高考生物总复习第4单元第13讲减数分裂和受精作用学案760.pdf
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1、第 1 页 第 13 讲 减数分裂与受精作用 考纲点击 1.细胞减数分裂()2.动物配子形成过程()3.动物受精过程()4.实验:观察细胞减数分裂 一、减数分裂概念理解 1范围:进展有性生殖生物。2时期:从原始生殖细胞成熟生殖细胞。3特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。4结果:成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中一半。二、减数分裂过程 1精子形成各时期主要特点连一连 巧 记细胞分裂方式判断 有丝同源不配对,减无源难成对,联会形成四分体,同源别离是减。2卵细胞形成与精子形成区分 精子形成 卵细胞形成 产生部位 睾丸 卵巢 是否变形 变形 不变形 细胞质分裂方式 两次均等分裂 第一次不均等
2、分裂,第二次次级卵母细胞不均等分裂,极体均等分裂 产生生殖细胞数目 1 个初级精母细胞可产生 4 个精子 1 个初级卵母细胞只产生 1个卵细胞 第 2 页(1)同源染色体别离与非同源染色体自由组合。(2)同源染色体上非姐妹染色单体穿插互换。解 惑(1)减数第一次分裂过程中染色体主要行为有:联会形成四分体、同源染色体别离;(2)减数第二次分裂过程中染色体主要行为有:着丝点分裂,染色体数目暂时加倍。三、受精作用 1概念:卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵过程。2过程(1)精子头部进入卵细胞,尾部留在外面,同时卵细胞细胞膜会发生复杂生理反响,以阻止其他精子再进入。(2)精子细胞核与卵细胞细胞核相融
3、合,使彼此染色体会合在一起。3结果:受精卵中染色体数目又恢复到体细胞中数目,其中有一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。4意义:对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定,与生物遗传与变异都是十分重要。1减数分裂场所与结果(1)场所:动物有精巢与卵巢,植物有雄蕊与雌蕊。(2)结果:染色体与 DNA 都是正常细胞一半。2卵细胞形成过程不同于精细胞形成过程两大特点(1)初级卵母细胞与次级卵母细胞细胞质不均等分裂。第 3 页(2)一个卵原细胞一次只能产生一个成熟卵细胞。3减数分裂 4 个重要概念(1)联会:减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对现象。(2)四分体:联会后每对
4、同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。四分体个数等于减数分裂中配对同源染色体对数。(3)同源染色体:减数分裂中配对两条染色体,形态、大小一般都一样,一条来自父方,一条来自母方。(4)非同源染色体:形态、大小不一样,且在减数分裂过程中不进展配对染色体。4减数第一次分裂过程中四个特殊现象(1)染色体复制后:同源染色体联会形成四分体。(2)前期:同源染色体非姐妹染色单体之间穿插互换。(3)中期:同源染色体分布于赤道板两侧。(4)后期:同源染色体别离,非同源染色体自由组合。考法一 以模式图为载体,考察有丝分裂与减数分裂图像辨析 1有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比拟 有无同源染色体 前期 中期 后
5、期 有丝分裂 有同源染色体 染色体数目为偶数(无下述 同源染色体特殊行为)第 4 页 减 数 第 一 次分裂 初级精 母细胞 初级卵母细胞 细胞质均等分裂 细胞质不均等分裂 减 数 第 二 次分裂 无同源染色体 次级精母细胞或第一极体 次级卵母细胞 细胞质均 等分裂 细胞质不均等分裂 2.染色体、DNA 数量变化曲线图与柱状图分析(1)依据坐标曲线图判断细胞分裂方式 以二倍体生物细胞中染色体数(2N)为例 变化曲线 判断方法 a判断曲线种类:b判断细胞分裂方式:一看“染色体峰值最大为4N有丝分裂最大为2N减数分裂 二看“竖直下降次数两次减数分裂一次有丝分裂 第 5 页 三看“最终结果减半减数分
6、裂相等有丝分裂 四看“染色体与 DNA 同时加倍点受精作用 (2)DNA 含量变化曲线图分析 如下图曲线既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:AB BC CD DE 特点及其变化 减数分裂对应时期 减数第一次分裂前间期 减数第一次分裂全过程与减数第二次 分 裂 前期、中期 减数第二次分裂后期 减数第二次分裂末期 有丝分裂对应时期 间期 前期与中期 后期 末期(3)减数分裂柱形图分析方法(以精子形成过程为例)细胞分裂方式判断 1“三看法识别细胞分裂方式 2根据染色体形态与行为判断 视角 1 以根底判断形式,考察不同细胞分裂方式特点及相关概念辨析 1 某生物体细胞染色体数为 2n。该生
7、物减数分裂第二次分裂与有丝第 6 页 分裂一样之处是()A分裂开场前,都进展染色体复制 B分裂开场时,每个细胞中染色体数都是 2n C分裂过程中,每条染色体着丝点都分裂成为两个 D分裂完毕后,每个子细胞染色体数都是n 解析:选 C。减数第二次分裂与减数第一次分裂紧接,也可能出现短暂停顿,染色体不再复制,所以分裂开场前,都进展染色体复制不正确,A 错误。减数第一次分裂目是实现同源染色体别离,染色体数目减半,减数第二次分裂开场时,细胞中染色体数是n,B 错误。减数第二次分裂后期,每条染色体着丝点分裂,两条姐妹染色单体也随之分开,成为两条染色体,在纺锤丝牵引下,这两条染色体分别移向细胞两极;有丝分裂
8、后期,每条染色体两条姐妹染色单体从着丝点处分开并移向两极,C 正确。有丝分裂重要意义是将亲代细胞染色体经过复制(实质为 DNA 复制)以后,准确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物亲代与子代之间保持了遗传物质数量与性状稳定性;减数分裂时,染色体只复制一次,细胞连续分裂两次,染色体数目减半,所以减数分裂分裂完毕后,每个子细胞染色体数都是n,而有丝分裂分裂完毕后,每个子细胞染色体数都是 2n,D 错误。视角 2 以模型分析形式,考察细胞分裂图像辨析 2(多细胞分裂图类)(2021吉林长春模拟)以下各图是减数分裂过程中各阶段示意图,以下相关表达正确是()A减数分裂先后顺序排列为甲丙戊丁乙己 第 7
9、 页 B含有同源染色体细胞有甲、丙、丁与戊 C假设在戊细胞中有一对同源染色体未分开,那么形成 4 个子细胞都异常 D戊细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞,在减数分裂过程中有 2 条 Y 染色体共存可能 解析:选 C。观察各阶段分裂图像,可知减数分裂先后顺序排列为甲丙戊乙丁己,A 错误;丁细胞处于减数第二次分裂后期,无同源染色体,B 错误;假设在戊细胞中有一对同源染色体未分开,那么形成 2 个次级精母细胞异常,进展正常减数第二次分裂,那么形成 4 个精细胞都异常,C 正确;戊细胞中正在发生同源染色体别离,且细胞质均等分裂,因此该细胞名称为初级精母细胞,在减数第二次分裂后期可能有 2 条 Y 染
10、色体共存,D 错误。3(单细胞分裂图类)(2021福建泉州模拟)如图表示某动物体内一个正在进展分裂细胞,A 与 a 分别控制一对相对性状,以下有关表达正确是()A该细胞存在于动物精巢中 B由图可知该细胞发生过穿插互换 C该细胞分裂最终能形成 4 种配子 D该细胞在图示分裂过程中染色体数目最多有 4 条 解析:选 D。该细胞中含有同源染色体,分裂时细胞质不均等分配,必为雌性动物卵原细胞第一次减数分裂,该过程发生于果蝇卵巢中,A 错误;该细胞中,两条姐妹染色单体所含基因应一样,图中姐妹染第 8 页 色单体上成对基因(A 与 a)不一样,可能发生过穿插互换,也可能出现了基因突变,B 错误;该卵原细胞
11、分裂最终能形成一种配子,C 错误;该细胞在进展减数第一次分裂,同源染色体别离进入两个细胞,期间着丝点并不断裂,所以此过程中染色体数目最多有 4 条,D 正确。视角 3 以案例分析或模型分析形式,考察细胞分裂中染色体与DNA 数目、行为变化 4(细胞分裂图与曲线图综合类)(2021四川邛崃月考)以下为细胞分裂几种模式图及其每条染色体 DNA 含量在分裂过程中变化。那么以下表达中有几项正确()图甲为减数第二次分裂中期,每条染色体 DNA 含量对应图丁 CD段 图乙是有丝分裂中期,正常情况下,图乙与图丙不可能来自同一种生物 图丙可能是雌配子,每条染色体 DNA 含量对应丁图 BC 段 图乙中含有该物
12、种 2 个染色体组,图丙可能是该物种单倍体个体体细胞 A一项 B两项 C三项 D都不正确 解析:选 B。图甲中没有同源染色体,并且含有姐妹染色单体,即每条染色体含有2 个DNA 分子,三条染色体排列在细胞中央赤道板上,处于减数分裂第二次分裂中期,每条染色体 DNA 含量对应图丁 BC第 9 页 段,错误;图乙含有同源染色体,处于有丝分裂中期,图乙细胞所在生物体细胞含有 4 条染色体,图丙细胞所在生物体细胞含有 6 条染色体或 3 条染色体,所以图乙与图丙不可能来自同一种生物,正确;图丙只含一个染色体组,为减数第二次分裂末期,可能是减数分裂形成雌配子,每条染色体中只有一个 DNA 分子,对应 D
13、E 段,错误;图乙中 AaBb 如果表示该物种含有 2 个染色体组,那么图丙 3条性状大小各不一样染色体可以代表单倍体,那么图丙可能是该物种单倍体个体体细胞,故正确。5(柱状图类)(2021山东潍坊质量检测)如图表示某动物(2n4)卵巢内处于不同分裂时期细胞中染色体、DNA 与染色单体数量关系,以下表达不正确是()A图中表示染色单体是 b B时期细胞内有一个或两个染色体组 C时期细胞内可能发生基因重组 D细胞中一定不含同源染色体是、解析:选 B。根据减数分裂中染色体减半一次,DNA 减半两次规律,以及卵原细胞与卵细胞不含有染色单体特点,可断定染色单体是 b;时期为卵原细胞,细胞内含有两个染色体
14、组;时期为初级卵母细胞,其分裂前期可发生穿插互换;为次级卵母细胞,为卵细胞,不含有同源染色体。6(多曲线坐标类)以下三条曲线表示某二倍体生物细胞分裂过程中染色体数目变化情况,在图甲、乙、丙中中均涉及染色体数第 10 页 目减半,其中“减半原因完全一样一组是()A B C D 解析:选 A。成因是同源染色体分开,分别进入两个子细胞,成因是染色单体分开后,分别进入两个子细胞。考法二 结合减数分裂原理,考察配子多样性以及细胞分裂与遗传变异关系 1减数分裂形成配子种类分析方法(1)1 个精原细胞1 个初级精母细胞2 个次级精母细胞4 个精细胞4 个精子。(2)1 个卵原细胞1 个初级卵母细胞1 个次级
15、卵母细胞1 个极体1 个卵细胞3 个极体。(3)具有n对同源染色体个体产生配子情况(不考虑穿插互换)可能产生配子种类 实际能产生配子种类 1 个精原细胞 2n种 2 种 1 个次级精母细胞 1 种 1 种 1 个雄性个体 2n种 2n种 1 个卵原细胞 2n种 1 种 1 个次级卵母细胞 1 种 1 种 1 个雌性个体 2n种 2n种 第 11 页 2.细胞分裂与遗传、变异关系(1)减数分裂与遗传规律(2)细胞分裂与可遗传变异 基因突变:任何方式细胞分裂过程中,都有遗传物质复制,受生物体内或体外各种因素干扰,都可导致 DNA 复制过程中发生过失,从而发生基因突变。基因重组:发生于减四分体时期与
16、减后期,即同源染色体上等位基因随非姐妹染色单体之间穿插互换而交换与随非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合。染色体变异:发生于减数分裂与有丝分裂过程中。原核细胞变异:原核生物变异类型只有基因突变,不存在真正意义上染色体,自然也没有基因重组与染色体变异。细胞分裂与遗传变异试题解题策略(1)减数分裂中染色体数目变异分析 卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常)精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)不正常卵细胞 不正常子代 不正常精子 不正常 子代 减时 XX XXX、XXY XY XXY O XO、YO O XO 第 12 页 异常 减时 异常 XX XXX、XXY XX XXX O
17、 XO、YO YY XYY O XO(2)配子来源问题分析 假设两个精细胞中染色体组成完全一样,那么它们可能来自同一个次级精母细胞。假设两个精细胞中染色体组成恰好“互补,那么它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生两个次级精母细胞。假设两个精细胞中染色体有一样,有互补,只能判定其可能来自同一生物不同精原细胞减数分裂过程。视角 1 以案例分析或图示分析形式,考察配子类型判断 1(原理判断类)(2021四川新津入学考试)某生物基因型为 AaBb,其体内一个精原细胞通过减数分裂产生四个配子(不考虑突变)。以下说法正确是()A假设无穿插互换,那么只产生两种配子 B穿插互换是染色体变异形式之一 C穿插互换
18、发生于次级精母细胞中 D假设有穿插互换,只有当两对基因分别位于两对同源染色体上时才能产生四种配子,否那么只能产生两种配子 解析:选 A。如果没有穿插互换,一个精原细胞能产生 4 个、2 种配子,A 正确;同源染色体上非姐妹染色单体穿插互换是基因重组形式第 13 页 之一,B 错误;穿插互换发生在初级精母细胞中,C 错误;如果发生在非同源染色体上穿插互换,即使位于同一对同源染色体上也可能产生 4 种配子,D 错误。2.(模式图类)某生物基因组成如下图,那么它产生配子种类及它一个精原细胞产生精子种类分别是()A2 种与 2 种 B4 种与 2 种 C2 种与 4 种 D8 种与 4 种 解析:选
19、B。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,遵循基因自由组合定律。三对基因中有两对是杂合,所以它能产生配子种类为 224(ABD、AbD、aBD、abD)。但它一个精原细胞产生精子种类只能是 2 种,这是因为在减数第一次分裂时同源染色体别离,等位基因随之分开,只能有两种情况:AB(或 b)D、ab(或 B)D。即 A 与 a 别离、B 与 b 别离后,假设 A 与 B 分配在一起,那么 a 只能与 b 分配在一起;假设 A 与 b分配在一起,那么 a 只能与 B 分配在一起。视角 2 以图示分析形式,考察细胞分裂与遗传、变异关系 3(原理判断类)(原创题)一个基因
