（高一）专题2 减数分裂和受精作用知识串讲-2024-2025学年高中生物期末重难点复习攻略

专题2  减数分裂和受精作用 1．减数分裂 （1）精子的形成过程 ①形成场所：人和其他哺乳动物的 睾丸（曲细精管） 。 ②染色体的主要行为 （2）卵细胞的形成过程 ①形成场所： 卵巢 。 ②形成过程 ③结果 一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个 卵细胞 ，三个 极体 都退化消失。 （3）减数分裂的相关概念 2．受精作用 （1）配子中染色体组合多样性的成因 时期 原因 减数分裂Ⅰ前期 同源染色体联会后，四分体中的 非姐妹染色单体 容易发生交换 减数分裂Ⅰ后期 同源染色体分离， 非同源染色体 自由组合 （2）受精作用 ①定义： 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 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，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自 精子 （父方），另一半来自 卵细胞 （母方）。 （3）减数分裂和受精作用的意义 ①子代呈现多样性，有利于生物在 自然选择 中进化，体现了 有性生殖 的优越性。 ②对于维持每种生物（有性生殖的生物）前后代体细胞中 染色体数目 的恒定和生物的 遗传和变异 都具有重要意义。 1．基本概念辨析 （1）同源染色体：男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，但X染色体比Y染色体大。 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。如图中的A和B，C和D． （2）非同源染色体：指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不发生联会的染色体。如图中的A和C（或D），B和C（或D）。 （3）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。 （4）四分体：联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。 （5）交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体之间交叉互换一部分片段的现象，如图中的A和B就发生了交叉互换。 注意：1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＝8条脱氧核苷酸链。 2．减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别 　　名称 项目　　 减数第一次分裂 减数第二次分裂 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 姐妹染色 单体分开 同源染色体 有 无 3．利用三图一体的形式解读减数分裂各时期的特点 （1）甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞；戊为性细胞。 （2）熟练掌握细胞分裂结构图中的各种变化特点是理解应用两种坐标图的基础。直方坐标图突破的关键点：只有染色单体才会出现“0”现象；坐标曲线图中突破的关键点：首先看斜线——不存在斜线的为染色体的变化，有斜线的为染色单体或DNA，其次看关键点——染色单体起于“0”终于“0”。 4．依据细胞质的分配方式判断减数分裂中的细胞类型 5．情境考查 例1．如图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体： （1）情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？ 提示：情况1的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2的子细胞有2种类型：Ab、aB． （2）据此推断，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？ 提示：2n种。 （3）含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？ 提示：发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。 以关注疾病与健康情境为载体考查科学探究中的假说与演绎以及社会责任 例2．正常人有23对染色体。有一种叫“21三体综合征”的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。你能从精子或卵细胞形成的角度推测这种病的病因吗？（教材必修2P28拓展应用1） 提示：在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因减数第一次分裂时2条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数第二次分裂，就会形成含有2条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数第一次分裂正常，减数第二次分裂时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，但没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是2条。当一个正常的精子或卵细胞（含23条非同源染色体，其中只含有1条13号染色体）与上述异常的卵细胞或精子结合成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体为3条。当该受精卵发育成人时，这个人的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条13号染色体。 【理论基础】 1．