2024-2025年高考生物一輪復習知識點講解專題4-3減數(shù)分裂和受精作用含解析

PAGEPAGE12專題4-3減數(shù)分裂和受精作用【考情分析】1.細胞的減數(shù)分裂(Ⅱ)。2.動物配子的形成過程(Ⅱ)。3.動物的受精過程(Ⅱ)。4.試驗：視察細胞的減數(shù)分裂?！局攸c學問梳理】學問點一減數(shù)分裂和受精作用的基本過程1．減數(shù)分裂的概念(1)同源染色體和非同源染色體①同源染色體是指減數(shù)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。如圖中的1和2為一對同源染色體，3和4是另一對同源染色體。②非同源染色體是指形態(tài)、大小各不相同，且在減數(shù)分裂過程中不配對的染色體。如圖中的1和3、1和4、2和3、2和4分別是非同源染色體。(2)姐妹染色單體和非姐妹染色單體①姐妹染色單體：同一著絲點連著的兩條染色單體。如上圖中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。②非姐妹染色單體：不同著絲點連接著的兩條染色單體。如上圖中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。(3)聯(lián)會和四分體①聯(lián)會是指減數(shù)第一次分裂過程中(前期)同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。該時期已完成復制，染色單體已形成，但螺旋程度低，視察不到。②四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體。圖中含有兩個四分體，即四分體的個數(shù)等于減數(shù)分裂中配對的同源染色體對數(shù)。③一個四分體含有1對同源染色體，含有2條染色體，含有4條染色單體，含有4個DNA分子，含有8條脫氧核苷酸鏈。2．精子和卵細胞形成過程的異同點(以哺乳動物為例)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起先，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(退化消逝，不能受精)相同點染色體的改變行為相同3.配子中染色體組合多樣性的緣由(1)同源染色體的分別和非同源染色體的自由組合。(2)同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換。4.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。如下圖所示：(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)結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又復原到體細胞中的數(shù)目?！菊`區(qū)警示】(1)精子頭部只有一個細胞核，幾乎不含細胞質(zhì)，線粒體聚集在尾部的基部，受精時只有頭部進入卵細胞，而尾部留在外面。(2)受精卵中的染色體：1/2來自父方，1/2來自母方。(3)由于受精卵中的線粒體來自母方的卵細胞，而線粒體中含有少量DNA，所以受精卵中的DNA(即遺傳物質(zhì))一半以上來自母方。(4)精子頭部的細胞膜與卵細胞膜發(fā)生融合，這體現(xiàn)了細胞膜的結(jié)構(gòu)特點“流淌性”。5．意義①減數(shù)分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結(jié)合的隨機性，同一雙親的后代必定呈現(xiàn)多樣性，從而有利于生物在自然選擇中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。②減數(shù)分裂和受精作用對于維持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，都是非常重要的。學問點二減數(shù)分裂中遺傳物質(zhì)的改變和配子的多樣性1．減數(shù)分裂過程中的相關(guān)曲線圖與柱形圖(以精子形成為例)(1)甲為精原細胞；乙為初級精母細胞；丙、丁為次級精母細胞；戊為精細胞。(2)染色體數(shù)目改變及緣由①減數(shù)第一次分裂末期，同源染色體分開平均進入兩個子細胞，染色體數(shù)目減半。②減數(shù)其次次分裂后期，著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍到體細胞水平。③減數(shù)其次次分裂末期，細胞一分為二，染色體數(shù)目減半。(3)核DNA數(shù)目改變及緣由①減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA復制，核DNA數(shù)目加倍。②減數(shù)第一次分裂末期，細胞一分為二，核DNA數(shù)目減半。③減數(shù)其次次分裂末期，細胞一分為二，核DNA數(shù)目再減半。(4)染色單體數(shù)目改變及緣由①減數(shù)第一次分裂前的間期，DNA復制，染色單體形成。②減數(shù)第一次分裂末期，細胞一分為二，染色單體數(shù)目減半。③減數(shù)其次次分裂后期，著絲點分裂，染色單體消逝。2．具有n對同源染色體的個體產(chǎn)生配子狀況(不考慮基因突變和交叉互換)項目可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類1個精原細胞2n種2種1個雄性個體2n種2n種1個卵原細胞2n種1種1個雌性個體2n種2n種學問點三視察細胞的減數(shù)分裂1．試驗原理蝗蟲的精母細胞進行減數(shù)分裂形成精細胞，再形成精子。此過程要經(jīng)過兩次連續(xù)的細胞分裂。在此過程中，細胞中的染色體形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生改變，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。2．試驗步驟(1)裝片制作(與有絲分裂裝片制作過程相同)解離→漂洗→染色→制片。(2)顯微視察3．試驗材料選擇宜選用雄性個體生殖器官如植物的花藥、動物的精巢作為視察減數(shù)分裂試驗的材料，緣由如下：(1)雄性個體產(chǎn)生精子的數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞的數(shù)量。(2)在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進行徹底，有的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，才能接著完成減數(shù)其次次分裂。4．視察過程中需留意的兩個問題(1)不只視察到一種分裂方式：動物的精巢、卵巢以及植物的花藥中的細胞既進行有絲分裂又進行減數(shù)分裂，故視察到的圖像應(yīng)存在有絲分裂、減數(shù)分裂兩種分裂方式，其染色體數(shù)目有三種情況：n、2n、4n(假設(shè)親代為二倍體)。原始的精原細胞(或卵原細胞)的增殖是通過有絲分裂進行的。(2)不能視察到一個細胞減數(shù)分裂的全過程：猶如視察有絲分裂一樣，由于細胞在解離過程中被殺死，無法視察細胞中染色體的動態(tài)改變過程——欲看到全部過程，需通過移動裝片，從不同的視野中找尋?！镜湫皖}分析】高頻考點一減數(shù)分裂的過程及其特點【例1】（2024·天津卷）一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞，其基因與染色體的位置關(guān)系見下圖。導致該結(jié)果最可能的緣由是（）A.基因突變B.同源染色體非姐妹染色單體交叉互換C.染色體變異D.非同源染色體自由組合【答案】B【解析】從圖中看出一個DdTt的精原細胞產(chǎn)生了DT，Dt，dT和dt四種精子，而正常的減數(shù)分裂只能產(chǎn)生四個兩種類型的精子，所以最可能的緣由是這個精原細胞在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體非姐妹染色體單體之間發(fā)生了交叉互換，產(chǎn)生四種精子。故選B?！咀兪教骄俊浚?024·江蘇卷）有探討者采納熒光染色法制片，在顯微鏡下視察擬南芥（2n=10）花藥減數(shù)分裂細胞中染色體形態(tài)、位置和數(shù)目，以下為鏡檢時拍攝的4幅圖片。下列敘述正確的是（）A.圖甲、丙中細胞處于減數(shù)第一次分裂時期B.圖甲細胞中同源染色體已彼此分別C.圖乙細胞中5個四分體排列在赤道板旁邊D.圖中細胞依據(jù)減數(shù)分裂時期排列的先后依次為甲→乙→丙→丁【答案】CD【解析】分析題圖可知，由于擬南芥的染色體數(shù)為2n=10，故知其細胞內(nèi)含有5對同源染色體，則甲表示同源染色體正在聯(lián)會，處于減數(shù)第一次分裂前期；乙中四分體排列在赤道板旁邊，處于減數(shù)第一次分裂中期；丙圖中染色體移向細胞兩極，且每一極均有5條染色體，處于減數(shù)其次次分裂后期；丁圖形成了四部分，且每部分含有5條染色體，說明形成了4個配子。由分析可知，圖丙處于減數(shù)其次次分裂時期，A錯誤；圖甲細胞中染色體正在聯(lián)會，B錯誤；圖乙細胞中5個四分體排列在赤道板旁邊，C正確；由分析可知，圖中細胞的分裂依次為甲→乙→丙→丁，D正確。故選CD?！咀兪教骄俊?2024·全國卷Ⅱ)已知某種細胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數(shù)分裂過程中可能產(chǎn)生的細胞。其中表示錯誤的是()ABCD【答案】D【解析】圖A、B所示細胞中沒有同源染色體，每個染色體上有染色單體，可表示次級精母細胞或次級卵母細胞或第一極體，兩個圖示的差異反映出減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開的同時非同源染色體的自由組合，A、B兩項正確，不符合題意；圖C、D所示細胞中沒有染色單體，此時細胞中應(yīng)當沒有同源染色體和等位基因，C項正確，不符合題意，D項錯誤，符合題意。高頻考點二受精作用【例2】(2024·山東師大附中模擬)在減數(shù)分裂和受精作用中，下列表述錯誤的是()A．視察減數(shù)分裂各時期的特點應(yīng)選擇蠶豆的雄蕊和蝗蟲的精巢B．受精作用的實質(zhì)是精子的細胞核和卵子的細胞核相互融合C．受精卵的遺傳物質(zhì)一半來自父方D．