第12讲 减数分裂和受精作用Word文档下载推荐.docx

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（3）姐妹染色单体和非姐妹染色单体

①姐妹染色单体：

同一着丝点连着的两条染色单体。

②非姐妹染色单体：

不同着丝点连接着的两条染色单体。

（4）联会和四分体

①联会：

减数第一次分裂过程中（前期）同源染色体两两配对的现象。

②四分体：

联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。

四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。

③一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。

（5）交叉互换

①时期：

减Ⅰ前期。

②范围：

同源染色体的非姐妹染色单体之间。

③交换对象：

等位基因交换。

姐妹染色单体出现不同，即姐妹染色单体上出现等位基因。

2．减数分裂过程及特点（以哺乳动物精原细胞为例）

二、配子的形成

1．精子、卵细胞的形成过程

2．哺乳动物精子、卵细胞形成过程的区别

3.配子中染色体组合多样性的原因

（1）同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。

（2）同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换。

三、受精作用

1．概念：

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融合。

3．结果：

受精卵中染色体数目与体细胞相同，其中一半来自精子（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）增加了子代的多样性，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，都是十分重要的。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）

1．1个卵原细胞只能产生1个卵细胞，而1个精原细胞能形成4个精细胞。

（　√　）

2．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。

（　×

　）

3．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异，仅发生在减数分裂过程中。

4．非同源染色体非等位基因之间发生自由组合，导致基因重组。

5．减数第一次分裂前期，细胞的染色体数是体细胞的2倍。

6．有同源染色体的细胞，分裂过程都会产生四分体。

有丝分裂的细胞内因为没有同源染色体，所以也就不存在四分体。

提示：

并非所有细胞分裂都存在四分体

联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象，有丝分裂过程中虽有同源染色体但不进行联会，故不存在四分体。

四分体产生于同源染色体联会后，消失于减Ⅰ后期同源染色体分离后。

四分体经过减Ⅰ同源染色体分离和减Ⅱ后期着丝点分裂后，形成四条染色体，分配到了最后生成的四个细胞中（即分成四部分），所以叫四分体。

7．减数分裂过程中同源染色体分离后，非同源染色体才能自由组合。

同源染色体分离与非同源染色体自由组合的发生时间无先后，是“同时进行”的。

减数分裂过程中同源染色体分离，其上的等位基因也分离（此为基因分离定律的基础），与此同时，非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也自由组合（此为基因自由组合定律的基础）。

8．玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。

9．在减数第二次分裂的后期，染色体数目暂时是体细胞的两倍。

1．（必修2P25“想像空间”改编）

（1）子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？

解释原因。

不一样。

母亲除了提供一半的核基因之外，还提供了全部的细胞质基因，如线粒体内含有的DNA。

（2）卵细胞含有丰富的细胞质，细胞质中含有DNA的结构是线粒体。

2．（必修2P20图2－5改编）卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是保证卵细胞有较多的营养物质，以满足早期胚胎发育过程中物质的需要。

3．（必修2P26基础题T2改编）从配子的形成和受精作用两个方面分析，下列叙述不是遗传的多样性和稳定性的原因的是（　C　）

A．四分体时期，非姐妹染色单体间互换部分遗传物质

B．非同源染色体的自由组合

C．形成卵细胞过程中发生细胞质不均等分配

D．通过减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞中染色体数目维持恒定

解析：

卵细胞形成过程中细胞质不均等分配只是增大了卵细胞体积及内部的营养物质，与遗传的多样性、稳定性无关。

1．界定同源染色体与非同源染色体

图形

说明

①1和2、3和4分别属于一对同源染色体，若为纯合子，其对应位置应含相同基因A、A或a、a，若为杂合子，其对应位置应含等位基因（A、a）

②1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体

③5和6（7和8）不是同源染色体，也不是非同源染色体，而是两条姐妹染色单体分开后形成的两条相同的子染色体，若不发生变异，这两条染色体应含有相同基因

2.理解联会、四分体和交叉互换

（1）联会：

该时期已完成复制，染色单体已形成，但螺旋程度低，观察不到。

（2）四分体：

下图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。

（3）交叉互换

①图示

②时期：

减数第一次分裂前期四分体时期。

③范围：

同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。

④交换对象：

等位基因B和b交换。

⑤结果及意义：

导致基因重组，产生多种配子，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab（未换的染色单体）和Ab、aB（交换的结果）四种配子，产生可遗传变异。

