高考生物总复习 第五单元 第3讲 减数分裂和受精作用配套课件.ppt

第3讲减数分裂和受精作用 一 减数分裂的概念1 适用范围 的生物 2 特点 一次 细胞分裂两次 3 结果 生殖细胞中的染色体 二 减数分裂过程1 减数分裂过程 以精子的形成为例 两条姐妹染色单体 有性生殖 染色体复制 数目减半 非同源染色体 四分体 同源染色体的非姐妹染色单体 同源染色体 姐妹染色单体 赤道板 巧记 细胞分裂方式的判断有丝同源不配对 减 无源难成对 联会形成四分体 同源分离是减 2 卵细胞形成与精子形成的区分 睾丸 变形 次级卵母细胞 极体 4 1 提醒 1 减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有 联会形成四分体 同源染色体分离 2 减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有 着丝点分裂 染色体数目暂时加倍 解惑 精子和卵细胞的形成都经过了减数分裂过程 精子和卵细胞中的遗传物质含量不相同 减数分裂过程中只是将核内遗传物质减半 故精子和卵细胞中核遗传物质含量相等 而细胞质内的遗传物质是随机分配的 且卵细胞形成过程中细胞质经过了两次不均等分裂 故精子和卵细胞的质遗传物质是不相同的 三 受精作用1 概念 卵细胞和精子相互识别 融合成为 的过程 受精卵 头部 细胞膜 染色体 3 结果 受精卵中的染色体数目又恢复到 中的数目 其中有一半染色体来自精子 父方 另一半来自卵细胞 母方 4 意义 对于维持每种生物前后代体细胞中 的恒定 对于生物的 都是十分重要的 解惑 同种生物精子和卵细胞相互识别受精的物质基础是细胞膜上的糖蛋白 体细胞 染色体数目 遗传和变异 减数分裂的过程及受精作用 1 精子 卵细胞形成过程 以哺乳动物为例 及其异同点 1 减数分裂的概念分析 从原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞 发展为成熟生殖细胞 精子 卵细胞 的过程中 雌雄 生殖器官 动物为卵巢和精巢 哺乳动物为睾丸 植物为雌蕊和雄蕊 染色体只复制一次 而细胞连续分裂两次 成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 场所 特点 结果 2 精子和卵细胞的形成过程图解 3 精子 卵细胞形成过程 哺乳动物 的相同点减数分裂过程中染色体的特殊行为完全一样 表现在 减 前期同源染色体联会 形成四分体 四分体时期 可发生交叉互换 减 后期同源染色体分离 非同源染色体自由组合 这是基因分离定律 自由组合定律的细胞学基础 减 完成 染色体数目减半 减 的主要特点都是着丝点分裂 姐妹染色单体分开 2 减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较 设体细胞内染色体数目为2n dna复制 dna不复制 进行分裂细胞名称 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 2n n 减半 n 2n n dna分子数目 2n 4n 2n 2n n 减半 有联会 四分体现象 四分体中可能发生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 精细胞或卵细胞和第二极体 提醒 1 减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离 减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂 姐妹染色单体分开 2 减数第一次分裂分开的是同源染色体 减数第二次分裂分开的是姐妹染色单体 3 减数分裂过程中几种物质的数量变化曲线分析 4 减数分裂和受精作用的意义及减数分裂与遗传 变异的关系 1 减数分裂和受精作用的意义 对于维持每种生物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具有重要的意义 原因 减数分裂使生殖细胞 配子 中染色体数目比原来减少一半 而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目 其染色体的变化关系可表示如下 设生物体细胞的染色体数为2n 同一双亲的后代呈现多样性 有利于生物在自然选择中进化 体现了有性生殖的优越性 原因 其一 减数分裂形成配子时 染色体组成具有多样性 导致不同配子的遗传物质有差异 其二 受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的 导致形成的受精卵的遗传物质有差异 提醒 1 精子 卵细胞是亲子代之间联系的桥梁 它们将亲代的dna传递给子代 2 受精卵是新个体的第一个细胞 染色体一半来自父方 一半来自母方 但细胞质中的遗传物质几乎都来自母方 2 减数分裂是遗传基本定律的细胞学基础减数分裂过程中等位基因伴随同源染色体的分离而分离 分离定律的基础 非同源染色体上的非等位基因伴随非同源染色体的自由组合而自由组合 自由组合定律的基础 提醒 有丝分裂过程中可发生基因突变和染色体变异 不发生基因重组 下图为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 据图分析正确的是 双选 a 具有染色单体的时期有cd gh mn ij段b 着丝点分裂只发生在de no段c gh段和op段 细胞中含有的染色体数是相等的d mn段相对于ab段发生了核dna含量的加倍 ad 解析 图示中a段为有丝分裂 b段为减数分裂 c段中的lm为受精作用 mq为有丝分裂 故具有染色单体的时期有cd gh mn ij段 减 前 中期 且该阶段还发生着丝点分裂 gh段染色体数为体细胞染色体数 而op段着丝点已分裂 是gh段的2倍 mq是一个完整的有丝分裂过程 mn段发生了dna的复制 复制后dna数是ab段的2倍 1 二倍体生物细胞有丝分裂和减数分裂过程中dna含量的变化如图甲 乙 丙所示 图中的 均涉及dna分子减半 其原因完全相同的是 a b c d c 解析 减半的原因仅是着丝点分裂 减半的原因是着丝点分裂 且细胞一分为二 减半的原因是同源染色体分离 细胞一分为二 减半的原因是着丝点分裂 细胞一分为二 有丝分裂与减数分裂的区分 联系 1 有丝分裂和减数分裂的比较 进行有性生殖的生物 全部真核生物 部位 精 卵 巢 花药 胚囊中进行 各组织器官均进行 母细胞 性原细胞 体细胞 受精卵 子细胞类型 生殖细胞 精细胞或卵细胞 和极体 体细胞 1精原细胞 4精细胞1卵原细胞 1卵细胞 3极体 1母细胞 2子细胞 分裂次数 染色体复制1次 细胞连续分裂2次 染色体复制1次 细胞分裂1次 同源染色体的行为 有同源染色体的联会 四分体 四分体中可能出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离现象 有同源染色体 但不出现联会 四分体 无染色单体的交叉互换及同源染色体分离现象 非同源染色体的行为 自由组合 不出现自由组合 子细胞染色体数目减半 子细胞染色体数目不变 子细胞中核遗传物质组成 不一定相同 可遗传变异有基因突变 基因重组和染色体变异 一般相同 可遗传变异只有基因突变和染色体变异 相同点 染色体都只复制一次 分裂过程中都出现纺锤丝 都有核仁 核膜的消失与重建过程 都有着丝点分裂和姐妹染色单体分开现象 3 有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较 判断步骤 判断步骤 判断步骤 4 据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞类型 3 有丝分裂与减数分裂的变化曲线比较 1 上图中 和 为有丝分裂 和 为减数分裂 判断依据 最终染色体和dna减半的为减数分裂 与原细胞相等的为有丝分裂 2 上图中 和 为dna变化曲线 和 为染色体变化曲线 判断依据 一开始加倍 即间期 且斜线上升 加倍需一定时间 的为dna的变化曲线 滞后加倍 有丝分裂后期和减 后期 且直线上升 瞬间完成加倍 的为染色体的变化曲线 3 坐标曲线中常考时期 间期 后期和末期 因为这几个时期涉及到dna 染色体 染色单体数量的变化 要求从坐标曲线中识别出相应时期 2014 安徽皖南八校联考 下图为高等动物的细胞分裂示意图 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 图甲是减数第二次分裂后期 其细胞质是均等分裂的 可能为次级精母细胞或第一极体 a错误 图丙为减数第二次分裂后期 其细胞质是不均等分裂 