生物教材梳理第二章第节减数分裂和受精作用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精庖丁巧解牛知识·巧学一、减数分裂1。魏斯曼（1834~1914）从理论上预测：在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半.受精时，精子和卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。1883年,科学家发现马蛔虫精子、卵细胞中的染色体数目只有体细胞的一半，而受精卵中又恢复成原来的数目;1890年,科学家确认精子、卵细胞的形成要经过减数分裂。2。减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂.在减数分裂过程中，染色体只复制一次,而细胞分裂两次.减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。二、精子的形成过程1.场所：精巢（或睾丸）睾丸内的曲细精管中含有大量的精原细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同（精原细胞是受精卵通过有丝分裂、分化来的）.2.具体过程（1）减数第一次分裂精原细胞在减数第一次分裂间期体积增大，染色体进行复制，复制后DNA加倍,染色体数目并不加倍，只是每条染色体含有由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体,这时的细胞称为初级精母细胞。前期，同源染色体两两配对（联会）,由于每条染色体含有两条姐妹染色单体,因此每对同源染色体含有四条染色体，称为四分体。此时两条染色体并不是平行并列的，而是相互纠缠像两股绳索扭在一起.中期，同源染色体进一步缩短变粗,清晰可辨,每对同源染色体排列在赤道板上，每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。后期，在纺锤丝的牵引下，同源染色体彼此分离分别移向细胞两极.末期，分离的同源染色体到达两极后，细胞膜向内凹陷，形成两个子细胞，称为次级精母细胞，每个子细胞内的染色体数目已经减少了一半.（2）减数第二次分裂减数第一次分裂结束后接着进行第二次分裂，因此第一次分裂的末期就是第二次分裂的前期.中期,每条染色体的着丝点整齐排列在赤道板上.后期,着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极，然后细胞分裂。这样一个次级精母细胞经过减数第二次分裂后就形成了四个精细胞.要点提示减数分裂形成的是精细胞而不是精子。精细胞经变形形成精子。辨析比较几个概念的比较（1）同源染色体减数分裂过程中配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，一般大小和形状都相同.(2）非同源染色体（如下图）1和2、3和4是同源染色体，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色体.(3)姐妹染色单体：减数第一次分裂间期或者有丝分裂间期，染色体经过复制后,每条染色体含有的两条染色单体叫姐妹染色单体。每条姐妹染色单体含有一个DNA分子。(4)非姐妹染色单体（如下图）：5和6是同源染色体，1和2、3和4是姐妹染色单体，1和3、1和4、2和3、2和4是非姐妹染色单体。不论是有丝分裂还是减数分裂，在染色体复制之前和染色体的着丝点分裂之后,细胞内都不含有染色单体（即为0)；在染色体复制之后和着丝点分裂之前，每条染色体都含有两条姐妹染色单体。（5）联会同源染色体两两配对.(6）四分体联会的两条同源染色体含有四条染色单体叫四分体。深化升华（1）四分体时期,非姐妹染色单体之间经常发生交叉互换。（2）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中。(3）基因的分离定律和基因的自由组合定律同时发生在减数第一次分裂的后期。(4）减数第一次分裂和减数第二次分裂最主要的区别在于染色体的行为和有无同源染色体。三、卵细胞的形成过程1。场所：卵巢哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的.卵巢内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。2.卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程与精子的基本相同。比较卵细胞的形成过程与精子的形成过程的异同点:比较项目精子形成过程卵细胞形成过程不同点形成场所动物精巢（睾丸）动物卵巢形成生殖细胞数目4个精子1个卵细胞细胞质是否均等分裂均等不均等有无变形阶段有无相同点染色体复制1次，细胞分裂2次，减数第一次分裂染色体有联会、四分体、非姐妹染色单体交叉互换、同源染色体分离等行为，减数第二次分裂着丝点分裂，染色体暂时加倍。最终形成的子细胞内的染色体数目是性原细胞的一半辨析比较（1)减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂间期有，有染色体复制无或短，无染色体复制着丝点不分裂分裂染色体数目减半（2N→N)不减半(N→2N→N)DNA含量不变（2c→4c→2c）减半(2c→c)染色体行为有联会、四分体、同源染色体分离无同源染色体，着丝点分裂，染色单体分开最主要的区别是减数第一次分裂有同源染色体，减数第二次分裂无同源染色体。（2）有丝分裂与减数第一次分裂的比较比较项目有丝分裂减数第一次分裂间期有有同源染色体有有染色体数目不变(2N→4N→2N)减半（2N→N）DNA含量不变(2c→4c→2c)不变(2c→4c→2c）着丝点分裂不分裂染色体行为无联会、四分体和同源染色体分离等有联会、四分体和同源染色体分离等区别的关键是有无联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合以及同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换等行为.其次是细胞内有无同源染色体存在。（3）有丝分裂与减数第二次分裂的比较比较项目有丝分裂减数第二次分裂间期有无或短同源染色体有无染色体数目不变(2N→4N→2N)不变（N→2N→N）DNA含量不变（2c→4c→2c）减半(2c→c）着丝点分裂分裂染色体行为着丝点分裂，姐妹染色单体分开二者过程基本相同，主要区别在于有无同源染色体存在。有丝分裂整个过程中，细胞中始终有同源染色体存在，而减数第二次分裂过程中始终无同源染色体存在。（4)减数第一次分裂、减数第二次分裂和有丝分裂中、后期比较减数第一次分裂减数第二次分裂有丝分裂分裂中期①四分体排列在赤道板的平面上②细胞内有同源染色体①染色体的着丝点排列在赤道板平面上②细胞内无同源染色体①染色体的着丝点排列在赤道板平面上②细胞内有同源染色体续表减数第一次分裂减数第二次分裂有丝分裂分裂后期①着丝点不分裂，染色单体不分离②同源染色体分离，非同源染色体自由组合③分裂后的子细胞是次级性母细胞①着丝点分裂，染色单体分离②分向两极的两套染色体内无同源染色体③分裂后的子细胞是生殖细胞①着丝点分裂,染色单体分离②分向两极的两套染色体均有同源染色体③分裂后的子细胞是体细胞注意抓住三者区别的关键：①有无同源染色体；②着丝点是否分裂（或染色单体的有无）；③有无四分体和同源染色体分离（或染色体的不同行为)。中期的相同点都是染色体都排列在赤道板的平面上.后期的相同点都是分离的染色体移向细胞的两极.四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片本实验是观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，固定装片制作用的实验材料就是蝗虫的精巢组织，在蝗虫的精巢内有大量的精原细胞，每个精原细胞都不是同时进行减数分裂的,因此，制作装片时，经过固定杀死细胞，就使精巢组织内的精原细胞处于不同的时期，在显微镜下我们就可以找到减数分裂各时期的细胞，从而了解减数分裂的全过程。同一生物的细胞中含有的核遗传物质是相同的，减数分裂的细胞可以处于不同时期，但通过观察多个细胞的分裂,就可以推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。精巢内除进行减数分裂外，也有的细胞进行有丝分裂，如精原细胞的增殖就是通过有丝分裂完成的。因此在观察蝗虫精巢切片的固定装片时，会发现有的细胞内的染色体数目是体细胞的一半，有的是体细胞的两倍，有的细胞中的染色体数目和体细胞一致.问题·探究问题1生物在进行减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，这样便可以产生出多种多样的配子，如何计算生物产生的配子的种类数？探究：生物产生的配子的种类数主要取决于非同源染色体的自由组合和种类数，因此同源染色体的数目决定着配子产生的种类数，然而对于精子、卵细胞的形成过程有所不同，因此在分析的时候还应该注意区别。我们假设某种生物的一个细胞含有AA′、BB′、CC′三对同源染色体，所产生的配子种类数有以下三种情况：（1）一个含AA′、BB′、CC′三对同源染色体的精原细胞，能产生几种配子？无论有几对都只能产生两种，并且两两相同。因为在减数第一次分裂后期,随着同源染色体的分离，非同源染色体之间的自由组合也就完成了.新的组合一旦形成就没有其他可能性了,第二次分裂时,姐妹染色单体分开平均分配到子细胞中去，所以每个次级精母细胞产生的两个精子是完全一样的。两个次级精母细胞产生的四个精子两两相同。(2）一个含AA′、BB′、CC′三对同源染色体的卵原细胞,能产生几种配子？因为一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，无论有多少种可能性，都只能是其中的一种。（3）一个含AA′、BB′、CC′三对同源染色体的生物体，由于含有许多原始生殖细胞，可以产生含不同非同源染色体的配子,种类为2n=23=8(种），n为同源染色体对数。问题2如何鉴别有丝分裂和减数分裂的各个时期？探究：我们要把握有丝分裂的过程和减数分裂过程的区别，主要从以下两方面分析:（1）细胞中是否存在同源染色体。（2）细胞中染色体的着丝点是否已经一分为二,即染色体上是否存在姐妹染色单体。鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂，是本节三大题型（识图、绘图和DNA、染色体变化曲线）中经常考查的一种，鉴别方法是“三看识别法”：第一,看细胞中的染色体数目.若为奇数，一定是减数第二次分裂，且细胞中一定无同源染色体存在，若为偶数,进行第二看。第二,细胞中有无同源染色体。若无同源染色体，一定是减数第二次分裂，若有同源染色体存在，进行第三看。第三，细胞中同源染色体的行为,若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象，一定是减数第一次分裂；若无上述同源染色体的特殊行为，则为有丝分裂。典题·热题例1在减数第一次分裂后期，父方和母方的染色体向两极移动时如何分配…（）A.父方和母方染色体在两极随机地组合B.通常母方染色体移向一极，而父方染色体移向另一极C.父方和母方染色体中各有一半移向一极,另一半移向另一极D。未发生交叉互换的染色体移向一极,而发生交叉互换的染色体移向另一极解析：在减数第一次分裂后期，同源染色体分开，非同源染色体随机组合,由于一对同源染色体由1条父方染色体和1条母方染色体组成，这2条染色体一般形状相同,大小相似（异型的性染色体X和Y除外）。那么1对同源染色体的父方染色体和母方染色体要分开，移向哪一极是随机的.其余各对同源染色体也是如此，因此,父方染色体和母方染色体在两极是随机组合的，不存在B、C、D的情形。答案：A巧妙变式此题考查对有丝分裂过程和减数分裂过程的认识，在有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂的过程中，染色体的变化过程是有区别的，所以考题中容易结合上述分裂过程中的染色体行为进行比较.因此，本题可以把减数第一次分裂改为有丝分裂或减数第二次分裂。例2（2004全国高考理综)一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离；所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常.另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常;减数分裂的第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称为不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是（）A.两者产生的配子全部都不正常B.前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常C.两者都只产生一半不正常的配子D。前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子解析:考查对减数分裂过程的掌握。如果某个初级精母细胞在减数第一次分裂过程中，有一对同源染色体不发生分离，则产生的两个次级精母细胞都会异常，即一个次级精母细胞少一条染色体,另一个次级精母细胞多一条染色体，在此基础上进行减数第二次分裂所产生的所有精细胞均为异常。如果某个初级精母细胞在减数第一次分裂过程中