2022高考生物一轮复习第11讲减数分裂和受精作用课件新人教版

1、第第1111讲减数分裂和受精作用讲减数分裂和受精作用第第4 4单元单元 2022 素养导读素养导读 必备必备知识知识 固本固本夯基夯基 一、减数分裂和受精作用 1.减数分裂的概念 有性生殖 成熟生殖细胞 一两 一半 2.减数分裂的过程 精子的形成过程(以二倍体动物为例) 联会 四分体 非姐妹 同源 非同源 着丝点 着丝点 3.哺乳动物的精子和卵细胞形成的异同 比较项目精子卵细胞 场所 卵巢 细胞质分裂方式 分裂 第一极体分裂,初级和次级 卵母细胞分裂 是否变形 不变形 结果 1个精原细胞 个精子 1个卵原细胞 个卵母细胞、个极体 睾丸 均等 均等 不均等 变形 413 4.受精作用 卵细胞 精

2、子 受精卵 细胞核 细胞核 染色体 染色体 精子(父方) 卵细胞(母方) 二、配子的多样性 1.配子中染色体组合多样性的成因 (1)减数分裂过程中非同源染色体的自由组合(以AaBb为例,不考虑基因突 变) 成熟生殖细胞成熟生殖细胞 同源染色 体对数 产生配子种类 1 个精原细胞1个雄性个体 1个卵原细胞 1个雌性个体 只考虑2对 2种(AB、ab或 Ab、aB) 22种(AB、ab、 Ab、aB) 1种(AB或ab 或Ab或aB) 22种(AB、ab、 Ab、aB) 考虑n对2种2n种1种2n种 (2)减数分裂过程中四分体时期非姐妹染色单体间的交叉互换 是否发生染色 体交叉互换 配子类型 1个

3、精原细胞1个雄性个体 否AB ab=1 1AB ab=1 1 是 AB ab Ab aB= 1 1 1 1 AB=abAb=aB (比例随机) 2.减数分裂与两大遗传定律的关系 (1)基因的分离定律发生于减数第一次分裂(时期),即同源染色体 分开,其上的等位基因分离。 (2)基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分离的 同时,非同源染色体上的。 后期 非等位基因自由组合 三、减数分裂与有丝分裂的比较 1.减数分裂与有丝分裂的不同点 比较项目减数分裂有丝分裂 分裂的细胞 体细胞(包括原始生殖 细胞) 细胞分裂次数 次 次 同源染色体的 行为 联会形成,非姐妹 染色单体间可能发生

4、 ,同源染色体分离 存在同源染色体,但不联 会,不分离,无交叉互换 现象 原始生殖细胞 两 一 四分体 交叉互换 比较项目减数分裂有丝分裂 非同源染色体 的行为 不发生自由组合 子细胞染色体 数目 不变 子细胞的名称 和数目 个精细胞或1个卵细胞 和3个极体 个体细胞 子细胞间的遗 传物质 不一定相同 自由组合 减半 4 2 相同 比较项目减数分裂有丝分裂 意义 减数分裂和受精作用维持了每 种生物前后代体细胞中染色体 数目的恒定 使生物的亲代细胞和子 代细胞之间保持了遗传 性状的稳定性 2.减数分裂与有丝分裂的相同点和联系 (1)相同点 染色体都只复制次。 分裂过程中都出现纺锤体,都有核仁、核

5、膜的过程。 都有着丝点分裂和分开现象。 (2)联系 减数分裂是一种特殊的有丝分裂。 一 消失和重建 姐妹染色单体 四、实验: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,再通过变形形成精子。在此过 程中,细胞中的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.实验材料的选择 选用个体的生殖器官。 染色体形态、位置和数目 雄性 3.实验步骤 精 形态、位置和数目 名师点睛实验材料的选择 观察减数分裂一般选择高等动物的睾丸或植物的雄蕊,而不选择高等动物 的卵巢和植物的雌蕊。一是因为雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌 性个体产生的雌配子的数量。二

6、是因为雌性动物排卵前后完成减数第一 次分裂,排出的卵子先在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期,只有在受 精的过程中才能继续进行减数第二次分裂,在卵巢中看不到完整的减数分 裂过程。 概念检测 1.基于对减数分裂和受精作用的理解,判断下列表述是否正确。 (1)减数分裂中发生均等分裂的细胞不可能是极体。() (2)减数分裂过程中染色体和DNA的数目同时加倍。() (3)减数第一次分裂染色体数目减半的原因是同源染色体的分离。() (4)减数第二次分裂过程中DNA不复制,没有染色体数目增加的时期。() (5)减数第二次分裂后期与中期相比,染色体数和DNA数均加倍。() (6)精子和卵细胞的相互识别是通过

