第12讲 减数分裂和受精作用-【名师大课堂】2025年高考生物艺术生总复习必备（word教师用书）

第12讲　减数分裂和受精作用 考点一　减数分裂和受精作用 　 1．对减数分裂概念的理解 范围 进行　有性生殖　的生物 时期 从　原始生殖细胞　→成熟生殖细胞 特点 染色体复制　一次　，细胞连续分裂　两次　 结果 生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的　一半　 2.精细胞的形成过程 3．卵细胞形成过程 4．精子和卵细胞形成过程的异同点（哺乳动物） 比较项目 精子形成过程 卵细胞形成过程 场所 　睾丸　 卵巢（卵巢和输卵管） 细胞质分 裂方式 　均等分裂　 　不均等分裂　 （极体均等分裂） 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 5.受精作用 [提醒]　（1）细胞核中的遗传物质（核DNA）：一半来自父方，一半来自母方。 （2）细胞质中的遗传物质（DNA）：几乎全部来自母方，这也是细胞质遗传（母系遗传）的基础。 （3）受精卵中的总遗传物质（DNA）：来自母方的要多于来自父方的。 [学以致用] 诊断常考语句，澄清易错易混 1．（必修2 P18“问题探讨”）果蝇常作为遗传学上的实验材料，是因为果蝇生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察。（　√　） 2．（必修2 P20黑体）同源染色体是指细胞内形状和大小相同，一条来自父方，一条来自母方的两条染色体。（　×　） 3．（必修2 P20黑体）减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。（　√　） 4．（必修2 P23“概念检测”）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。（　×　） 阐述基本原理，突破长句表达 1．（源于必修2 P18）减数分裂Ⅰ染色体数目减半的原因是　同源染色体分离，并分别进入两个子细胞　。 2．（源于必修2 P27“思维训练”）试从配子形成和受精作用两方面，分别对遗传的多样性和稳定性的原因进行概括。 遗传多样性的原因：　配子形成的过程中，由于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间会发生交换及减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性。受精作用中精子和卵细胞的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性　。 遗传稳定性的原因：　减数分裂形成的配子中染色体数目减半，而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合，而受精作用时精卵结合使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了生物遗传的稳定性　。 1．减数分裂过程中基本概念辨析 （1）同源染色体、非同源染色体 同源染色体 非同源染色体 来源 一条来自父方，一条来自母方 可以都来自父方或母方，也可以由来自父方和母方的染色体组成 形状、 大小 形态、大小一般相同，特例XY染色体大小不同 一般不相同 主要 特点 在减数分裂过程中发生配对 在减数分裂过程中不发生配对 举例 图中的1和2、3和4 图中的1和3、2和4或1和4、2和3 （2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体 ①姐妹染色单体：同一着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。 ②非姐妹染色单体：不同着丝粒连着的两条染色单体。 Ⅰ.同源染色体上的非姐妹染色单体，如图中的a和b（b′）、a′和b（b′）、c和d（d′）、c′和d（d′）。 Ⅱ.非同源染色体上的非姐妹染色单体，如图中的a和c（c′）、a′和c（c′）、a和d（d′）、a′和d（d′）、b和c（c′）、b′和c（c′）、b和d（d′）、b′和d（d′）。 （3）联会、四分体与互换（如图） ①联会：指减数分裂Ⅰ过程中（前期）同源染色体两两配对的现象。 ②四分体；联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。 ③交叉互换：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。 ④数量关系：一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子（含8条脱氧核苷酸链）。 2．根据减数分裂过程中细胞质分裂情况判断细胞名称 3．减数分裂产生配子的种类 原始生殖细胞减数分裂产生配子情况（以AaBb为例，没有基因突变和互换）如图： 分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 （1）一个个体有很多性原细胞，上图各种情况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。 （2）一个卵原细胞只能产生1个卵细胞，只能是1种。 （3）一个精原细胞只能发生以上图中的一种情况，因此可产生4个精细胞，这4个细胞“两两相同”，是2种。 [真题真练] （2024·江西卷）与减数分裂相关的某些基因发生突变，会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应，判断它们影响减数分裂的先后顺序是（　D　） 基因 突变效应 M 影响联会配对 O 影响姐妹染色单体分离 P 影响着丝粒与纺锤丝结合 W 影响同源染色体分离 A.M－P－O－W　　　　B．M－P－W－O C．P－M－O－W　　　　D．P－M－W－O 联会配对发生在减数第一次分裂前期，姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂后期，着丝粒与纺锤丝结合发生在减数第一次分裂前期和减数第二次分裂前期，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。基因突变后应该先影响着丝粒与纺锤丝结合，即它们影响减数分裂的先后顺序是P－M－W－O。故选D。考点二　减数分裂和有丝分裂的比较 1．减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 　　　分裂方式 比较项目　　　 减数分裂 有丝分裂 不同点 分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞 细胞分 裂次数 两次 一次 同源染色 体的行为 (1)联会形成四分体，非姐妹染色单体交换； (2)同源染色体分离 存在同源染色体，但不联会、不分离、无染色体互换现象 非同源染色 体的行为 自由组合 不出现自由组合 子细胞染色 体数目 减半 不变 子细胞的名 称和数目 4个精子或1个卵细胞和3个极体 2个体细胞 子细胞间的 遗传物质 不一定相同 相同 意义 减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传的稳定性 2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较（以雄性动物为例） 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 ① ② ③ ①与②的主要区别是__同源染色体__的排列方式 ①与③、②与③的区别主要在于有无__同源染色体__ 中期 ① ② ③ ①与②的主要区别在于__同源染色体__的行为特点不同 ①与③、②与③的区别主要在于有无__同源染色体__。 