減數(shù)分裂和受精作用對于維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定具有重要意義【答案】C【解析】雄性個體產(chǎn)生精子的數(shù)量遠多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞的數(shù)量，且動物卵巢內(nèi)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，故視察減數(shù)分裂時常選擇植物的雄蕊和動物的精巢，A項正確；受精作用的實質(zhì)是精子的細胞核和卵子的細胞核相互融合，B項正確；受精卵的細胞核遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方，而細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎都來自母方，C項錯誤；減數(shù)分裂和受精作用對于維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定具有重要意義，D項正確?！咀兪教骄俊?2024·河北衡水中學調(diào)研)下面是對高等動物通過減數(shù)分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正確的是()A．每個卵細胞繼承了初級卵母細胞1/4的細胞質(zhì)B．進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質(zhì)C．等位基因進入卵細胞的機會并不相等，因為一次減數(shù)分裂只形成一個卵細胞D．雌、雄配子彼此結(jié)合的機會相等，因為它們的數(shù)量相等【答案】B【解析】1個卵原細胞經(jīng)過減Ⅰ分裂、減Ⅱ分裂產(chǎn)生1個卵細胞和3個極體過程中，初級卵母細胞的分裂、次級卵母細胞的分裂過程中細胞質(zhì)分裂是不均等的，A項錯誤；精細胞產(chǎn)生后變形為精子，受精時精子只有頭部進入卵細胞，尾部留在外面，進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質(zhì)，B項正確；等位基因進入卵細胞的機會相等，C項錯誤；雄配子的數(shù)量遠遠多于雌配子的數(shù)量，D項錯誤。高頻考點三有絲分裂與減數(shù)分裂【例3】（2024·江蘇卷）下圖為初級精母細胞減數(shù)分裂時的一對同源染色體示意圖，圖中1~8表示基因。不考慮突變的狀況下，下列敘述正確的是A．1與2、3、4互為等位基因，與6、7、8互為非等位基因B．同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1~8C．1與3都在減數(shù)第一次分裂分別，1與2都在減數(shù)其次次分裂分別D．1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子【答案】B【解析】由圖可知，圖中含有2條同源染色體，1與2、5與6、3與4、7與8相互之間為相同基因，1與3或4可能是等位基因，5與7或8可能是等位基因。1與2是相同基因，1與3或4是等位基因，1與6、7、8互為非等位基因，A錯誤；精原細胞有絲分裂前期與其進行減數(shù)分裂時形成的初級精母細胞含有的染色體的數(shù)目和基因種類、數(shù)目均相同，故均含有基因1~8，B正確；若不考慮交叉互換，1與3會在減數(shù)第一次分裂的后期伴同源染色體的分別而分別，1與2會在減數(shù)其次次分裂的后期隨姐妹染色單體的分別而分別，若考慮交叉互換，則1與2可能會在減數(shù)第一次分裂的后期分別，1與3可能在減數(shù)其次次分裂的后期分別，C錯誤；5與6是相同的基因，1與6不屬于重組配子，D錯誤。故選B?！九e一反三】(2024·高考全國卷Ⅲ)關(guān)于某二倍體哺乳動物細胞有絲分裂和減數(shù)分裂的敘述，錯誤的是()A．有絲分裂后期與減數(shù)其次次分裂后期都發(fā)生染色單體分別B．有絲分裂中期和減數(shù)第一次分裂中期都發(fā)生同源染色體聯(lián)會C．一次有絲分裂與一次減數(shù)分裂過程中染色體的復制次數(shù)相同D．有絲分裂中期和減數(shù)其次次分裂中期染色體都排列在赤道板上【答案】B【解析】染色單體分別發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)其次次分裂后期，A正確；同源染色體聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期，B錯誤；無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂，染色體僅復制一次，C正確；有絲分裂中期和減數(shù)其次次分裂中期染色體的著絲點都整齊排列在赤道板上，D正確?！咀兪教骄俊?2024·全國卷Ⅱ)已知某種細胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數(shù)分裂過程中可能產(chǎn)生的細胞。其中表示錯誤的是()【答案】D【解析】圖A、B所示細胞中沒有同源染色體，每個染色體上有染色單體，可表示次級精母細胞或次級卵母細胞或第一極體，兩個圖示的差異反映出減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開的同時非同源染色體的自由組合，A、B正確，不符合題意；圖C、D所示細胞中沒有染色單體，此時細胞中應(yīng)當沒有同源染色體和等位基因，C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。