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第13講 減數(shù)分裂和受精作用,,第四單元 細胞的生命歷程,[考綱考頻] 1．細胞的減數(shù)分裂 Ⅱ(3年11考) 2.動物配子的形成過程 Ⅱ(3年2考) 3.動物的受精過程 Ⅱ(3年1考) 4．實驗：觀察細胞的減數(shù)分裂(3年2考),,第四單元 細胞的生命歷程,一、減數(shù)分裂概念的理解 1．范圍：進行____________的生物。 2．時期：從__________________→成熟生殖細胞。 3．特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。 4．結果：成熟生殖細胞中染色體數(shù)目是原始生殖細胞中的_______________。,有性生殖,原始生殖細胞,一半,解惑 減數(shù)分裂是特殊的有絲分裂，特殊在：(1)DNA復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次；(2)有獨特的染色體行為——同源染色體聯(lián)會、分離，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換；(3)分裂結果：一個細胞分裂可得到四個細胞，并且染色體數(shù)減半；(4)形成的是生殖細胞而不是體細胞。,二、減數(shù)分裂過程 1．精子形成各時期的主要特點[連一連],巧記 細胞分裂方式的判斷 有絲同源不配對，減Ⅱ無源難成對， 聯(lián)會形成四分體，同源分離是減Ⅰ。,2．卵細胞形成與精子形成的區(qū)分,變形,卵巢,次級卵母細胞,極體,4,3.配子中染色體組合多樣性的原因 (1)同源染色體的分離和___________________________。 (2)同源染色體上非姐妹染色單體的_______________。 解惑 (1)減數(shù)第一次分裂過程中染色體的主要行 為有：聯(lián)會形成四分體、同源染色體分離； (2)減 數(shù)第二次 分裂過 程中染色體的主要行 為有：著絲 點分裂，染色體數(shù)目暫時加倍。 三、受精作用 1．概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為_______________的過程。,非同源染色體的自由組合,交叉互換,受精卵,2．過程 (1)精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，同時卵細胞的_______________會發(fā)生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入。 (2)精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的_______________會合在一起。 3．結果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到______________中的數(shù)目，其中有一半染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。,細胞膜,染色體,體細胞,4．意義：對于維持每種生物前后代體細胞中_______________的恒定，和生物的_______________都是十分重要的。 思考：同種生物精子和卵細胞相互識別受精的物質基礎是什么？ 提示：細胞膜上的糖蛋白。,染色體數(shù)目,遺傳和變異,1.以下細胞中可能同時存在同源染色體和染色單體的是( ) ①初級精母細胞 ②精原細胞 ③初級卵母細胞 ④第一極體 ⑤效應T細胞 ⑥神經(jīng)細胞 ⑦根尖分生區(qū)細胞 A．①③⑦ B．①②③ C．①③⑤⑦ D．②③⑥⑦,A,解析：在減數(shù)分裂中，精原細胞的染色體沒有復制，不含染色單體；初級精母細胞和初級卵母細胞內既有同源染色體又含染色單體；第一極體細胞內沒有同源染色體，處于減數(shù)第二次分裂后期的細胞內沒有同源染色體；神經(jīng)細胞和效應T細胞無增殖能力，細胞內沒有染色單體；根尖分生區(qū)細胞可以進行有絲分裂，在前期和中期細胞內同時含有同源染色體和染色單體。,2． (2015·河南鄭州月考)下面是人體一個細胞分裂時，細胞 核中染色體和DNA在A、B、C、D四個階段的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，那 么同源染色體分離發(fā)生在( ) 解析：同源染色體的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。