1、第12讲 减数分裂和受精作用新高考复习目标1生命观念：理解有性生殖过程中同一双亲的后代的多样性，有利于生物在自然选择中进化。2科学思维：通过构建减数分裂过程中染色体行为的模型，阐明减数分裂的过程。3科学探究：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片实验，提升观察能力和提出问题的能力。考点一 减数分裂和受精作用1减数分裂的概念有性生殖 成熟生殖细胞 一次 两次 一半2精子形成过程中各时期的主要特点连线3比较精子和卵细胞形成过程的差异比较项目精子形成过程卵细胞形成过程细胞质分裂方式均等分裂_是否变形_不变形结果一个精原细胞_个精子一个卵原细胞_个卵细胞、_个极体不均等分裂 变形 4134.配子中染色体
2、组合多样性的原因(1)同源染色体的分离和非同源染色体的_。(2)同源染色体的非姐妹染色单体之间发生_。5受精作用自由组合交叉互换相互识别 细胞核 细胞核 父方 母方1教材必修2 P16“相关信息”：什么样的实验材料首先证实了魏斯曼的预测？提示：马蛔虫。2教材必修2 P18“侧栏思考题”：减数第二次分裂染色体复制吗？提示：染色体复制只能发生在减数第一次分裂前的间期。3教材必修2 P19“侧栏思考题”：一个卵原细胞只形成一个卵细胞有怎样的生殖意义？提示：有利于营养物质向卵细胞集中，为受精卵的发育提供营养。4教材必修2 P25“想像空间”：双亲对子代的贡献一样吗？提示：子代细胞核中的遗传物质一半来自
3、父方，一半来自母方；而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。1减数第一次分裂过程中同源染色体先分离，后联会。()2减数第二次分裂过程中染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开。()3减数第一次分裂染色体数目不变，减数第二次分裂染色体数目减半。()4减数第一次分裂中，着丝点分裂导致染色体数目减半。()5卵细胞形成过程中，细胞质都是均等分裂的。()1.减数分裂重要概念的区分(1)同源染色体和非同源染色体同源染色体非同源染色体：指形态、大小各不相同，且在减数分裂中不配对的染色体。(2)联会与四分体联会：是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。四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体
4、，叫作四分体。一个四分体1对同源染色体2条染色体4条染色单体4个DNA分子(含8条脱氧核苷酸链)。(3)交叉互换概念：减前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。时期：减数第一次分裂前期。意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。2减数分裂过程中两个分裂阶段的比较项目减数分裂减数分裂DNA的复制与否复制不复制同源染色体有无着丝点变化不分裂分裂染色体主要行为同源染色体联会；四分体中非姐妹染色单体可以发生交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝点分裂，姐妹染色单体分开3.精子和卵细胞形成中细胞分裂图像的辨析4利用多图一体图示突破减数分裂过程中相关结构与数目的变化
5、(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)柱状图突破的关键点：只有染色单体才会出现“0”现象；细胞分裂图突破的关键点：看有无同源染色体及染色体的行为变化；坐标曲线图中突破的关键点：首先看斜线不存在斜线的为染色体的变化，有斜线的为染色单体或DNA，其次看关键点染色单体起于“0”终于“0”。(1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？提示：情况1的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2的子细胞有2种类型：Ab、aB。(2)据此推断，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？提示：2n种。(3)含有n对同源染色体的生物体可产生
6、的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？提示：发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。(1)图4中A1B1段形成的原因是_。(2)图3细胞的染色体数对应于图5中的_段(填图中标号)。图5中D2E2染色体的行为变化与图4中的哪一段变化相同？_(填图中标号)。(3)雄性激素能促进图1图3中的哪一个细胞的形成？_。图3子细胞的名称为_。(4)图1细胞中有_对同源染色体，和在前一时期是_关系。(5)图1图3可依次对应于图6中的_(填图中标号)。提示：(1)间期DNA的复制(2)E2F2C1D1(3)图2 卵细胞和第二极体(4)4 一条染色体的两条染色单体(5)命题点1 考查减数分裂相关
7、概念与过程1下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是()A同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体B四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期C同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体D每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体A解析：同源染色体一条来自父方，一条来自母方，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A项错误；四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B项正确；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体，C项正确；在减数第一次分裂过程中，复制后的同
8、源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体，D项正确。2果蝇的受精卵有8条染色体，其中4条来自母本，4条来自父本。当受精卵变为成虫后，成虫又开始产生配子，下面关于其中一个配子中染色体的情况的说法正确的是()A4条来自父本或4条来自母本B2条来自父本，2条来自母本C1条来自一个亲本，另外3条来自另一个亲本D以上情况都有可能D解析：原始生殖细胞中的染色体一半来自父本，一半来自母本，原始生殖细胞减数分裂形成配子的过程中，同源染色体分离，来自父本、母本的染色体随机移向两极，因此配子中染色体来自父本、母本的数目是随机的，D正确。(1)说出减数分裂和受精作用的意义。提示：对于
9、维持物种的前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。(2)从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传多样性的原因。提示：减数分裂过程中由于同源染色体分离，非同源染色体自由组合以及同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换产生了染色体组成具有多样性的配子。受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，使后代的染色体组成更为多样，因此，生物具有遗传多样性。命题点2 减数分裂图像的辨析3如图为高等动物细胞分裂的示意图，下列叙述正确的是()A图甲一定为次级精母细胞B图乙一定为初级精母细胞C图丙为次级卵母细胞或极体D图丙中的M、m为一对同源染色体B解析：图甲处于减数第二次分裂后期，其细胞质是均等
10、分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图乙处于减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确；图丙处于减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，而是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误。4如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量的变化(甲曲线)及与之对应的细胞中染色体数目变化(乙曲线)。下列说法错误的是()ACD与FG对应的时间段，细胞中均含有两个染色体组BD点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体CEF过程中，DNA含量的变化是由于同源染色体的分离DCD
11、段有可能发生同源染色体上非等位基因之间的重组C解析：CD段表示减数第一次分裂，FG表示减数第二次分裂后期，所以CD与FG对应的时间段，细胞中均含有2个染色体组，A正确；由于减数第一次分裂后期同源染色体分离，因此D点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体，B正确；DE对应的时间段为减数第二次分裂，细胞中不含同源染色体，因此EF过程中DNA含量的变化与同源染色体的分离无关，C错误；CD段表示减数第一次分裂，在前期有可能发生同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，从而导致同源染色体上的非等位基因之间发生重组，D正确。命题点3 借助配子种类和来源的判断考查逆向思维5某种生物3对等位基因分别位于3
12、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)()A2个 B3个 C4个 D5个C解析：来自1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1个精原细胞，可来自1个精原细胞，来自1个精原细胞，来自1个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C项正确。6如图1为动物细胞中两对同源染色体，其减数分裂过程中发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是()AB.CDB解析：由图示可知，和染色体组成正好“互补”，它们应该分别来自图1产生的两个不同的次级精母细胞；和、与“大部分”相同，应该来自同
13、一次级精母细胞，不同的部分来自交叉互换；和、和大部分“互补”，应来自两个不同的次级精母细胞。考点二 减数分裂与有丝分裂综合类型重点题型突破题型一 比较有丝分裂和减数分裂的异同减数分裂有丝分裂不同点细胞类型原始生殖细胞成熟生殖细胞体细胞子代体细胞分裂次数2次1次染色体数量变化2nn2nn2n4n2n减数分裂有丝分裂不同点同源染色体特殊行为联会、交叉互换、分离无特殊行为子细胞数量雄性：4个雌性：1个(生殖细胞)2个子细胞性别雄性、雌性生殖细胞无性别区分相同点DNA和染色体均只复制1次，都有染色体和纺锤体出现1在某哺乳动物(2N24)体内，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是12、
14、24、24和24、48、48。下列关于两个细胞分裂方式的判断，正确的是()A细胞甲和细胞乙一定都在进行有丝分裂B细胞甲和细胞乙可能都在进行减数分裂C细胞甲一定在进行减数分裂，细胞乙不可能进行减数分裂D细胞甲可能在进行有丝分裂，细胞乙一定在进行有丝分裂B解析：细胞乙可能属于有丝分裂前期和中期，而细胞甲肯定处于减数第二次分裂前期或中期，A错误；细胞乙可能在进行有丝分裂，也可能在进行减数第一次分裂，而细胞甲一定在进行减数分裂，B正确，C、D错误。2人的同源染色体有23对。假设一个初级精母细胞在形成精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向一极，则这个初级精母细胞产生正常精细
