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第四單元 細胞的生命歷程,第2講 減數分裂和受精作用,第2講 減數分裂和受精作用,1．減數分裂的概念理解,進行____生殖的生物,從原始生殖細胞→成熟生殖細胞,染色體只復制一次，細胞______________次,成熟生殖細胞中__________________是原始生殖細胞中的一半,有性,連續(xù)分裂兩,染色體數目,2．把握精子形成過程中各時期的主要特點(連線),①減Ⅰ中期 ②減Ⅰ后期 ③減Ⅰ前期 ④減Ⅱ后期 ⑤減Ⅱ前期 ⑥減Ⅱ中期,①－b－Ⅰ ②－c－Ⅱ ③－a－Ⅲ ④－f－Ⅳ ⑤－d－Ⅴ ⑥－e－Ⅵ,3．比較精子和卵細胞形成過程的差異,4.配子中染色體組合多樣性的原因 (1)同源染色體的分離和非同源染色體的________。 (2)同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生________。 5．受精作用 (1)概念 指精子和卵細胞相互識別、融合為________的過程。 (2)過程 細胞膜融合→精子的頭部進入卵細胞(尾部留在外面)→卵細胞的細胞膜發(fā)生復雜生理反應，阻止其他精子再進入→精子和卵細胞的________相互融合→受精卵。 (3)結果：受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的染色體數目，其中有一半染色體來自________(父方)，另一半來自________(母方)。 (4)減數分裂和受精作用的意義：___________________________________，____________________，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。,不均等分裂,變形,4,1,3,自由組合,交叉互換,受精卵,細胞核,精子,卵細胞,對于維持每種生物前后代體細胞中染色體,數目的恒定,【教材深挖】 1．DNA數量加倍與染色體數量加倍的原因分別是什么？ 2．精子與卵細胞的識別、融合體現了細胞膜的哪類功能，其結構基礎是什么？ 3．下圖A表示某動物精原細胞中的一對同源染色體，在減數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？,1．DNA數量加倍的原因是DNA復制，發(fā)生在間期；染色體數量加倍的原因是著絲點一分為二，發(fā)生在有絲分裂的后期和減數第二次分裂的后期。 2．精卵識別體現了細胞膜的信息交流功能，其融合則依賴于細胞膜的流動性。 3．①和④、②和③。,1.基因型為Rr的動物，在其精子形成過程中，基因RR、rr、Rr的分開，分別發(fā)生在( ) ①精原細胞形成初級精母細胞 ②初級精母細胞形成次級精母細胞 ③次級精母細胞形成精子細胞 ④精子細胞形成精子 A．①②③ B．②②③ C．③③② D．②③①,C,【解析】基因R和R的分離、基因r和r的分離發(fā)生在減數第二次分裂過程中，即③次級精母細胞形成精子細胞過程中；R和r的分離發(fā)生在減數第一次分裂過程中，即②初級精母細胞形成次級精母細胞的過程中。,2．如圖為高等動物的細胞分裂示意圖，下列敘述正確的是( ),A．圖甲一定為次級精母細胞 B．圖乙一定為初級精母細胞 C．圖丙為次級卵母細胞或極體 D．圖丙中的M、m為一對同源染色體,B,【解析】圖甲處于減數第二次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，可能為次級精母細胞或第一極體，A錯誤；圖乙處于減數第一次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，所以應是初級精母細胞，B正確；圖丙處于減數第二次分裂后期，其細胞質是不均等分裂的，應是次級卵母細胞，不可能為極體，C錯誤；圖丙中的M、m不是同源染色體，應是姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體，D錯誤。,3.(2017江西吉安一中段考一，22)圖甲至丁是某二倍體生物生殖器官中的一些細胞分裂圖，下列說法正確的是( ),A．遺傳定律發(fā)生在甲、乙兩圖表示的細胞分裂時期 B．乙圖所示時期，該細胞中有兩個四分體和兩個染色體組 C．甲、乙、丙、丁所示細胞可出現在卵原細胞分裂過程中 D．丁是由乙經過減數第二次分裂產生的卵細胞,【解析】分析圖示可知：甲細胞有同源染色體，呈現的特點是：著絲點分裂后形成的兩條染色體分別移向細胞兩極，說明處于有絲分裂后期，乙細胞呈現的特點是同源染色體分離，且進行不均等分裂，說明處于減數第一次分裂后期，而且圖示涉及的二倍體生物為雌性，遺傳定律發(fā)生在減數第一次分裂過程中，A錯誤；圖乙所示時期的細胞中沒有四分體，有兩個染色體組，B錯誤；甲、乙分別處于有絲分裂后期、減數第一次分裂后期，丙細胞沒有同源染色體，呈現的特點是每條染色體的著絲點排列在赤道板上，處于減數第二次分裂中期，丁細胞為減數分裂結果產生的卵細胞或極體，而卵細胞可通過有絲分裂的方式進行增殖，也可通過減數分裂產生卵細胞或極體，C正確；乙細胞經過減數第二次分裂產生的卵細胞中的染色體組為：小的為黑色，大的為白色，與丁細胞中的染色體組不符，D錯誤。,C,4．下圖為基因型為AABb的某動物進行細胞分裂的示意圖。相關判斷錯誤的是( ),A．此細胞為次級精母細胞或次級卵母細胞 B．此細胞中基因a是由基因A經突變產生的 C．此細胞可能形成兩種精子或一種卵細胞 D．此動物細胞處于減數第二次分裂中期,A,【解析】由題圖可看出，細胞中無同源染色體，但有姐妹染色單體，著絲點排列在赤道板上，為減數第二次分裂中期。該細胞的名稱為次級精母細胞或次級卵母細胞或第一極體。,5.某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上，下圖表示該生物的精細胞，試根據細胞內基因的類型，判斷這些精細胞至少來自幾個精原細胞(不考慮交叉互換)( ),A．2個 B．3個 C．4個 D．5個,C,【解析】來自一個精原細胞的精細胞基因組成相同或互補，根據這一點可以判斷①④可來自一個精原細胞，②⑥可來自一個精原細胞，③來自一個精原細胞，⑤來自一個精原細胞，這些精細胞至少來自4個精原細胞，C正確。,6．下圖是某種生物的精子細胞，根據圖中染色體類型和數目判斷，來自同一個次級精母細胞的是( ),A．①③ B．②⑤ C．①④ D．③④,C,【解析】減數第一次分裂時，因為同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以一個初級精母細胞能產生2種染色體組成不同的次級精母細胞；減數第二次分裂類似于有絲分裂，因此每個次級精母細胞產生2個染色體組成相同的精細胞，所以，圖中來自同一個次級精母細胞的是①和④，故C正確。,1．“四看”法判斷同源染色體(以二倍體生物為例) (1)看有無染色體配對、形成四分體的現象：配對形成四分體的染色體為同源染色體。 (2)看有無交叉互換的發(fā)生：發(fā)生交叉互換的染色體為同源染色體。 (3)看細胞所處的時期 ①減數第二次分裂過程中不存在同源染色體。 ②減數第二次分裂后期，上下對應的大小、形狀完全相同的染色體不是同源染色體，而是姐妹染色單體分離后形成的相同染色體。 (4)看染色體的大小、形狀：如果不是減數第二次分裂，則：①有絲分裂后期，每一極中大小、形狀相同的為同源染色體(上下對應的染色體不是)。②其他時期(除后期)，大小、形狀相同的染色體一般為同源染色體。 2．精子和卵細胞種類和數目的計算技巧(正常情況下) (1)1個含n對等位基因的精原細胞，經過減數分裂后，能形成4個精子，2種類型。 (2)1個含n對等位基因的卵原細胞，經過減數分裂后，能形成1個卵細胞，1種類型。 (3)1個含n對同源染色體的生物體，經過減數分裂能形成2n種精子或卵細胞。,1．二倍體生物細胞三個時期分裂方式的判斷 (1)三個前期圖的判斷,判斷步驟：,結論：A為________前期，B為______________前期，C為___________前期,有絲分裂,減數第一次分裂,減數第二次分裂,(2)三個中期圖的判斷,判斷步驟：,結論：A為________中期，B為______________中期，C為____________中期。,有絲分裂,減數第二次分裂,減數第一次分裂,(3)三個后期圖的判斷,判斷步驟：,結論：A為________后期，B為_______________________后期，C為__________________后期。