第4单元 第11讲 减数分裂和受精作用.docx

1、第4单元 第11讲 减数分裂和受精作用第11讲减数分裂和受精作用单科命题备考导航核心素养解读命题趋势(1)阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞(2)说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代(3)举例说明受精过程(1)通过实验观察比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程,概述减数分裂的概念(2)通过模拟活动等能理解减数分裂产生的配子种类多样性和受精卵种类多样性的原因题型内容:减数分裂过程中相关物质数量变化;有丝分裂与减数分裂图像辨析考查形式:通过模式图或曲线图考查考点一减数分裂和受精作用1.减数分裂的概念2.减数分裂的过程(以二倍体动物为例)时期图像主要特征间期DNA复制,有

2、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 赤道板 上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 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的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,子细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半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场所

3、睾丸卵巢时间初情期胚胎期开始,初情期完成细胞质分裂均等分裂卵母细胞 不均等 分裂;第一极体均等分裂形成过程精原细胞初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞精子卵原细胞初级卵母细胞 次级卵母细胞和第一极体 卵细胞和第二极体是否变形变形不变形结果1个精原细胞4个精细胞变形成为4个精子(成熟配子)1个卵原细胞1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失,不能受精)相同点染色体的变化行为相同4.受精作用1.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。()2.在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数第一次分裂。()3.正常情况下,在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵的过程中

4、,一个细胞中最多含有2条X染色体。()4.联会的一对染色体必定会出现在同一子细胞中。()5.配子中染色体组合多样性的原因是同源染色体的姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体的自由组合。()6.一个基因型为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。()7.受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。()8.用显微镜观察胚胎干细胞的细胞分裂时,可见同源染色体配对。()如图表示某动物细胞分裂相关曲线与图像,据图回答下列问题:图1图2(1)图1中BC段与DE段形成的原因分别是什么?CD段包含细胞分裂的哪些过程?(2)图2中包含哪些分裂过程?四个细胞分别处于什么时期?(3)图

5、2中的四个细胞分别对应图1中的哪段?答案(1)BC段的形成是由于DNA复制,DE段的形成是由于着丝点分裂。CD段包含有丝分裂的G2期、前期和中期,减数第一次分裂的整个分裂期及减数第二次分裂的前期和中期。(2)甲乙表示有丝分裂,乙丙丁表示减数分裂。甲为有丝分裂后期,乙为有丝分裂产生的子细胞,丙为减数第一次分裂后期,丁为减数第二次分裂前期或中期。(3)甲、乙对应EF段,丙、丁对应CD段。1.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点变化不分裂分裂 染色体数目变化2nn(减半)n2nn核DNA数目变化2n4n2n2nn染色体主要行为同源染色体联会;四分体中非姐妹染色单

6、体可发生交叉互换;同源染色体分离,非同源染色体自由组合 着丝点分裂,姐妹染色单体分离同源染色体有无2.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)染色体数目变化及原因减数第一次分裂末期,同源染色体分开平均进入两个子细胞,染色体数目减半。减数第二次分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍到体细胞水平。减数第二次分裂末期完成时,细胞一分为二,染色体数目减半。(3)核DNA数目变化及原因间期,DNA复制,核DNA数目加倍。减数第一次分裂末期完成时,细胞一分为二,核DNA数目减半。减数第二次分裂末期完成时,细胞一分为二,核DNA数目再减半

7、。(4)染色单体数目变化及原因间期,DNA复制,染色单体形成。减数第一次分裂末期完成时,细胞一分为二,染色单体数目减半。减数第二次分裂后期,着丝点分裂,染色单体消失。3.减数分裂产生配子的种类原始生殖细胞减数分裂产生配子情况 (以AaBb为例,没有基因突变和交叉互换)如图:分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。(1)一个个体有很多性原细胞,上图各种情况都可以发生,因此可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数。(2)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞,只能是1种。(3)一个精原细胞只能是以上图中的一种情况分裂,因此可产生4个精细胞,这4个细胞“两两相同”,是2种。4.理解联

8、会、四分体和交叉互换(1)联会: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)交叉互换图示时期:减数第一次分裂前期即四分体时期。范围:同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。交换对象:等位基因所在的染色体片段B和b交换。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。考

9、向一考查减数分裂的相关概念与过程1.(2019湖南会同一中高三月考)下列有关细胞增殖的说法,正确的是()A.减数分裂过程中卵母细胞的遗传物质不是平均分配到子细胞中,但精母细胞是平均分配其遗传物质的B.有丝分裂不能保证其细胞质中的DNA平均分配C.乳酸菌的增殖过程不会出现纺锤体和染色体的变化,属于无丝分裂D.姐妹染色单体消失的时候,同源染色体也消失1.答案B减数分裂过程中,卵母细胞和精母细胞的核遗传物质是平均分配的,细胞质中的遗传物质不是平均分配的,A错误;细胞质中的线粒体也含有少量DNA,有丝分裂也不能保证其细胞质中的DNA平均分配,B正确;乳酸菌为原核生物,其增殖过程不会出现纺锤体和染色体的

