新高考生物一轮复习讲练课件：第12讲　减数分裂和受精作用（含解析）

第12讲减数分裂和受精作用高考生物一轮复习素养目标强基础增分策略一、减数分裂和受精作用1.减数分裂及其相关概念(1)减数分裂的概念有性生殖

原始生殖细胞

两次

一半

(2)同源染色体

一般相同

父方

母方

联会

(3)联会和四分体

前

同源染色体两两配对

四

12

448(4)互换

同源染色体的非姐妹染色单体

2.减数分裂的过程(以二倍体动物精子的形成过程为例)DNA蛋白质

联会

四分体

非姐妹

同源

非同源

凹陷

散乱着丝粒

着丝粒

凹陷

3.精子和卵细胞形成过程的比较(哺乳动物)项目精子卵细胞区别产生部位睾丸卵巢细胞质分裂方式均等分裂

是否变形

不变形子细胞数目

个精子

个卵细胞和

个极体(退化)

相同点①染色体都在减数分裂前的间期复制一次;②减数分裂Ⅰ都是同源染色体分开;③减数分裂Ⅱ都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半不均等分裂精细胞变形为精子

413

4.配子中染色体组合多样性的原因(1)非同源染色体的

。

(2)四分体时期非姐妹染色单体间的互换。5.受精作用自由组合

卵细胞

精子

受精卵

细胞核

细胞核

染色体

染色体

精子(父方)卵细胞(母方)染色体数目

遗传和变异

旁栏边角1.(必修2,第25页,“探究·实践”改编)配子中染色体组合多样性的原因:①非同源染色体的

;②联会时,同源染色体上非姐妹染色单体之间发生

。

2.(必修2,第28页,“拓展应用2”改编)马和驴杂交产生的骡不能繁殖后代,理由是

。

自由组合

互换

提示

骡的体细胞中含有63条染色体,其中32条来自马,31条来自驴。这63条染色体没有同源染色体,导致骡的原始生殖细胞不能进行正常的减数分裂,无法形成配子,因此骡不能繁殖后代易错辨析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)某哺乳动物(2n)的精原细胞,经染色体复制后产生的初级精母细胞中没有同源染色体。(

)(2)魏斯曼预测在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减半;受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目恢复正常。(

)(3)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。(

)(4)不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂,从而影响生殖细胞的形成,如吸烟会影响男性精子的数量和质量。(

)×√√√二、减数分裂和有丝分裂的比较1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较比较项目减数分裂有丝分裂不同点分裂的细胞

体细胞或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

;同源染色体分离

存在同源染色体,但不联会、不分离、无染色体互换现象非同源染色体的行为

不出现自由组合原始生殖细胞

21

四分体

互换

自由组合

比较项目减数分裂有丝分裂不同点子细胞染色体数目

不变子细胞的名称和数目

个精子或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

意义减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性减半

42

相同

2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较(以雄性动物为例)同源染色体

同源染色体

同源染色体

同源染色体

0同源染色体

易错辨析基于减数分裂和有丝分裂的理解,判断下列表述是否正确。(1)二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时,细胞中一定不存在同源染色体。(

)(2)人体细胞减数分裂Ⅰ后期与减数分裂Ⅱ后期细胞中都有2个染色体组。(

)(3)某二倍体生物细胞内含有4个染色体组,则该细胞分裂的前一时期细胞内应存在四分体。(

)(4)某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离。(

)×√×√三、实验

观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1.实验原理蝗虫的

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,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而能够据此识别减数分裂的各个时期。

2.实验流程(1)临时装片制作流程(同有丝分裂装片制作过程):解离→漂洗→染色→制片。精原细胞

(2)显微镜观察固定装片

初级精母细胞

次级精母细胞

减数分裂Ⅱ

特别提醒观察结果两点提醒

旁栏边角(必修2,第24页,“探究·实践”改编)本实验宜选用雄性个体生殖器官,而不选用雌性个体的生殖器官,原因是①

。②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,才继续完成减数分裂Ⅱ。

雄性个体产生的精子数量多于雌性个体产生的卵细胞数

考点一减数分裂与受精作用的过程新教材新高考(1)教材新增:模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换;遗传的稳定性和多样性(2)教材改动:减数分裂过程不包括间期;“减数第一(二)次分裂”改为“减数分裂Ⅰ(Ⅱ)”;“交叉互换”改为“互换”(1)结合减数分裂相关物质或结构的变化,考查生命观念(2)结合减数分裂图像的识别,考查科学思维角度一、减数分裂过程中的相关结构或物质量变化考向探究考向1对联会的理解1.(2022北京中央民大附中检测)下图表示哺乳动物X、Y染色体联会的现象。下列叙述错误的是(

)A.图示过程发生在减数分裂过程中B.此时期X、Y染色体联会后可能会发生DNA链断裂现象C.X染色体与Y染色体联会只发生在染色体的一端D.联会的两条染色体不存在染色单体答案

D

解析

图示过程表示同源染色体联会,只能发生在减数分裂过程中,A项正确;联会过程中,同源染色体的非姐妹染色单体可能发生互换,故X、Y染色体联会后可能会发生DNA链断裂现象,B项正确;由于哺乳动物的Y染色体比X染色体短小,所以X染色体与Y染色体联会只发生在染色体的一端,C项正确;联会发生在减数分裂Ⅰ前期,所以联会的两条染色体都含有染色单体,D项错误。考向2减数分裂过程中染色体行为变化2.(2022天津南开模拟)下图表示基因组成为AaBb的某一高等生物细胞分裂的不同时期,下列说法与图示含义相符的是(

)A.甲细胞中同源染色体的姐妹单体之间可发生互换B.乙细胞正在发生同源染色体分离C.丙细胞可能是次级精母细胞、次级卵母细胞或极体D.丁细胞中正在发生着丝粒分裂和等位基因分离答案

C

解析

甲细胞处于减数分裂Ⅰ前期,即四分体时期,同源染色体上非姐妹单体之间可发生互换,A项错误;乙细胞中不含同源染色体,着丝粒分裂,染色体移向细胞两极,B项错误;由于无法判断细胞来自雌性还是雄性生物,所以丙可能是次级精母细胞,也可能是次级卵母细胞或极体,C项正确;丁图为有丝分裂后期,着丝粒分裂,没有发生等位基因分离,D项错误。考向3减数分裂过程中的相关结构或物质数量变化3.(2022辽宁沈阳期初)下列有关玉米(2n=20)减数分裂的叙述,正确的是(

)A.减数分裂Ⅰ前的间期由于DNA复制,染色体数目加倍B.细胞分裂的过程中,一对同源染色体就是一个四分体C.减数分裂Ⅱ过程中发生染色单体分离,使染色体数目减半D.减数分裂形成的配子中有10种形态、功能不同的染色体答案

D

解析

减数分裂Ⅰ前的间期由于DNA复制,核DNA数目加倍,但染色体数目不变,A项错误;只有发生联会的一对同源染色体才是一个四分体,B项错误;减数分裂Ⅱ过程中发生染色单体分离,使染色体数目暂时加倍,C项错误。方法突破1.关于同源染色体的5点提醒2.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ4个关键点比较

3.根据细胞质的分配方式判断减数分裂过程中的细胞类型

4.减数分裂过程中的相关曲线图(以二倍体生物2n=4为例)引发相关物质数量变化的四大原因

角度二、减数分裂产生配子的多样性考向探究4.某种生物3对等位基因分布在3对同源染色体上,下图表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑互换和基因突变)?(

)A.2个

B.3个C.4个

D.5个答案

C

解析

来自同一个精原细胞的精细胞的基因型相同或互补,根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞,②⑥可来自一个精原细胞,③来自一个精原细胞,⑤来自一个精原细胞,因此这些精细胞至少来自4个精原细胞。5.(2022天津河北模拟)下图为精原细胞增殖及其形成精子过程的示意图,图中标明了部分染色体及染色体上的基因。设①和③细胞都处于染色体的着丝粒向两极移动的时期。下列关于图解叙述正确的是(

)A.①中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4aB.②中有姐妹染色单体,①和③也可能有姐妹染色单体C.②中有同源染色体,染色体数目为4n,DNA数目为4aD.另外3个精子的基因型可能为AB、aB、ab答案

D

解析

①表示有丝分裂过程,细胞中含有同源染色体,染色体数目为4n,DNA数目为4a,A项错误;精原细胞经过染色体复制形成②初级精母细胞,所以②中有姐妹染色单体,①和③中着丝粒分裂,没有姐妹染色单体,B项错误;精原细胞经过染色体复制形成②初级精母细胞,②中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4a,C项错误;如果发生互换,另外3个精子的基因型可能为AB、aB、ab,D项正确。方法突破1.减数分裂产生配子的种类原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换)如下图:分析产生配子种类时应特别注意是“1个个体”还是“1个性原细胞”。

