“细胞分裂”考点扫描

高一明 朱沈芳

细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是各类生物测试的重点、难点和热点内容，组织好有丝分裂和减数分裂的复习，对于巩固、深化和拓展知识，加强相关知识之间的内在联系有重要意义。为了使学生更好地熟悉细胞分裂类考题的常见题型，加深对本块内容的理解，提高学生的解题技巧，笔者在系统复习这部分内容时，将考查中经常出现的类型，分类解析如下。

1 考查染色体的行为

【例1】 下列是动物细胞减数分裂各期的示意图，能正确表示分裂过程顺序的是（）

A． ③→⑥→④→①→②→⑤

B． ⑥→③→②→④→①→⑤

C． ⑨→⑥→④→②→①→⑤

D． ③→⑥→②→④→①→⑤

解析：染色体行为的变化规律既是细胞分裂的重点，又是细胞分裂的难点。在有丝分裂的细胞周期中，染色体行为的变化规律为：染色体复制（染色体复制产生的染色单体呈染色质形态）→染色质螺旋化成为染色体→染色体散乱分布→染色体有序排列在赤道板上→着丝点分裂，染色体平均分配到两极→染色体平均分配到两个子细胞中。在减数分裂过程中，染色体行为的变化规律为：染色体复制（染色体复制产生的染色单体呈染色质形态）→同源染色体联会、染色质螺旋化成为染色体→四分体→四分体有序排列在赤道板上→同源染色体分离、非同源染色体自由组合→产生次级性母细胞→染色体有序排列在赤道板上→着丝点分裂，染色体向两极移动→产生有性生殖细胞。

答案：D。

2 考查细胞核染色体数目的变化规律

【例2】 某生物的体细胞含有42条染色体，在减数第二次分裂后期，细胞内含有的染色体、染色单体数依次是（）

A. 42、42 B. 21、0

C. 42、0 D. 21、42

解析：细胞核染色体数目的变化规律也是细胞分裂的重点和难点。有丝分裂和减数分裂过程中细胞核染色体数目的变化规律可以用图1、图2表示。

在有丝分裂过程中，染色体数目的变化规律为：2→4（着丝点分裂，使染色体数目加倍，染色单体消失）→2。图1中，AB段可代表有丝分裂的间期、前期和中期，BC段可代表有丝分裂的后期，CD段可代表有丝分裂的末期。在减数分裂过程中，染色体数目的变化规律为：2→1（同源染色体分离，使染色体数目减半）→2（着丝点分裂，使染色体数目加倍，染色单体消失）→1。图2中，EF段可代表减数第一次分裂，FI段可代表减数第二次分裂，GH段可代表减数第二次分裂后期。本题中体细胞含有42条染色体的某生物，当减数分裂进行到减数第二次分裂后期时，染色体数目会从42→21→42，相当于图2中的GH段。

答案：C。

3 考查细胞核DNA数目的变化规律

【例3】 假如一物种精细胞的细胞核中有12条染色体，每条染色体上DNA分子的平均重量为4×10－14 g。则此物种处在有丝分裂前期时细胞内染色体上DNA的总重量为（）

A． 48×10－14 g B． 96×10－14 g

C． 192×10－14 g D． 384×10－14 g

解析：细胞核DNA数目的变化规律同样是细胞分裂的重点和难点。有丝分裂和减数分裂过程中细胞核DNA数目的变化规律如图3、4所示。

在有丝分裂过程中，细胞核DNA数目的变化规律为：2→4（有丝分裂的间期细胞核DNA进行复制）→2。图3中，AB段可代表有丝分裂的间期，BC段可代表有丝分裂的前期、中期和后期，CD段可代表有丝分裂的末期；在减数分裂过程中，细胞核DNA数目的变化规律为：2→4（减数第一次分裂的间期细胞核DNA进行复制）→2（减数第一次分裂结束）→1（减数第二次分裂结束）。图4中，EG段可代表减数第一次分裂，EF段可代表减数第一次分裂的间期，FG段可代表减数第一次分裂的分裂期，GH段可代表减数第二次分裂。本题从精细胞的细胞核中有12条染色体，每条染色体上DNA分子的平均重量为4×10－14 g，可知其体细胞中染色体上DNA的总重量为：2×12×4×10－14＝96×10－14 g，经过有丝分裂的间期DNA复制后，有丝分裂前期细胞内染色体上DNA的总重量应为2×96×10－14＝192×10－14 g。

答案：C。

4 考查每条染色体DNA数目的变化规律

【例4】 图5表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系，图6表示三个处于不同分裂期的细胞。请据图回答：

（1） 图5中AB段形成的原因是，该过程发生于细胞分裂的 期，图5中CD段形成的原因是。

（2） 图6中 细胞处于图5中的BC段，图6中 细胞处于图5中的DE段。

解析：有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体DNA含量变化与细胞分裂过程中染色单体的产生和消失有直接的关系。染色单体产生于有丝分裂间期、减数第一次分裂的间期，产生染色单体后，每条染色体DNA含量从1→2；染色单体消失于有丝分裂后期、减数第二次分裂的后期，染色单体消失后，每条染色体DNA含量从2→1。所以细胞分裂过程中每条染色体DNA含量变化规律可用图7来表示。

若图7表示有丝分裂过程中每条染色体DNA含量的变化规律，则AB代表有丝分裂的间期，BC代表有丝分裂的前期、中期，CD代表有丝分裂的后期、末期；若图7表示减数分裂过程中每条染色体DNA含量的变化规律，则AB代表减数第一次分裂的间期，BC代表减数第一次分裂的前期、中期、后期、末期和减数第二次分裂的前期、中期，CD代表减数第二次分裂的后期、末期。本题图5中AB段形成的原因是：细胞分裂的间期，染色体复制产生了染色单体；CD段形成的原因是着丝点分裂，染色单体消失。图5中的BC段每条染色体上有2个DNA分子，说明在每个染色体的着丝点连着两个染色单体，当然对应于图6中的丙细胞，图5中的DE段每条染色体上有1个DNA分子，说明每个染色体的着丝点已经分裂，染色单体已经消失，明显对应于图6中的甲细胞和乙细胞。

答案：（1） 细胞分裂的间期，染色体复制产生了染色单体 后期 着丝点分裂，染色单体消失 （2） 丙 甲和乙

5 考查细胞分裂各期的示意图

【例5】 若甲、乙、丙三图代表某雄性动物精巢中三个正在进行细胞分裂的细胞。请据图8回答：

（1） 正处在有丝分裂后期的细胞是 ，正处在减数第一次分裂后期的细胞是，正处在减数第二次分裂后期的细胞是 。

（2） 能代表精原细胞的细胞是 ，能代表初级精母细胞的细胞是 ，能代表次级精母细胞的细胞是 。

（3） 甲细胞分裂后产生的子细胞名称为 ，乙细胞分裂后产生的子细胞名称为 ，丙细胞分裂后产生的子细胞名称为 。

解析：这类考题通常会考查细胞分裂的种类和时期、细胞的名称、子细胞的种类等问题，解题的关键是识别细胞分裂的种类和时期。示意图所代表的细胞分裂种类和时期的识别，通常可以从同源染色体的辨析入手。同源染色体的“同”是指2条染色体的形态、大小相同；“源”是指2条染色体的来源，一条来自于父方，一条来自于母方。在细胞分裂各期的示意图中，假如细胞内没有同源染色体，则代表减数第二次分裂；假如细胞内有同源染色体，则代表有丝分裂或减数第一次分裂；然后从染色体的行为把有丝分裂和减数第一次分裂区别开来。如果是有丝分裂，则代表的细胞名称及产生的子细胞种类都是体细胞；如果是减数第一次分裂，则代表的细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞，产生的子细胞种类为次级精母细胞或次级卵母细胞和极体；如果是减数第二次分裂，则代表的细胞名称为次级精母细胞或次级卵母细胞或极体，产生的子细胞种类为精细胞或卵细胞和极体或极体。本题丙细胞中没有同源染色体，并且染色体在细胞的两极，所以丙细胞处在减数第二次分裂的后期，由于是雄性动物精巢中的细胞，所以它代表的细胞名称为次级精母细胞，分裂后可产生2个精细胞，甲细胞中有同源染色体，并且到细胞两极的染色体还有染色单体，所以甲细胞处在减数第一次分裂的后期，所代表的细胞名称为初级精母细胞，分裂后可产生2个次级精母细胞。乙细胞中有同源染色体，并且到细胞两极的染色体已没有染色单体，所以乙细胞处在有丝分裂的后期，代表的细胞名称及产生的子细胞种类都是精原细胞。

答案：（1） 乙 甲 丙 （2） 乙 甲 丙 （3） 次级精母细胞 精原细胞 精细胞

6 考查与遗传变异的关系

【例6】 1961年首次报道性染色体为3条的XXY男性，患者的临床表现是举止异常、性格失调、容易冲动，部分患者的生殖器官发育不全。请分析这种病是减数次分裂的哪个阶段出现异常引起的？

