1、教 材 面 面 观一、减数分裂1范围:进行_生殖的生物。2过程:_产生_的过程。3特点:染色体复制_,细胞分裂_。4结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少了_。二、精子的形成过程1减数第一次分裂(1)间期染色体行为变化:染色体复制,每条染色体都含有_。细胞变化:1 个精原细胞1 个_细胞。(2)分裂期染色体行为变化联会:_两两配对四分体:联会的每对同源染色体含四条染色单体,其中的_之间常发生_各对同源染色体排列在_上_彼此分离,分别移向细胞两极细胞数目变化:1 个初级精母细胞2 个_细胞。每个细胞中染色体数目变化:2N_。思考 1 在二倍体生物中,正在进行有丝分裂的细胞内是否存
2、在同源染色体?2减数第二次分裂(1)间期:通常没有或时间很短,染色体_。(2)分裂期2 个次级精母细胞着丝点分裂,4 个_。_分开。(3)特点:每个精细胞中的染色体数目与初级精母细胞相比_。3精子的成熟44 个精细胞经复杂的形态变化,形成 4 个_。三、卵细胞的形成过程四、动物的受精过程1概念:_和_相互识别、融合成为_的过程。思考 2 雄峰是由蜂王产生的卵细胞直接发育而来的,其间没有经过精子和卵细胞的结合,这种生殖方式属于有性生殖还是无性生殖?2实质:精子的_与卵细胞的_相融合,使彼此的_会合在一起。3结果:受精卵中的_数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自_,一半来自_。4意义:(
3、1)有利于生物在_中进化。(2)就进行有性生殖的生物而言,_和_对于维持每种生物前后代体细胞中_数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。答案:一、1.有性 2.原始生殖 精子(卵细胞)3.一次 两次 4.一半二、1.(1)两条染色单体 初级精母(2)同源染色体 非姐妹染色单体 互换 赤道板 同源染色体 次级精母 N思考 1 正在进行有丝分裂的二倍体生物细胞中含有同源染色体。2(1)不再复制(2)精细胞 姐妹染色单体(3)减少一半 4.精子三、初级卵母 次级卵母 卵细胞 极体 极体四、1.精子 卵细胞 受精卵思考 2 属于有性生殖,因为其过程中有有性生殖细胞的参与。2细胞核 细胞核 染
4、色体 3.染色体 父方 母方 4.(1)自然选择(2)减数分裂 受精作用 染色体考 点 串 串 讲考点一 减数分裂1.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较(设体细胞中染色体数为 2n)项目减数第一次分裂减数第二次分裂间期是否复制复制不复制进行分裂细胞名称性原细胞复制初级性母细胞次级性母细胞(或第一极体)着丝点变化不分裂分裂染色体数目2nn(减半)n2nnDNA 分子数目2n4n2n2nn(减半)染色体主要行为有联会、四分体现象,四分体的非姐妹染色单体的交叉互换,同源染色体分离,非同源染色体自由组合着丝点分裂,染色单体分开 染色单体无(0)有(4n)有(2n)有(2n)无(0)同源染色体有(n
5、对)无产生子细胞 次级性母细胞或第一极体精细胞或卵细胞或第二极体2.理解减数分裂应注意的几点(1)减数分裂发生场所:仅发生在进行有性生殖的生物,发生在成熟个体的生殖器官中,如卵巢、睾丸、花。(2)染色体复制时间:在减分裂间期,即性原细胞发育成初级性母细胞的过程中,复制完成,性原细胞就成为初级性母细胞。(3)减数第一次分裂的特征:着丝点未分裂,同源染色体分离,染色体数目减半。同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。(4)减数第二次分裂的主要特征:着丝点分裂,此过程与有丝分裂相似,但不同的是减分裂中不存在同源染色体。3减数分裂过程中染色体的行为特点(1)减间期:染色体完成复制(实际上是 DNA
6、分子的复制和有关蛋白质的合成)。复制的结果是一条染色体含两条染色单体(不过此时仍然呈染色质的状态),由一个着丝点连接。(2)减前期:联会、形成四分体。每个四分体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换(基因重组方式之一)。同源染色体以配对的形式散乱地分布在纺锤体中。(3)减中期:组成同源染色体的两条染色体排列在赤道板的两侧。在赤道板任一侧的染色体均为非同源染色体,也就是说,在减中期四分体向细胞中央集中时,就决定了非同源染色体的组合方式。(4)减后期:同源染色体分离,非同源染色体的组合结果得以实现。(5)减末期:染色体平均分配,形成次级精(卵)母细胞或第一极体,含有的染色体数目是体细胞的一半。(6)
7、减分裂:其特点类似于有丝分裂。着丝点一分为二,姐妹染色单体分离成为染色体,平均分配到两个子细胞中去。(因此,减数分裂又称为特殊方式的有丝分裂)即时应用下列关于减数分裂的叙述,错误的是()A减数分裂中的“减数”是指染色体数目减少一半B雄蜂为单倍体,形成精子的过程是特殊的减数分裂C减数分裂是特殊的有丝分裂,因为分裂过程中要出现染色体和纺锤丝D减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数第二次分裂答案:D解析:减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数第一次分裂中。考点二 有关减数分裂的几组概念辨析1.同源染色体和非同源染色体(1)同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体,形态、大小一般都相同,一条来自父
