第12讲 减数分裂和受精作用-【大鹏生物】2025年高考生物一轮复习讲义

第12讲　减数分裂和受精作用 一、减数分裂和受精作用 1．减数分裂的概念 2．减数分裂过程 (1)哺乳动物精子的形成过程 (2)精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例) 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 场所 睾丸 卵巢 时间 初情期 胎儿时期(性别分化以后)和初情期以后 细胞质分裂 均等分裂 卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂 是否变形 变形 不变形 结果 1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失，不能受精) 相同点 染色体的变化行为相同 3．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。 (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。 易错判断 (1)有丝分裂和减数分裂都有细胞周期(　　) (2)交叉互换发生在减数第一次分裂前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间(　　) (3)减数第一次分裂中，着丝点分裂导致染色体数目加倍(　　) (4)减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体(　　) (5)精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的(　　) 重点归纳 1．基本概念辨析 (1)同源染色体：减数分裂过程中联会配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，且一条来自父方，一条来自母方。 ①同源染色体的形状、大小一般都相同，但也有大小不同的，如人的X染色体较大，Y染色体较小。 ②形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如着丝点分裂后，姐妹染色单体形成的染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体 ③有丝分裂中同源染色体不联会，也就不会形成四分体。 ④同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和非同源染色体的自由组合都可能导致基因重组。 (2)联会：减数第一次分裂过程中(前期)，同源染色体两两配对的现象。 (3)四分体：联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体，叫做四分体。 (4)交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体之间交换一部分片段的现象。 2．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图(以精子形成为例) (1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 (2)染色体数目变化及原因 ①减数第一次分裂末期，同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。 ②减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍到体细胞水平 ③减数第二次分裂末期，细胞一分为二，染色体数目减半。 (3)核DNA数目变化及原因 ①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。 ②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。 ③减数第二次分裂末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半 (4)染色单体数目变化及原因 ①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。 ②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。 ③减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色单体消失。 3．具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑基因突变和交叉互换) 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 1个精原细胞 2n种 2种 1个雄性个体 2n种 最多2n种 1个卵原细胞 2n种 1种 1个雌性个体 2n种 最多2n种 考向一　减数分裂和受精作用的过程分析 1．在不考虑交叉互换、基因突变、染色体变异等前提下，下列关于减数分裂有关过程的先后顺序的说法错误的是(　　) A．四分体中同源染色体分离伴随着着丝点分裂 B．姐妹染色单体的分离发生在同源染色体分离之后 C．等位基因的分离发生在细胞中的染色体减半前 D．同源染色体联会发生在细胞中的核DNA数目减半前 2．下图表示某高等动物减数分裂细胞图，下列叙述正确的是(　　) A．甲、乙可存在于同一个体内 B．甲、乙都有2对同源染色体和2个染色体组 C．甲、乙都有4个核DNA分子 D．甲、乙都有来自父方和母方的染色体 3．如图表示人的生殖周期中不同的生理过程，下列有关说法不正确的是(　　) A．图中细胞全能性最高的是受精卵 B．c过程中精子和卵细胞各提供一半的DNA C．b1和b2的分裂方式相同，但结果有差异 D．d1和d2的差异由受精卵中性染色体组成决定 考向二　减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析 4．如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA数的变化。下列有关a～c段(不含a、c点)的叙述，正确的是(　　) A．细胞中始终存在染色单体 B．细胞中始终存在同源染色体 C．细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1 D．此段中染色体行为是生物变异的根本来源 5．如图表示某生物(2n)细胞分裂时期图，分裂顺序A→B→C→D。下列相关叙述不正确的是(　　) A．根据B→C过程可以判断该分裂为减数分裂 B．在B→C过程发生了同源染色体的联会和分离 C．a为细胞数、b为核DNA、c为染色体、d为染色单体 D．完成该分裂过程实现了遗传物质的减半 考向三　配子的类型和来源分析 6．某种生物三对等位基因分别位于三对同源染色体上，如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精原细胞的个数是(不考虑交叉互换)(　　) A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 7．如某精原细胞有3对同源染色体A和a 、B和b、C和c ，下列哪四个精子是来自同一个精原细胞（  ）。 A. AbC，aBC，abc，abc B. ABC，abc，ABC，abc C. AbC，Abc，abc，ABC D. abC，abc，aBc，ABC 8．一雄性生物体，其体细胞有n对同源染色体，在不进行交叉互换的情况下，此生物体可能产生精原细胞的种类、次级精母细胞的种类以及精子的种类分别是（  ）。 A．1，2n，2n B．2，2n，2n C．2n，2n，2n D．2n，4，4 二、观察细胞的减数分裂 知识回顾 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 实验要点 1．实验材料选择 宜选用雄性个体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，原因如下： (1)雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。 (2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，有的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，才能继续完成减数第二次分裂。 2．观察过程中需注意的两个问题 (1)不止观察到一种分裂方式：动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两种分裂方式，其染色体数目有三种情况：n、2n、4n(假设亲代为二倍体)。 (2)不能观察到一个细胞减数分裂的全过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程——欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中寻找。 考向　实验的基本原理和过程分析 9．下列关于“观察细胞减数分裂”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细胞的减数分裂 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，也可能观察到同源染色体的联会现象 D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象 10．下图①～⑤是用某种方法在显微镜(不用染色)下拍到的二倍体百合(2n＝24)某个细胞的减数分裂不同时期的图像。下列相关叙述不正确的是(　　) A．图中细胞分裂顺序为①→③→②→⑤→④ B．图①细胞内DNA和染色体数目加倍 C．图②③细胞中均可能发生基因重组 D．图②③⑤细胞中均含有两个染色体组 三、减数分裂和有丝分裂的综合题型解题规律 题型突破 题型1　减数分裂和有丝分裂基本过程的分析 减数分裂与有丝分裂的过程及特点(以二倍体动物细胞为例) 比较项目 减数分裂 有丝分裂 分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞 染色体复制时期 减数第一次分裂前的间期 间期 细胞分裂次数 2次 1次 联会、四分体 发生在减数第一次分裂前期 不出现 交叉互换(基因重组) 发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间 不发生 同源染色体分离 发生在减数第一次分裂后期 不发生 着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 发生在后期 子细胞间的遗传物质 不一定相同 一般相同 可遗传变异 基因突变、基因重组、染色体变异 基因突变、染色体变异 1．某二倍体动物的某细胞内含有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞(　　) A．处于有丝分裂后期 B．正在发生基因自由组合 C．将形成配子 D．