7、细胞的直接接触完成的。() (7)受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方,一半来自母方。() (8)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。() 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) 答案 (1)(2)(3) (4) 2.有丝分裂是真核多细胞生物细胞增殖的方式,减数分裂保证了亲子代遗 传物质的连续性。判断下列表述是否正确。 (1)有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生姐妹染色单体的分离。( ) (2)有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会。() (3)二倍体生物的有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但是四分体的数目 为0。() (4)同一生物体的细胞

8、有丝分裂中期和减数第二次分裂中期,核DNA数目相 同,染色体数目不相同。() 教材拓展 (人教版必修2 P20图2-5)卵细胞形成过程中,细胞质不均等分裂,其意义是 。 保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中物质的需要 核心核心考点考点 能力能力提升提升 考点一考点一减数分裂与受精作用减数分裂与受精作用 合作探究合作探究 探究1减数分裂的过程与模型构建 (1)请以二倍体生物(体细胞染色体条数为2N)为例,在坐标图中画出减数分 裂过程中染色体、核DNA数目变化曲线,并说明原因。 提示 染色体加倍:只在分开时加倍,即分裂时。 (间期时染色体复制但染色体数目不加倍) DNA加倍:只在间

9、期后加倍。 染色体和DNA减半:减数第一次分裂末期均减半,减数第二次分裂末期 DNA减半,而染色体数目与开始进行减数第二次分裂时的细胞中的染色体 数目相同。 姐妹染色单体着丝点 DNA复制 (2)根据上述数目变化规律,完成下面的柱形图。 提示 探究2受精作用和遗传的多样性、稳定性 (1)据图思考精子产生过程。 染色体交叉互换发生在期,交叉互换的染色体发 生在之间。 染色体交叉互换有什么意义? 减数第一次分裂前 同源染色体的非姐妹染色单体 提示 进一步丰富了配子的类型,增强了有性生殖生物的变异性。 同源染色体联会的生物学意义是什么? 提示 同源染色体联会是同源染色体分离的基础;联会时可发生染色体

10、交 叉互换及非同源染色体随机排列在赤道板两侧,实现了非同源染色体的自 由组合,从而增加了配子的多样性。 (2)据图思考受精过程。 同种生物精子和卵细胞相互识别的物质基础是什么? 提示 精子和卵细胞膜上的糖蛋白。 子代从双亲各继承了各半数的染色体,双亲对子代的贡献是一样的吗? 解释原因。 提示 不一样。母亲除了提供一半的核基因之外,还提供了几乎全部的细 胞质基因,如线粒体内含有的DNA。 你能通过分析减数分裂和受精作用细胞图像和曲线模型,归纳概括减数 分裂和受精作用的意义吗? 提示 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数目 的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。 解疑释

11、惑精子和卵细胞分裂图像的辨析及判断方法 (1)图像 (2)判断方法 考向突破考向突破 考向1减数分裂的相关概念和过程 1.(2020海南)某哺乳动物的体细胞染色体数为2n。下列有关该动物精原细 胞的叙述,正确的是() A.既能进行有丝分裂,又能进行减数分裂 B.分裂过程中的染色体数目不会为n C.在有丝分裂后期会发生基因重组 D.经过染色体复制产生的初级精母细胞中没有同源染色体 答案 A 解析 动物的精原细胞能通过有丝分裂增加精原细胞数量,也能通过减数 分裂产生精细胞进行生殖,A项正确;精原细胞若进行减数分裂,在减数第二 次分裂前期、中期,以及产生的精细胞中染色体数目均为n,B项错误;在有 丝

12、分裂后期不会发生基因重组,基因重组发生在减数第一次分裂过程中,C 项错误;经过染色体复制产生的初级精母细胞中含有同源染色体,减数第一 次分裂后期同源染色体分离,产生的次级精母细胞中不含同源染色体,D项 错误。 易混辨析1.同源染色体的三个认识误区(二倍体生物) (1)不要认为有丝分裂过程中不存在同源染色体,实际上有丝分裂过程中存 在同源染色体,只是同源染色体不联会,不形成四分体,也没有同源染色体 的分离过程。 (2)不要认为减数分裂过程中都存在同源染色体,实际上减数第一次分裂过 程中存在同源染色体,减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。 (3)不要认为同源染色体形态和大小都相同,实际上男性的两

