2026届高三生物一轮复习课件 第四单元第2讲 减数分裂和受精作用

减数分裂和受精作用 第 2 讲 第四单元：细胞的生命历程 核心提要 素养体现 生命观念：理解减数分裂和受精作用在维持物种染色体数目恒定方面的作用。 科学思维：通过细胞分裂图像辨析染色体、核DNA 数量变化，培养分析问题的能力；通过比较精子和卵细胞形成过程的异同、有丝分裂和减数分裂的异同，提升归纳能力。 科学探究：运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。 课标要求 目 录 考点一 考点二 减数分裂 减数分裂与有丝分裂的比较 考点三 观察细胞的减数分裂及受精作用 减数分裂与受精作用 a a’ b b’ c c’ d d’ A B C D 考点一 减数分裂 【复习目标】 1. 减数分裂及相关概念。 2. 减数分裂的过程。 3.减数分裂中染色体、核DNA、染色单体数目变化规律 德国动物学家魏斯曼从理论上预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程，使染色体的数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。 一种特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂。 雌性 雄性 2n 2n 2n 2n 4n 4n 卵细胞 精子 有丝分裂 有丝分裂 受 精 发育 n n 2n 2n 假设：进行有性生殖的生物以有丝分裂的方式产生两性生殖细胞。 复习指导 阅读必修二教材P18-23内容，解决以下问题:(5min) 1.减数分裂的概念？ 2.什么是同源染色体？什么是联会？什么时候会有四分体？什么是互换？ 3.减数分裂前的间期有何特点？以哺乳动物精子的形成过程为例，简述减数分裂的不同时期有哪些特征？比较精子和卵细胞减数分裂过程的异同。 4.在生殖细胞形成过程中，染色体，染色单体及核DNA数是如何变化的？ 1.减数分裂：进行__________的生物，在产生__________细胞时进行的染色体数目________的细胞分裂。 范围 时期 特点 结果 从______________产生_______________时。 减数分裂前染色体只复制一次,而细胞减数分裂过程中____________。 成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞中的________。 一、减数分裂及相关概念 原始生殖细胞 成熟生殖细胞 精原细胞、卵原细胞 精子和卵细胞或雌、雄配子 进行有性生殖的生物（一定是真核生物）。 连续分裂两次 一半 场所 高等动植物细胞减数分裂发生在____________________，植物的_______(雄)、_______(雌)，动物的___________(雄)、_____(雌)。 有性生殖器官内 花药 子房 睾丸/精巢 卵巢 精原细胞或卵原细胞，既能进行有丝分裂，性成熟时又能进行减数分裂。 有性生殖 成熟生殖 减半 2.同源染色体与非同源染色体 (1)同源染色体 指形状、大小一般不相同，且在减数分裂过程中不发生_______的染色体。如图中的1和3（或4），2和3（或4）。 (2)非同源染色体 ①形状和大小：形状和大小一般都相同。 ②来源：一条来自父方，一条来自母方。 ③行为：在减数第一次分裂前期，能两两配对的染色体。 如性染色体X、Y(或Z 、W )不同，是同源染色体。 新考案P109小思小考：形态、大小相同的染色体一定是同源染色体吗？ 联会 不一定，如着丝粒分裂后，姐妹染色单体分开形成的两条染色体，形态、大小相同，但不是同源染色体。 1 2 3 4 ____条染色单体 姐妹染色单体： 非姐妹染色单体： 联会后的每对同源染色体都含有4条染色单体，叫做四分体。 减数第一次分裂过程中(前期)，同源染色体两两配对的现象。 3.联会与四分体 (1)联会： (2)四分体： 不同着丝粒连着的染色单体。 ___个四分体 4 8 ___条染色体 ____对同源染色体 个DNA分子 ____条DNA单链(脱氧核苷酸链) 8 16 2 四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段—交叉互换。 同一着丝粒连着的两条染色单体。如a和a’，b和b’。 2 a a’ b b’ c c’ d d’ 右下图所示： 同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段。 减数第一次分裂（减数分裂Ⅰ）前期。 进一步丰富了配子的类型，增加了有性生殖生物的多样性。 对象： 时期： 意义： 4.互换 实质： 随染色单体部分片段的交换，其上的基因也发生交换。(图示基因重组) [拓展延伸]同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换不一定导致基因重组，交换的片段所含的基因也可能相同。 1.同源染色体的形态大小不一定相同，但形态大小相同的一定是同源染色体(不考虑变异)。 (　　) 2.同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间。 (　　) 3.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。(　　) 4.雌果蝇体细胞中有4对同源染色体，经减数分裂得到的卵细胞有2对同源染色体。(　　) 步步高P93 ①完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。 ②每条染色体都形成两条姐妹染色单体。(呈染色质丝的状态) ③性原细胞体积适度增大，形成初级性母细胞该过程中也有中心体的倍增。 二、减数分裂前的间期 精原细胞 初级精母细胞 卵原细胞 初级卵母细胞 初级性母细胞 性原细胞 三、减数分裂的过程 时期 图像 主要特征 减数第一次分裂 前期 中期 后期 末期 ①膜仁消失现两体； ②同源染色体联会（配对），形成四分体； ③四分体的非姐妹染色单体可能发生互换。 