高考生物一轮复习讲义213减数分裂和受精作用.docx

高考生物一轮复习讲义213减数分裂和受精作用.docx

《高考生物一轮复习讲义213减数分裂和受精作用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习讲义213减数分裂和受精作用.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考生物一轮复习讲义213减数分裂和受精作用

第3讲　减数分裂和受精作用

知识点一　减数分裂概念的理解

1．概念：

减数分裂是进行①________生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的②________数目减半的细胞分裂。

2．特点：

染色体只复制③________，而细胞连续分裂④________。

3．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⑤________。

4．场所：

高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。

想一想：

动物的精子和卵细胞产生的具体器官分别是什么？

知识点二　配子的形成过程及染色体组合多样性的原因

议一议：

（1）同源染色体的形态、大小一定相同吗？

举例说明。

（2）形态、大小相同的染色体一定是同源染色体吗？

举例说明。

知识点三　受精作用

染色体

分析下图中的同源染色体、非同源染色体、四分体。

1．同源染色体——1与2、3与4

2．非同源染色体——1与3、1与4、2与3、2与4

3．姐妹染色单体——a与a′、b与b′等

4．非姐妹染色单体——a与b或a与b′，a′与b或a′与b′等

5．四分体——图中1与2、3与4正在联会配对，形成两个四分体

学习笔记：

自我校对：

①有性　②染色体　③一次　④两次　⑤一半　⑥同源染色体　⑦着丝点分裂　⑧不均等　⑨均等　

短　⑪长　⑫四　⑬一　⑭自由组合　⑮交叉互换　⑯卵细胞　⑰精子　⑱受精卵　⑲头部　⑳细胞膜　

细胞核　

卵细胞　

染色体　

体细胞　

精子　

卵细胞　

染色体

遗传和变异

想一想：

动物精子的形成发生在精巢（低等动物如昆虫等）或睾丸（高等动物），卵细胞的形成发生在卵巢。

议一议：

（1）不一定。

如人的X和Y染色体，X染色体比Y染色体大得多，但减Ⅰ过程中能联会，仍称为同源染色体。

（2）不一定。

姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态、大小完全相同，由于来源相同不属于同源染色体，一般称为相同染色体。

精子与卵细胞的形成过程及受精作用

一、减数分裂过程分析与比较

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

4n―→2n，减半

2n―→n，再减半

染色体主要行为

同源染色体联会、分开，非同源染色体自由组合

染色单体分开

同源染色体

有

无

提醒　①减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离。

减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。

②减数第一次分裂分开的是同源染色体，减数第二次分裂分开的是姐妹染色单体。

2．减数分裂中染色体和DNA数量变化曲线

提醒　

（1）减数分裂过程中染色体数目变化：

2n减Ⅰ末期,Ｆn减Ⅱ后期,Ｆ2n减Ⅱ末期,Ｆn

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。

②减Ⅱ后期染色体数，DNA数都与正常体细胞相同，但不同的是没有同源染色体。

（2）染色体/DNA变化规律及原因：

1∶1

1∶2

1∶1

3．精子、卵细胞形成过程（以动物为例）的异同点

归纳　不同点：

①细胞质分配是否均等；②是否变形；③结果：

1个精原细胞―→4个有功能的精子，1个卵原细胞―→1个卵细胞（三个极体退化消失）。

相同点：

减数分裂过程中染色体的特殊行为完全一样，表现在：

①减Ⅰ前期同源染色体联会，形成四分体

②四分体时期，可发生交叉互换

③减Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合（这是基因分离定律、自由组合定律的细胞学基础）

④减Ⅰ完成，染色体数目减半

⑤减Ⅱ的主要特点都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。

二、减数分裂和受精作用的意义及减数分裂与遗传、变异的关系

1．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。

原因：

①减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。

②受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的。

（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。

原因：

减数分裂使生殖细胞（配子）中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。

其染色体的变化关系可表示如下（设生物体细胞的染色体数为2n）。

提醒　①精子、卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传递给子代。

②受精卵是新个体的第一个细胞，染色体一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。

2．减数分裂是遗传基本定律的细胞学基础

减数分裂过程中等位基因伴随同源染色体的分离而分离（分离定律的基础），非同源染色体上的非等位基因伴随非同源染色体的自由组合而自由组合（自由组合定律的基础）。

3．减数分裂与可遗传的变异的关系

（1）基因突变——减Ⅰ间期DNA复制时。

（3）染色体变异——减数分裂中可发生染色体结构变异和数目变异。

特别提醒　有丝分裂过程中可发生基因突变和染色体变异，不发生基因重组。

★　本考点既可单独命题进行考查，也可与有丝分裂、遗传的基本规律以及变异综合起来进行命题，考查形式多以选择题为主。

【典例1】►

右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。

相关判断错误的是（　　）。

A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞

B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生

C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞

D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组

解析　由图示可知，细胞中无同源染色体，处于减Ⅱ中期，此细胞为次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体，故A错误；由体细胞基因型为AABb知，细胞中的a是由A突变产生的；该细胞完成减Ⅱ后，形成AB和aB两个子细胞，可能是两种精子或一种卵细胞和一种极体或两种极体；二倍体细胞有丝分裂后期含有四个染色体组。

答案　A

——变异条件下产生配子的种类分析

由图可以看出，在只研究两对同源染色体、三对基因的情况下，仅发生基因突变或基因重组，就能产生众多类型的配子。

【典例2】►如图表示雄果蝇体内某细胞在分裂过程中，细胞内每条染色体DNA含量变化（甲曲线）和细胞中染色体数目变化（乙曲线）。

请据图回答下列问题。

（1）该细胞中DNA解旋主要发生在________段。

（2）细胞中含有同源染色体的时期在________段。

（3）EF段形成的原因是________________________________________________________________________。

（4）该细胞主要在________段可能发生等位基因分离；导致同一条染色体的两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的变化可发生在________段。

（5）从曲线的________点开始，单个细胞中可能不含Y染色体，单个细胞中可能含两个Y染色体的时期是________段。

解析　AB段，处在间期，此时DNA还没有开始复制，BC段DNA进行复制，CD段进行减数第一次分裂，DE段是减数第二次分裂的前期和中期，EF段是减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，FG段是减数第二次分裂后期。

DNA解旋发生在间期BC（或AC）段。

同源染色体存在于间期、减数第一次分裂的前期、中期和后期，即AD段。

等位基因的分离发生在减数第一次分裂的后期，即CD段。

导致同一条染色体的两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的原因有基因突变和交叉互换，基因突变发生于间期，而交叉互换发生于减数第一次分裂前期。

减数第一次分裂完成后，单个细胞中可能就不含Y染色体。

单个细胞中可能含两个Y染色体的时期为减数第二次分裂后期，即FG段。

答案　

（1）BC（答AC也对）　

（2）AD　（3）着丝点分裂，姐妹染色单体分离　（4）CD　BC和CD（答BD也对）　（5）D　FG

　①图中实线是“每条染色体上DNA数量变化”，不是“细胞核中DNA数量变化”！

②对图中各个拐点及相应区段的判断不准确导致出错。

③两条姐妹染色单体是由同一条染色体复制而来的，准确复制应该完全相同，其相同位点出现不同基因时有可能是复制差错（基因突变）发生于BC段，也有可能是交叉互换，发生于CD段。

【训练1】►下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．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合

B．Ⅲ代表初级精母细胞

C．②代表染色体

D．Ⅰ～Ⅳ中的DNA数量比是2∶4∶4∶1

解析　分析图示可知：

Ⅰ为精原细胞，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ前期、后期可发生基因自由组合。

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，④DNA的数量比是2∶4∶2∶1，故A正确。

答案　A

有丝分裂与减数分裂的区分、联系及图像分析

一、有丝分裂和减数分裂的比较（见下表）

减数分裂

有丝分裂

不

同

点

分裂的细胞

原始生殖细胞

体细胞或原始生殖细胞

细胞分裂次数

两次

一次

同源染色体的行为

1联会形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体常常发生交叉互换

②同源染色体分离

存在同源染色体，但不联会，无交叉互换现象

非同源染色体的行为

自由组合

不出现自由组合

子细胞染色体数目

减半

不变

子细胞的名称和数目

4个精细胞或1个卵细胞和3个极体

2个体细胞

相

同

点

①染色体都只复制一次　②分裂过程中都出现纺锤丝，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

二、有丝分裂与减数分裂图像辨析（以二倍体生物为例）

1．区分某分裂图像是动物细胞还是植物细胞

1．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较（见下表）

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

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中姐妹染色单体分离，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，①③中无染色单体