3．减数分裂过程中的相关结构（物质）的数目变化

4.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图

（1）甲为性原细胞；

乙为初级性母细胞；

丙、丁为次级性母细胞；

戊为性细胞。

（2）染色体数目减半发生在减Ⅰ末期，是由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变化为n→2n→n，没有减半。

（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：

11

12

11。

●考向突破1　减数分裂的概念及各时期的特点

1．（2020·

福建三明一中开学考试）若不考虑交叉互换和基因突变，下列关于减数分裂有关过程先后顺序的说法，错误的是（　A　）

A．四分体中同源染色体分离伴随着着丝点分裂

B．姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后

C．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前

D．同源染色体联会发生在细胞核中的DNA数目减半前

四分体中同源染色体分离不伴随着着丝点分裂，A错误；

姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂的后期，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂的后期，所以姐妹染色单体的分离在同源染色体分离之后，B正确；

若不考虑交叉互换和基因突变，等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期，细胞中的染色体减半发生在减数第一次分裂末期，所以等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前，C正确；

同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，细胞核中的DNA数目减半发生在减数第一次分裂末期及减数第二次分裂末期，D正确。

2．（2020·

四川攀枝花七中高三入学考试）以下关于减数分裂、染色体、DNA的说法，错误的是（　C　）

A．次级精母细胞中的核DNA分子正好和正常体细胞的核DNA分子数目相同

B．减数第二次分裂后期，细胞中染色体的数目等于正常体细胞中的染色体数目

C．初级精母细胞中染色体的数目正好和核DNA分子数目相同

D．哺乳动物的任何一种细胞中染色体的数目和着丝点数目相同

初级精母细胞中的核DNA进行了复制，其数目是正常体细胞核DNA分子数目的两倍，初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中核DNA分子数目减半，因此，次级精母细胞中核DNA分子数目与正常体细胞中核DNA分子数目相等，A正确；

减数第二次分裂后期染色体的着丝点分裂，此时细胞中染色体数目与正常体细胞染色体数目相等，B正确；

初级精母细胞中的每条染色体含有2个DNA分子，此时细胞中染色体数目为核DNA分子数目的一半，C错误；

一条染色体上只有一个着丝点，因此细胞中染色体的数目和着丝点数目相同，D正确。

易错提醒

关注同源染色体界定的三个易错点

（1）同源染色体的特点

①来源：

一条来自父方，另一条来自母方；

在图中常用不同颜色表示。

②形态大小：

同源染色体一般相同。

③行为：

在减数分裂时同源染色体能发生联会。

（2）同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。

（3）着丝点分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不叫同源染色体，这两条染色体是经复制形成的，其上的基因相同，若不同则可能是基因突变或非姐妹染色单体的交叉互换造成的。

●考向突破2　减数分裂各时期图像的区别

3．（2020·

吉林百校联盟联考）如图为高等动物的细胞分裂示意图。

下列叙述正确的是（　B　）

A．图甲一定为次级精母细胞

B．图乙一定为初级卵母细胞

C．图丙为次级卵母细胞或极体

D．图丙中的M、m为一对同源染色体

图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A项错误；

图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质不是均等分裂的，所以应是初级卵母细胞，B项正确；

图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C项错误；

图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D项错误。

4．（2020·

江淮十校联考）如图为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，在减数分裂过程中同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。

