内容正文:
2026届高考一轮复习
第18讲 减数分裂与受精作用
考情分析 考情分析:
1.从命题题型和内容上看,试题以选择题为主。主要从以下几方面考查:减数分裂过程染色体的动态分析、染色体/DNA/染色单体的数目变化规律、减数分裂异常情况分析、有丝分裂与减数分裂的比较等。
2.从命题思路上看,从以下几个方面进行考查
(1)利用图像或曲线考查减数分裂染色体的行为特征以及相关染色体、DNA的变化规律;
(2)常结合遗传定律、DNA复制考查异常分离与遗传病。
复习目标
复习目标:
1.通过比较减数分裂与有丝分裂的过程及精卵细胞的形成过程,理解细胞生命活动的动态变化,并建立辩证统一的观点。(生命观念)
2.通过细胞分裂图像辨析及染色体、核DNA数量变化分析,培养逻辑思维能力。(科学思维)
3.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片实验,提升观察能力和提出问题的能力。(科学探究)
考情解码·考点定标
01
减数分裂的基本过程
02
受精作用
考点
03
观察蝗虫精母细胞减数分裂
04
减数分裂和有丝分裂的比较
减数分裂的基本过程
01
1、减数分裂的概念
动物的精巢、卵巢,植物的花药、子房
场所
从原始生殖细胞到成熟生殖细胞
时间
染色体只复制一次,细胞分裂两次
特点
成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半
结果
适用范围
减数分裂
进行有性生殖的生物
精原细胞、卵原细胞
精子和卵细胞或雌、雄配子
一定是真核生物
注意:进行减数分裂的细胞无法连续分裂,所以无细胞周期。
一、减数分裂的过程
一般相同
一条来自父方,一条来自母方
减数第一次分裂前期可以联会
指形态、大小不相同,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)。
性染色体X、Y或Z、W不同
一、减数分裂的过程
(1)同源染色体
2.减数分裂中的基本概念辨析
→确保同源染色体正确分离
(2)非同源染色体
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。
对同源染色体
对同源染色体
对同源染色体
对同源染色体
对同源染色体
对同源染色体
2
2
2
4
0
0
习题巩固
【思考】
1、图中姐妹染色单体有?
①姐妹染色单体:
②非姐妹染色单体:
同源染色体上的非姐妹染色单体
非同源染色体上的非姐妹染色单体
2、图中非姐妹染色单体有?
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体
非同源染色体
A
B
C
D
a
c
a΄
b΄
b
c΄
d΄
d
a和a′、b和b′、c和c′、d和d′
如a和b、a和c′等
染色体复制后,连在同一着丝粒上的两条染色单体。
染色体复制后不被同一着丝粒连接的两条染色单体。
(3)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
一、减数分裂的过程
减数分裂Ⅰ前期,同源染色体两两配对的现象。
该时期DNA已完成复制,染色单体已形成。
:联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体,叫作四分体。
1个四分体= 对同源染色体= 条染色体
= 条染色单体= 个DNA分子
= 条脱氧核苷酸链
联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象,
有丝分裂过程中不进行联会,不存在四分体
1
2
4
4
8
注意
注意
(4)联会
(5)四分体
一、减数分裂的过程
A
B
C
D
a
a′
b′
c′
d′
b
c
d
(1)此细胞中有 条染色体?
有 条染色单体?
(2)此细胞中有 对同源染色体,
它们是 。
(3)此细胞中 、 、 、
是非同源染色体。
(4)这个细胞中有 个四分体,
它们是 。
4
8
2
A与B、C与D
A与C
2
A与B、C与D
A与D
B与C
B与D
习题巩固
(6)互换:
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段,使遗传物质发生了重新组合。
结果:
意义:
△注意区分:非同源染色体之间的片段交换
——易位
(染色体结构变异)
(属于基因重组)
至少含有两对等位基因
进一步增加了配子种类,增大了有性生殖生物的变异性。
同源染色体上的非等位基因重新组合。
一、减数分裂的过程
【易错提示】辨析互换与易位
区
别
发生于_______源染色体之间 发生于______同源染色体之间
等位基因 非等位基因
属于_______________ 属于___________________
在显微镜下观察不到 可在显微镜下观察到
染色体形态、大小、基因数没改变 染色体形态、大小、基因数改变
互换
易位
同
非
基因重组
染色体结构变异
一、减数分裂的过程
①等位基因:
②非等位基因:
在一对同源染色体的同一位置上的控制着相对性状的基因。如R和r、Y和y。
a.存在于非同源染色体上(如R和A),若自由组合则符合自由组合定律。
b.或同源染色体不同位置上的控制不同性状的不同基因。
如R和Y
(不符合自由组合定律)
(7)等位基因和非等位基因
一、减数分裂的过程
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又相互协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
问题2:判断细胞含几个染色体组?每组有几条染色体?