3.据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞类型

★　减数分裂（或有丝分裂）的图像曲线分析是高考命题热点之一，这类命题往往与减数分裂过程中基因（等位基因、非等位基因）进入配子正常分离、组合，异常分离、组合（如交叉互换、减Ⅰ一对同源染色体没有分离、减Ⅱ姐妹染色单体未分离）综合起来命题，弄得考生晕头转向，尤其是绘图类试题，真正找对基因走向，并规范画出图解的考生寥寥无几，下面举几个经典范例，以期突破此难点！

【典例3】►（识图类）下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图像。

请据图回答下面的问题。

（1）按先后顺序把有关有丝分裂图的号码排列起来：

________________；按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来：

____________。

（2）此动物的正常体细胞中有________对同源染色体，细胞核中一般有____________个DNA分子。

（3）在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图____________。

（4）在上述分裂图中，属于初级精母细胞的是图________。

（5）上述分裂图中，每条染色体上只含一个DNA分子的是图____________。

（6）上述分裂图中，同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生交叉互换是在________图中。

解析　①为减数第一次分裂前期，②为有丝分裂中期，③为减数第一次分裂中期，④为减数第二次分裂中期，⑤为有丝分裂的后期，⑥为有丝分裂后期，⑦为有丝分裂末期，⑧为减数第一次分裂后期，⑨为减数第二次分裂后期，⑩为减数第二次分裂前期，⑪为精细胞，⑫为有丝分裂前期；根据①中有4条染色体可知该动物的正常体细胞中有两对同源染色体，细胞核中一般有4个DNA分子，在有丝分裂后期细胞中染色体数目是正常体细胞的两倍；减数第一次分裂过程中的细胞称为初级精母细胞；染色体上无姐妹染色单体时，每条染色体含1个DNA分子，交叉互换发生在四分体时期。

答案　

（1）⑫②⑤⑥⑦　①③⑧⑩④⑨⑪　

（2）两　4

（3）⑤⑥　（4）①③⑧　（5）⑤⑥⑦⑨⑪　（6）①

方法技巧　分裂方式的判定，常采取“两看”分辨法（以二倍体为例）

【典例4】►（绘图类）下图甲、乙分别表示某基因组成为AaBbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。

请据图回答下面的问题。

（1）依据图乙，写出该种生物细胞分裂时，DNA数目的变化规律：

________________________________________________________________________。

（2）图甲所示细胞名称为________。

该细胞中含同源染色体和等位基因分别为________对。

若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别叫做________。

（3）孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的____________来实现的。

（4）图乙中的横坐标各数字中，________表示基因b与b的分开时期。

（5）请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像和其产生的配子示意图。

提醒　以往高三学生本题出错率极高，试试你能全对吗？

解析　

（1）图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化，据此分析可确定DNA数目变化规律为6―→12―→6―→3。

（2）图甲细胞处于减数第二次分裂后期，且细胞质均等分裂，因此该细胞为第一极体，该细胞内无同源染色体及等位基因。

1号和4号染色体由同一条染色体复制而来，若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别为常染色体和X染色体。

（3）孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合来实现的。

（4）同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，即图乙中（5～6）时期，姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期，即（8～9）时期。

答案　

（1）6―→12―→6―→3　

（2）第一极体　0、0　常染色体和X染色体　（3）同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合　（4）8～9　（5）如图

　错因一：

不能正确全面解读题干图文信息，不能综合比较减数分裂与有丝分裂过程中染色体行为变化的特点及相关物质的数量变化；错因二：

不能将基因定位到染色体上去分析基因在细胞分裂过程中的去向；错因三：

绘图不准确。

【训练2】►下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是（　　）。

A．甲、乙、丙中都有同源染色体

B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞

C．能够出现基因重组的是乙

D．丙的子细胞是精细胞

解析　甲图表示细胞有丝分裂中期的图像，乙图表示减数第一次分裂中期的图像，丙图表示次级卵母细胞减数第二次分裂后期的图像。

丙图中正在发生两条姐妹染色单体的分开过程，此时没有同源染色体。

这三个图像所表示的细胞可能同时出现在卵巢中，甲图表示卵原细胞的分裂增殖；乙图表示初级卵母细胞，丙图是次级卵母细胞，其判断依据是细胞质不均等分裂，所以其子细胞不可能是精细胞。