正在发生DNA复制 2．在观察果蝇细胞中的染色体组成时，发现一个正在分裂的细胞中，共有8条染色体，呈现4种不同的形态。下列说法正确的是(　　) A．若该细胞正处于分裂前期，则一定有同源染色体联会 B．若该细胞正处于分裂后期，其一定会发生基因重组 C．若该细胞此时存在染色单体，则该果蝇一定是雌性 D．若该细胞此时没有染色单体，则该细胞不可能取自精巢 题型2　减数分裂与有丝分裂细胞图像题分析 1．三个前期图的判断 结论：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。 3．五个后期图的判断 结论：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期(次级精母细胞或极体)，C为减数第一次分裂后期，D为减数第一次分裂后期，E为减数第二次分裂后期。 3．如图为某动物睾丸中不同细胞的分裂图像，下列说法错误的是(　　) A．进行减数分裂的细胞为②和④ B．①②③细胞均含有同源染色体 C．③细胞的子细胞称为初级精母细胞 D．④中可能发生等位基因的分离 4．下图为某二倍体高等动物细胞分裂的图像，据图分析，下列叙述不正确的是(　　) A．甲、乙、丙细胞中的染色体组数分别为4、2、2，染色体数和核DNA分子数之比为1∶2的是丙、丁细胞 B．若甲、乙、丙三细胞中存在性染色体，则丁细胞中不存在性染色体 C．丙→丁的实质是同源染色体的分离 D．丁细胞中染色体上的P、Q基因，在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律 5．下列细胞分裂图像中，一定表示减数分裂的是(　　) 题型3　减数分裂和有丝分裂的曲线分析 1．染色体与核DNA数目变化曲线的判断 (1)曲线模型 (2)判断方法 2．每条染色体上的DNA含量的曲线分析 (1)曲线模型 (2)相关解读 ①A→B：有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期DNA复制，染色单体形成，每条染色体上有2个DNA分子。 ②B→C：含有染色单体的时期，可表示有丝分裂前、中期或减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂前、中期。 ③C→D：有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开。 3．染色单体数目变化的曲线分析 (1)曲线模型 (2)相关解读 ①有丝分裂：分裂间期，因染色体复制，染色单体形成；分裂后期，因着丝点分裂，染色单体变为0(即0→4n→0)。 (2)相关解读 4．同源染色体对数变化的曲线分析 (1)曲线模型 (2)相关解读 ①有丝分裂：后期时染色体数目加倍，同源染色体由n对加倍成为2n对，子细胞中同源染色体仍为n对。 ②减数分裂：减数第一次分裂后期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。 5．染色体组数目变化的曲线分析 (1)曲线模型 (2)相关解读 ①有丝分裂：后期因着丝点分裂，染色体组数目加倍(2→4)；末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目恢复(4→2)。 ②减数分裂：减数第一次分裂末期因同源染色体分别进入两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)；减数第二次分裂后期因着丝点分裂，染色体组数目暂时加倍(1→2)；减数第二次分裂末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)。 6．下图表示雄果蝇细胞分裂过程中DNA数量的变化。下列叙述正确的是(　　) A．若图1表示减数分裂，则图1的CD段表示同源染色体分开 B．若图1表示减数分裂，则图1的BC段一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体 C．若两图均表示有丝分裂，则两图的DE段一个细胞内染色体数目与体细胞相同 D．若图1表示减数分裂、图2表示有丝分裂，则两图的CD段都发生着丝点分裂 7．下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA数目和染色体数目的变化，据图分析可得出(　　) ①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂　②L→M所示过程与细胞膜的流动性有关　③GH段和OP段，细胞中含有的染色体数目是相等的　④MN段发生了核DNA数目的加倍 A．①②④ B．①②③ C．①③ D．②④ 题型4　减数分裂和有丝分裂柱形图分析 1．柱形图 2．相关解读 (1)只有染色单体的数目才可能是0，染色体和DNA的数量不可能是0。染色单体会因着丝点的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。 (2)DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子，即DNA数∶染色体数可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。 8．在二倍体动物(染色体数为2n)的细胞分裂过程中，某一时期细胞内染色体(a)和核DNA分子(b)的数目关系如图所示。正常情况下，此时期细胞内可能发生(　　) A．两组中心粒分别移向细胞两极 B．细胞中某一极的染色体数为n C．非同源染色体之间进行自由组合 D．染色体排列在细胞中央的赤道板上 9．