下列说法正确的是（　D　）

A．减数第一次分裂前期发生的交叉互换引起染色体结构的变异

B．在减数第一次分裂中期发生了非同源染色体的自由组合

C．在减数第一次分裂后期移向细胞两极的基因类型一定相同

D．据图分析，②和④来自同一个次级精母细胞

减数第一次分裂前期发生的交叉互换属于基因重组，不会引起染色体结构的变异，A项错误；

在减数第一次分裂后期发生了非同源染色体的自由组合，B项错误；

在减数第一次分裂后期同源染色体分离，移向细胞两极的基因类型不一定相同，C项错误；

由题图可知，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换，则来自同一个次级精母细胞的精细胞中含有的染色体组成大体相同，只是发生交叉互换的部分有差别，故②和④来自同一个次级精母细胞，D项正确。

整合提升

卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法

●考向突破3　减数分裂曲线图分析

5．（2020·

浙江杭州西湖中学开学考试）下图为减数分裂过程中细胞核内某物质的变化曲线，对此曲线分析正确的是（　A　）

A．曲线AB段正在进行DNA复制

B．曲线BC段完成了着丝点分裂

C．曲线DE段可能出现同源染色体交叉互换现象

D．曲线FG段细胞内的着丝点数目和体细胞一致

曲线AB段表示减数第一次分裂前的间期，此时正在进行DNA复制，A正确；

曲线BC段表示减数第一次分裂，该过程中没有着丝点的分裂，B错误；

曲线DE段表示减数第二次分裂，该过程中不会出现同源染色体的交叉互换，因为同源染色体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期，C错误；

曲线FG段细胞内的着丝点数目是体细胞的一半，D错误。

6．（2020·

广东汕头金山中学检测）如图所示，图1是某雄性动物体内一个正在分裂的原始生殖细胞，图中字母表示其染色体上的部分基因（e和f基因所在的染色体分别为X、Y染色体）。

图2表示该生物体内某细胞在分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量变化（甲曲线）和细胞中染色体数目的变化（乙曲线）。

据图分析下列有关叙述，错误的是（　A　）

A．图1表示的细胞正处于图2的de段

B．形成图2中ef段变化的原因是细胞中染色体的着丝点发生了分裂

C．两条姐妹染色单体相同位点上出现不同基因的变化可发生在bd段

D．图1表示的细胞正在进行有丝分裂，其产生的子细胞是精原细胞

由于图1细胞内含有两对同源染色体（但没有发生联会），一对是A、a基因所在的常染色体，另一对是e、f基因所在的X、Y染色体，因此该图所示细胞应处于有丝分裂中期，图2中de段表示减数第二次分裂前期和中期，A项错误；

图2中，ef段每条染色体上的DNA分子数减半，原因是着丝点分裂，B项正确；

两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的原因是基因突变或减数第一次分裂前期的交叉互换，图2中bc段是间期，cd段是减数第一次分裂，C项正确；

题干表明，该细胞为正在分裂的原始生殖细胞，处于有丝分裂中期，所以其产生的子细胞是精原细胞，D项正确。

引发相关物质数量变化的四大原因

●考向突破4　受精作用

7．（2020·

山东德州平原一中高三月考）下列有关人体在正常情况下形成精子和受精过程的说法，不正确的是（　B　）

A．产生精原细胞与产生精细胞的细胞分裂方式不同

B．初级精母细胞含有2个染色体组，次级精母细胞只含1个染色体组

C．减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的染色体不是同源染色体

D．基因重组可发生在形成精子的过程中，不发生在受精作用的过程中

产生精原细胞的分裂方式是有丝分裂，产生精细胞的分裂方式是减数分裂，A正确；

初级精母细胞含有2个染色体组，次级精母细胞含1或2个染色体组（减数第二次分裂前期和中期含有1个染色体组，减数第二次分裂后期含有2个染色体组），B错误；

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，因此移向细胞同一极的染色体不是同源染色体，C正确；

基因重组可发生在形成精子的过程中，不发生在受精作用的过程中，D正确。

8．（2020·

山东师大附中模拟）在减数分裂和受精作用中，下列表述错误的是（　C　）

A．观察减数分裂各时期的特点应选择蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢

B．受精作用的实质是精子的细胞核和卵子的细胞核相互融合

C．受精卵的遗传物质一半来自父方

D．减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要意义

雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量，且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，故观察减数分裂时常选择植物的雄蕊和动物的精巢，A项正确；

受精作用的实质是精子的细胞核和卵子的细胞核相互融合，B项正确；

受精卵的细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质遗传物质几乎都来自母方，C项错误；

减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要意义，D项正确。

9．（2020·

泰安模拟）下面是对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是（　B　）

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

1个卵原细胞经过减Ⅰ分裂、减Ⅱ分裂产生1个卵细胞和3个极体过程中，初级卵母细胞的分裂、次级卵母细胞的分裂过程中细胞质分裂是不均等的，A项错误；

精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B项正确；

等位基因进入卵细胞的机会相等，C项错误；

雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D项错误。

考点2　减数分裂和有丝分裂的图像和曲线分析

1．图像比较（以二倍体动物为例）

（1）列表辨析

（2）利用“三看法”判断细胞的分裂方式

2．有丝分裂与减数分裂中DNA、染色体曲线的判断技巧

（1）曲线模型（如图表示的是一个细胞内核DNA、染色体的数量变化）

（2）判断方法

（3）变式曲线的分析方法

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：

3.同源染色体对数变化曲线分析

（1）模型图

（2）解读：

①有丝分裂：

后期时染色体数目加倍，同源染色体由n对（2n条）加倍成为2n对（4n条），子细胞中同源染色体仍为n对。

②减数分裂：

MⅠ末期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。

●考向突破1　减数分裂与有丝分裂过程比较

四川三台中学高三月考）在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。

下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是（　B　）

在有丝分裂后期由于着丝点分裂，染色单体分开成为子染色体，使染色体数目加倍，可知该植物体细胞中染色体数为20条。

减数第一次分裂结束时，染色体数减半，在减数第二次分裂后期之前，染色单体不分开，这时染色体数为10条，染色单体数为20条，减数第二次分裂后期，染色单体分开成为子染色体，染色体数为20条，无染色单体，综上，本题选B。

2．下列关于有丝分裂和减数分裂的说法，错误的是（　D　）

A．一次有丝分裂过程染色体只分离一次，而减数分裂过程染色体有两次分离

B．有丝分裂后期异常和减数第一次分裂后期异常都可能导致染色体数目变异

C．次级卵母细胞中的染色体数目与正常的体细胞核内的DNA分子数目有可能相同

D．DNA复制和染色体复制分别使DNA和染色体的数目加倍

有丝分裂后期，着丝点分裂后染色体移向两极，减数第一次分裂后期同源染色体分离，减数第二次分裂后期着丝点分裂后染色体移向两极，A正确；

有丝分裂后期异常和减数第一次分裂后期同源染色体未分离都可能会导致染色体数目变异，B正确；

次级卵母细胞在减数第二次分裂后期染色体数目暂时加倍，与正常的体细胞核内的DNA分子数目相同，C正确；

染色体复制包括DNA复制和蛋白质合成，使DNA加倍，染色体数目不变，D错误。

●考向突破2　减数分裂与有丝分裂图像判断

安徽合肥一中等六校教育研究会联考）下图为某二倍体动物体内不同时期的细胞分裂图，下列叙述正确的是（　A　）

A．上图中含有2个染色体组的细胞是乙和丁

B．甲细胞可以表示该动物初级精母细胞的分裂过程

C．乙、丙细胞中不含有同源染色体，核DNA染色体＝21

D．丁细胞产生的子细胞的基因组成是AB、Ab、aB、ab

综合分析四图可知，该动物体细胞中含有2对同源染色体，4条染色体，图中甲含有4个染色体组，丙含有1个染色体组，乙和丁含有2个染色体组，A项正确；

甲细胞表示有丝分裂过程，B项错误；

乙细胞中不含有姐妹染色单体，核DNA染色体＝11，C项错误；

丁细胞进行有丝分裂，产生的子细胞的基因组成是AaBb，D项错误。

河北保定定州中学高三月考）如图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像，下列说法错误的是（　C　）

