1、（必修2）第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用 （P1626）高考复习要求1说出减数分裂的概念及发生的部位；解释同源染色体、联会、四分体等名词；2概述减数第一次分裂、第二次分裂的主要特征；区别减数分裂过程中各时期典型图形；3说明减数分裂过程中的染色体和 DNA 的变化规律；4区别精子与卵细胞的形成过程的差异；5解释配子形成过程中染色体组合的多样性；概述配子的形成与生物个体发育的联系；6说明受精作用的概念、特点和意义；阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要作用。一、减数分裂一、减数分裂成熟的生殖细胞（精子、卵细胞、花粉、配子） 有丝分裂体细胞1、是进行 的生物在产生 细胞
2、时，进行的染色体数目 的细胞分裂；2、在减数分裂过程中，染色体只复制 次，而细胞连续分裂 次；3、减数分裂的结果，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的 。二、精子的形成过程1、场所有性生殖器官内，如：人和其他哺乳动物的精子 （精巢）、高等植物的花粉雄蕊的花药中时期：动物从 开始，到 结束。2、精原细胞原始的雄性生殖细胞；由有丝分裂产生；染色体数目都与体细胞相同3、基本概念：同源染色体：形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，且在减数第一次分裂过程中能发生两两配对的一对染色体。非同源染色体：问题：X、Y性染色体形状和大小不同，是同源染色体吗？ 姐妹染色单体：染色体复制后连在同一个着
3、丝点上的两条染色单体（形状和大小完全相同）非姐妹染色单体若：某雄性动物体细胞中染色体数2n=6联会：在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象；则联会时：染色体数 ；染色单体数 ；DNA数 ；同源染色体对数 ；四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体；则此时：染色体数 ；染色单体数 ；DNA数 ；同源染色体对数 ； 则该雄性动物形成 个四分体，人的精原细胞减数分裂时形成 个四分体；若某生物减数分裂形成8个四分体，则该生物体细胞有 条染色体，精子含 条染色体；染色体交叉互换：在减数第一次分裂四分体时期， 的 之间发生缠绕，并交换一部分片段的现象；染色体交叉互换属于可遗传变异中的 。染色
4、体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异属于 变异。4、精子的形成过程（以某雄性动物体细胞中染色体数2n=6为例讨论分裂过程）主要特征染色体数染色单体数核DNA分子数同源染色体对数染色体组数精原细胞染色体数与体细胞相同60632减数第一次分裂间期染色体复制（DNA复制和有关蛋白质的合成）；细胞体积增大；由精原细胞成为初级精母细胞；前期联会四分体、交叉互换中期同源染色体对称的排列在赤道板上；后期同源染色体分离，分别移向细胞两极；非同源染体自由组合；末期1个初级精母细胞分裂形成2个次级精母细胞减数第一次分裂由于同源染色体的分离（而着丝点未断裂），使分裂形成的次级精母细胞中的染色体数目减半；
5、同时非同源染色体自由组合。即：减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。减数第二次分裂前期染色体零乱地排列；中期“点列赤道板”后期“点裂数加倍，平分到两极” 姐妹染色单体分离形成的两条子染色体不是同源染色体末期2个次级精母细胞形成4个精细胞；每个精细胞的染色体（DNA）只有体细胞的一半减数第二次分裂发生的是着丝点断裂，姐妹染色单体分离变形每个精细胞经过复杂的变形成为精子画分裂图（以某雄性动物体细胞中染色体数2n=6，基因型AaBbDd为例，区分同源染色体）减后期减中期 染色体数 染色体数 染色单体数 染色单体数 核DNA数 核DNA数 同源染色体 同源染色体 染色体组 染色体组减中期
6、减后期染色体数 染色体数 染色单体数 染色单体数 核DNA数 核DNA数 同源染色体 同源染色体 染色体组 染色体组减发生 基因分离， 基因自由组合；减发生 染色体分离， 染色体自由组合；减发生 基因分离， 分离。画坐标曲线图（以2n、2a表示），并分析曲线变化的原因（1）染色体数量变化曲线及其变化原因分析（2）核DNA的数量变化曲线（3）每条染色体上DNA的数量变化曲线（4）染色单体数的变化曲线 （5）染色体组数的变化变化曲线5、归纳总结（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（2）1个基因型为AaBbDd的精原细胞减数分裂能形成 个精子， 种精子；若形成
