第5单元 第16课时 减数分裂和受精作用(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案

该高中生物学讲义围绕减数分裂和受精作用、有丝分裂与减数分裂比较等高考核心考点，按课标要求构建“概念辨析-过程建模-图表分析-真题演练”的知识体系。通过问题链梳理同源染色体、四分体等关键概念，结合精子卵细胞形成过程模型解析配子多样性，配合高频考向分类的真题训练，帮助学生系统突破难点。 讲义突出科学思维与探究实践素养，设计“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”活动，结合染色体核DNA数量变化规律归纳，培养学生图像识别能力。设置诊断辨析、分层练习及方法技巧总结，助力学生快速掌握解题策略，为教师精准把控复习节奏提供实用框架。

第16课时　减数分裂和受精作用 课标 要求 1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。3.活动：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。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 1.减数分裂和受精作用 2025·安徽卷，11；2025·云南卷，5；2025·江苏卷，14；2024·江西卷，6 高频 2.活动：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 2024·湖北卷，17；2024·广西卷，11 低频 3.有丝分裂和减数分裂的比较 2025·北京卷，6；2025·甘肃卷，5；2025·广东卷，10；2025·浙江1月选考，16；2024·北京卷，5 中频 考点一　减数分裂和受精作用 问题1 什么叫减数分裂？怎样辨别同源染色体？什么叫联会和四分体？ 1.减数分裂的概念 2．同源染色体的概念 3．联会和四分体 联会：减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。联会发生在减数分裂Ⅰ前期（时期）。 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。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。 想一想：四分体个数、同源染色体对数、染色体与染色单体及核DNA分子数目、脱氧核苷酸链数之间存在怎样的数量关系？ 提示：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个核DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。 问题2 精子和卵细胞的形成过程是怎样的？ 1.精子的形成过程 2．卵细胞的形成过程 3．精子和卵细胞形成过程的比较 问题3 如何理解配子中染色体组合的多样性？ 1.自由组合 对于一个含有两对同源染色体的个体，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有四种组合结果，会形成四种次级精（卵）母细胞，从而形成四种配子。 [特别警示]　分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞” (1)一个个体有很多性原细胞，上图各种情况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。 (2)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞，只能是1种。 (3)一个精原细胞只能发生以上图中的一种情况，因此可产生4个精细胞，不考虑变异，这4个细胞“两两相同”，是2种。 2．互换 (1)时期：减数分裂Ⅰ前期（四分体时期）。 (2)范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。 (3)图示 (4)结果及意义：导致基因重组，产生多种配子，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab（染色单体未交换）和Ab、aB（染色单体交换的结果）四种配子，产生可遗传变异。 [细节拾遗]　（必修2 P20旁栏思考）在减数分裂Ⅰ中染色体出现了同源染色体的联会和非姐妹染色单体的互换、同源染色体的分离，这对生物的遗传意义是增加了配子的多样性，维持生物前后代细胞中染色体的恒定，从而保证了遗传物质的稳定性。 问题4 什么是受精作用？受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？ 想一想：卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是保证卵细胞有较多的营养物质，以满足早期胚胎发育过程中物质的需要。 [诊断辨析] (1)果蝇(2n＝8)的精原细胞减数分裂过程中，染色体数量不可能发生的变化是：16→8。（2025·天津卷）(√) (2)同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换导致了染色体结构变异。（经典高考题）(×) 提示：同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重组。 (3)染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减数分裂Ⅱ中期染色体数和核DNA分子数分别为12和24。（经典高考题）(√) (4)基因的分离和自由组合与同源染色体的分离与自由组合有关。（必修2 P20旁栏思考）(×) 提示：基因的分离和自由组合与同源染色体的分离与非同源染色体自由组合有关。 