13、条性染色体形 态和大小不同,但二者在减数分裂过程中能联会,为同源染色体。 2.减数第一次分裂(减)与减数第二次分裂(减)关键点比较 考向2精子和卵细胞的形成过程 2.(2020浙江7月选考)若某二倍体高等动物(2n=4)的基因型为DdEe,其1个 精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间,分裂过程中形成 的其中1个细胞如图所示,图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述错 误的是() A.形成图中细胞的过程中发生了基因突变 B.该精原细胞至多形成4种基因型的4个精细胞 C.图中细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞 D.该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分

14、裂 答案 B 解析 题图所示的细胞中,分别移向两极的由姐妹染色单体分开形成的两 条子染色体上同一位置的基因分别为d和D,且除该基因外染色体形态无其 他差异,可推测形成该细胞的过程发生了基因突变,A项正确;该精原细胞经 减数分裂可形成基因型为DDEE、Ddee两个次级精母细胞,这两个次级精 母细胞,至多形成3种基因型的4个精细胞,B项错误;由题图可知,图中细胞 是处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞,C项正确;由于题图中细胞只 有2条染色体DNA含有32P,说明该精原细胞至少经过2次DNA复制,则至少 经历了一次有丝分裂的胞质分裂和减数第一次分裂的胞质分裂,才形成图 示细胞,D项正确。 归纳总结

15、1.配子来源的确定方法 2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因 (1)如果是体细胞中出现这种情况,则一定是发生了基因突变。 (2)如果是初级性母细胞或次级性母细胞出现这种情况,则有可能是发生了 基因突变或染色体交叉互换。若图中明确给出含等位基因片段颜色与染 色体大部分不同,则是染色体交叉互换引起的。 考向3受精作用和遗传的多样性、稳定性 3.(2020浙江1月选考)二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成示意 图如下,图中表示染色体,a、b、c、d表示染色单 体。下列叙述错误的是() A.一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,可存在 于a与b中,但不存在于c与d中 B.在减数第一次分裂中期,

16、同源染色体与排列在细胞中央的赤道板两 侧 C.在减数第二次分裂后期,2条X染色体会同时存在于一个次级精母细胞中 D.若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另 一精子中 答案 D 解析 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,存在于一条染色体的两 条姐妹染色单体上,a和b为姐妹染色单体,但c和d是非姐妹染色单体,因此 一个DNA分子复制后形成的两个DNA分子,可存在于a与b中,但不存在于c 与d中,A项正确;在减数第一次分裂中期,同源染色体排列在细胞中央 的赤道板两侧,B项正确;减数第一次分裂时,同源染色体分离,X和Y染色体 分别进入不同的次级精母细胞中,减数第二次分

17、裂后期,着丝点分裂,X染色 体的姐妹染色单体分离成为2条X染色体,C项正确;若a和c出现在该细胞产 生的一个精子中,可知a和b所在染色体与c所在染色体分配到同一个次级 精母细胞中,而d所在染色体则分配到另一个次级精母细胞中,因此b与d不 可能出现在同时产生的另一个精子中,D项错误。 归纳总结生物生殖过程中的两种多样性 (1)配子中染色体组合具有多样性 减数第一次分裂后期,非同源染色体自由组合,导致减数分裂产生的配子 中染色体组合具有多样性。 四分体中同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,导致减数分裂产生 的配子种类具有多样性。 (2)有性生殖产生的后代呈现多样性 配子中染色体组合具有多样性。

18、受精时卵细胞和精子结合具有随机性。 考点二考点二减数分裂与有丝分裂的比较减数分裂与有丝分裂的比较 合作探究合作探究 探究有丝分裂、减数分裂和受精作用的曲线图像分析 (1)图甲为期,图乙为 期,甲、乙两 图表示的细胞分裂可同时出现在(生殖器官)中。 (2)图丙中,BC段可表示有丝分裂 期, 也可表示减数分裂中 期。 (3)图丁中,HJ段可表示有丝分裂 期,故图丙中BC段和图丁中HJ 段(填“可能”或“不可能”)对应于同一细胞分裂图。 (4)图乙(填“可”或“不可”)对应于图丁中HJ段,基因重组的过程可 发生在图丙的段。 有丝分裂中 减数第二次分裂后 睾丸 完成DNA复制后的间期、前期和中 完成D

19、NA复制后的间期、减数第一次分裂全过程 及减数第二次分裂前期和中 后期和末 不可能 不可 BC 整合提升造成相关物质数量变化的四大原因 考向突破考向突破 考向1减数分裂和有丝分裂过程的比较 1.(2020山东济南三模)下列关于人体细胞有丝分裂与减数分裂的叙述,正 确的是() A.有丝分裂后期细胞中染色体因星射线的牵引导致着丝点分裂从而使染 色体数目加倍 B.有丝分裂间期细胞中染色体数目不会因核DNA分子的复制而加倍 C.在减数分裂的过程中等位基因的分离一定发生在减数第一次分裂 D.减数第二次分裂过程中细胞中染色体数目与核DNA分子数目始终不变 答案 B 解析 着丝点的分裂并不是星射线牵引的结果

20、,A项错误;核DNA分子复制 不会造成染色体数目的加倍,着丝点分裂才会,B项正确;若减数第一次分裂 前期发生交叉互换或基因突变,则等位基因的分离可能发生在减数第二次 分裂后期,C项错误;减数第二次分裂后期染色体数目会加倍,D项错误。 考向2减数分裂和有丝分裂细胞图的辨别 2.(2020山东临沂一模)某灰身(B)、白眼(w)果蝇细胞分裂过程中某细胞的 基因与染色体的关系如图(不考虑基因突变和染色体变异)。下列叙述错 误的是() A.该果蝇一定是杂合子 B.该细胞不可能是极体 C.该细胞内含有两对同源染色体 D.该细胞形成过程中发生了染色体交叉互换 答案 C 解析 图中的一条染色体的两条姐妹染色单

21、体上含有两个等位基因B和b, 在没有发生基因突变的前提下应该是发生了染色体交叉互换,由此推测该 个体一定是Bb的杂合子,A项正确;果蝇的红眼和白眼基因只位于X染色体 上,Y染色体上没有它的等位基因,题图中的性染色体上没有w基因,在没有 发生染色体变异的前提下,可以确定该细胞是含有Y染色体的次级精母细 胞,不可能是极体,B项正确;在题图所示细胞中,没有同源染色体,C项错误; 在姐妹染色单体上含有B和b基因,应该是在减数第一次分裂前期发生了交 叉互换,D项正确。 3.(2020山东泰安一模)下图为某二倍体雄性动物体内一个正在分裂的细胞 局部示意图,其中另一极的结构未绘出。已知该动物的基因型为Aa,

22、下列 叙述正确的是() A.图示细胞为初级精母细胞,应进行均等分裂 B.图示完整细胞内应有6条染色单体 C.图示未绘出的一极一定存在A、a两种基因 D.图示细胞经过分裂能得到1种或2种配子 答案 A 解析 图示细胞处于减数分裂后期,且该生物为雄性个体,则该细胞为初 级精母细胞,应进行均等分裂,A项正确;图示完整细胞内应有4条染色体,8 条染色单体,B项错误;若发生基因突变,图示未绘出的一极只存在A、a两种 基因中的一种,C项错误;图示细胞经过分裂能得到3种配子(发生的是基因 突变)或4种配子(发生的是交叉互换),D项错误。 归纳总结判断细胞分裂方式和时期的方法 (1)结合染色体数和同源染色体行

23、为进行判断 (2)结合染色体的行为与形态进行判断 考向3减数分裂和有丝分裂过程中染色体、DNA数量变化 4.(2020山东青岛模拟)图1表示某动物(2N)体内正在进行分裂的一个细胞 示意图,图2表示该细胞在减数分裂不同时期的核DNA数与染色体数比值 的变化关系。下列有关叙述错误的是() A.图1细胞为初级卵母细胞,该细胞发生了基因突变 B.基因自由组合发生在图1细胞所处的时期 C.图2中CD段细胞内染色体数目始终为2N D.该动物体内的细胞染色体数目最多是8条 答案 C 解析 图1细胞中同源染色体分离时细胞质不均等分裂,为初级卵母细胞,该 细胞的一对同源染色体中一条染色体上含aa基因,另一条染

24、色体上含Aa基 因,说明该细胞发生了基因突变,A项正确;基因自由组合发生在图1细胞所 处的时期即减数第一次分裂后期,B项正确;图2中CD段包括完成DNA复制 后的间期、减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期,所以 细胞内染色体数目为2N和N,C项错误;根据图1细胞可判断该动物的正常体 细胞中含4条染色体,所以处于有丝分裂后期时,细胞中染色体数目最多是8 条,D项正确。 5.(2020山东济南一模)下表为人睾丸中甲、乙、丙、丁四个细胞内的染色 体组和同源染色体的数量。据表推测,下列说法正确的是() 细胞类别甲乙丙丁 同源染色体对数230046 染色体组数2214 A.甲、丁分别表示减数

25、分裂和有丝分裂过程中的细胞 B.甲细胞内可能发生非同源染色体的自由组合 C.丁细胞内的染色单体数是乙细胞的两倍 D.乙细胞内含有一条X或Y染色体 答案 B 解析 通过表格数据分析,甲有23对同源染色体,2个染色体组,处于有丝分 裂的前期、中期或减数第一次分裂的前期、中期和后期;乙没有同源染色 体,但有2个染色体组,处于减数第二次分裂后期;丁有46对同源染色体,4个 染色体组,处于有丝分裂后期。通过分析可知,甲可以表示减数分裂或有丝 分裂过程中的细胞,A项错误;通过分析可知,甲细胞可能处于减数第一次分 裂后期,故可能发生非同源染色体的自由组合,B项正确;丁细胞处于有丝分 裂后期,细胞内没有染色单

26、体,C项错误;乙细胞处于减数第二次分裂后期, 细胞内含有两条X或Y染色体,D项错误。 考点三考点三减数分裂与可遗传变异的关系减数分裂与可遗传变异的关系 合作探究合作探究 探究1减数分裂与基因突变 补充完整下列图示。 A a 探究2减数分裂中染色体分配异常情况 补充完整下列图示(填“正常”或“异常”)。 异常 正常 异常 正常 异常 正常 正常 异常 探究3异常生殖细胞或个体成因分析 (1)如图所示是一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞在一次 减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞,回答问题。 左图中前两个染色体相同位置上的基因是A和a,而右图中相应基因都为 a,所以左图中前两个染色

27、体上的A和a不是导致的,只能 是形成的。 右图中可看出姐妹染色单体分开形成的染色体,移向了 。 染色体交叉互换 基因突变 未分离 细胞的同一极 1个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞,在减数分裂过程中, 由于染色体未正常分离: a.若产生了一个AaB的精细胞,则原因是 ,另外三个精细胞的基因型分别是。 b.若产生了一个AAB的精细胞,则原因是 ,另外三个精细胞的基因型分别是。 减数第一次分裂时,同源染色体(AA和aa)未分离 AaB、b、b 减数第二次分裂时,含A基因的两条姐妹染色单体分开后移向同一极 B、ab、ab (2)回答下列问题。 异常精子 a.产生XY:减数第一次分裂后期

28、。 b.产生XX或XY:减数第二次分裂后期。 c.无性染色体: 。 异常卵细胞 产生XX或无性染色体:减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第 二次分裂后期姐妹染色单体未分离。 同源染色体未分离 姐妹染色单体未分离 减数第一次分裂后期同源染色体未分离或减数第二次分 裂后期姐妹染色单体未分离 异常受精卵 a.产生XXY b.产生XYY:父方减数第二次分裂后期Y染色体的姐妹染色单体未分离造 成精子异常。 解疑释惑巧用减数分裂特征分析异常配子产生的原因 第一步:分拆。将发育成异常个体的受精卵基因型进行分拆,得出受精产生 该异常受精卵的配子情况。 第二步:判断。找出异常配子,结合亲本判断其中的染色体

29、关系(相同染色 体还是同源染色体)。 第三步:得出结论。正常减数分裂的过程可简述为两个“分离”,即:减数第 一次分裂同源染色体的分离和减数第二次分裂姐妹染色单体的分离。利 用减数分裂的特征,得出结论。若为同源染色体,则减数第一次分裂异常; 若为相同染色体,则减数第二次分裂异常。 考向突破考向突破 考向1减数分裂与基因突变、基因重组的关系 1.(2020山东济宁一模)图甲表示某动物卵原细胞中的一对同源染色体,图 乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体。若只考虑图中字母所 表示的基因,下列叙述正确的是() A.该卵原细胞形成的第一极体的基因型为aeD B.甲中基因E与e的分离发生在有丝分裂后期 C.形成乙的次级卵母细胞中不存在同源染色体,但 存在等位基因 D.甲形成乙的过程中发生了基因突变或染色体结构变异 答案 C 解析 由题图可知,该卵原细胞减数分裂过程中发生了交叉互换,所以该卵 原细胞形成的第一极体的基因型为aaeeDd,A项错误;在有丝分裂后期,甲中 基因E与e不分离,B项错误;形成乙的次级卵母细胞中不存在同源染色体,但 由于发生了交叉互换,故存在等位基因,C项正确;甲形成乙的过程