导学教程高考生物一轮复习 第4单元 细胞的生命历程（含减数分裂与受精作用）第3讲 减数分裂和受精作用课件.ppt

第3讲减数分裂和受精作用 考纲要求 1 细胞的减数分裂 2 动物配子的形成过程 3 动物的受精过程 4 实验 观察细胞的减数分裂 1 减数分裂的概念 考点1减数分裂与受精作用 有性生殖 成熟生殖细胞时 一 两次 2 减数分裂的过程 1 精子的形成 2 卵细胞的形成 复制 四分体 同染色体 卵细胞 着丝点 3 精子和卵细胞形成过程的差异 不均等分裂 变形 4 1 3 4 配子中染色体组合多样性的原因 1 同源染色体的分离和非同源染色体的 2 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生 思考 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相同吗 为什么 提示不相同 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 自由组合 交叉互换 5 受精作用 1 过程 精子的 进入卵细胞 尾部留在外面 同时卵细胞的 会发生复杂的生理反应 以阻止其他精子再进入 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合 使彼此的 会合在一起 2 结果 受精卵中的 又恢复到 中的数目 其中有一半染色体来自 另一半来自 头部 细胞膜 染色体 染色体数目 体细胞 精子 父方 卵细胞 母 1 正误判断 1 同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期 2010 海南卷 2 人体的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1 223 2010 江苏卷 3 果蝇的精细胞中一定存在y染色体 4 1个卵原细胞只能产生1个卵细胞 而1个精原细胞能形成4个精细胞 5 减数分裂形成配子过程中实现了基因重组 造成有性生殖后代的多样性 6 受精卵中的遗传物质一半来自父方 一半来自母方 2 教材改编题 从配子的形成和受精作用两个方面分析 下列叙述不是遗传的多样性和稳定性的原因的是a 四分体时期 非姐妹染色单体间互换部分遗传物质b 非同源染色体的自由组合c 受精时精子和卵细胞染色体的自由组合d 通过减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞中染色体数目维持恒定 解析四分体时期 非姐妹染色单体间互换部分遗传物质以及减数第一次分裂过程中非同源染色体的自由组合和精卵细胞的随机结合导致遗传的多样性 通过减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞中染色体数目维持恒定 保证了前后代遗传性状的相对稳定 但受精作用只是精卵细胞结合 使受精卵及其发育成的个体体细胞中又可以恢复该种生物的染色体数目 而不是染色体的自由组合 答案c 1 减数分裂中一个细胞内染色体和dna数量变化 1 dna数目变化 减数第一次分裂 dna因复制而加倍 减数第一次分裂结束因 而使细胞中dna减半 减数第二次分裂结束因 平分到两个子细胞中 dna数目再减半 前的间期 同源染色体分离 着丝点分裂姐妹染色单体分开 2 染色体数目变化 减数第一次分裂结束时因 而使子细胞中染色体数目减半 减数第二次分裂结束时 因 而使细胞内染色体数目暂时加倍 随后又分配到两个子细胞中 最终使子细胞中染色体数目比正常体细胞减少一半 3 染色体 dna变化规律及原因 同源染色体分离 着丝点分裂 1 2 1 1 2 减数分裂中的三组概念辨析 1 同源染色体和非同源染色体 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 一条来自父方 一条来自母方 如图中的1和2为一对同源染色体 3和4是另一对同源染色体 非同源染色体是指 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 相同 形态 大小各不相同 2 姐妹染色单体和非姐妹染色单体 姐妹染色单体 同一着丝点连着的两条染色单体 如上图中的a和a b和b c和c d和d 非姐妹染色单体 不同着丝点连接着的两条染色单体 如上图中的a和b b a 和b b 等 3 联会和四分体 联会 是指减数第一次分裂过程中 前期 同源染色体 的现象 该时期已完成复制 染色单体已形成 但螺旋程度低 观察不到 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 图中含有两个四分体 即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数 一个四分体 同源染色体 染色体 染色单体 dna分子 8条脱氧核苷酸链 两两配对 1对 2条 4条 4个 警示 对交叉互换的理解要到位 图示 时期 减 前期四分体时期 范围 同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段 交换对象 等位基因b b交换 结果及意义 导致基因重组 产生多种配子 若不交换只产生ab ab两种配子 若交换则可产生ab ab 未换的染色单体 和ab ab 交换的结果 产生可遗传变异 3 减数分裂形成配子的种类 1 1个含n对等位基因的精原细胞 经过减数分裂后 能形成 个精子 种类型 2 1个含n对等位基因的卵原细胞 经过减数分裂后 能形成 个卵细胞 种类型 3 1个含n对同源染色体的生物体 经过减数分裂能形成 种精子或卵细胞 4 2 1 1 2n 例如yyrr基因型的个体产生配子情况如下 考向一不同细胞分裂方式的特点及相关概念辨析1 判断正误 1 蛙受精卵发育成原肠胚过程中不能发生同源染色体分离 2012 四川卷 2 人的初级精母细胞和次级精母细胞中都含y染色体 2012 江苏卷 3 非同源染色体之间发生自由组合 导致基因重组 2011 江苏卷 4 姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中 5 减数第一次分裂中 着丝点分裂导致染色体数目减半 2 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 解析一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体 两条姐妹染色单体的着丝点一分为二后 是相同的染色体 并非同源染色体 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 在减数第一次分裂过程中 只有配对的染色体才能称为同源染色体 复制后的同源染色体联会后形成四分体 每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 答案a 考向二减数分裂中染色体和dna的数目 行为变化3 如图表示细胞分裂过程中染色体 核dna变化相对值 下列有关a c段 不含a c点 的叙述 正确的是 a 细胞中始终存在染色单体b 细胞中始终存在同源染色体c 细胞中染色体和核dna数之比由1 2变为1 1d 此时的染色体行为是生物变异的根本来源 解析据图可知 图中虚线数目加倍一次 但连续减半两次 因此表示减数分裂过程中dna的变化相对值 实线表示染色体的变化相对值 其中o a段表示减数第一次分裂前的间期 a c段中b为减数第一次分裂末期的终点 同源染色体彼此分离进入两个子细胞中 b c段无同源染色体 故b错误 c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程 a c段 不含a c点 细胞中始终存在染色单体 细胞中染色体和核dna数之比一直为1 2 故a正确 c错误 a c段中 一般不会发生基因突变 可进行基因重组与染色体变异 而生物变异的根本来源为基因突变 故d错误 答案a 4 在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞 等位基因a a被分别标记为红 黄色 等位基因b b被分别标记为蓝 绿色 细胞都处于染色体向两极移动的时期 不考虑基因突变和交叉互换 下列有关推测合理的是 a 时期的细胞中向每一极移动都有红 黄 蓝 绿色荧光点 各2个b 时期的细胞中向每一极移动都有红 黄 蓝 绿色荧光点 各1个c 时期的初级精母细胞中都有红 黄 蓝 绿色荧光点 各2个d 图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常 解析 为有丝分裂后期 为减 后期 故 时期的细胞中每一极均有一套完整的染色体 即红 黄 蓝 绿荧光点各1个 正常情况下 时期的细胞中 移向两极的染色体相同 均只有每对同源染色体中的一半 即荧光点各有红 黄中的1个 蓝 绿中的1个 时期的细胞中有4种颜色的荧光点各2个 图中精细胞中出现了等位基因 说明减 异常 答案c 考向三配子类型判断5 如图1所示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 a b c d 解析减数第一次分裂的特点 同源染色体分离 减数第二次分裂的特点 次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开成为两条染色体并分别进入两个精细胞中 所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中 染色体组成应相同 解答此题时需结合交叉互换的含义 分析 四个图例 如图所示 综上所述 根据图2中各细胞内染色体组成特点推知 与 与 的染色体组成基本相同 结合选项可知b正确 答案b 技法提炼 配子来源的判断方法 1 若两个精细胞中染色体完全相同 则它们可能来自于同一个次级精母细胞 2 若两个精细胞中染色体恰好 互补 则它们可能来自于同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞 3 若两个精细胞中的染色体有的相同 有的互补 只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程 1 减数分裂与有丝分裂细胞图像比较 1 三个前期图的判断 考点2减数分裂与有丝分裂的比较 判断步骤 是否出现四分体 减数第一次分裂 有丝分裂 减数第二次分裂 结果 a为 前期 b为 前期 c为 前期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2 三个中期图的判断 判断步骤 着丝点是否排列在赤道板上 减数第一次分裂 有丝分裂 减数第二次分裂 结果 a为 中期 b为 中期 c为 中期 有丝分裂 减数第二次分裂 减数第一次分裂 3 三个后期图的判断 判断步骤 染色体是否含有染色单体 减数第一次分裂 有丝分裂 减数第二次分裂 结果 a为 后期 b为 后期 c为 后期 有丝分裂 减数第二次分裂 减数第一次分裂 2 减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核dna数量变化 1 模型 2 判断 dna 减数 有丝 染色体 减数 有丝 3 每条染色体中dna含量的变化 根据上面的曲线填写下表 减数第一次分裂前的间期 减数第二次分裂的末期 间期 前期和中期 后期 末期 考向一分裂图像辨析1 下图为某动物体内有关细胞分裂的一组图像 下列相关叙述错误的是 a 图 2 与图 3 表示的是同一细胞分裂过程中不同时期的图像b 图 1 发生在图 3 所示过程之后c 图 5 所表示的时期可以是有丝分裂或减数分裂的间期d 在动物的睾丸中可能同时出现以上的细胞分裂过程 解析根据染色体的数目以及行为判断 1 是有丝分裂后期 2 是减数第一次分裂后期 3 是有丝分裂中期 4 是减数第二次分裂后期 5 是细胞分裂间期 图 2 与图 3 表示的是不同细胞分裂过程中不同时期的图像 a错误 图 1 有丝分裂后期发生在图 3 有丝分裂中期之后 b正确 有丝分裂的间期与减数分裂的间期都是进行dna复制和有关蛋白质的合成 c正确 动物睾丸中的细胞既可以进行有丝分裂也可以进行减数分裂 d正确 答案a 方法规律 三看法 识别细胞分裂方式 考向二染色体 核dna数量变化曲线比较2 如图表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 据图分析正确的是 a 具有染色单体的时期只有cd gh mn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目是相等的d mn段相对于ab段发生了核dna含量的加倍 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除cd gh mn段外还有ij段 减 前 中期 且该阶段 减 后期 还发生着丝点分裂 gh段染色体数目为体细胞染色体数目 而op段着丝点已分裂 应是gh段的2倍 mq是一个完整的有丝分裂过程 mn段发生了dna复制 复制后dna数是ab段的2倍 答案d 考向三细胞分裂与遗传变异3 如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图 数字代表染色体 字母代表染色体上带有的基因 据图判断不正确的是 a 该动物的性别是雄性b 乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组c 1与2或1与4的片段交换 前者属基因重组 后者属染色体结构变异d 丙细胞不能发生基因重组 解析根据题干 图中细胞是同一生物个体的细胞 由甲图可知该动物的性别为雄性 乙图为有丝分裂图像 乙图所示的细胞中两条子染色体分别含有a和a基因 其原因是发生了基因突变 1与2片段交换属于同源染色体间的交叉互换 属于基因重组 1与4片段交换属于染色体结构变异 丙细胞处于减数第二次分裂后期 基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期和后期 答案b 归纳提炼 可遗传变异的细胞学来源 1 基因突变 任何方式的细胞分裂过程中 都有遗传物质的复制 受生物体内或体外各种因素的影响 都可导致dna复制过程中发生差错 从而发生基因突变 2 基因重组 发生于减 四分体时期和减 后期 即同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和基因的自由组合 3 染色体变异 多倍体 发生于有丝分裂末期 染色体加倍 没有形成两个子细胞 染色体结构的变异 一般发生于减数分裂同源染色体联会时期 4 原核细胞的变异 原核生物的变异类型只有基因突变 不存在真正意义上的染色体 自然也没有基因重组和染色体变异 4 下列有关配子基因型异常发生时期的判断 正确的是 解析a项中发生了基因突变 配子基因型异常发生时期在间期dna复制过程中 即有丝分裂间期 a错误 b项中产生配子过程中 减数第一次分裂异常 同源染色体没有分开 b错误 c项中产生配子过程中 减数第一次分裂异常 同源染色体没有分开 c正确 d项中配子基因型发生异常是在减数第一次分裂及减数第二次分裂时期 d错误 答案c 方法规律 细胞分裂异常产生的子细胞的分析方法 1 实验原理蝗虫的 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 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 考点3观察细胞的减数分裂 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 2 显微观察低倍镜观察 在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 识别 细胞 细胞和精细胞高倍镜观察 先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂 和减数第二次分裂 的细胞 再在高倍镜下仔细观察染色体的形态 位置和数目绘图 根据 尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图 漂洗 染色 制片 初级精母 次级精母 中期 后期 中期 后期 观察结果 思考 1 本实验宜选用雄性个体生殖器官 其原因是什么 提示 雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数 在大多数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 才继续完成减数第二次分裂 2 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为n 2n 4n等不同的细胞分裂图像 3 精巢内精原细胞存在什么样的细胞分裂方式 提示精巢内精原细胞既进行有丝分裂 又进行减数分裂 因此可以观察到染色体数为n 2n 4n等不同的细胞分裂图像 考向一实验的选材 原理及步骤1 