体数目的一致性。
注意：若生物体细胞中有２ｎ条染色体，由于减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合（不考虑交叉互换）：
一个雄性个体能产生２ｎ种精子，它的一个精原细胞经过一次减数分裂，能形成４个、２种精子。
一个雌性个体能产生２ｎ种卵细胞，它的一个卵原细胞经过一次减数分裂，能形成１个、１种卵细胞。
要点三、有丝分裂和减数分裂过程中染色体、ＤＮＡ、染色单体的数量变化（设细胞中有２ｎ条染色体）
１.细胞中染色体数量变化
有丝分裂：２ｎ４ｎ２ｎ减数分裂：２ｎｎ２ｎｎ
２.细胞中ＤＮＡ数量变化
有丝分裂：２ｎ４ｎ２ｎ减数分裂：２ｎ４ｎ２ｎｎ
要点诠释：做题时，遇到的一般为细胞中的ＤＮＡ或染色体变化图，有时会给出曲线图，要求判断其表示的是什么过程（有丝分裂或减数分裂）的什么物质或结构（ＤＮＡ或染色体）的变化，判断依据如下：
（１）ＤＮＡ数目变化曲线中有斜线部分，因为ＤＮＡ复制为渐变的过程；
染色体数目变化曲线中无斜线部分，因为染色体的加倍和减半均不是渐变过程。
（２）有丝分裂的ＤＮＡ或染色体数目变化曲线的起点和终点在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、ＤＮＡ数目相同；
减数分裂的ＤＮＡ或染色体数目变化曲线的起点和终点不在一条直线上，因为子代细胞和亲代细胞的染色体、ＤＮＡ数目不相同，是亲代细胞的一半；
３.细胞中染色单体的数量变化
有丝分裂：０４ｎ０减数分裂：０４ｎ２ｎ０
４.每条染色体上ＤＮＡ含量的变化（注意下图中纵坐标表示的量）
１２１
要点诠释：（１）上图既可表示有丝分裂过程，也可表示减数分裂过程。
如表示有丝分裂过程，则ＣＤ段的形成原因为：有丝分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
如表示减数分裂过程，则ＣＤ段的形成原因为：减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
（２）当细胞中有染色单体时，即ＣＤ段之前的ＢＣ段，一条染色体上有２个ＤＮＡ分子，染色体和ＤＮＡ的比例关系为１：２。
当细胞中无染色单体时，即ＣＤ段之后的ＤＥ段，一条染色体上有１个ＤＮＡ分子，染色体和ＤＮＡ的关系为１：１。
【典型例题】
类型一、有丝分裂和减数分裂的过程和特点
例1．科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪32P的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间（单位：h）数据如下图所示。下列叙述正确的是
A.DE阶段发生遗传物质的平均分配
B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍
C.CD阶段中表示的细胞分裂间期能合成蛋白质
D.一个细胞周期（可表示为CD+DE）等于17.3
【答案】Ｂ
【解析】一个细胞周期中分裂间期较长，分裂期较短，图中的ＢＣ段和ＤＥ段表示的为分裂间期，ＡＢ段、ＣＤ段、ＥＦ段表示分裂期，间期结束时ＤＮＡ复制完毕，ＤＮＡ含量增加一倍，分裂期则发生遗传物质平均分配。一个细胞周期为从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成CD段为一次分裂的分裂期，DE段为下次分裂的间期，CD+DE与一个细胞周期的时长相同，但并不能表示一个细胞周期。
【总结升华】本题较全面的考察了对细胞周期的理解。
举一反三：
【高清课堂：有丝分裂和减数分裂Ｐ１６】00:38:09－00:46:01
【变式1】细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期）。下图标注了甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题：
⑴若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约h后会检测到被标记的M期细胞。
⑵从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是。
⑶若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约h后，细胞都将停留在S期。
⑷乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为1.9h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
⑸在光学显徽镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是
。
【答案】（１）２.２（２）Ｍ；12→24→12（３）７.４（４）甲（５）动物肠上皮细胞的细胞膜向内缢缩，洋葱根尖细胞中央形成细胞板，出现细胞壁
【解析】（１）Ｓ期的细胞进入Ｍ期最快需要经过Ｇ２期，所以被标记的Ｓ期细胞最快经２.２ｈ会进入Ｍ期，最快２.２ｈ后才会检测到被标记的Ｍ期细胞；（２）被标记的Ｍ期细胞开始出现时，紧跟其后的其它被标记细胞也会陆续进入Ｍ期，第一个进入Ｍ期的被标记细胞即将离开Ｍ期时，被标记细胞占Ｍ期细胞总数的比例即达到最大值，经历的时间刚好为Ｍ期的时间；Ｍ期为分裂期，细胞中染色体数目变化为先加倍再减半，即12→24→12；（３）S期的细胞被抑制后便滞留在Ｓ期，其它时期的细胞进入S期后也会被抑制，进入S期所需时间最长的细胞为刚进入Ｇ２期的细胞，它进入S期需要的时长为７.４ｈ（2.2+1.8+3.4），当它进入Ｓ期后，所有细胞便都进入了Ｓ期且停留在Ｓ期；（４）甲动物肠上皮细胞的分裂期占整个细胞周期的11.8%（1.8÷15.3），乙动物上皮细胞的分裂期占8%（1.9÷24），所以在显微镜下观察时，甲动物肠上皮细胞处于分裂期的更多，选用甲细胞观察分裂过程中染色体形态变化更合适。
【总结升华】此题也考察细胞周期的相关知识，但需要较强的分析能力，与例１相比，难度更大。
【高清课堂：有丝分裂和减数分裂Ｐ９】00:20:03－00:21:46
例2．有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是
A．细胞板在细胞有丝分裂末期形成
B．同源染色体配对通常发生在分裂前期
C．在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞
D．在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒
【答案】Ｃ
【解析】植物细胞有丝分裂末期时，在赤道板位置形成细胞板，再形成新细胞壁，动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板，而是细胞膜向内缢缩形成两个新细胞；有丝分裂过程中同源染色体不发生联会配对；动物细胞在分裂间期进行中心粒的复制。
【总结升华】此题考察有关有丝分裂和减数分裂的基础知识，较简单。
【高清课堂：有丝分裂和减数分裂Ｐ１４】00:33:09－00:38:08
例３.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示某动物细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示该动物细胞处于细胞分裂不同时期的细胞图像，请据图回答问题：
⑴图1中AB段形成的原因是，该过程发生于细胞分裂期。图1中CD段形成的原因是。
⑵图2中细胞处于图1中的BC段，图2中细胞处于图1中的DE段。
⑶就图2乙分析可知，该细胞含有条染色体，染色体数和DNA分子数之比为，该细胞处于分裂的期，其产生的子细胞名称为。
【答案】（１）ＤＮＡ复制；间；着丝点分裂，姐妹染色单体分开（２）乙、丙；甲（３）４；
１：２；减数第一次；后；次级精母细胞和（第一）极体
【解析】（１）本题曲线图的纵坐标为“每条染色体的ＤＮＡ含量”，AB段表示每条染色体上的ＤＮＡ含量由１个变为２个，形成的原因是分裂间期ＤＮＡ复制；CD段表示每条染色体上的ＤＮＡ含量又由２个变为１个，形成的原因是分裂后期着丝点分裂，染色单体分开，形成了新染色体；（２）BC段细胞中的染色体上均有２个ＤＮＡ分子，乙、丙细胞符合此特点；DE段细胞中的染色体上均仅有１个ＤＮＡ分子，甲细胞符合此特点。
举一反三：
【变式１】指出下述各图分别属于什么分裂的什么时期及细胞名称：
【答案】１.减数第一次分裂前期（四分体时期）初级精母细胞或初级卵母细胞
２.减数第二次分裂前期次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体
３.减数第二次分裂末期精细胞或卵细胞或第二极体
４.有丝分裂中期体细胞
５.有丝分裂后期体细胞
６.减数第一次分裂中期初级精母细胞或初级卵母细胞
７.减数第一次分裂后期初级精母细胞或初级卵母细胞
８.减数第二次分裂中期次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体
９.减数第二次分裂后期次级精母细胞或第一极体
【解析】本题未告之这些细胞来自雌性个体还是雄性个体，判断细胞名称时需考虑全面。
【变式２】下列人体的细胞中，含同源染色体的有（）
①精细胞②口腔上皮细胞③减数第一次分裂中产生的极体④初级卵母细胞
⑤精原细胞⑥次级精母细胞
Ａ.①②③Ｂ.②③④Ｃ.④⑤⑥Ｄ.②④⑤
【答案】Ｄ
【变式３】基因型为ＡａＢｂ的生物，两对基因独立遗传。进行减数分裂时，形成了Ａａｂ的精子，产生此种现象最可能的原因是（）
Ａ.减数第一次分裂间期发生基因突变Ｂ.减数第一次分裂前期发生交叉互换
Ｃ.减数第一次分裂后期同源染色体未分离Ｄ.减数第二次分裂后期着丝粒未分裂
【答案】Ｃ
【解析】该生物产生的正常精子有ＡＢ、Ａｂ、ａＢ、ａＢ４种。Ａａｂ型异常精子的产生，最可能是由于减数第一次分裂后期，Ｂｂ所在的同源染色体正常分离，而Ａ、ａ基因所在的同源染色体未正常分离导致的。如果产生了ＡＡｂ型精子，则也可能是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂，Ａ基因所在的染色体数目加倍但却未被均分到两个子细胞中而导致的。
类型二、
【高清课堂：有丝分裂和减数分裂Ｐ１０】00:21:48－00:24:25
例４．雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2）。比较C1与C2，S1和S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是
A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同
B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同
C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同
D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同
【答案】Ｂ
【解析】有丝分裂形成的两个子细胞完全相同；减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，一个初级精母细胞形成的两个次级精母细胞的染色体和ＤＮＡ数目相同，但它们的染色体组成不同，贮存的遗传信息不同。
【总结升华】此题考察了有丝分裂和减数分裂的结果的不同。
举一反三：
【变式1】下图为有丝分裂和减数分裂过程中DNA和染色体变化曲线图，分析后回答：
A图表示分裂过程中的变化
B图表示分裂过程中的变化。
C图表示分裂过程中的变化。
D图表示分裂过程中的变化。
【变式２】某动物一个卵原细胞经过减数分裂产生的次级卵母细胞中的DNA分子含量为4a，则其同种动物的初级精母细胞的DNA分子含量和体细胞的DNA分子含量分别为
A．8a和8aB．8a和4aC．4a和4aD．4a和2a
【答案】Ｂ
例５.下图是对某种动物细胞有丝分裂时染色体数（ａ）、染色单体数（ｂ）和ＤＮＡ分子数（ｃ）的统计图。下列解释肯定不正确的是（）
Ａ.①可以用于表示细胞分裂的间期Ｂ.①可以表示染色体螺旋化最高的时期
Ｃ.间期用②表示最恰当Ｄ.③表示细胞分裂完成
【答案】Ｃ
【解析】Ｃ项错误：②表示的应为分裂后期，特点为着丝点分裂，染色单体分离，染色体数目加倍。
Ａ、Ｂ正确：细胞中有染色单体，染色体与染色单体及ＤＮＡ即会呈现图①中的的关系，间期将要完成时ＤＮＡ复制，单体已形成，螺旋化最高的时期为分裂中期，细胞中也有染色单体；Ｄ项正确：分裂完成后分裂后期，加倍后的染色体被分配到两个子细胞中，染色体数和ＤＮＡ数相同。
【总结升华】此题考察有丝分裂过程中染色体、染色单体及ＤＮＡ分子的数量变化，要求一定的图形分析能力，属中等难度题型。
举一反三：
【高清课堂：有丝分裂和减数分裂Ｐ１１】00:24:27－00:29:31
例６.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被标记的染色体条数分别是（）
A．中期20和20、后期40和20
B．中期20和10、后期40和20
C．中期20和20、后期40和10
D．中期20和10、后期40和10
【答案】Ａ
【解析】此题需知ＤＮＡ为半保留复制。图示解析如下：
第一次有丝分裂第二次有丝分裂
中期后期
【总结升华】本题将有丝分裂和ＤＮＡ的保留复制的相关知识点结合起来进行考察，为常见的经典题型。
【变式１】蚕豆根尖分生区细胞在含标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）
A.每条染色体的两条单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
【答案】Ｂ
减数第二次分裂前期
次级精（卵）母细胞／第一极体
有丝分裂前期
体细胞
ｗｓ
减数第一次分裂前期
初级精（卵）母细胞
减数第二次分裂中期
次级精（卵）母细胞／第一极体
减数第一次分裂中期
初级精（卵）母细胞
有丝分裂中期
体细胞
减数第二次分裂后期
次级卵母细胞／第二极体
减数第一次分裂后期
初级卵母细胞
有丝分裂后期
体细胞
减数第二次分裂后期
次级卵母细胞
减数第一次分裂后期
初级精母细胞
有丝分裂染色体数量变化
减数分裂染色体数量变化
有丝分裂DNA数量变化
减数分裂DNA数量变化
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