15、胞和异常精细胞的比例，同时精巢中精原细胞增殖的方式是()A11，有丝分裂 B12，有丝分裂C13，减数分裂D11，减数分裂A解析：精巢中精原细胞自身增殖的方式是有丝分裂。一个次级精母细胞在减数第二次分裂后期有一对姐妹染色单体移向一极，导致这个次级精母细胞形成的2个精细胞都不正常(一个多一条染色体，一个少一条染色体)，而另一个次级精母细胞正常分裂，形成的2个精细胞都正常，所以这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例是11。综上所述，A符合题意，B、C、D不符合题意。题型二“两结合法”图析细胞分裂的方式及特点1结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期2结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式
16、图像判断中应注意的几点：(1)处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体(四倍体的减数分裂)。(2)处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。(3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。3如图是某二倍体高等动物细胞处于不同分裂时期的图像。下列叙述错误的是()A甲细胞不可能代表胰岛B细胞B乙细胞含有的两条X染色体不属于同源染色体C丙细胞的子细胞为卵细胞、极
17、体或者精细胞D丁细胞不会发生A和a、B和b这两对等位基因的自由组合C解析：胰岛B细胞不分裂，因此甲细胞不可能代表胰岛B细胞，A项正确；乙细胞含有两条X染色体，但这两条X染色体是同一条染色体分开后形成的，不属于同源染色体，B项正确；乙图中细胞质不均等分裂，可判断此动物为雌性，丙细胞的子细胞为卵细胞、极体，不会是精细胞，C项错误；丁细胞为有丝分裂，不会发生A和a、B和b这两对等位基因的自由组合，D项正确。4如图是甲、乙两种雄性高等动物的细胞分裂模式图，相关判断正确的是()A甲、乙动物正常体细胞中的染色体数目分别是 3条、4条B甲动物体细胞中没有同源染色体，乙动物体细胞中有同源染色体C图示两种细胞中
18、染色单体数和 DNA 分子数之比均为 11D图示两种细胞都能在各自的精巢中找到D解析：甲细胞有3条染色体，处于减数第二次分裂中期，则其体细胞有6条染色体，乙细胞有8条染色体，处于有丝分裂后期，所以其体细胞有4条染色体，A错误；甲、乙动物体细胞中都有同源染色体，B错误；甲细胞染色单体数和DNA分子数之比均为11，乙细胞染色单体数和DNA分子数之比均为01，C错误；精巢中的精原细胞既能进行有丝分裂，也能进行减数分裂，D正确。题型三 减数分裂与有丝分裂相关数量变化的分析1“三看法”判断有丝分裂与减数分裂(1)模型(2)判断方法2.每条染色体中DNA含量的变化ABBCCDDE减数分裂对应时期减前的间期
19、 减全过程和减前期、减中期减后期 减末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期3.“同源染色体对数”和“染色体组数”数目变化曲线(1)图甲中表示有丝分裂的是，表示减数分裂的是。(2)图乙中表示有丝分裂的是，表示减数分裂的是。4减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较(1)模型图(2)相关解读只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA染色体可能为11或21，但不可能是12。5如图表示一个二倍体动物细胞进行
20、细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及核DNA数目的变化，则下列叙述错误的是()A在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体B在BC段和HI段都能发生染色体的复制C在AG段细胞中含有同源染色体，HQ段细胞中不含有同源染色体D在ED段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离C解析：当染色体数目等于DNA分子数目时，每条染色体都不含染色单体；在有丝分裂的间期BC段和减前的间期HI段都发生染色体的复制；图中HJ段表示减时期，在减时期细胞含有同源染色体；在ED段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分离。6如图表示人体细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化曲线。
21、下列分析错误的是()A若曲线表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目变化的部分曲线，则n等于1B若曲线表示有丝分裂染色体数目变化的部分曲线，则n等于46C若曲线表示减数第一次分裂核DNA分子数目变化的部分曲线，则n等于23D若曲线表示有丝分裂染色体组数变化的部分曲线，则n等于2C解析：每条染色体上DNA含量为1或2，若曲线表示减数分裂中每条染色体上DNA分子数目变化的部分曲线，则n1，A正确；有丝分裂过程中染色体数目变化规律为469246，若曲线表示有丝分裂中染色体数目变化的部分曲线，则n46，B正确；减数第一次分裂中核DNA数目是92，若曲线表示减数第一次分裂中核DNA数目，则n46，C错误；
22、人体细胞有丝分裂过程中，染色体组数为2或4(后期)，因此n2，D正确。考点三 实验：观察细胞的减数分裂1实验原理(1)蝗虫的_细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。(2)在此过程中，细胞中的染色体_都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。精母 形态、位置和数目2实验步骤(1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)解离_。漂洗 染色 制片(2)显微观察1.实验材料的选取选用雄性个体生殖器官如植物的花药，动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：(1)雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时
23、排出的仅仅是次级卵母细胞(大多数动物)，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。2临时装片制作时应特别注意的几个关键环节(1)为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。(2)低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的黏连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。3确定中期细胞的类型睾丸内初级精母细胞进
24、行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加细胞数目。因此处于分裂中期的细胞应该包括：减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。1制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些？提示：精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到的染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。2视野中减数第一次分裂中期的细胞内，染色体一定位于“一条线”的位置吗？提示：从细胞侧面看，中期时染色体排列在细胞“一条线”的位置，从细胞极面看，染色体分布在细胞各处。命题点1 教材基础实验1下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是()A可用蝗
25、虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程B用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象D解析：蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。2在观察蝗虫精原细胞减数分裂固定装片时，区分初级精母细胞和次级精母细胞的主要依据是()A是否有染色单体 B有无同源
26、染色体C染色体是否均分给子细胞D是否发生染色体分离B解析：初级精母细胞含有染色单体，次级精母细胞是处于减数第二次分裂时期的细胞，减数第二次分裂的前期、中期也含有染色单体，A不符合题意；减数第一次分裂各时期均含有同源染色体，而减数第二次分裂各时期均无同源染色体，B符合题意；减数第一次分裂后期发生同源染色体的分离，染色体均分给子细胞(次级精母细胞)，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离形成染色体，且染色体移向细胞的两极均分给子细胞(精细胞)，C、D不符合题意。A图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期B图甲细胞中同源染色体已彼此分离C图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近D图中细胞按照减数分裂时期排列的先
27、后顺序为甲丙乙丁解析：观察题图，图甲含有五组荧光点，且每组荧光点较大，在细胞中散乱分布，结合题干信息可知，拟南芥(2n10)含有两个染色体组，共10条染色体，即5对同源染色体，在减数第一次分裂前期会形成5个四分体，可知图甲为四分体时期，即减数第一次分裂前期；图乙的5个四分体排列在赤道板附近，即减数第一次分裂中期；图丙的细胞每一极含有5个小的荧光点，应该为减数第二次分裂后期；图丁中含有4组荧光点，每组5个，应该是减数第二次分裂完成，形成了4个精细胞。根据以上分析可知，图甲为减数第一次分裂前期图像，图丙为减数第二次分裂后期图像，A项错误；图甲细胞处于减数第一次分裂前期，细胞中同源染色体正在配对形成
28、四分体，而不是彼此分离，B项错误；图乙细胞处于减数第一次分裂中期，细胞中5个四分体排列在赤道板附近，C项正确；图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲乙丙丁，D项错误。答案：C4蝗虫(雄性2n23，XO；雌性2n24，XX)染色体数目较少而大，且多为端部着丝点，易于观察，故常利用雄蝗虫的精巢压片法制作细胞分裂时相观察的标本。图13是从多个显微图像中选出的三个处于不同的分裂中期图像。请分析回答：(1)将采集的蝗虫精巢适当处理后移入固定液(甲醇冰醋酸31)中固定，一段时间后取出，用解剖针挑破曲细精管，使细胞溢出，然后经_制片后，观察分析染色体的_。(2)图2中X染色体并未像常染色体一样正常排列在
29、赤道板上，推测出现这种现象最可能的原因是_。(3)图1是处于_(填细胞分裂方式)中期细胞的染色体。与图3处于同一时期的细胞中，染色体可能有_种形态。解析：(1)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，装片的制作流程为解离漂洗染色制片。由此类推观察曲细精管中精原细胞中的染色体也需要染色；染色体的形态、位置和数目是区分不同分裂时期的标志。(2)图2处于减数第一次分裂中期，在减数第一次分裂前期同源染色体联会，由于雄蝗虫细胞内无Y染色体，所以出现这种现象最可能的原因是雄蝗虫细胞内X染色体无同源染色体联会(导致来自两极的纺锤丝对染色体的拉力不平衡)。(3)图1有同源染色体，且染色体整齐地排列在赤道板上，故是有丝
30、分裂中期。图3是减数第二次分裂中期的细胞，同源染色体在减数第一次分裂后期分离，最终进入不同的配子中。所以与图3处于同一时期的细胞中，染色体可能有11或12种形态。答案：(1)染色 形态、位置和数目(2)雄蝗虫细胞内X染色体无同源染色体联会(导致来自两极的纺锤丝对染色体的拉力不平衡)(3)有丝分裂 11或12(4)研究发现，某些化学因素的刺激可以影响减数分裂过程的完成。在采集精巢前对蝗虫活体适量注射一定浓度的秋水仙素溶液，抑制_，使细胞停留在分裂中期，从而获得较多的中期分裂相。(5)为了解一天中蝗虫减数分裂是否存在分裂最旺盛的时段，研究小组应在_捕获同种蝗虫并采集精巢，规范制作临时装片，对每个装片选取多个视野进行观察，比较不同装片中_。解析：(4)秋水仙素的作用机理：抑制前期纺锤体的形成。(5)为了解一天中蝗虫减数分裂是否存在分裂最旺盛的时段，研究小组应在一天的不同时间段捕获同种蝗虫并采集精巢。比较不同装片中分裂期细胞的平均数(比例)。答案：(4)纺锤体的形成(5)一天的不同时间段 处于分裂期细胞的平均数(比例)课时作业巩固提升点击进入word.