答案　C

观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

1．实验原理

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：

减数第一次分裂和减数第二次分裂。

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。

2．实验材料的选取

宜选用雄性个体生殖器官，其原因为：

（1）雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。

（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，才继续完成减Ⅱ分裂。

3．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。

（2）显微观察

特别提醒　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。

本考点目前为止仅山东、江苏、广东单独命题的省份出过题，全国卷未出现，考查时常与分裂过程或显微镜操作综合起来命题。

【典例】►小鼠常被用作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、詹纳斯绿B（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________溶液中，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

①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________。

②下图是观察到的同源染色体（A1和A2）的配对情况。

若A1正常，A2发生的改变可能是________。

解析　主要考查观察细胞分裂的实验过程，以及染色体结构变异的区分方法。

观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取睾丸。

制片过程为“解离―→漂洗―→染色―→压片”。

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。

A1正常，则A2为缺失，若A2正常，则A1为重复。

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）①次级精母细胞、精细胞、精原细胞　②缺失

精子、卵细胞的形成过程及受精作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．人类精子发生过程中，下列说法正确的是（多选）（　　）。

A．细胞中染色单体数最多可达92条

B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的

C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前

D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为

解析　本题考查了减数分裂的过程及考生理解能力。

人精子形成过程中，经过减数分裂，在减数第一次分裂过程中，染色体经过复制，染色单体可达到92条，A项正确；姐妹染色单体可发生交叉互换，带着遗传信息可能不同，B项正确；姐妹染色单体可发生交叉互换发生在四分体时期，即同源染色体分开前，C项正确；一个精原细胞产生两种类型4个精子，D项错误。

答案　ABC

2．雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2）。

比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是（　　）。

A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同

B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同

C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同

D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同

解析　本题考查有关细胞分裂相关知识。

C1、C2是细胞有丝分裂形成的，而有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，保持遗传物质的稳定性，所以C1和C2的遗传信息相同；而S1和S2是减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞，减数第一次分裂的重要特征是同源染色体分离，染色体数目减半，有染色单体，无同源染色体，所以遗传信息不同，且XY两条性染色体上的基因不同。

答案B正确。

答案　B

3．以下为某植物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图，正确的描述是（　　）。

A．①纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开

B．②纺锤丝牵引着同源染色体向细胞两极移动

C．③同源染色体排列在赤道板上

D．④减数第一次分裂染色体排列在赤道板上

解析　结合细胞分裂图像考查减数分裂过程与特点，属于考纲理解层次，难度适中。

图①表示同源染色体的分开；图②无同源染色体；图③表示同源染色体排列在赤道板上；图④表示减数第二次分裂染色体排列在赤道板上。

答案　C

减数分裂与生物变异4.基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。

等位基因A、a位于2号染色体。

下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（　　）。

①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离

②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离

③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离

④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离

A．①③B．①④C．②③D．②④

解析　依据题干中提供的信息“产生一个不含性染色体的AA型配子”，可知“A与A”没有分离，而A与A的分离发生在减数第二次分裂后期，故①正确；“不含性染色体”有两种可能：

一是同源染色体分离不正常，二是减数第二次分裂后期姐妺染色单体分离后移向同一极，故③正确。

答案　A

5．在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（多选）（　　）。

A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变

B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组

C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异

D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异

答案　ACD

6.在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。

下列有关叙述正确的是（　　）。

①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性

②乙图中出现的这种变异属于染色体变异

③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中

④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验

A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④

解析　考查染色体变异。

甲图中发生的是染色体结构变异（颠倒）；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体分开后移向了同一极，使子细胞中染色体多了一条，也属于染色体变异。

染色体可以用显微镜观察到。

乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可是减数分裂也可是有丝分裂。

答案　C

减数分裂过程的实验考查

7．右图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片，该时期（双选）（　　）。

A．是减数分裂第一次分裂的前期

B．是减数分裂第一次分裂的中期

C．非姐妹染色单体发生了互换

D．结束后，同源染色体发生联会

解析　本题考查减数分裂的相关知识，意在考查考生的识图和析图能力。

本题图中染色体排列无规则，故A正确、B错误；减数第一次分裂的前期，同源染色体的非姐妹染色单体间可发生交叉互换，C正确；同源染色体的联会应发生在减数第一次分裂前期刚开始不久，而不是前期结束后，D错误。

答案　AC