7、了一个基因型为AbD的精子，则同时形成的另三个精子的基因型分别为 ；1个基因型为AaBbDd的某雄性动物减数分裂能形成 种精子；1个含有n对同源染色体的精原细胞减数分裂能形成形成 个精子， 种精子；1个含有n对同源染色体的某雄性动物减数分裂能形成 种精子；（3）对某二倍体生物来说，有丝分裂的各个时期都有同源染色体存在，只不过未发生联会、四分体现象；而对某二倍体生物来说，有丝分裂过程中 有同源染色体存在，减数分裂过程中， 时期没有同源染色体存在。对任何生物来说，减数第二次分裂都一定不存在同源染色体吗？ （4）列表比较减数第一次分裂与减数第二次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂染色体数目变化2N N
8、 （减半）N 2N N （不减半）染色体主要行为同源染色体分离姐妹染色单体分离DNA变化4N 2N （减半）2N N （减半）着丝点变化不断裂断裂【例1】下图A表示某二倍体哺乳动物某器官内连续发生的细胞分裂过程中染色体数目变化曲线，图B、图C为该过程中一个细胞内部分染色体的行为变化的示意图，据图分析回答：（1）该过程进行的场所是_，图B、图C所示的分裂时期在图A中分别位于过程_。（2）图B所示细胞中含染色体组数为_，图C所示细胞中染色体数和DNA分子数之比为_。（3）若该动物的基因型为AaBb（两对基因位于两对同源染色体上），一般情况下，图B细胞移向同一极的基因是_，图C细胞移向同一极的基因是
9、_。（4）设该动物正常体细胞中DNA含量为2a，请在答题纸相应位置绘制此过程中核DNA含量的变化曲线。三、卵细胞的形成过程1、场所有性生殖器官内，如：人和其他哺乳动物： 内有发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞高等植物：雌蕊的子房中发生时期：哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的储备，在 完成的；减数第一次分裂是在雌性动物 完成的；减数第二次分裂是在 过程中完成的。2、卵原细胞原始的雌性生殖细胞；由有丝分裂产生；染色体数与体细胞相同；3、卵细胞的形成过程 （以某雌性动物染色体数2n=6，基因型AaBbDd为例为例）（一）减数第一次分裂后期同源染色体分离； 特殊变化细胞质不均等分裂末期形
10、成两个细胞：大的细胞叫做次级卵母细胞；小的细胞叫做（第一）极体初级卵母细胞中期分裂图初级卵母细胞后期分裂图染色体数 染色体数 染色单体数 染色单体数 核DNA数 核DNA数 同源染色体 同源染色体 染色体组 染色体组（二）减数第二次分裂后期“点裂平分到两极”；特殊变化次级卵母细胞不均等分配（第一）极体细胞质均等分配末期次级卵母细胞形成一个大的叫做卵细胞；一个小的叫做（第二）极体；（第一）极体形成两个（第二）极体次级卵母细胞中期分裂图次级卵母细胞后期分裂图染色体数 染色体数 染色单体数 染色单体数 核DNA数 核DNA数 同源染色体 同源染色体 染色体组 染色体组4、归纳总结（1）数量变化 1个
11、（第一）极体 2个极体1个卵原细胞 1个初级卵母细胞 1个极体 1个次级卵母细胞 1个卵细胞（2）1个基因型为AaBbDd的卵原细胞减数分裂能形成 个卵细胞， 种卵细胞；若形成了一个基因型为abD的卵细胞，则同时形成的另三个极体的基因型分别为 ；1个基因型为AaBbDd的某雌性动物减数分裂能 种卵细胞；1个含有n对同源染色体的卵原细胞减数分裂能形成形成 个卵细胞， 种卵细胞；1个含有n对同源染色体的某雌性动物减数分裂能 种卵细胞；（3）精子的形成与卵细胞形成的比较精子的形成过程卵细胞的形成过程相同点染色体的行为变化相同：即染色体先复制；在减数第一次分裂时同源染色体联会，非姐妹染色单体交叉互换；
12、同源染色体分离，非同源染色体自由组合，第一次分裂结束后染色体数目减半；减数第二次分裂时着丝点分裂，姐妹染色单体分离。不同点1个精原细胞经减数分裂形成4个精细胞，再经变形而成4个精子。出现两次细胞质不均等分裂现象，结果1个卵原细胞经减数分裂只形成1个卵细胞和3个极体，没有变形过程。四、细胞分裂图像的鉴别（前提：以二倍体生物为例）“五看”1、“第一看”细胞质是否均等分裂若出现不均等分裂则肯定为减数分裂形成卵细胞的某一时期；2、“第二看”细胞中染色体数目（注意：如果是后期图，只看细胞的某一极） 若是奇数则为减数第二分裂（细胞可能是次级精母细胞、次级卵母细胞、第一极体）若是偶数则为有丝分裂或减数分裂；
13、3、“第三看”细胞中有无同源染色体存在 （注意：学会如何区分同源染色体？）若无同源染色体则为减数第二分裂若有同源染色体则为有丝分裂或减数第一分裂4、“第四看”细胞中同源染色体的行为若出现联会、四分体、同源染色体的对称排列、分离现象则为减数第一分裂若同源染色体无上述行为则为有丝分裂5、“第五看”如果细胞中发生的是姐妹染色单体的分离若细胞任一极无同源染色体则为减数第二分裂后期 若细胞任一极有同源染色体则为有丝分裂后期注：1、有丝分裂后期、减后期分开的姐妹染色单体不是同源染色体；2、也可将细胞分裂后形成的细胞中的染色体数目与体细胞中的染色体数目相比。（若与体细胞染色体数相同为有丝分裂，若为体细胞染色
14、体数的一半则为减数分裂）【例2】下图为某一个二倍体生物一些细胞分裂图，判断各图分别属于何种分裂何种时期。1、甲图 ；细胞名称 ；乙图 ；细胞名称 ；丙图 ；细胞名称 ；2、若甲图为减数第二次分裂图，则该生物的体细胞中有 条染色体，为 倍体；3、若丙图为有丝分裂图，则该生物的体细胞中有 条染色体，为 倍体；4、若丙图为某雌性动物减数分裂图，则该细胞名称是 。五、有丝分裂和减数分裂的比较减数分裂有丝分裂不同点发生部位发生时期分裂的细胞染色体复制次数细胞分裂次数同源染色体行为子细胞数目及类型子细胞染色体数目子细胞中核遗传物质组成可遗传变异来源相同点染色体都复制一次；分裂过程中均有染色体、纺锤体等的出
15、现；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂与有丝分裂相似：着丝点分裂，姐妹染色单体分离。六、受精作用及其意义1、受精作用：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。（1）受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半的染色体来自卵细胞（母方）。（2）子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的遗传贡献是一样的吗？为什么？ 2、受精作用的意义：（1）减数分裂形成的配子多样性及精子和卵细胞结合的随机性，导致后代性状的多样性，这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。（2）减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体的数
16、目恒定，对于生物的遗传和变异，都有重要意义。【例3】（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阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂 BLM点所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是相等的 DMN段发生了核DNA含量的加倍【例4】(2011年江苏)右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是A此细胞为次级精母细胞或次级卵细胞B此细胞中基因a是由基因A经突变产生C 此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞D 此动物细胞内最多含有四个染色体组AaBB【例5】右图表示某二倍体生物体内正在进行分裂的细胞，此细胞
17、A是次级卵母细胞，该生物的基因型是AaBBB含同源染色体2对、染色单体4个C正在进行等位基因分离、非等位基因自由组合D产生的子细胞含一个染色体组、两条染色体【例6】图AD所示为某高等动物体内的四个细胞，下列叙述错误的是（ ）A图A所示细胞进行减数分裂 B图B所示细胞发生等位基因分离C图C所示细胞含八条染色单体 D图D所示细胞含两个染色体组【例7】（2009江苏）对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是A若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B若这2对
18、基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点【例8】（2010江苏）（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【例9】右图示某生物正在进行分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置（不考虑互换和突变）可能是 （ ）AA位于上，a位于上 B