10、变化,属于二分裂,C错误;姐妹染色单体消失的时候,即着丝点分裂时,同源染色体不一定消失,如有丝分裂后期,D错误。2.图为某二倍体生物细胞分裂过程中某一时期分裂的示意图,图中数字代表染色体,字母代表染色单体。没有突变且细胞正常分裂,则下列叙述正确的是()A.该细胞中有同源染色体4对、DNA分子8个B.如果a上有D基因,则a的相同位置上的基因是dC.由于非同源染色体自由组合,该细胞分裂完成将得到四种子细胞D.由于同源染色体分离,分裂后a与b不能共存于一个细胞2.答案D该细胞中有同源染色体2对、DNA分子8个,A错误;如果a上有D基因,a的相同位置上的基因也是D,B错误;由于非同源染色体自由组合,该

11、细胞分裂完成将得到两种子细胞,C错误。题后悟道归纳“四看法”判断同源染色体(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象:配对形成四分体的染色体为同源染色体。(2)看有无交叉互换的发生:发生交叉互换的染色体为同源染色体。(3)看细胞所处的时期减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。减数第二次分裂后期,上下对应的大小、形状完全相同的染色体不是同源染色体,而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。(4)看染色体的大小、形状:如果不是减数第二次分裂,则,有丝分裂后期,每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。其他时期(除后、末期),大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。考向二考查精子与卵

12、细胞形成过程的比较3.(2019黑龙江哈尔滨六中高三月考)如图是某二倍体生物体内某个细胞连续变化的过程图。下列说法错误的是()A.该二倍体生物是雌性动物B.丁细胞可能是卵细胞C.甲细胞中具有4个染色体组D.图示涉及两种分裂方式和至少三次细胞分裂3.答案B乙细胞的细胞质为不均等分裂,故该二倍体生物是雌性动物,A正确;乙细胞为同源染色体分离,处于减数第一次分裂后期,分析可知,丁细胞是由乙细胞分裂产生的第一极体经减数第二次分裂形成的,故应为第二极体,B错误;甲细胞为二倍体生物有丝分裂的后期图,因此甲细胞中具有4个染色体组,C正确;综上分析,图示涉及两种分裂方式(有丝分裂与减数分裂)和至少三次细胞分裂

13、(一次有丝分裂、减数第一次分裂与减数第二次分裂各一次),D正确。4.下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程,相关说法不正确的是()A.甲、丙两细胞都发生了基因重组B.图中的细胞均处于细胞分裂后期C.可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁D.乙、丁的染色体数都是体细胞的一半4.答案D甲、丙两细胞均处于减数第一次分裂的后期,非同源染色体上的非等位基因可随着非同源染色体的自由组合而自由组合,A正确;甲、丙细胞处于减数第一次分裂后期,乙、丁细胞处于减数第二次分裂后期,B正确;甲、乙两细胞的细胞质均为不均等分裂,属于卵原细胞分裂过程,丁细胞的细胞质虽为均等分裂,可能是第一极体的分裂,C正确;乙、丁两细

14、胞均为减数第二次分裂后期细胞,其染色体数同体细胞一样,D错误。题后悟道归纳依据细胞质的分配方式判断精卵形成过程图像(二倍体生物2n=4)考向三考查减数分裂相关结构或物质数量变化的分析5.(2019安徽合肥新城月考)如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况,其中图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是()A.图2中HI段只有1个染色体组B.图3可表示有丝分裂或减数分裂C.图1中EF段和图2中BC段变化的原因不同D.基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk段5.答案C图2中HI段细胞处于减数第二次分裂时期,减后期含有2个染

15、色体组,A错误;图3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化,B错误;图1中EF段是减结束形成两个子细胞,核DNA减半,图2中BC段是有丝分裂后期着丝点分裂,染色体数目加倍,C正确;基因重组通常可发生在减数第一次分裂的前期和后期,有丝分裂过程中不能发生基因重组,D错误。6.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()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中信息相符的是()A.所处阶段发生基因自由组合B.代表初级精母细胞C.代表染色体D.中的数量比是24416.答案A分析题图示可知,为精原细胞,为初级精母细胞,在减后期可发生基因自由组合。为次级精母细胞,为精细胞,表示