圖 中A階段表示細胞核中DNA數(shù)和染色體數(shù)相等；B階段表示DNA數(shù)加倍,染色體數(shù)不變,符合減數(shù)第一次分裂時期的特 征;C階段表示細胞核中DNA和染色體數(shù)均減半,是處于減數(shù)第 二次分裂前期和中期細胞的特征；D階段表示細胞核中DNA 數(shù)和染色體數(shù)均減半,是經(jīng)減數(shù)分裂形成的生殖細胞的特征。,B,3．某四倍體植物的細胞中含20條染色體、20個DNA分子,且細胞中存在紡錘絲，則該細胞正處于( ) A．有絲分裂中期 B．有絲分裂后期 C．減數(shù)第一次分裂后期 D．減數(shù)第二次分裂后期 解析：由細胞內染色體數(shù)與DNA分子數(shù)比為1∶1且存在紡錘絲可知，該細胞處于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，由于該生物為四倍體植物，在有絲分裂后期，染色體數(shù)應為8的倍數(shù)，所以該細胞不可能處于有絲分裂后期，D項正確。,D,4．真核生物進行有性生殖時，通過減數(shù)分裂和隨機受精使后代( ) A．增加發(fā)生基因突變的概率 B．繼承雙親全部的遺傳性狀 C．從雙親各獲得一半的DNA D．產(chǎn)生不同于雙親的基因組合 解析：在有性生殖的過程中,通過減數(shù)分裂實現(xiàn)基因重組，產(chǎn)生基因型不同的配子,通過隨機受精實現(xiàn)配子的隨機結合，將會在后代中產(chǎn)生更多變異個體(即不同于雙親的基因組合)。有性生殖所生后代不能繼承雙親全部的遺傳性狀，后代從母本卵細胞中獲得的DNA更多(細胞質內的遺傳物質幾乎全部來自于卵細胞)。,D,考點一 結合減數(shù)分裂過程，考查分裂過程中相關數(shù)量變化,考點二 以模式圖為載體，考查有絲分裂與減數(shù)分裂圖像辨析,考點三 觀察細胞的減數(shù)分裂,考 點 一 結合減數(shù)分裂過程，考查分裂過程中相關數(shù)量變化,不復制,不分裂,分裂,n→2n→n,4N→2N,2N→N,染色單體,有,無,1．探究減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的區(qū)別,2.結合下圖探究精子和卵細胞形成過程的區(qū)別 (1)產(chǎn)生子細胞的數(shù)量不同 1個性原細胞產(chǎn)生精子、卵細胞、極體的數(shù)量分別是__________。,4、1、3,(2)分裂過程中細胞的外形不同 ①圖中1細胞稱為________________；2、4細胞分別稱為_________________________；3、5細胞分別稱為_______________________________。 ②若某細胞為 ，則該細胞為_______________________;若某細胞為 則該細胞為____________________。,初級精母細胞,次級精母細胞、第一極體,初級卵母細胞、次級卵母細胞,次級精母細胞或第一極體,初級卵母細胞,3．減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA和染色單體的數(shù)量變化圖(以二倍體生物為例),性原 細胞,次級性 母細胞,初級性 母細胞,性細胞,(1)據(jù)數(shù)量關系寫出圖中對應的細胞名稱。 (2)減數(shù)分裂過程中數(shù)目變化原因分析 ①核DNA加倍、染色單體為0→4N，發(fā)生在________________________期，原因是________________。 ②染色體數(shù)目減半發(fā)生在____________________期，原因是同源染色體分開，平均進入兩個子細胞中；減數(shù)第二次分裂染色體數(shù)的變化為_______________。 (3)減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)/核DNA分子數(shù)變化規(guī)律及原因:,減數(shù)第一次分裂前的間,染色體復制,減數(shù)第一次分裂末,N→2N→N,1∶1,1∶2,1∶1,深度思考 1．1個含n對等位基因的精原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成幾個精子，幾種類型(不考慮互換)? _____________________ 2．