届《步步高》高考生物一轮复习第13讲减数分裂和受精作用1.docx

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届《步步高》高考生物一轮复习第13讲减数分裂和受精作用1

第13讲　减数分裂和受精作用（Ⅰ）

[考纲要求]　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。

考点一　减数分裂与配子的形成及受精作用

1．填写减数分裂的概念

2．精子形成过程中各时期的主要特点（连线）

3．精子和卵细胞形成过程的差异

比较

精子形成过程

卵细胞形成过程

细胞质分裂方式

均等分裂

不均等分裂

是否变形

变形

不变形

结果

一个精原细胞

↓

4个精子

一个卵原细胞

↓

1个卵细胞、3个极体

4.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

DNA

复制

不复制

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

5.减数分裂中的三组概念辨析

（1）同源染色体和非同源染色体

①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。

如右图中的1和2为一对同源染色体，3和4是另一对同源染色体。

②非同源染色体是指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。

如图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。

（2）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。

如上图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。

②非姐妹染色单体：

不同着丝点连接着的两条染色单体。

如上图中的a和b（b′）、a′和b（b′）等。

（3）联会和四分体

①联会：

是指减数第一次分裂过程中（前期）同源染色体两两配对的现象。

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：

联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。

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。

6．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互融合，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）减数分裂与受精作用过程中染色体数目的变化

[思维诊断]

（1）交叉互换发生在减数第一次分裂前期的同源染色体的非姐妹染色单体之间（　√　）

（2）一个基因型为AaBb的精原细胞，在发生交叉互换的情况下，能产生四种类型的精子（　√　）

（3）绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性（　√　）

（4）受精的实质是精子进入卵细胞中（　×　）

（5）受精时精子和卵细胞的结合是自由的、随机的（　√　）

（6）减数分裂和受精作用能够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有重要意义（　√　）

（7）受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方（　×　）

题组一　减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别

1．在减数第一次分裂过程中，染色体变化的顺序是（　　）

①同源染色体分离　②染色体分配到两个细胞中

③联会　④交叉互换

A．③④①②B．①③④②

C．③①②④D．①③②④

答案　A

解析　减数第一次分裂过程中，同源染色体先联会、后分离。

2．（2012·海南，22）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（　　）

减数第二次分裂中期

减数第二次分裂后期

染色体/条

染色单体/条

染色体/条

染色单体/条

甲

乙

丙

丁

A.甲B．乙C．丙D．丁

答案　B

解析　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。

归纳提升

减数分裂中染色体行为、数目以及DNA数量的变化规律

项目

性母细胞―→

―→

时期

间期

减Ⅰ

减Ⅱ

－

染色

体行

为

复制

联会形成四分体，同源染色体分开

着丝点分裂，染色单体分开

－

染色

体数

n（前期、中期）、

2n（后期、末期）

DNA

数

2n→4n

题组二　精子形成与卵细胞形成过程图示的比较

3.右图为某高等动物的细胞分裂示意图。

图中不可能反映的是（　　）

A．发生了基因突变

B．发生了染色体互换

C．该细胞为次级卵母细胞

D．该细胞为次级精母细胞

答案　C

解析　从图形分析，该细胞中有两个染色体组，假若该细胞的分裂方式是有丝分裂，则B、b的出现应是基因突变；若该细胞进行的是减数分裂，则B、b的形成可能是因为同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换；若该细胞所进行的是减数分裂，不可能是次级卵母细胞，因为次级卵母细胞所进行的分裂为细胞质不均等分裂，而该细胞是典型的等分，它有可能是次级精母细胞。

4．下图甲表示某精子，乙图中不属于该精子形成过程中的细胞图的是（　　）

答案　B

解析　B图中移向同一极的非同源染色体只有一条与精子的染色体相同，因此B图不属于该精子形成过程中的细胞图。

技法提炼

精子和卵细胞分裂图像的辨析及判断方法

（1）图像

（2）判断方法

题组三　分析正常情况下产生配子的种类

5．基因型为AaBbCc（独立遗传）的一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比为（　　）

A．4∶1B．2∶1

C．1∶2D．1∶1

答案　D

解析　一个次级精母细胞产生2个相同的精子，一个初级卵母细胞产生1个卵细胞和3个极体。

因此，种类数比为1∶1。

6.某生物的基因组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是（　　）

A．2种和2种

B．4种和2种

C．2种和4种

D．8种和4种

答案　B

解析　由图可知，该生物基因型为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。

三对基因中有两对是杂合的，所以它能产生的配子种类为22＝4（ABD、AbD、aBD、abD）。

但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，这是因为在减数第一次分裂时同源染色体分离，等位基因随之分开，只能有两种情况：

A—B（或b）—D、a—b（或B）—D。

即A与a分离、B与b分离后，若A与B分配在一起，则a只能与b分配在一起；若A与b分配在一起，则a只能与B分配在一起。

疑难辨析

正常情况下产生配子的种类分析

分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。

（1）若是一个个体则产生2n种配子，n代表同源染色体对数或等位基因对数。

（2）若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个2种（两两相同）精细胞。

例：

基因型为YyRr的个体产生配子的情况如下：

比较项目

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）

题组四　逆推法确定配子的来源问题

7．从某动物产生的精子中提取出四个，经测定基因型分别为AB、Ab、aB、ab。

若不考虑交叉互换与基因突变，下列说法不正确的是（　　）

A．这四个精子至少来自两个精原细胞

B．这四个精子可能来自同一个精原细胞

C．AB、ab不可能来自同一个次级精母细胞

D．AB、Ab不可能来自同一个初级精母细胞

答案　B

解析　该动物的精子中有AB、Ab、aB、ab的基因型，若不考虑交叉互换与基因突变，则该个体的基因型应为AaBb，且A、a与B、b两对等位基因位于不同的同源染色体上。

结合减数分裂形成精子的过程可知：

一个精原细胞通过减数分裂，只能产生AB与ab或Ab与aB的配子，因此，产生此四种基因型的配子，至少需要两个精原细胞。

8．如图1所示为动物细胞中两对同源染色体，其减数分裂过程中发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是（　　）

A．①②B．①③C．②③D．③④

答案　B

解析　减数第一次分裂的特点：

同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：

次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。

解答此题时需结合交叉互换的含义，分析①～④四个图例（如图所示）：

综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知①与③、②与④的染色体组成基本相同，结合选项可知B正确。

技法提炼

配子来源的确定方法

（1）若两个精细胞中染色体组成完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。

（2）若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。

（3）若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。

题组五　受精作用过程的分析

9．下列关于受精过程的叙述错误的是（　　）

A．精卵结合使受精卵中染色体数目恢复到体细胞中的数目

B．受精过程是精子和卵细胞相互识别并融合的过程

C．受精过程中精卵融合与细胞膜的结构特点——流动性有关

D．受精卵中全部遗传物质一半来自父方一半来自母方

答案　D

解析　精卵结合使受精卵中染色体数目恢复到体细胞中的数目，A项正确；由于卵细胞只允许同种生物的精子进入，受精过程是精子和卵细胞相互识别并融合的过程，B项正确；受精过程中精卵融合体现了细胞膜的流动性，C项正确；受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方一半来自母方，由于受精时精子只有头部进入到卵细胞内，因此受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞，细胞质中的遗传物质也全部来自卵细胞，D项错误。

10.如图为某高等雄性动物的精原细胞染色体和基因组成图，下列说法错误的是（　　）

A．该生物测交后代中与该生物不同的类型有3种

B．该生物与基因型相同的雌性动物交配，后代中不同于双亲表现型的个体中，杂合子所占的比例为4/7

C．减数分裂中，①与②的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换

D．该细胞在一次减数分裂中基因进行自由组合，可产生4种配子，比例为1∶1∶1∶1

答案　D

解析　该生物的基因型是AaBb，测交的后代有4种基因型和表现型，彼此各不相同，所以与该生物相同的类型只有1种。

该生物与基因型相同的雌性动物交配，后代中不同于双亲表现型的个体占7/16，其中纯合子占3/7，所以杂合子占4/7。

染色体的交叉互换发生于四分体时期的非姐妹染色单体之间。

该细胞在一次减数分裂中基因可以进行自由组合，但只能产生2种配子，不可能产生4种。

归纳提升

1．配子中染色体组合具有多样性

（1）减数第一次分裂的后期，非同源染色体自由组合，导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。

（2）四分体中同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，导致减数分裂产生的配子种类具有多样性。

2．有性生殖产生的后代呈现多样性

（1）配子中染色体组合具有多样性。

（2）受精时卵细胞和精子结合具有随机性。

考点二（实验）　观察细胞的减数分裂

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。

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．实验步骤

（1）装片制作（与有丝分裂装片制作过程相同）

解离→漂洗→染色→制片。

（2）显微观察

低倍镜观察―→在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞

高倍镜观察―→先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目

绘图―→

[深度思考]

（1）本实验宜选用雄性个体生殖器官，其原因是什么？

提示　①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数；②在大多数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，才继续完成减数第二次分裂。

（2）制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些？

提示　精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到的染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。

题组　实验材料、实验操作、实验结果的分析

1．为了观察减数分裂各时期的特点，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．①②B．③④

C．①③D．②④

答案　C

解析　植物（如蚕豆）雄蕊的花药和动物（如蝗虫）精巢中正在进行减数分裂的细胞很多，经固定、染色处理后，容易从中找到处于减数分裂各个时期的细胞，因此它们是观察减数分裂各时期特点的理想材料。

桃花的每个雌蕊中只能形成一个胚囊，小鼠的每个卵巢中每次也只能形成少数几个（不超过8个）卵细胞，由于观察减数分裂过程必须对实验材料进行固定及染色处理，会造成细胞死亡，所以用这两种材料来观察减数分裂过程，只能观察到减数分裂某个时期或某几个时期的细胞，不可能找齐减数分裂各时期的细胞，这就没有达到题目“观察减数分裂各时期特点”的要求。

2．一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时，发现了一个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像，下列说法不正确的是（　　）

A．如果每个着丝点上都有两条染色单体，说明该细胞取自雄性小鼠的睾丸

B．如果每条染色体上均不含染色单体，说明该细胞处于减数第二次分裂后期

C．如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异

D．无变异情况下，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期

答案　B

解析　处于有丝分裂后期、减数第一次分裂后期的初级精母细胞、减数第二次分裂后期的极体和次级精母细胞均具备题目中描述的特点。

当每个着丝点上都有两条染色单体时，说明该细胞处于减数第一次分裂后期，又因细胞质均等分裂，故该细胞为初级精母细胞，取自雄性小鼠的睾丸。

如果每条染色体上均不含染色单体，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期，也可能处于有丝分裂后、末期。

无论是处于有丝分裂过程，还是处于减数第一次分裂或减数第二次分裂过程，移向两极染色体数目均应相等，若不相等，说明该细胞发生了染色体数目的变异。

无变异情况下，移向两极的若是姐妹染色单体分离后形成的染色体，其形态、结构应是完全相同的；只有同源染色体中的X、Y染色体分别移向两极时会出现差异，同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期。

实验拓展

观察减数分裂实验的关键提醒

（1）临时装片制作时应特别注意的几个关键环节

①为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。

②低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的黏连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红（染）液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。

（2）确定中期细胞的类型：

睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加细胞数目。

因此处于分裂中期的细胞应该包括：

减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。

网络构建

要语强记

1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。

2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。

3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级（次级）卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。

4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：

同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。

5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：

着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。

6．受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

探究高考　明确考向

1．（2013·天津，2）哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。

下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（n表示染色体组）。

据图分析，下列叙述错误的是

（　　）

A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节

B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子

C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同

D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞

答案　C

解析　据图可知，初级卵母细胞形成次级卵母细胞的过程需要促性腺激素的调节，A正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，其减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为2n、2n、4n，它们的染色体数不同，C错误；动物细胞的受精卵的全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D正确。

2．（2010·安徽，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

答案　B

解析　在有丝分裂过程中，染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，故其产生的两个子细胞C1和C2的细胞核中DNA数目和遗传信息均相同；在减数第一次分裂过程中，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，故其产生的两个子细胞S1和S2的细胞核中DNA数目相同，但遗传信息存在差异。

3.（2011·江苏，11）如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。