专题3 利用图示分析细胞分裂的过程和特点
一、刷难关
1．图中①~⑤是百合花药细胞减数分裂不同时期的显微照片。下列叙述正确的是（ ）
A. 观察时需用碱性染料进行染色，再漂洗去除浮色
B. 在减数分裂中以上细胞所处时期的先后顺序是①③②⑤④
C. 图⑤细胞发生细胞质均等分裂，则该细胞为次级精母细胞或极体
D. 图②细胞的核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数、染色体数分别是图④中一个细胞的4倍、2倍
答案：D
解析：观察细胞减数分裂实验中，制作临时装片时，用碱性染料染色后无需漂洗， $ \mathrm{A} $ 错误。图中①～⑤是显微镜下拍到的百合花药细胞减数分裂不同时期的图像，其中①处于减数第一次分裂中期；②细胞同源染色体分离并移向细胞两极，处于减数第一次分裂后期；③细胞中染色体分布较散乱，处于减数第一次分裂前期；④细胞再次出现细胞核，处于减数第二次分裂末期；⑤细胞姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，处于减数第二次分裂后期，故顺序为③①②⑤④， $ \mathrm{B} $ 错误。题图为花药细胞分裂图，图⑤细胞为次级精母细胞，发生细胞质均等分裂， $ \mathrm{C} $ 错误。图②中核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数∶染色体数 $ =2:1 $ ，图④中一个细胞核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数∶染色体数 $ =1:1 $ ，图④中一个细胞的染色体数目为图②的一半，图②细胞的核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数、染色体数分别是图④中一个细胞的核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数、染色体数的4倍、2倍， $ \mathrm{D} $ 正确。
2．下图是某动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该动物正常体细胞中染色体数为8条
B. 图中存在同源染色体的细胞为①②③④
C. ①与④细胞中染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数 $ =1:1 $
D. 通过以上细胞分裂图像判断该动物为雄性
答案：C
解析：①与④细胞中没有染色单体，每条染色体含有1个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，因此染色体数∶核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数 $ =1:1 $ ， $ \mathrm{C} $ 正确；由题图解读可知，①②③④细胞分别处于有丝分裂后期、减数第一次分裂中期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期，②细胞为初级精母细胞或初级卵母细胞，④细胞的细胞质进行均等分裂，为次级精母细胞或极体，题图的细胞分裂图在雌雄动物体内均可出现，不能判断该动物为雄性， $ \mathrm{D} $ 错误。
3．果蝇（体细胞中染色体数为8条）体内的细胞在分裂过程中，一段时期内某种物质或结构的数量变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 若纵轴代表同源染色体对数，且 $ a=4 $ ，则该细胞正在进行减数分裂
B. 若纵轴代表核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数，且 $ a=4 $ ，则该细胞正在进行有丝分裂
C. 若纵轴代表染色体数，且 $ a=4 $ ，则该细胞在 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ 段不能形成四分体
D. 若纵轴代表染色单体数，且 $ a=8 $ ，则该细胞在 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ 段可发生染色体互换
答案：D
解析：若纵轴代表同源染色体对数，且 $ a=4 $ ，则该细胞正在进行有丝分裂，因为有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体加倍为16条、同源染色体加倍为8对， $ \mathrm{A} $ 错误；果蝇体细胞中含有8条染色体、8个核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，若纵轴代表核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数，且 $ a=4 $ ，则 $ \mathrm{E} $ 点时细胞中只含4个核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，是正常体细胞的一半，说明该细胞正在进行减数分裂， $ \mathrm{B} $ 错误；若纵轴代表染色体数，且 $ a=4 $ ，则 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ 段可表示减数分裂 Ⅰ，能形成四分体， $ \mathrm{C} $ 错误；若纵轴代表染色单体数，且 $ a=8 $ ，则 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ 段可表示减数分裂 Ⅰ，减数分裂Ⅰ前期可发生染色体互换， $ \mathrm{D} $ 正确。