1個含n對等位基因的卵原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成幾個卵細胞，幾種類型？ _____________________ 3．1個含n對同源染色體的生物體，經(jīng)過減數(shù)分裂能形成幾種精子或卵細胞？ _____________________,4．下圖A表示某動物精原細胞中的一對同源染色體，在減數(shù)分裂過程中該對同源染色體發(fā)生了交叉互換，結果形成了①～④所示的四個精細胞： 這四個精細胞中，哪兩個來自同一個次級精母細胞？ _____________________,提示：1.4；2。 2．1；1。 3．2n。 4．①和④、②和③。,C,解析：觀察各階段的分裂圖像，可知減數(shù)分裂的先后順序排 列為甲→丙→戊→乙→丁→己，A錯誤；丁細胞處于減數(shù)第 二次分裂后期，無同源染色體，B錯誤；若在戊細胞中有一 對同源染色體未分開，則形成的2個次級精母細胞異常，進 行正常的減數(shù)第二次分裂，則形成的4個精細胞都異常，C 正確；戊細胞中正在發(fā)生同源染色體的分離，且細胞質均等 分裂，因此該細胞的名稱為初級精母細胞，在減數(shù)第二次分 裂后期可能有2條Y染色體共存，D錯誤。,2．如圖表示雄果蠅細胞分裂過程中DNA含量的變化。下列 敘述中，正確的是( ) A．若圖1表示減數(shù)分裂，則圖1的CD段表示同源染色體分開 B．若圖1表示減數(shù)分裂，則圖1的BC段一個細胞中可能含有 0條或1條Y染色體,B,C．若兩圖均表示有絲分裂，則兩圖的DE段一個細胞內只含有2個染色體組 D．若圖1表示減數(shù)分裂、圖2表示有絲分裂，則兩圖的CD段都發(fā)生著絲點分裂 解析：若圖1表示減數(shù)分裂，則圖1的CD段表示姐妹染色單體分開；圖1的BC段中同源染色體分開之前細胞中含有 1條Y染色體，分開之后則細胞中可能含有0條或1條Y染色體；若圖1表示有絲分裂，則圖1的DE段可表示后期 和末期，后 期一個細胞內含有4個染色體組。若圖2表示有絲分裂，則BC段著絲點已經(jīng)分裂。,知識拓展 由減數(shù)分裂聯(lián)系到的生物變異 (1)減數(shù)第一次分裂前的間期在DNA復制時可能發(fā)生基因突變。 (2)在減數(shù)第一次分裂的分裂期和減數(shù)第二次分裂的分裂期都可能發(fā)生染色體變異。 (3)在減數(shù)第一次分裂的分裂期可能發(fā)生基因重組。,考點二 以模式圖為載體，考查有絲分裂與減數(shù)分裂圖像辨析,1．有絲分裂與減數(shù)分裂圖像比較與辨析,減數(shù)第 二次,減數(shù)第 一次,有絲,減數(shù)第二次,減數(shù)第一次,有絲,減數(shù)第二次,減數(shù)第一次,有絲,2．減數(shù)分裂中根據(jù)細胞質分裂情況判斷細胞名稱,B,C,A,D,3．減數(shù)分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數(shù)量變化 (1)模型,(2)判斷,DNA,染色體,減數(shù),有絲,減數(shù),有絲,4．每條染色體中DNA含量的變化 根據(jù)上面的曲線填寫下表,減數(shù)第一次分裂前的間期,減數(shù)第二次分裂的末期,前期和中期,后期,深度思考 (1)若形成的子細胞是AAAABB，則形成原因是什么？ (2)若形成的子細胞是AAB類型，則形成原因是什么？ _____________________ 2．體細胞是AaBb雜合類型發(fā)生異常 (1)若形成的子細胞是AAaaBb，則形成原因是什么？ (2)若形成的子細胞是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成原因是什么？ (3)若形成的子細胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成原因是什么？ _____________________,3．親代為AaXBY產(chǎn)生配子時發(fā)生異常 (1)若配子中出現(xiàn)Aa或XY在一起，則減數(shù)第幾次分裂異常？ (2)若配子中A－a分開，X－Y分開，出現(xiàn)兩個AA/aa或兩個XX/YY則是減數(shù)第幾次分裂異常？ (3)若配子中無性染色體或無A也無a，則是減數(shù)第幾次分裂異常？ _____________________,提示：1.(1)有絲分裂過程中姐妹染色單體未分開。 (2)減數(shù)分裂過程中,同源染色體未分離或姐妹染色單體未分開。 