减数分裂的过程分析 图1为卵巢中的一些细胞图像，图2表示细胞内染色体数和核DNA分子数在不同分裂时期的统计数据。回答下列问题： (1)图1中含有2个染色体组的细胞图像是②，图2与之对应的时期是B。 (2)图1中属于有丝分裂的细胞图像是①，图2中没有（填“有”或“没有”）与之相对应的时期。 (3)图2最可能表示减数分裂过程中染色体数和核DNA分子数的相对含量变化。如果该种细胞分裂按照A、B、C、D的时间顺序依次进行，图2中处于A时期的细胞名称应为卵原细胞。 (4)图1中与图2 C时期对应的图像是③（填序号），该图所表示的细胞名称为次级卵母细胞或极体；图1中与图2 D时期对应的图像是④（填序号），该图所表示的细胞名称为卵细胞或极体。 [归纳提升]　减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律 (1)数量变化（体细胞染色体数为2n） 性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞 减数分裂前 的间期 减Ⅰ 减Ⅱ前、中 减Ⅱ后 减Ⅱ末 染色体数2n 2n→n n 2n 2n→n 核DNA数 2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n 注：减Ⅰ表示减数分裂Ⅰ；减Ⅱ表示减数分裂Ⅱ。 (2)典型图示分析 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染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。 ③减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。 ④染色体/核DNA数的比值的变化规律及原因： 1∶11∶21∶1。 考向1　减数分裂的过程 1．（2025·安徽卷，11）某动物初级精母细胞中，一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换，产生了4种精细胞，如图所示。若该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是(　　) A．2%　 B．4%　　 C．8%　 D．16% 解析：D　减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生缠绕，并交换相应的片段。1个初级精母细胞发生交换会产生如图所示的4个精细胞，已知精细胞2、3所占比例均为4%，即重组型配子的比例为8%，而发生交换的初级精母细胞的比例是重组型配子比例的2倍，故减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%，D正确。 2．（2026·山东青岛模拟）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一定不存在同源染色体 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 解析：D　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。 3．（2026·河南许昌模拟）图1所示为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图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是(　　) A．①②　 B．①③　　 C．②③　 D．③④ 解析：B　减数分裂Ⅰ的特点：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；减数分裂Ⅱ的特点：次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，即①与③、②与④分别来自同一个次级精母细胞，B正确。 [方法技巧]　配子来源的判断方法 考向2　受精作用 4．（2026·河南新乡模拟）下列有关减数分裂与受精作用的说法，错误的是(　　) A．原始生殖细胞经染色体复制后形成初级性母细胞 B．次级卵母细胞经不均等的胞质分裂产生卵细胞和极体 C．精卵细胞的融合过程体现了生物膜具有一定的流动性 D．受精卵中的DNA一半来自卵细胞，一半来自精子 解析：D　原始生殖细胞（如精原细胞、卵原细胞）在减数第一次分裂前的间期完成染色体复制后，形成初级性母细胞（如初级精母细胞、初级卵母细胞），A正确；次级卵母细胞在减数第二次分裂时，通过不均等的胞质分裂形成较大的卵细胞和较小的极体，B正确；精子和卵细胞的融合属于受精作用，该过程通过细胞膜的融合完成，体现了生物膜的结构特点——具有一定的流动性，C正确；受精卵的核DNA一半来自精子，一半来自卵细胞，但细胞质中的DNA几乎全部来自卵细胞，因此受精卵中的DNA并非完全均等分配，D错误。 考向3　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 5．（2026·江苏南通模拟）下图是以某二倍体动物(2n＝10)的精巢为材料，观察到的正常减数分裂不同时期的细胞分裂图。下列叙述错误的是(　　) A．进行核型分析的最佳细胞是处于有丝分裂中期的细胞 B．图中a细胞处于减数分裂Ⅰ中期、b细胞处于减数分裂Ⅰ后期 C．图中c细胞与d细胞具有相同的核DNA数和着丝粒数 D．观察时，需在低倍镜下观察清楚后，再换高倍镜观察 解析：C　有丝分裂中期的细胞中染色体形态固定、数目清晰，是进行核型分析的最佳细胞，A正确；据图可知，a细胞中同源染色体排列在赤道板两侧，处于减数分裂Ⅰ中期，b细胞正在进行同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，B正确；图中c细胞处于减数分裂Ⅱ前期，d细胞处于减数分裂Ⅱ后期，核DNA数相同，由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，着丝粒数目加倍，因此它们着丝粒数目不相同，C错误；显微镜观察时，先在低倍镜下观察清楚后，再换高倍镜观察，D正确。 