高考生物一轮总复习 第15讲 减数分裂和受精作用课件 新人教版.ppt

第2章基因和染色体的关系 综合分析近三年各地高考试题 高考命题在本章有以下规律 1 减数分裂考查量不高但比较稳定 受精作用考查量很少 而伴性遗传各地考查量都比较多 2 从命题思路上看 受精作用一般与减数分裂结合考查 而伴性遗传与遗传规律结合考查 常常以压轴题方式出现 所占份额相当高 对成绩的高低能够起到决定性的作用 3 纵观本章内容在高考中的出现规律 以伴性遗传为背景点 结合遗传规律实验设计 把高中遗传部分的思想作为考查主要对象是当前各地高考命题的大趋势 因为伴性遗传病是当前社会的热点问题 也是体现高中生物理性思维的重要部分 根据近三年高考命题特点和规律 复习本章时要注意以下几个方面 1 减数分裂与有丝分裂的区别作为重点来学习 但不要忽略利用减数分裂分析遗传现象的类型 2 训练遗传现象分析技巧时 要特别注意表格 系谱图 染色体示意图等信息形式的快速获取 3 实验设计的理论 原则等要有机结合遗传规律 把遗传现象与性别的关系分析透彻 判断是否是伴性遗传的实验设计要熟练掌握设计要素 第15讲减数分裂和受精作用 一 减数分裂1 减数分裂概念的理解 有性生殖 成熟生殖细胞 一次 两次 减少一半 2 减数分裂过程 1 精子形成各时期的主要特点 连线 2 精卵形成的区别 正常情况下1个精原细胞形成 基因型有 而1个卵原细胞形成卵细胞和极体 卵细胞只有1种基因型 4个精细胞 2种 1个 3个 不均等分裂现象只发生在形成过程中 但极体的分裂是的 精子的形成需要经过精细胞的 而卵细胞没有变形现象 1 1 同源染色体的形态 大小一定相同吗 举例说明 2 形态 大小相同的染色体一定是同源染色体吗 举例说明 卵细胞 均等 变形 提示 1 不一定 如x和y染色体 x染色体比y染色体大得多 但二者是同源染色体 2 不一定 姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态大小完全相同 但不是同源染色体 二 受精作用1 概念 和相互识别 融合成为的过程 2 实质 精子的与卵细胞的相融合 使彼此的会合在一起 受精卵 细胞核 细胞核 染色体 卵细胞 精子 3 结果 受精卵中的数目又愎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 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 染色体 精子 父方 卵细胞 母方 自然选择 减数分裂 受精作用 染色体 2 人的体细胞中有46条染色体 其中23条来自父亲 23条来自母亲 1 一个人形成的某个配子中 23条染色体全部来自父方的概率是什么 2 人的一个初期精母细胞和一个初级卵母细胞经减速分裂后各形成几种类型的配子 一 判断题 或 1 人类精子发生过程中 判断下列4个问题 2010 江苏 1 细胞中染色单体数最多可达92条 2 姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 3 染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 4 一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1 223 2 为下列模式图排序 正确的是 2009 广东 二 选择题1 2012 上海单科 图为细胞内染色体状态示意图 这种染色体状态表示已发生 a 染色体易位b 基因重组c 染色体倒位d 姐妹染色单体之间的交换 解析 本题考查生物可遗传变异的种类及其区别 减数分裂四分体时期 一对同源染色体中的相邻两个非姐妹染色单体间的交叉互换可导致基因重组 这种交叉互换有别于染色体结构变异中的染色体易位 前者互换的是等位基因 或相同基因 而后者交换的是非等位基因 答案 b 2 2012 江苏单科 观察到的某生物 2n 6 减数第二次分裂后期细胞如图所示 下列解释合理的是 a 减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离b 减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离c 减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次d 减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次 解析 本题主要考查减数分裂图像分析的能力 根据题意某生物2n 6可知 在减 后期两极均应有3条染色体 图像显示均为4条染色体 说明减 后期有一对同源染色体没有相互分离 减 后期姐妹染色单体分离 故a对 答案 a 3 2011 天津理综 玉米花药培养的单倍体幼苗 经秋水仙素处理后形成二倍体植株 下图是该过程中某时段细胞核dna含量变化示意图 下列叙述错误的是 a a b过程中细胞内不会发生基因重组b c d过程中细胞内发生了染色体数加倍c e点后细胞内各染色体组的基因组成相同d f g过程中同源染色体分离 染色体数减半 解析 基因重组和同源染色体分离都发生在减 