2．(1)有絲分裂過程中姐妹染色單體未分開。 (2)減數(shù)分裂過程中，同源染色體未分離。 (3)減數(shù)分裂過程中，姐妹染色單體未分開。 3．(1)減Ⅰ分裂。 (2)減Ⅱ分裂。 (3)既可能是減Ⅰ也可能是減Ⅱ分裂。,C,解析：圖乙是有絲分裂后期圖，細胞中有4對同源染色體，4個染色體組，A正確?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期和后期，圖甲是減數(shù)第一次分裂后期圖，圖甲所示時期可發(fā)生基因重組，B正確。由于三幅圖是同一個生物體內的細胞分裂示意圖，由圖甲判斷該生物是雄性，則丙圖細胞產(chǎn)生的子細胞是精細胞，C錯誤。三幅圖細胞可以同時存在于該動物體的精巢中，D正確。,4．觀察到的某生物(2n＝6)減數(shù)第二次分裂后期細胞如圖所示。下列解釋合理的是( ) A．減數(shù)第一次分裂中有一對染色體沒有相互分離 B．減數(shù)第二次分裂中有一對染色單體沒有相互分離 C．減數(shù)第一次分裂前有一條染色體多復制一次 D．減數(shù)第二次分裂前有一條染色體多復制一次 解析：根據(jù)題意某生物2n＝6可知，在減Ⅱ后期兩極均應有3條染色體，圖像顯示均為4條染色體，說明減Ⅰ后期有一對同源染色體沒有相互分離，減Ⅱ后期姐妹染色單體分離，故A項對。,A,方法技巧 減數(shù)分裂圖像的界定方法 一般有三種情況：甲，只有精子的形成圖像；乙，只有卵細胞的形成圖像；丙，既有精子又有卵細胞的形成圖像。 解題時首先界定好是哪一種情況，界定方法如下： (1)根據(jù)題干信息提示：若題干中給出的是雄性動物體內或精巢中發(fā)生的細胞分裂，則為情況甲；若給出的是雌性動物或卵巢內發(fā)生的細胞分裂，則為情況乙。,(2)根據(jù)圖像特點分析：若細胞質不均等分裂，則為情況乙；若減數(shù)第一次分裂后期細胞質均等分裂，則為情況甲；若減數(shù)第二次分裂后期細胞質均等分裂，則為情況丙。 (3)根據(jù)性染色體確定：圖中畫出的若是兩條相同的性染色體，則為情況乙；若是兩條不同的性染色體，則為情況甲。,考點三 觀察細胞的減數(shù)分裂,1．實驗原理 (1)蝗蟲的精母細胞進行減數(shù)分裂形成________,再形成精子。此過程要經(jīng)過兩次連續(xù)的細胞分裂:__________________和減數(shù)第二次分裂。 (2)在減數(shù)分裂過程中,細胞中的_______________________都在不斷地發(fā)生變化，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。,精細胞,減數(shù)第一次分裂,染色體形態(tài)、位置和數(shù)目,2．實驗步驟 (1)裝片制作(同有絲分裂裝片制作過程)： __________→漂洗→__________→壓片。 (2)顯微觀察：,解離,染色,初級精母細胞,精細胞,中期,后期,形態(tài)、位置和數(shù)目,[特別提醒] 觀察減數(shù)分裂過程選取的材料是能進行減數(shù)分裂的，如植物的花藥，動物的精巢、卵巢等。宜選用雄性個體生殖器官。其原因是： (1)雄性個體產(chǎn)生精子數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞數(shù)量。 (2)在動物卵巢內的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂。,深度思考 1．在該實驗中選用高等植物雄蕊和動物的精巢作實驗材料，制片前對材料處理方法相同嗎？ _____________________ 2．在該實驗中能否在顯微鏡下觀察到一個細胞內染色體行為的連續(xù)變化？ _____________________ 提示：1.不相同。選植物材料必須先進行解離使細胞相互分離，再依次進行漂洗、染色、制片；而選用動物材料則先用胰蛋白酶處理使細胞分散，再進一步處理制片。 2．不能，因制片時細胞已被殺死。,5．某生物小組要探究減數(shù)分裂兩個階段所占時間長短，請幫助他們選擇合適的材料和試劑，完成實驗。 供選材料及用具：小鼠的肝臟、睪丸、腎臟、蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、健那綠染液、解離固定液。 (1)選材：用___________作實驗材料。 (2)制片： ①取少量組織液低滲處理后，放在_______________中，一定時間后輕輕漂洗。 ②將漂洗后的組織放在載玻片上,滴加適量______________。 ③一定時間后加蓋玻片，__________。,小鼠睪丸,解離固定液,醋酸洋紅染液,壓片,(3)觀察計算： ①觀察多個視野，計數(shù)_______________________________________ 及視野中細胞的總數(shù)。 ②算出每個視野中不同分裂階段細胞所占比例。 ③最后，__________________________________________________， 即可大體表示不同分裂階段所占的時間比例。,每個視野中處于不同分裂階段細胞的數(shù)目,求不同視野中相同分裂階段細胞所占比例的平均值,解析：要探究減數(shù)分裂兩個階段所占時間長短，應先制備減數(shù)分裂裝片，再統(tǒng)計每個階段細胞數(shù)目多少，最后通過求不同視野中，相同分裂階段所占比例的平均值，得出結論。(1)小鼠的肝臟和腎臟內的細胞無法進行減數(shù)分裂，只有睪丸內才可發(fā)生減數(shù)分裂產(chǎn)生生殖細胞。(2)制片時應遵循解離→漂洗→染色→制片的步驟。選擇染色劑時應注意醋酸洋紅染液可將細胞內的染色體染成紅色，便于觀察；而蘇丹Ⅲ染液是鑒定脂肪的，健那綠染液是染線粒體的。(3)每個視野中每個分裂階段中細胞數(shù)目占細胞總數(shù)的比例可以反映出該階段持續(xù)時間的長短，為了結果的準確性，應求平均值。,易錯點1 生殖器官中細胞只進行減數(shù)分裂 [點撥] 動物的精巢、卵巢以及植物的花藥、胚珠中既進行有絲分裂，又進行減數(shù)分裂；染色體數(shù)目有三種情況：N、2N、4N(假設親代為二倍體)。如原始的精原細胞(或卵原細胞)本身的增殖是通過有絲分裂進行的。,易錯點2 “四分體”的來龍去脈搞不清 [點撥] (1)不要混淆“聯(lián)會”“形成四分體”的先與后，聯(lián)會在前，減Ⅰ前期，染色質狀態(tài)下同源染色體就兩兩配對 (早戀)，造成了非姐妹染色單體(細絲狀)間交叉纏繞(為交叉互換提供可能性)，之后才是“高度螺旋化變短變粗”形成四分體。 (2)“四分體”只存在于初級性母細胞中(減Ⅰ前期與中期)，次級性母細胞及整個有絲分裂過程不存在四分體(有絲分裂時可存在同源染色體，但無聯(lián)會行為故不形成四分體)。,易錯點3 對基因重組與染色體變異分辨不清 [點撥] 四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生 纏繞，并交換一部分片段，這屬于同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，可導致基因重組發(fā)生。非同源染色體間的片段互換不屬于基因重組，屬于染色體變異中的易位。,易錯點4 減數(shù)分裂與有絲分裂中的特例誤判 [點撥] (1)處于減數(shù)第二次分裂過程中的細胞，可能含有同源染色體，如多倍體(四倍體的減數(shù)分裂)。 (2)處于有絲分裂過程中的細胞可能沒有同源染色體，如二倍體的單倍體的體細胞進行的有絲分裂。,1．判斷下列有關減數(shù)分裂的敘述 (1)(2014·天津卷T1D)二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，細胞中染色體數(shù)目一定是其體細胞的2倍。( ) (2)(2013·江蘇卷改編T8C)聯(lián)會的同源染色體在后續(xù)的分裂過程中會相互分離。( ) (3)(2012·江蘇卷T10D)人的初級精母細胞和次級精母細胞中都含Y染色體。( ) (4)人類精子發(fā)生過程中，細胞中染色單體數(shù)最多可達92條。 ( ),×,√,×,√,2．判斷下列有關減數(shù)分裂異常分析及與有絲分裂比較的敘述 (1)(2013·新課標卷ⅠT2A)同一個體中細胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的前期染色體數(shù)目相同，染色體行為和DNA分子數(shù)目 不同。( ) (2)(2011·山東卷T8③)基因型為 AaXBY 的小鼠產(chǎn)生了一個不含性染色體的AA型配子(等位基因A、a位于2號染色體上)其原因可能是2號染色體在減數(shù)第一次分裂時未分離。( ),×,×,3．判斷下列關于受精作用的敘述 (1)絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性。( ) (2)(2009·上海卷T26A)與無性生殖相比，有性生殖的優(yōu)越性表現(xiàn)在通過有性生殖可增加遺傳物質重組的機會。( ),√,√,