高考生物一轮精品复习 21 减数分裂和受精作用学案 新文档格式.docx
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3、精子和卵细胞形成过程的比较
项目
精子的形成
卵细胞的形成
不
睾丸或精巢
卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂
方式
均等分裂
只有减数第二次分裂中第一极体
分裂均等,其他分裂皆不均等
1个精原细胞形成4个精子。
在无交叉互换时形成2种精子,
有交叉互换时形成4种精子
1个卵原细胞形成4个子细胞,
其中1个是卵细胞,3个是极体
变形
是
否
相同点
(1)染色体的行为和数目变化规律相同,表现在:
染色体都在减数第一次分裂的间期复制
减数第一次分裂同源染色体联会(可发生交叉互换)、均分,非同源
染色体的自由组合
减数第二次分裂都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开
(2)产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半
三、受精作用
1、概念:
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2、过程
(1)精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。
(2)卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入。
(3)精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
3、结果:
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自精子(父方),一半来自卵细胞(母方)。
4、意义
减数分裂和受精作用对于维持每种生物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。
5、配子中染色体组合多样性的原因
(1)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
(2)同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换。
6、提醒:
精子与卵细胞识别的基础是:
细胞膜外表面的糖蛋白具有识别作用。
四、观察细胞的减数分裂
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片的步骤
(1)低倍显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
(2)根据染色体的形态、位置和数目,利用低倍镜和高倍镜识别不同时期的细胞。
(3)根据观察结果绘制不同时期的细胞简图。
【热点难点全析】
一、减数分裂过程的规律性变化特点
1、减数分裂中染色体、DNA的规律性变化
2、数目变化的曲线模型
二、减数分裂和有丝分裂的比较及图像识别
1、减数分裂和有丝分裂的比较
比较项目
减数分裂
有丝分裂
染色体复制次数及时间
一次,减数第一次分裂间期
一次,有丝分裂的间期
细胞分裂次数
二次
一次
是否出现联会、四分体
出现在减数第一次分裂
不出现
有无同源染色体分离
有;
发生于减数第一次分裂后期
无
着丝点分裂
发生在减数第二次分裂后期
后期
子细胞的名称及数目
精细胞四个或卵细胞一个、极体3个
体细胞,2个
子细胞中染色体变化
减半,发生于减数第一次分裂
保持不变
子细胞间的遗传组成
不一定相同
一定相同
2、细胞分裂图像的识别(重点是前、中、后三个时期)
方法三看鉴别法(点数目
、找同源、看行为)
第一步:
如果细胞内染色体数目为奇数,则该细胞为减数第二次分裂某时期的细
胞。
第二步:
看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图;
若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。
第三步:
在有同源染色体的情况下,若有联会、四分体、同源染色体分离,非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图;
若无以上行为,则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。
【例】甲图为某哺乳动物体细胞中部分染色体及其上的基因示意图,乙、丙、丁图为该动物细胞处于不同分裂时期的染色体示意图。
下列叙述正确的是( )
A.判断该动物是否为纯合子应选用另一雌性动物与其测交
B.乙细胞和丙细胞分裂时均可以发生基因重组
C.甲细胞产生的基因突变可通过卵细胞传递给子代
D.丁产生的子细胞中的基因组成是aB和aB