3个;3条
1个;4条
2个;4条
3个;2条
4个;3条
4个;2条
1个;4条
2个;2条
(8)染色体组:
一、减数分裂的过程
1.下列关于同源染色体和四分体的叙述,正确的是( )
A.一对同源染色体在减数分裂I后期可形成四分体
B.一个精原细胞产生4种精子可能是在四分体时期发生了基因重组
C.次级卵母细胞中两条X染色体是一对同源染色体
D.一个四分体中含有4条染色体和4个DNA分子
B
2.同源染色体是种系内在进化上具有共同祖先、起源相同的染色体。下列相关叙述错误的是( )
A.同源染色体的相同位置一般具有相同的基因种类,各基因线性排列顺序相同
B.同源染色体一般具有相同的形状、大小、结构和功能,可在细胞分裂时联会
C.随着性别分化,出现了X、Y染色体同源不同型、仅保留部分同源区段的现象
D.随着染色体复制,细胞核中可能产生新的等位基因,同时导致同源染色体的数量加倍
D
习题巩固
高等动物: 低等动物/昆虫: 植物:
精原细胞(2n)
(原始生殖细胞)
分布
精原细胞(2n)
减数分裂
精子(n)
变形
有丝分裂
精原细胞
(以精子为例)
曲细精管
精细胞(n)
精巢
雄蕊的花药(花粉)
睾丸
1.场所:
2.来源:
(成熟生殖细胞)
二、精子的形成过程
①DNA的复制和相关蛋白质的合成。
②每条染色体都形成两个姐妹染色单体。
(呈染色质丝的状态)
③精原细胞体积适度增大,形成初级精母细胞该过程中也有中心体的倍增;
减数分裂前的间期
精原细胞
初级精母细胞
减数分裂Ⅰ的前期
①膜仁消失现两体;
②同源染色体联会,形成四分体;
③四分体的非姐妹染色单体
可以发生互换(不一定发生)。
姐妹染色单体
(染色质丝)
配对
联会
染色体缩短变粗
四分体
交叉互换
3.动物精子的形成过程:
二、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ的中期
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧。
同源染色体分离,非同源染色体自由组合,并移向两极。
减数分裂Ⅰ的后期
这些过程与有丝分裂有何不同?
有丝分裂每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央“赤道板”上;
初级精母细胞
着丝粒没有分裂,姐妹染色单体没有分开,染色体数目没有加倍。
特点:
着丝粒没有分裂,同源染色体分离,分别移向细胞两极;非同源染色体自由组合,染色体数量不变;
特点:
每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧,染色体数量不变;
3.动物精子的形成过程:
二、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ的末期
细胞膜从中间向内凹陷,细胞均分为两个子细胞。
初级精母细胞
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ的前期
染色体散乱分布在纺锤体中央,该过程无同源染色体
中央缢裂
两个子细胞
特点:
染色体分别到达两极,分裂成两个次级精母细胞。
染色体数量减半;
特点:无同源染色体,仍有姐妹染色单体;
染色体数目已减半;染色体散乱分布,
形成纺锤体
有同源染色体?
有染色体复制?
3.动物精子的形成过程:
二、精子的形成过程
次级精母细胞
染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上;
减数分裂Ⅱ的中期
减数分裂Ⅱ的后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,移向两极染色体数目暂时加倍。
特点:染色体整齐排列(单行排列)在赤道板上
特点:染色体数目暂时加倍,核DNA数不加倍
3.动物精子的形成过程:
二、精子的形成过程
次级精母细胞
①着丝粒分裂后形成的染色体,随着细胞的分裂进入子细胞;
精细胞
精子
减数分裂Ⅱ的末期
②细胞分裂,两个次级精母
细胞,缢裂形成四个精细胞;
向内凹陷
形成子细胞。
变形
配子?
特点:与初级精母细胞相比,精细胞染色体数目减半
精细胞不是成熟的雄性生殖细胞,经过变形成为精子才是。
3.动物精子的形成过程:
二、精子的形成过程
思考:精子细胞变成精子的过程中,细胞中很多结构会消失,为什么细胞核和线粒体都保留下来?
细胞核——精子储存遗传物质的场所,决定后代的遗传特性,参与受精过程。线粒体——精子进行有氧呼吸的主要场所,为精子的生存和运动提供能量。
变形对受精作用有什么意义?
变形后使精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
二、精子和卵细胞的形成过程
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
间期
DNA复制
精原细胞
精细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
同源染色体分开
姐妹染色单体分开
精子
变形
复制
减数分裂时,染色体 ,而细胞 。
只复制一次
连续分裂两次
前期:联会、互换
中期:同源染色体整齐排列在赤道板两侧
1个精原细胞通过减数分裂形成4个(2种)精子
小结:精子的形成过程
变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力 ①精子的头部几乎只保留细胞核的意义:精子和卵细胞结合时,头部先进入卵细胞内,精子的头部几乎只保留了细胞核,这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞。
②部分细胞质变成了精子的颈部和尾部的意义:使精子具备适于游动的能力。
③人部分细胞质及多数细胞器被丢弃的意义:避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量。
④全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部的意义:可以更好地在受精过程中提供能量。
综上,变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力。精子变形过程中的以上变化都是为受精提供了保证,是进化的结果。
卵原细胞
(原始生殖细胞)
卵原细胞
减数分裂
有丝分裂
卵原细胞
卵细胞
卵巢(哺乳动物)
(含发育程度不同的卵泡)
卵细胞
卵泡
卵细胞的扫描电镱照片(放大150倍)
1.场所:
2.来源:
三、卵细胞的形成过程
青春期前都处于减一前期,青春期后每月排卵,完成减一,在输卵管发育到减二中期,受到精子刺激后,完成减二
三、卵细胞的形成过程
3.动物卵细胞的形成过程:
1个卵原细胞通过减数分裂形成1个卵细胞和3个极体
复制
联会
四分体
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
卵原细胞
(第一)极体
第二极体
卵细胞
细胞质不均等分裂
无需变形
细胞质均等分裂
退化消失
着丝点分裂
着丝点
分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
交叉互换
三、卵细胞的形成过程
初级卵母细胞
次级卵母细胞
不久,三个极体就退化消失。
思考:胚胎发育早期,细胞分裂活动旺盛,却不从外界摄取营养物质。据此分析卵细胞形成过程中,细胞质不均等分裂的意义是什么?
提示:在卵细胞的形成过程中细胞质经过两次不均等分裂,最后大部分细胞质集中在卵细胞中,便于储存营养物质,有利于受精卵早期发育时获取营养物质。
4.动物卵细胞的形成过程小结:
三、卵细胞的形成过程
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
染色体数目
核DNA数目
染色单体数
无
有,分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会;
②四分体中非姐妹染色单体
发生互换;
③同源染色体分离,
非同源染色体自由组合
2n→n(减半)
2n→4n→2n
0→4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
小结:减数分裂I和减数分裂II的比较
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
部位 睾丸(曲细精管) 卵巢
原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞
细胞质的分裂方式 均等分裂 第一极体均等分裂,卵母细胞不均等分裂;极体均等分裂
分裂结果 1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子) 一个卵原细胞→1个卵细胞(生殖细胞)+3个极体(退化消失,不能受精)
是否变形 需要变形 不需变形
相同点 ①染色体都在减数分裂前的间期复制一次;②减数分裂Ⅰ都发生同源染色体分离;③减数分裂Ⅱ都发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半
睾丸(曲细精管)
卵巢
精原细胞
卵原细胞
均等分裂
第一极体均等分裂,卵母细胞不均等分裂;极体均等分裂
1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子)
一个卵原细胞→1个卵细胞(生殖细胞)+3个极体(退化消失,不能受精)
需要变形
不需变形
①染色体都在减数分裂前的间期复制一次;②减数分裂Ⅰ都发生同源染色体分离;③减数分裂Ⅱ都发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半
四、精子与卵细胞形成过程的比较
根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
教材深挖
初级卵母细胞
次级卵母细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
或极体
①若减数第一次分裂后期出现均等分裂,则一定是初级精母细胞。
②若减数第二次分裂后期出现均等分裂,则可能是次级精母细胞或极体。
①图像:
五、精子与卵细胞形成过程中有关分裂图像的辨析及判断方法
②判断方法:根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞种类
五、精子与卵细胞形成过程中有关分裂图像的辨析及判断方法
1.下列有关减数分裂的叙述,正确的是( )
A.减数分裂Ⅰ过程中同源染色体先分离,后联会
B.减数分裂中联会的染色体是一对同源染色体
C.减数分裂Ⅱ过程中染色体的着丝粒分裂,导致等位基因分离
D.减数分裂Ⅰ染色体数目不变,减数分裂Ⅱ染色体数目减半
B
2.(2023·天津高考)如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像,有关说法正确的是( )
A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B.乙中染色体组是丙中两倍
C.乙中同源染色体对数是丙中两倍
D.乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的
B
习题巩固
联会发生在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期,所以在减数分裂Ⅰ过程中同源染色体先联会,后分离,A错误;
减数分裂中联会的染色体形态、大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,是一对同源染色体,B正确;
正常情况下,减数分裂Ⅱ过程中染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,姐妹染色单体上是相同的基因,不是等位基因,等位基因随同源染色体的分离而分开,C错误;
减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期,D错误。
请观察在坐标系下的细胞染色体数目变化,并尝试完成对应的曲线图。
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
DNA
染色体
染色单体
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n→n
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
1.减数分裂各时期核DNA的数目的变化:
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
减数第二次分裂
减数第一次分裂
核DNA
变化原因?
减数分裂前的间期:DNA复制,核DNA加倍
变化原因?