A．进行有丝分裂的细胞为①和③

B．含有同源染色体的细胞有三个

C．③中有2个四分体

D．④中可能发生等位基因的分离

题图中①处于有丝分裂后期，②处于减数第一次分裂中期，③处于有丝分裂中期，④处于减数第二次分裂后期，A正确；

含有同源染色体的细胞有①②③，B正确；

③处于有丝分裂中期，而四分体只出现于减数第一次分裂，C错误；

若发生过基因突变或交叉互换，则④中可能存在等位基因，可能发生等位基因的分离，D正确。

“三看法”判断细胞分裂方式

注：

该方法只针对二倍体生物的细胞分裂。

●考向突破3　减数分裂与有丝分裂相关物质数目的变化

安徽六安舒城中学月考）如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞（Ⅰ～Ⅳ）中遗传物质或其载体（①～③）的数量。

下列表述与图中信息相符的是（　A　）

A．Ⅱ处可发生基因自由组合

B．Ⅲ代表初级精母细胞

C．②代表染色体

D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2441

Ⅰ～Ⅳ是处于四个不同阶段的细胞分析图示可知：

Ⅰ为精原细胞，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ后期可发生基因自由组合，A项正确；

Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA，Ⅰ～Ⅳ中③DNA的数量比是2421，B、C、D项错误。

江苏淮安二中、宿城一中模拟）下图是细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析正确的是（　C　）

A．具有染色单体的时期只有CD、GH、MN段

B．着丝点分裂只发生在DE、NO段

C．GH段与OP段，单个细胞内染色体数目不同

D．MN段与AB段，单个细胞内核DNA含量相同

横轴中的a段是有丝分裂过程核DNA含量变化曲线，b段是减数分裂过程核DNA含量变化曲线，c段是受精作用和有丝分裂过程染色体数目变化曲线。

具有染色单体的时期只有CD段的一部分、GH、MN段和IJ段的一部分，A错误；

着丝点分裂发生在CD、IJ和NO段，B错误；

GH段细胞中含有的染色体数是OP段的一半，C正确；

LM段是受精作用，MN段相对于AB段发生了核DNA含量的加倍，D错误。

河南南阳一中模拟）某同学对野生果蝇（2n＝8）的精、卵细胞形成过程中，不同时期细胞的核DNA相对含量、染色体和染色单体数目建立如下模型。

下列叙述错误的是（　B　）

A．甲→乙过程中可发生可遗传的变异

B．丙时期的所有细胞含有中心体、纺锤丝和同源染色体

C．甲时期细胞的染色体核型与丁时期细胞的染色体核型相同

D．丙→乙过程中可发生等位基因分离

由图可知甲没有染色单体，乙中染色体数目减半，甲→乙进行的是减数分裂，可以发生基因突变、基因重组或染色体变异，A正确；

丙时期的细胞染色体数目减半，有染色单体，说明是减数第二次分裂前期和中期的图像，此时没有同源染色体，B错误；

甲时期细胞是二倍体核型，丁时期细胞也是二倍体核型，C正确；

丙→乙即次级精（卵）母细胞形成精（卵）细胞的过程中，可能因为基因突变或减数第一次分裂四分体时发生了交叉互换，在姐妹染色单体上有等位基因，所以可能发生等位基因的分离，D正确。

微专题　细胞分裂与可遗传变异的关系

一、细胞分裂与遗传、变异的关系

1．减数分裂与遗传规律

2．细胞分裂与可遗传变异

分裂方式

变异发生过程或时期

变异类型

二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂

DNA复制

基因突变

减数分裂

减Ⅰ后期：

非同源染色体自由组合

减Ⅰ前期：

同源染色体非姐妹染色单体交叉互换

基因重组

有丝分裂、减数分裂

分裂期：

染色体移向两极

染色体变异

①原核生物的变异类型只有基因突变。

②姐妹染色单体上同一位置的基因不同的原因有两个：

一