版 第4单元 第2讲 减数分裂与受精作用.docx
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版第4单元第2讲减数分裂与受精作用
第2讲__减数分裂与受精作用
[考纲导学] 1.细胞的减数分裂（Ⅱ） 2.动物配子的形成过程（Ⅱ）
3．动物的受精过程（Ⅱ） 4.实验：
观察细胞的减数分裂
知识梳理|夯实高考双基
回扣教材
一、对减数分裂的理解
1．范围与时期：
进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
2．过程特点：
染色体只复制一次，细胞分裂两次。
3．分裂结果：
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
二、精子和卵细胞的形成过程
三、受精作用的过程及其意义
1．概念：
受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2．实质：
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合。
3．结果：
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
4．减数分裂和受精作用的意义
（1）同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
（2）对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。
基础自测
1．判断
（1）果蝇的精细胞中一定存在Y染色体。
（×）
（2）非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组。
（√）
（3）姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中。
（×）
（4）人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223。
（×）
（5）减数分裂形成配子过程中实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。
（√）
（6）受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。
（×）
2．填表
时期
图像
主要特征
间期
DNA复制，有关蛋白质的合成，结果每条染色体上含有2条染色单体
减数第一次分裂
前期
同源染色体发生联会，形成四分体，非姐妹染色单体间可能发生交叉互换
中期
成对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
后期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
末期
细胞质分裂，形成2个子细胞。
细胞中染色体数目减半
减数第二次分裂
前期
染色体散乱分布在细胞中
中期
染色体着丝点排列在细胞中央的赤道板上
后期
着丝点分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时加倍
末期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞。
细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半
3.以下①～④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。
按分裂时期的先后排序，正确的是（ ）
A．①②③④ B．②①④③
C．③④②①D．④①③②
【解析】 图①为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），图②为减数第一次分裂中期（同源染色体排列在赤道板上），图③为减数第二次分裂后期（姐妹染色单体分离），图④为减数第二次分裂的中期（无同源染色体，染色体的着丝点排列在赤道板上）。
按分裂时期的先后排序为②→①→④→③。
【答案】 B
网络记忆
重点突破|领悟高考方向
重点1 减数分裂与精子、卵细胞形成
[典例导悟1]
（2013·江苏高考）下图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。
下列表述正确的是（ ）
A．图中细胞处于减数第二次分裂前期
B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
【解析】 解答本题首先要能判断出图中同源染色体的有无和姐妹染色单体的有无。
图中含有同源染色体，故不可能处于减数第二次分裂过程中，A项错误；图中每条染色体均含姐妹染色单体，染色体的着丝点没有分裂，故染色体数目不可能是体细胞的2倍，B项错误；由图可知，该时期细胞中存在联会形成四分体现象，为减数第一次分裂前期，染色体1和2为同源染色体，在减数第一次分裂的后期将会分离，C项正确；染色体1和3为非同源染色体，染色体1和4也是非同源染色体，由于减数分裂过程中非同源染色体是自由组合的，故染色体1和3不一定出现在同一子细胞中，D项错误。
【答案】 C
[考点精讲]
1．减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
名称
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝点
不分裂
分裂
染色体
2n→n，减半
n→2n→n，不减半
DNA数目
4n→2n，减半
2n→n，减半
染色体主要行为
同源染色体联会、分离
染色单体分开
同源染色体
有
无
2.减数分裂中染色体、DNA数量变化
（1）数量变化（体细胞染色体数为2n）
性母细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞
间期
减Ⅰ
减Ⅱ前、中
减Ⅱ后、末
染色体数2n
2n
n
2n
n
DNA数2n→4n
4n
2n
n
（2）曲线模型
（3）模型解读
①染色体数目减半发生在减Ⅰ末期，是由于同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的；减数第二次分裂时染色体数n→2n→n，没有减半。
②DNA数量在减数第一次分裂和减数第二次分裂时分别减半。
③减Ⅱ后期染色体数，DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
④染色体/DNA变化规律及原因：
1∶1
1∶2
1∶1
3．配子形成过程中的几种数量关系
（1）同一个精原细胞产生的两个次级精母细胞中的染色体（或基因）互补；由同一个次级精母细胞形成的两个精子中染色体（或基因）组成相同；由不同的次级精母细胞形成的精子中染色体（或基因）组成互补。
（2）由同一个卵原细胞形成的卵细胞中的染色体（或基因）与极体相同，与另两个极体的染色体（或基因）互补。
（3）不考虑交叉互换的情况下：
①具有n对同源染色体的个体产生配子情况
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
1个精原细胞
2n种
2种
1个次级精母细胞
1种
1种
1个雄性个体
2n种
2n种
1个卵原细胞
2n种
1种
1个次级卵母细胞
1种
1种
1个雌性个体
2n种
2n种
②基因型为YyRr的个体产生配子的情况
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
一个精原细胞
4种
2种（YR、yr或Yr、yR）
一个雄性个体
4种
4种（YR、yr、Yr、yR）
一个卵原细胞
4种
1种（YR或yr或Yr或yR）
一个雌性个体
4种
4种（YR、yr、Yr、yR）
[命题视角]
视角1 减数分裂过程的变化
1．（2014·安徽高考）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（ ）
甲 乙 丙 丁
A．图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组
