高三生物一轮复习课件 第14讲 减数分裂和受精作用

2025生物一轮复习第4单元

细胞的生命历程第14讲

减数分裂和受精作用2025年高考一轮复习第14讲

减数分裂和受精作用1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。课标要求：对标课本：必修2遗传与进化

第2章

基因与染色体的关系（第1节）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。3.实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。PART01回归课本

强基固本●减数分裂●受精作用●实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片减数分裂如果配子的形成与体细胞增殖方式一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎么样？许多有性生殖的生物以

为发育起点，再通过细胞的分裂和分化发育成新个体。那么，精子和卵细胞形成的方式是什么呢？受精卵46♀46♂✕46精子46卵细胞受精92不能保持物种的染色体数目稳定德国动物学家魏斯曼天才的预见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少一半；精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。减数分裂魏斯曼这个预言被其他科学家通过显微镜观察所证实。这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫作

。减数分裂一、减数分裂染色体只复制

次（分裂前），而细胞连续分裂

次；范围:时期:特点:结果:场所：成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细胞中的染色体数目

。原始生殖细胞产生

的生殖细胞时进行；进行有性生殖的真核生物；原始生殖细胞既可以进行有丝分裂，来增加细胞数量，也可以进行减数分裂产生成熟的生殖细胞。植物的花药、子房，动物的睾丸、卵巢。减少一半一两成熟1.减数分裂的概念减数分裂2.减数分裂相关概念（1）同源染色体形状、大小

相同（长度和着丝粒位置相同）（一般用不同的颜色来表示）一条来自父方，一条来自母方判断同源染色体，应同时满足3个条件：①大小（长度）——相同②形状（着丝粒位置）——相同③来源（颜色）——不同一般在减数分裂I的前期可以进行联会图中为一对同源染色体的是：

。1号和2号，3号和4号图中为非同源染色体的是：

。1号和3、4号，2号和3、4号X和Y染色体不同减数分裂2.减数分裂相关概念（2）姐妹染色单体姐妹染色单体形状、大小

相同；姐妹染色单体是间期染色体复制形成的；完全图中一对同源染色体上的非姐妹染色单体：

。图中互为姐妹染色单体的是：

。a和a’b和b’c和c’d和d’位于一对同源染色体上的非姐妹染色单体在减Ⅰ联会时可交换部分片段。（3）非姐妹染色单体图中非同源染色体上的非姐妹染色单体有：

。a和b(b’)a’和b(b’)a和c(c′)、a′和c(c′)、a和d(d′)、a′和d(d′)、b和c(c′)、b′和c(c′)、b和d(d′)、b′和d(d′)减数分裂2.减数分裂相关概念（4）联会与四分体联会：减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。姐妹染色单体一对同源染色体一个四分体四分体：每条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体，叫作四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段，这是

的一种重要形式。基因重组非同源染色体之间片段的交换属于染色体易位！1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体减数分裂3.精子形成的过程（1）场所：高等动植物细胞的减数分裂发生在

，人和其他哺乳动物的精子是在

中形成的。有性生殖器官内睾丸曲细精管睾丸中有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中有大量的精原细胞；精原细胞是原始的雄性生殖细胞，通过

进行增殖，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞相同。有丝分裂受精卵精原细胞细胞分化有丝分裂许多精原细胞减数分裂3.精子形成的过程（1）场所：高等动植物细胞的减数分裂发生在

，人和其他哺乳动物的精子是在

中形成的。有性生殖器官内睾丸当雄性动物性成熟时，睾丸中的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。在减数分裂

，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂的过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（减数第二次分裂）。前精细胞再经过变形，就形成了成熟的雄性生殖细胞——精子。染色体复制减数分裂I减数分裂II变形减数分裂3.精子形成的过程（2）减数分裂前的间期：一部分精原细胞的

增大，染色体复制，成为

；

体积初级精母细胞精原细胞初级精母细胞复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由一个着丝粒连接。此时的染色体呈

的状态。

染色质丝特点：DNA复制，染色体数目不变，出现了姐妹染色单体。减数分裂3.精子形成的过程（3）减数分裂Ⅰ：（前期）减数分裂Ⅰ开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗，同源染色体两两配对，进行联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并

相应的片段。初级精母细胞交换姐妹染色单体交换部分片段特点：同源染色体联会，形成四分体，可能会发生基因重组。减数分裂3.精子形成的过程（3）减数分裂Ⅰ：（中、后期）随后，各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板

