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第13講 減數分裂和受精作用,,第四單元 細胞的生命歷程,[考綱考頻] 1．細胞的減數分裂 Ⅱ(3年11考) 2.動物配子的形成過程 Ⅱ(3年2考) 3.動物的受精過程 Ⅱ(3年1考) 4．實驗：觀察細胞的減數分裂(3年2考),,第四單元 細胞的生命歷程,一、減數分裂概念的理解 1．范圍：進行____________的生物。 2．時期：從__________________→成熟生殖細胞。 3．特點：染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。 4．結果：成熟生殖細胞中染色體數目是原始生殖細胞中的_______________。,有性生殖,原始生殖細胞,一半,解惑 減數分裂是特殊的有絲分裂，特殊在：(1)DNA復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次；(2)有獨特的染色體行為——同源染色體聯會、分離，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換；(3)分裂結果：一個細胞分裂可得到四個細胞，并且染色體數減半；(4)形成的是生殖細胞而不是體細胞。,二、減數分裂過程 1．精子形成各時期的主要特點[連一連],巧記 細胞分裂方式的判斷 有絲同源不配對，減Ⅱ無源難成對， 聯會形成四分體，同源分離是減Ⅰ。,2．卵細胞形成與精子形成的區(qū)分,變形,卵巢,次級卵母細胞,極體,4,3.配子中染色體組合多樣性的原因 (1)同源染色體的分離和___________________________。 (2)同源染色體上非姐妹染色單體的_______________。 解惑 (1)減數第一次分裂過程中染色體的主要行 為有：聯會形成四分體、同源染色體分離； (2)減 數第二次 分裂過 程中染色體的主要行 為有：著絲 點分裂，染色體數目暫時加倍。 三、受精作用 1．概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為_______________的過程。,非同源染色體的自由組合,交叉互換,受精卵,2．過程 (1)精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，同時卵細胞的_______________會發(fā)生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入。 (2)精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的_______________會合在一起。 3．結果：受精卵中的染色體數目又恢復到______________中的數目，其中有一半染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。,細胞膜,染色體,體細胞,4．意義：對于維持每種生物前后代體細胞中_______________的恒定，和生物的_______________都是十分重要的。 思考：同種生物精子和卵細胞相互識別受精的物質基礎是什么？ 提示：細胞膜上的糖蛋白。,染色體數目,遺傳和變異,1.以下細胞中可能同時存在同源染色體和染色單體的是( ) ①初級精母細胞 ②精原細胞 ③初級卵母細胞 ④第一極體 ⑤效應T細胞 ⑥神經細胞 ⑦根尖分生區(qū)細胞 A．①③⑦ B．①②③ C．①③⑤⑦ D．②③⑥⑦,A,解析：在減數分裂中，精原細胞的染色體沒有復制，不含染色單體；初級精母細胞和初級卵母細胞內既有同源染色體又含染色單體；第一極體細胞內沒有同源染色體，處于減數第二次分裂后期的細胞內沒有同源染色體；神經細胞和效應T細胞無增殖能力，細胞內沒有染色單體；根尖分生區(qū)細胞可以進行有絲分裂，在前期和中期細胞內同時含有同源染色體和染色單體。,2． (2015·河南鄭州月考)下面是人體一個細胞分裂時，細胞 核中染色體和DNA在A、B、C、D四個階段的統(tǒng)計數據，那 么同源染色體分離發(fā)生在( ) 解析：同源染色體的分離發(fā)生在減數第一次分裂的后期。圖 中A階段表示細胞核中DNA數和染色體數相等；B階段表示DNA數加倍,染色體數不變,符合減數第一次分裂時期的特 征;C階段表示細胞核中DNA和染色體數均減半,是處于減數第 二次分裂前期和中期細胞的特征；D階段表示細胞核中DNA 數和染色體數均減半,是經減數分裂形成的生殖細胞的特征。,B,3．某四倍體植物的細胞中含20條染色體、20個DNA分子,且細胞中存在紡錘絲，則該細胞正處于( ) A．有絲分裂中期 B．有絲分裂后期 C．減數第一次分裂后期 D．減數第二次分裂后期 解析：由細胞內染色體數與DNA分子數比為1∶1且存在紡錘絲可知，該細胞處于有絲分裂后期或減數第二次分裂后期，由于該生物為四倍體植物，在有絲分裂后期，染色體數應為8的倍數，所以該細胞不可能處于有絲分裂后期，D項正確。,D,4．真核生物進行有性生殖時，通過減數分裂和隨機受精使后代( ) A．增加發(fā)生基因突變的概率 B．繼承雙親全部的遺傳性狀 C．從雙親各獲得一半的DNA D．產生不同于雙親的基因組合 解析：在有性生殖的過程中,通過減數分裂實現基因重組，產生基因型不同的配子,通過隨機受精實現配子的隨機結合，將會在后代中產生更多變異個體(即不同于雙親的基因組合)。有性生殖所生后代不能繼承雙親全部的遺傳性狀，后代從母本卵細胞中獲得的DNA更多(細胞質內的遺傳物質幾乎全部來自于卵細胞)。,D,考點一 結合減數分裂過程，考查分裂過程中相關數量變化,考點二 以模式圖為載體，考查有絲分裂與減數分裂圖像辨析,考點三 觀察細胞的減數分裂,考 點 一 結合減數分裂過程，考查分裂過程中相關數量變化,不復制,不分裂,分裂,n→2n→n,4N→2N,2N→N,染色單體,有,無,1．探究減數第一次分裂與減數第二次分裂的區(qū)別,2.結合下圖探究精子和卵細胞形成過程的區(qū)別 (1)產生子細胞的數量不同 1個性原細胞產生精子、卵細胞、極體的數量分別是__________。,4、1、3,(2)分裂過程中細胞的外形不同 ①圖中1細胞稱為________________；2、4細胞分別稱為_________________________；3、5細胞分別稱為_______________________________。 ②若某細胞為 ，則該細胞為_______________________;若某細胞為 則該細胞為____________________。,初級精母細胞,次級精母細胞、第一極體,初級卵母細胞、次級卵母細胞,次級精母細胞或第一極體,初級卵母細胞,3．減數分裂過程中染色體、核DNA和染色單體的數量變化圖(以二倍體生物為例),性原 細胞,次級性 母細胞,初級性 母細胞,性細胞,(1)據數量關系寫出圖中對應的細胞名稱。 (2)減數分裂過程中數目變化原因分析 ①核DNA加倍、染色單體為0→4N，發(fā)生在________________________期，原因是________________。 ②染色體數目減半發(fā)生在____________________期，原因是同源染色體分開，平均進入兩個子細胞中；減數第二次分裂染色體數的變化為_______________。 (3)減數分裂過程中染色體數/核DNA分子數變化規(guī)律及原因:,減數第一次分裂前的間,染色體復制,減數第一次分裂末,N→2N→N,1∶1,1∶2,1∶1,深度思考 1．1個含n對等位基因的精原細胞，經過減數分裂后，能形成幾個精子，幾種類型(不考慮互換)? _____________________ 2．1個含n對等位基因的卵原細胞，經過減數分裂后，能形成幾個卵細胞，幾種類型？ _____________________ 3．