考点二　有丝分裂和减数分裂的比较 如图1表示某一动物(2n＝4)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；图3表示细胞分裂的不同时期每条染色体DNA含量变化的关系；图4表示该生物体内一组细胞分裂图像。请分析并回答： (1)图1中a、b、c表示核DNA的是c，图1Ⅲ、Ⅳ时期对应的细胞内不可能存在同源染色体。 (2)图2中姐妹染色单体分离发生在③⑥（填数字序号）阶段。 (3)图3中CD段形成的原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。 (4)图4中甲、乙、丙属于有丝分裂的是甲。乙细胞名称为初级卵母细胞。 [归纳提升] 1．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较（以雄性动物为例） 2．细胞分裂中的曲线图分析 (1)减数分裂和有丝分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数目变化曲线的比较（假设体细胞内染色体数为2n） 项目 染色体 染色单体 核DNA分子 减数 分裂 有丝 分裂 注：图中减Ⅰ代表减数分裂Ⅰ，减Ⅱ代表减数分裂Ⅱ。 (2)每条染色体中DNA含量或染色体与核DNA比值变化 (3)“同源染色体对数”和“染色体组数”数目变化曲线 ①图1中表示有丝分裂的是a，表示减数分裂的是b。 ②图2中表示有丝分裂的是c，表示减数分裂的是d。 考向1　有丝分裂与减数分裂过程的比较 1．（2024·北京卷，5）水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是(　　) A．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B．同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ C．有丝分裂前的间期进行DNA复制 D．有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性 解析：B　染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，C正确；有丝分裂形成的两个子细胞染色体数目不发生改变，保证了细胞的亲代和子代间遗传的稳定性，D正确。 2．（2026·贵州安顺模拟）下列有关细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　) A．在有丝分裂前的间期，通过染色体的复制导致核DNA含量加倍 B．在有丝分裂后期，通过纺锤丝的牵引使染色单体变成染色体 C．在减数分裂Ⅰ前期，通过姐妹染色单体的片段互换实现基因重组 D．在减数分裂Ⅰ后期，通过同源染色体的分离实现染色体数目减半 解析：A　在有丝分裂前的间期，通过染色体的复制导致核DNA含量加倍，但染色体数目不变，A正确；在有丝分裂后期，通过着丝粒分裂使染色单体变成染色体，B错误；在减数分裂Ⅰ前期，通过同源染色体上非姐妹染色单体的片段互换实现基因重组，C错误；在减数分裂Ⅰ末期，通过细胞质分裂实现染色体数目减半，D错误。 [题后归纳]　减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较 考向2　有丝分裂和减数分裂图像的辨析 3．（2025·浙江6月选考，17）某二倍体雄性动物的基因型为AaBb，在其精原细胞有丝分裂增殖或减数分裂产生精子过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间可在如图所示的位点发生交叉互换。 下列叙述错误的是(　　) A．若有丝分裂中发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为Aabb和AaBB B．若有丝分裂中未发生交换，该细胞产生的子细胞基因型为AaBb C.若减数分裂中发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为AB、aB、Ab和ab D．若减数分裂中未发生交换，该细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab 解析：A　有丝分裂过程中，若发生如图所示的互换，两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab，后期着丝粒分裂可能产生AaBB(aB＋AB)、Aabb(ab＋Ab)的子细胞或者2个AaBb的子细胞（aB＋Ab和ab＋AB），A错误；若有丝分裂中未发生交换，精原细胞进行有丝分裂，遗传物质精确复制后平均分配到两个子细胞中，该细胞产生的子细胞基因型与亲代细胞相同，为AaBb，B正确；若减数分裂中发生交换，两条染色体的基因情况为aB/ab和AB/Ab，经过减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂姐妹染色单体分离，该细胞会产生四种精细胞，基因型为AB、aB、Ab和ab，C正确；若减数分裂中未发生交换，两对等位基因连锁，位于一对同源染色体上，AaBb的精原细胞产生的精细胞基因型为aB和Ab，D正确。 4．（2026·山东潍坊模拟）图1、2为某哺乳动物处于不同分裂时期的细胞示意图，且图示两细胞均已发生变异；图3为细胞分裂过程中每条染色体上DNA含量变化的曲线。下列相关叙述正确的是(　　) A．该动物性别为雌性，体细胞中含有8个核DNA分子 B．处于图3 BC段时，细胞中一定含有2个染色体组 C．图3能表示图1所示细胞分裂过程，不能代表图2所示细胞分裂过程 D．