,有絲分裂,減數第二次分裂,減數第一次分裂,2．減數分裂和有絲分裂過程中染色體與核DNA數量變化曲線的判斷 (1)模型,(2)判斷,有絲,減數,有絲,減數,【教材深挖】 1．根據同源染色體對數的變化曲線模式圖分析,(1)有絲分裂后期時染色體數目加倍，同源染色體由n對(2n條)加倍成為________，子細胞中同源染色體仍為__________對。 (2)減Ⅰ末期______________分開，分別進入兩個子細胞，次級性母細胞及生殖細胞或極體中__________同源染色體。,2n對(4n條),n,同源染色體,不含,2．根據染色體組數的變化曲線模型圖分析,(1)有絲分裂后期因著絲點分裂，染色體組數____________；末期因染色體平均分配到子細胞中，染色體組數________。 (2)減Ⅰ末期因__________分開，分別進入兩個子細胞，染色體組數減半(2→1)；減Ⅱ后期因著絲點分裂，染色體數暫時加倍，染色體組數變化是______。,1→2,加倍(2→4),恢復(4→2),同源染色體,1.(2017山西大學附中月考，5)假定某動物體細胞染色體數目2n＝4，有關圖中細胞所處時期的敘述，正確的是( ),A. 圖中不含同源染色體的細胞為③⑤⑥ B．②③④分別為減數第一次分裂的前、中、后期 C．④⑥分別為減數第一次、第二次分裂后期 D．②為減數第一次分裂四分體時期，④⑤染色體數目暫時加倍,C,【解析】根據圖中染色體的行為和數量，可判斷出②是減數第一次分裂前期，③是有絲分裂中期，④是減數第一次分裂后期，⑤是有絲分裂后期，⑥是減數第二次分裂后期，B錯誤；不含同源染色體的細胞是⑥，A錯誤；④為減數第一次分裂后期，細胞中的染色體數目不變，D錯誤。,2．下圖為某二倍體(AaBb)高等動物細胞分裂的圖像，據圖分析，下列敘述錯誤的是( ),A．甲、乙、丙、丁可同時出現在卵巢中 B．甲、乙、丙中的染色體組數分別為4、2、2，丁的染色體數和核DNA分子數之比為1∶2 C．丙中正在進行同源染色體的分離 D．若丁中的A基因進入同一配子，則由乙細胞產生的配子基因型可能是AAB、B、ab、ab,A,【解析】生殖器官中既可以發(fā)生減數分裂，也可以進行有絲分裂，圖丙處于減數第一次分裂后期，該細胞質均等分配，屬于雄性動物，這四圖可以同時出現在睪丸中，A錯誤；甲細胞處于有絲分裂的后期，細胞中有4個染色體組，乙細胞和丙細胞有2個染色體組，丙、丁細胞中每一條染色體含兩條染色單體，染色體數和核DNA分子數之比為1∶2，B正確；丙細胞是處于減數第一次分裂后期，會發(fā)生同源染色體的分離，C正確；含A基因的染色體分裂異常，則兩個A基因進入同一子細胞，B基因正常分裂，產生配子基因型是AAB、B，另一次級精母細胞產生配子基因型是ab、ab，D正確。,3.如圖所示為某二倍體生物細胞分裂過程中細胞核DNA變化曲線圖，在該分裂過程中其他相關物質變化曲線圖中錯誤的是( ),【解析】據圖可知O～d段曲線表示的是減數分裂的過程，d～e段包含了受精作用的過程，e～g段表示有絲分裂的過程。c～d段表示減數第二次分裂過程，該過程無同源染色體，故D錯誤。,D,4．下圖是二倍體生物體內細胞分裂不同時期染色體數、核DNA數的柱形統計圖。下列有關敘述錯誤的是( ),A．空白柱為染色體數，陰影柱為核DNA數 B．只能表示有絲分裂而不能表示減數分裂的是圖② C．三個圖所示時期的細胞中都存在同源染色體 D．圖②、③所示時期的細胞中不存在姐妹染色單體,C,【解析】在細胞分裂的間期，細胞中染色體數∶核DNA數＝1∶2，在有絲分裂后期或減數第二次分裂后期，細胞中染色體數∶核DNA數＝1∶1，故圖中a即空白柱形圖為染色體數，b即陰影柱形圖為核DNA數，圖②、③所示時期的細胞中不存在姐妹染色單體，A、D正確；①中染色體∶核DNA數＝1∶2，可表示有絲分裂(含同源染色體)，也可表示減數第一次分裂(含同源染色體)。②中染色體數∶核DNA數＝1∶1，且染色體和核DNA均為4N，只能表示有絲分裂(含同源染色體)。③中染色體數∶核DNA數＝1∶1，且染色體和DNA均為2N，可表示有絲分裂結束形成的體細胞(含同源染色體)，也可以表示減數第二次分裂后期的細胞(不含同源染色體)，B正確、C錯誤。,1．判斷細胞分裂方式和時期的方法 (1)結合染色體個數和同源染色體行為進行判斷,(2)結合染色體的行為與形態(tài)進行判斷,2．