【析】选C。
由图可知,乙为有丝分裂后期细胞,不会发生基因重组。
丙为初级卵母细胞减数第一次分裂后期,可发生基因重组,由于细胞质不均等分配,可判断该动物为雌性,故A、B错。
丁为次级卵母细胞或第一极体,基因组成为AaBB,产生的子细胞的基因组成是AB和aB,故D错。
【高考零距离】
1、(2012·
江苏高考)观察到的某生物(2n=6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。
下列解释合理的是()
A.减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离
B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离
C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次
D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次
【解析】该生物体细胞中染色体数为6,染色体在减数第一次分裂前的间期复制,在
正常情况下,经过减数第一次分裂,染色体数减少一半,在减数第二次分裂后期,由于着丝点分裂,染色单体成为子染色体,此时染色体数应为6条,而实际为8条,说明减数第一次分裂后,染色体比实际多了一条,只能说明有一对同源染色体没有分开,所以A正确
【答案】A
2、(2012·
四川高考)蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中,下列行为在细胞内不能发生的是(
)
A.基因的选择性表达
B.DNA的半保留复制
C.同源染色体的分离
D.姐妹染色单体的分开
【解析】受精卵发育成原肠胚的过程,也是细胞分化的过程,细胞分化是基因选择性表达的结果。
受精卵发育的过程中细胞进行有丝分裂,因而有DNA的半保留复制和姐妹染色单体的分开。
同源染色体的分离出现在减数分裂。
【答案】C
3、(2011·
山东高考)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,而产生一个不含性染色体的AA型配子。
等位基因A、a位于2号染色体。
下列关于染色体未分离时期的分析,正确的是()
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离
②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A.①③B.①④C.②③D.②④
【解析】①中,2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离,这样得到的配子才是AA型的。
②中,若2号染色体在减数第一次分裂时未分离,所得到的配子基因型或是Aa,或不含2号染色体。
③中,性染色体若在减数第二次分裂时未分离,可以得到一个不含性染色体的配子。
④中,性染色体无论在减数第一次分裂还是在减数第二次分裂时未分离,都可以得到一个不含性染色体的配子。
4、(2010·
安徽高考)2雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。
比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的是
A.DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同B.遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同
C.DNA数目C1与C2不同,S1与S2相同D.遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同
【解析】本题考查有关细胞分裂相关知识C1C2是细胞有丝分裂形成的,而有丝分裂重要特征是亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,保持遗传物质的稳定性,所以C1和C2的遗传信息相同;
而S1和S2是减数第一次分裂形成的两个刺激精母细胞,减数第一次分裂的重要特征是同源染色体平均分子细胞,染色体数目减半,有染色单体,无同源染色体,所以遗传信息不同,且XY两条性染色体上的基因不同。
答案B正确。
【答案】B
5、(2010·
江苏高考)人类精子发生过程中,下列说法正确的是
A.细胞中染色单体散最多可达92条
B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的
C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前
D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/
【解析】本题考查了减数分裂的过程及考生理解能力。
人精子形成过程中,经过减数分裂,在减数第一次分裂过程中,染色体经过复制,染色单体可达到92条,A项正确;
姐妹染色单体可发生交叉互换,带着遗传信息可能不同,B项正确,姐妹染色单体壳发生交叉互换发生在四分体时期,即同源染色体分开前,C项正确,一个精原细胞产生两种类型4个精子,D项错误.
【答案】ABC
【考点提升训练】
一、选择题
1、为了观察减数分裂各时期特点,实验材料选择恰当的是()
①蚕豆的雄蕊②桃花的雌蕊
③蝗
虫的精巢④小鼠的卵巢
A.①②B.③④C.①③D.②④
【解析】要想观察减数分裂的全过程,必须要求观察材料能够连续地完成减数分裂的过程。
蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢能够完整地进行减数分裂;
而桃花的雌蕊中减数分裂已经完成,形成了卵细胞等生殖细胞,观察不到整个减数分裂的过程,动物的卵巢中卵子的生成只能分裂到减数第二次分裂的中期,也观察不到整个过程。
2、如下图表示高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体(a)、染色单体(b)、DNA(c)三者之间的数量关系。
此时细胞内不可能发生( )
A.染色体在纺锤体的牵引下移向细胞两极
B.存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N
C.同源染色体联会,四分体内非姐妹染色单体交叉互换
D.无同源染色体联会,染色体着丝点排列在赤道板上
3、(2012·
济南一中月考)如图为三个处于分裂期细胞的示意图,下列叙述中正确的是()
A.甲细胞可能是丙的子细胞
B.乙、丙细胞不可能来自同一个体
C.甲、乙、丙三个细胞均含有两个染色体组
D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
【解析】丙细胞处于减数第一次分裂后期,分裂产生的子细胞继续进行减数第二次分裂就可形成甲图所示细胞,A项正确。
乙、丙可能来自于同一个体,乙处于有丝分裂后期,含有四个染色体组,丙细胞处于减数第一次分裂后期,含有两个染色体组,甲细胞不含有同源染色体,含有两个染色体组,乙、丙细胞含有同源染色体,B、C、D项错误。
4、(2012·
淮安调研)下图1是某生物的一个初级精母细胞,图2是该生物的五个精细胞。
根据图中的染色体类型和数目,判断最可能来自同一个次级精母细胞的是()
A.①②B.②⑤C.③④D.①⑤
【解析】次级精母细胞形成精细胞的分裂为特殊方
式的有丝分裂过程,一个次级精母细胞分裂形成的两个精细胞染色体组应是一样的,所以最可能来自同一个次级精母细胞的是②⑤。
5、(2012·
厦门质检)下列
有关减数分裂的叙述,正确的是()
A.玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后产生的卵细胞中有5对染色体
B.减数分裂过程中非同源染色体自由组合,所有非等位基因之间也随之自由组合
C.人的初级精母细胞中有46条染色单体,精子中有23条染色体
D.四分体的非姐妹染色单体之间可以发生交叉互换
【解析】A项错误,10对染色体是指10对同源染色体,减数分裂后同源染色体分开,染色体数目减半,形成的卵细胞中染色体数目减半,已经没有同源染色体。
B项错误,发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因,同源染色体上的非等位基因不能发生自由组合。
C项错误,人的初级精母细胞中有46条染色体92条染色单体。
D项正确,交叉
互换发生在四分体上的非姐妹染色单体之间。
【答案】D
6、(2012·
中山模拟)下图表示发生在某动物精巢内形成精子的过程中,每个细胞中(不考虑细胞质)DNA分子数量变化。
下列各项中对本图解释完全正确的是(
A.a~e表示初级精母细胞,f~g表示精细胞变形成精子
B.b点表示初级精母细胞形成,g点表示减数第二次分裂结束
C.e点表示次数精母细胞形成,f点表示减数分裂结束
D.d~e过程同源染色体分离,e~f过程非同源染色体自由组合
【解析】由DNA变化趋势(加倍一次,减半两次)可知,该细胞进行的是减数分裂。
c~e表示初级精母细胞,A项错误。
e点表示初级精母细胞的形成,f点表示减数第二次分裂结束,B项错误、C项正确。
同源染色体分离的同时,非同源染色体就进行了自由组合,D项错误。
7、下面为动物细胞分裂过程的示意图,据图分析可得出( )
A.细胞分裂过程中,细胞体积明显增大的时期是OP段
B.若在A点将该DNA用同位素标记,则在GH段可检测有放射性的脱氧核苷酸链占50%
C.在图中的GH段和OP段,细胞中含有有染色体组数是相等的
D.图中L点→M点所示过程的进行,与细胞膜的流动性有关
【解析】L点→M点所示过程为受精作用,精子与卵细胞是借助细胞膜的流动性进行融合。
在分裂过程中,间期DNA复制阶段细胞体积会增大,OP段为有丝分裂后期,细胞体积不会增大,若在A点将核DNA用同位素标记,则在CD段可检测到50%的脱氧核苷酸链含有放射性,到GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占25%;
图中的GH段染色体数目与体细胞一致,OP段染色体数目是体细胞的2倍,两段的染色体数目是不相等的,细胞中含有染色体组数也是不相等的。
8、下图是某生物体的精原细胞增殖以及形成精细胞过程示意图,其体细胞中染色体及DNA数目均为2n。
图中标明了染色体与染色体上的基因。
①③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期,下列有关的判断错误的是( )
A.①中无同源染色体,染色体数目为4n,DNA数目为4n
B.②中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4n
C.③中无同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为2n
D.此分裂过程产生的另外三个精细胞的基因组成是aB、Ab、aB
【解析】因为①③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期,所以①细胞为精原细胞有丝分裂后期,含有同源染色体,DNA数目为4n,染色体数目为4n;
②初级精母细胞中含有同源染色体,DNA数目为4n,染色体数目为2n;
③次级精母细胞是初级精母细胞分裂形成,DNA减半,为2n,此时无同源染色体,细胞处于减数第二次分裂后期,则染色体数目为2n;
与图中精细胞来自同一个次级精母细胞的精子的基因型为Ab,其他两个精子的基因型为aB。
9、下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。
在减数分裂过程中,该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞。
这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是( )
A.①与②B.①与③
C.②与③D.②与④
【解析】减数分裂的四分体时期发生交叉互换后,
①与④细胞的两条染色体是初级精母细胞中的一条染色体上的两条染色单体,②与③细胞的两条染色体是初级精母细胞中的一条染色体上的两条染色单体,因此两个次级精母细胞形成的精子分别为①与④、②与③。
10、如图是某个二倍体动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。
据图判断不正确的是( )
A.该动物的性别是雄性
B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组
C.1与2或1与4的片段交换,前者属于基因重组,后者属染色体结构变异
D.丙细胞不能进行基因重组
【解析】由甲图细胞质均等分开且发生了同源染色体的分离,可以判断该动物一定是雄性;
1和2是同源染色体,其上片段的交换属于基因重组,而1和4属于非同源染色体,其上片段的交换属于染色体结构变异:
乙图是有丝分裂后期细胞图,其中最左边的染色体上的基因,应该都为A(或a),出现A和a的情况可能是由于发生了基因突变,但一定不是基因重组;
基因重组发生在减数第一次分裂过程中,丙细胞处于减数第二次分裂后期,不能进行基因重组。
11、(2012·
潍坊一模)真核生物进行有性生殖时,通过减数分裂和受精作用会使后代( )
A.增加发生基因突变的概率
B.继承双亲全部的遗传物质
C.从双亲获得的遗传信息完全相同
D.产生不同于双亲的基因组合
【解析】基因突变是在DNA复制时产生的,突变率很低,有性生殖不能增加基因突变的概率;
双亲通过减数分裂产生的配子,并不包含双亲的全部基因;
经过受精作用产生的配子含
有来自双亲的遗传物质,因此会产生不同于双亲任何一方的基因组合。
12、下列关于减数分裂的叙述中,正确的是( )
①所有能够进行有性生殖的生物都能进行减数分裂
②减数分裂的过程是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程
③减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次,细胞连续分裂两次
④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原来的减少一半
⑤减数分裂是一种特殊的有丝分裂,同样具有一定的细胞周期
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①③④⑤D.①②③④⑤
【解析】减数分裂形成的性细胞不能连续分裂,所以减数分裂没有细胞周期。
13、(2012·
东北三校联考)右图所示为某细胞正在进行减数分裂的过程(仅画出部分染色体),图中的现象是什么?
若该细胞产生的配子参与受精,可能会发生何种情况( )
A.交叉互换 囊性纤维病
B.基因突变 镰刀型细胞贫血症
C.同源染色体不分离 先天性愚型
D.姐妹染色单体不分离 性腺发育不良
【解析】由图可知,此细胞均等分裂,为初级精母细胞,此时正处于减数第一次分裂后期,并且有一对同源染色体没有分离,导致最终形成的4个配子中有2个配子多一条染色体,有2个配子少一条染色体。
若产生的配子参与受精,子代体细胞中染色体数目比正常情况多一条(如先天性愚型),或比正常情况少一条。
14、(2012·
莆田质检)下图是一哺乳动物细胞某种分裂过程简图,以下说法不正确的是( )
A.细胞②中染色体组的数目已经加倍
B.细胞⑤中的遗传信息传递到子代后不一定能表现出来
C.细胞③与④在基因组成上的差异可能不只是基因重组导致的
D.一个基因型为AaBb的细胞①分裂产生的细胞⑤基因型只有1种
【解析】根据分裂特点可以看出该过程为减数分裂过程,①到②细胞进行DNA复制,但染色体数并未加倍。
⑤卵细胞中的隐性基因在子代中不一定表达。
③和④基因组成的差异来源也可能是基因突变。
一个卵原细胞①分裂只能形成一个卵细胞,故基因型只有一种。
15、下列关于观察减数分裂实验的叙述中,错误的是( )
A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更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】洋葱根尖只能发生有丝分裂,不会发生减数分裂,所以用洋葱根尖制成装片不可能观察到减数分裂
特有的同源染色体联会现象。
二、非选择题
16、(2012·
抚顺模拟)下列各图表示某雄性动物细胞分裂的一组图像,请据图回答:
(1)该动物的体细胞中染色体数目是条,该动物可以形成种类型的精子。
(2)正在进行减数分裂的细胞是图,含有染色单体的细胞是图,没有同源染色体的细胞
是图。
(3)图B所示的细胞有个四分体,图C所示的细胞所处的分裂时期为,图D所示的细胞经细胞分裂后形成的是。
(4)A细胞有条染色体,有个DNA分子,A细胞经分裂形成的子细胞是。
(5)此5个细胞发生的先后顺序可能是。
【解析】本题综合考查有丝分裂和减数分裂图像的鉴别、染色体和DNA的变化规律。
图中有同源染色体但无联会现象的A、C为有丝分裂,其余为减数分裂。
有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,着丝点分裂,细胞中无染色单体,但减数第二次分裂细胞中无同源染色体。
A为有丝分裂后期,D为减数第二次分裂后期,E为减数第二次分裂中期。
该动物体细胞中有2对4条染色体,减数分裂时出现2个四分体,产生精子类型为22=4种。
【答案】
(1)44
(2)B、D、EB、C、ED、E
(3)2有丝分裂中期精细胞
(4)88体细胞
(5)C→A→B→E→D
17、如下图曲线表示某生物(2n=4)的体细胞分裂过程及精子形成过程中每个细胞内某物质数量的变化。
a、b、c、d、e分别表示分裂过程中的某几个时期的细胞中染色体图。
请据图回答下列问题。
(1)曲线中①~③段可表示细胞进行________分裂的________数量变化。
(2)图a~e中与曲线②⑤位置相对应的细胞分别是________。
(3)细胞a、b、c、d、e具有同源染色体的是______________________________,曲线中一个细胞内没有同源染色体的时期是________。
(4)与体细胞相比,a~e细胞中,核内DNA含量加倍的是________。
(5)就染色体行为来说,b、e时期的共同特点是__________________。
【解析】本题考查的知识点是减数分裂、有丝分裂过程中遗传物质的变化情况。
(1)由图中曲线变化可知,曲线代表染色体的数量变化,在②阶段,染色体数目与体细胞相比增加了一倍,故①~③段为有丝分裂过程。
(2)曲线②⑤位置相对应的细胞染色体数量均加倍,说明细胞处于分裂的后期,从染色体的数量上看,②为4n、⑤为2n,则曲线②⑤位置相对应的细胞分别是有丝分裂后期e和减数第二次分裂后期b。
(3)从细胞中染色体的行为和数量看,a~e分别是减数分裂四分体时期、减数第二次分裂后期、减数第二次分裂前期、有丝分裂中期和有丝分裂后期,含有同源染色体的只能是四分体时期和有丝分裂期的细胞,即a、d、e。
从曲线上看,从④开始,染色体数目减半,说明已经进入减数第二次分裂时期,处于④⑤⑥时期的一个细胞内均不含同源染色体。
(4)该生物体细胞内含有的染色体为2n,可知核中DNA分子数为2n,核内DNA含量加倍为4n的细胞为a、d、e。
(5)就染色体行为来说,b、e时期的共同特点是着丝点分裂,染色单体分开成为染
色体。
(1)有丝 染色体
(2)e、b (3)a、d、e ④⑤⑥ (4)a、d、e (5)着丝点分裂,染色单体分开成为染色体
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