2022届高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第12讲减数分裂和受精作用学案苏教版

第12讲减数分裂和受精作用[新高考复习目标]1．生命观念：理解有性生殖过程中同一双亲的后代的多样性，有利于生物在自然选择中进化。2．科学思维：通过构建减数分裂过程中染色体行为的模型，说明减数分裂的过程。3．科学探究：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片实验，提升观察能力和提出问题的能力。授课提示：对应学生用书第82页考点一减数分裂和受精作用1．减数分裂的概念2．精子形成过程中各时期的主要特点[连线]3．比拟精子和卵细胞形成过程的差异比拟工程精子形成过程卵细胞形成过程细胞质分裂方式均等分裂不均等分裂是否变形变形不变形结果一个精原细胞↓4个精子一个卵原细胞↓1个卵细胞、3个极体4.配子中染色体组合多样性的原因(1)同源染色体的别离和非同源染色体的自由组合。(2)同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。5．受精作用1．教材必修2P16“相关信息〞：什么样的实验材料首先证实了魏斯曼的预测？提示：马蛔虫。2．教材必修2P18“侧栏思考题〞：减数第二次分裂染色体复制吗？提示：染色体复制只能发生在减数第一次分裂前的间期。3．教材必修2P19“侧栏思考题〞：一个卵原细胞只形成一个卵细胞有怎样的生殖意义？提示：有利于营养物质向卵细胞集中，为受精卵的发育提供营养。4．教材必修2P25“想像空间〞：双亲对子代的奉献一样吗？提示：子代细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方；而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。1．减数第一次分裂过程中同源染色体先别离，后联会。(×)2．减数第二次分裂过程中染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开。(√)3．减数第一次分裂染色体数目不变，减数第二次分裂染色体数目减半。(×)4．减数第一次分裂中，着丝点分裂导致染色体数目减半。(×)5．卵细胞形成过程中，细胞质都是均等分裂的。(×)1.减数分裂重要概念的区分(1)同源染色体和非同源染色体①同源染色体②非同源染色体：指形态、大小各不相同，且在减数分裂中不配对的染色体。(2)联会与四分体①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。②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。③一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子(含8条脱氧核苷酸链)。(3)交叉互换①概念：减Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。②时期：减数第一次分裂前期。③意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的变异性。2．减数分裂过程中两个分裂阶段的比拟工程减数分裂Ⅰ减数分裂ⅡDNA的复制与否复制不复制同源染色体有无着丝点变化不分裂分裂染色体主要行为①同源染色体联会；②四分体中非姐妹染色单体可以发生交叉互换；③同源染色体别离，非同源染色体自由组合着丝点分裂，姐妹染色单体分开3.精子和卵细胞形成中细胞分裂图像的辨析4．利用多图一体图示突破减数分裂过程中相关结构与数目的变化(1)甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。(2)柱状图突破的关键点：只有染色单体才会出现“0〞现象；细胞分裂图突破的关键点：看有无同源染色体及染色体的行为变化；坐标曲线图中突破的关键点：首先看斜线——不存在斜线的为染色体的变化，有斜线的为染色单体或DNA，其次看关键点——染色单体起于“0〞终于“0〞。1．以下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：[设计意图：考查生命观念与科学思维](1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？提示：情况1的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2的子细胞有2种类型：Ab、aB。(2)据此推断，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？提示：2n种。(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？提示：发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。2．以下是关于生物的细胞分裂信息。请据图分析答复以下问题：[设计意图：考查生命观念与科学思维](1)图4中A1B1段形成的原因是________________________________________。(2)图3细胞的染色体数对应于图5中的________段(填图中标号)。图5中D2E2染色体的行为变化与图4中的哪一段变化相同？________(填图中标号)。(3)雄性激素能促进图1～图3中的哪一个细胞的形成？________。图3子细胞的名称为________________________________________________________________________。(4)图1细胞中有________对同源染色体，①和⑤在前一时期是________________关系。(5)图1～图3可依次对应于图6中的________(填图中标号)。提示：(1)间期DNA的复制(2)E2F2C1D1(3)图2卵细胞和第二极体(4)4一条染色体的两条染色单体(5)①②③命题点1eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(考查减数分裂相关概念与过程))1．以下关于同源染色体和四分体的表达，不正确的选项是()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：同源染色体一条来自父方，一条来自母方，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A项错误；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，B项正确；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体，C项正确；在减数第一次分裂过程中，复制后的同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体，D项正确。答案：A2．果蝇的受精卵有8条染色体，其中4条来自母本，4条来自父本。当受精卵变为成虫后，成虫又开始产生配子，下面关于其中一个配子中染色体的情况的说法正确的选项是()A．4条来自父本或4条来自母本B．2条来自父本，2条来自母本C．1条来自一个亲本，另外3条来自另一个亲本D．以上情况都有可能解析：原始生殖细胞中的染色体一半来自父本，一半来自母本，原始生殖细胞减数分裂形成配子的过程中，同源染色体别离，来自父本、母本的染色体随机移向两极，因此配子中染色体来自父本、母本的数目是随机的，D正确。答案：D(1)说出减数分裂和受精作用的意义。提示：对于维持物种的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。(2)从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传多样性的原因。提示：减数分裂过程中由于同源染色体别离，非同源染色体自由组合以及同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换产生了染色体组成具有多样性的配子。受精作用过程中，雌雄配子的随机结合，使后代的染色体组成更为多样，因此，生物具有遗传多样性。命题点2eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(减数分裂图像的辨析))3．如图为高等动物细胞分裂的示意图，以下表达正确的选项是()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为一对同源染色体解析：图甲处于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；图乙处于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；图丙处于减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，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，而是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误。答案：B4．如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中，细胞内每条染色体上DNA含量的变化(甲曲线)及与之对应的细胞中染色体数目变化(乙曲线)。以下说法错误的选项是()A．CD与FG对应的时间段，细胞中均含有两个染色体组B．D点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体C．EF过程中，DNA含量的变化是由于同源染色体的别离D．CD段有可能发生同源染色体上非等位基因之间的重组解析：CD段表示减数第一次分裂，FG表示减数第二次分裂后期，所以CD与FG对应的时间段，细胞中均含有2个染色体组，A正确；由于减数第一次分裂后期同源染色体别离，因此D点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体，B正确；DE对应的时间段为减数第二次分裂，细胞中不含同源染色体，因此EF过程中DNA含量的变化与同源染色体的别离无关，C错误；CD段表示减数第一次分裂，在前期有可能发生同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换，从而导致同源染色体上的非等位基因之间发生重组，D正确。答案：C命题点3借助配子种类和来源的判断考查逆向思维5．某种生物3对等位基因分别位于3对同源染色体上，如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(不考虑交叉互换)()A．2个B．3个C．4个D．5个解析：来自1个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自1个精原细胞，②⑥可来自1个精原细胞，③来自1个精原细胞，⑤来自1个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C项正确。答案：C6．如图1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，那么来自同一个次级精母细胞的是()A．①② B.①③C．②③D．③④解析：由图示可知，①和②染色体组成正好“互补〞，它们应该分别来自图1产生的两个不同的次级精母细胞；②和④、①与③“大局部〞相同，应该来自同一次级精母细胞，不同的局部来自交叉互换；①和④、②和③大局部“互补〞，应来自两个不同的次级精母细胞。答案：Beq\a\vs4\al([技法提炼])考点二减数分裂与有丝分裂综合类型重点题型突破题型一比拟有丝分裂和减数分裂的异同减数分裂有丝分裂不同点细胞类型原始生殖细胞→成熟生殖细胞体细胞→子代体细胞分裂次数2次1次染色体数量变化2n→n→2n→n2n→4n→2n同源染色体特殊行为联会、交叉互换、别离无特殊行为子细胞数量雄性：4个雌性：1个(生殖细胞)2个子细胞性别雄性、雌性生殖细胞无性别区分相同点DNA和染色体均只复制1次，都有染色体和纺锤体出现1．在某哺乳动物(2N＝24)体内，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是12、24、24和24、48、48。以下关于两个细胞分裂方式的判断，正确的选项是()A．细胞甲和细胞乙一定都在进行有丝分裂B．细胞甲和细胞乙可能都在进行减数分裂C．细胞甲一定在进行减数分裂，细胞乙不可能进行减数分裂D．细胞甲可能在进行有丝分裂，细胞乙一定在进行有丝分裂解析：细胞乙可能属于有丝分裂前期和中期，而细胞甲肯定处于减数第二次分裂前期或中期，A错误；细胞乙可能在进行有丝分裂，也可能在进行减数第一次分裂，而细胞甲一定在进行减数分裂，B正确，C、D错误。答案：B2．人的同源染色体有23对。假设一个初级精母细胞在形成精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向一极，那么这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例，同时精巢中精原细胞增殖的方式是()A．1∶1，有丝分裂B．1∶2，有丝分裂C．1∶3，减数分裂D．1∶1，减数分裂解析：精巢中精原细胞自身增殖的方式是有丝分裂。一个次级精母细胞在减数第二次分裂后期有一对姐妹染色单体移向一极，导致这个次级精母细胞形成的2个精细胞都不正常(一个多一条染色体，一个少一条染色体)，而另一个次级精母细胞正常分裂，形成的2个精细胞都正常，所以这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例是1∶1。综上所述，A符合题意，B、C、D不符合题意。答案：A题型二“两结合法〞图析细胞分裂的方式及特点1．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期2．结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式图像判断中应注意的几点：(1)处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体(四倍体的减数分裂)。(2)处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。(3)如果题干中明确为二倍体生物，那么没有必要考虑其他类型的生物；假设题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图〞或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞〞等，可确定为二倍体生物；假设没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。3．如图是某二倍体高等动物细胞处于不同分裂时期的图像。以下表达错误的选项是()A．甲细胞不可能代表胰岛B细胞B．乙细胞含有的两条X染色体不属于同源染色体C．丙细胞的子细胞为卵细胞、极体或者精细胞D．丁细胞不会发生A和a、B和b这两对等位基因的自由组合解析：胰岛B细胞不分裂，因此甲细胞不可能代表胰岛B细胞，A项正确；乙细胞含有两条X染色体，但这两条X染色体是同一条染色体分开后形成的，不属于同源染色体，B项正确；乙图中细胞质不均等分裂，可判断此动物为雌性，丙细胞的子细胞为卵细胞、极体，不会是精细胞，C项错误；丁细胞为有丝分裂，不会发生A和a、B和b这两对等位基因的自由组合，D项正确。答案：C4．如图是甲、乙两种雄性高等动物的细胞分裂模式图，相关判断正确的选项是()A．甲、乙动物正常体细胞中的染色体数目分别是3条、4条B．甲动物体细胞中没有同源染色体，乙动物体细胞中有同源染色体C．图示两种细胞中染色单体数和DNA分子数之比均为1∶1D．图示两种细胞都能在各自的精巢中找到解析：甲细胞有3条染色体，处于减数第二次分裂中期，那么其体细胞有6条染色体，乙细胞有8条染色体，处于有丝分裂后期，所以其体细胞有4条染色体，A错误；甲、乙动物体细胞中都有同源染色体，B错误；甲细胞染色单体数和DNA分子数之比均为1∶1，乙细胞染色单体数和DNA分子数之比均为0∶1，C错误；精巢中的精原细胞既能进行有丝分裂，也能进行减数分裂，D正确。答案：D题型三减数分裂与有丝分裂相关数量变化的分析1．“三看法〞判断有丝分裂与减数分裂(1)模型(2)判断方法2.每条染色体中DNA含量的变化A→BB→CC→DD→E减数分裂对应时期减Ⅰ前的间期减Ⅰ全过程和减Ⅱ前期、减Ⅱ中期减Ⅱ后期减Ⅱ末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期3.“同源染色体对数〞和“染色体组数〞数目变化曲线(1)图甲中表示有丝分裂的是①，表示减数分裂的是②。(2)图乙中表示有丝分裂的是③，表示减数分裂的是④。4．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比拟(1)模型图(2)相关解读①只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，那么其一定表示染色单体。②DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。5．如图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中，细胞核内染色体数目及核DNA数目的变化，那么以下表达错误的选项是()A．在图中两曲线重叠的各段，每条染色体都不含染色单体B．在BC段和HI段都能发生染色体的复制C．在AG段细胞中含有同源染色体，HQ段细胞中不含有同源染色体D．在ED段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体别离解析：当染色体数目等于DNA分子数目时，每条染色体都不含染色单体；在有丝分裂的间期BC段和减Ⅰ前的间期HI段都发生染色体的复制；图中HJ段表示减Ⅰ时期，在减Ⅰ时期细胞含有同源染色体；在ED段和LM段，发生含量变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体别离。答案：C6．如图表示人体细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化曲线。以下分析错误的选项是()A．假设曲线表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目变化的局部曲线，那么n等于1B．假设曲线表示有丝分裂染色体数目变化的局部曲线，那么n等于46C．假设曲线表示减数第一次分裂核DNA分子数目变化的局部曲线，那么n等于23D．假设曲线表示有丝分裂染色体组数变化的局部曲线，那么n等于2解析：每条染色体上DNA含量为1或2，假设曲线表示减数分裂中每条染色体上DNA分子数目变化的局部曲线，那么n＝1，A正确；有丝分裂过程中染色体数目变化规律为46→92→46，假设曲线表示有丝分裂中染色体数目变化的局部曲线，那么n＝46，B正确；减数第一次分裂中核DNA数目是92，假设曲线表示减数第一次分裂中核DNA数目，那么n＝46，C错误；人体细胞有丝分裂过程中，染色体组数为2或4(后期)，因此n＝2，D正确。答案：C考点三实验：观察细胞的减数分裂1．实验原理(1)蝗虫的精母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。(2)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，因而可据此识别减数分裂的各个时期。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→漂洗→染色→制片。(2)显微观察1.实验材料的选取选用雄性个体生殖器官如植物的花药，动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：(1)雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。(2)在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(大多数动物)，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。2．临时装片制作时应特别注意的几个关键环节(1)为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。(2)低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的黏连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。3．确定中期细胞的类型睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加细胞数目。因此处于分裂中期的细胞应该包括：减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。1．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目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。2．视野中减数第一次分裂中期的细胞内，染色体一定位于“一条线〞的位置吗？提示：从细胞侧面看，中期时染色体排列在细胞“一条线〞的位置，从细胞极面看，染色体分布在细胞各处。命题点1eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(教材根底实验))1．以下关于观察减数分裂实验的表达，错误的选项是()A．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象解析：蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。答案：D2．在观察蝗虫精原细胞减数分裂固定装片时，区分初级精母细胞和次级精母细胞的主要依据是()A．是否有染色单体B．有无同源染色体C．染色体是否均分给子细胞D．是否发生染色体别离解析：初级精母细胞含有染色单体，次级精母细胞是处于减数第二次分裂时期的细胞，减数第二次分裂的前期、中期也含有染色单体，A不符合题意；减数第一次分裂各时期均含有同源染色体，而减数第二次分裂各时期均无同源染色体，B符合题意；减数第一次分裂后期发生同源染色体的别离，染色体均分给子细胞(次级精母细胞)，减数第二次分裂后期姐妹染色单体别离形成染色体，且染色体移向细胞的两极均分给子细胞(精细胞)，C、D不符合题意。答案：B命题点2eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(高考拓展实验))3．(2021·高考江苏卷改编)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。以下表达正确的选项是()A．图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期B．图甲细胞中同源染色体已彼此别离C．图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近D．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→丙→乙→丁解析：观察题图，图甲含有五组荧光点，且每组荧光点较大，在细胞中散乱分布，结合题干信息可知，拟南芥(2n＝10)含有两个染色体组，共10条染色体，即5对同源染色体，在减数第一次分裂前期会形成5个四分体，可知图甲为四分体时期，即减数第一次分裂前期；图乙的5个四分体排列在赤道板附近，即减数第一次分裂中期；图丙的细胞每一极含有5个小的荧光点，应该为减数第二次分裂后期；图丁中含有4组荧光点，每组5个，应该是减数第二次分裂完成，形成了4个精细胞。根据以上分析可知，图甲为减数第一次分裂前期图像，图丙为减数第二次分裂后期图像，A项错误；图甲细胞处于减数第一次分裂前期，细胞中同源染色体正在配对形成四分体，而不是彼此别离，B项错误；图乙细胞处于减数第一次分裂中期，细胞中5个四分体排列在赤道板附近，C项正确；图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁，D项错误。答案：C4．蝗虫(雄性2n＝23，XO；雌性2n＝24，XX)染色体数目较少而大，且多为端部着丝点，易于观察，故常利用雄蝗虫的精巢压片法制作细胞分裂时相观察的标本。图1～3是从多个显微图像中选出的三个处于不同的分裂中期图像。请分析答复：(1)将采集的蝗虫精巢适当处理后移入固定液(甲醇∶冰醋酸＝3∶1)中固定，一段时间后取出，用解剖针挑破曲细精管，使细胞溢出，然后经________→制片后，观察分析染色体的_____________________________________________________________