图1中的变异可发生于图3 AB段，图2中的变异可发生于图3 BC段 解析：D　该动物的性别为雌性，体细胞中含有4个核DNA分子，A错误。处于图3 BC段时，细胞中可能含有2个染色体组，也可能含有1个染色体组（减数分裂Ⅱ前期和中期），B错误。图3能表示图1所示有丝分裂过程，也能代表图2所示减数分裂过程，C错误。图1所示变异类型最可能是基因突变，可发生于图3 AB段DNA复制时；图2所示细胞中的变异最可能是发生于同源染色体非姐妹染色单体间的染色体互换，发生于减数分裂Ⅰ前期，对应图3 BC段，D正确。 角度1　考查减数分裂的过程 1．[（2025·云南卷，5）链接必修2 P18～19图2－2]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(　　) 解析：B　A项细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断为减数第一次分裂后期，存在姐妹染色单体，其上的基因相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换，可出现图中的情况，A不符合题意；B项细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，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，B符合题意；C项细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，由于非同源染色体自由组合，所以处于减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，即G与g、F与f分离，G与F或f组合，C、D不符合题意。 角度2　考查有丝分裂与减数分裂的比较 2．[（2025·甘肃卷，5）链接必修2 P18～19图2－2和必修1 P114图6－3]某动物(2n＝4)的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂（不考虑突变），下列叙述错误的是(　　) A．图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子 B．同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞 C．非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞 D．图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致 解析：C　对于图①、②、③和④，观察染色体形态，无同源染色体且着丝粒分裂，属于减数分裂Ⅱ后期细胞，但该动物为雄性（从图⑤、⑥细胞质均等分裂可判断），经过减数分裂Ⅱ产生的是精细胞，经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞（不考虑突变），A正确。观察图⑤，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质均等分裂，这是减数分裂Ⅰ后期细胞（雄性），其产生的子细胞为次级精母细胞，图①和②符合次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期的情况，所以能产生图①和②两种子细胞，B正确。观察图⑥，非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞（同源染色体分离），其产生的子细胞为次级精母细胞，到达减数分裂Ⅱ后期时一个细胞的两条染色体上含有基因A和B，另一个细胞的两条染色体上含有基因a和B；一个细胞的两条染色体上含有基因A和b，另一个细胞的两条染色体上含有基因a和b，不符合图③和④，C错误。分析图⑦，有同源染色体且着丝粒分裂，这代表有丝分裂后期细胞，有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致，D正确。 3．[（2025·北京卷，6）新情境信息类]用于啤酒生产的酿酒酵母是真核生物，其生活史如图。下列叙述错误的是(　　) A．子囊孢子都是单倍体 B．营养细胞均无同源染色体 C．芽殖过程中不发生染色体数目减半 D．酿酒酵母可进行有丝分裂，也可进行减数分裂 解析：B　由图可知，营养细胞通过减数分裂形成子囊孢子，子囊孢子都是单倍体，A正确；酿酒酵母通过芽殖生成的营养细胞含有同源染色体，B错误；由图可知，芽殖过程中细胞不发生染色体数目减半，C正确；酿酒酵母的生活史中芽殖通过有丝分裂完成，有性繁殖时通过减数分裂形成子囊孢子，D正确。 4．[（2025·江西卷，9）新情境实验分析类]某水稻品种的R基因突变为r后，会造成细胞分裂时染色体在赤道板上的排列受到干扰，且分离时滞后或分配错误。为了解该突变对水稻细胞分裂的具体影响，研究人员观察了相关表型（如表）。下列关于该突变的推测，不合理的是(　　) 基因型 株高 根系 花粉 RR 正常 正常 正常 rr 矮 短 无 A．导致了某些细胞的有丝分裂失败 B．导致了花药中发生的减数分裂全部失败 C．影响纺锤体进而干扰有丝分裂 D．在减Ⅰ前期和后期干扰减数分裂 解析：D　染色体排列和分离异常可能导致有丝分裂失败，这与表型中rr植株矮小（细胞分裂受阻影响生长）和根系短（细胞分裂异常）一致，A正确；由表格数据可知，rr植株无花粉，说明可能导致减数分裂完全失败，无法形成可育配子，B正确；赤道板排列异常可能与纺锤体功能受损有关，进而干扰有丝分裂，C正确；分析题意可知，某水稻品种的R基因突变为r后，会造成细胞分裂时染色体在赤道板上的排列受到干扰，赤道板排列通常发生在中期，而减数分裂Ⅰ前期（同源染色体联会）与赤道板排列无直接关联，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $