内容正文:
减数分裂和受精作用(三)
第25讲
高三一轮复习
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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
减数分裂与有丝分裂的比较
配子来源的判断及异常配子的产生
减数分裂和可遗传变异的关系
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
九、减数分裂与有丝分裂的比较
分裂方式
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不
同
点 分裂的细胞 细胞 细胞或 细胞
细胞分裂次数 次 次
同源染色体
的行为 ①同源染色体联会形成 ,非姐妹染色单体 ;
② 期同源染色体分离 存在同源染色体,但不联会、不分离,无交叉互换
非同源染色体的行为 期可以自由组合 无自由组合
原始生殖
体
原始生殖
两
一
四分体
交换
减Ⅰ后
MⅠ后
1、
九、减数分裂与有丝分裂的比较
分裂方式
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不
同
点 子细胞染色体数目 _____ 不变
子细胞的特点 雄: 个等大的精细胞;
雌: 个大的卵细胞和
3个小的_____ 个等大的体细胞
子细胞间的遗传物质 不一定相同 _____
意义 减数分裂和受精作用维持了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 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性
4
1
极体
2
相同
减半
九、减数分裂与有丝分裂的比较
相
同
点 ①间期:均有 复制和有关 的合成,细胞体积均有增大
②前期:均由 发出星射线形成纺锤体,核膜和核仁消失,
逐渐螺旋化形成染色体
③中期:染色体均在 位置聚集
④后期:均由 牵引染色体向两极移动
⑤末期:均由 内陷将细胞质缢裂成两部分,形成新的核膜和核仁, 解螺旋形成染色质
DNA
蛋白质
中心体
染色质
赤道板
纺锤丝
细胞膜
染色体
九、减数分裂与有丝分裂的比较
2、细胞分裂时期的判断
①根据染色体数目的奇偶性
联会、染色体排列在赤道板两侧、同源染色体分离
九、减数分裂与有丝分裂的比较
2、细胞分裂时期的判断
②根据染色体的行为判断
染色体散乱排列在纺锤体中央
前期
有无同源染色体
无
减Ⅱ
有
减Ⅰ
是否联会
是
有丝
否
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
九、减数分裂与有丝分裂的比较
2、细胞分裂时期的判断
②根据染色体的行为判断
染色体着丝点排列在赤道板上
中期
有无同源染色体
无
减Ⅱ
有
减Ⅰ
排列
两排
有丝
一排
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
有无同源染色体
九、减数分裂与有丝分裂的比较
2、细胞分裂时期的判断
②根据染色体的行为判断
染色体移向两极
后期
无
有丝
有
减Ⅰ
有
减Ⅱ
无
着丝粒有无分裂
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
九、减数分裂与有丝分裂的比较
2、细胞分裂时期的判断
③根据细胞质的分裂情况
细胞质分配
均等
不均等
初级精母细胞
有同源染色体
次级精母细胞或第一极体
无同源染色体
初级卵母细胞
有同源染色体
次级卵母细胞
无同源染色体
牛刀小试
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
生殖细胞
有丝分裂前期
13
十、减数分裂和可遗传变异的关系
1.减数分裂与基因突变
在减数分裂前的间期,DNA分子复制过程中,若复制出现差错,则会引起基因突变,可导致姐妹染色单体上含有等位基因,这种突变能通过配子传递给下一代,如图所示。
十、减数分裂和可遗传变异的关系
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上的非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。
(2)同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组
十、减数分裂和可遗传变异的关系
3.减数分裂与染色体变异
如果减数分裂Ⅰ异常,则所形成的配子全部不正常
等位或相同
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配子细胞内会存在
____________基因。
十、减数分裂和可遗传变异的关系
3.减数分裂与染色体变异
如果减数分裂Ⅱ中的一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常,如下图所示:
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配子细胞内会存在
______基因。
相同
1、【2023浙江高考】某动物(2n=4)的基因型为AaXBY,其精巢中两个细胞的染色体组成和基因分布如图所示,其中一个细胞处于有丝分裂某时期。下列叙述错误的是( )
A.甲细胞处于有丝分裂中期、乙细胞处于减数第二次分裂后期
B.甲细胞中每个染色体组的DNA分子数与乙细胞中每个染色体组的DNA分子数相同
C.若甲细胞正常完成分裂则能形成两种基因型的子细胞
D.形成乙细胞过程中发生了基因重组和染色体变异
B
A、甲细胞含有同源染色体,且着丝粒整齐的排列在赤道板上,为有丝分裂中期,乙细胞不含有同源染色体,着丝粒分裂,为减数第二次分裂的后期,A正确;B、甲细胞含有2个染色体组,每个染色体组含有4个DNA分子,乙细胞含有2个染色体组,每个染色体组含有2个DNA分子,B错误;C、甲细胞分裂后产生AAXBY和AaXBY两种基因型的子细胞,C正确;D、形成乙细胞的过程中发生了A基因所在的常染色体和Y染色体的组合,发生了基因重组,同时a基因所在的染色体片段转移到了Y染色体上,发生了染色体结构的变异,D正确。
牛刀小试
牛刀小试
2、【2022湖北高考】为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是( )
A.考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
D
21三体综合征的病因是患儿的父亲或母亲的减数分裂异常,产生了含有两条21号染色体的精子或卵细胞。根据题中凝胶电泳结果图示可判断,患儿同时含有母亲体内21号染色体上的A2和A3基因,故患儿的病因是母亲减数分裂异常,产生了含有两条21号染色体的卵细胞。若考虑同源染色体交叉互换,一条21号染色体可以同时含有A2和A3基因,产生同时含有A2和A3基因的卵细胞,可能因为卵原细胞进行减数第一次分裂时同源染色体未分离,或减数第二次分裂时姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向细胞同一极,A、B正确;若不考虑同源染色体交叉互换,一条21号染色体不可能同时含有A2和A3基因,卵原细胞进行减数第一次分裂时同源染色体未分离,才可能产生同时含有A2和A3基因的卵细胞,C正确,D错误。
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
1、判断配子来源
2. XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因:父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
2、XXY与XYY异常个体成因分析
规范表达:
(1)XBXb × XBY→形成XbXbY的原因可能为?
(2)XBXb × XBY→形成XBXBY的原因可能为?
➋次级卵母细胞在减数分裂II后期时含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极,最终产生了含有XBXB的卵细胞
➊初级精母细胞在减数分裂I后期时XY同源染色体未分离,最终产生了含有XBY的精细胞,最终与XB的卵细胞结合
次级卵母细胞在减数分裂II后期时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极,最终产生了含有XbXb的卵细胞
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
2、XXY与XYY异常个体成因分析
规范表达:
(3)XBXb × XBY→形成XBYY的原因可能为?
次级精母细胞在减数分裂II后期时Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极,最终产生了含有YY的精细胞,最终与XB的卵细胞结合
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
3、减数分裂异常,产生的配子类型:
(1)某基因型为AaXBY的个体产生了一个基因型为aaY的精子,则与其同时产生的另外3个精子的基因型分别是?
AaXBY
AAaaXBXBYY
复制
aaYY
AAXBXB
aaY
Y
AXB
AXB
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
3、减数分裂异常,产生的配子类型:
(2)某基因型为AaXBY的个体产生了一个基因型为Y的精子,则与其同时产生的另外3个精子的基因型分别是?
AaXBY
AAaaXBXBYY
复制
aaYY
AAXBXB
aaY
Y
AXB
AXB
十一、配子来源的判断及异常配子的产生
3、减数分裂异常,产生的配子类型:
(2)某基因型为AaXBY的个体产生了一个基因型为Y的精子,则与其同时产生的另外3个精子的基因型分别是?
AaXBY
AAaaXBXBYY
复制
YY
AAaaXBXB
Y
Y
AaXB
AaXB
牛刀小试
3、【2024广东高考】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
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。
牛刀小试
4、【2022山东高考】减数分裂Ⅰ时,若同源染色体异常联会,则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞;减数分裂Ⅱ时,若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上,不考虑其他突变,上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为( )
A.6;9 B.6;12 C.4;7 D.5;9
A
基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时,仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。若A、a所在的染色体片段发生交换,则A、a位于姐妹染色单体上,①异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数分裂Ⅱ,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为Aa和不含A、a的精子;②异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为Aa,经减数分裂Ⅱ,可形成基因型为A或a的精子。若A、a所在的染色体片段未发生交换,①异常联会的同源染色体进入1个子细胞,则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a,经减数分裂Ⅱ,同源染色体分离而姐妹染色单体不分离,可形成基因型为AA、aa和不含A、a的精子;②异常联会的同源染色体进入2个子细胞,则子细胞基因组成为AA或aa,经减数分裂Ⅱ,可形成基因型为A或a的精子。综上所述,精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A、a,共6种,与基因组成为A或a的卵细胞结合,受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9种。
十二、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验目的:
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同阶段的 ,加深对减数分裂过程的理解。
染色体的形态、位置和数目
2.选材要求:
①染色体数量少;②宜选择雄性个体的生殖器官(蝗虫的精巢/植物的花药)
a.雄性个体产生精子数目大于雌性个体产生卵细胞数目
b.卵巢内减数分裂没有进行彻底
原因
十二、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
3.实验步骤:
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
装片
制作
先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
解离→漂洗→染色→制片
十二、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4.注意:观察到的是死细胞,需在显微镜下不同视野中找各个时期的细胞
5.精原细胞会进行什么分裂?
有丝分裂和减数分裂
所以二倍体生物的装片观察到染色体数目可能是?
N,2N,4N
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ
后期
减数分裂Ⅱ
末期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ
前的间期
联会
十二、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
下列细胞是处于减数分裂的细胞,请判断处于什么时期?
牛刀小试
5、【2023天津高考】甲图示百合(2n=24)一个 花粉母细胞减数分裂形成的四个子细胞,乙和丙分 别是四个子细胞形成过程中不同分裂期的中期图 像。下列叙述正确的是( )
A.乙和丙均是从与赤道板垂直方向观察到的细胞分裂图像
B.乙中单个细胞的染色体组数是丙中单个细胞的两倍
C.乙中单个细胞的同源染色体对数是丙中单个细胞的两倍
D.基因的分离和自由组合发生于丙所示时期的下一个时期
B
A、丙是从平行于赤道板方向观察的,A错误;B、乙为减数分裂Ⅰ中期,丙为减数分裂Ⅱ中期,乙中单个细胞的染色体组数是丙中单个细胞的两倍,B正确;C、丙为减数分裂Ⅱ中期,无同源染色体,C错误;
D、基因的分离和自由组合发生于乙所示时期的下一个时期,D错误。
思维导图
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