后期 ① ② ③ ①与③均为染色单体分离，细胞中染色单体数为__0__ ②中__同源染色体__分离，分开的每条染色体中含有2条染色单体 1 都有同源染色体，③中无同源染色体 1．减数分裂与有丝分裂细胞图像分析 （1）三个前期图的判断 判断步骤： 结论：A为有丝分裂前期，B为减数分裂Ⅰ前期，C为减数分裂Ⅱ前期。 （2）三个中期图的判断 判断步骤： 结论：A为有丝分裂中期，B为减数分裂Ⅱ中期，C为减数分裂Ⅰ中期。 （3）五个后期图的判断 判断步骤： 结论：A为有丝分裂后期，B为减数分裂Ⅱ后期（次级精母细胞或极体），C为减数分裂Ⅰ后期（初级精母细胞），D为减数分裂Ⅰ后期（初级卵母细胞），E为减数减数分裂Ⅱ后期（次级卵母细胞）。 2．有丝分裂和减数分裂前的间期及分裂过程中核DNA、染色体等变化规律（以二倍体为例） （1）染色体、核DNA的变化 ①曲线模型 [小结]　“三看法”区分细胞分裂方式 ②直方图模型 [小结]　在直方图中，染色体和核DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。 （2）每条染色体DNA含量或染色体与DNA比值的变化 ①图中A→B，A′→B′发生在有丝分裂前的间期或减数分裂Ⅰ前的间期，原因是DNA分子复制。 ②图中B→C，B′→C′处于有丝分裂前期、中期或减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前、中期，此时段每条染色体包含2个DNA分子。 ③图中C→D，C′→D′发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，原因是着丝粒分裂。 ④图中D→E，D′→E′处于有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后、末期，此时段每条染色体包含1个DNA分子。 （3）同源染色体对数的变化 （4）染色体组数目的变化 [真题真练] （2024·北京卷）水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是（　B　） A．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B．同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ C．有丝分裂前的间期进行DNA复制 D．有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性 解析：减数分裂I结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂I的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂做准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D正确。故选B。 考点三　实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1．实验原理 （1）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：　减数分裂Ⅰ　和　减数分裂Ⅱ　。 （2）在减数分裂过程中，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 3．注意事项 （1）本实验宜选用雄性个体生殖器官，原因是： ①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量； ②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，才继续完成减数分裂Ⅱ。 （2）精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。 1．模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 （1）长度相同、颜色不同的两条染色体配对代表减数分裂Ⅰ前期同源染色体的联会。 （2）长度相同、颜色不同的两条染色体的分开代表减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离。 （3）减数分裂结束时，每个细胞中染色体的数目是开始时的一半，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。 2．模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合 （1）要模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，细胞中至少要有2对同源染色体。 （2）假设细胞中有2对同源染色体，减数分裂Ⅰ时非同源染色体有2种组合方式；每个原始生殖细胞按照其中的一种组合方式分裂，能产生2种染色体组成类型不同的配子；2个这样的原始生殖细胞按照不同的组合方式进行分裂，理论上可以产生4种染色体组成类型不同的配子。 3．模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 （1）假设细胞中有2对同源染色体，仅有两条非姐妹染色单体在四分体时期发生了1次交换，1个这样的原始生殖细胞理论上可以产生4种染色体组成类型不同的配子。 （2）减数分裂Ⅰ四分体时期非姐妹染色单体间的互换和后期非同源染色体的自由组合，导致配子染色体组合的多样性。 [真题真练] （2022·浙江卷）在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色（2个5cm、2个8cm）和4个红色（2个5cm，2个8cm）的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述错误的是（　C　） A．将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体 B．将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对 C．模拟减数分裂后期I时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同 D．模拟减数分裂后期II时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同 解析：一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来，大小一样，故将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体，A正确；同源染色体一般大小相同，一条来自母方，一条来自父方（用不同颜色表示），故将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对，B正确；减数分裂后期I时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同，可能不同，C错误；减数分裂后期II时，染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，均分到细胞两级，故模拟减数分裂后期II时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，D正确。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $$