生物備課素材：減數(shù)分裂特例-2024-2025學年高一下學期生物人教版必修2

減數(shù)分裂特例先看二道試題：1.科研人員在研究果蠅減數(shù)分裂過程中有一些新的發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)一：部分卵原細胞會發(fā)生不同于常規(guī)減數(shù)分裂的“逆反”減數(shù)分裂，“逆反”減數(shù)分裂在MⅠ過程中發(fā)生著絲粒的分裂和染色體的平均分配，而在MⅡ過程完成同源染色體的分離，過程如圖所示（①～⑥代表細胞，只標注部分染色體）。發(fā)現(xiàn)二：經(jīng)過大量樣本的統(tǒng)計和比對，科學家發(fā)現(xiàn)帶有交換片段的染色體有更高的概率被分配到卵細胞中。下列說法錯誤的是（）A．細胞①和⑤的染色體數(shù)相等，核DNA數(shù)相等B．兩種減數(shù)分裂在MⅠ過程都可以發(fā)生聯(lián)會和染色體互換C．兩種減數(shù)分裂在MⅡ過程都不發(fā)生基因重組D．發(fā)現(xiàn)二的染色體分配規(guī)律能使后代更易產(chǎn)生變異，為生物進化提供更多原材料解析：題圖分析：常規(guī)減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，著絲點分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期；逆反減數(shù)分裂中，著絲點分裂發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期。由于“逆反”減數(shù)分裂在MⅠ過程中發(fā)生著絲粒的分裂和染色體的平均分配，所以細胞①和⑤的染色體數(shù)相等，核DNA數(shù)相等，A正確；兩種減數(shù)分裂在MⅠ過程都可以發(fā)生同源染色體的聯(lián)會和片段之間的交叉互換，B正確；“逆反”減數(shù)分裂在MⅡ過程完成同源染色體的分離，非同源染色體自由組合，所以會發(fā)生基因重組，C錯誤；發(fā)現(xiàn)二中帶有交換片段的染色體有更高的概率被分配到卵細胞中，說明染色體分配規(guī)律能使后代更易產(chǎn)生變異，為生物進化提供更多原材料，D正確。故答案為C。2.雄蜂（n=16）在產(chǎn)生精子的過程中，其精母細胞進行的是一種特殊形式的“假減數(shù)分裂”，具體過程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）A.雄蜂減數(shù)第一次分裂過程中，細胞核均等分裂，細胞質(zhì)不均等分裂B.雄蜂的減數(shù)第二次分裂相當于一次細胞質(zhì)不均等分裂的有絲分裂C.雄蜂的次級精母細胞分裂后期與體細胞有絲分裂后期的染色體數(shù)目相等D.雄蜂減數(shù)分裂過程中可能發(fā)生基因突變和染色體變異，但不會發(fā)生基因重組答案：BCD解析：本題結(jié)合圖解，考查細胞的減數(shù)分裂，要求考生識記細胞減數(shù)分裂不同時期的特點，掌握減數(shù)分裂過程中染色體行為和數(shù)目變化規(guī)律，能正確分析題圖，從中提取有效信息準確判斷各選項。分析題圖，圖示為雄蜂“假減數(shù)分裂”過程，在減數(shù)第一次分裂過程中，細胞核不分裂，細胞質(zhì)不均等分裂，形成一個次級精母細胞（另一個體積較小的細胞退化消失）；減數(shù)第二次分裂過程類似于有絲分裂，但細胞質(zhì)不均等分裂，形成一個精子（另一個體積較小的細胞退化消失）。A、由圖可知，雄蜂減數(shù)第一次分裂過程中，細胞核不分裂，細胞質(zhì)不均等分裂，A錯誤；B、由圖可知，雄蜂的減數(shù)第二次分裂相當于一次細胞質(zhì)不均等分裂的有絲分裂，不過其中體積較小的子細胞退化消失，B正確；C、雄蜂的次級精母細胞分裂后期與體細胞有絲分裂后期的染色體數(shù)目相等，都是32條，C正確；D、由圖可知，雄蜂體細胞中只有一個染色體組，減數(shù)分裂過程中不會發(fā)生聯(lián)會，也不會發(fā)生非同源染色體的自由組合，因此其減數(shù)分裂過程中可能發(fā)生基因突變和染色體變異，但不會發(fā)生基因重組，D正確。故選：BCD。上述兩題涉及了兩種減數(shù)分裂的特例：逆反減數(shù)分裂和假減數(shù)分裂。那么，什么是逆反減數(shù)分裂和假減數(shù)分裂？逆反減數(shù)分裂并不是一個正式的概念，它是一種特殊減數(shù)分裂形式，其染色體分離規(guī)律與傳統(tǒng)模式相反，主要特點如下：一、核心特征?分裂順序倒置??減數(shù)第一次分裂（MI）?：姐妹染色單體分離，同源染色體未分離；?減數(shù)第二次分裂（MII）?：同源染色體分離，同時發(fā)生非同源染色體自由組合。染色體數(shù)目變化：MI時染色體數(shù)目加倍（因姐妹染色單體分離），MII后數(shù)目減半。?基因重組機制??交叉互換?：發(fā)生在MI聯(lián)會時期；?自由組合?：非同源染色體自由組合發(fā)生于MII。與常規(guī)減數(shù)分裂區(qū)別：基因重組同時存在于MI和MII階段，而常規(guī)減數(shù)分裂僅發(fā)生在MI。二、生物學意義?增加遺傳多樣性?：通過重組染色體概率更高的卵細胞形成（尤其是重組染色體在MII階段更易保留至卵細胞）；?生殖隔離?：著絲粒重定位可能導致染色體分離異常，促進新物種形成。三、典型應用?卵細胞形成?：逆反減數(shù)分裂常見于卵原細胞分裂，通過不對稱分裂形成1個功能性卵細胞和3個極體；?染色體穩(wěn)定性?：可能與紡錘體結(jié)構(gòu)異常相關(guān)，導致姐妹染色單體提前分離。四、常見誤區(qū)?基因重組范圍?：并非僅發(fā)生于MI，MII階段也可能發(fā)生自由組合；?染色體數(shù)目減半?：最終卵細胞染色體數(shù)仍為體細胞的一半，但減半過程發(fā)生在MII而非MI。逆反減數(shù)分裂體現(xiàn)了減數(shù)分裂機制的靈活性，其研究對理解生殖細胞形成和物種進化具有重要意義假減數(shù)分裂是一種特殊生殖細胞分裂形式，其本質(zhì)和特征在不同生物中存在差異：一、核心特征?染色體數(shù)目與分裂結(jié)果?假減數(shù)分裂的產(chǎn)物為?單倍體配子?（如雄蜂精子）或?二倍體配子?（如某些植物），染色體數(shù)目與母細胞相同或減半。例如：雄蜂（單倍體）通過假減數(shù)分裂產(chǎn)生單倍體精子，分裂過程中染色體數(shù)目未減半，僅通過不均等細胞質(zhì)分裂形成配子?56。?分裂過程與機制?分裂次數(shù)可能與減數(shù)分裂類似，但?無同源染色體聯(lián)會、重組?，遺傳信息均等分配。雄蜂的假減數(shù)分裂中，第一次分裂不形成四分體，第二次分裂類似有絲分裂，僅一個子細胞發(fā)育為精子。?遺傳多樣性?因缺乏重組，假減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子遺傳信息與母細胞一致，降低遺傳多樣性。二、分類爭議與判斷依據(jù)假減數(shù)分裂的歸屬存在兩種觀點，爭議焦點在于分類標準：?歸為有絲分裂?支持理由：染色體數(shù)目未減半、無重組過程，結(jié)果與有絲分裂一致（如某些植物形成二倍體配子）。?歸為減數(shù)分裂變體?支持理由：產(chǎn)物為單倍體配子（功能等同減數(shù)分裂產(chǎn)物），且染色體數(shù)目減半（如雄蜂精子形成）。三、典型生物案例?雄蜂?單倍體雄蜂的精母細胞通過兩次分裂（第一次不改變?nèi)旧w數(shù)目，第二次類似有絲分裂）形成單倍體精子，僅一個子細胞存活。?鉤盲蛇?孤雌生殖過程中可能依賴類似機制（如減數(shù)分裂前內(nèi)復制），但具體分裂類型尚待明確。?部分植物?大孢子母細胞通過一次分裂生成單核胚囊（單倍體），雖簡化減數(shù)分裂步驟，仍被視作減數(shù)分裂變體?3。四、生物學意義假減數(shù)分裂通過簡化或調(diào)整分裂過程，在孤雌生殖、單性生殖等特殊繁殖方式中發(fā)揮作用，有助于?維持遺傳穩(wěn)定性?并適應特定生態(tài)需求。例如：雄蜂通過此機制快速產(chǎn)生大量遺傳一致的雄性配子，提高繁殖效率??例、近些年，研究人員在細胞減數(shù)分裂研究中有一些新發(fā)現(xiàn)，部分細胞減數(shù)分裂出現(xiàn)不同于常規(guī)減數(shù)分裂的過程，如圖1所示。（1）圖中減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物產(chǎn)生

細胞的過程（部分染色體未標出），細胞②中

之間常常發(fā)生交叉互換。（2）與“常規(guī)”減數(shù)分裂相比，“非常規(guī)”減數(shù)分裂中染色體的行為特征是

。兩種減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細胞基因型分別為

。（3）在“非常規(guī)”減數(shù)分裂中，若MⅡ細胞染色體發(fā)生不均等分配，產(chǎn)生的生殖細胞基因組成為

，如果該時期細胞約1/4出現(xiàn)了染色體不均分的情況，那么可以估算出約

%的配子異常。（4）經(jīng)過對大量樣本的統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)了染色體的分配規(guī)律，如圖2所示這種分配方式在進化上的意義是：卵細胞獲得重組染色體的概率高，后代具有更多

，為進化提供了豐富的原材料。答案：（1）卵

同源染色體非姐妹染色單體

（2）MⅠ姐妹染色體單體分開，MⅡ同源染色體分離

Ab、AB

（3）AaBB或無A、a、B、b基因

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（4）變異性（基因多樣性）解析：(1)圖中減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物產(chǎn)生卵細胞的產(chǎn)生過程(部分染色體未標出)，細胞②即初級卵母細胞中，同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生交叉互換。(2)與“常規(guī)”減數(shù)分裂相比，“逆反”減數(shù)分裂中染色體變化的特征是MⅠ姐妹染色體單體分開，MII同源染色體分離。圖1中可以看出：兩種減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細胞基因型分別為Ab和AB。（3）在“逆反”減數(shù)分裂中，若MⅡ細胞染色體發(fā)