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(同源染色体的分配是随机的)。 细胞膜从中间向内凹陷，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞，每个子细胞中的染色体数目均减半。 导致基因重组 1.以二倍体哺乳动物精子的形成过程为例 时期 图像 主要特征 减数第二次分裂 前期 中期 后期 末期 染色体散乱分布在纺锤体中央。 染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上。 每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，移向两极，染色体数目暂时加倍。 核膜、核仁出现，细胞膜从中间向内凹陷，2个次级精母细胞缢裂形成4个精细胞(2种)。 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ通常没有间期或者间期很短，染色体不再复制。 精细胞不是成熟的雄性生殖细胞,经过变形成为精子才是。精子呈蝌蚪状,头部含有细胞核,尾长,能够摆动。 变形 但中心体会复制 三、减数分裂的过程 1.以二倍体哺乳动物精子的形成过程为例 精原细胞 (减数分裂Ⅰ)初级精母细胞 间期 减Ⅰ前期 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减Ⅰ末期 (减数分裂Ⅱ)次级精母细胞 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 减Ⅱ末期 精子 精细胞 减数分裂Ⅰ的实质是_________________，减数分裂Ⅱ的实质是__________________。染色体数目减半发生在______________。 同源染色体分离 姐妹染色单体分离 减数分裂Ⅰ 三、减数分裂的过程 2.以二倍体哺乳动物卵细胞的形成过程为例 卵原细胞 初级卵母细胞 (第一)极体 (第一)极体 次级卵母细胞 (第二)极体 次级卵母细胞 卵细胞获得较多的细胞质可为受精后形成的受精卵和早期胚胎发育提供足够的物质和能量。 项目 精子的形成 卵细胞的形成 不同点 产生部位 细胞质是否均分 是否需要变形 一个性原细胞形成的生殖细胞数 相同点 睾丸(曲细精管) 卵巢 变形 不变形 两次分裂都是均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂，第一极体是均等分裂 4个精子 1个卵细胞（3个极体退化） 3.精子和卵细胞形成过程的异同点 ①染色体都在减数第一次分裂前的间期复制一次 ②减数第一次分裂都是同源染色体分离 ③减数第二次分裂都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 ④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半 即染色体的变化行为是相同的 图1 图2 图3 图4 图1为____________细胞，图2为_______________细胞， 图3为____________细胞，图4为________________________。 初级精母 初级卵母 次级卵母 次级精母细胞或第一极体 4.结合细胞质的分裂情况判断减数分裂中的细胞类型判断步骤 细胞质分裂 不均等 均等 有同源染色体 无同源染色体 有同源染色体 无同源染色体 初级卵母细胞 次级卵母细胞 初级精母细胞 次级精母细胞或第一极体 (1)经减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞中染色体在形态、大小上有什么特点？ 两个次级精母细胞中染色体(一般情况下)形态、大小一一对应、两两相同。 这4个精细胞是两种类型，且两两相同，两类互补。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体组成相同，来自同一个精原细胞或初级精母细胞的精细胞之间染色体相同或互补。 (2)1个精原细胞经减数分裂后产生的4个精细胞在染色体组成上有什么关系？（不考虑互换） (3)基因的分离定律、基因的自由组合定律和基因重组所指的基因分别指的是哪些染色体上的基因？分别发生在什么过程中？ 基因的分离定律：同源染色体上的等位基因；基因的自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因；基因重组：非同源染色体上的非等位基因和同源染色体上的非等位基因（交叉互换）。三者均发生在减数分裂Ⅰ中。 (4)①减数分裂中染色体数目减半的时期和原因分别是？ ②减数分裂中染色单体消失的时期和原因分别是？ 减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分别进入两个子细胞中。 减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂。 （2）(2022·全国乙卷)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减数第二次分裂。( ) × √ 提示 减数分裂只在第一次分裂前进行染色质DNA的复制。 （1）（2021·江苏卷）减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色质DNA 的复制。( ) 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 图形 名称 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 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 四、减数分裂中染色体、核DNA与染色单体数量变化规律 4N 0 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 次级精母细胞 四、减数分裂中染色体、核DNA与染色单体数量变化规律 细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞。 