高考生物北师大版总复习 讲义第四单元 第13讲 减数分裂和受精作用Ⅰ.docx

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高考生物北师大版总复习讲义第四单元第13讲减数分裂和受精作用Ⅰ

考点一　减数分裂与配子的形成及受精作用

1．精子形成过程中各时期的主要特点（连线）

2．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的比较

名称

项目　　　

减数分裂Ⅰ

减数分裂Ⅱ

DNA

复制

不复制

着丝粒

不分裂

分裂

染色体

2N→N，减半

N→2N→N，不减半

DNA数目

4N→2N，减半

2N→N，减半

染色体主要行为

同源染色体联会、分离

染色单体分开

同源染色体

有

无

3.精子和卵细胞形成过程的差异

比较

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.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）实质：

精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，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），另一半来自卵细胞（母方）。

[诊断与思考]

1．判断下列说法的正误

（1）玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对（　×　）

（2）所有的细胞分裂都存在四分体（　×　）

（3）同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期（　×　）

（4）在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ（　√　）

（5）一个基因型为AaBb的精原细胞，在发生交叉互换的情况下，能产生四种类型的精子（　√　）

（6）绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性（　√　）

（7）受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方（　×　）

2．根据下面图示确定同源染色体，并说出判断依据。

提示　1与2、3与4是同源染色体。

判断依据是：

（1）来源：

一条来自父方，一条来自母方；

（2）形状和大小：

一般相同（性染色体除外）；（3）特点：

在减数分裂过程中发生配对。

3．四分体与同源染色体、染色体、染色单体、DNA分子之间存在怎样的数量关系？

提示　1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体（含4个DNA分子）。

4．完善减数分裂各时期的相关数目变化

分裂时期

染色体数

目变化

DNA数

目变化

染色单

体数目

变化　

同源染

色体对

数变化

分裂间期

2N

2C→4C

0→4N

N

减数

分裂Ⅰ

前期Ⅰ

2N

4C

4N

N

中期Ⅰ

2N

4C

4N

N

后期Ⅰ

2N

4C

4N

N

末期Ⅰ

2N→N

4C→2C

4N→2N

N→0

减数

分裂Ⅱ

前期Ⅱ

N

2C

2N

0

中期Ⅱ

N

2C

2N

0

后期Ⅱ

2N

2C

0

0

末期Ⅱ

2N→N

2C→C

0

0

5.据图判断精子和卵细胞形成过程中的细胞分裂图像。

判断方法：

题组一　辨析相关概念，理顺减数分裂过程

1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是（　　）

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

答案　A

解析　一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，两条姐妹染色单体的着丝粒一分为二后，是相同的染色体，并非同源染色体；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。

在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体；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。

2.如图为细胞内染色体状态示意图，这种染色体状态表示已发生（　　）

A．染色体易位

B．基因重组

C．染色体倒位

D．姐妹染色单体之间的交换

答案　B

解析　据图可知，此现象为交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，故D项错误；通过交叉互换实现了同源染色体上的非等位基因之间的重组，B项正确；染色体易位发生在两条非同源染色体之间，染色体倒位发生在同一条染色体上，A、C项错误。

3.（2013·江苏，8）右图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝粒均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。

下列表述正确的是（　　）

A．图中细胞处于减数第二次分裂前期

B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍

C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离

D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中

答案　C

解析　根据题意及图中左侧的两条染色体可确定图示细胞分裂时期，染色体的着丝粒未断裂，因此细胞处于减数第一次分裂过程，染色体数与体细胞中的相同，A、B错误；染色体1和2是同源染色体，它们在减数第一次分裂过程中会相互分离，C正确；染色体1和3是非同源染色体，可发生自由组合，D错误。