4．如图表示细胞分裂和受精作用过程中核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量和染色体数目的变化，据图分析，以下结论错误的是（ ）
A. $ O\sim \mathrm{A} $ 阶段为有丝分裂， $ \mathrm{A}\sim \mathrm{B} $ 阶段为减数分裂
B. $ \mathrm{l}\to \mathrm{m} $ 所示过程与细胞膜的流动性有关
C. $ \mathrm{g}\mathrm{h} $ 段和 $ \mathrm{o}\mathrm{p} $ 段，细胞中含有的染色体数相等
D. $ \mathrm{m}\mathrm{n} $ 段发生了核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量的加倍
答案：C
解析：由思路导引可知，图中 $ O\sim \mathrm{A} $ 阶段为有丝分裂， $ \mathrm{A}\sim \mathrm{B} $ 阶段子细胞中核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量减半，为减数分裂， $ \mathrm{A} $ 正确。 $ \mathrm{l}\to \mathrm{m} $ 为受精过程，该过程依赖细胞膜的流动性， $ \mathrm{B} $ 正确。 $ \mathrm{g}\mathrm{h} $ 段主要为减数第一次分裂，此阶段细胞中所含染色体数目与体细胞相同； $ \mathrm{o}\mathrm{p} $ 段表示有丝分裂后、末期，此时细胞中所含染色体数目是体细胞的2倍， $ \mathrm{C} $ 错误。 $ \mathrm{m}\mathrm{n} $ 段包括分裂间期，发生了 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的复制，因此该过程中发生核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量加倍， $ \mathrm{D} $ 正确。
5．图1表示用不同颜色的荧光标记某雄性动物 $ (2n=8) $ 中两条染色体的着丝粒（分别用“●”和“ $ ◯ $ ”表示），在荧光显微镜下观察到它们的移动路径如箭头所示；图2表示减数分裂过程中每条染色体上 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量变化；图3表示减数分裂过程中细胞中染色体数变化。下列叙述错误的是（ ）
图1 图2 图3
A. 图1中含有四分体的时期用图中数字表示为②和③
B. 图1中 $ ③\to ④ $ 过程每条染色体上 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 含量变化对应图2中 $ {\mathrm{B}}_{1}{\mathrm{C}}_{1} $ 段
C. 不考虑变异，图2中 $ {\mathrm{B}}_{1}{\mathrm{C}}_{1} $ 时期的细胞中染色体数量为8条
D. 图2中 $ {\mathrm{C}}_{1}{\mathrm{D}}_{1} $ 段发生变化的原因与图3中 $ {\mathrm{D}}_{2}{\mathrm{E}}_{2} $ 段发生变化的原因相同
答案：C
解析：图1中 $ ①\to ② $ 过程出现同源染色体联会现象，发生在减数第一次分裂前期； $ ②\to ③ $ 表示联会后的四分体移向赤道板； $ ③\to ④ $ 为同源染色体分离，发生在减数第一次分裂后期，所以图1中含有四分体的时期用图中数字表示为②和③， $ \mathrm{A} $ 正确。图1细胞中 $ ③\to ④ $ 为同源染色体分离，发生在减数第一次分裂后期，该过程中每条染色体上含有2个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，对应图2中 $ {\mathrm{B}}_{1}{\mathrm{C}}_{1} $ 段， $ \mathrm{B} $ 正确。图2中 $ {\mathrm{B}}_{1}{\mathrm{C}}_{1} $ 段每条染色体上含有2个 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子，即含有染色单体，故可能处于减数第一次分裂时期（染色体数为8），也可能处于减数第二次分裂前、中期（染色体数为4）， $ \mathrm{C} $ 错误。图2中 $ {\mathrm{C}}_{1}{\mathrm{D}}_{1} $ 段每条染色体上的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 数目减半，说明着丝粒分裂；图3中 $ {\mathrm{D}}_{2}{\mathrm{E}}_{2} $ 段细胞中染色体数目加倍，也是着丝粒分裂导致的， $ \mathrm{D} $ 正确。
6．某雄性动物 $ (2n=8) $ 一个精原细胞进行减数分裂时，甲、乙两个时期的一个细胞中染色体数目与核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲、乙两个时期的先后顺序是甲先乙后
B. 甲、乙两个时期细胞中的染色单体数都为8条
C. 甲时期细胞中可能出现同源染色体联会或分离现象
D. 乙时期细胞进行染色体复制，导致染色体数目加倍
答案：A
解析：由题意及题图解读可知，甲时期为减数第二次分裂前期或中期，乙时期为减数第二次分裂后期或末期，因此甲、乙两个时期的先后顺序是甲先乙后， $ \mathrm{A} $ 正确。甲时期染色体数目与核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数之比为 $ 1:2 $ ，染色体数为4条，说明甲时期细胞中有8条染色单体；乙时期中染色体数目与核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 分子数之比为 $ 1:1 $ ，说明乙时期细胞中不存在染色单体， $ \mathrm{B} $ 错误。甲时期为减数第二次分裂前期或中期，细胞中不可能出现同源染色体联会或分离现象， $ \mathrm{C} $ 错误。乙时期可能为减数第二次分裂后期，发生着丝粒分裂，染色体数目加倍， $ \mathrm{D} $ 错误。
7．图1表示某哺乳动物 $ (2n) $ 处于正常减数分裂时的一个细胞图像。该动物的一个精原细胞进行减数分裂时发生了一次异常，分别检测其分裂进行至 $ {\mathrm{T}}_{1} $ 、 $ {\mathrm{T}}_{2} $ 、 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期的三个细胞中染色体、染色单体和核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 的数量，结果如图2。请回答下列问题：
图1
图2
（1） 图1细胞的名称为 ，该动物大多数正常体细胞中染色体数目为 条。
（2） 图2中 $ {\mathrm{T}}_{1} $ 时期细胞内有 对同源染色体，处于 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期的细胞中 $ \mathrm{Y} $ 染色体数可能有 条。
（3） 图1细胞所处时期可能与图2中 时期相同。
（4） 图2中该细胞出现 $ {\mathrm{T}}_{2} $ 、 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期染色体数目异常的原因是 。该异常分裂的精原细胞最终形成的精细胞中，染色体数目可能为 条。
答案：（1） 次级精母细胞；6
（2） 3；0或2
（3） $ {\mathrm{T}}_{3} $
（4） 减数第一次分裂时，有一对同源染色体没有分离，移向细胞同一极；2或4
解析：（1） 观察图1，细胞中无同源染色体且着丝粒分裂，说明该细胞处于减数分裂Ⅱ后期；细胞中部向内凹陷，对于雄性动物来说，该细胞为次级精母细胞。从图1可知此时细胞中染色体数为6条，此时细胞内染色体数与体细胞染色体数相同，所以该动物大多数正常体细胞中染色体数目为6条。
（2） 由题图解读可知，图2中 $ {\mathrm{T}}_{1} $ 时期细胞内有3对同源染色体，处于 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期的细胞中 $ \mathrm{Y} $ 染色体数可能有0或2条。
（3） 图1细胞处于减数第二次分裂后期，图2中 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期可表示减数第二次分裂后期，此时着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数暂时加倍，所以图1细胞所处时期可能与图2中 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期相同。
（4） 由题图解读可知， $ {\mathrm{T}}_{2} $ 、 $ {\mathrm{T}}_{3} $ 时期染色体数目异常的原因是在减数第一次分裂后期，有一对同源染色体未分离，移向细胞同一极，进入了同一个次级精母细胞。该异常分裂的精原细胞最终形成的精细胞中，染色体数目可能为2条（由少一条染色体的次级精母细胞产生）、4条（由多一条染色体的次级精母细胞产生）。