第13講減數(shù)分裂和受精作用（講義）（學生版）

第13講減數(shù)分裂和受精作用1.掌握減數(shù)分裂的概念及過程。2．闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞或卵細胞。3．說明減數(shù)分裂和受精作用對生物遺傳的意義。4．學會觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂的裝片?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析減數(shù)分裂和受精作用的過程分析2022，湖北，選T20,2分本專題知識難度較低、基礎性強?？疾閷W生對細胞整體性的認識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設置題目，考查學生的應變能力、獲取信息和綜合分析能力。減數(shù)分裂與有絲分裂的比較減數(shù)分裂與可遺傳變異的關系2023,重慶，選擇2022，北京，選擇觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片北京，選擇2020，廣東，選T4,6分考點一減數(shù)分裂和受精作用的過程分析1.減數(shù)分裂的概念2.減數(shù)分裂中重要的概念(1)同源染色體相應的彩色斑塊顯示了同源染色體攜帶了相同的一組基因DNA序列。(2)聯(lián)會和四分體(3)交換【特別提醒】3.配子的形成——以高等哺乳動物為例。（目前我們主要學習的配子主要包括：精子和卵細胞）（1）精子的形成過程。①形成部位：睪丸。曲細精管中含有大量的精原細胞，精原細胞是原始的雄性生殖細胞，每個精原細胞中的染色體數(shù)目和體細胞的染色體數(shù)目相同；精原細胞可以進行有絲分裂分裂和減數(shù)分裂分裂。②形成過程：2個【文字敘述】：4個42個4個4個1個1個聯(lián)會、四分體（交叉互換）：前同源分、非同源自由組合：后期次級精母細胞精子聯(lián)會、四分體（交叉互換）：前同源分、非同源自由組合：后期次級精母細胞精子精細胞初級精母細胞精原細胞變形姐妹分染色體變形姐妹分染色體復制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ間期【圖解說明】：（2N=4為例）縊裂成兩個子細胞，細胞一分為二著絲粒分裂，姐妹染色單體分離形成兩條染色體染色體的縊裂成兩個子細胞，細胞一分為二著絲粒分裂，姐妹染色單體分離形成兩條染色體染色體的著絲粒排列在赤道板上無同源染色體，染色體散亂分布縊裂成兩個子細胞，染色體數(shù)目減半同源染色體分離，非同源染色體自由組合同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側(cè)同源染色體聯(lián)會，形成四分體，其非姐妹染色單體交換DNA復制和蛋白質(zhì)合成、細胞體積增大減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ（減數(shù)第一次分裂）過程中，DNA數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ（減數(shù)第二次分裂）過程中。減數(shù)減數(shù)分裂Ⅰ（減數(shù)第一次分裂）與減數(shù)分裂Ⅱ（減數(shù)第二次分裂）之間通常沒有間期或間期很短，染色體不再復制。（2）卵細胞的形成過程。①形成部位：卵巢②形成過程：【文字敘述】：【圖解說明】：卵細胞的形成過程與精子的基本相同。不久，三個極體都退化消失，結(jié)果是一個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，只能形成1個卵細胞。（3）精子和卵細胞形成過程的比較①何為精原細胞、卵原細胞？它們能進行什么方式的分裂？②請完善表格：精子和卵細胞的形成過程中的區(qū)別和相同點比較項目精子的形成卵細胞的形成場所睪丸卵巢時間初情期胚胎期開始，初情期完成細胞質(zhì)分裂均等分裂卵母細胞不均等分裂第一極體均等分裂是否變形變形不變形結(jié)果1個精原細胞→4個精細胞→變形成為4個精子(成熟配子)1個卵原細胞→1個較大的卵細胞(成熟配子)和3個較小的極體(退化消失，不能受精)相同點染色體的變化行為相同【教材拾遺】(必修2P23練習題變式)據(jù)圖回答下列問題。(1)圖1中_________、_________各是一對同源染色體,1和3、1和4、_______________是非同源染色體。