为了观察减数分裂各时期的特点 实验材料选择恰当的是 蚕豆的雄蕊 桃花的雌蕊 蝗虫的精巢 小鼠的卵巢a b c d 解析蚕豆的雄蕊是其雄性生殖器官 能通过减数分裂产生精子 且数量多 适合作观察减数分裂的实验材料 故 正确 桃花的雌蕊是其雌性生殖器官 该器官内也存在减数分裂过程 但与雄性生殖器官相比 产生的生殖细胞数量少 不利于在显微镜下观察 不适合该实验 故 错误 蝗虫的精巢是其雄性生殖器官 该器官进行旺盛的减数分裂过程 且产生雄配子数量大 适合作该实验的材料 故 正确 小鼠的卵巢是雌性生殖器官 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 才能继续完成减数第二次分裂 故 错误 答案c 2 一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时 发现了一个细胞膜向内凹陷 细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像 下列说法不正确的是a 如果每个着丝点上都有两条染色单体 说明该细胞取自雄性小鼠的睾丸b 如果每条染色体上均不含染色单体 说明该细胞处于减数第二次分裂后期c 如果移向两极的染色体数目不同 说明该细胞发生了染色体数目的变异d 无变异情况下 若移向两极的染色体形态有差异 说明该细胞处于减数第一次分裂后期 解析处于有丝分裂后期 减数第一次分裂后期的初级精母细胞 减数第二次分裂后期的极体和次级精母细胞均具备题目中描述的特点 当每个着丝点上都有两条染色单体时 说明该细胞处于减数第一次分裂后期 又因细胞质均等分裂 故该细胞为初级精母细胞 取自雄性小鼠的睾丸 如果每条染色体上均不含染色单体 则该细胞可能处于减数第二次分裂后期 也可能处于有丝分裂后 末期 无论是处于有丝分裂过程 还是处于减数第一次分裂或减数第二次分裂过程 移向两极染色体数目均应相等 若不相等 说明该细胞发生了染色体数目的变异 无变异情况下 移向两极的若是姐妹染色单体分离后形成的染色体 其形态 结构应是完全相同的 只有同源染色体中的x y染色体分别移向两极时会出现差异 同源染色体的分离发生于减数第一次分裂后期 答案b 考向二实验综合3 下图是基因型为aabb 两对基因独立遗传 的某动物组织切片显微图像 下列说法正确的是 a 细胞分裂先后经过 过程b 细胞 分裂结束后形成极体和次级卵母细胞c 细胞 中有1个四分体 4条染色单体d 细胞 分裂结束后可能产生基因型为ab的两个子细胞解析 为减数第一次分裂四分体时期 为减数第二次分裂后期 为减数第二次分裂前期 图中标号的先后顺序应为 为次级卵母细胞 分裂结束后形成卵细胞和极体 细胞 中无四分体 正常分裂结束后可产生2个1种基因型的子细胞 答案d 4 下图 是用某种方法在显微镜 不用染色 下拍到的二倍体百合 2n 24 某个细胞的减数分裂不同时期的图像 相关叙述不正确的是 a 图中细胞分裂时序为 b 图 细胞内dna和染色体数目加倍c 图 细胞中均可能发生基因重组d 图 细胞中均含有两个染色体组 解析根据细胞中染色体的行为可知 细胞 处于间期 细胞 处于减数第一次分裂后期 细胞 处于减数第一次分裂前期 细胞 处于减数第二次分裂末期 细胞 处于减数第二次分裂后期 故a正确 经过间期以后 细胞中的dna数目加倍 而染色体数目不变 故b错 基因重组包括基因自由组合和交叉互换 其中前者发生在减数第一次分裂后期 后者发生在减数第一次分裂前期 故c正确 细胞中 形态相同的染色体有两条 因此都含有两个染色体组 故d正确 答案b 1 2015 天津理综 低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体 从而产生染色体数目加倍的卵细胞 此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎 上述过程中产生下列四种细胞 下图所示四种细胞的染色体行为 以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例 可出现的是 真题集训 解析本题主要考查减数分裂异常的相关知识 因减数第一次分裂时不形成纺锤体 不会发生同源染色体的分离 从而导致形成的次级卵母细胞含有同源染色体 a错误 b正确 次级卵母细胞正常进行减数第二次分裂 使产生的卵细胞内含有2对同源染色体 c错误 此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎 胚胎细胞中应该有6条染色体 3个染色体组 每一形态的染色体有3条 d错误 答案b 2 2014 安徽 某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下 下列叙述正确的是 a 图甲中 细胞的同源染色体之间发生了基因重组b 图乙中 移向细胞两极的染色体组成相同c 图丙中 染色体的复制正在进行 着丝点尚未分裂d 图丁中 细胞的同源染色体分离 染色体数目减半 解析图示为植物细胞减数分裂过程 根据图甲的联会现象 可知该图处于减数第一次分裂的前期 细胞的同源染色体之间可因交叉互换而发生基因重组 a项正确 图乙同源染色体分离 为减数第一次分裂的后期 移向细胞两极的染色体为同源染色体 b项错误 丙为减数第一次分裂末期后进入减数第二次分裂的间期 而减数第二次分裂的间期短暂 并无染色体的复制 c项错误 丁图为减数第二次分裂的后期 此时着丝点分裂 姐妹染色单体分离 导致细胞中染色体数目暂时加倍 而此时细胞中已没有同源染色体 d项错误 答案a 3 2013 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 解析假如体细胞内的染色体数为2n 有丝分裂前期