高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第2讲减数分裂和受精作用教学案新人教版必修1.docx

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高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第2讲减数分裂和受精作用教学案新人教版必修1.docx

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高考生物一轮复习第4单元细胞的生命历程第2讲减数分裂和受精作用教学案新人教版必修1

第2讲　减数分裂和受精作用

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

1.细胞结构与减数分裂的关系（生命观念）

2.减数分裂中染色体变化的特征；比较与分类：

分析减数分裂和有丝分裂的异同（科学思维）

3.观察细胞的减数分裂实验（科学探究）

减数分裂和受精作用

1．减数分裂的概念

（1）范围：

进行有性生殖的生物。

（2）时期：

从原始生殖细胞→成熟生殖细胞。

（3）特点：

染色体复制一次，细胞连续分裂两次。

（4）结果：

成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。

2．精子的形成过程

精原细胞―→间期

　↓

3．精子和卵细胞形成过程的异同点（哺乳动物）

比较项目

精子的形成

卵细胞的形成

不同点

场所

睾丸

卵巢

细胞质分裂

均等分裂

卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂

是否变形

变形

不变形

结果

1个精原细胞→4个精细胞→4个精子

1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体

相同点

染色体的行为变化相同

4.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相融合，使彼此的染色体会合在一起。

（3）结果：

受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

（4）意义

①有利于生物的进化。

②就进行有性生殖的生物而言，减数分裂和受精作用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。

1．减数分裂过程中发生细胞质均等分裂的细胞一定是次级精母细胞。

（×）

提示：

减数分裂中发生均等分裂的细胞有可能是极体。

2．高等动物产生精子或卵细胞的过程中，只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组。

（×）

提示：

同源染色体上，非姐妹染色单体交叉互换也会产生基因重组。

3．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。

（×）

提示：

卵细胞中染色体不成对。

4．在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第二次分裂。

（×）

提示：

染色体数目减半发生在减数第一次分裂。

5．减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。

（√）

6．精子和卵细胞的相互识别的基础是精子和卵细胞膜上的糖蛋白。

（√）

7．受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方，一半来自母方。

（×）

提示：

受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方。

1．减数分裂过程中一个细胞中DNA和染色体数目的变化

（1）染色体加倍：

只在姐妹染色单体分开时加倍，即着丝点分裂时。

（间期时染色体复制但染色体数目不加倍）

（2）DNA加倍：

只在间期DNA复制后加倍。

（3）染色体和DNA减半：

减数第一次分裂均减半；减数第二次分裂DNA减半，而染色体数目与开始进行减数第二次分裂时的细胞中的染色体数目相同。

（4）减数分裂过程中DNA与染色体数目的比例关系

2．减数分裂过程中染色体的交叉互换

（1）染色体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期，互换的染色体发生在同源染色体的非姐妺染色单体之间。

（2）染色体交叉互换的意义：

进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。

（3）减数分裂过程中发生染色体交叉互换的只是少部分的初级精母细胞或初级卵母细胞。

1．同源染色体联会的生物学意义是什么？

提示：

（1）同源染色体联会是同源染色体分离的基础；

（2）联会时可导致交叉互换及非同源染色体随机排列在赤道板两侧，实现了非同源染色体的自由组合，从而增加了配子的多样性。

2．卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是什么？

提示：

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．从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传的多样性和稳定性的原因。

提示：

减数分裂过程中由于同源染色体分离，非同源染色体自由组合以及同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换产生了染色体组成具有多样性的配子。

受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，使后代的染色体组成更为多样，因此，生物具有遗传的多样性。

减数分裂产生了染色体数目减半的生殖细胞，受精作用使后代细胞的染色体又恢复了原来的数目，因此减数分裂和受精作用维持了前后代体细胞的染色体数目的恒定，使生物具有遗传的稳定性。

考查减数分裂的过程

1．（2019·广西梧州市联考）下列有关人的减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较，正确的是（　　）

A．在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有同源染色体

B．在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中都有姐妹染色体单体的分离

C．减数第一次分裂和减数第二次分裂过程染色体数目可能相同

D．减数第一次分裂和减数第二次分裂过程DNA含量可能相同

C　[在减数第二次分裂过程没有同源染色体，A错误；在减数第一次分裂姐妹染色单体没有分离，B错误；减数第一次分裂与减数第二次分裂后期染色体数目相同，C正确；减数第一次分裂过程中DNA含量是体细胞的2倍，减数第二次分裂过程中，DNA含量与体细胞的相同或者是体细胞的一半，D错误。

]

2．（2019·衡水中学二调）下列关于减数分裂过程的叙述中，不正确的是（　　）

A．细胞质正在发生不均等分裂的时期，细胞中不一定有同源染色体

B．染色单体和DNA数目相等的时期，可能发生非同源染色体的自由组合

C．染色体和DNA数目相等的时期，每条染色体上没有姐妹染色单体

D．染色体组数加倍的时期，可发生着丝点分裂，同源染色体分离

D　[减数分裂过程中，细胞质正在发生不均等分裂的时期，可能处于减数第一次分裂或减数第二次分裂，其中减数第二次分裂过程中是没有同源染色体的，A正确；染色单体和DNA数目相等，说明姐妹染色单体还没有分离，可能处于减数第一次分裂后期，因此可能发生非同源染色体的自由组合，B正确；染色体和DNA数目相等，说明DNA还没有复制或姐妹染色单体已经分离，因此此时每条染色体上没有姐妹染色单体，C正确；染色体组数加倍的时期为减数第二次分裂后期，此时着丝点分裂、姐妹染色单体分离，但是细胞中是没有同源染色体的，D错误。

]

考查减数分裂的异常情况

3.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

A　[分析题图，细胞中姐妹染色单体分离，且移向细胞两极的染色体各有4条。

结合题干信息，可知该生物是体细胞含有6条染色体的二倍体，故判断该细胞移向两极的染色体比正常分裂时多一条，原因是在减数第一次分裂时，一对同源染色体没有分开，得到的两个次级性（精）母细胞中一个含有4条染色体，另一个含有2条染色体。

其中含有4条染色体的次级性（精）母细胞的减数第二次分裂后期图像如题图所示。

]

4．遗传学家将白眼雌果蝇（XbXb）和红眼雄果蝇（XBY）杂交，所产生的两千多只子代中有一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，进一步研究表明，出现这种现象的原因是母本产生配子时两条X染色体未分离。

已知果蝇的性别决定于X染色体的数目，含一条X染色体为雄性，含两条X染色体为雌性，含三条X染色体和无X染色体的果蝇胚胎致死，以下分析错误的是（　　）

A．子代红眼雄果蝇的精原细胞中不存在Y染色体

B．子代白眼雌果蝇的体细胞中最多含4条X染色体

C．母本两条X染色体未分离可能发生在初级卵母细胞中

D．与异常卵细胞同时产生的3个极体染色体数目都不正常

D　[从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是卵原细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂异常，产生异常的卵细胞与正常精子结合形成的，则子代中红眼雄果蝇的基因型是XBO；子代白眼雌果蝇的基因型是XbXbY，所以其体细胞处于有丝分裂后期时，最多含4条X染色体；母本两条X染色体未分离可能发生在初级卵母细胞中，也可能发生在次级卵母细胞中；如果母本两条X染色体未分离发生在次级卵母细胞中，则与异常卵细胞同时产生的3个极体中只有1个极体染色体数目不正常。

]

减数分裂过程产生异常配子的原因（以基因型为AaBB的精原细胞为例）

考查受精作用和遗传的多样性和稳定性

5．（2019·高考前仿真）如图为果蝇体细胞染色体模式图，若果蝇的一个初级卵母细胞经减数分裂产生的一个卵细胞的基因组成为ABc，则该初级卵母细胞产生的三个第二极体的基因组成为（　　）

A．Abc、abC、aBC

B．ABc、abC、abC

C．abc、aBC、AbC

D．ABC、abc、abC

A　[据图可知，该果蝇基因组成为AaBbCc，其中A、a和B、b位于一对同源染色体上，已知产生的卵细胞的基因组成为ABc，则可知减数分裂过程中发生了交叉互换，根据互换结果可以判断，次级卵母细胞产生的极体为Abc，另外两个极体为abC、aBC，A正确。

]

6．从配子形成和受精作用的角度分析，下列关于遗传具有多样性和稳定性的原因的叙述，错误的是（　　）

A．减数分裂过程中，非同源染色体的自由组合是形成配子多样性的重要原因之一

B．减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间的互换也是形成配子多样性的原因之一

C．受精时，雌雄配子间的随机结合导致的基因重组是形成合子多样性的重要原因

D．减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而维持了遗传的稳定性

C　[受精过程中不发生基因重组，自然状态下，基因重组只发生在减数第一次分裂过程中。

]

减数分裂和有丝分裂的比较

1．有丝分裂和减数分裂的不同点

　　　　分裂方式

比较项目

有丝分裂

减数分裂

分裂的起始细胞

体细胞或原始生殖细胞

精（卵）原细胞

细胞分裂次数

一次

二次

同源染色体的行为

存在同源染色体，但不联会，不分离，无交叉互换现象

联会形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；同源染色体分离

非同源染色体的行为

不出现自由组合

自由组合

子细胞染色体数目

不变

减半

子细胞的名称和数目

2个体细胞

4个精子或1个卵细胞和3个极体

子细胞间的遗传物质

相同

不一定相同

2.有丝分裂和减数分裂的相同点

（1）染色体（质）都只复制一次。

（2）分裂过程中都出现纺锤体，都有核仁、核膜的消失与重建过程。

（3）都有着丝点分裂和姐妹染色单体分开现象。

1．同一个体中细胞有丝分裂前期和减数第一次分裂前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同。

（×）

提示：

DNA分子数目相同。

2．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数第一次分裂中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同。

（×）

提示：

两者染色体数目相同，染色体行为不同。

3．同一个体中细胞有丝分裂后期和减数第一次分裂后期染色体的数目和行为不同，DNA分子数相同。

（√）

4．同一个体中细胞有丝分裂末期和减数第一次分裂末期染色体的数目和行为相同，DNA分子数不同。

（×）

提示：

两者染色体的数目不同，DNA分子数相同。

5．二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。

（×）

提示：

二倍体生物细胞着丝点分裂时，细胞处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，有丝分裂时存在同源染色体。

6．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的是非同源染色体自由组合，导致基因重组。

（√）

有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA、染色体数目变化曲线图像分析

（1）曲线中存在斜线的为核DNA变化曲线，不存在斜线的为染色体变化曲线。

（2）根据“染色体峰值”判断：

染色体数目最大为4N的是有丝分裂；染色体数目最大为2N的是减数分裂。

（3）根据“DNA复制和分裂次数”判断：

斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。

因此斜线出现1次，而竖直下降2次的为减数分裂；斜线出现1次，而竖直下降1次的为有丝分裂。

（4）根据“结果”判断：

分裂完成后，染色体或核DNA的数目与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。

1．下列三个中期细胞图分别表示什么分裂方式？

A　　　　　B　　　　　C

提示：

A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。

2．下列三个后期细胞图分别表示什么分裂方式？

A　　　　　B　　　　　C

提示：

A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期，C为减数第一次分裂后期。

减数分裂和有丝分裂的综合考查

1．（2019·日照期中）下列有关哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是（　　）

A．都有细胞周期但细胞周期的长短不同

B．有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都有RNA聚合酶的合成

C．有丝分裂和减数分裂过程中细胞的染色体数目都不相同

D．有丝分裂和减数分裂过程中都能发生基因突变和基因重组

B　[连续分裂的细胞才有细胞周期，减数分裂产生的子细胞不再继续分裂，因此减数分裂的细胞没有细胞周期，A项错误；有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期是细胞分裂的准备时期，都要合成蛋白质，都有RNA聚合酶的合成，B项正确；有丝分裂的前期和中期细胞与减数分裂第一次分裂过程的细胞及减数分裂第二次分裂后期细胞染色体数目相同，C项错误；减数分裂过程中能发生基因突变和基因重组，有丝分裂过程中只能发生基因突变，不能发生基因重组，D项错误。

]

2．（2018·烟台检测）下列有关人体细胞分裂的叙述正确的是（　　）

A．在有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目加倍

B．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期的细胞中含有的染色体组数相等

C．在减数分裂的两次连续分裂过程中都出现了同源染色体分离的现象

D．有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去与中心体的功能有关

D　[在有丝分裂间期与减数第一次分裂前的间期染色体经复制后数目不变，但DNA分子数目加倍，A错误；有丝分裂后期与减数第二次分裂后期的细胞中含有的染色体组数依次为4和2，不相等，B错误；在减数第一次分裂的过程中出现了同源染色体分离的现象，减数第二次分裂的细胞中不存在同源染色体，C错误；有丝分裂过程中染色体能平均分配到子细胞中去，离不开星射线的牵引，而星射线是由组成中心体的中心粒发出的，所以与中心体的功能有关，D正确。

]

考查减数分裂和有丝分裂细胞图的辨别

3．（2019·成都一诊）如图表示某种动物体内处于不同分裂时期的细胞示意图，有关叙述错误的是（　　）

甲　　　　　　乙　　　　　　丙

A．丙图细胞中无同源染色体

B．甲图细胞处于有丝分裂中期

C．乙图细胞处于减数第二次分裂的中期

D．在雌性动物体内可能同时出现这三种细胞

C　[据图分析可知，丙图细胞中没有同源染色体，A正确；甲图细胞处于有丝分裂中期，B正确；乙图细胞处于减数第一次分裂前期，C错误；据丙图细胞不均等分裂知，该动物是雌性的，雌性动物的卵原细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，因此在雌性动物体内可能同时出现这三种细胞，D正确。