(2)圖1中共含有2個四分體,1個四分體中含有4個DNA分子、8條脫氧核苷酸鏈。(3)圖2表示_________現(xiàn)象,從時間上看,該過程發(fā)生于_________________,從范圍上看,發(fā)生在同源染色體的___________________之間。

(4)由圖2可知,等位基因可位于同源染色體和___________________上。

【易混點】(1)同源染色體是指細胞內(nèi)形狀和大小相同,一條來自父方,一條來自母方的兩條染色體。(必修2P20正文)()(2)細胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自由組合的。(必修2P20旁欄思考)()(3)玉米體細胞中有10對染色體,經(jīng)過減數(shù)分裂后,卵細胞中染色體數(shù)目為5對。(必修2P23“概念檢測”1)()(4)不良的環(huán)境條件會影響原始生殖細胞的減數(shù)分裂,從而影響生殖細胞的形成,如吸煙會影響男性精子的數(shù)量和質(zhì)量。(必修2P23“與社會的聯(lián)系”)()【教材拾遺】教材隱性知識：源于必修2P18圖2－2和P22圖2－5：請寫出下列各細胞的名稱：4.模型建構(gòu)（1）減數(shù)分裂過程中的相關曲線圖(以二倍體生物2n=4為例)（2）減數(shù)分裂的相關物質(zhì)變化【總結(jié)歸納】引發(fā)相關物質(zhì)數(shù)量變化的四大原因:(2021福建高考)有同學用下列示意圖表示某兩棲類動物(基因型為AaBb)卵巢正常的細胞分裂可能產(chǎn)生的細胞,其中正確的是()(2022海口一模)下圖表示哺乳動物(體細胞染色體數(shù)為2n)精子的形成過程中一個細胞內(nèi)核DNA分子含量的變化。下列各項中對圖示的解釋,正確的是()A.同源染色體的聯(lián)會發(fā)生在d~e的初期B.e點染色體數(shù)目為n,f點染色體數(shù)目又出現(xiàn)短時間的加倍C.e點同源染色體分離,f點染色體的著絲粒分裂D.a~c是間期,c~f是分裂期,f~g是精細胞變形階段5.減數(shù)分裂產(chǎn)生配子種類的問題一個基因型為Aa的精(卵)原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，形成幾種基因型不同的配子？一個基因型為AaBb的精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，形成幾種基因型不同的配子？一個基因型為AaBb的精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂，形成幾種基因型不同的配子？如圖1所示為某動物初級精母細胞中的兩對同源染色體，其減數(shù)分裂過程中，同源染色體非姐妹染色單體之間發(fā)生交換形成了如圖2所示的四個精子，則來自同一個次級精母細胞的是()A.①②B.①③C.②③D.③④答案：B解析：【總結(jié)歸納】具有n對同源染色體的個體產(chǎn)生配子的情況(不考慮基因突變和互換)項目可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類一個精原細胞4種2種(AB、ab或Ab、aB)一個雄性個體4種4種(AB、ab、Ab、aB)一個卵原細胞4種1種(AB或ab或Ab或aB)一個雌性個體4種4種(AB、ab、Ab、aB)6.受精作用(1)概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。如右圖所示：(2)實質(zhì)：精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合，使彼此的染色體會合在一起。(3)過程：在受精作用進行時，通常是精子的頭部進入卵細胞。尾部留在外面。緊接著，在卵細胞細胞膜的外面出現(xiàn)一層特殊的膜，以阻止其他精子再進入。精子的頭部進入卵細胞后不久，里面的細胞核就與卵細胞的細胞核相遇，使彼此的染色體會合在一起。這樣，受精卵中的染色體數(shù)目又回復到體細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細胞（母方）。(4)結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目?？键c二減數(shù)分裂與有絲分裂的比較1.列表比較分裂方式比較項目減數(shù)分裂有絲分裂不同點分裂的細胞原始生殖細胞體細胞或原始生殖細胞細胞分裂次數(shù)兩次一次同源染色體的行為①同源染色體聯(lián)會形成四分體，非姐妹染色單體交叉互換；②減Ⅰ后期同源染色體分離存在同源染色體，但不聯(lián)會、不分離，無交叉互換非同源染色體的行為減Ⅰ后期可以自由組合無自由組合子細胞染色體數(shù)目減半不變子細胞的特點雄：4個等大的精細胞；雌：1個大的卵細胞和3個小的極體2個等大的體細胞子細胞間的遺傳物質(zhì)不一定相同相同意義減數(shù)分裂和受精作用維持了每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異都是十分重要的使生物的親代細胞和子代細胞之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性柱狀圖相同點①間期：均有DNA復制和有關蛋白質(zhì)的合成，細胞體積均有增大②前期：均由中心體發(fā)出星射線形成紡錘體，核膜和核仁消失，染色質(zhì)逐漸螺旋化形成染色體③中期：染色體均在赤道板位置聚集④后期：均由紡錘絲牽引染色體向兩極移動⑤末期：均由細胞膜內(nèi)陷將細胞質(zhì)縊裂成兩部分，形成新的核膜和核仁，染色體解螺旋形成染色質(zhì)下圖表示基因型為AaXBY的二倍體動物體內(nèi),處于細胞分裂中的某個細胞內(nèi)核DNA含量和染色體數(shù)目的關系。下列敘述正確的是()A.該細胞中染色體的著絲點都連接著來自兩極的紡錘絲B.該細胞中含有的X染色體的數(shù)目為0條或2條C.該細胞可能是有絲分裂后期的體細胞或次級卵母細胞或第一極體D.若該細胞中染色體形態(tài)數(shù)×染色體組數(shù)=16,則沒有同源染色體2.根據(jù)細胞分裂圖像判斷細胞分裂方式(1)三個前期圖的判斷(2)三個后期圖的判斷(3)五個后期圖的判斷【總結(jié)歸納】“三看法”判斷細胞分裂方式(2023大連模擬)如圖為某二倍體動物細胞甲,以及其在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的三個細胞乙、丙、丁。下列有關敘述正確的是()A.乙細胞含有4個染色體組,丙細胞含有8條姐妹染色單體B.圖中乙細胞正在進行有絲分裂,不可能發(fā)生基因突變和基因重組C.丙細胞正在發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異,將會產(chǎn)生4種不同類型的配子D.只有丁細胞染色體行為會豐富配子的類型,增強生物的多樣性3.減數(shù)分裂和有絲分裂的模型分析(以染色體數(shù)為2n的生物為例)(1)染色體與核DNA數(shù)目變化曲線的判斷①曲線模型②判斷方法(2)每條染色體上的DNA含量的曲線分析①曲線模型②相關解讀(3)同源染色體對數(shù)變化的曲線分析①曲線模型②相關解讀(多選)(2022威海模擬)如圖為人體細胞正常分裂時有關物質(zhì)或結(jié)構(gòu)數(shù)量變化的曲線,下列分析不正確的是()A.若曲線表示有絲分裂過程中每條染色體上DNA數(shù)目變化的部分曲線,則n等于1B.若曲線表示減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ的染色體組數(shù)變化的部分曲線,則n等于2C.若曲線表示減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ的DNA數(shù)目變化的部分曲線,則2n等于46D.若曲線縱坐標表示同源染色體數(shù)目變化情況,則a→b可能存在細胞質(zhì)不均等分裂考點三減數(shù)分裂與可遺傳變異的關系1.減數(shù)分裂與基因突變在減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA分子復制過程中，如復制出現(xiàn)差錯，則會引起基因突變，此時可導致姐妹染色單體上含有等位基因，這種突變能通過配子傳遞給下一代，如圖所示。2.減數(shù)分裂與基因重組(1)非同源染色體上非等位基因自由組合導致基因重組(自由組合定律)。在減數(shù)第一次分裂后期，可因同源染色體分離，非同源染色體自由組合而出現(xiàn)基因重組如A與B或A與b組合。(2)同源染色體非姐妹染色單體交叉互換導致基因重組。在減數(shù)第一次分裂四分體時期，可因同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換而導致基因重組，例如原本A與B組合，a與b組合，經(jīng)重組可導致A與b組合，a與B組合。例1.下圖表示一對同源染色體及其上的等位基因，下列說法錯誤的是（）A.非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換B.B與b的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂C.A與a的分離只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂D.