，每条染色体的着丝粒附着在纺锤丝上。不久，在纺锤丝的牵引下，配对的两条

染色体彼此分离，分别向两极移动，这样，细胞的每极只得到各对同源染色体中的一条。两侧同源特点：排列在赤道板两侧的同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合（发生基因重组），分别向细胞两极移动。

减数分裂3.精子形成的过程（3）减数分裂Ⅰ：（末期）在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞就分裂成了两个次级精母细胞。特点：一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞，染色体数目减半。初级精母细胞次级精母细胞减数分裂3.精子形成的过程（3）减数分裂Ⅰ：在减数分裂Ⅰ的过程中染色体出现了哪些特殊的行为？这对于生物的遗传有什么重要的意义？在减数分裂Ⅰ的过程中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中染色体数目比初级精母细胞的减少一半。上述过程使配子中的染色体数目减半，再通过受精作用，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。通过减数分裂I使产生的配子多样化，从而增加了生物遗传的多样性。减数分裂3.精子形成的过程（4）减数分裂Ⅱ：（前、中期）减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。每条染色体的着丝粒排列在中央赤道板上。次级精母细胞特点：染色体排列在细胞中央的赤道板上，细胞内无同源染色体。减数分裂3.精子形成的过程（4）减数分裂Ⅱ：（后、末期）每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动，并随着细胞分裂进入两个子细胞。次级精母细胞精细胞特点：姐妹染色单体消失，染色数目先加倍，然后随着细胞分裂减半。减数分裂拓展比较项目减数分裂I减数分裂II母细胞名称子细胞名称同源染色体染色体数目染色体行为核DNA数量染色单体着丝粒初级精（卵）母细胞次级精（卵）母细胞、极体次级精（卵）母细胞、极体精（卵）细胞、极体有无2N→N以二倍体生物（染色体数为2N）为例，比较减数分裂I和减数分裂IIN→2N→N同源染色体联会、分离，非同源染色体自由组合姐妹染色单体分开2N→4N→2N2N→N不分裂分裂4N→2N2N→0减数分裂3.精子形成的过程（5）精细胞的变形减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能形成精子。精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。精细胞精子精细胞的变形不属于减数分裂。减数分裂精细胞的变形对受精作用有什么意义？精细胞的变形是指精细胞变为精子的过程，其中细胞核变成精子头部的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。4.卵细胞形成的过程人和其他哺乳动物的卵细胞是在

中形成的。卵巢位于腹腔中，内部有许多发育程度不同的卵泡，在卵泡中央的一个细胞将会发育为卵细胞。卵巢卵细胞的形成过程与精子基本相同，尝试在纸上画出卵细胞形成的过程（染色体行为和细胞名称）。试一试减数分裂卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞卵细胞极体极体减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ（退化消失）减数分裂比较项目精子形成过程卵细胞形成过程形成部位原始生殖细胞细胞质分裂分裂结果是否变形相同之处睾丸卵巢精原细胞卵原细胞均等分裂初（次）级卵母细胞不均等分裂，极体均等分裂4个精细胞1个卵细胞、3个极体（退化消失）变形不变形减数分裂前的间期细胞增大，进行染色体复制；减I前期，同源染色体进行联会；减I后期同源染色体分开，非同源染色体自由组合；减II后期姐妹染色单体分开；产生的子细胞中染色体数目均减半减数分裂次级精（卵）母细胞精（卵）细胞或极体精（卵）原细胞初级精（卵）母细胞减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ间期减数分裂总结减数分裂联系社会烟草的烟雾含有几千种化学物质，其中不少物质会影响减数分裂的过程，影响精子和卵细胞的形成等，吸烟会影响男性精子的数量和质量。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。例如，气温过低会影响花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产，对此，农业生产上可以采用灌深水的措施来预防。减数分裂1.精细胞形成的过程中染色体、染色单体、核DNA数量、同源染色体数及细胞名称变化（以二倍体生物2N为例）拓展项目间期MIMI结束MII前中MII后末MII结束染色体数染色单体数DNA数同源染色体细胞名称2N0→4N2N→4NN精原细胞2N4N4NN初级精母细胞2N→N4N→2N4N→2N0次级精母细胞N2N2N0次级精母细胞2N02N0次级精母细胞N0N0精细胞减数分裂2.精细胞形成的过程核DNA数量曲线变化（以二倍体生物2N为例）拓展间期