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 应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体 d错误 图乙是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 2 下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图 下列叙述正确的是 双选 a 甲 乙 丙中都有同源染色体b 卵巢中可能同时出现这三种细胞c 能够出现基因重组的是乙d 丙的子细胞是精细胞 bc 解析 甲图表示细胞有丝分裂中期的图像 乙图表示减数第一次分裂中期的图像 丙图表示次级卵母细胞减数第二次分裂后期的图像 丙图中正在发生两条姐妹染色单体的分开过程 此时没有同源染色体 这三个图像所表示的细胞可能同时出现在卵巢中 甲图表示卵原细胞的分裂增殖 乙图表示初级卵母细胞 丙图是次级卵母细胞 其判断依据是细胞质不均等分裂 所以其子细胞不可能是精细胞 1 思维误区误区1精子和卵细胞分裂图像辨析错误辨析减数分裂图像涉及到精子和卵细胞的形成 题目中给定的一组图像一般有三种情况 只有精细胞的形成图像 只有卵细胞的形成图像 既有精细胞又有卵细胞的形成图像 解题时首先要界定好是哪一种情况 界定方法如下 1 题干中信息提示 若题干中告诉是雄性动物体内或精巢 睾丸 中发生的细胞分裂 则界定为情况 若告诉是在雌性动物或卵巢内进行 则为情况 未提示考虑情况 2 据图像特点分析 若细胞质不均等分裂 一定是情况 若减 后期细胞质均等分裂 一定是情况 若减 后期细胞质均等分裂则应是情况 3 根据性染色体确定图示中画出性染色体 若为xy型性别决定 两条同型性染色体可确定为雌性个体 即情况 两条异型性染色体可确定为雄性个体 即情况 下列是某高等二倍体动物处于细胞分裂不同时期的细胞图像 下列叙述不正确的是 a 甲细胞不可能代表浆细胞 效应t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 极体或者精细胞d 丁细胞不可能发生a和a b和b这两对等位基因的分离 c 分析 甲细胞处于有丝分裂后期 浆细胞与效应t细胞均不能进行分裂 乙细胞处于减数第二次分裂的后期 且细胞质不均等分裂 为次级卵母细胞 此细胞中无同源染色体 丙细胞的子细胞为卵细胞或极体 丁细胞处于有丝分裂中期 不会发生等位基因的分离 等位基因的分离发生在减数分裂过程中 误区2减数分裂过程中形成异常细胞原因的分析不到位辨析 1 体细胞是aabb纯合类型若形成的子细胞是aab类型 则形成原因是减数分裂过程中 同源染色体未分离或姐妹染色单体未分开 2 体细胞是aabb杂合类型 若形成的子细胞是aab或aab或abb或abb类型 则形成原因是减数分裂过程中 同源染色体未分离 若形成的子细胞是aab或aab或abb或abb或aab或aab或abb或abb类型 则形成原因是减数分裂过程中 姐妹染色单体未分开 如图表示雄果蝇体内某细胞在分裂过程中 细胞内每条染色体dna含量变化 甲曲线 和细胞中染色体数目变化 乙曲线 请据图回答下列问题 1 该细胞中dna解旋主要发生在 段 2 细胞中含有同源染色体的时期在 段 3 ef段形成的原因是 着丝点分裂 姐妹染色单体分离 bc ac也可 ad 4 该细胞主要在 段可能发生等位基因分离 导致同一条染色体的两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的变化可发生在 段 5 从曲线的 点开始 单个细胞中可能不含y染色体 单个细胞中可能含两个y染色体的时期是 段 分析 ab段处在间期 此时dna还没有开始复制 bc段dna进行复制 cd段进行减数第一次分裂 de段是减数第二次分裂的前期和中期 ef段是减数第二次分裂后期 姐妹染色单体分离 fg段是减数第二次分裂后期 dna解旋发生在间期bc 或ac 段 同源染色体存在于间期 减数第一次分裂的前期 中期和后期 即ad段 等位基因的分离发生在减 cd bc和cd bd也可 d fg 数第一次分裂的后期 即cd段 导致同一条染色体的两条姐妹染色单体相同位点出现不同基因的原因有基因突变和交叉互换 基因突变发生于间期 而交叉互换发生于减数第一次分裂前期 减数第一次分裂完成后 单个细胞中可能不含y染色体 单个细胞中可能含两个y染色体的时期为减数第二次分裂后期 即fg段 2 易错点易错点1识图区分染色体 染色单体 同源染色体 非同源染色体 四分体 姐妹染色单体 辨析 1 不要混淆 联会 形成四分体 的先与后 联会在前 减 前期 染色质状态下同源染色体就两两配对 造成了非姐妹染色单体 细丝状 间交叉缠绕 为交叉互换提供可能性 之后才是 高度螺旋化变短变粗 形成四分体 2 四分体 只存在于初级性母细胞中 减 前期与中期 次级性母细胞及整个有丝分裂过程不存在四分体 有丝分裂时可存在同源染色体 但无联会行为故不形成四分体 易错点3变异条件下产生配子的种类分析辨析由图可以看出 在只研究两对同源染色体 三对基因的情况下 仅发生基因突变或基因重组 就能产生众多类型的配子 易错点4绘图类辨析明确体现不同种类细胞 不同分裂时期 不同分裂方式的一般方法 学会用题目的表达方式绘制中心体 纺锤丝 染色体等结构 下图甲 乙分别表示某基因组成为aabbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图 请据图回答下面的问题 1 依据图乙 写出该种生物细胞分裂时 dna数目的变化规律 2 图甲所示细胞名称为 该细胞中含同源染色体和等位基因分别为 对 若1号染色体表示x染色体 则2号和4号染色体分别叫做 3 孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的 来实现的 4 图乙中的横坐标各数字中 表示基因b与b的分开时期 6 12 6 3 第一极体 0 0 常染色体和x染色体 同源染色体彼此分离 非同源染色体自由组合 8 9 5 请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像和与甲对应的另一细胞产生的配子示意图 分析 1 图乙表示减数分裂过程中染色体的数量变化 据此分析可确定dna数目变化规律为6 12 6 3 2 图甲细胞处于减数第二次分裂后期 且细胞质均等分裂 因此该细胞为第一极体 该细胞内无同源染色体及等位基因 1号和4号染色体由同一条染色体复制而来 若1号染色体表示x染色体 则2号和4号染色体分别为常染色体和x染色体 3 孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期 同源染色体彼此分离 非同源染色体自由组合来实现的 4 同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期 即图乙中 5 6 时期 姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期 即 8 9 时期 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片1 实验原理蝗虫的精母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 减数第一次分裂和减数第二次分裂 在此过程中 细胞中的染色体形态 位置和数目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 2 实验材料的选取宜选用雄性个体生殖器官 其原因为 1 雄性个体产生精子数多于雌性个体产生卵细胞数 2 在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底 排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞 只有和精子相遇后 在精子的刺激下 才继续完成减 分裂 3 实验流程 1 装片制作 同有丝分裂装片制作过程 解离 漂洗 染色 制片 2 显微观察 提醒 精巢内精原细胞既进行有丝分裂 又进行减数分裂 因此可以观察到染色体数为n 2n 4n等不同的细胞分裂图像 某生物小组要探究减数分裂两个阶段所占时间长短 请帮助他们选择合适的材料和试剂 完成实验 供选材料及用具 小鼠的肝脏 睾丸 肾脏 苏丹 染液 醋酸洋红染液 健那绿染液 解离固定液 1 选材 用 作实验材料 2 制片 取少量组织液低渗处理后 放在 中 一定时间后轻轻漂洗 将漂洗后的组织液放在载玻片上 滴加适量 一定时间后加盖玻片 小鼠睾丸 解离固定液 醋酸洋红染液 压片 3 观察计算 观察多个视野 计数 及视野中细胞的总数 算出每个视野中不同分裂阶段细胞所占比例 最后 即可大体表示不同分裂阶段所占的时间比例 解析 要探究减数分裂两个阶段所占时间长短 应先制备减数分裂装片 再统计每个阶段细胞数目多少 最后通过求不同视野中 相同分裂阶段所占比例的平均值 得出结论 1 小鼠的肝脏和肾脏内的细胞无法进行减数分裂 只有睾丸内才可发 求不同视野中相同分裂阶段细胞所占比例的平均值 每个视野中处于不同分裂阶段细胞的数目 生减数分裂产生生殖细胞 2 制片时应遵循解离 漂洗 染色 制片的步骤 选择染色剂时应注意醋酸洋红染液可将细胞内的染色体染成红色 便于观察 而苏丹 染液是鉴定脂肪的 健那绿染液是染线粒体的 3 每个视野中每个分裂阶段中细胞数目占细胞总数的比例可以反映出该阶段持续时间的长短 为了结果的准确性 应求平均值 1 2013 高考新课标全国卷 关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述 正确的是 a 两者前期染色体数目相同 染色体行为和dna分子数目不同b 两者中期染色体数目不同 染色体行为和dna分子数目相同c 两者后期染色体数目和染色体行为不同 dna分子数目相同d 两者末期染色体数目和染色体行为相同 dna分子数目不同 c 解析 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都进行了dna的复制 但染色体数目都没有加倍 两者前期染色体数目 dna分子数目相同 有丝分裂前期染色体散乱排列 减数第一次分裂前期同源染色体联会 非姐妹染色单体可能发生交叉互换 两者染色体行为不同 a项错误 两者中期染色体数目 dna分子数目相同 有丝分裂中期染色体的着丝点排列在赤道板上 减数第一次分裂中期四分体排列在赤道板上 两者染色体行为不同 b项错误 有丝分裂后期着丝点一分为二 染色体数目加倍 而减数第一次分裂后期只是同源染色体分开移向两极 染色体数目没有发生变化 两个 过程的dna分子数目没有发生变化 c项正确 有丝分裂末期 由同一条染色体分开形成的两条子染色体分别进入不同的子细胞 分裂结果是形成的两个子细胞中的染色体和dna分子数目不变 而减数第一次分裂的末期 同源染色体分开进入不同的子细胞 形成的两个次级性母细胞中的染色体数目 dna分子数目都减半 d项错误 2 2013 高考江苏卷 右图为某生物一个细胞的分裂图像 着丝点均在染色体端部 图中1 2 3 4各表示一条染色体 下列表述正确的是 a 图中细胞处于减数第二次分裂前期b 图中细胞的染色体数是体细胞的2倍c 染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离d 染色体1与3必定会出现在同一子细胞中 c 解析 图中含有同源染色体 故不可能处于减数第二次分裂过程中 a项错误 图中每条染色体均含姐妹染色单体 染色体的着丝点没有分裂 故染色体数目不可能是体细胞的2倍 b项错误 由图可知 该时期细胞中存在联会形成四分体现象 为减数第一次分裂前期 染色体1和2为同源染色体 在减数第一次分裂的后期将会分离 c项正确 染色体1和3为非同源染色体 染色体1和4也是非同源染色体 由于减数分裂过程中非同源染色体是自由组合的 故染色体1和3不一定出现在同一子细胞中 d项错误 3 2013 高考江苏卷 一个班级分组进行减数分裂实验 下列操作及表述正确的是 a 换用高倍镜时 从侧面观察 防止物镜与装片碰擦b 因观察材料较少 性母细胞较小 显微镜视野应适当调亮c 为观察染色体不同层面的精细结构 用粗准焦螺旋调节焦距d 一个视野中 用10 物镜看到8个细胞 用40 物镜则可看到32个细胞解析 由于高倍物镜镜头较长 故换用高倍镜时要从侧面观察 防止物镜与装片碰擦 a项正确 显微镜视野的亮度与观察细胞的大小无关 b项错误 要观察染色体不同层面的精细结构 需要用高倍物镜 但换上高倍物镜后只能通过调节细准焦螺旋来调节焦距 c项错误 放大倍数越大 看到的细胞数目越少 d项错误 a 4 2012 高考海南卷 在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体 下表中 能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是 a 甲b 乙c 丙d 丁 b