过程中 花药培养的单倍体幼苗 经秋水仙素处理后形成二倍体植株的过程 不发生减数分裂 故a正确 d错误 由题中信息知 秋水仙素处理在c d过程之前 秋水仙素能抑制纺锤体的形成 导致c d过程中细胞内染色体数目加倍 即由10条变为20条 e点后细胞内各染色体组都来源于花药中的一个染色体组的复制 各染色体组的基因组成相同 答案 d 4 2009 广东单科 如图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片 该时期 多选 a 是减数分裂第一次分裂的前期b 是减数分裂第一次分裂的中期c 非姐妹染色单体发生了互换d 结束后 同源染色体发生联会 解析 图中可看到同源染色体配对的现象 所以为减数分裂前期 前期发生了非姐妹染色单体的交叉互换 联会就发生在减数第一次分裂前期 答案 ac 1 精子 卵细胞形成过程 以动物为例 的异同点 归纳拓展 不同点 细胞质分配是否均等 是否变形 结果 1个精原细胞 4个有功能的精子 1个卵原细胞 1个卵细胞 三个极体退化消失 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 减数分裂过程中染色体 核内dna数量变化 甲中 ab段表示减数第一次分裂末期 同源染色体分离 分别进入两个次级性母细胞 导致子细胞内染色体数目减半 cd段表示减数第二次分裂后期 着丝点分裂导致细胞内染色体数目暂时加倍 乙中 ef段表示减数分裂间期 染色体复制导致细胞核内dna数目暂时加倍 gh段表示减数第一次分裂末期 同源染色体分开分别进入两个子细胞 导致子细胞核内dna数目减半 ij段表示减数第二次分裂末期 分开后的姐妹染色单体 成为染色体 分别进入两个子细胞 导致精细胞 或卵细胞 核内dna减半 3 重要概念辩析 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 大小一般都相同 一条来自父方 一条来自母方 如右图中的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 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 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 3 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 4 交叉互换 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 未换染色单体 和ab ab 交换的结果 产生可遗传变异 易错警示 1 同源染色体也有大小不同的 如男性体细胞中的x染色体和y染色体 x染色体较大 y染色体较小 大小相同的染色体不一定是同源染色体 如着丝点断裂后形成的两条染色体 因不是一条来自父方 一条来自母方 所以不叫同源染色体 但只要是联会的两条染色体 不管大小 形状是否相同 都叫同源染色体 同源染色体既可以是复制之前不含染色单体的也可以是复制之后含染色单体的 2 有丝分裂过程中有同源染色体存在 但不出现同源染色体的联会和四分体 3 四倍体生物的体细胞中含有四条相同的染色体 所以进行减数第二次分裂时也存在同源染色体 因此 平时研究减数分裂没有特殊说明均以二倍体生物为研究对象 考向1 经典高考题 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 破题关键 图示等位基因 相同基因与同源染色体 四分体的关系如下 1个四分体 1对同源染色体 1对等位基因a a 4条染色单体 aa aa 若b b在另1对同源染色体 即另1个四分体 上 则4个黄色 4个绿色荧光点分别在2个四分体上 不可能1个四分体中出现2个绿点或黄点 听课记录 解析 在减数第一次分裂时 同源染色体联会形成四分体 等位基因位于同源染色体上 若这2对基因在1对同源染色体上 由于经过了间期dna的复制 则1个四分体中有2个a 2个a 2个b 2个b 即1个四分体中出现4个黄色 4个绿色荧光点 若在2对同源染色体上 则四分体中只有a a或者只有b b 即黄色和绿色荧光点不能同时存在 答案 b 考向2 2013 西安五校联考 如下图为细胞分裂过程示意图 据图分析不能得出 a 如图所示细胞分裂过程中 dna复制发生了三次b 若在a点使核dna带上放射性同位素标记 则在cd段可检测到含有放射性的核dna占100 c 在图中的ef段和op段 细胞中含有的染色体组数是相等的d 图中l点 m点所示过程的进行 与细胞膜的流动性有关 解析 分析图可知 细胞依次经过有丝分裂 减数分裂 受精作用和有丝分裂的过程 可见核dna复制了三次 故a正确 在a点把dna分子用同位素标记 由于dna进行的是半保留复制 即形成的子代dna中各含有一条脱氧核苷酸链含放射性 着丝点断裂 cd段 后形成的dna分子全有放射性 故b正确 op段包括有丝分裂后期 该时期染色体数目加倍 而ef段包括有丝分裂末期及减数第一次分裂后期之前 这个时间段染色体数目正常 故c错误 图中l点到m点是由于精子和卵细胞融合 导致核dna数量加倍 