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
【答案】 A
视角2 减数分裂过程中有关结构或物质的数量变化
2．下图Ⅰ表示细胞分裂过程中核DNA的数目变化，图Ⅱ表示二倍体生物细胞分裂过程中染色体数目变化。
据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．图Ⅰ中染色体数目加倍发生在①②④⑤4个时期
B．图Ⅰ中只有③⑥⑦时期的染色体数目与核DNA数目相等
C．图Ⅱ中ab段细胞的染色体中一定不存在同源染色体，仅bc段细胞中有同源染色体
D．图Ⅱ中e的产生是受精作用的结果，fg段细胞中染色体数目∶核DNA数目＝1∶1
【答案】 D
[心有灵犀] 减数分裂与遗传规律的关系
重点2 有丝分裂与减数分裂的比较
[考点精讲]
1．减数分裂与有丝分裂的比较（二倍体生物）
项目
有丝分裂
减数分裂
不同点
母细胞
体细胞或原始生殖细胞
原始生殖细胞
染色体复制
一次，有丝分裂间期
一次，减数第一次分裂前的间期
细胞分裂次数
一次
两次
同源染色
体行为
有同源染色体，但无同源染色体的联会、四分体，不出现同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换及同源染色体的分离
有同源染色体的联会、四分体，出现同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离
子细胞数目
2个
雄性为4个，雌性为（1＋3）个
子细胞类型
体细胞
生殖细胞（精细胞或卵细胞）
最终产生子细
胞染色体数
与亲代细胞相同
比亲代细胞减少一半（发生在减数第一次分裂）
子细胞核的
遗传物质组成
几乎相同
不一定相同
子细胞中
可遗传变
异的来源
基因突变、染色体变异
基因突变、基因重组、染色体变异
染色体及
DNA数
量变化
相同点
染色体都复制一次；都出现纺锤体，均有子细胞产生，均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂相似，着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体
联系
原始生殖细胞进行减数分裂前的自身增殖方式为有丝分裂
意义
使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性
减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
2.DNA含量变式曲线分析
如图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂，相关分析如下：
A→B
B→C
C→D
D→E
特点
及其
变化
1条染色体1条染色体
1个DNA分子2个DNA分子
无染色单体2条染色单体
1条染色体
2个DNA分子
2条染色单体
着丝点分裂
染色体加倍
1条染色体
1个DNA分子
无染色单体
减数
分裂
对应
时期
减数第一次分裂前的间期
减数第一
次分裂全
过程和减
数第二次
分裂的前
期、中期
减数第二次分裂的后期
减数第二次分裂的末期
有丝分
裂对应
时期
间期
前期和
中期
后期
末期
[命题视角]
视角 有丝分裂、减数分裂过程的异同
3．（2013·新课标全国卷Ⅰ）关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是（ ）
A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同
D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
【答案】 C
重点3 观察细胞的减数分裂（实验）
[典例导悟2]
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 ② ③ ④ ⑤
（1）将捣碎的花药置于载玻片上，滴加____________染色1～2min，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 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
[考点精讲]
[实验原理]
（1）蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。
此过程要包括减Ⅰ、减Ⅱ两次连续的细胞分裂。
（2）在减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，据此识别减数分裂的各个时期。
[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→压片（制片）
（2）显微观察
[实验点拨]
（1）观察减数分裂过程选取的材料是能进行减数分裂的细胞，如植物的花药，动物的精巢、卵巢等。
宜选用雄性个体生殖器官。
其原因是：
①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。
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，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。
（2）动物的精巢、卵巢以及植物的花药、胚珠中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂；其染色体数目有三种情况：
N、2N、4N（假设亲代为二倍体）。
原始的精原细胞（或卵原细胞）本身的增殖是通过有丝分裂进行的。
[实验演练]
1．为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．①③D．②④
【答案】 C
2．（2014·江苏高考）某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。
请回答下列问题：
（1）对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。
甲 乙 丙 丁
上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________；称为初级精母细胞的有________。
丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因________________________（填“相同”、“不相同”或“不一定相同”）。
（2）如对卵巢切片进行显微观察，无法看到和乙细胞同时期的细胞，其原因是________________________________________________________________。
（3）该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验，结果如下：
实验一
实验二
由实验一可得出推论：
____________含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。
由实验二可得出推论：
这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是________；孕酮在实验二中的作用是____________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【答案】
（1）甲、丙、丁 甲、丁 不一定相同
（2）卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期
（3）成熟卵细胞的细胞质 蛋白质 诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”
模型解读类3|细胞图像的识别与分析
[典例导悟3]
假定某动物细胞染色体数目2N＝4，据图指出②③④⑤⑥各细胞所处的分裂时期正确的是（ ）