19、A位于上，a位于上C该细胞只有a，分别位于和上D该细胞只有A，分别位于和上【例10】进行染色体组型分析时，发现某人的染色体组成为44+XXY，该病人的亲代在形成配子时，不可能出现的情况是 （ ）A次级精母细胞分裂的后期，两条性染色体移向一侧B次级卵母细胞分裂的后期，两条性染色体移向一侧C初级精母细胞分裂的后期，两条性染色体移向一侧D初级卵母细胞分裂的后期，两条性染色体移向一侧【例11】（多选）一对夫妇，丈夫色盲，他们有一个XXY的色盲孩子，孩子为“XXY色盲”的原因可能是 （ ）A父亲的一个初级精母细胞在分裂的过程中，性染色体没有分开B母亲是色盲基因携带者，一个次级卵母细胞在分裂过程中，性染色
20、体移向一极C母亲是色盲基因携带者，一个初级卵母细胞在分裂过程中，性染色体移向一极D父亲的一个次级精母细胞在分裂的过程中，性染色体没有分开【例12】细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题： （1）若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约 h后会检测到被标记的M期细胞。 （2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大
21、值时，所经历的时间为 期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是 。 （3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约 h后，细胞都将停留在S期。 （4）乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h，M期时长为1.9h。若要在显徽镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用 (填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。 （5）在光学显徽镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是 。【例13】图1是高等动物细胞亚显微结构模式图，图2是某一生物体中不同细胞的分裂示意图，图3示图2生物
22、细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系。请据图回答问题：（1）图1细胞中，“能量通货”ATP产生的场所有 。肺炎球菌细胞的结构与图1细胞相比，在细胞核方面应没有核仁、染色质及 ，在其细胞质中应只有 一种细胞器。（以上均填标号）（2）图2中具有同源染色体的细胞有 ，A细胞的名称是 。基因的自由组合发生于图2中的 细胞所处的时期。（3）若图1示人体皮肤生发层细胞，则该细胞可能会发生图2中 细胞所示的分裂现象。（4）图3中ac表示染色单体的是 ，对应于图2中的 细胞，由变化为的原因是 。【例14】下图一是某高等动物的细胞分裂示意图(体细胞中有2对4条染色体)，三个细胞均来自同
23、一个体，下图二是细胞分裂过程染色体组数目变化的数学模型，请据图同答：(1)丙细胞分裂产生的子细胞名称是 ，甲、乙、丙三个细胞中，处于减数分裂过程的是 ，具有同源染色体的是 ，细胞内染色单体数量最多的是 。(2)图二数学模型中，bc段形成的原因是 ，bc段可以表示图一中 细胞的染色体组数目变化，m所代表的数值是 。(3)请在图二中画出cf时间段细胞中DNA分子的相对数目变化曲线。参考答案：【例1】（1）睾丸 、 （2）4 1:2 （3）A、a、B、b AABB或AAbb或aaBB或aabb（AB或Ab或aB或ab） （4）见下图（3分，注明坐标含义得1分，曲线正确得2分）【例2】1、甲图：有丝分
24、裂后期，体细胞 乙图：减数第一次分裂后期，初级精母细胞丙图：减数第二次分裂后期，次级精母细胞2、8 四倍体 3、2 单倍体 4、（第一）极体【例3】ABD 【例4】A 【例5】D 【例6】B【例7】B 【例8】ABC 【例9】D 【例10】A 【例11】AB【例12】（1）2.2 （2）M 122412 （3）7.4 （4）甲 （5）动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板【例13】（1）和 （2） C和D 次级精母细胞 D （3）C（4） b B 着丝粒（点）分裂，姐妹染色单体分离【例14】(1)精细胞(出现极体不得分) 甲和丙 甲和乙 甲(2)着丝点分裂，染色体组数目加倍 乙和丙 1或2(3)曲线2分