依據柱狀圖巧辨細胞分裂的過程,(1)若圖1表示減數分裂的連續(xù)過程，則甲為性原細胞，乙為初級性母細胞，丙為次級性母細胞，丁為性細胞。 (2)若圖2表示二倍體動物分裂細胞，則A可表示處于減數第二次分裂前期、中期的次級性母細胞，以及性細胞；B可表示性原細胞、初級性母細胞和處于減數第二次分裂后期的次級性母細胞；C表示處于有絲分裂后期的性原細胞(體細胞)。,1．(2016浙江高考，3)下列有關高等動物細胞增殖的敘述，錯誤的是( ) A．有絲分裂的間期和減數分裂前的間期，都進行1次染色質DNA的復制 B．細胞周期的G2期已經形成了1對中心體，在有絲分裂前期形成紡錘體 C．染色體數為2n＝24的性原細胞進行減數分裂，中期Ⅱ染色體數和染色體DNA分子數分別為12和24 D．若在G2期某染色質的1個DNA分子發(fā)生片段缺失，則該細胞有絲分裂產生的2個子細胞均含有該異常DNA,D,【解析】在進行細胞分裂時，先要進行1次DNA的復制，且復制只發(fā)生在間期，A項正確。細胞分裂間期包括G1、S、G2期，動物細胞在G2期已經能觀察到1對中心體；在有絲分裂前期，由中心體發(fā)出星射線構成紡錘體，牽引染色體移動，B項正確。染色體數為2n＝24的性原細胞進行減數分裂時，通過DNA的復制，DNA為48條，染色體仍為24條，減數第一次分裂時同源染色體分離，得到次級性母細胞，在減數第二次分裂前期和中期，細胞中染色體數和染色體DNA分子數均為12和24，C項正確。G2期DNA已經復制好，若在G2期某染色質的1個DNA分子發(fā)生片段缺失，則該細胞通過有絲分裂一分為二后，產生的2個子細胞只有1個細胞含有該異常DNA，D項錯誤。,2．(2015天津高考，4)低溫誘導可使二倍體草魚卵原細胞在減數第一次分裂時不形成紡錘體，從而產生染色體數目加倍的卵細胞，此卵細胞與精子結合發(fā)育成三倍體草魚胚胎。上述過程中產生下列四種細胞，下圖所示四種細胞的染色體行為(以二倍體草魚體細胞含兩對同源染色體為例)可出現的是( ),【解析】因減數第一次分裂時不形成紡錘體，不會發(fā)生同源染色體的分離，從而導致形成的次級卵母細胞含有同源染色體，在減數第二次分裂后期應含有8條染色體，A錯誤，B正確；次級卵母細胞正常進行減數第二次分裂，使產生的卵細胞內含有2對同源染色體，C錯誤；此卵細胞與精子結合發(fā)育成三倍體草魚胚胎，胚胎細胞在有絲分裂中期時應該有6條染色體，3個染色體組(每一形態(tài)的染色體有3條)，D錯誤。,B,3．(2015浙江高考，2)下列有關細胞周期和細胞分裂的敘述，正確的是( ) A．不同生物的細胞大小和數目不同，但細胞周期長短相同 B．同一生物各種組織的細胞周期長短相同，但G1、S、G2和M期長短不同 C．若在G2期加入DNA合成抑制劑，則有絲分裂前期每條染色體仍含有2條染色單體，子細胞染色體數目與母細胞的相同 D．減數Ⅰ分裂前期同源染色體配對，每條染色體含有4條染色單體，子細胞染色體數目為母細胞的一半,C,【解析】不同生物的細胞大小和數目一般是不同的，它們的細胞周期長短一般也不相同，A錯誤；同一生物體內的各種組織的細胞周期長短往往不同，G1、S、G2和M期的長短也不相同，比如干細胞分裂速度快，細胞周期要短些，B錯誤；G2期的特點是合成分裂期所需要的蛋白質，時間是在S期之后，所以在這個時期加入DNA合成抑制劑后，每條染色體上仍存在2條染色單體，有絲分裂結束后子代細胞中染色體數目和母細胞中相同，C正確；減數第一次分裂前期的特點是有聯會現象，同時形成四分體，一個四分體中有2條染色體，每條染色體上含有2條染色單體，D錯誤。,4．(2014天津高考，1)二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，下列有關敘述正確的是( ) A．細胞中一定不存在同源染色體 B．著絲點分裂一定導致DNA數目加倍 C．染色體DNA一定由母鏈和子鏈組成 D．細胞中染色體數目一定是其體細胞的2倍,C,【解析】二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，說明其正處于有絲分裂后期或減數第二次分裂后期。A項，由于在減數第一次分裂過程中，同源染色體分離，所以若此細胞正處于減數第二次分裂后期，則細胞中無同源染色體。體細胞進行有絲分裂時，后期細胞中有同源染色體。B項，著絲點分裂，姐妹染色單體分開，一定會導致染色體數目加倍，但該細胞中的DNA數目不變。C項，DNA復制是分別以親代DNA的每一條鏈為模板合成子代DNA的過程，復制特點是半保留復制，即一條鏈是原來的母鏈，另一條鏈是新合成的。減數第一次分裂前的間期和有絲分裂間期，DNA復制形成子代DNA，因此處于減數第二次分裂后期的細胞和有絲分裂后期的細胞中的染色體DNA一定由母鏈和子鏈組成。D項，處于有絲分裂后期的細胞中，染色體數目是體細胞的2倍，而處于減數第二次分裂后期的細胞中，染色體數目與體細胞中染色體數目相同。,5．(2014安徽高考，4)某種植物細胞減數分裂過程中幾個特定時期的顯微照片如下。下列敘述正確的是( ),A．圖甲中，細胞的同源染色體之間發(fā)生了基因重組 B．圖乙中，移向細胞兩極的染色體組成相同 C．圖丙中，染色體的復制正在進行，著絲點尚未分裂 D．圖丁中，細胞的同源染色體分離，染色體數目減半,A,【解析】A項，圖甲為減數第一次分裂前期，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，從而導致基因重組。B項，圖乙為減數第一次分裂后期，同源染色體分離，如果該植物細胞中兩條性染色體組成不同，則移向細胞兩極的染色體組成就會有差異。C項，圖丙為減數第一次分裂末期或減數第二次分裂前期，不發(fā)生染色體的復制，著絲點分裂發(fā)生在減數第二次分裂后期。D項，圖丁為減數第二次分裂后期，無同源染色體，著絲點分裂，染色體 數目加倍；而同源染色體分離發(fā)生在減數第一次分裂后期。,6．(2014上海高考，22)正常情況下，在人的初級卵母細胞經減數分裂形成卵細胞的過程中，一個細胞中含有的X染色體條數最多為( ) A．1 B．2 C．3 D．4,B,【解析】初級卵母細胞含有2條X染色體，經減數第一次分裂分配到次級卵母細胞和第一極體中，在次級卵母細胞和第一極體減數第二次分裂前期和中期時各有1條X染色體，減數第二次分裂后期、末期時各含有2條X染色體，故在初級卵母細胞減數分裂形成卵細胞的過程中，一個細胞中含有X染色體數最多為2，B項正確。,1．減數分裂的場所和結果 (1)場所：動物有精巢和卵巢，植物有雄蕊和雌蕊。 (2)結果：染色體和DNA都是正常細胞的一半。 2．卵細胞形成過程不同于精細胞形成過程的兩大特點 (1)初級卵母細胞和次級卵母細胞的細胞質不均等分裂。 (2)一個卵原細胞一次只能產生一個成熟的卵細胞。 3．減數分裂的4個重要概念 (1)聯會：減數第一次分裂過程中(前期)同源染色體兩兩配對的現象。 (2)四分體：聯會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。四分體的個數等于減數分裂中配對的同源染色體對數。 (3)同源染色體：減數分裂中配對的兩條染色體，形態(tài)、大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。 (4)非同源染色體：形態(tài)、大小不相同，且在減數分裂過程中不進行配對的染色體。 4．減數第一次分裂過程中的四個特殊現象 (1)染色體復制后：同源染色體聯會形成四分體。 (2)前期：同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換。 (3)中期：同源染色體分布于赤道板兩側。 (4)后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合。,易錯點1 誤認為生殖器官中細胞只進行減數分裂 【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，又進行減數分裂；染色體數目有三種情況：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 對“四分體”的來龍去脈搞不清 【點撥】(1)不要混淆“聯會”“形成四分體”的先與后，聯會在前，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 減數分裂與有絲分裂中的特例誤判 【點撥】(1)處于減數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。,