精子和卵细胞融合与细胞膜的流动性有关 故d正确 答案 c 方法规律 正确区分有丝分裂和减数分裂过程中的有关曲线1 坐标曲线图常反映的是染色体或核dna数量的变化关系 通过坐标曲线反映细胞增殖过程中染色体或核dna的变化 也是常见的题型 但是 如何区分坐标曲线反映的是有丝分裂还是减数分裂呢 下面结合图形来寻找突破口 1 区分核dna的变化曲线和染色体的变化曲线的技巧 看 斜线 曲线中存在斜线的为dna变化曲线 不存在斜线的为染色体变化曲线 2 区分开核dna和染色体的变化曲线后 再区分细胞增殖的方式 看 染色体峰值 染色体数目最大为4n的是有丝分裂 染色体数目最大为2n的是减数分裂 看 dna复制和分裂次数 斜线代表dna复制 竖直下降代表细胞分裂完成 因此斜线出现1次 而竖直下降2次的为减数分裂 斜线出现1次 而竖直下降1次的为有丝分裂 看 结果 分裂完成后 染色体或核dna的数量与分裂前相等则为有丝分裂 若减半则为减数分裂 2 直方图实质上是坐标曲线图的变形 反映的也是染色体 核dna或染色单体数量的变化关系 解题思路与坐标曲线图基本相同 但对染色单体的分析非常重要 1 有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的图像识别 2 根据染色体的形态的辨别方法 三看法 3 减数分裂过程中不同时期的图像识别 二倍体生物 4 单倍体 多倍体细胞分裂图像 考向3 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 破题关键 1 在涉及此知识点的题目中 题干往往会明确说明是二倍体细胞分裂图 或说明是动物细胞分裂图 若不特别说明 应考虑单倍体或多倍体细胞分裂 2 一般来说 细胞分裂方式的识别还需要观察细胞外形和细胞质的分裂方式等 细胞板隔裂 植物细胞分裂 缢裂 动物细胞分裂 矩形有壁为植物细胞 圆形无壁一般为动物细胞 听课记录 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 答案 b 考向4 2011 江苏单科 下图为基因型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母细胞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种卵细胞d 此动物体细胞内最多含有四个染色体组 解析 此细胞中无同源染色体 处于减数第二次分裂 故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞 也可能是极体 a项错误 因亲代基因型为aabb 无a基因 故细胞中染色体上的a基因只能是基因突变产生的 b项正确 此细胞若为次级精母细胞 则形成的两个精子是两种类型 若为次级卵母细胞 则形成一个极体和一个卵细胞 一个卵细胞只能是一种类型 c项正确 图示细胞含一个染色体组 故该动物体细胞中含两个染色体组 在有丝分裂的后期染色体数目加倍 则含有四个染色体组 d项正确 答案 a 拓展归纳 变异条件下产生配子的种类分析 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 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 压片2 显微观察 实验材料的选择 1 一般来说 雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量 因此在选择观察减数分裂的材料时 要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官 如动物精巢 植物花药 2 在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底 排卵时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 所以要完整观察减数分裂各时期的图像 特别是减 分裂图像 一般不选择雌性个体的生殖器官 疑难点拨 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 时应注意在视野中观察下列染色体变化特点 1 细胞内染色体数目 正常情况下 减数第一次分裂过程中同源染色体分离 因而进行减数分裂的细胞内染色体数可能是偶数 也可能是奇数 2 同源染色体的行为 减数第一次分裂过程中有联会现象 能形成四分体 3 有无同源染色体 减数第二次分裂过程中不存在同源染色体 易错警示 画细胞分裂图像的一般步骤 根据细胞所处的时期和已知条件判断染色体数目 从而确定着丝点数目 先画着丝点 前期散乱分布 中期排成一排 赤道板上 后期排两排 赤道板两侧 根据细胞所处的时期画染色体 前 中期画出染色单体 后期不能画染色单体 但要画出向两极移动的趋势 动物细胞中要画出中心体 植物细胞要标出两极 画纺锤体 动物细胞在中心粒和着丝点之间画出星射线 植物细胞在两极和着丝点之间画出纺锤丝 动物细胞只画细胞膜 植物细胞除画细胞膜外 还要画出细胞壁 考向5 经典高考题 小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物 请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤 供选材料及试剂 小鼠的肾脏 睾丸 肝脏 苏丹 染液 醋酸洋红染液 詹纳斯绿b 健那绿 染液 解离固定液 1 取材用 作实验材料 2 制片 取少量组织低渗处理后 放在 溶液中 一定时间后轻轻漂洗 将漂洗后的组织放在载玻片上 滴加适量 一定时间后加盖玻片 3 观察 用显微镜观察时 发现几种不同特征的分裂中期细胞 若它们正常分裂 产生的子细胞是 下图是观察到的同源染色体 a1和a2 的配对情况 若a1正常 a2发生的改变可能是 破题关键 减数分裂与可遗传变异 1 基因突变 减 间期dna复制 3 染色体变异 减数分裂中可发生染色体结构变异和数目变异 听课记录 解析 主要考查观察细胞分裂的实验过程 以及染色体结构变异的区分方法 观察减数分裂应选取生殖器官 本题应选取睾丸 制片过程为 解离 漂洗 染色 压片 精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖 通过减数分裂形成成熟生殖细胞 故中期细胞可能是有丝分裂中期 减 中期 减 中期 a1正常 则a2为缺失 若a2正常 则a1为重复 答案 1 小鼠 睾丸 2 解离固定液 醋酸洋红染液 压片 只要有压片的操作均可 3 次级精母细胞 精细胞 精原细胞 缺失 考向6 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 按分裂过程判断 图中标号的先后顺序为 b 该动物为雌性 和 是次级卵母细胞c 基因a和基因a的分离发生在 细胞中d 正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞 解析 按分裂过程判断 图中标号的先后顺序为 该动物为雌性 是次级卵母细胞 是次级卵母细胞或第一极体 基因a和基因a的分离发生在 细胞中 正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞 答案 d 1 如图一表示某动物精原细胞中的一对同源染色体 在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换 结果形成了 所示的四个精细胞 这四个精细胞中 来自同一个次级精母细胞的是 a 与 b 与 c 与 d 与 解析 同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段 即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换 另一条没有发生互换 因此 在减数第二次分裂时 移向两极的姐妹染色单体一条发生了互换 另一条没有发生互换 则由形成的四个精细胞可知 和 来自同一个次级精母细胞 和 来自另一个次级精母细胞 答案 c 2 2011 上海卷 下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时 处于四个不同阶段的细胞 中遗传物质或其载体 的数量 下列表述与图中信息相符的是 a 所处阶段发生基因自由组合b 代表初级精母细胞c 代表染色体d 中 的数量比是2 4 4 1 解析 分析图示可知 为精原细胞 为初级精母细胞 在减 前期 后期可发生基因自由组合 为次级精母细胞 为精细胞 表示染色体 表示染色单体 表示dna 中 dna的数量比是2 4 2 1 故a正确 答案 a 3 下面是某一高等动物体内的细胞分裂示意图 曲线图分别表示该动物细胞中一条染色体上dna的含量变化及一个细胞中染色体组的变化 下列有关叙述正确的是 a bc段和hj段可能对应于同一细胞分裂图b 乙图可对应于de段和hj段c 甲 乙两图可同时出现在睾丸中d 基因重组可发生于形成乙图过程中的bc段和jk段 解析 bc段可以对应细胞有丝分裂或者减数分裂的前 中期 hj段对应有丝分裂的后期 甲图为有丝分裂中期 乙图为减数第二次分裂后期 睾丸中的精原细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂 基因重组发生在减数第一次分裂前期或减数第一次分裂后期 答案 c 4 2013 皖南八校联考 某种哺乳动物基因型为aabb 右图分别是该动物的两个细胞结构示意图 下列叙述错误的是 a 甲细胞是该动物睾丸器官中的一个细胞 细胞名称是初级精母细胞 该细胞中有2个染色体组 含8个dna分子b 若要验证 的主要化学成分 需要使用的化学试剂有双缩脲试剂 二苯胺 c 甲细胞发生了变异 该变异细胞产生的有性生殖细胞的种类是3种d 乙细胞的名称是次级精母细胞或第一极体 其变异的来源是基因突变 交叉互换 解析 甲细胞处于减数第一次分裂后期 乙细胞处于减数第二次分裂后期 因为图甲发生的是细胞质均等分裂 所以该动物为雄性动物 则图乙为次级精母细胞 而不可能是第一极体 是由蛋白质和dna构成的染色体 所以用双缩脲试剂 二苯胺试剂检测 甲细胞发生了变异 产生的一个次级精母细胞基因型是aabb 所以该次级精母细胞产生2种精细胞分别是ab ab 另一个次级精母