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。 细胞一分为二。 DNA复制。 四、减数分裂中染色体、核DNA与染色单体数量变化规律 ①甲为______细胞；乙为__________细胞；丙、丁为__________细胞或_________；戊为________细胞或__________。 ②乙处于_________________期，丙处于___________________期。 性原 初级性母 次级性母 第一极体 生殖 第二极体 G2期、减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ前期或中 减数分裂相关概念辨析 考向1 1.（2022·浙江卷）某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①~④表示染色体，a~h表示染色单体。下列叙述正确的是( ) 。 D A.图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为减数分裂Ⅱ前期 B.①与②的分离发生在减数分裂Ⅰ后期,③与④的分离发生在减数分裂Ⅱ后期 C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍 D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16 减数分裂的过程分析 考向2 2.(2022·福州统考)某同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb )卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞，其中正确的是( ) 。 A A. B. C. D. 3.（2021·海南卷）雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有1条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程，下列叙述错误的是( ) 。 C A.处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有1条性染色体 B.减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条 C.处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有2种基因型 D.该蝗虫可产生4种精子，其基因型为AO、aO、AXR、aXR 减数分裂的过程分析 考向2 考点二 观察细胞的减数分裂及受精作用 【复习目标】 1. 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。 2. 受精作用：①掌握配子中染色体组合的多样性 ②掌握受精作用的概念、过程及意义。理解有性生殖的变化与稳定。 一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.目的要求 通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 2.材料用具：显微镜、蝗虫精母细胞减数分裂装片。 3.方法步骤： 在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞 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。 根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图。 低倍镜观察 绘图 高倍镜观察 减数分裂Ⅰ中期 减数分裂Ⅰ后期 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Ⅱ中期 减数分裂Ⅰ末期 一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 [思考]为什么观察减数分裂的装片实验中宜选用雄性个体生殖器官？ (1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。 (2)在大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，才继续完成减数第二次分裂。 提醒：①不止观察到一种分裂方式：动物的精巢（或睾丸）、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，故观察到的图像应存在有丝分裂、减数分裂两种分裂方式，其染色体数目有三种情况：n、2n、4n（假设亲代为二倍体）。 ②无法通过一个细胞观察到减数分裂的全过程：如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死，无法观察细胞中染色体的动态变化过程。欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中寻找。 只有有丝分裂会出现4n （1）“观察蝗虫精母细胞减数分裂”实验中，存在某些细胞的染色体发生两两配对现象。( ) √ 提示 减数分裂Ⅰ前期，同源染色体发生联会，即染色体发生两两配对。 （2）观察蝗虫精母细胞减数分裂实验中，可观察到同源染色体彼此分离的过程。( ) × 提示 观察蝗虫精母细胞减数分裂实验中，细胞经过解离已经死亡，观察不到同源染色体彼此分离的动态过程。 减数分裂过程中相关结构或物质数量的变化分析 考向3 4.（2023·沈阳模拟）图1表示某一动物(2N=4)个体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表示该动物在细胞增殖过程中细胞内染色体数目变化曲线。请分析并回答下列问题： 图1 （1）图1 a、b、c中表示染色体的是____，图1中的________（填罗马数字）对应的细胞内不可能存在同源染色体，其中Ⅱ所表示的物质数量可对应图2中的______（填数字序号）阶段。 Ⅲ和Ⅳ ①⑤ a 图2 减数分裂过程中相关结构或物质数量的变化分析 考向3 4.（2023·沈阳模拟）图1表示某一动物(2N=4)个体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表示该动物在细胞增殖过程中细胞内染色体数目变化曲线。请分析并回答下列问题： 图2 （2）图2中同源染色体分离发在____（填数字序号）阶段，姐妹染色单体分离发生在______（填数字序号）阶段；B过程表示生物体内发生了______作用。 ① ③⑥ 受精 减数分裂过程中相关结构或物质数量的变化分析 考向3 4.（2023·沈阳模拟）图1表示某一动物(2N=4)个体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表示该动物在细胞增殖过程中细胞内染色体数目变化曲线。请分析并回答下列问题： （3）马兰是一种常见的多年生园林绿化植物，下图表示其体内花粉母细胞连续发生的减数分裂过程，正确排序是a→____________________→f 。 d→b→g→c→e a b c d e f g 同源染 色体分离 初级精母细胞 次级精母细胞（A） 次级精母细胞（B） 精原细胞 一个含有2对染色体的二倍体生物共能产生4种配子 1.减Ⅰ后期非同源染色体的 自由组合(变异类型:________ ) 染色体 复制 二、配子中染色体组合的多样性 (不考虑基因突变和互换) 基因重组 1.减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合(变异类型：__________ ) 二、配子中染色体组合的多样性 (不考虑基因突变和互换) 基因重组 原始生殖细胞 A a B b 间 期 A B a b A B a b a B A b a b a b B A B A B B a a A A b b 1.减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合(变异类型：__________ ) 二、配子中染色体组合的多样性 (不考虑基因突变和互换) 基因重组 1个精原细胞→4个（2种）精细胞 1个卵原细胞→1个卵细胞+3个极体 基因型为AaBb的个体产生配子的情况 可能产生配子的种类 实际产生配子的种类 1个精原细胞 1个雄性个体 1个卵原细胞 1个雌性个体 4种 2种（AB、ab或Ab、aB） 4种 4种（AB、ab、Ab、aB） 4种 4种 1种（AB或ab或Ab或aB） 4种（AB、ab、Ab、aB） 含有n对同源染色体的情况 实际产生 配子的种类 2种 2n种 1种 2n种 分析时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 【技巧方法】根据染色体组成判断配子来源的方法 同为同一次 补为同一初 同补同一体 两个性细胞染色体完全相同 来源于 同一次级性母细胞 两个性细胞染色体互补 来源于 同一初级性母细胞分裂产生的两个次级性母细胞 两个性细胞染色体有 的相同，有的互补 来源于 同一个体的不同性原细胞 典例2 （2023·浙江联考）某动物的基因型为AaBb，这两对基因位于两对同源染色体上，不考虑互换，若一个性原细胞经减数分裂产生的四个子细胞中，有一个子细胞的基因型为AB ，下列相关叙述错误的是( ) 。 A.此性原细胞减数分裂过程中体现了基因的自由组合定律 B.产生的四个子细胞两两相同的直接原因是同源染色体分离 C.若此细胞是精原细胞，则4个精子的基因型分别是AB 、AB 、ab、ab D.若此细胞是卵原细胞，则产生的卵细胞的基因型是AB或ab B 练一练 典例3 （2023·辽宁期中）下图中甲、乙表示哺乳动物某细胞产生配子的情况，丙、丁为哺乳动物细胞分裂的示意图，下列叙述正确的是( ) 。 A.甲图发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合 B.乙图一定是非同源染色体上非等位基因自由组合的结果 C.丙图非同源染色体自由组合，使所有非等位基因之间也自由组合 D.丁图处于有丝分裂后期，有8条染色体，没有姐妹染色单体 D 不发生互换时 发生互换时 二、配子中染色体组合的多样性 2.减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换(变异类型:________ ) 基因重组 典例4 （2020·天津卷）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是( ) 。 A.基因突变 B.同源染色体非姐妹染色单体互换 C.染色体变异 D.非同源染色体自由组合 B 典例5 （2023·四川月考）下图1表示某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体发生互换形成了下图所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是( ) 。 图1 A.①② B.①④ C.②③ D.②④ D 图2 ③ ④ 减Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体发生互换 减Ⅰ后期非同源染色体自由组合 受精时，雌雄配子随机结合 1.