16、染色体,表示染色单体,表示核DNA,中,核DNA的数量比是2421,故A正确。题后悟道归纳引发相关物质数量变化的四大原因考向四考查配子的种类和来源的分析7.(2019黑龙江双鸭山考试)某种生物三对等位基因分别位于三对同源染色体上,如图表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)()A.2个 B.3个 C.4个 D.5个7.答案C来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补,根据这一点可以判断可来自一个精原细胞,可来自一个精原细胞,来自一个精原细胞,来自一个精原细胞,这些精细胞至少来自4个精原细胞,C项正确。8.如图所示动物精原细胞中有一对同源染

17、色体,在减数分裂过程中,发生了交叉互换,结果形成了所示的四个精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是()A.与 B.与 C.与 D.与8.答案C与来自同一个次级精母细胞,与来自另一个次级精母细胞。故选C。题后悟道方法1.配子来源的确定方法两精细胞染色体完全相同同一次级精母细胞同为同一次两精细胞染色体“互补”同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞补为同一初两精细胞染色体有的相同,有的互补同一个体的不同精原细胞同、补同一体2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因如果是体细胞中出现这种情况,则一定是发生了基因突变。如果是初级性母细胞或次级性母细胞出现这种情况,则有可能是发生了基因突变或交叉

18、互换。若图中明确给出含等位基因片段颜色与染色体大部分不同,则是交叉互换引起的。考向五考查受精作用9.在受精作用过程中,不会发生的现象是()A.细胞膜接触传递信息B.非等位基因的自由组合C.核融合使染色体会合D.卵细胞膜生理发生改变9.答案B在受精过程中,需要精卵细胞的识别与膜融合,所以会有细胞膜接触传递信息,A正确;非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中,B错误;精细胞和卵细胞的细胞核进行融合,使染色体会合,C正确;卵细胞膜的生理会发生改变,D正确。10.红眼刚毛雄果蝇与白眼截毛雌果蝇杂交产生子代红眼刚毛雌果蝇的过程如图所示。据图分析,下列相关叙述正确的是()A.阶段细胞乙内会发生染色体暂时

19、性加倍的现象B.细胞甲内基因数目应是细胞丙内基因数目的两倍C.阶段控制该两对相对性状的基因一定能自由组合D.阶段是子代果蝇具有多样性的根本原因10.答案A阶段为减分裂,阶段为减分裂,减分裂后期染色单体分离,染色体暂时性加倍,A正确;细胞甲为次级精母细胞,细胞丙为卵细胞,次级精母细胞中的核基因数目是卵细胞核基因数目的两倍,但细胞质基因无法判断,B错误;控制该两对相对性状的基因必须在两对同源染色体上才能自由组合,如果在同一对同源染色体上,就不能自由组合,C错误;阶段雌雄配子随机结合不是子代果蝇具有多样性的根本原因,D错误。题后悟道归纳1.有性生殖后代多样性的原因(1)配子的多样性:一是减前期同源染

20、色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换;二是减后期非同源染色体之间的自由组合。(2)受精时精子和卵细胞结合具有随机性。2.细胞质和细胞核中遗传物质来源的区别受精卵细胞核中的遗传物质从双亲各获得一半的DNA;受精卵的细胞质中,如线粒体中也含有DNA,几乎全部来自母本,因此受精卵中的遗传物质并非从双亲各获得一半的DNA,而是从母本获得的多一些。考点二减数分裂与有丝分裂的比较减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 分裂方式比较项目 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,非姐妹染色单体交叉互换;(2)同源染色体分离存在同源染色

21、体,但不联会,不分离,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个精子或1个卵细胞和3个极体2个体细胞子细胞间的遗传物质不一定相同不一定相同意义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使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性1.所有的细胞分裂都存在四分体。()2.二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。()3.同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期。()4.人体细胞减数第一次分裂后期与减数第二次分裂后期细胞中都有2个染色体组。()5.某二倍体生物细胞内含有4个染色体组,则该细胞分裂的

22、前一时期细胞内应存在四分体。()6.仅发生在减数分裂过程中的可遗传变异是基因重组和染色体变异。()7.人类精子形成过程中,姐妹染色单体携带的遗传信息不同的原因一定是基因突变。()下列各图表示高等动物有丝分裂、减数分裂细胞分裂示意图及含量变化曲线图,据图分析下列问题:(1)图甲为分裂的期,图乙为分裂的期,甲、乙两图可同时出现在(生殖器官)中。(2)图丙中,BC段可表示有丝分裂期,也可表示减数分裂中期。(3)图丁中,HJ段可表示有丝分裂期,故图丙中BC段和图丁中HJ段(填“可能”或“不可能”)对应于同一细胞分裂图。(4)乙图(填“可能”或“不可能”)对应于HJ段,基因重组的过程可发生在图丙的段。答