题组二　区分精细胞和卵细胞形成过程图像

4．下图甲表示某精子，乙图中不属于该精子形成过程中的细胞图像的是（　　）

答案　B

解析　B图中移向同一极的非同源染色体只有一条与精子的染色体相同，因此B图不属于该精子形成过程中的细胞图像。

5.如图为某高等动物的细胞分裂示意图，图中不可能反映的是（　　）

A．发生了基因突变

B．发生了染色体互换

C．该细胞为次级卵母细胞

D．该细胞为次级精母细胞

答案　C

解析　从图形分析，若该细胞所进行的是减数分裂，不可能是次级卵母细胞，因为次级卵母细胞所进行的分裂为细胞质不均等分裂，而该细胞是典型的等分，它有可能是次级精母细胞。

题组三　逆推法确定配子的来源

6．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下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

答案　C

解析　来自一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可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。

7．如图1所示为动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是（　　）

A．①②B．①③

C．②③D．③④

答案　B

解析　减数分裂Ⅰ的特点：

同源染色体分离；减数分裂Ⅱ的特点：

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开成为两条子染色体并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。

解答此题时需结合交叉互换的含义，分析①～④四个图例（如图所示）：

综上所述，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，结合选项可知B项正确。

题组四　与减数分裂有关的数量和种类的判断

8．在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。

下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是（　　）

减数第二次分裂中期

减数第二次分裂后期

染色体/条

染色单体/条

染色体/条

染色单体/条

甲

10

20

20

10

乙

10

20

20

0

丙

20

40

20

10

丁

20

40

40

0

A.甲B．乙C．丙D．丁

答案　B

解析　在有丝分裂后期由于着丝粒分裂，染色单体分开成为子染色体，使染色体数目加倍，可知该植物体细胞中染色体数为20条。

减数第一次分裂结束时，染色体数目减半，在减数第二次分裂后期之前，染色单体不分开，这时染色体数为10条，染色单体数为20条；减数第二次分裂后期，染色单体分开成为子染色体，染色体数为20条，无染色单体，综上，本题选B。

9.某生物的基因组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是（不考虑基因突变和交叉互换）（　　）

A．2种和2种B．4种和2种

C．2种和4种D．8种和4种

答案　B

解析　由图可知，该生物基因型为AaBbDD，三对基因位于三对同源染色体上，遵循基因的自由组合规律。

三对基因中有两对是杂合的，所以它能产生的配子种类为22＝4（ABD、AbD、aBD、abD）。

但它的一个精原细胞产生的精子种类只能是2种，这是因为在减数第一次分裂时同源染色体分离，等位基因随之分开，只能有两种情况：

A—B（或b）—D、a—b（或B）—D。

即A与a分离、B与b分离后，若A与B分配在一起，则a只能与b分配在一起；若A与b分配在一起，则a只能与B分配在一起。

题组五　减数分裂和受精作用的相关分析

10．下列有关减数分裂和受精作用的描述，正确的是（　　）

A．受精卵中全部的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子

B．减数分裂过程中，着丝粒分裂伴随着非同源染色体的自由组合

C．减数分裂过程中，着丝粒分裂伴随着等位基因的分离

D．染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因

答案　D

解析　受精卵的细胞质基因几乎全部来自母方，故A项错误；等位基因分离和非同源染色体自由组合均发生在减数第一次分裂，着丝粒分裂发生在减数第二次分裂，B、C项错误；配子多样性还与交叉互换等有关，故选D项。

11．下面是对高等动物通过减数分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是（　　）

A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质

B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质

C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞

D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等

答案　B

解析　1个卵原细胞经过减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ产生1个卵细胞和3个极体的过程中，初级卵母细胞的分裂、次级卵母细胞的分裂过程中细胞质分裂是不均等的，A项错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B项正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C项错误；雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D项错误。

1．“四看”法判断同源染色体

（1）看有无染色体配对、形成四分体的现象：

配对形成四分体的染色体为同源染色体。

（2）看有无交叉互换的发生：

发生交叉互换的染色体为同源染色体。

（3）看细胞所处的时期

①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。

②减数第二次分裂后期，上下对应的大小、形状完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。

（4）看染色体的大小、形状：

如果不是减数第二次分裂，则：

①有丝分裂后期，每一极中大小、形状相同的为同源染色体（上下对应的染色体不是）。

②其他时期（除后期），大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。

2．走出2个误区

误区1：

误认为卵原细胞进行减数分裂过程中细胞质都不均等分裂。

点拨：

第一极体进行减数第二次分裂形成两个第二极体过程中，细胞质均等分裂。

误区2：

误认为姐妹染色单体上存在等位基因都是基因突变导致的。

点拨：

同源染色体中的非姐妹染色单体的交叉互换也可能导致姐妹染色单体上存在等位基因。

3．巧判配子的来源

（1）若两个精细胞中染色体组成完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。

（2）若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。

（3）若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。

4．精子和卵细胞种类和数目的计算技巧（正常情况下）

（1）1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。

（2）1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。

（3）1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。

5．配子中染色体组合具有多样性

（1）减数第一次分裂的后期，非同源染色体自由组合，导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。

（2）四分体中同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，导致减数分裂产生的配子种类具有多样性。

考点二（实验）　蝗虫精巢的压片及观察

1．实验原理

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。

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

麻醉→解剖→染色→压片。

（2）显微观察

低倍镜观察―→在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，找到减数分裂的各个时期

高倍镜观察―→再转到高倍镜下仔细观察中期Ⅰ和中期Ⅱ，比较其中的染色体数目有何不同

―→

[深度思考]

（1）本实验宜选用雄性个体生殖器官，其原因是什么？

提示　①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数；②在大多数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，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。

（2）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为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。

（3）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。

题组　把握实验的材料、操作及实验结果的分析

1．为了观察减数分裂各时期的特点，下列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

答案　C

解析　植物（如蚕豆）雄蕊的花药和动物（如蝗虫）精巢中正在进行减数分裂的细胞很多，经固定、染色处理后，容易从中找到处于减数分裂各个时期的细胞，因此它们是观察减数分裂各时期特点的理想材料。

桃花的每个雌蕊中只能形成一个胚囊，小鼠的每个卵巢中每次也只能形成少数几个（不超过8个）卵细胞，由于观察减数分裂过程必须对实验材料进行固定及染色处理，会造成细胞死亡，所以用这两种材料来观察减数分裂过程，只能观察到减数分裂某个时期或某几个时期的细胞，不可能找齐减数分裂各时期的细胞，这就没有达到题目“观察减数分裂各时期特点”的要求。

2．小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。

请根据观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤，回答下列问题：

供选材料及试剂：

小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红溶液、詹纳斯绿染液，解离固定液。

（1）取材：

用________________作实验材料。

（2）制作：

①取少量组织低渗处理后，放在______________________中，一定时间后轻轻漂洗。

②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。

③一定时间后加盖玻片，________________。

（3）观察：

①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。

若它们正常分裂，产生的子细胞是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

②如图是观察到的同源染色体（A1和A2）的配对情况。

若A1正常，A2发生的改变可能是______________。

答案　

（1）（小鼠）睾丸　

（2）①解离固定液　②醋酸洋红溶液　③压片（只要有压片的操作均可）　（3）①次级精母细胞、精细胞、精原细胞　②缺失

解析　观察减数分裂应选取生殖器官，本题应选取（小鼠）睾丸。

制片过程为“解离→漂洗→染色→制片”。

精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖，通过减数分裂形成成熟生殖细胞，故中期细胞可能是有丝分裂中期、减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ中期。

A1正常，则A2为缺失，若A2正常，则A1为重复。

生殖器官细胞中的染色体数目

动物的精巢、卵巢以及植物的花药、胚珠中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，其染色体数目有三种情况：

N、2N、4N（假设亲代为二倍体）。

原始的精原细胞（或卵原细胞）本身的增殖是通过有丝分裂进行的。

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要语强记

1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。

2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。

3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级（次级）卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。

4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：

同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。

5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：

着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍。

6．受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

探究高考　明确考向

1．（2015·浙江，2）下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是（　　）

A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同

B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同

C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同

D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半

答案　C

解析　不同生物的细胞大小和数目一般是不同的，它们的细胞周期长短一般也不相同，A错误；同一生物体内的各种组织的细胞周期长短往往不同，G1、S、G2和M期的长短也不相同，比如干细胞分裂速度快，细胞周期要短些，B错误；G2期的特点是合成分裂期所需要的蛋白质，时间是在S期之后，所以在这个时期加入DNA合成抑制剂后，每条染色体上仍存在2条染色单体，有丝分裂结束后子代细胞中染色体数目和母细胞中相同，C正确；减数第一次分裂的前期的特点是有联会现象，同时形成四分体，一个四分体中有2条染色体，每条染色体上含有2条染色单体，D错误。

2．（2014·天津，1）二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，下列有关叙述正确的是（　　）

A．细胞中一定不存在同源染色体

B．着丝粒分裂一定导致DNA数目加倍

C．染色体DNA一定由母链和子链组成

D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍

答案　C

解析　二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，说明其正处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。

A项，由于在减数第一次分裂过程中，同源染色体分离，所以若此细胞正处于减数第二次分裂后期，则细胞中无同源染色体。

体细胞进行有丝分裂时，后期细胞中有同源染色体。

B项，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，一定会导致染色体数目加倍，但该细胞中的DNA数目不变。

C项，DNA复制是分别以亲代DNA的每一条链为模板合成子代DNA的过程，复制特点是半保留复制，即一条链是原来的母链，另一条链是新合成的。

减数第一次分裂前的间期和有丝分裂间期，DNA复制形成子代DNA，因此处于减数第二次分裂后期的细胞和有丝分裂后期的细胞中的染色体DNA一定由母链和子链组成。

D项，处于有丝分裂后期的细胞中，染色体数目是体细胞的2倍，而处于减数第二次分裂后期的细胞中，染色体数目与体细胞中染色体数目相同。

3．（2013·天津，2）哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。

下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（n表示染色体组）。

据图分析，下列叙述错误的是（　　）

A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节

B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子

C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同

D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞

答案　C

解析　据图可知，初级卵母细胞形成次级卵母细胞的过程需要促性腺激素的调节，A正确；细胞Ⅲ为次级卵母细胞，其减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B正确；Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为2n、2n、4n，它们的染色体数不同，C错误；动物细胞的受精卵的全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D正确。

4．（2011·江苏，11）如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图，相关判断错误的是（　　）

A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞

B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生

C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞

D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组

答案　A

解析　此细胞中无同源染色体，处于减数第二次分裂时期，故其可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是第一极体。

因亲代细胞的基因型为AABb，故此细胞中的a基因只能是由基因突变产生的。

此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型；若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞，一个卵细胞只能是一种类型。

该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，此时含有四个染色体组。

5．（2015·江苏，29）中国水仙是传统观赏花卉，由于其高度不育，只能进行无性繁殖，因而品种稀少。

为了探究中国水仙只开花不结实的原因，有研究者开展了染色体核型分析实验，先制作了临时装片进行镜检、拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列，主要步骤如下：

请回答下列问题：

（1）选取新生根尖作为实验材料的主要原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）实验过程中用1mol·L－1HCl解离的目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）该实验采用卡宝品红作为染色剂，与卡宝品红具有相似作用的试剂有________（填序号）。

①双缩脲试剂　②醋酸洋红溶液　③龙胆紫溶液

④秋水仙素溶液

（4）镜检时，应不断移动装片，以寻找处于________期且染色体________的细胞进行拍照。

（5）由如图核型分析结果，得出推论：

中国水仙只开花不结实的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）为了进一步验证上述推论，可以优先选用________（填序号）作为实验材料进行显微观察。

①花萼　②花瓣　③雌蕊　④花药　⑤花芽

答案　

（1）新生根尖分生区细胞分裂旺盛　

（2）使组织细胞相互分离　（3）②③　（4）中　分散良好　（5）中国水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