MI末期:细胞分裂,同源染色体分离,进入两个子细胞
变化原因?
MII末期结束:细胞分裂,子染色体进入两个子细胞
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
变化原因?
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
MI末期:细胞分裂,同源染色体分离,分别进入两个子细胞,染色体数目减半。
变化原因?
MII后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成两条子染色体,染色体暂时加倍到体细胞水平。
变化原因?
MII末期:细胞分裂,子染色体分别进入两个子细胞,染色体数目减半。
2.减数分裂各时期染色体的数目的变化:
减数第二次分裂
减数第一次分裂
染色体
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
变化原因?
MI末期:细胞一分为二,同源染色体分离,进入两个子细胞,染色单体数目减半。
变化原因?
MII后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失。
变化原因?
减数分裂前的间期:染色体复制,染色单体形成。
3.减数分裂各时期染色单体的数目的变化:
减数第二次分裂
减数第一次分裂
染色单体
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
4.染色体与细胞DNA之比
G1
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
G2
S
1/2
1
ab:间期DNA复制,一条染色体
上有2条DNA分子。
cd:减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
G1
G2
S
1
2
ab:间期DNA复制,一条染色体
上有2条DNA分子。
cd:减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,一条染色体上有1条DNA分子。
a
b
c
d
e
5.每条染色体上DNA的含量
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
思考:
根据柱状图判断减数分裂时期
乙
2N
4N
O
数量(个)
N
甲
2N
4N
O
数量(个)
N
丙
2N
4N
O
数量(个)
N
染色体
DNA
染色单体
丁
2N
O
数量(个)
N
精原细胞、G1
减数分裂Ⅱ后末
G2、初级精母细胞
减数分裂Ⅱ前、中
生殖细胞(配子)
六、减数分裂过程中相关结构或物质数量变化的分析
1.如图表示细胞分裂相关过程中染色体、细胞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.细胞中染色体和细胞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
A
习题巩固
2.(2024·海口模拟)如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中,细胞内每条染色体上DNA含量的变化(甲曲线)及与之对应的细胞中染色体数目变化(乙曲线)。下列说法错误的是( )
A.BC过程中,DNA含量的变化是由于染色体复制
B.D点所对应时刻之后,单个细胞中可能不含Y染色体
C.CD与DH对应的时间段,
细胞中均含有两个染色体组
D.CD段有可能发生同源染色体
上非等位基因之间的重组
C
习题巩固
BC过程属于减数分裂前的间期,进行DNA复制,DNA含量加倍,A正确;
由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,因此D点所对应时刻之后,单个细胞中可能不含Y染色体,B正确;
CD段处于G2期、减数分裂Ⅰ,FG段处于减数分裂Ⅱ后期和末期,它们对应的时间段细胞中均含有两个染色体组,但DF和GH段细胞中只含一个染色体组,C错误;
CD段细胞处于G2期、减数分裂Ⅰ,在减数分裂Ⅰ的四分体时期,有可能发生同源染色体上非等位基因之间的重组,D正确。
3.(2024·青岛一模)马蛔虫的精子和卵细胞中都只有2条染色体,图1表示马蛔虫体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,图2表示部分细胞分裂图像。下列说法错误的是( )
A.图1中Ⅲ时期所对应的细胞中不存在同源染色体
B.DNA分子的复制主要发生在图1的Ⅰ→Ⅱ过程中
C.若乙细胞来自甲细胞,则乙细胞一定是次级卵母细胞
D.图2中甲细胞是观察染色体形态、数目的最佳时期
D
习题巩固
图1中Ⅲ时期对应的细胞处于减数分裂Ⅱ前期或中期,不存在同源染色体,A正确;
DNA分子的复制主要发生在间期,即图1的Ⅰ→Ⅱ过程中,B正确;
若乙细胞来自甲细胞,则根据染色体颜色及甲的细胞质大小可知,乙细胞一定是次级卵母细胞,C正确;
观察染色体形态和数目的最佳时期是中期,而图2中甲细胞处于后期,D错误。
4.某动物精原细胞的染色体数为2n,图中①~⑤代表该动物精巢的不同细胞中染色体数、染色单体数和细胞DNA分子数的数量关系。下列叙述不正确的是( )
A.在⑤所示的细胞中可能会发生四分体中非姐妹染色单体的互换
B.在④所示的细胞中一定不存在同源染色体
C.在③所示的细胞中可能会发生非同源染色体的自由组合
D.减数分裂的过程可表示为⑤→④→②→①
C
习题巩固
⑤可能处于减数分裂Ⅰ前期,此时期的细胞中可能会发生四分体中非姐妹染色单体的互换,A正确;
④可能处于减数分裂Ⅱ前期或中期,此时的细胞中一定不存在同源染色体,B正确;
③处于有丝分裂后期,非同源染色体的自由组合发生在减数分裂过程中,C错误;
根据题图分析,减数分裂的过程可表示为⑤(减数分裂Ⅰ过程)→④(减数分裂Ⅱ前期或中期)→②(减数分裂Ⅱ后期或末期)→①(精细胞),D正确。
1.减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期,DNA分子复制过程中,如复制出现差错,则会引起基因突变。
产生的精子种类及比例 A:a=1:3
产生的精子种类及比例 A:a=3:1
七、配子的来源和类型分析
减数第一次分裂后期,非同源染色体的自由组合。
四分体时期,同源染色体上非姐妹染色单体之间发生相应片段的互换。
七、配子的来源和类型分析
①配子的多样性的成因:
2.减数分裂与基因重组
(1)原始生殖细胞减数分裂产生配子的情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换)如图:
非同源染色体的自由组合
该生物可能产生的配子有______种,
4
B
A
a
b
c
C
如果有三对同源染色体?有多少种?
②推断减数分裂产生配子的种类:
七、配子的来源和类型分析
B
A
a
b
c
该生物可能产生的配子有______种,
C
8
②推断减数分裂产生配子的种类:
七、配子的来源和类型分析
项目 YyRr能产生配子的种类 n对同源染色体产生配子的种类
一个精原细胞
一个雄性个体
一个卵原细胞
一个雌性个体
2种
2种(YR、yr或Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
1种(YR或yr或Yr或yR)
2n种
1种
2n种
自由组合:减数第一次分裂后期,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因自由组合。
(基因重组)
只考虑非同源染色体自由组合,不考虑互换的情况。(Y与y、R和r分别表示两对同源染色体。
分清“一个个体”还是“一个细胞”
七、配子的来源和类型分析
②推断减数分裂产生配子的种类:
(2)一个生物体
(1)一个精(卵)原细胞
产生2n种配子
互换
产生大于2n种配子
一个卵原细胞
产生1种卵细胞(1个)
一个精原细胞
不互换
没有互换
互换
产生2种精子(4个)
产生4种精子(4个)
总结:含n对同源染色体的生物体产生配子种类情况:
相当于无数个精(卵)原细胞
②推断减数分裂产生配子的种类:
七、配子的来源和类型分析
如果减数第一次分裂异常,
则所形成的配子全部不正常;
从基因型的角度分析:
若减数分裂Ⅰ异常,则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。
3.减数分裂与染色体变异的有关分析
七、配子的来源和类型分析
如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,
则所形成的配子一半正常,一半异常。
从基因型的角度分析:
若减数分裂Ⅱ异常,则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。
3.减数分裂与染色体变异的有关分析
七、配子的来源和类型分析
如果减数第一次分裂和减数第二次分裂都异常,则形成的配子全部异常
3.减数分裂与染色体变异的有关分析
七、配子的来源和类型分析
类型 原因方(父方/母方) 原因
XXX 父方
母方
XYY 父方
XXY 父方
母方
④XXX、XYY、XXY异常个体成因分析
MⅡ后期 两条X染色体进入同一个精子
MⅠ后期 两条X染色体(同源)未分离
MⅡ后期 两条X染色体进入同一个卵细胞
MⅡ后期 两条Y染色体进入同一个精子
MⅠ后期 X、Y染色体(同源)未分离
MⅠ后期 两条X染色体(同源)未分离
MⅡ后期 两条X染色体进入同一个卵细胞
拓展:减数分裂与可遗传变异的关系
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
02
在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束,减数分裂Ⅰ在卵巢,减数分裂Ⅱ在输卵管。
根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化,识别减数分裂的各个时期。
分裂旺盛的雄性个体生殖器官。如动物精巢、植物花药
Q:为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料?为什么不选择雌性个体?
(1)适合选择染色体数量______(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察,因为染色体数量越_____,越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2)宜选用______(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料,这是因为雄性个体产生的雄配子数量
远远______雌性个体产生的雌配子的数量。
少
多
雄性
多于
染色体数目较少,染色体较大,易于观察。
1.实验原理:
2.实验选材:
实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
初级精母
次级精母
中期
后期
中期
后期
观察结果
②显微观察
①装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)
解离→______→______→______
漂洗
染色
制片
3.实验步骤:
实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期
减Ⅱ中期
减Ⅱ前期
减Ⅰ前期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
4.实验结果辨析:
实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
先分减1和减2
1.视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗?能观察到不同时期的细胞吗?
细胞已被杀死固定,不可能动态变化;但不同细胞被固定在不同时期,因此可观察到各时期的染色体形态。
2.观察蝗虫精母细胞(正常体细胞染色体数为2n)的减数分裂装片时,能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像?
因为蝗虫精巢中的精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,所以可以观察到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。
思考:
实验:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
例1.蝗虫的性别由染色体数目决定,雌性为22+XX,雄性为22+X,下图为蝗虫精母细胞减数分裂不同时期的显微照片,相关叙述正确的是( )
A.图①正在进行DNA复制,完成后染色体数目加倍
B.图②所示的时期,细胞中含有12个四分体
C.图④发生着丝粒分裂,导致基因重组
D.图中所示减数分裂过程出现的先后顺序是①②④③⑤
D
DNA复制后,染色体数目不变
雄性染色体组成为22+X,在减数分裂Ⅰ时,只能形成11个四分体
基因重组发生减数分裂Ⅰ前期和中期,着丝粒分开发生在减数分裂Ⅱ后期
习题巩固
【变式训练2·变载体】下图①~④是二倍体百合(2n=24)的减数分裂不同时期图像。相关叙述正确的是( )
A.图②细胞中同源染色体内部的姐妹染色单体发生交换,导致基因重组
B.应在花蕾期采集花药作为观察材料,用卡诺氏液处理固定细胞的形态
C.图③每个细胞中均含有24条染色体和24个核DNA分子
D.图①细胞中能发生等位基因的分离,而④不能
B
图②细胞处于减数分裂Ⅰ的前期,同源染色体内部的非姐妹染色单体发生交换,导致基因重组
图③处于减数分裂Ⅱ末期,每个细胞中均含有12条染色体和12个核DNA分子
图①细胞处于减数分裂Ⅰ后期,此时细胞中等位基因随着同源染色体的分开而分离,④为减数分裂Ⅱ的后期,若发生互换,也可能发生等位基因的分离,
习题巩固
3.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细胞内核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
B
习题巩固
受精作用
03
图示 说明
精子的 进入卵细胞,尾部留在外面
卵细胞的 发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入
精子的 与卵细胞的 融合,使彼此的染色体会合在一起
受精作用是卵细胞和精子相互 、 成为受精卵的过程。
识别
融合
头部
细胞膜
细胞核
细胞核
体现细胞膜的功能:
体现细胞膜流动性
防止多精入卵的两道防线:透明带反应和卵细胞膜反应
细胞间的信息交流
2.过程:
1.概念:
一、受精作用
受精卵细胞核中的________数目又恢复到体细胞中的数目,
其中有一半的染色体来自 ,另一半来自 。
精子的_________与卵细胞的_________相融合,使彼此的_________会合在一起
细胞核
细胞核
染色体
染色体
精子
卵细胞
4.实质:
5.结果:
输卵管
3.场所:
【注意】①受精卵细胞核中的遗传物质从双亲各获得一半;②受精卵的细胞质中有线粒体,也含有DNA,其几乎全部来自母方,因此,受精卵中的全部遗传物质并非从双亲中各获得一半,而是从母本中获得的更多一些。
一、受精作用
子代从双亲各继承半数的染色体,双亲对子代遗传物质的贡献是一样的吗?
受精卵中的染色体(核基因):父母双方各提供 。
受精卵中的质基因(如线粒体基因): 提供。
受精卵
细胞核:
细胞质:
精子的核+卵细胞核
几乎全由卵细胞提供
思考:
一半
母方
一、受精作用
有丝分裂
受精卵(2n)
卵细胞(n)
精子
(n)
(雌)
减数分裂
(雄)
减数分裂
受精作用
高等动物(2n)
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。
6.意义:
一、受精作用
遗传稳定性 遗传的多样性
配子形成 配子中染色体数目减半;配子中含每对染色体的一个,是一套遗传物质 同源染色体非姐妹染色单体交叉互换、非同源染色体自由组合产生配子类型多样
受精作用 精卵细胞结合成受精卵,染色体数恢复到体细胞中的数目 精卵细胞随机结合
7.遗传的稳定性和遗传的多样性:
一、受精作用
真题溯源·考向感知
1.(2025·广东·高考真题)临床发现一例特殊的特纳综合征患者,其体内存在3种核型:“45,X”“46,XX”“47,XXX”(细胞中染色体总数,性染色体组成)。导致该患者染色体异常最可能的原因是( )
A.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离
B.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离
C.胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离
D.胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离
C
若母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离,会形成XX或O的卵细胞,受精后可能产生47,XXX或45,X的个体,但无法同时出现46,XX的正常核型
若母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离,可能形成XXX或XO的受精卵,但同样无法保留46,XX的正常核型
若2条X染色体均未分离,会导致细胞中X染色体数目大幅异常(如4条或0条)
真题溯源·考向感知
2.(2025·云南·高考真题)某二倍体动物(2n=4)的基因型为GgFf,等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上,在不考虑基因突变的情况下,下列细胞分裂示意图中不可能出现的是( )
A.
B.
C.
D.
B
交叉互换
由于该动物基因型为GgFf,同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因,而不是G和G、f和f,所以不可能出现图中的情况
真题溯源·考向感知
3.(2024·贵州·高考真题)人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性,位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲:一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是( )
A.甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因
B.乙的一个精原细胞在减数分裂Ⅰ中期含四个单眼皮基因
C.甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲
D.甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4
B
假设人类的双眼皮基因对单眼皮基因用A、a表示,A表示双眼皮,B、b表示红绿色盲,一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲,则该甲的基因型为aaXBXb,一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮,乙的基因型为AaXBY,甲的卵原细胞在有丝分裂中期,DNA进行了复制,
乙的基因型为AaXBY,减数分裂前,DNA进行复制,减数分裂Ⅰ中期含2个单眼皮基因
真题溯源·考向感知
4.(2025·广东·高考真题)某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂
,视野中(如图)可见( )
A.细胞质分离
B.等位基因分离
C.同源染色体分离
D.姐妹染色单体分离
D
图中没有出现细胞板,不处于末期,故没发生细胞质分离
等位基因分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂,且等位基因显微镜下不可见
同源染色体分离发生在减数分裂过程中,胚乳细胞不能进行减数分裂
图中染色体均匀分布在细胞两极,可知着丝粒已经分裂,姐妹染色单体形成的染色体在分离
真题溯源·考向感知
5.(2024·广东·高考真题)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综
合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基
因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
A
根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患者的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离,A正确。
真题溯源·考向感知
减数分裂和有丝分裂的比较
04
分裂方式 减数分裂 有丝分裂
不 分裂的细胞 ___________
细胞分裂的次数 _____次 _____次
同源染色体的行为
同
点 非同源染色体的行为 ___________
子细胞染色体的数目 _______
子细胞的名称和数目
子细胞间的遗传物质是否相同 _______
意义
自由组合
减半
相同
不出现自由组合
不一定相同(互换)
1.减
数
分
裂
与
有
丝
分
裂
的
过
程
及
特
点
比
较
不变
4个精子或1个卵细胞和3个极体
2个体细胞
减数分裂和受精作用保证每种生物前后代染色体数目的恒定,维持生物遗传的稳定性
使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持遗传的稳定性
原始生殖细胞
体细胞(含原始生殖细胞)
两
一
① 联会形成四分体,其中非姐妹染色单体互换;
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
如果细胞内染色体数目是奇数,则是减数第二次分裂
次级精(卵)母细胞
精(卵)细胞
1.根据染色体的数目判断
初级精(卵)母细胞
体细胞
同源染色体成对存在,减Ⅰ后期同源染色体分离,减Ⅰ末期进入不同子细胞
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期
中期
后期
有同源染色体
联会,形成
四分体
有同源染色体
无同源染色体
着丝点排列在赤道板上,
有同源染色体
四分体排列在
赤道板两侧
着丝点排列在
赤道板上,
无同源染色体
着丝点分裂,
有同源染色体
(看一极)
同源染色体分离,
非同源染色体
自由组合,
有同源染色体
(看上下)
着丝点分裂,
无同源染色体
(看一极)
是否有同源染色体
无
有
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
A2
减数分裂Ⅱ:
(A1)
(A3、A4)
A1
A2
A3
A4
看是否联会
是
否
①根据染色体的行为判断——前期图形
减数分裂Ⅱ
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
减数分裂 Ⅱ
减数分裂 I
有丝分裂
是否有同源染色体
有
赤道板上
赤道板两侧
减数分裂 Ⅱ :
→有丝分裂 B1
→减数分裂 I:B2
B3
B2
B1
无
B3
着丝粒
排列
②根据染色体的行为判断——中期图形
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
有丝分裂
是否有同源染色体
有
无
有丝分裂
减数分裂Ⅱ
C2
C3
C1
C2
C3
C1
减数分裂 Ⅰ
看着丝粒
是否分裂
是
否
③根据染色体的行为判断——后期图形
减数分裂 Ⅱ
减数分裂 Ⅰ
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
根据染色体的行为判断小结
各期特点
前期——散乱(联会是减Ⅰ)
中期——居中(排一排;排两排是减Ⅰ)
后期——移两级(有染色单体是减Ⅰ) 末期——在两极,核膜重现
减Ⅱ
减Ⅱ
有丝分裂
奇数
偶数
无同源染色体
有同源染色体
有以下行为
无以下行为
①联会、形成四分体
②同源染色体排列在赤道板两侧
③同源染色体分离
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
记忆技巧:(三看识别法:一看奇数偶,二看同源,三看行为)
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
1.指出各图分别属于什么分裂时期
减数分裂Ⅱ前期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ前期
有丝分裂前期
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅱ中期
有丝分裂中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ
子细胞
习题巩固
2.如图是某二倍体高等动物细胞处于不同分裂时期的图像。
下列叙述错误的是( )
A. 甲细胞不可能代表胰岛B细胞
B. 乙细胞含有的两条X染色体不属于同源染色体
C. 丙细胞的子细胞为卵细胞、极体或者精细胞
D. 丁细胞不会发生A和a、B和b这两对等位基因的自由组合
C
习题巩固
3.如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. 若乙细胞中存在性染色体,则甲、乙、丙、丁细胞中都含有2条性染色体
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
B
习题巩固
1.有丝分裂、减数分裂与受精过程中核DNA、染色体数目的变化
①模型
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
②判断
先
看
有
无
斜
线
有
无
1次直线下降
DNA
变化
染色体
变化
连续2次直线下降
有丝分裂
减数分裂
先加倍后恢复
先减再增终减半
有丝分裂
减数分裂
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
时期 A→B B→C C→D D→E
减数分裂
有丝分裂
2.每条染色体中DNA含量变化
减数分裂前的间期
G2期、
减数分裂Ⅰ全过程
和减数分裂Ⅱ前期、中期
减数分裂Ⅱ
后期
减数分裂Ⅱ
末期
有丝分裂前的间期
G2期、前期和中期
后期
末期
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
后期着丝点分裂,染色体数目加倍,同源染色体由n对加倍成为2n对
图甲中表示有丝分裂的是:
表示减数分裂的是:
末期细胞一分为二,同源染色体由2n对变为n对
减Ⅰ后期同源染色体分开,分别进入两个子细胞,次级性母细胞、生殖细胞或极体中不含同源染色体。
3.同源染色体的“对”数和“染色体组数”数目变化曲线(以二倍体生物为例)
①
②
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
图乙中表示有丝分裂的是:
表示减数分裂的是:
后期着丝点分裂,染色体数目加倍,染色体组数加倍
减一结束,细胞一分为二,同源染色体分别进入两个细胞,染色体组数减半
末期细胞一分为二,染色体组数减半恢复
后期着丝点分裂,染色体组数暂时加倍
末期细胞一分为二,染色体组数减半恢复
③
④
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
3.减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
①模型图
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
1)只有染色单体的数目才可能是___,染色体和核 的数量不可能是0。
染色单体会因________的分裂而消失,所以柱形图中表示的某结构的数目
如出现0,则其一定表示染色单体。
2)染色体的数目不可能超过核分子的数目。因为核 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个分子,即核
数∶染色体数可能为__________,但不可能是 。
0
着丝粒
或
3.减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较
②相关解读
二、有丝分裂与减数分裂过程中细胞分裂图像的比较
减数分裂
定义
时期:形成生殖细胞时
特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次
结果:生殖细胞染色体只有体细胞的一半
精子形成过程
分裂间期: DNA复制和有关蛋白质的合成
前期:联会四分体
中期:同源染色体排列在赤道板两侧
后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合
末期:同源染色体平分到两个细胞中
前期:染色体散乱分布在细胞中
中期:染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期:着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍
末期:一个细胞分裂为两个子细胞
减数分裂|
减数分裂II
变形:形成蝌蚪状的精子
精卵形成的比较
细胞质分裂:精子均等分裂,卵细胞不均等
是否变形:精子形成需要变形,卵细胞不需要
一个精原细胞可以形成4个精细胞
一个卵原细胞只能形成1个卵细胞
结果
与减数分裂细胞分裂图像比较
奇数
减Ⅱ
偶数
无同源染色体
有同源染色体
有以下行为
①联会、形成四分体
②同源染色体排列在赤道板两侧
③同源染色体分离
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
无以下行为
有丝分裂
课堂小结
1.如图表示一个细胞进行细胞分裂过程中,细胞核内染色体数目及染色体上的DNA数目的变化,下列叙述正确的是( )
A. 图中的实线也可以表示整个细胞中DNA分子的数量变化
B. 图中两曲线重叠的各段所在时期,每条染色体都不含染色单体
C. CE段的细胞可能发生同源染色体联会,并出现互换的现象
D. 在AG段细胞中含有同源染色体,HQ段细胞中不含有同源染色体
B
习题巩固
2.如图表示二倍体生物细胞中,某物质或结构在有丝分裂或减数分裂特定阶段的数量变化。下列叙述正确的是( )
A.若纵坐标是同源染色体的对数,
则该曲线可表示有丝分裂或减数分裂
B.若纵坐标是每条染色体中的DNA含量,
则ab段不含有同源染色体
C.若纵坐标是染色体组数且cd段含有两个染色体组,
则该曲线只能表示有丝分裂
D.若纵坐标是染色体数且cd段核DNA数是染色体数的两倍,
则该曲线可表示有丝分裂
C
习题巩固
3.如图分别表示对几种生物体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果。下列有关叙述正确的是( )
A.若图甲为有丝分裂过程中的某阶段,则可在上一时期的细胞中观察到赤道板
B.若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段,则染色体着丝粒分裂可发生在这一阶段
C.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则同源染色体的分离不会发生在这一阶段
D.若图丙表示果蝇卵巢内的几种细胞, 则b组细胞中可能会出现联会和四分体
D
习题巩固
Lavf58.28.100
$