8、方,一条来自母方。如上图中的 1 和 2 为一对同源染色体,3 和 4 是另一对同源染色体。(2)非同源染色体是指形态、大小不相同,且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图中的 1 和 3、1 和 4、2 和 3、2 和 4 分别是非同源染色体。2联会和四分体(1)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。(2)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。如图中含有两个四分体,四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。3染色体与染色单体(1)染色体的条数是以着丝点来计数的,有一个着丝点就有一条染色体。(如图中有 4 个着丝点,就有 4 条染色体)(2)
9、染色单体是细胞分裂间期染色体复制后形成的由一个着丝点连接的 2 条完会相同的子染色体,这两条子染色体叫姐妹染色单体(如图中 aa、bb、cc、dd)。染色体存在的时期是染色体复制以后,着丝点分裂之前的一段时期。(3)非姐妹染色单体是指四分体中不在一条染色体上(即不共有着丝点)的染色单体(如图中 a 与 b、b)。四分体中的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换。(4)两者的比较见下表:染色体染色单体图形 相同点:一个着丝点 一条染色体 说明 无姐妹染色单体1 个 DNA 分子 两条姐妹染色单体2 个 DNA 分子 4.小结:三种图形的比较图形 说明A、B、C 细胞中都含有 2 条染色体A、B、C 都
10、有一对同源染色体C 细胞有四分体,1 对同源染色体1个四分体B、C 细胞中都有染色单体A 细胞内有 2 个 DNA 分子,B、C 细胞内有 4 个 DNA 分子1 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 分子特别提示(1)同源染色体的形态、大小一般相同,但也有例外。对于有性别决定的生物而言,其性染色体 X、Y(或 Z、W)的形态、大小不同,故称之为“异形”同源染色体。在减数分裂时,照常联会,形成四分体。(2)形态、大小相同的染色体不一定是同源染色体。如有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂。姐妹染色单体彼此分离,成为姐妹染色体,其形态、大小相同,但由于来源相
11、同,故不属于同源染色体。(3)对减数分裂而言,同源染色体只出现在减数第一次分裂过程中,而二倍体生物有丝分裂,同源染色体始终存在。即时应用下列关于同源染色体的叙述不正确的是()A由于着丝点分裂而形成的两条染色体B在减数第一次分裂前期形成四分体的两条染色体C一条来源于精子,一条来源于卵细胞的两条染色体DXY、ZW 型性别决定的生物中,两条异型的性染色体答案:A解析:同源染色体是指在减数分裂过程中,能够配对的,形状和大小一般都相同的,一条来自父方,一条来自母方的两条染色体;着丝点分裂而形成的两条染色体是相同染色体,不是同源染色体。考点三 精子和卵细胞形成过程的比较不同点 比较项目精子的形成 卵细胞的
12、形成 相同点 染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母胞(2n)产 生 两 个 大小相同的次级精母细胞(n)一 个 初 级 卵 母细胞(2n)产生一个 次 级 卵 母 细胞(n)和一个 第一极体(n)同源染色体联会形成四分体,同源染色体分离,细胞质分裂,子细胞染色体数目减半 第二次分裂两个次级精母细胞(n)形成四个同样大小的精细胞(n)一个次级卵细胞(n)形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂成两个第二极体 变态否精子细胞变态,形成精子无变态着丝点分裂,一条染色体变成两条染色体,分别移向两极,细胞质分裂,子细胞染色体数目不变 分裂结果产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能
13、的卵细胞(n)精子、卵细胞中染色体数目均减半即时应用(多选)人类精子发生过程中,下列说法正确的是()A细胞中染色单体数最多可达 92 条B姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前D一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为 1/223答案:ABC解析:本题考查减数分裂的基础知识,意在考查考生对精子形成过程的理解。人体体细胞中含有 46 条染色体,在减数分裂的间期,DNA 复制可能出现差错,姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同;复制后的每条染色体上含有两条姐妹染色单体,故细胞中染色单体数最多可以达到 92 条;姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期,同
14、源染色体分离发生在减数第一次分裂后期;一个精原细胞产生 4 个精子,且两两相同,故其产生两个相同精子的概率为 1。考点四 有丝分裂与减数分裂图像辨析1.区分某分裂图像是动物细胞还是植物细胞 2区分某分裂图像是有丝分裂还是减数分裂三看识别法 3快速鉴别十种图(1)四种前期图:图形:(2)三种中期图:图形:(3)三种后期图(连同卵细胞形成共五种图):4生殖细胞成熟过程中的几种数量关系(1)1 个精原细胞1 个初级精母细胞2 个次级精母细胞4 个精细胞4 个精子1 个卵原细胞1 个初级卵母细胞1 个次级卵母细胞1 个极体1 个卵细胞3 个极体(2)1 个精原细胞产生的配子种类2 种(不考虑交叉互换,
15、下同)1 个次级精母细胞产生的配子种类1 种1 种精原细胞产生的配子种类2n 种(n 为同源染色体的对数)1 个次级卵细胞产生的配子种类1 种1 种卵原细胞产生的配子种类2n 种(n 为同源染色体的对数)即时应用下图中的 A 为某雄性动物的体细胞示意图,B、C、D 分别表示处于不同分裂状态的细胞图,请回答:(1)B 细胞的分裂方式和分裂时期是_。(2)C 细胞所示分裂方式和分裂时期是_。(3)D 细胞的名称是_。答案:(1)有丝分裂后期(2)减数分裂第二次后期(3)次级精母细胞考点五 减数分裂、受精作用与遗传变异的关系1.减数分裂、受精作用与遗传(1)遗传规律是指基因在上下代之间的传递规律。(
16、2)从细胞水平上看,遗传规律发生在配子形成(即减数分裂)过程中。(3)减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离导致等位基因的分离,这是基因分离定律的细胞学基础,其结果是使配子中含有每对等位基因中的一个。(4)减数第一次分裂的后期,非同源染色体发生自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,这是基因自由组合定律的细胞学基础,其结果是形成不同基因组合的配子。(5)经过减数分裂所形成的配子中的染色体数目比原始生殖细胞减少了一半(2NN),没有同源染色体,也就不存在等位基因了(同源多倍体生物例外)。(6)经过受精作用形成的合子以及由合子发育成的新个体的所有体细胞中,染色体数又恢复到亲本体细胞中染色
17、体数目(N2N),有了同源染色体,也就会有等位基因或成对的基因了。这是生物种群基因型多样的途径,是生物多样性的保证。(7)子代基因型中的每对基因(包括等位基因)都分别来源于双亲。2减数分裂、受精作用与变异(1)四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体间的遗传物质交叉互换。(2)减数第一次分裂后期,基因重组。(3)在减数第一次分裂后期可能发生同源染色体移向同一极,第二次分裂后期姐妹染色单体分离后也可能移向同一极,导致了细胞中染色体数目异常。(4)在 DNA 复制时可能由于碱基改变引发基因突变。即时应用(多选)下图示细胞分裂和受精作用过程中,核 DNA 含量和染色体数目的变化,据图分析可得出()Aa
18、 阶段为有丝分裂、b 阶段为减数分裂BLM 点表示过程与细胞膜的流动性有关CGH 段和 OP 段,细胞中含有的染色体数目是相等的DMN 段发生了核 DNA 含量的加倍答案:ABD解析:结合图分析:a 阶段为有丝分裂、b 阶段为减数分裂、LM点所示过程是受精作用、MQ 点所示过程是有丝分裂。A 项正确;B 项是受精作用,该过程与细胞膜的流动性有关;MN 段包括有丝分裂间期、前期、中期,故 MN 段发生了核 DNA 含量的加倍。实 验 关 关 顺实验类型 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片1判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。2可通过观察多个精原细胞的减数分裂,推测出一个精
19、原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。原因是:(1)同一生物的细胞所含遗传物质相同,增殖过程相同。(2)同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶段。(3)先用低倍镜观察找到各时期细胞,再用高倍镜仔细观察染色体的形态、位置和数目。3交叉互换若发生在减数分裂过程中,应是减数分裂四分体时期,其结果是产生更多基因型的配子,使后代形成更多的重组类型,关于交叉互换可用下述方法验证。即时应用高中生物课本中叙述:在细胞周期中,染色体的两条姐妹染色体单体之间可发生部分交换。某生物兴趣小组为了在显微镜下观察这一现象,便进行了研究。同学们在互联网上收集的资料如下。材料一 将细胞置于含有某种 BrdU 的培养基中