A．⑤内有4个四分体，②内有2个四分体
B．②③④⑤均含同源染色体
C．②③④分别为减数第一次分裂前、中、后期
D．⑥是次级精母细胞或第一极体
【解析】 ②是减数第一次分裂前期，③是有丝分裂中期，④是减数第一次分裂后期，细胞质均等分裂，所以④是初级精母细胞；⑤是有丝分裂后期，⑥是减数第二次分裂后期，只能是次级精母细胞。
③～⑥都不含四分体。
有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体。
【答案】 B
[拓展升华]
1．有丝分裂与减数分裂有关图像的识别
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
①
②
③
①与②的主要区别在于同源染色体的排列方式不同；
①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
中期
①
②
③
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；
①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
后期
①
②
③
①与②比较：
①中染色单体分离，②中同源染色体分离；
①与③比较：
①中有同源染色体，③中无同源染色体；
②与①、③比较：
②中有染色单体，①、③中无染色单体
[名师点睛] 特殊细胞的分裂
（1）处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体（四倍体的减数分裂）。
（2）处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。
2．减数分裂与可遗传变异的图示分析
（1）减数分裂与基因突变
①时期：
减Ⅰ前的间期，DNA分子复制过程中。
②结果：
一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可以发生隐性突变，也可发生显性突变，通过突变产生等位基因。
（2）减数分裂与基因重组
①减Ⅰ后期同源染色体（等位基因）分离→非同源染色体自由组合（基因重组）。
②在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组
（3）减数分裂与染色体数目非整倍性变异
假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有（n＋1）、（n－1）条染色体的配子，如下图所示：
[题组对练]
1．观察到的某生物（2n＝6）减数第二次分裂后期细胞如图所示。
下列解释合理的是（ ）
A．减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离
B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离
C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次
D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次
【答案】 A
2．下面为卵巢中一些细胞的分裂图像，关于它们的说法不正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲细胞进行的是有丝分裂，乙、丙进行的是减数分裂
B．细胞中染色体数和细胞核中的DNA分子数的比例，甲和丁相等，乙和丙相等
C．甲和乙中的染色体组的数目相等，丙和丁中的染色体组的数目相等
D．能够发生基因重组的细胞是乙细胞
【答案】 C
[心有灵犀] 分裂方式的判定（三看法）
当堂验收|提升高考考能
1．（2015·天津高考）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。
上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（ ）
A B C D
【解析】 因减数第一次分裂时不形成纺锤体，不会发生同源染色体的分离，从而导致形成的次级卵母细胞含有同源染色体，A错误，B正确；次级卵母细胞正常进行减数第二次分裂，使产生的卵细胞内含有2对同源染色体，C错误；此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎，胚胎细胞中应该有6条染色体，3个染色体组（每一形态的染色体有3条），D错误。
【答案】 B
2．（2015·海南高考）回答下列关于遗传和变异的问题：
（1）高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因之间会发生________，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生________，这两种情况都有可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。
（2）假设某物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是____________（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”），图乙表示的是________（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”）。
甲 乙
（3）某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。
单倍体是指______________________________________________。
【解析】 本题主要考查生物变异、减数分裂等知识。
（1）非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因之间的重组；同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，导致基因重组。
（2）由模式图可知：
图甲细胞具有联会的同源染色体，处于减数第一次分裂前期，为初级精母细胞；图乙细胞没有同源染色体，染色体数目减半，且无染色单体，为精细胞。
（3）单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
【答案】
（1）自由组合 交换（其他合理答案也给分）
（2）初级精母细胞 精细胞
（3）体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
3．下面是对高等动物通过减数分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是（ ）
A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
【答案】 B
4．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
根据下图回答相关问题：
① ② ③ ④
（1）若图①是某植物的体细胞，该细胞的分裂方式是______，所代表的植株常采用______________的方法来获得。
（2）假设某二倍体高等雄性动物睾丸里的一个细胞分裂如图②，其基因A、a、B、b分布如图，产生的子细胞的基因型为________，图②对应于图④中的________段。
（3）图③是某二倍体高等雌性动物体内的一个细胞，它的名称是____________，在分裂形成此细胞的过程中，细胞内可形成________个四分体。
（4）图④中CD段所能代表的时期可能是________________________。
【答案】
（1）有丝分裂 花药（花粉）离体培养
（2）AaBb BC （3）卵细胞或极体 3 （4）有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
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