前核DNAn4n2n时期

中

后

末

前

中

后

末

减I

减IIDNA复制细胞分裂细胞分裂减数分裂3.精细胞形成的过程染色体数量曲线变化（以二倍体生物2N为例）拓展间期

前染色体n4n2n时期

中

后

末

前

中

后

末

减I

减II细胞分裂着丝粒分裂细胞分裂减数分裂4.精细胞形成的过程染色单体数量曲线变化（以二倍体生物2N为例）拓展间期

前染色单体n4n2n时期

中

后

末

前

中

后

末

减I

减IIDNA复制细胞分裂着丝粒分裂减数分裂5.精细胞形成的过程同源染色体对数曲线变化（以二倍体生物2N为例）拓展间期

前同源染色体对数2nn时期

中

后

末

前

中

后

末

减I

减II细胞分裂，同源染色体分离减数分裂6.精细胞形成的过程每条染色体上的DNA量曲线变化（以二倍体生物2N为例）拓展间期

前每条染色体上的DNA21时期

中

后

末

前

中

后

末

减I

减IIDNA复制着丝粒分裂受精作用经减数分裂形成的精子和卵细胞，要相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。父亲体内所有的精原细胞，其染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。可是，“一母生九子，九子各不同”，配子中的染色体组合为什么是多种多样的？一、配子中染色体组合的多样性减数分裂过程中，非同源染色体自由组合、联会时非姐妹染色单体之间交换片段都会使减数分裂产生多种配子。（1）非同源染色体自由组合（不考虑交叉互换）若精原细胞有一对同源染色体（基因型为Aa），则产生的配子为2种：A和a；若精原细胞有两对同源染色体，每条染色体上一对等位基因(AaBb)，可以产生几种配子？受精作用精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡAaBbaaAAbbBBaabbABabABabAABB受精作用精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞分裂间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂ⅡAaBbaaAAbbBBBBaaAAbbAbaBBaAb两对同源染色体（基因型为AaBb），则产生的配子为4种：AB和ab、Ab和aB；受精作用若精原细胞有三对同源染色体，每条染色体上一对等位基因(AaBbCc)，可以产生几种配子？AaaA2bBBbcCCc22三对同源染色体（基因型为AaBbCc），则产生的配子为8种：ABC和abc、AbC和aBc、ABc和abC、aBC和Abc。以此类推，有N对同源染色体存在时，由于减数分裂I同源染色体分离，非同源染色体自由组合产生的配子有2N种。拓展具有n对同源染色体的个体产生配子的情况（不考虑基因突变和互换）：项目可能产生的配子种类实际产生配子的种类1个精原细胞1个雄性个体1个卵原细胞1个雌性个体2n种2种2n种最多2n种2n种1种2n种最多2n种受精作用（2）同源染色体联会，四分体中的非姐妹染色单体交换部分片段，也可以使配子种类增加。次级精（卵）母细胞精（卵）原细胞初级精（卵）母细胞减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ间期若精原细胞有一对同源染色体：不交换产生配子种类为：2种受精作用次级精（卵）母细胞精（卵）原细胞初级精（卵）母细胞减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ间期若精原细胞有一对同源染色体：发生交换产生配子种类为：4种受精作用二、受精作用1.概念：卵细胞和精子相互

、

成为受精卵的过程。精子与卵细胞接触识别融合精子和卵细胞的识别、融合分别与细胞膜的什么特性有关？识别体现了细胞膜进行细胞间的信息交流功能，融合体现了膜的流动性。2.过程：精子的头部进入细胞核，尾部脱离精子和卵细胞细胞核融合，彼此染色体会合透明带效应卵细胞膜效应卵细胞膜发生复杂的生理反应，阻止多精入卵3.结果：受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目，保证了物种染色体数目稳定，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。受精作用未受精时，卵细胞的细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。受精过程使卵细胞变得十分活跃。以后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程。受精卵中的DNA是一半来自父方、一半来自母方吗？受精卵的遗传物质（DNA）=核DNA质DNA（几乎都来自母方）（1/2父方+1/2母方）+受精作用三、减数分裂和受精作用的意义遗传稳定性遗传多样性减数分裂受精作用减数分裂形成的配子中染色体数目减半，而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体组合精子和卵细胞结合使受精卵中染色体数目恢复到体细胞数目；生物体的性状是由染色体中的遗传物质控制，染色体数目恒定维持了遗传稳定性减数分裂时联会时同源染色体的非姐妹染色单体进行交换；非同源染色体自由组合精子和卵细胞随机结合，增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传多样性多样性的意义：有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物再自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片实验原理：实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片蝗虫的精原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。在此过程中，细胞的染色体