1個含n對同源染色體的生物體，經過減數分裂能形成幾種精子或卵細胞？ _____________________,4．下圖A表示某動物精原細胞中的一對同源染色體，在減數分裂過程中該對同源染色體發(fā)生了交叉互換，結果形成了①～④所示的四個精細胞： 這四個精細胞中，哪兩個來自同一個次級精母細胞？ _____________________,提示：1.4；2。 2．1；1。 3．2n。 4．①和④、②和③。,C,解析：觀察各階段的分裂圖像，可知減數分裂的先后順序排 列為甲→丙→戊→乙→丁→己，A錯誤；丁細胞處于減數第 二次分裂后期，無同源染色體，B錯誤；若在戊細胞中有一 對同源染色體未分開，則形成的2個次級精母細胞異常，進 行正常的減數第二次分裂，則形成的4個精細胞都異常，C 正確；戊細胞中正在發(fā)生同源染色體的分離，且細胞質均等 分裂，因此該細胞的名稱為初級精母細胞，在減數第二次分 裂后期可能有2條Y染色體共存，D錯誤。,2．如圖表示雄果蠅細胞分裂過程中DNA含量的變化。下列 敘述中，正確的是( ) A．若圖1表示減數分裂，則圖1的CD段表示同源染色體分開 B．若圖1表示減數分裂，則圖1的BC段一個細胞中可能含有 0條或1條Y染色體,B,C．若兩圖均表示有絲分裂，則兩圖的DE段一個細胞內只含有2個染色體組 D．若圖1表示減數分裂、圖2表示有絲分裂，則兩圖的CD段都發(fā)生著絲點分裂 解析：若圖1表示減數分裂，則圖1的CD段表示姐妹染色單體分開；圖1的BC段中同源染色體分開之前細胞中含有 1條Y染色體，分開之后則細胞中可能含有0條或1條Y染色體；若圖1表示有絲分裂，則圖1的DE段可表示后期 和末期，后 期一個細胞內含有4個染色體組。若圖2表示有絲分裂，則BC段著絲點已經分裂。,知識拓展 由減數分裂聯系到的生物變異 (1)減數第一次分裂前的間期在DNA復制時可能發(fā)生基因突變。 (2)在減數第一次分裂的分裂期和減數第二次分裂的分裂期都可能發(fā)生染色體變異。 (3)在減數第一次分裂的分裂期可能發(fā)生基因重組。,考點二 以模式圖為載體，考查有絲分裂與減數分裂圖像辨析,1．有絲分裂與減數分裂圖像比較與辨析,減數第 二次,減數第 一次,有絲,減數第二次,減數第一次,有絲,減數第二次,減數第一次,有絲,2．減數分裂中根據細胞質分裂情況判斷細胞名稱,B,C,A,D,3．減數分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數量變化 (1)模型,(2)判斷,DNA,染色體,減數,有絲,減數,有絲,4．每條染色體中DNA含量的變化 根據上面的曲線填寫下表,減數第一次分裂前的間期,減數第二次分裂的末期,前期和中期,后期,深度思考 (1)若形成的子細胞是AAAABB，則形成原因是什么？ (2)若形成的子細胞是AAB類型，則形成原因是什么？ _____________________ 2．體細胞是AaBb雜合類型發(fā)生異常 (1)若形成的子細胞是AAaaBb，則形成原因是什么？ (2)若形成的子細胞是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成原因是什么？ (3)若形成的子細胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成原因是什么？ _____________________,3．親代為AaXBY產生配子時發(fā)生異常 (1)若配子中出現Aa或XY在一起，則減數第幾次分裂異常？ (2)若配子中A－a分開，X－Y分開，出現兩個AA/aa或兩個XX/YY則是減數第幾次分裂異常？ (3)若配子中無性染色體或無A也無a，則是減數第幾次分裂異常？ _____________________,提示：1.(1)有絲分裂過程中姐妹染色單體未分開。 (2)減數分裂過程中,同源染色體未分離或姐妹染色單體未分開。 2．(1)有絲分裂過程中姐妹染色單體未分開。 (2)減數分裂過程中，同源染色體未分離。 (3)減數分裂過程中，姐妹染色單體未分開。 3．(1)減Ⅰ分裂。 (2)減Ⅱ分裂。 (3)既可能是減Ⅰ也可能是減Ⅱ分裂。,C,解析：圖乙是有絲分裂后期圖，細胞中有4對同源染色體，4個染色體組，A正確?；蛑亟M發(fā)生在減數第一次分裂的前期和后期，圖甲是減數第一次分裂后期圖，圖甲所示時期可發(fā)生基因重組，B正確。由于三幅圖是同一個生物體內的細胞分裂示意圖，由圖甲判斷該生物是雄性，則丙圖細胞產生的子細胞是精細胞，C錯誤。三幅圖細胞可以同時存在于該動物體的精巢中，D正確。,4．觀察到的某生物(2n＝6)減數第二次分裂后期細胞如圖所示。下列解釋合理的是( ) A．減數第一次分裂中有一對染色體沒有相互分離 B．減數第二次分裂中有一對染色單體沒有相互分離 C．減數第一次分裂前有一條染色體多復制一次 D．減數第二次分裂前有一條染色體多復制一次 解析：根據題意某生物2n＝6可知，在減Ⅱ后期兩極均應有3條染色體，圖像顯示均為4條染色體，說明減Ⅰ后期有一對同源染色體沒有相互分離，減Ⅱ后期姐妹染色單體分離，故A項對。,A,方法技巧 減數分裂圖像的界定方法 一般有三種情況：甲，只有精子的形成圖像；乙，只有卵細胞的形成圖像；丙，既有精子又有卵細胞的形成圖像。 解題時首先界定好是哪一種情況，界定方法如下： (1)根據題干信息提示：若題干中給出的是雄性動物體內或精巢中發(fā)生的細胞分裂，則為情況甲；若給出的是雌性動物或卵巢內發(fā)生的細胞分裂，則為情況乙。,(2)根據圖像特點分析：若細胞質不均等分裂，則為情況乙；若減數第一次分裂后期細胞質均等分裂，則為情況甲；若減數第二次分裂后期細胞質均等分裂，則為情況丙。 (3)根據性染色體確定：圖中畫出的若是兩條相同的性染色體，則為情況乙；若是兩條不同的性染色體，則為情況甲。,考點三 觀察細胞的減數分裂,1．實驗原理 (1)蝗蟲的精母細胞進行減數分裂形成________,再形成精子。此過程要經過兩次連續(xù)的細胞分裂:__________________和減數第二次分裂。 (2)在減數分裂過程中,細胞中的_______________________都在不斷地發(fā)生變化，因而可據此識別減數分裂的各個時期。,精細胞,減數第一次分裂,染色體形態(tài)、位置和數目,2．實驗步驟 (1)裝片制作(同有絲分裂裝片制作過程)： __________→漂洗→__________→壓片。 (2)顯微觀察：,解離,染色,初級精母細胞,精細胞,中期,后期,形態(tài)、位置和數目,[特別提醒] 觀察減數分裂過程選取的材料是能進行減數分裂的，如植物的花藥，動物的精巢、卵巢等。宜選用雄性個體生殖器官。其原因是： (1)雄性個體產生精子數量多于雌性個體產生卵細胞數量。 (2)在動物卵巢內的減數分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能繼續(xù)完成減數第二次分裂。,深度思考 1．在該實驗中選用高等植物雄蕊和動物的精巢作實驗材料，制片前對材料處理方法相同嗎？ _____________________ 2．在該實驗中能否在顯微鏡下觀察到一個細胞內染色體行為的連續(xù)變化？ _____________________ 提示：1.不相同。選植物材料必須先進行解離使細胞相互分離，再依次進行漂洗、染色、制片；而選用動物材料則先用胰蛋白酶處理使細胞分散，再進一步處理制片。 2．不能，因制片時細胞已被殺死。,5．某生物小組要探究減數分裂兩個階段所占時間長短，請幫助他們選擇合適的材料和試劑，完成實驗。 供選材料及用具：小鼠的肝臟、睪丸、腎臟、蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、健那綠染液、解離固定液。 (1)選材：用___________作實驗材料。 (2)制片： ①取少量組織液低滲處理后，放在_______________中，一定時間后輕輕漂洗。 ②將漂洗后的組織放在載玻片上,滴加適量______________。 ③一定時間后加蓋玻片，__________。,小鼠睪丸,解離固定液,醋酸洋紅染液,壓片,(3)觀察計算： ①觀察多個視野，計數_______________________________________ 及視野中細胞的總數。 ②算出每個視野中不同分裂階段細胞所占比例。 ③最后，__________________________________________________， 即可大體表示不同分裂階段所占的時間比例。,每個視野中處于不同分裂階段細胞的數目,求不同視野中相同分裂階段細胞所占比例的平均值,解析：要探究減數分裂兩個階段所占時間長短，應先制備減數分裂裝片，再統(tǒng)計每個階段細胞數目多少，最后通過求不同視野中，相同分裂階段所占比例的平均值，得出結論。(1)小鼠的肝臟和腎臟內的細胞無法進行減數分裂，只有睪丸內才可發(fā)生減數分裂產生生殖細胞。(2)制片時應遵循解離→漂洗→染色→制片的步驟。選擇染色劑時應注意醋酸洋紅染液可將細胞內的染色體染成紅色，便于觀察；而蘇丹Ⅲ染液是鑒定脂肪的，健那綠染液是染線粒體的。(3)每個視野中每個分裂階段中細胞數目占細胞總數的比例可以反映出該階段持續(xù)時間的長短，為了結果的準確性，應求平均值。,易錯點1 生殖器官中細胞只進行減數分裂 [點撥] 動物的精巢、卵巢以及植物的花藥、胚珠中既進行有絲分裂，又進行減數分裂；染色體數目有三種情況：N、2N、4N(假設親代為二倍體)。如原始的精原細胞(或卵原細胞)本身的增殖是通過有絲分裂進行的。,易錯點2 “四分體”的來龍去脈搞不清 [點撥] (1)不要混淆“聯會”“形成四分體”的先與后，聯會在前，減Ⅰ前期，染色質狀態(tài)下同源染色體就兩兩配對 (早戀)，造成了非姐妹染色單體(細絲狀)間交叉纏繞(為交叉互換提供可能性)，之后才是“高度螺旋化變短變粗”形成四分體。 (2)“四分體”只存在于初級性母細胞中(減Ⅰ前期與中期)，次級性母細胞及整個有絲分裂過程不存在四分體(有絲分裂時可存在同源染色體，但無聯會行為故不形成四分體)。,易錯點3 對基因重組與染色體變異分辨不清 [點撥] 四分體中的非姐妹染色單體之間經常發(fā)生 纏繞，并交換一部分片段，這屬于同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，可導致基因重組發(fā)生。非同源染色體間的片段互換不屬于基因重組，屬于染色體變異中的易位。,易錯點4 減數分裂與有絲分裂中的特例誤判 [點撥] (1)處于減數第二次分裂過程中的細胞，可能含有同源染色體，如多倍體(四倍體的減數分裂)。 (2)處于有絲分裂過程中的細胞可能沒有同源染色體，如二倍體的單倍體的體細胞進行的有絲分裂。,1．判斷下列有關減數分裂的敘述 (1)(2014·天津卷T1D)二倍體生物細胞正在進行著絲點分裂時，細胞中染色體數目一定是其體細胞的2倍。( ) (2)(2013·江蘇卷改編T8C)聯會的同源染色體在后續(xù)的分裂過程中會相互分離。( ) (3)(2012·江蘇卷T10D)人的初級精母細胞和次級精母細胞中都含Y染色體。( ) (4)人類精子發(fā)生過程中，細胞中染色單體數最多可達92條。 ( ),×,√,×,√,2．判斷下列有關減數分裂異常分析及與有絲分裂比較的敘述 (1)(2013·新課標卷ⅠT2A)同一個體中細胞有絲分裂和減數第一次分裂的前期染色體數目相同，染色體行為和DNA分子數目 不同。( ) (2)(2011·山東卷T8③)基因型為 AaXBY 的小鼠產生了一個不含性染色體的AA型配子(等位基因A、a位于2號染色體上)其原因可能是2號染色體在減數第一次分裂時未分離。( ),×,×,3．判斷下列關于受精作用的敘述 (1)絕大多數精卵細胞的識別具有物種特異性。( ) (2)(2009·上海卷T26A)與無性生殖相比，有性生殖的優(yōu)越性表現在通過有性生殖可增加遺傳物質重組的機會。( ),√,√,