高頻考點四依據(jù)改變曲線推斷有絲分裂與減數(shù)分裂【例4】(2024·湖南長沙調(diào)研)圖為細胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用過程中核DNA含量的改變示意圖，下列敘述正確的是()A．由H→I，DNA的含量增加一倍，是復制的結(jié)果B．圖中受精作用過程是HJC．由R→P，DNA的含量削減一半是染色體進入兩個子細胞的結(jié)果D．CD和NR段染色體數(shù)相同【答案】C【解析】AH段核DNA含量先加倍，后兩次減半且最終含量是正常體細胞的一半，為減數(shù)分裂過程；IP段DNA含量先加倍，后減半(一次)，且最終含量與正常體細胞相同，表示有絲分裂；由于受精作用，HI段中核DNA含量增加一倍，A、B兩項錯誤；R→P段中核DNA含量削減一半，是著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成的子染色體分別進入兩個子細胞中去的結(jié)果，C項正確；CD段包含減Ⅰ前期、中期和后期，細胞中染色體數(shù)與體細胞中染色體數(shù)相等；NR段可表示有絲分裂后期，細胞中染色體數(shù)是體細胞中染色體數(shù)的2倍，D項錯誤。【方法技巧】依據(jù)圖形推斷有絲分裂與減數(shù)分裂的技巧1．首先區(qū)分核DNA的改變曲線和染色體的改變曲線：看“斜線”，曲線中存在斜線的為核DNA改變曲線，不存在斜線的為染色體改變曲線。2．看“染色體峰值”。染色體數(shù)目最大為4N的是有絲分裂；染色體數(shù)目最大為2N的是減數(shù)分裂。3．看“DNA復制和分裂次數(shù)”。斜線代表DNA復制，豎直下降代表細胞分裂完成，因此斜線出現(xiàn)1次，而豎直下降2次的為減數(shù)分裂；斜線出現(xiàn)1次，而豎直下降1次的為有絲分裂。4．看“結(jié)果”。分裂完成后，染色體或核DNA的數(shù)量與分裂前相等則為有絲分裂；若減半則為減數(shù)分裂。【變式探究】(2024·河北承德模擬)如圖表示人體內(nèi)的細胞在分裂過程中每條染色體的DNA含量改變曲線，下列有關(guān)的敘述中，正確的是()A．該圖若為減數(shù)分裂，則基因的分別和自由組合都發(fā)生在cd段某個時期B．該圖若為減數(shù)分裂，則cd時期的細胞都含有23對同源染色體C．該圖若為有絲分裂，則赤道板和紡錘體都出現(xiàn)在bc時期D．該圖若為有絲分裂，則ef時期的細胞中染色體數(shù)目均相同【答案】A【解析】若圖為減數(shù)分裂，cd段代表減Ⅰ時期和減Ⅱ前期、中期，基因的分別和自由組合發(fā)生在減Ⅰ時期，A項正確；正常狀況下，減Ⅰ后期同源染色體分別，減Ⅱ時期細胞不含有同源染色體，B項錯誤；若圖為有絲分裂，bc段為間期DNA復制時期，紡錘體出現(xiàn)在前期，赤道板為虛擬的平面，不是真實存在的結(jié)構(gòu)，C項錯誤；若圖為有絲分裂，ef段為后期、末期，后期著絲點分裂，染色體數(shù)目短暫加倍，末期染色體數(shù)目減半，D項錯誤。高頻考點五視察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片(試驗)【例5】(2024·福建福州三中模擬)某動物是二倍體生物，體細胞中含有8條染色體。對其精巢切片進行顯微視察，依據(jù)細胞中視察到的染色體數(shù)量進行分類統(tǒng)計，結(jié)果如下表所示。下列敘述正確的是()甲組乙組丙組染色體數(shù)/條1684所占比例/%146026A.甲組細胞中含有兩個染色體組B．視察到含有四分體的細胞應(yīng)統(tǒng)計在乙組中C．乙組細胞占的比例大，都為處于分裂間期的細胞D．丙組細胞的染色體都不含姐妹染色單體【答案】B【解析】甲組細胞處于有絲分裂后期，應(yīng)含有4個染色體組，A項錯誤；四分體是減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體兩兩配對后出現(xiàn)的，因此視察到含有四分體的細胞應(yīng)統(tǒng)計在乙組中，B項正確；乙組占的比例大，包括處于分裂間期、有絲分裂前期、中期和末期、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)其次次分裂后期的細胞，C項錯誤；丙組細胞處于減數(shù)其次次分裂前期和中期，因此含有姐妹染色單體，D項錯誤。【變式探究】(2024·山東威海模擬)下列關(guān)于視察減數(shù)分裂試驗的敘述中，錯誤的是()A．可用蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片視察減數(shù)分裂過程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片簡單視察到減數(shù)分裂現(xiàn)象C．能視察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中，可能視察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象D．用洋蔥根尖制成裝片，能視察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象【答案】D【解析】蝗蟲的精母細胞能進行減數(shù)分裂，可用來作為視察減數(shù)分裂的材料；視察減數(shù)分裂時選擇植物雄蕊較雌蕊易視察到