20、培养,细胞能不断增殖。当 DNA 复制时,BrdU 可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA 子链中。材料二 由于 BrdU 掺入的情况不同,经特殊染色后,着色的深浅也不同:在染色单体中,若 DNA 中有一条链掺有 Brdu,则染色后着色深;若 DNA 的两条单链都掺有 BrdU,则使 DNA 双螺旋程度降低,染色后着色浅。材料三 将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片,经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。根据资料生物兴趣小组进行了如下实验操作:(1)此实验的实验原理:一是根据 DNA 半保留复制原则;二是使用_的方法。(2)实验步骤:_。_。_。(3)实验结果分析
21、:若要观察姐妹染色单体是否发生交换,应选择第二个细胞周期的中期细胞进行观察,请描述可能观察到的现象:_。答案:(1)显微镜观察(2)配制含 BrdU 的细胞培养基 将某细胞置于 BrdU 的培养基上,在适宜的条件下培养 分别取不同细胞周期的中期细胞制成装片,并特殊染色,以便显微镜观察(3)在染色体的姐妹染色单体中,一条染色单体染色较深的区域中有染色浅的部分,而在另一条染色单体的染色较浅的区域中有染色较深的部分解析:(1)染色体是细胞水平的物质,可用光学显微镜观察染色体的形态。(2)本实验的实验目的是为了观察姐妹染色单体之间发生部分交换。根据 DNA 半保留复制的实验原理,结合上述资料,本实验是
22、在染色体上进行相互对照,所以设计实验步骤时,实验的准备阶段是配制含 BrdU 的细胞培养基;实验的进行阶段是将细胞在此培养基中培养,并取中期的细胞制片,因为中期染色体形态最稳定、数目最清晰;实验的最后阶段是进行显微镜观察,结果分析。(3)因为细胞的复制过程中要用到培养基中的 BrdU,使子代DNA 中着色深浅发生变化,经过半保留复制,在第二个细胞周期的中期细胞的姐妹染色单体中,由于姐妹染色单体发生了交叉互换,结果在着色较深的染色单体上有较浅的部分,在着色较浅的染色体上有较深的部分。典 例 对 对 碰类型一 减数分裂过程中染色体、核 DNA 或染色单体数量的变化关系例 1如图所示,甲丁为小鼠睾丸
23、中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和 DNA 分子数的比例图,下列关于此图的叙述错误的是()A甲图可表示减数第一次分裂前期B乙图可表示减数第二次分裂前期C丙图可表示有丝分裂间期的某一阶段D丁图可表示有丝分裂后期答案:D解析:小鼠为二倍体生物,甲图中染色体数为 2n,说明有同源染色体,又因染色单体数 DNA 分子数都是染色体的两倍,所以该细胞可以表示减数第一次分裂的前、中、后任一时期。乙图中染色体数目减半(不会有同源染色体),应为减数第二次分裂过程,由于含有染色单体,因此应处于后期以前的任一时期(前、中期)。丙、丁两图中都不含染色单体的,所以为着丝点分裂后期或间期复制前的图像,由于丁图的染
24、色体数、DNA 分子数都减半了,故应为减数第二次分裂的后期。方法技巧:对于直方图的题,一般是把要比较的细胞分裂各时期的染色体、DNA、染色单体放入同一坐标系中加以比较,因此,解题时,只要找准三者的位置,其他的问题就会迎刃而解。类型二 减数分裂过程图像判别例 2下列是动物减数分裂各期的示意图,正确表示分裂过程顺序的是()ABCD答案:D解析:逐项分析如下:图中着丝点已分裂,且无同源染色体属于减后期。图中有同源染色体分向两极,且含有染色单体,属于减后期。图中形成四分体,但四分体不在的赤道板上,属于减前期。图中有2 个细胞,每个细胞中没有同源染色体,含有染色单体,染色体不在赤道板上,属于减前期。图中
25、有 4 个细胞,属于减末期。图中含有四分体,且在细胞中央赤道板上,属于减中期。方法技巧:由题干可获取的主要信息有:(1)细胞中有同源染色体,中没有同源染色体;(2)图中各有 2 个细胞,图中有 4 个细胞,解答本题可先根据各图细胞中染色体行为特点来确定顺序,解题的关键是识别各图形特点,分析其属于哪个时期。类型三 减数分裂与遗传基本定律的关系例 3如图分别表示某种动物的细胞分裂图像,最可能导致等位基因彼此分离的是()答案:A解析:图 A 为减数第一次分裂后期,图 B 为减数第一次分裂的四分体时期,图 C 为减数第二次分裂的后期,图 D 为减数第二次分裂的中期。等位基因彼此分离是因为减数第一次分裂的后期同源色体分离。方法技巧:整个减数分裂过程分减和减两个阶段。减除无同源染色体外,其他与有丝分裂的分裂期一样。减过程染色体的行为变化是:复制(间期)联合(前期)同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合(后期)。减数分裂形成的配子中染色体数目减半的原因是同源染色体的分离;基因的自由组合定律的细胞学基础是非同源染色体的自由组合。基因重组发生在四分体时期和减后期。总而言之,染色体是基因的载体,染色体的行为决定基因的行为,因此掌握减数分裂方面的知识要重点理解染色体的行为。THANKS