2.根据配子中的染色体形态判断配子的来源的方法

3.根据配子的基因型判断配子来源的方法(体细胞中每对基因均为杂合)

角度三、减数分裂与DNA复制、基因的综合考查考向探究6.(2022浙江1月选考)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P,其他分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(

)A.细胞①形成过程中没有发生基因重组B.细胞②中最多有两条染色体含有32PC.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等D.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1答案

D

解析

图中细胞①处于减数分裂Ⅰ前期,分析细胞①中基因组成可知,发生了互换,即发生了基因重组,A项错误;根据DNA分子半保留复制的特点,1个精原细胞(DNA中的P元素都为32P),在不含32P的培养液中正常培养,经过1次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子1条链含32P,另一条链不含32P。该子细胞经过减数分裂Ⅰ前的间期复制,形成的细胞①中每条染色体,只有1条单体的DNA分子1条链含有32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,正常情况下,细胞②有2条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但根据图可知,H所在的染色体发生过互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有32P,B项错误;根据B项分析可知,正常情况下,细胞②和③中各有2条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但由于细胞①中发生了H和h的互换,而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P,故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,C项错误;如果细胞②的H和R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r所在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段),h所在的染色体与其中1个r所在染色体含有32P(H和另1个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子数为1个,D项正确。7.(2022辽宁)基因型为AaBb的雄性果蝇,体内一个精原细胞进行有丝分裂时,一对同源染色体在染色体复制后彼此配对,非姐妹染色单体进行了互换,结果如下图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞,均进入减数分裂,若此过程中未发生任何变异,则减数分裂Ⅰ产生的子细胞中,基因组成为AAbb的细胞所占的比例是(

)A.1/2 B.1/4C.1/8 D.1/16答案

B

解析

由图可知,该精原细胞有丝分裂产生的2个子细胞的基因型分别是ABaB、Abab或ABab、AbaB,所有子细胞均进行减数分裂,进行减数分裂的子细胞中只有含Ab染色体的细胞减数分裂Ⅰ才能产生AAbb的细胞,则概率为1/2×1/2=1/4。角度四、实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及拓展考向探究8.(2022北京)下图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像,关于此细胞的叙述错误的是(

)A.含有12条染色体

B.处于减数分裂ⅠC.含有同源染色体

D.含有姐妹染色单体答案

A

解析

图中显示是四分体时期,即减数分裂Ⅰ前期联会,每个四分体有2条染色体,图中有12个四分体,共24条染色体,A项错误;四分体时期即处于减数分裂Ⅰ前期,B项正确;1个四分体即1对同源染色体,C项正确;每个四分体含有2条同源染色体、4条染色单体,D项正确。考点二减数分裂和有丝分裂的比较新教材新高考—(1)结合减数分裂与有丝分裂过程的比较,考查生命观念(2)结合减数分裂与有丝分裂相关物质数目(或含量)的变化,考查科学思维考向探究考向1减数分裂和有丝分裂的过程比较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nC.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数量,也能通过减数分裂产生精细胞,A项正确;精原细胞若进行减数分裂,处于减数分裂Ⅱ前期、中期的子细胞中染色体数目均为n,B项错误;有丝分裂后期不会发生基因重组,基因重组发生在减数分裂Ⅰ过程,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,减数分裂Ⅰ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。考向2减数分裂与有丝分裂细胞图像分析2.(2022山东日照模拟)下图是某种哺乳动物细胞分裂过程的模式图,据图分析下列叙述正确的是(

)A.图中含有同源染色体的细胞有甲、乙、丁B.能够发生基因重组的细胞是甲、乙、丙、丁C.丙细胞分裂产生的细胞一定为精细胞D.可在该种雌性动物体内出现的细胞只有甲答案

A

解析

据图判断甲、乙细胞均处于减数分裂Ⅰ后期,丙细胞为减数分裂Ⅱ后期,图丁为有丝分裂中期,图中含有同源染色体的细胞有甲、乙、丁,A项正确;能够发生基因重组的细胞是甲和乙,B项错误;丙细胞分裂产生的细胞为精细胞或极体,C项错误;可在该种雌性动物体内出现的细胞有甲、丙、丁,D项错误。考向3减数分裂和有丝分裂的柱形图3.(2022山东师大附中二模)(不定项选择)下图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述不正确的是(

)A.若图1为有丝分裂过程中的某阶段,则可在上一时期的细胞中观察到赤道板B.若图2表示有丝分裂过程中的某阶段,则染色体着丝粒分裂可发生在这一阶段C.若图2表示减数分裂过程中的某阶段,则同源染色体的分离可发生在这一阶段D.若图3表示果蝇卵巢内的几种细胞,则b组细胞中可能会出现联会和四分体答案

AB

解析

赤道板只是一个空间位置,不是真实存在的细胞结构,不会出现在细胞分裂过程中,A项错误;若图2表示有丝分裂过程某阶段,则为有丝分裂前期和中期,而染色体着丝粒分裂发生在后期,B项错误;若图2表示减数分裂过程某阶段,则为减数分裂Ⅰ过程,同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,C项正确;若图3表示果蝇卵巢内的几种细胞,b组细胞中染色体数目和体细胞相同,可能处于有丝分裂前期、中期和减数分裂Ⅰ,在减数分裂Ⅰ前期会出现联会和形成四分体,D项正确。方法突破1.“三步法”判断有丝分裂和减数分裂图像(以二倍体为例)(1)判断技巧:一数二看三判断。(2)判断过程2.减数分裂和有丝分裂的模型分析(以染色体数为2n的生物为例)(1)染色体与核DNA数目变化曲线的判断①曲线模型②判断方法

(2)每条染色体上的DNA含量的曲线分析①曲线模型②相关解读

(3)染色单体数目变化的曲线分析①曲线模型②相关解读

(4)同源染色体对数变化的曲线分析①曲线模型②相关解读

(5)染色体、核DNA分子和染色单体的数量变化图解①柱形图有丝分裂减数分裂(以精子的形成过程为例)②相关解读

异常减数分裂知识必备减数分裂过程异常的情况分析1.正推法推断细胞分裂过程中产生异常细胞的原因2.逆推法推断异常细胞产生的原因

专项突破典例.(2022山东潍坊三模)金鱼和锦鲤两种观赏鱼类都源自我国,其观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上,雌性鱼类更具有性状优势。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值,人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和极体放出阻止法(方法二)。下图所示精子需要用紫外线或X光照射进行灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力。下列说法正确的是(

)A.精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其发生了基因突变B.方法一通过低温抑制有丝分裂后期纺锤体形成使染色体加倍C.若方法二得到的是杂合二倍体,一定是互换导致的D.若方法一对卵子的低温处理不完全,则可能形成单倍体答案

D

解析

结合题意可知,精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其灭活,而非发生了基因突变,A项错误;方法一为卵裂阻止法,可以通过低温抑制纺锤体的形成而实现,但纺锤体的形成时期是前期而非后期,B项错误;据图可知,若减数分裂Ⅰ时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换,而导致同一染色体上的2条姐妹染色单体中可能会含有等位基因,或在该过程中发生了基因突变,则方法二低温阻止极体排出,均可能会获得杂合二倍体,C项错误;若方法一对卵子的低温处理不完全,不能抑制纺锤体的形成,则细胞能正常卵裂,导致染色体数目减半,则可能形成单倍体,D项正确。解题指引

信息指引条件一文字:灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力条件二示意图:人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和极体放出阻止法(方法二)素养指引生命观念低温诱导和秋水仙素诱导多倍体的原理相同,即低温或秋水仙素抑制纺锤体的形成,从而抑制细胞正常分裂导致细胞中染色体数目加倍突破指引误区:易忽略纺锤体的形成时期是前期而非后期切记:低温抑制第一次卵裂,纺锤体的形成受到抑制,导致细胞不能分裂;方法二导致细胞核中基因相同,是纯合二倍体。专项训练1.(2022天津)下图为某二倍体昆虫精巢中一个异常精原细胞的部分染色体组成示意图。若该细胞可以正常分裂,下列哪种情况不可能出现?(

)答案

D

解析

若该细胞进行正常的有丝分裂,则后期会出现如图A所示的情况;B项图为异常精原细胞进行减数分裂Ⅱ后期时可能出现的情况;C项图为异常精原细胞进行减数分裂Ⅱ后期时可能出现的情况;正常分裂时,形态较小的那对同源染色体应该在减数分裂Ⅰ后期分离,D项图所示的减数分裂Ⅱ后期不会出现其同源染色体。2.(2022浙江6月选考)某高等动物的一个细胞减数分裂过程如右上图所示,其中①~⑥表示细胞,基因未发