解析：有丝分裂过程中可能产生的变异包括：基因突变（有丝分裂间期DNA的复制发生差错）、染色体变异（有丝分裂过程中染色体的数目、结构发生改变）；减数分裂过程中可能产生的变异包括：基因突变（减数第一次分裂间期DNA的复制发生差错）、基因重组（减数第一次分裂四分体时期基因的互换和减数第一次分裂后期基因的自由组合）、染色体变异（减数分裂过程中染色体的数目、结构发生改变）。有丝分裂过程中产生的变异一般是不遗传的，而减数分裂过程中产生的变异可以从亲代传到子代。当异常的配子受精时，会出现性染色体为XXY的异常男性：X（卵细胞正常）＋XY（精子异常）→XXY或XX（卵细胞异常）＋Y（精子正常）→XXY。当精子中的性染色体正常时（性染色体为Y），卵细胞中的性染色体应该是XX，与正常的卵细胞相比多了一条X染色体。其产生的原因可能是减数第一次分裂后期，初级卵母细胞中XX这一对同源染色体没有分离都走向了一极；也可能是减数第二次分裂后期，次级卵母细胞中X这条染色体的着丝点分裂产生的2条X染色体没有平均分配到两极，都走向了一极。而当卵细胞中的性染色体正常时（性染色体为X），精子中的性染色体应该是XY，其原因可能是减数第一次分裂后期，初级精母细胞中XY这一对同源染色体没有分离走向了一极。

答案为：当精细胞正常、卵细胞异常时，这种病既可能是初级卵母细胞在减数第一次分裂后期异常引起，也可能是次级卵母细胞在减数第二次分裂后期异常引起；当卵细胞正常、精细胞异常时，这种病可能是初级精母细胞在减数第一次分裂后期异常引起。

7 考查与遗传定律的联系

【例7】 一个基因型为AaBb（假设两对基因位于两对同源染色体上）的精原细胞，经过减数分裂后：

（1） 可以产生多少个精子？多少种精子？

（2） 如果产生了一个基因组成为ab精子，则另外3个精子基因组成分别是什么？

（3） 如果要产生基因组成为AB和Ab两种精子，则至少需要多少个精原细胞？

（4） 如果一只基因型为AaBb的杂合公牛，其体内的100个精原细胞经过减数分裂后，理论上可产生基因组成为AB的精子多少个？实际产生基因组成为AB的精子有多少个？

解析：位于两对同源染色体上、基因型为AaBb的精原细胞，可以用图9表示出来：

此细胞在减数第一次分裂的后期，两对等位基因Aa、Bb会随同源染色体的分离而分离，从而体现出基因的分离定律；同时非同源染色体上的非等位基因A（a）和B（b）会随非同源染色体的自由组合而自由组合，从而体现出基因的自由组合定律。本题中的一个精原细胞在减数第一次分裂后期可以有两种自由组合的方式：AB组合到一极、ab组合到另一极或Ab组合到一极、aB组合到另一极。由于一个精原细胞只能进行一次完整的减数分裂，因此两对基因之间的自由组合也就只能发生上述两种组合方式中的一种，所以这样的一个精原细胞经过一次完整的减数分裂后，可以产生4个精子、2种精子：AB和ab或Ab和aB。假如已经产生了一个基因组成为ab精子，就意味着这个精原细胞中的两对基因，在减数第一次分裂后期的自由组合情况已经确定：AB组合到一极、ab组合到另一极，所以另外3个精子基因组成为：ab、AB、AB。如果要产生基因组成为AB和Ab两种精子，在减数第一次分裂的后期，必须要发生AB、ab和Ab、aB两种方式的自由组合，这样就至少要进行2次完整的减数分裂。所以要产生基因组成为AB和Ab两种精子，至少需要2个精原细胞。理论上100个精原细胞进行减数分裂时，上述AB、ab和Ab、aB两种方式的自由组合都有可能随机发生，所以理论上产生基因组成为AB的精子数目为：400×（1/4）＝100个。但是实际上基因组成为AB的精子数目则决定于AB、ab和Ab、aB两种组合方式的具体数目：AB精子的最少数目为0（100个精原细胞全部是Ab和aB类组合，没有AB和ab类组合），AB精子最多可以达到200个（100个精原细胞全部是AB和ab类组合，没Ab和aB类组合有）。

答案：（1） 4 2 （2） ab、AB、AB （3） 2 （4） 100

0～200