备考2025届高考生物一轮复习【讲义】第4章课时2考点1减数分裂和受精作用

第4章细胞的生命历程课时2减数分裂和受精作用课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞；2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代减数分裂和受精作用2023：天津T8、北京T5、山东T6、湖南T9、浙江6月T17、浙江1月T20；2022：全国乙T1、山东T8、浙江6月T21、浙江1月T13；2021：天津T7、海南T12、河北T7、湖北T13、江苏T7、辽宁T12、福建T12、重庆T8、浙江6月T24、浙江1月T25；2020：北京T7、海南T13、浙江7月T21、浙江1月T19；2019：浙江4月T24、江苏T111.生命观念——结构与功能观：细胞结构与减数分裂的关系。2.科学思维——比较与分类：卵细胞、精子形成过程的比较，有丝分裂和减数分裂的异同分析；建立模型：研究减数分裂的主要特征。3.科学探究——实施计划、得出结论：观察细胞的减数分裂实验观察细胞的减数分裂2022：河北T3B；2021：北京T5；2020：江苏T22、全国ⅠT4B命题分析预测1.高考常将减数分裂与有丝分裂相结合进行考查，主要考查二者的过程及特点比较，或二者模式图的分析，也可能将二者与遗传规律和可遗传变异相联系进行综合考查。题型以选择题为主，结合遗传和变异知识的考查可能会以非选择题的形式呈现，着重考查考生的识图能力及分析判断能力。2.预计2025年高考仍将以细胞分裂模式图、坐标曲线为背景，结合DNA复制、遗传规律、生物变异等知识进行综合考查。对观察细胞的减数分裂实验的操作的考查及对实验结果分析的考查也应引起重视考点1减数分裂和受精作用1.减数分裂（1）减数分裂的概念剖析（2）减数分裂的过程（以哺乳动物精细胞的形成过程为例）时期显微照片模式图主要特征细胞名称减数分裂前的间期DNA复制和有关蛋白质的合成，细胞体积略增大精原细胞减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会形成四分体，四分体中的[7]非姐妹染色单体间可能发生部分互换初级精母细胞中期[8]同源染色体成对排列在赤道板两侧后期同源染色体分离，非同源染色体[9]自由组合，并移向细胞两极减数分裂Ⅱ前期染色体散乱分布在细胞中次级精母细胞（无同源染色体）中期染色体的着丝粒排列在[10]赤道板位置上后期[11]着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体，染色体数目暂时[12]加倍末期结束[13]核膜、核仁出现，末期结束细胞一分为二，细胞中染色体数目是体细胞中的一半精细胞（3）辨析减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ同源染色体及其行为“两有”→有[14]同源染色体及其行为（如[15]联会、互换和分离等）；“一不分”→着丝粒[16]不分裂“两无”→无[17]同源染色体及其行为；“一分裂”→着丝粒分裂分裂产生子细胞类型雄性：次级精母细胞；雌性：[18]次级卵母细胞和极体雄性：精细胞；雌性：[19]卵细胞和极体（4）同源染色体及非同源染色体的形态及行为注意（5）哺乳动物精子和卵细胞形成过程的异同分析比较项目精子的形成卵细胞的形成场所[20]睾丸[21]卵巢细胞质是否均分[22]均等分裂初级、次级卵母细胞[23]不均等分裂；极体均等分裂是否变形变形不变形结果1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子1个卵原细胞→1个较大的卵细胞（成熟配子）和3个较小的极体（退化消失）相同点染色体的变化行为相同（6）减数分裂产生配子种类及多样性的原因①减数分裂产生配子的种类（假设生物体含n对同源染色体，不考虑互换和基因突变）分析正常情况下产生配子种类时，应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。项目一个精原细胞一个卵原细胞一个雌性个体一个雄性个体产生配子种类2种1种2n种2n种②配子种类多样性的原因a.自由组合：减数分裂Ⅰ后期[24]同源染色体的分离和[25]非同源染色体的自由组合。b.互换：减数分裂Ⅰ前期同源染色体上的[26]非姐妹染色单体之间发生互换。2.受精作用基础自测1.某哺乳动物经过染色体复制产生的初级卵母细胞中没有同源染色体。（×）2.互换发生在减数分裂Ⅰ前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间。（√）3.减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。（√）4.减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂形成的两条染色体大小、形态相同，但不是同源染色体。（√）5.在减数分裂Ⅱ后期，染色体数目暂时是体细胞的两倍。（×）6.正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体条数最多为4条。（×）7.同一生物体在不同时刻所产生的配子的染色体组成一般是相同的。（×）8.配子中染色体组合多样性的原因是同源染色体的姐妹染色单体之间的互换和非同源染色体的自由组合。（×）9.受精卵中的全部遗传物质来自父母双方，且各占一半。（×）10.受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。（×）情境应用1.骡是马（2N＝64）和驴（2N＝62）杂交产生的后代，其表现为高度不育。从减数分裂中染色体行为的角度分析，其原因是什么？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，无同源染色体，导致减数分裂过程中联会紊乱，无法形成配子，因此表现为高度不育。2.蜂王和工蜂由受精卵发育而成（2n＝32），工蜂不育，负责采集花粉、喂养幼虫等工作，蜂王通过减数分裂专职产卵。未受精的卵发育成雄蜂，雄蜂通过假减数分裂产生精子，即减数分裂Ⅰ过程中，1个初级精母细胞分裂成1个含有细胞核的次级精母细胞和1个体积较小不含细胞核的细胞（退化凋亡）；减数分裂Ⅱ过程中，1个次级精母细胞着丝粒分裂产生1个体积较大的精细胞（变形成精子）和1个体积较小的细胞（退化凋亡）。请从染色体行为和细胞质分裂方式分析，雄蜂的初级精母细胞和蜂王初级卵母细胞减数分裂Ⅰ过程中还有哪些异同点？提示不同点：初级精母细胞没有同源染色体的分离，而初级卵母细胞有。相同点：细胞质均为不均等分裂。深度思考1.同源染色体只存在于减数分裂过程中吗？提示不是。同源染色体普遍存在于各种体细胞中，只是在有丝分裂过程中不出现同源染色体联会形成四分体和同源染色体分离等现象。2.胚胎发育早期分裂活动旺盛，却不从外界摄取营养物质。请据此分析卵细胞形成过程中，细胞不均等分裂的意义是什么？提示形成的卵细胞较大，便于储存更多的营养物质。3.减数分裂过程中，姐妹染色单体上出现等位基因的原因有哪些？提示一是基因突变，二是同源染色体中的非姐妹染色单体间的互换。4.受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞。双亲对子代遗传物质的贡献是一样的吗？为什么？提示不一样。母亲除提供一半的核基因外，还提供了几乎全部的细胞质基因，如线粒体内含有的基因。研透高考明确方向命题点1减数分裂的过程和图像分析1.[2023天津]如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是（B）A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期B.乙中染色体组数是丙中的两倍C.乙中同源染色体对数是丙中的两倍D.乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的解析甲中无同源染色体，姐妹染色单体分开成为两条染色体，被纺锤丝牵引到细胞两极，说明甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ后期，A错误。乙中同源染色体发生联会，说明细胞处于减数分裂Ⅰ前期，细胞中染色体数目与正常体细胞中的相同，细胞中含有两个染色体组；丙中无同源染色体，且染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板位置，说明细胞处于减数分裂Ⅱ中期，细胞中染色体数目是正常体细胞中的一半，细胞中含有一个染色体组。乙中染色体数目是丙中染色体数目的2倍，乙中染色体组数也是丙中染色体组数的2倍，B正确。丙中细胞处于减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误。丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。2.[2022浙江6月改编]某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①～④表示染色体，a～h表示染色单体。下列叙述正确的是（D）A.图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为减数分裂Ⅱ前期B.①与②的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，③与④的分离发生在减数分裂Ⅱ后期C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16解析图示细胞中存在2对同源染色体，为初级卵母细胞，且此时正在联会，所处时期为减数分裂Ⅰ前期，A错误；①和②、③和④为同源染色体，分离发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；图示细胞中有4条染色体，8个核DNA分子，推知卵原细胞中有4条染色体，4个核DNA分子，卵细胞中有2条染色体，2个核DNA分子，综上所述该细胞的染色体数为卵细胞的2倍，核DNA分子数为卵细胞的4倍，C错误；a和e进入同一个卵细胞的前提是①和③进入同一个次级卵母细胞，而①和②、③和④（同源染色体）分离时，①和③进入一个次级卵母细胞的概率是1/2×1/2＝1/4，a和e从同一次级卵母细胞进入一个卵细胞的概率是1/2×1/2＝1/4，则图示细胞中的a和e进入同一个卵细胞的概率是1/4×1/4＝1/16，D正确。命题变式[设问拓展型]题干信息不变，下列说法错误的是（B）A.该细胞中有2个四分体、8个核DNA分子B.若a上有E基因，则b相同位置上的基因一定是EC.图中①与③是非同源染色体，b与c之间可能发生互换D.不考虑互换，同源染色体分离后a与c不能共存于一个细胞解析该细胞内含有两对同源染色体且发生联会（①和②、③和④），因此有2个四分体、8个核DNA分子，A正确；①是减数分裂前的间期复制形成的，a和b互为姐妹染色单体，两者应该含有相同的基因，但若发生基因突变或互换，则b相同位置上的基因可能就不是E了，B错误；图中①和②是同源染色体、①与③是非同源染色体，b与c是同源染色体上的非姐妹染色单体，在减数分裂Ⅰ前期可能发生互换，C正确；不考虑互换，①和②属于同源染色体，在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，分离后①和②不能共存于一个细胞，故a与c不能共存于一个细胞，D正确。命题点2配子的类型和来源分析3.图1所示为含两对同源染色体的某动物的初级精母细胞，其减数分裂过程中，同源染色体发生互换形成了如图2所示的四个精细胞，则来自同一个次级精母细胞的是（B）图1 ①②③④图2A.①②B.①③C.②③D.③④解析减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离，减数分裂Ⅱ的特点是次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分离，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（不考虑互换）。