基因突變是等位基因A、a和B、b產(chǎn)生的根本原因3.減數(shù)分裂與染色體變異（1）減數(shù)分裂異常導致配子種類變化的規(guī)律①如果減數(shù)第一次分裂異常，則所形成的配子全部不正常；如圖所示：②如果減數(shù)第二次分裂一個次級精母細胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常?！練w納總結(jié)】逆推法推斷異常細胞產(chǎn)生的原因有絲分裂過程可能發(fā)生的變異類型是基因突變、染色體變異，不會發(fā)生基因重組；減數(shù)分裂可能發(fā)生的變異類型是：基因突變、染色體變異，一定會發(fā)生的是基因重組。（答題規(guī)范）XXY與XYY異常個體的成因分析（1）XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能為？（2）XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能為？（3）XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能為？(2022山東高考)減數(shù)分裂Ⅰ時,若同源染色體異常聯(lián)會,則異常聯(lián)會的同源染色體可進入1個或2個子細胞;減數(shù)分裂Ⅱ時,若有同源染色體則同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,若無同源染色體則姐妹染色單體分離。異常聯(lián)會不影響配子的存活、受精和其他染色體的行為?；蛐蜑锳a的多個精原細胞在減數(shù)分裂Ⅰ時,僅A、a所在的同源染色體異常聯(lián)會且非姐妹染色單體發(fā)生交換。上述精原細胞形成的精子與基因型為Aa的卵原細胞正常減數(shù)分裂形成的卵細胞結(jié)合形成受精卵。已知A、a位于常染色體上,不考慮其他突變,上述精子和受精卵的基因組成種類最多分別為()A.6;9 B.6;12 C.4;7 D.5;9(2021·河北，7)圖中①、②和③為三個精原細胞，①和②發(fā)生了染色體變異，③為正常細胞。②減數(shù)分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極。不考慮其他變異，下列敘述錯誤的是（）A.①減數(shù)分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯(lián)會B.②經(jīng)減數(shù)分裂形成的配子有一半正常C.③減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產(chǎn)生4種基因型配子D.①和②的變異類型理論上均可以在減數(shù)分裂過程中通過光學顯微鏡觀察到考點四觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片為了觀察減數(shù)分裂各時期的特點，實驗材料選擇恰當?shù)氖?)①蠶豆的雄蕊②桃花的雌蕊③蝗蟲的精巢④小鼠的卵巢A.①②B.③④C.①③D.②④答案：C實驗材料的選擇：①理想的實驗材料一般來說，雄性個體產(chǎn)生的精子數(shù)量遠遠多于雌性個體產(chǎn)生的卵子數(shù)量，因此在選擇觀察減數(shù)分裂的材料時，要選擇分裂旺盛的雄性個體生殖器官，如動物精巢、植物花藥等②不選擇雌性個體的原因動物卵巢內(nèi)細胞的減數(shù)分裂沒有進行徹底，形成的次級卵母細胞只有和精子相遇后才能完成減數(shù)第二次分裂，另外，雌性生殖細胞數(shù)量過少，因此若要完成觀察減數(shù)分裂各時期的圖像，一般不選擇雌性個體的生殖器官(2023·山東泰安高三模擬)編號①～⑤的圖像是顯微鏡下拍到的二倍體(2n＝24)的減數(shù)分裂不同時期的圖像。下列敘述正確的是()A.細胞圖像按減數(shù)分裂的順序進行排序：①→③→②→④→⑤B.將搗碎的花粉置于載玻片上，滴加堿性染料染色制成臨時裝片C.圖③中的細胞最多有48個DNA,24條染色體D.圖②③中的細胞有2個染色體組，且可以發(fā)生基因重組1．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）武昌魚（2n=48）與長江白魚（2n=48）經(jīng)人工雜交可得到具有生殖能力的子代。顯微觀察子代精巢中的細胞，一般不能觀察到的是（）A．