]

4．（2019·潍坊期末）如图是同种生物体内的细胞分裂图像，以下有关叙述正确的是（　　）

①　　　　　②　　　　　③　　　　④

A．若图②、③所示细胞均已发生基因突变，突变性状传递给后代的机会相同

B．基因重组主要发生在图④所示时期

C．DNA分子的复制和基因的表达主要在图①所示时期进行

D．哺乳动物的睾丸中不会同时出现如图4个分裂时期的细胞

C　[图①、②、③、④分别表示细胞分裂间期、减数分裂第一次分裂中期、有丝分裂中期、减数分裂第二次分裂后期。

若图②、③所示细胞均已发生基因突变，突变性状传递给后代的机会不相同，A项错误；基因重组主要发生在图②所示时期，B项错误；细胞分裂间期主要进行DNA分子复制和蛋白质的合成，因此DNA分子的复制和基因的表达主要在图①所示时期进行，C项正确；哺乳动物的睾丸中的精原细胞既能进行有丝分裂，也能进行减数分裂，因此会同时出现如图4个分裂时期的细胞，D项错误。

]

　“三步法”判断有丝分裂和减数分裂图像

（1）判断技巧：

一数二看三判断。

（2）判断过程：

一数（染色体数目）

二看（有无同源染色体）

三判断同源染色体行为

细胞分裂与遗传和变异的综合考查

5．（2019·东城区期末）蝗虫的性别决定为XO型，即雄虫仅有一条性染色体（X染色体）。

染色体A和B为一对同源染色体。

研究人员统计了300个细胞在同一时期的染色体行为（如图示其中某一细胞）。

发现X染色体与染色体A的组合出现146次，与B的组合出现154次。

以下叙述不正确的是（注：

蝗虫染色体的着丝点位于一端）（　　）

A．上述事实说明同源染色体分离后随机移向两极

B．上述事实支持基因的分离定律

C．上述事实支持基因的自由组合定律

D．图示细胞处于减数第二次分裂后期

D　[根据题意分析可知，A、B这对同源染色体在减数分裂时分离后随机移向两极，A正确；A、B为一对同源染色体，研究人员发现X染色体与A和B组合的概率几乎相同，说明A、B分离的同时与X染色体进行了自由组合，故上述事实支持基因的分离定律和自由组合定律，B、C正确；A、B为一对同源染色体，图示细胞中含有同源染色体，故图示细胞处于减数第一次分裂，D错误。

]

6．某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是该动物的一个精原细胞在产生精子过程中某时期的示意图，以下有关说法错误的是（　　）

A．基因B、b与基因E、e之间的遗传遵循自由组合定律

B．该精原细胞产生的精细胞的基因组成为ABe、aBe、AbE

C．图示细胞为次级精母细胞，该细胞中含一个染色体组

D．图示细胞中，a基因应该来源于基因突变

C　[由于基因B、b与基因E、e分别位于两对同源染色体上，所以其遗传遵循自由组合定律，A正确；一个精原细胞正常情况下只能产生2种、4个精细胞，但由于细胞在间期发生了基因突变，所以该精原细胞产生的精细胞的基因组成为ABe、aBe、AbE，B正确；题图所示细胞为次级精母细胞，细胞中由于着丝点已分裂，染色体加倍，所以含有两个染色体组，C错误；由于该哺乳动物的基因型为AABbEe，所以图示细胞中，a基因应该来源于基因突变，D正确。

]

观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片（实验）

1．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。

此过程要经过两次连续的细胞分裂。

（2）在减数分裂过程中，细胞中的染色体的形态、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。

2．实验材料选择

最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个：

（1）雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。

（2）卵巢中的减数分裂不完整：

大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，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，才继续完成减数第二次分裂。

3．实验步骤

　↓

绘图

1．不只观察到一种分裂方式：

动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两类，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）的增殖是通过有丝分裂进行的。

2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程：

如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中找到。

1．（2019·威海模拟）下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是（　　）

A．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程

B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象

C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象

D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象

D　[蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。

]

2．（2019·北京市房山区期末）某种植物细胞分裂过程中几个特定时期的显微照片如下，其中甲、乙为减数分裂（一个为减数第一次分裂，一个为减数第二次分裂）,丙为有丝分裂。