概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为_______的过程。如图所示： 2.实质：精子的_________与卵细胞的_________相融合，使彼此的_________ 会合在一起。 3.结果：受精卵中的________数目又恢复到体细胞中的数目。 受精卵 细胞核 细胞核 染色体 染色体 观看视频，总结受精作用概念，实质，结果 三、受精作用 三、受精作用 概念 结果 减数分裂和受精作用的意义 实质 精子的______与卵细胞的_______相融合，彼此的_______会合在一起。 受精卵中的_______数目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_______________。 卵细胞和精子相互识别、融合成为________的过程。 提高后代变异力，多样性，进而推动生物进化。对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 保证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。 受精卵 细胞膜的信息交流功能 细胞膜的流动性 细胞核 细胞核 染色体 染色体 精子（父方） 卵细胞（母方） 由于细胞质DNA主要来自卵细胞，受精卵中来自母方的遗传物质更多一些。 思维训练系列3（必修2 P27“思维训练”）试从配子形成和受精作用两个方面，分别对遗传的稳定性和多样性的原因进行概括。 遗传稳定性 遗传多样性 配 子 形 成 受 精 作 用 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合 在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致了配子中染色体组合的多样性 卵细胞和精子的结合，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遗传的稳定性 卵细胞和精子的随机结合，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 受精过程中，子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？请给出判断并解释原因。 不一样。母亲除提供一半的核基因外，还提供了几乎全部的细胞质基因，如线粒体内含有的基因。 × （2）受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。( ) （3）受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方。( ) × √ D A.含有24条染色体的细胞 B.染色体两两配对的细胞 C.染色体移到两极的细胞 D.含有48个四分体的细胞 2.（2021·北京卷）右图表示二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像，关于此细胞的叙述错误的是( ) 。 A A.含有12条染色体 B.处于减数分裂Ⅰ C.含有同源染色体 D.含有姐妹染色单体 观察减数分裂 考向1 3.（2021·湖北卷）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 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 受精作用 考向2 考点三 减数分裂与有丝分裂的比较 【复习目标】 1. 减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较。 2. 有丝分裂和减数分裂细胞图像的分析与判断。 3.有丝分裂和减数分裂过程中染色体、核DNA数量变化的坐标曲线图、柱状图问题。 分裂方式 减数分裂 有丝分裂 不 同 点 分裂的细胞 体细胞（含原始生殖细胞） 细胞分裂次数 同源染色体的 行为 a.联会形成_________,其中非姐妹染色体_______; b.同源染色体分离 存在同源染色体，但不联会，不分离，无互换现象 非同源染色体的行为 不出现自由组合 子细胞染色体数 不变 子细胞的数目和名称 2个体细胞 子细胞间的遗传物质 一般相同 意义 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 1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 一次 原始生殖细胞 两次 四分体 互换 自由组合 减半 4个精子/1个卵细胞和3个极体 不一定相同 前期 前期 前期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2.有丝分裂和减数分裂细胞图像的分析与判断 2.有丝分裂和减数分裂细胞图像的分析与判断 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 中期 中期 中期 2.有丝分裂和减数分裂细胞图像的分析与判断 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 后期 后期 后期 看 时 期 找 同 源 染 色 体 无 联会 技巧：前中找同源，后期找单体 前期 后期 中期 减 Ⅱ 有 减 Ⅰ 散乱 有丝 无 着丝点在赤道板两侧 减 Ⅱ 有 减 Ⅰ 着丝点在赤道板上 有丝 有 横看有同源 减 Ⅰ 无 有丝 横看无同源 减 Ⅱ 找 姐妹染色单体 2.有丝分裂和减数分裂细胞图像的分析与判断 减Ⅱ前期 减Ⅱ末期 减Ⅰ中期 减Ⅰ前期 减Ⅱ中期 【学以致用】细胞分裂方式及时期的判断 减Ⅱ中 有丝分裂中期 有丝分裂前期 有丝分裂后期 【分辨图形】以下为某种二倍体生物体内的某些细胞，写出它们各自所处的时期和形成的子细胞的名字。 