高考生物一轮复习高考必考教材实验九 观察细胞减数分裂（含解析）

高考必考教材实验(九)——观察细胞减数分裂

考问1　实验原理

蝗虫的精母细胞进行减数分裂可形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。

考问2　实验流程

(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)

解离→漂洗→染色→制片。

(2)显微观察

、

[思维深化]

1．在实验材料的选取中宜选用雄性个体生殖器官的原因分析

(1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。

(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞(大部分动物)，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减Ⅱ分裂。

2．精巢内精原细胞存在的细胞分裂方式

精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。

【题组跟进】

高考题组——研考向

　实验图像的观察及鉴别

1．[2014·安徽卷]某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是(　　)

A．图甲中，细胞的同源染色体之间可发生基因重组

B．图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同

C．图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂

D．图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半

解析：由图可知，甲表示减Ⅰ前期，乙表示减Ⅰ后期，丙表示减Ⅰ末期，丁表示减Ⅱ后期。甲中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换可导致基因重组，A正确；乙中同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合，移向两极的染色体组成不同，B错误；染色体的复制发生在减Ⅰ前的间期和有丝分裂间期，C错误；同源染色体的分离发生在减Ⅰ后期，不能发生在丁中，D错误。

答案：A

　教材实验的迁移应用

2．[经典高考改编]人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题：

小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：

供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液，解离固定液。

(1)取材：用________作实验材料。

(2)制片：①取少量组织低渗处理后，放在________中，一定时间后轻轻漂洗。

②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量_________________________。

③一定时间后加盖玻片，__________________________________________。

(3)观察：用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是__________________________________________。

解析：(1)观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取(小鼠)睾丸。(2)制片过程为“解离—漂洗—染色—制片”。(3)精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖，通过减数分裂形成成熟生殖细胞，故中期细胞可能是有丝分裂中期、减Ⅰ中期、减Ⅱ中期。

答案：(1)(小鼠)睾丸

(2)①解离固定液　②醋酸洋红染液　③压片(只要有压片的操作均可)

(3)次级精母细胞、精细胞、精原细胞

[技法提炼]

1．实验成功的关键——正确选用实验材料

如上题中的实验目的是“观察小鼠细胞减数分裂”，这就要求我们把解题的目标对准能进行减数分裂的细胞，在提供的“实验材料”中应选取小鼠的“睾丸”。

2．明确装片制作环节，把握减数分裂各时期特点

(1)临时装片制作应特别注意的几个关键环节

①为了能清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使粘附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。

②低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的粘连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。

(2)确定中期细胞的类型：睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加精原细胞数目。因此处于细胞分裂中期的细胞应该包括：减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。

　综合考查减数分裂实验观察的操作

3．[2017·江苏卷，30]某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：

图1

图2

(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8­羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例，便于染色体观察、计数。

(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是________________________________________________________________________。

再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的______________________更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞________。

(3)图1是________细胞的染色体，判断的主要依据是______________________。

(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的________进行人工配对；根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。

①基因突变　②单体　③基因重组　④三体

解析：(1)有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用纤维素酶和果胶酶混合液，能去除根尖、花粉母细胞的细胞壁，使组织间细胞相互分离开来。经处理后的根尖、花粉母细胞由于无细胞壁，则在低浓度的KCl溶液中，会吸水适度膨胀，使细胞内染色体更好地分散。但处理时间不能过长，否则无壁的细胞会吸水涨破。(3)图1中细胞内同源染色体联会形成四分体，应是进行减数分裂的花粉母细胞的染色体。(4)在分析根尖细胞染色体核型时，需将同源染色体进行人工配对，以判断细胞中染色体的数目和结构是否发生变化；光学显微镜下可观察到染色体，光学显微镜下不能观察到基因突变和基因重组，故不能确定该品种细胞是否发生了基因突变和基因重组。观察图1、图2，该品种细胞中染色体数目正常，没有出现单体或三体。

答案：(1)中

(2)去除细胞壁(使细胞分离)　染色体　吸水涨破

(3)花粉母　同源染色体联会　

(4)同源染色体　②④

模拟题组——预趋势

　对实验原理、操作、实验结果的观察考查

1．[经典模拟]为了观察减数分裂各时期特点，实验材料选择恰当的是(　　)

①蚕豆的雄蕊　②桃花的雌蕊　③蝗虫的精巢　④小鼠的卵巢

A．①②　　　　　　　　B．③④

C．①③　  D．②④

解析：要想观察减数分裂的全过程，必须要求观察材料能够连续地完成减数分裂的过程且进行减数分裂的细胞数量多。蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢中的细胞能够完整地进行减数分裂且数量多；而桃花的雌蕊中和动物的卵巢中进行减数分裂的细胞数量很少，并且减数分裂过程不完整，不易观察到。

答案：C

2．[经典模拟]用某动物精巢为材料制作切片进行观察并绘制示意图如下。下列分析正确的是(　　)

A．甲细胞可称为次级精母细胞

B．乙细胞处于减数第一次分裂后期

C．丙细胞含有同源染色体，细胞处于有丝分裂后期

D．丁细胞中染色体的互换区段同一位点上的基因一定相同

解析：甲细胞中有同源染色体，处于减数第一次分裂中期，应该为初级精母细胞，A错误；乙细胞中染色单体分离，没有同源染色体，处于减数第二次分裂后期，B错误；丙细胞中两极都有同源染色体，处于有丝分裂后期，C正确；丁细胞中染色体的互换区段同一位点上的基因不一定相同，D错误。

答案：C

　对实验的综合考查

3．[经典模拟]下图中编号①～⑤的图像是显微镜下拍到的二倍体百合(2n＝24)的减数分裂不同时期的图像。请回答问题：

(1)将捣碎的花药置于载玻片上，滴加____________染色1～2 min，制成临时装片。在光学显微镜下可通过观察细胞中____________的形态、数目和位置的变化来判断该细胞所处的分裂时期。

(2)据图分析，图②中细胞的特点是同源染色体________，非同源染色体________。图③中细胞的特点是同源染色体________，并且________________________间可发生交叉互换。请将上述观察到的细胞图像按减数分裂的时序进行排序：①→__________________。

(3)图②中的细胞有________个染色体组，图⑤的每个细胞中含姐妹染色单体________条。

解析：(1)在观察细胞分裂过程中，需要加入碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液)将染色体染色，通过染色体的形态、数目和位置的变化确定细胞所处的时期。(2)图②细胞所处的时期为减数第一次分裂后期，此时期的特点是同源染色体分离，非同源染色体自由组合；图③细胞所处的时期为减数第一次分裂前期，此时期的特点是同源染色体联会形成四分体，此外同源染色体中的非姐妹染色单体之间常常发生交叉互换；根据染色体的形态、数目和位置的变化可知，图中分裂图的先后顺序为①→③→②→⑤→④。(3)根据题干可知，百合属于二倍体生物，故图②的细胞中含有2个染色体组，图⑤细胞处于减数第二次分裂后期，此时期的特点是着丝点分裂，细胞中无染色单体。

答案：(1)碱性染料(或龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液)　染色体

(2)分离　自由组合　联会(或“两两配对”)　同源染色体的非姐妹染色单体　③→②→⑤→④　(3)2　0

课堂总结　网络建构

[网络建构]

[答题必备]

1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。

2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。

3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。

4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。

6．受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。