有丝分裂和减数分裂异同点的辨析　 项目 减数分裂 有丝分裂 不同点 细胞类型 原始生殖细胞→成熟生殖细胞 体细胞→子代体细胞 分裂次数 2次 1次 染色体数量变化 2n→n→2n→n 2n→4n→2n 同源染色 体特殊行为 联会、交叉互换、排两列、分离 无特殊行为 子细胞数量 雄性：4个 雌性：1个（生殖细胞） 2个 子细胞性别 雄性、雌性生殖细胞 无性别区分 相同点 DNA和染色体均只复制1次，都有染色体和纺锤体出现 2．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期 3．结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式 图像判断中应注意的几点： （1）处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体（四倍体的减数分裂）。 （2）处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。 （3）如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某（几）对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。 4．判断有丝分裂与减数分裂 （1）模型 （2）判断方法 5．每条染色体中DNA含量的变化 根据图中曲线归纳如下： 项目 A→B B→C C→D D→E 减数分裂对应时期 MⅠ前的间期　 MⅠ全过程和MⅡ前期、中期 MⅡ后期 MⅡ末期 有丝分裂对应时期 间期 前期和中期 后期 末期 6．“同源染色体对数”和“染色体组数”数目变化曲线 （1）图甲中表示有丝分裂的是①，表示减数分裂的是②。 （2）图乙中表示有丝分裂的是③，表示减数分裂的是④。 7．减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较 （1）模型图 （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的含量不可能是0．染色单体会因着丝粒的分裂而消失，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。 ②DNA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∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2． 【典型例题】 1．某二倍体生物(2n=4)减数分裂过程中产生如图甲的细胞，染色体数目变化如图乙。不考虑基因突变的情况下，下列叙述正确的是（    ）      A．图甲细胞位于图乙1时期，其为初级精母细胞或第一极体 B．图乙的3时期一个细胞内有2个染色体组，2对同源染色体 C．若甲细胞中A和a基因所在的染色体未分离，则可能会产生4种不同类型配子 D．若性原细胞4条染色体均被32P标记且甲细胞中有2条染色体有标记，则该性原细胞DNA至少复制了3次 2．现有一个基因型为AaXBXb的卵原细胞，下列有关该卵原细胞减数分裂过程及结果的分析（不考虑基因突变和互换），错误的是（    ） A．若产生的卵细胞基因型为AaXB，则减数分裂I过程中出现异常 B．若产生的卵细胞基因型为aXBXB，则减数分裂II中出现异常 C．若产生的1个极体基因型为aXBXb，则卵细胞的基因型为aXBXb D．若产生的卵细胞基因型为AXb，则3个极体的基因型为AXb、aXB、aXB 3．果蝇中性染色体组成为XXX、YO（O表示染色体缺失）的个体致死，性染色体组成为XXY、XO的果蝇分别表现为雌性和雄性，且都能正常存活。性染色体组成为XXY的果蝇产生的雌配子随机含有一条或两条性染色体、性染色体组成为XO的果蝇能够正常产生配子，所有配子育性均正常。若一只性染色体组成为XXY的纯合红眼（显性）果蝇与一只性染色体组成为XO的纯合白眼（隐性）果蝇杂交产生F1，F1随机交配产生F2（假设后代足够多）。下列相关说法正确的是（　　） A．F1中不可能出现白眼果蝇 B．F1中雌果蝇与雄果蝇的比例为3：7 C．F1存活个体中性染色体组成类型共有3种 D．与F1相比，F2中的性染色体为XXY、XO的个体比例下降 4．雄果蝇（2n=8）基因型为AaBb，A、B基因位于同一条常染色体上，该雄果蝇某精原细胞减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段交换，产生一个基因型为Ab的精子。该精原细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个 B．乙时期细胞中可能含有0条或2条X染色体 C．来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因型是ab或aB D．若该雄果蝇与基因型为aabb的雌果蝇测交，子代分离比为45：5：5：45，则该雄果蝇中发生互换的精原细胞的比例为1/5 5．将一个双链均被13C标记的外源基因A和一个双链均被14C标记的外源基因a插入某卵原细胞中一条染色体的两端。将此卵原细胞在含12C的培养液中培养，先完成一次有丝分裂，再发生如图所示的“逆反”减数分裂。下列叙述错误的是（    ） A．“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分离在减数分裂Ⅰ，同源染色体分离在减数分裂Ⅱ B．此过程产生的两个次级卵母细胞中，可能同时都含有基因A和a C．可能有一个卵细胞同时含有13C和14C，一个卵细胞只含14C D．子细胞中只含有12C的极体数目是4或6 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【分析】减数第一分裂后期同源染色体分裂，非同源染色体自由组合，减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，但是无同源染色体；精原细胞在减数分裂过程中细胞质均等分裂，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分裂。 【详解】A、图甲细胞同源染色体分离，属于减数第一次分裂后期，图乙的1时期，细胞属于间期和减数第一次分裂前中后期，由于甲细胞为细胞质均等分裂，因此应为初级精母细胞，A错误； B、图乙的3时期由于染色体数目暂时加倍，属于减数第二次分裂后期着丝粒分裂造成的，由于减数第一次分裂同源染色体分离，因此进行减数第二次分裂的细胞中没有同源染色体，但根据图甲，细胞中有两个染色体组，因此处于减数分裂II后期的图乙3时期的细胞中也有两个染色体组，但没有同源染色体，B错误； C、若甲细胞中A和a基因所在的染色体未分离，则可能会产生细胞中含AaB和b或者Aab和B的2种不同类型配子，C错误； D、若性原细胞4条染色体均被32P标记，经过一次DNA复制，进行有丝分裂，细胞中4条染色体都是一条DNA链含32P，另一条链不含32P，再经过复制，进行有丝分裂，细胞中只有两条染色体含32P，也是一条DNA链含32P，另一条链不含32P，然后经过减数分裂的间期，DNA复制，进入减数分裂I，并进入减数分裂I的后期，即形成图甲种的细胞，D正确。 故选D。 2．C 【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前间期：染色体的复制。（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、基因型为AaXBXb的卵原细胞正常情况下在减数第一次分裂后期同源染色体分离，配子中A/a、XB/Xb各含有一个，若产生的卵细胞基因型为AaXB，则减数分裂I过程中A和a所在的同源染色体未分离，A正确； B、若产生的卵细胞基因型为aXBXB，则减数分裂II中出现异常，XB所在的姐妹染色单体未发生分离，B正确； C、若产生的1个极体基因型为aXBXb，说明XB和Xb所在染色体减数第一次分裂后期未发生分离，则与之同时产生的次级卵母细胞或极体基因型是AA，若AA是次级卵母细胞，则卵细胞基因型是A，如果AA是极体，则卵细胞的基因型是aXBXb，C错误； D、在减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数第二次分裂后期着丝粒分裂，若产生的卵细胞基因型为AXb，则3个极体的基因型可能为AXb、aXB、aXB，D正确。 故选C。 3．D 【分析】分析题意知，亲本纯合红眼果蝇（XXY）与纯合白眼（XO）果蝇交配，产生子一代果蝇有XX、XXY、XY、XO、XXX、YO和XXX，其中致死个体为YO和XXX。 【详解】A、若控制果蝇眼色的基因为B、b，则性染色体组成为XXY的纯合红眼（显性）果蝇与性染色体组成为XO的纯合白眼（隐性）果蝇杂交，F1中有白眼果蝇（XbY），A错误； B、若控制果蝇眼色的基因为B、b，则亲本纯合红眼果蝇（XBXBY）与纯合白眼（XbO）果蝇交配，产生子一代果蝇有1/6XBXb、1/6XBXbY、1/6XBY、1/6XBO、1/12XBXBXb、1/12XBXB、1/12XbY、1/12YO，除去致死个体后（1/12YO和1/12XBXBXb），F1中雌果蝇：雄果蝇＝1：1，B错误； C、F1存活个体中性染色体组成有XXY、XY、XX、XO共4种，C错误； D、F1随机交配，由于F1中性染色体组成为XXY、XO的个体所占比例远小于亲代（100%），因此F2中性染色体组成为XXY、XO个体的比例会下降，D正确。 故选D。 4．D 【分析】减数分裂过程： （1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。 （2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1：l，无染色单体，A错误； B、乙图可表示减数第二次分裂后期或G1期，则乙时期细胞中含有0或1或2条X染色体，B错误； C、产生该精子时，若是A、a基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是AB或aB；若是B、b基因所在的片段发生互换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab或aB，综合两种情况，来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab或aB或AB，C错误； D、该雄果蝇产生的重组配子Ab的概率为1/20，假设发生互换的细胞的概率为x，则1/4x=1/20，x=1/5，D正确。 故选D。 5．D 【分析】常规减数分裂过程中，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期。根据题干和题图分析，“逆反”减数分裂中，着丝粒分裂发生在减数第一次分裂后期，同源染色体的分离发生在减数第二次分裂后期。 【详解】A、据图可知：逆反减数分裂时，同源染色体在减数分裂Ⅱ分离，姐妹染色单体在减数分裂Ⅰ分离，A正确； B、据题意可知：一个卵原细胞先进行一次有丝分裂，然后又进行一次逆反减数分裂共产生8个细胞，该卵原细胞一个染色体两端均插入13C标记的基因A，和14C标记的基因a，在普通12C培养液中培养，经有丝分裂形成的2个卵原细胞均有一个染色体两端均插入13C标记的基因A和14C标记的基因a，然后这两个卵原细胞分别进行一次逆反减数分裂。因发生染色体互换是不一定的，减数第一次分裂结束时，子细胞会出现以下几种情况：①一个细胞有一条染色体同时含13C标记和14C标记，有一条染色体不含标记；另一个细胞两条染色体都不含标记，②一个细胞一条染色体含14C标记和一条染色体含13C标记；另一个细胞两条都不含标记；③一个细胞一条染色体含13C标记，另一条染色体不含标记；另一个细胞一条染色体含14C标记，另一条染色体不含标记；即此过程产生的两个次级卵母细胞中，可能同时都含有基因A和a，B正确； C、按照B选项的几种情况推测，有一条染色体同时含13C标记和14C标记的次级卵母细胞所产生的卵细胞同时含有13C和14C标记；一条染色体含14C标记和一条染色体含13C标记的次级卵母细胞产生的卵细胞可能只含14C，C正确； D、按照B选项的几种情况推测，若同时含13C标记和14C标记的染色体进入卵细胞，则三个极体均只含12C，若进入卵细胞的染色体只含13C标记或14C标记，则三个极体中有2个只含12C，若进入卵细胞的染色体只含12C标记，则三个极体中可能只有1个只含12C，又由于两个卵原细胞的分裂是上述几种情况中的随机的一种，则6个极体中只含12C的个数为2或3或4或5或6，D错误。 故选D。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$