20、型为 AaXBXb雌性动物,假设一个细胞在分裂过程中发生异常,那么以下推测合理是()A假设子细胞基因型为 AaXBXB,那么最可能是减数第二次分裂时姐妹染色单体未分开 B 假设子细胞基因型为 AaaXBXb,那么最可能是有丝分裂过程姐妹染色单体未分开 第 14 页 C假设子细胞基因型为 AAXB,那么最可能是有丝分裂时姐妹染色单体未分开 D假设子细胞基因型为 aXBXb,那么最可能是减数分裂过程中发生同源染色体未分开 解析:选 B。假设子细胞基因型为 AaXBXB,与亲代细胞相比,基因数量一样,只是基因组成不同,说明该变异最可能是有丝分裂过程异常,即基因突变,A 错误;假设子细胞基因型为 Aa
21、aXBXb,与亲代细胞相比,多了一个基因 a,说明该变异最可能是有丝分裂过程中姐妹染色单体未分开,B 正确;假设子细胞基因型为 AAXB,与亲代细胞相比,由 AA 可知,姐妹染色单体未分开,由 XB可知,说明该变异最可能发生在减数分裂过程中,即在减数第二次分裂时姐妹染色单体未分开,C 错误;假设子细胞基因型为 aXBXb,与亲代细胞相比,少一个 A 基因,说明该变异最可能是在有丝分裂过程中,姐妹染色单体(A 与 A)未分开,从而导致一个子细胞中少了一个 A 基因,D 错误。4(细胞分裂图类)(2021安徽安庆模拟)一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为 XXY 孩子,以下示意图最能说明
22、其原因是()解析:选 D。根据题意“一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为 XXY 孩子,那么丈夫基因型为 XBY,妻子基因型为 XBXb,患病孩子基因型为 XbXbY,可见孩子两个 Xb均来自于母亲,应该是母本减数第二次分裂后期含 b 基因一对姐妹染色单体分开后没有别第 15 页 离产生了基因型为 XbXb卵细胞参与受精作用导致。分析图形可知,A、B 细胞质均等分裂,C、D 细胞质不均等分裂;A 是初级精母细胞减数第一次分裂后期异常,一对同源染色体没有别离;B 是次级精母细胞或第一极体减数第二次分裂后期异常,一对姐妹染色单体分开后没有别离;C 是初级卵母细胞减数第一次分裂后期异常,一
23、对同源染色体没有别离,D 是次级卵母细胞减数第二次分裂后期异常,一对姐妹染色单体分开后没有别离,所以 D 正确。观察细胞减数分裂 1实验目:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同阶段染色体形态、位置与数目,加深对减数分裂过程理解。2实验流程(1)装片制作:(同有丝分裂装片制作过程)解离漂洗染色压片(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固定装片,识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞 高倍镜观察先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体形态、位置和数目 绘图 根据观察结果,尽可能多地绘制减数分裂不同
24、时期细胞简图 3实验考前须知 第 16 页(1)实验材料选取 宜选用雄性个体生殖器官,其原因为:雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。在动物卵巢内减数分裂没有进展彻底,排卵时排出仅仅是次级卵母细胞,只有与精子相遇后,在精子刺激下,才继续完成减分裂。(2)精巢内精原细胞既进展有丝分裂,又进展减数分裂,因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同细胞分裂图像。典例引领 以下关于观察减数分裂实验表达中,错误是()A可用蝗虫卵母细胞固定装片观察减数分裂 B用桃花雄蕊比用桃花雌蕊制成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装片中,可能能观察到同源染色体联会现象 D用洋葱根尖制成装片
25、,能观察到同源染色体联会现象 解析 蝗虫卵母细胞能进展减数分裂,可用来作观察减数分裂材料;桃花雄蕊数目要大于雌蕊数目,因此观察减数分裂时选择雄蕊易观察到现象;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装片中,可能观察到同源染色体联会现象;洋葱根尖细胞进展是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象。答案 D 对位训练 1一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官切片时,发现了一个细胞第 17 页 膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等两局部细胞图像,以下说法不正确是()A如果每个着丝点上都有两条染色单体,说明该细胞取自雄性小鼠睾丸 B如果每条染色体上均不含染色单体,说明该细胞处于减数第二次分裂后期
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