都在不断发生变化；通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断出这些细胞分别处于减数分裂的哪个时期。实验目的：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。形态、位置、数目实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片材料用具：实验步骤：1.在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。2.先在低倍镜下找到减数分裂I和减数分裂II不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。3.根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图。蝗虫精母细胞减数分裂装片、显微镜；实验中为什么宜选用雄性个体的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的材料？一般来说，雄性一次产生的雄配子数目多，容易找到不同分裂时期的细胞；雄配子产生的过程中是连续分裂的。雌性动物排卵前后完成减数分裂Ⅰ，在输卵管处进行的受精过程中才完成减数分裂Ⅱ。实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片实验结果：6减一末期7减二前期8减二中期9减二后期10减二末期3456789101间期2减一前期3联会4减一中期5减一后期实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1.当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？根据细胞中的染色体形态、位置和数目来判断。例如，在减数分裂I中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体中都含有两条姐妹染色单体等现象。2.减数分裂I和减数分裂II相比，中期细胞中的染色体的不同点是什么？末期呢？减数分裂I中期，各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是细胞染色体数目的一半，每条染色体上都有姐妹染色单体；减数分裂II中期，非同源染色体的着丝粒排列在中央的赤道板上，末期细胞两极的染色体不含有姐妹染色单体。实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片3.你是通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。4.观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像，为什么？因为蝗虫精巢中的精原细胞（染色体数为2N）既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，所以可以观察到染色体数目为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。PART02

知识拓展

难点透析细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用拓展原始生殖细胞（如精原细胞）既可以进行有丝分裂，又可以进行减数分裂，减数分裂产生配子后还可以通过受精作用形成受精卵，受精卵又可以进行有丝分裂。在减数分裂和有丝分裂的曲线分析中，经常会减数分裂、受精作用和有丝分裂结合在一起进行考察。如何判断曲线的某阶段属于哪种分裂方式？曲线某阶段变化是什么现象引起？①看纵坐标代表的含义：核DNA量、染色体数、染色单体数或染色体：DNA等；②看题干信息，给出的是几倍体生物，体细胞中的DNA或染色体数目（2C/2N）；③分别画出纵坐标代表的物质在有丝分裂、减数分裂、受精作用中的曲线变化；④将③中画出的曲线与题目中的曲线对照，就可以判断出曲线属于哪个阶段。细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用拓展有丝分裂减数分裂受精作用有丝分裂04n-2n-n-时间核DNA

以染色体数为2n的生物为例，其核DNA变化曲线如下图所示，请同学们尝试判断曲线的各个阶段属于哪种分裂方式或生理过程。受精作用可以使核DNA加倍，且变化曲线是直线而非斜线。细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用拓展有丝分裂减数分裂受精作用有丝分裂04n-2n-n-时间染色体数

以染色体数为2n的生物为例，其核DNA变化曲线如下图所示，请同学们尝试判断曲线的各个阶段属于哪种分裂方式或生理过程。细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用练习生物学研究中曲线和图像常用于变量分析，如图甲是某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA含量变化曲线，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化曲线，下列分析正确的是（

）甲乙丙A.产生图甲细胞的原因是减数分裂前的间期发生基因突变B.图乙中秋水仙素在cd段发挥作用，受精作用发生在de段C.图丙所示曲线，无论表示何种分裂方式，纵坐标均有三种含义D.图丙所示曲线，点时细胞数目是点时的两倍或四倍细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用练习生物学研究中曲线和图像常用于变量分析，如图甲是某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA含量变化曲线，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化曲线，下列分析正确的是（

）甲A.产生图甲细胞的原因是减数分裂前的间期发生基因突变【分析】图甲为细胞分裂后期，在纺锤丝的牵引下，染色体移向细胞两极，由图中所示，细胞分裂不均等，且没有同源染色体，所以可判断该细胞是次级卵母细胞，正在减数分裂II后期，该时期染色体行为是：着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。姐妹染色单体是间期复制而来，其基因应该相同，而图中有两条姐妹染色单体的基因分别为B和b，是等位基因，有可能是间期基因发生了突变，也可能是减I前期联会，四分体的非姐妹染色单体发生了交换所致，A错误。细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用练习生物学研究中曲线和图像常用于变量分析，如图甲是某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA含量变化曲线，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化曲线，下列分析正确的是（

）B.图乙中秋水仙素在cd段发挥作用，受精作用发生在de段【分析】纵坐标是核DNA，横坐标是时期，先画出有丝分裂和减数分裂中核DNA变化曲线，与图乙对比，可以将图乙分为3个部分，3个部分的曲线均与有丝分裂相符；第3部分的有丝分裂与第1、2部分不同，核DNA起点加倍，由n变为2n，与有丝分裂过程中的细胞中染色体行为