根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同（②和③中可见互换片段），B正确。通性通法配子来源的判断方法（不考虑互换）两个精细胞染色体完全相同来源于同一个次级精母细胞两个精细胞染色体“互补”来源于同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞两个精细胞染色体有的相同，有的“互补”来源于同一个体的不同精原细胞4.[2023山东]减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是（C）A.卵细胞基因组成最多有5种可能B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或eeC.若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有4种可能D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，则第一极体最多有3种可能解析正常情况下，一个基因组成为Ee的卵原细胞经减数分裂，产生的卵细胞的基因组成为E或e。基因组成为Ee的卵原细胞在减数分裂Ⅰ结束，得到的次级卵母细胞的基因组成为EE或ee，若次级卵母细胞的基因组成为EE，且在减数分裂Ⅱ时发生染色体互锁，则产生的卵细胞的基因组成为E或EE或O（O表示不含E/e基因）；若次级卵母细胞的基因组成为ee，且在减数分裂Ⅱ时发生染色体互锁，则产生的卵细胞的基因组成为e或ee或O（O表示不含E/e基因）。若考虑互换和染色体互锁，一个基因组成为Ee的卵原细胞经减数分裂，产生的卵细胞的基因组成为E或e或Ee或O。综上可知，卵细胞的基因组成最多有6种可能，A错误。若卵细胞的基因组成为Ee，说明基因组成为Ee的卵原细胞在减数分裂过程中发生了互换和染色体互锁，则次级卵母细胞和第一极体的基因组成均为Ee。若卵细胞的基因组成为Ee，则由次级卵母细胞形成的第二极体的基因组成为O；由第一极体（基因组成为Ee）产生的两个第二极体的基因组成分别为Ee、O或E、e，第二极体不可能为EE或ee，B错误。若卵细胞的基因组成为E且第一极体不含E，说明没有发生互换。正常情况下，次级卵母细胞的基因组成为EE，第一极体的基因组成为ee，由次级卵母细胞形成的卵细胞和第二极体的基因组成均为E，由第一极体产生的两个极体（第二极体）的基因组成均为e；若卵细胞的基因组成为E且第一极体不含E，且在减数分裂Ⅱ时发生染色体互锁，由次级卵母细胞（基因组成为EE）产生的卵细胞和第二极体的基因组成均为E，由第一极体（基因组成为ee）产生的两个极体（第二极体）的基因组成分别为e、e或ee、O。综上可知，若卵细胞为E且第一极体不含E，则第二极体最多有E、e、ee、O，共4种可能，C正确。若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E，若不发生互换，则第一极体的基因组成为EE；若发生互换，则第一极体的基因组成为Ee，综上可知，第一极体的基因组成为EE或Ee，有两种可能，D错误。命题点3减数分裂过程中相关结构或物质数量变化分析5.[2023北京]武昌鱼（2n＝48）与长江白鱼（2n＝48）经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是（D）A.含有24条染色体的细胞B.染色体两两配对的细胞C.染色体移到两极的细胞D.含有48个四分体的细胞解析武昌鱼（2n＝48）和长江白鱼（2n＝48）经人工杂交可得到具有生殖能力的子代，子代体细胞中的染色体数为48，其产生的配子含有24条染色体，故显微观察子代精巢中的细胞，能观察到含有24条染色体的细胞，A不符合题意；由于子代具有生殖能力，故子代精巢中的细胞可以进行减数分裂，即能观察到染色体两两配对的细胞，B不符合题意；子代精巢中的细胞在减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期和有丝分裂后期染色体移向细胞两极，C不符合题意；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对，武昌鱼和长江白鱼经人工杂交得到的子代的体细胞中含有的染色体数为48，该子代精巢中的细胞在减数分裂过程中，可观察到24个四分体，不能观察到含有48个四分体的细胞，D符合题意。6.[2023浙江1月]某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物（2n＝8），1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。甲乙下列叙述正确的是（D）A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同解析甲时期细胞中核DNA分子数为8，染色体数为4，又知该动物正常体细胞中的染色体数为8，则甲时期为减数分裂Ⅱ前期或中期，而同源染色体两两配对发生在减数分裂Ⅰ前期，A错误；乙时期该雄性动物细胞中的核DNA分子数和染色体数均为8，则乙时期为减数分裂Ⅱ后期或末期，此时期细胞中无同源染色体，不可能同时有X染色体和Y染色体，此时期细胞中有2条X染色体或2条Y染色体，B错误；乙时期细胞中着丝粒已经分裂，无染色单体，C错误；因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了互换，所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY，D正确。命题点4受精作用分析7.[2021湖北]植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号