23、案(1)有丝中减数第二次后睾丸或卵巢(2)G2期、前期和中减全过程及减前期和中(3)后、末不可能(4)不可能BC1.图像比较(以二倍体动物为例)时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期 与中都有同源染色体,主要区别:中同源染色体联会,形成四分体;中无同源染色体中期 与的主要区别:中染色体的着丝点排列在赤道板上,中染色体的着丝点排列在赤道板的两侧;中无同源染色体,染色体的着丝点排列在赤道板上后期 与比较:中染色单体分离,中同源染色体分离;与比较:中有同源染色体,中无同源染色体;与比较:中有染色单体,中无染色单体2.减数分裂与有丝分裂的一个细胞中染色体、核DNA数量变化曲线的比较(1)模型比较

24、(2)判断3.每条染色体上DNA含量变化的分析(1)存在染色单体时,染色体数核DNA数=12,AB段的形成原因是DNA复制;不存在染色单体时,染色体数核DNA数=11,CD段的形成原因是着丝点分裂。(2)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:ABBCCDDE特点及其变化减数分裂对应时期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4.染色单体、同源染色体、染色体组数目变化曲线(1)染色单体数目变化的曲线分析曲线模型相关解读a.有丝分裂:间期,因染色体复制,染色单体形成;分裂后期,因着丝点

25、分裂,染色单体变为0(即04n0)。b.减数分裂(2)同源染色体“对”数变化的曲线分析曲线模型相关解读a.有丝分裂:后期时染色体数目加倍,同源染色体由n对加倍成为2n对,子细胞中同源染色体仍为n对。b.减数分裂:减后期同源染色体分开,分别进入两个子细胞中,次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。(3)“染色体组”数目变化的曲线分析曲线模型相关解读a.有丝分裂:后期因着丝点分裂,染色体组数目加倍(24);末期因染色体平均分配到子细胞,染色体组数目恢复(42)。b.减数分裂:减末期因同源染色体分别进入两个子细胞,染色体组数目减半(21);减后期因着丝点分裂,染色体组数目暂时加倍(12);减末

26、期因染色体平均分配到子细胞,染色体组数目减半(21)。考向一考查减数分裂与有丝分裂的过程及图像识别1.(2019江西名师联盟期末)假定某动物细胞染色体数目2N=4,据图判断下列有关叙述正确的是()A.内有4个四分体,内有2个四分体B.均含同源染色体C.分别为减数第一次分裂前、中、后期D.是次级精母细胞或第一极体1.答案B处于减数第一次分裂前期;处于有丝分裂中期;处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,所以是初级精母细胞;处于有丝分裂后期;处于减数第二次分裂后期,只能是次级精母细胞。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。2.(2019吉林实验中学高三四模)下列有关某生物体各细胞

27、分裂示意图的叙述正确的是()A.图处于减数第一次分裂的中期,细胞内有2对姐妹染色单体B.图处于减数第二次分裂的后期,细胞内有2对姐妹染色单体C.图处于减数第二次分裂的中期,该生物体细胞中染色体数目恒定,为8条D.四幅图可排序为,可出现在该动物体精子的形成过程中2.答案D图处于减数第一次分裂的后期,细胞内有2对同源染色体,4对姐妹染色单体,A错误;图细胞处于减数第二次分裂的后期,细胞中已无染色单体,B错误;图处于减数第二次分裂的中期,此时细胞中染色体数目是体细胞的一半,则该生物体细胞中染色体数目为4,C错误;四幅图可排序为,可出现在精子的形成过程中,D正确。题后悟道方法“三看法”识别细胞分裂方式

28、考向二考查细胞分裂过程中染色体、核DNA数量变化坐标曲线类,柱形图问题3.(2019天津静海一中高三学业能力调研)下列有关曲线分析正确的有几项() 图1 图2 图1中c对应的值是1图2中b为有丝分裂图2中OP段位于图1中ef段图2中Q点后所对应的时期在图1中cd段上图1中de段与图2中PQ段变化原因相同A.1项 B.4项 C.3项 D.2项3.答案A据图分析可知,图1中c对应的纵坐标的值是1/2,a对应的值是1,错误;由于DNA含量两次减半,因此图2中b为减数分裂,错误;图2的OP段代表有丝分裂后期,而图1中有丝分裂后期在ef段,因此图2的OP段位于图1的ef段,正确;图2中Q点后所对应的时期是有丝分裂末期,在图1中ef段上,错误;图1中de段变化的原因是着丝点分裂,导致染色体加倍,而图2中的PQ段表示染色体平均分配到两个子细胞,因此其变化原因不同,错误。故选A。4.(2019福建龙海二中高三期初考试)研究人员对某二倍体生物有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观