某生物体细胞中染色体数为2n，图中属于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是(　　) A．①② B．②③ C．④② D．④③ 随堂练习 一、选择题 1．与果蝇细胞的有丝分裂过程相比，只发生在果蝇精原细胞的减数分裂过程中的变化是(　　) A．DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 B．染色体数目和染色体组数目同时加倍 C．非同源染色体上的非等位基因自由组合 D．DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失 2．下列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 3．如果精原细胞有三对同源染色体，A和a、B和b、C和c，下列哪四个精子是来自同一个精原细胞的(不考虑交叉互换和突变)(　　) A．aBc、AbC、aBc、AbC B．AbC、aBC、Abc、abc C．AbC、Abc、abc、ABC D．abC、abc、aBc、ABC 4．如图表示雌兔卵巢中某种细胞分裂时每条染色体上DNA数量的变化。下列叙述中正确的是(　　) A．A→B过程细胞中一定有氢键断裂 B．B→C过程细胞中一定有交叉互换 C．C→D过程一定与纺锤体有关 D．D→E细胞中X染色体只有1条或2条 5．如图表示某二倍体动物生殖器官内某细胞中部分染色体及基因组成(未发生染色体变异)。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．该细胞含2对同源染色体，7条染色单体 B．该细胞可能在四分体时期发生了交叉互换 C．该细胞最终产生2种类型的精细胞 D．该细胞4条染色体中两条来自父方，两条来自母方 6．在观察人体发生减数分裂的细胞时，发现X、Y染色体总是最先分离，分析其原因可能是(　　) A．X、Y染色体与性别有关 B．X、Y染色体同源区段太少 C．X、Y染色体都很小 D．X、Y染色体不能联会 7．从二倍体哺乳动物精巢中取细胞分析其分裂图像，其中甲、乙两类细胞的染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．甲类细胞是精原细胞或初级精母细胞 B．甲类细胞处于减数第一次分裂的前、中、后期 C．乙类细胞中，性染色体只有一条X染色体或Y染色体 D．乙类细胞的分裂会因同源染色体分离导致染色体组数减半 8．下图甲为某动物(2n＝8)体内的一个细胞正常分裂时相关物质或结构数量变化曲线的一部分，图乙为该动物的一个细胞分裂图像。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A．若图甲表示有丝分裂染色体数目的变化，图甲中的Ⅰ段所示数值可表示图乙细胞中染色体数目 B．若图甲表示有丝分裂染色体组数目的变化，图甲中的Ⅱ段所示数值可表示图乙细胞中染色体组数目 C．若图甲表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目的变化，图甲中的Ⅰ段所示数值可表示图乙细胞中每条染色体上DNA分子数目 D．若图甲表示减数分裂核DNA分子数目的变化，图乙细胞所处分裂时期一定位于图甲中的Ⅱ段 9．假设如图所示为某动物(2n＝4)体内一个分裂细胞的局部示意图，其中另一极的结构未绘出。已知该动物的基因型为 GgXEY，下列叙述正确的是(　　) A．图示细胞为初级精母细胞，应进行均等分裂 B．图示完整细胞内应有 6 条染色单体 C．图示细胞经过分裂能得到 2 种或 4 种配子 D．图示未绘出的一极一定存在 G、g 两种基因 10．图甲表示某二倍体昆虫(AaBBDd)细胞分裂某时期图像，图乙表示其细胞分裂过程中mRNA含量和每条染色体中DNA分子数的变化。下列说法正确的是(　　) A．图甲细胞有2个染色体组，处于图乙中的e时期 B．图甲细胞的变异发生在图乙中的b或d时期 C．图乙中的c时期最可能是减数第一次分裂前期 D．等位基因的分开一定发生在减数第一次分裂的后期 二、非选择题 11．有性生殖通过减数分裂与受精作用两个环节，不仅保证了生殖的成功率，还在保持生物遗传的稳定性和多样性方面有相当的优越性。请回答下列问题： (1)在显微镜下观察减数分裂的固定装片时，判断细胞所处不同分裂时期的依据是________________。 (2)在减数分裂形成精子的过程中，精细胞需经过______才能成为精子，该过程中虽然丢弃了大部分细胞质及多数细胞器，但全部的线粒体被保留下来，并集中在尾的基部，其意义是_________________。 (3)减数分裂过程中，因____________分离使配子中染色体数目减半，受精作用使受精卵中染色体又恢复到正常数目，从而维持了生物遗传的稳定性。 (4)请从配子形成和受精作用两方面，简要说明遗传多样性的原因? 12．如图1表示某二倍体动物的一个性原细胞经减数分裂过程传递基因的情况；图2、图3分别表示该动物的性原细胞在正常分裂过程中，每条染色体上DNA数量和细胞中染色体组数变化情况。请据图回答问题： (1)图1、2、3中，可表示有丝分裂过程的是________。 (2)图1中，只位于图2中BC段的细胞是___(填序号)。图3中，与图2中BC段对应的区段最可能是___。 (3)只考虑染色体变异，形成图1中生殖细胞基因组成异常的分裂时期是_____________________，与之同时产生的另外三个细胞的基因组成是____________。 (4)图3中，与图2中CD段的变化原因相同的区段是 ____。 (5)图1中，次级性母细胞含有的染色体组数是______。 学科网（北京）股份有限公司 $$