内容正文:
减数分裂和受精作用(二)
第24讲
高三一轮复习
授课人:
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Meiotic and fertilization effects
考情分析
近5年考情 考点
2024山东,2023江苏,2022辽宁、山东,2025重庆 减数分裂异常情况分析
2024江西,2023天津、北京、山东,2022北京 精子的形成过程
2023山东,2022湖北、重庆、浙江,2025福建 卵细胞的形成过程
2024北京,2023浙江,2022全国,2021辽宁、天津 减数分裂和有丝分裂的综合
2023浙江、北京 减数分裂概念、四分体、同源染色体、非同源染色体
2023北京,2022河北 观察细胞的减数分裂实验
2024江西、广东、全国,2023湖南,2022福建,2021江苏 减数分裂过程中物质的变化规律
本节内容考点丰富,考频较高,题型主要以选择题为主,也有部分是填空题,常和染色体变异、有丝分裂一起考察,主要考查学生对基础知识掌握的熟练程度,以及在新情景下对知识的综合分析能力。
学习目标
1.生命观念:阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
2.科学思维:通过细胞分裂图像辨析染色体、DNA数量变化,培养逻辑思维分析问题能力。
3.科学探究:学会观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片。
4.社会责任:说明减数分裂和受精作用对生物遗传的意义。
本节纲要
受精作用
配子多样性的原因
减数分裂过程中相关数目的变化曲线
减数分裂和有丝分裂的曲线图比较
五、受精作用
1.概念:
2.过程:
精子和卵细胞相互 、 成为受精卵的过程。
①精子的 进入卵细胞, 留在外面;
②卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入。
③精子的 与卵细胞的 融合,彼此的 合在一起。
受精作用的实质
识别
融合
头部
尾部
细胞核
细胞核
染色体
进行细胞间的信息交流
细胞膜的流动性
细胞膜上的糖蛋白
五、受精作用
受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目,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.结果:
五、受精作用
(2)受精卵的遗传物质(DNA)=
核DNA( 父方+ 母方)+
细胞质DNA
(几乎都来自母方)
(1)受精卵中的染色体:
父母双方各提供一半
1/2
1/2
4.受精卵中的遗传物质
判断:
1.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方( )
2.受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方( )
3.受精卵的核DNA一半来自父方,一半来自母方( )
4.受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方( )
√
√
×
×
遗传多样性:使同一双亲的后代呈现多样性,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
①配子的多样性
非同源染色体的自由组合
同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换
②受精过程中雌雄配子的随机结合。
遗传稳定性:减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
五、受精作用
5.意义:
牛刀小试
1、【2021湖北高考】植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
A
AB、多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定,A错误,B正确;C、结合题意“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,C正确;
D、据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。
六、配子多样性的原因
1.减I后期非同源染色体自由组合(变异类型:基因重组)
在不考虑交叉互换的情况下:
一个含1对同源染色体的个体,可以产生 种配子;
一个含2对同源染色体的个体,可以产生 种配子;
一个含3对同源染色体的个体,可以产生 种配子;
一个含n对同源染色体的个体,可以产生 种配子;
2
4
8
2n
六、配子多样性的原因
1.减I后期非同源染色体自由组合(变异类型:基因重组)
一个含n对同源染色体的精原细胞,实际只能产生 种配子; 一个含n对同源染色体的卵原细胞,实际只能产生 种配子
2
1
特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”
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 ____种 种
1个雄性个体 种 种
1个卵原细胞 种 ___种
1个雌性个体 种 种
2n
2n
2n
2n
2n
2n
2
1
11
2.四分体中的非姐妹染色单体之间的交叉互换(变异类型:基因重组)
六、配子多样性的原因
六、配子多样性的原因
①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减数分裂Ⅰ前期,四分体中的非姐妹染色单体发生互换
牛刀小试
2、【2021江苏高考】A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。下列有关有丝分裂和减数分裂的叙述,正确的是( )
A.多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂
B.减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA的复制
C.有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa,减数分裂Ⅰ的2个子细胞中也可能都含有Aa
D.有丝分裂都形成AaBb型2个子细胞,减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型4个子细胞
C
A、多细胞生物体内有些特殊的细胞(如生殖器官中的细胞)既能进行有丝分裂又能进行减数分裂,但某些体细胞只进行有丝分裂,还有些细胞不能进行分裂,A错误;B、减数分裂只在减数分裂Ⅰ前的间期进行染色质DNA的复制,B错误;D、有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同,都形成AaBb型2个子细胞;因A和a,B和b为一对同源染色体上的两对等位基因,若不考虑互换,则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞,D错误。
牛刀小试
3、【2022全国高考】有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa,若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换,则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是( )
A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期
C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂
D
某动物基因型是Aa,经过间期复制,初级性母细胞中有AAaa四个基因,该动物的某细胞在四分体时期发生交叉互换,涉及A和a的交换,交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因,减数第一次分裂时,同源染色体分开,两组Aa彼此分开进入次级性母细胞,至此减数第一次分裂完成,所以不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a的现象;而在减数第二次分裂时,姐妹染色单体分离,导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞
牛刀小试
4、某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上,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 个精原细胞(不考虑交叉互换和基因突变)
4
这是一个生物,其基因型是固定的,从图中可以看出该生物含有A、a、B、b、D、d基因,所以该生物的基因型是AaBbDd,据此判断:
第一个和第四个来自同一个精原细胞;第二个和第六个来自于同一个精原细胞;第三个来自于一个精原细胞;第五个来自于一个精原细胞 。
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
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
核DNA
染色体
染色单体
2n
4n
4n
4n
4n
2n
2n
2n
2n
2n
2n
2n
n
n
0
4n
4n
4n
4n
2n
2n
0
4n
2n
2n
n
n
2n
2n
n
4n
2n
2n
n
2n
0
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
1.核DNA
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
DNA复制
细胞分裂,DNA平均分配
细胞分裂,DNA平均分配
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
2.染色体
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
同源染色体分离,进入两个子细胞
着丝粒分裂
细胞分裂,染色体平均分配
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
3.染色单体
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
DNA复制,单体形成
细胞分裂单体减半
着丝粒分裂,单体消失
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
染色体
染色单体
核DNA
DNA复制
细胞分裂,DNA/染色体
平均分配到两个子细胞
着丝粒分裂
七、减数分裂过程中相关数目的变化曲线
间期(G1)
减Ⅰ前、中、后、末
减Ⅱ前、中
减Ⅱ后、末
减Ⅱ结束
性原细胞
初级
性母细胞
次级
性母细胞
性细胞
有染色单体时,染色体:核DNA=
无染色单体时,染色体:核DNA=
1:2
1:1
可能为0的是染色单体,判断是DNA还是染色体,看哪个可能是另一个的两倍,可能是两倍的是DNA,则另一个是染色体
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
1.染色体与核DNA之比
G1
减数第一次分裂
减数第二次分裂
G2
S
1/2
1
a
b
c
d
e
MⅡ后 、末
MⅠ — MⅡ中
间期
有丝前、中
有丝后、末
间期
有丝分裂
减数分裂
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
2.每条染色体上DNA的含量
时期 B-C C-D D-E
有丝分裂 有丝前、中 有丝后期 有丝末期
减数分裂 减I+减II前中 减II后期 减II末期
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
3、减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
3、减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化
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
先看有无斜线
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
4、“同源染色体对数” 数目变化曲线
八、减数分裂与有丝分裂的曲线图比较
5、 “染色体组数”数目变化曲线
牛刀小试
5 、【2023浙江高考】某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n=8),1个初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换。该初级精母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分子数如图所示。下列叙述正确的是( )
A.甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象
B.乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体
C.甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个
D.该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
D
A.表示次级精母细胞的前期和中期细胞,则甲时期细胞中不可能出现同源染色体两两配对的现象,A错误
B.若图表示减数分裂I后期,则乙时期细胞中含有2条X染色体或2条Y染色体,B错误;
C、图乙中染色体数目与核DNA分子数比为1:1,无染色单体数,C错误;
D、因为初级精母细胞的染色体发生片段交换,引起1个A和1个a发生互换,产生了AXD、axD. AY、 aY4种基因型的精细胞,D正确。
牛刀小试
6、【2022海口一模】下图表示哺乳动物(体细胞染色体数为2n)精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。下列各项中对图示的解释,正确的是( )
A.同源染色体的联会发生在d~e的初期
B.e点染色体数目为n,f点染色体数目又出现短时间的加倍
C.e点同源染色体分离,f点染色体的着丝粒分裂
D.a~c是间期,c~f是分裂期,f~g是精细胞变形阶段
据题图可知,ce为减数分裂Ⅰ时期,同源染色体的联会发生在c~d的初期,即减数分裂Ⅰ前期,A项错误;e点时为次级精母细胞,染色体数目为n,f点为减数分裂Ⅱ完成,染色体数目暂时加倍发生在f点之前,即减数分裂Ⅱ后期,B项错误;e点为减数分裂Ⅰ结束,同源染色体分离发生在e点之前,即减数分裂Ⅰ后期,f点为减数分裂Ⅱ结束,着丝粒分裂发生在f点之前,即减数分裂Ⅱ后期,C项错误;由题意可知,a~c为减数分裂前的间期,c~f为减数分裂期,f~g为精细胞变形阶段,D项正确。
D
牛刀小试
7、下列图1~3分别表示某雄性动物体内细胞分裂不同时期的示意图,图4表示细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线(虚线前后表示不同的分裂方式)。
(1)根据图示可知,图1细胞中含有______对同源染色体,图2细胞的名称是________________,图3子细胞的名称________________。
(2)图3对应图4曲线的_____________段,原因是__________________。
(3)图4中CD段同源染色体对数增加的原因是______________________。
(4)细胞分裂过程中,DNA复制过程处于图4曲线的_____________段。
2
初级精母细胞
精细胞
HI
同源染色体已分离
着丝粒分裂,染色体数目加倍
AB和FG
$