甲:细胞处于____________分裂的____期，子细胞为__________________ 乙:细胞处于____________分裂的____期，子细胞为__________________ 丙:细胞处于____________分裂的____期，子细胞为__________________ 丁:细胞处于____________分裂的____期，子细胞为__________________ 有丝 后 体细胞 减数第一次 后 次级精母细胞 减数第一次 后 次级卵母细胞和极体 减数第二次 后 精细胞或极体 戊:细胞处于____________分裂的____期，子细胞为__________________ 减数第二次 后 卵细胞和极体 甲 乙 丙 丁 戊 3.减数分裂、有丝分裂和受精作用的联系 有丝分裂：染色体数最多为4n（后、末期），最少为2n； 减数分裂：最多为2n（减Ⅰ和减Ⅱ后、末期），最少为n； 有丝分裂：1次加倍（间期）1次减半（末）； 减数分裂：1次加倍（间期）2次减半（减Ⅰ和减Ⅱ末期）； 性原细胞的增殖 分裂发育成为新的个体 染色体 核DNA 染色单体 4.有丝分裂和减数分裂中每条染色体中DNA含量的变化 减数分裂： A→B：_________________________ B→C：_________________________ C→D：_________________________ D→E：_________________________ 有丝分裂： A→B：_________________________ B→C：_________________________ C→D：_________________________ D→E：_________________________ 减数分裂前的间期(S期) 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期 减数分裂Ⅱ后期和末期 有丝分裂前的间期(S期) 有丝分裂前期和中期 有丝分裂后期和末期 每条染色体中DNA含量 减数分裂Ⅱ后期 有丝分裂后期 5.同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例) 染色体组数 2 4 1 3 时期 有丝分裂 减数分裂 0 同源染色体对数 n对 2n对 时期 有丝分裂 减数分裂 0 ①有丝分裂： 后期着丝粒分裂，同源染色体由n对→ 2n对，染色体组数由2→4；子细胞中同源染色体仍为n对，染色体组数减半。 ②减数分裂： 减Ⅰ末期同源染色体分离进入子细胞，染色体组数由2→1；减Ⅰ结束不含同源染色体；减Ⅱ后期着丝粒分裂染色体组数由1→2；减Ⅱ末期子染色体分开进入子细胞。 有丝分裂 减数分裂 染色体数　 染色单体数 核DNA分子数 6.有丝分裂和减数分裂的柱形图比较 (1)柱形图中某结构若出现0，则其一定表示______________。 (2)核DNA分子未复制时，其数目与染色体数目相同，而复制后每条染色体上含2个核DNA分子，即核DNA数∶染色体数可能为_______或________，但不可能是1：2。 染色单体 1：1 2：1 1.（2023·海口一模）某生物体细胞中含有4对同源染色体，下列有关细胞减数分裂和有丝分裂的叙述，错误的是( ) 。 A.非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期 B.减数分裂Ⅱ后期同源染色体的非姐妹染色单体互换片段 C.有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期，细胞中含16条染色单体 D.着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期 减数分裂与有丝分裂的过程分析 考向1 B 2.（2023·太原一模）科学家发现遗传物质的交换不仅可以发生在减数分裂形成配子的过程中，同样也可以发生在某些生物体细胞有丝分裂的过程中，一对同源染色体上的非姐妹染色单体间可以发生交换。现有一只杂合野生型果蝇(Yy) ，下列关于该果蝇某一体细胞的生命历程的叙述，错误的是( ) 。 A.该果蝇体细胞在有丝分裂过程中，间期主要完成DNA 的复制和有关蛋白质的合成 B.该果蝇可能出现基因型为YY的体细胞，也可能出现基因型为yy 的体细胞 C.该果蝇体内可能出现基因型为Y的细胞，也可能出现基因型为y 的细胞 D.该果蝇的某一体细胞在衰老的过程中出现细胞以及细胞核体积减小的现象 D 3.（2022·河间开学考）下图是三种二倍体高等动物的细胞分裂模式图。下列相关叙述正确的是( ) 。 甲 乙 丙 A.图乙细胞中含有姐妹染色单体，图甲细胞中含有同源染色体 B.图甲细胞处于有丝分裂后期，也可能处于减数分裂Ⅱ后期 C.图乙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，属于次级精母细胞 D.图丙细胞中若①上有A基因，④上有a 基因，则该细胞一定发生了基因突变 减数分裂和有丝分裂过程中细胞分裂图像的分析与判断 考向2 A 4.（2023·衡水一模）图甲表示某二倍体生物的细胞分裂相关图像，图乙是另一生物细胞分裂过程中核DNA 含量变化曲线图，图丙是完整的细胞分裂过程中某种变量随时间变化曲线图，下列分析正确的是( ) 。 甲 乙 丙 A.产生图甲细胞的原因是减数分裂Ⅰ前的间期发生基因突变 B.图乙中秋水仙素在cd段发挥作用，受精作用发生在de段 C.图丙所示曲线，无论表示何种分裂方式，纵坐标均有三种含义 D.图丙所示曲线，e点时细胞数目是a点时的两倍或四倍 减数分裂和有丝分裂过程中的染色体、核ＤＮＡ数量变化的曲线图 考向3 D 培 优 课 4 减数分裂与可遗传变异的关系 第四单元：细胞的生命历程 基因突变——有丝分裂和减数分裂Ⅰ前的间期DNA复制过程均易发生 基因重组——减数分裂Ⅰ前期的同源染色体的非姐妹染色单体互换 减数分裂Ⅰ后期的非同源染色体上非等位基因自由组合 染色体变异——有丝分裂与减数分裂中均可发生染色体结构变异和数目变异 染色体变异在光学显微镜可观察；基因突变和基因重组不可观察。 注意： 1.基因重组只可能发生在减数分裂过程，有丝分裂过程不可能发生。 2.原核生物只可能发生基因突变，不可能发生染色体变异。 （可通过基因工程发生基因重组） 培优课系列 减数分裂与可遗传变异的关系 在减数分裂Ⅰ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，此时可导致____条姐妹染色单体上含有______基因，这种突变能通过配子传递给下一代。 一、细胞分裂与基因突变 有丝分裂或减数分裂前的间期发生基因突变。 等位 一 若个体基因型为杂合子，还可能是减数分裂Ⅰ前期发生互换。 →产生等位基因 A a 复制 A A a a 互换 A a A a 典例1 （2023·河北联考）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的前期，乙细胞处于减数分裂Ⅱ后期 B.甲细胞在间期发生了基因突变，一个DNA分子的a基因突变为A C.甲细胞分裂后可产生AAXBY或AaXBY 两种基因型的子细胞 D.形成乙细胞的过程中发生了基因重组和染色体结构变异 A 甲 乙 (2)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。 二、减数分裂与基因重组 →产生新的基因型 (1)同源染色体上非姐妹染色单体互换导致基因重组。 亲本型 亲本型 重组型 重组型 四种精细胞 [提醒]①互换后不一定会造成姐妹染色单体上存在等位基因。 ②对于杂合子来说，相应基因发生互换后，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期都有等位基因的分离。 或 姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析 ①细胞进行有丝分裂（有丝分裂图像或有丝分裂的材料）⇒基因突变。 ②细胞进行减数分裂⇒互换或基因突变。若姐妹染色单体的其中一条有 两种颜色，则一定为互换。 ③若基因型为纯合子，则一定为基因突变。 ④若发生在间期，则为基因突变；若发生在四分体时期，则为互换。 ⑤若一个精原细胞经减数分裂产生的4个精子有4种类型，则为互换； 若一个精原细胞经减数分裂产生的4个精子有3种类型，则为基因突变。 1.如果减数分裂Ⅰ异常，减数分裂Ⅱ正常。 三、减数分裂与染色体变异 一般只考虑一次分裂异常 2.如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ异常。 A A B B a a B B 减数分裂Ⅰ正常 A A B B a a B B 减数分裂Ⅱ异常 A B A B a a B 一半异常 B 一半正常 染色体数目增多的配子细胞中有同源染色体/等位或相同基因 染色体数目增多的配子细胞中有相同基因，但无同源染色体 (1)XXY成因 ♂：减数分裂Ⅰ后期XY染色体未分离，产生了XY型精子。 ♀：减数分裂Ⅰ后期，两条X同源染色体未分离； 减数分裂Ⅱ后期X染色体着丝粒分裂后两条X染色体都进入卵细胞中。 三、减数分裂与染色体变异 3.性染色体异常个体成因分析 ①X+XY ②Y+XX 一般只考虑一次分裂异常 方法：①分析配子组成。 ②分析配子来源。 ③分析异常配子有无同源染色体（有则是减Ⅰ异常，无则是减Ⅱ异常）。 (2)XXX成因 X+XX ♂：减数分裂Ⅱ后期XX染色体未分离。 ♀：减数分裂Ⅰ后期，两条X同源染色体未分离；减数分裂Ⅱ后期X染色体 着丝粒分裂后两条X染色体都进入卵细胞中。 三、减数分裂与染色体变异 3.性染色体异常个体成因分析 一般只考虑一次分裂异常 (3)XO成因 ♂：减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝点分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。 (4)XYY成因 X+YY X+O ♂：减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常，产生不含性染色体的子细胞。 ♀：减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常，产生不含性染色体的子细胞。 典例6 （2023·镇江模拟）下图表示一个正在分裂的基因型为AAXBY的动物细胞，图示为染色体（用数字表示）及所带部分基因（用字母表示）情况，下列相关叙述正确的是( ) 。 A.该图可表示有丝分裂前期，1号和4号染色体为同源染色体 B.若该细胞产生了一个AXBY的精细胞，则同时产生的精细胞为AXBY、A、a C.该细胞仅发生非姐妹染色单体间的互换不能出现1号染色体上的现象 D.若该细胞正常分裂至减数分裂Ⅱ后期，染色体数目与图中细胞不同 C 典例7 （2021·重庆卷)人的一个卵原细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体没有分开而进入次级卵母细胞，最终形成染色体数目异常的卵细胞个数为( ) 。 A A.1 B.2 C.3 D.4 典例8 （2021·河北卷）图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是( ) 。 A.①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会 B.②经减数分裂形成的配子有一半正常 C.③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子 D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到 ① ② ③ C 典例9 （2023·湖南卷）某X染色体显性遗传病由SHOX 基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是( ) 。 A.父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X和Y染色体片段交换 B.父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离 C.母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变 D.该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变 B 典例10 （2023·山东卷）减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体可分别将自身两端粘在一起，着丝粒分开后，2个环状染色体互锁在一起，如图所示。2个环状染色体随机交换一部分染色体片段后分开，分别进入2个子细胞，交换的部分大小可不相等，位置随机。某卵原细胞的基因组成为Ee，其减数分裂可形成4个子细胞。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，关于该卵原细胞所形成子细胞的基因组成，下列说法正确的是( ) 。 A.卵细胞基因组成最多有5种可能 B.若卵细胞为Ee，则第二极体可能为EE或ee C.若卵细胞为E且第一极体不含E ，则第二极体最多有4种可能 D.若卵细胞不含E、e且一个第二极体为E ，则第一极体最多有3种可能 染色体 C 1.（2022·山东卷）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 2.（2021·辽宁卷）基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数分裂Ⅰ产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是( ) 。 B 考点一　细胞是生命活动的基本单位 练习与应用 1. 与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。 (1) 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。（ ） (2) 在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。（ ） 一、概念检测 √ 2. 蝗虫的体细胞中有24条染色体，在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是（ ） A. 出现染色单体 B. 同源染色体联会 C. 染色体移向细胞的两极 D. 子细胞中有24条染色体 B 《必修二》P23 × 3. 下图所示的细胞最可能是（ ） A. 卵细胞 B. 初级精母细胞 C. 次级卵母细胞 D. 有丝分裂前期的细胞 4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。 (1) 这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？ (2) 细胞中有几条染色体？几条染色单体？ (3) 细胞中有几对同源染色体？哪几条染色体是非同源染色体？ (4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体？ (5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？ (6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。 C 减数分裂。因为细胞中出现了四分体。 4条。 8条。 2对。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。 细胞中a与a’、b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。 2条。 a a’ b b’ c c’ d d’ 1.下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5 μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。 二、拓展应用 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减Ⅱ前期 减Ⅱ末期 减Ⅰ前期 减Ⅰ前期 2. 经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果?请选择你认为最便捷的途径寻找答案。 不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体，再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。 如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称21-1体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色休是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。 3. 在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎样解释这一现象？ 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；部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备适于游动的能力；人部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。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。 $