高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第11讲减数分裂与受精作用课件

高考生物一轮复习第四单元细胞的生命历程第11讲减数分裂与受精作用课件

细胞的生命历程 第四单元 第 11 讲　减数分裂与受精作用 等级考 (2017 级 ) 课标要求 内容标准 活动要求 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 ．举例说明受精过程。 运用实验、模型或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化。 1 ． 减数分裂的概念 考点一　减数分裂和受精作用 2 ． 减数分裂的过程 —— 精细胞的形成过程 3 ． 精子和卵细胞形成过程的比较 比较 精子形成过程 卵细胞形成过程 细胞质 分裂方式 ______ 分裂 第一极体 ______ 分裂，初、 ______ 卵母细胞 ________ 分裂 是否变形 ______ 不变形 结果 一个精原细胞 ↓ ____ 个精子 一个卵原细胞 ↓ ____ 个卵细胞、 ____ 个极体 均等 　 均等 　 次级 　 不均等 　 变形 　 4 　 1 　 3 　 4 ． 受精作用 [ 归纳整合 ] 1 ． 减数分裂重要概念的区分 (1) 同源染色体和非同源染色体 ①同源染色体 ②非同源染色体：指形态、大小各不相同，且在减数分裂中不配对的染色体。 (2) 联会与四分体 ①联会：是指减数第一次分裂过程中 ( 前期 ) 同源染色体两两配对的现象。 ②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。 ③一个四分体＝ 1 对同源染色体＝ 2 条染色体＝ 4 条染色单体＝ 4 个 DNA 分子 ( 含 8 条脱氧核苷酸链 ) 。 2 ． 减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别 3 ． 依据细胞质的分配方式判断减数分裂中的细胞类型 [ 思维探究 ] 观察下面配子形成过程图像，回答相关问题： (1) 图中可能属于卵细胞形成过程中的图像是什么？ 提示： A 、 C 、 D 。 (2) 图 C 分裂后产生的子细胞可能是什么？判断的依据是什么？ 提示： 精细胞或极体；图 C 无同源染色体，细胞质均等分裂。 (3) 精子与卵细胞的识别、融合体现了细胞膜的哪类功能，其结构基础是什么？ 提示： 精卵识别体现细胞膜的信息交流功能，其融合则依赖于细胞膜的流动性。 [ 教材深挖 ] 1 ． ( 教材必修 2P 18 ： “ 旁栏思考 ” ) 减数第二次分裂间期染色体复制吗？ 提示： 染色体复制发生在减数第一次分裂前的间期。 2 ． ( 教材必修 2P 25 ： “ 想像空间 ” ) 双亲对子代的贡献一样吗？ 提示： 子代细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方；而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。 命题点一　减数分裂相关概念及过程的考查 1 ．同源染色体之间与姐妹染色单体之间的共同点是 ( 　　 ) A ．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的 B ．它们的形状、大小一般都是相同的 C ．它们所含的基因都是相同的 D ．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的 DNA 分子数都是相同的 B 　 解析　 姐妹染色单体是复制而来的，而同源染色体一条来自父方，一条来自母方， A 项错误；同源染色体上所含基因不一定相同， C 项错误；一对同源染色体上有 4 个 DNA 分子，而一对姐妹染色单体上有 2 个 DNA 分子， D 项错误。 2 ． (2017 · 海南卷， T21) 若要表示某动物细胞 (2 n ) 减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是 ( 　　 ) D 　 解析　 减数分裂第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体含 2 条单体， D 正确。 3 ．如图为高等动物细胞分裂的示意图，下列叙述正确的是 ( 　　 ) A ．图甲一定为次级精母细胞 B ．图乙一定为初级精母细胞 C ．图丙为次级卵母细胞或极体 D ．图丙中的 M 、 m 为一对同源染色体 B 　 解析　 图甲处于减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体， A 错误；图乙处于减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞， B 正确；图丙处于减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体， C 错误；图丙中的 M 、 m 不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体， D 错误。 命题点二　减数分裂中相关数量变化的分析 4 ． (2019 · 山东莱芜模拟 ) 如图表示细胞分裂过程中染色体、核 DNA 变化相对值。有关 a ～ c 段 ( 不含 a 、 c 点 ) 的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．细胞中始终存在染色单体 B ．细胞中始终存在同源染色体 C ．细胞中染色体和核 DNA 数之比由 1∶2 变为 1∶1 D ．此段中染色体行为是生物变异的根本来源 A 　 解析　 据图可知，图中虚线数目加倍一次，但连续减半两次，因此表示减数分裂过程中 DNA 的变化相对值，实线表示染色体的变化相对值，其中 O ～ a 段表示减数第一次分裂前的间期， a ～ c 段中 b 为减数第一次分裂末期的终点，同源染色体彼此分离进入两个子细胞中， b ～ c 段无同源染色体； c 点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程， a ～ c 段 ( 不含 a 、 c 点 ) 细胞中始终存在染色单体；细胞中染色体和核 DNA 数之比一直为 1 ∶ 2 ； a ～ c 段中，一般不会发生基因突变，可进行基因重组与染色体变异，而生物变异的根本来源为基因突变。 5 ． (2019 · 山东实验中学模拟 ) 如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞 (Ⅰ ～ Ⅳ) 中遗传物质或其载体 (① ～③ ) 的数量。下列表述与图中信息相符的是 ( 　　 ) A ． Ⅱ 阶段处可发生基因自由组合 B ． Ⅲ 代表初级精母细胞 C ．②代表染色体 D ． Ⅰ ～ Ⅳ 中③的数量比是 2∶4∶4∶1 A 　 解析　 分析图示可知： Ⅰ 为精原细胞或次级精母细胞 ( 减 Ⅱ 后期 ) ， Ⅱ 为初级精母细胞，在减 Ⅰ 后期可发生基因自由组合， A 项正确； Ⅲ 为次级精母细胞， Ⅳ 为精细胞， ① 表示染色体， ② 表示染色单体， ③ 表示 DNA ， Ⅰ ～ Ⅳ 中 ③ DNA 的数量比是 2 ∶ 4 ∶ 2 ∶ 1 ，故 B 、 C 、 D 项错误。 命题点三　减数分裂过程中配子类型及其来源 6 ． (2019 · 山东青岛模拟 ) 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几个精原细胞 ( 不考虑交叉互换 )( 　　 ) A ． 2 个　　　 B ． 3 个　　　 C ． 4 个　　　 D ． 5 个 C 　 解析　 来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或 “ 互补 ” ，根据这一点可以判断 ①④ 可来自一个精原细胞， ②⑥ 可来自一个精原细胞， ③ 来自一个精原细胞， ⑤ 来自一个精原细胞，因此这些精细胞至少来自 4 个精原细胞。 7 ． (2019 · 山东泰安模拟 ) 图中甲是某生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有 ( 　　 ) A ．①②　　 B ．①④　　 C ．①③　　 D ．②④ C 　 解析　 分析甲图可知形成该精细胞的过程发生了染色体的交叉互换，甲和③可能是由同一个次级精母细胞形成两个精细胞，甲和①是由同一个精原细胞形成两个次级精母细胞。 “ 口诀法 ” 判断配子来源 1 ． “ 两结合法 ” 图析细胞分裂的方式及特点 (1) 结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期 考点二　减数分裂与有丝分裂的比较 (2) 结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式 图像判断中应注意的几点： ①处于减数第二次分裂过程中的细胞，可能含有同源染色体，如多倍体 ( 四倍体的减数分裂 ) 。 ②处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体，如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。 ③ 如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现 “ 如图为某高等动物的细胞分裂图 ” 或 “ 假设只含某 ( 几 ) 对同源染色体的体细胞 ” 等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。 2 ． “ 模型法 ” 分析细胞分裂过程中染色体、 DNA 等的变化规律 (1) “ 三看法 ” 判断有丝分裂与减数分裂 ①模型： ② 判断方法： [ 思维探究 ] 图示为减数分裂中染色体、 DNA 数量变化曲线，据图回答相关问题： 初级性母细胞　 　 次级性母细胞 　 性细胞 　 DNA 　 染色单体 　 染色体 　 MⅠ 末期 　 n →2 n → n 　 同源染色体 　 1∶2 　 1∶1 　 命题点一　减数分裂与有丝分裂相关细胞图像分析 1 ． (2019 · 山师附中模拟 ) 下图是果蝇细胞增殖的示意图，下列叙述错误的是 ( 　　 ) A ．图中两个细胞分别来自不同的个体 B ．图甲细胞内有两条性染色体 C ．图乙细胞分裂后能形成一个配子 D ．图乙细胞可发生交叉互换 D 　 解析　 图甲细胞中同源染色体分离，且细胞质均等分裂，为初级精母细胞；图乙细胞中不含同源染色体，着丝点分裂，且细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞。因此图中两个细胞分别来自不同的个体， A 正确；图甲处于减数第一次分裂后期，细胞内含有 2 条性染色体， B 正确；图乙细胞分裂后可形成一个配子 ( 卵细胞 ) 和一个极体， C 正确；交叉互换发生在减数第一次分裂的四分体时期，图乙处于减数第二次分裂后期，细胞不能发生交叉互换， D 错误。 2 ． (2019 · 山东淄博模拟 ) 下列有关如图所示的某二倍体 ( 体细胞中染色体数为 2 N ) 动物细胞的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．该细胞中有 6 条染色体 B ．该细胞可能是初级精母细胞 C ．形成该细胞时细胞质均等分裂 D ．该细胞的染色体可能全部来自父方 D 　 解析　 据图分析，图中含有 3 条染色体， 6 条染色单体， A 错误；该细胞中没有同源染色体，可以表示次级精母细胞、次级卵母细胞、第一极体，但是不可能表示初级精母细胞， B 错误；若该细胞表示次级卵母细胞，则其细胞质是不均等分裂的， C 错误；减数分裂过程，非同源染色体是自由组合的，因此该细胞的染色体可能全部来自父方， D 正确。 命题点二　减数分裂和有丝分裂相关数量变化分析 3 ． ( 全国卷 Ⅰ ， T2) 关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是 ( 　　 ) A ．两者前期染色体数目相同，染色体行为和 DNA 分子数目不同 B ．两者中期染色体数目不同，染色体行为和 DNA 分子数目相同 C ．两者后期染色体行为和数目不同， DNA 分子数目相同 D ．两者后期染色体行为和数目相同， DNA 分子数目不同 C 　 解析　 有丝分裂的分裂期和减数第一次分裂都发生在 DNA 复制后且还没减半，两者的 DNA 分子数目相同。减数第一次分裂过程中发生了同源染色体的联会和分离，有丝分裂过程中无此现象发生；有丝分裂后期，染色体着丝点断裂，染色体数目加倍，而减数第一次分裂过程中无此现象发生。 4 ．下图表示雄果蝇细胞分裂过程中 DNA 含量的变化。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A ．若图 1 表示减数分裂，则图 1 的 CD 段表示同源染色体分开 B ．若图 1 表示减数分裂，则图 1 的 BC 段一个细胞中可能含有 0 个或 1 个 Y 染色体 C ．若两图均表示有丝分裂，则两图的 DE 段均表示该细胞处于有丝分裂的末期 D ．若图 1 表示减数分裂、图 2 表示有丝分裂，则两图的 CD 段都发生着丝点分裂 B 　 解析　 若图 1 表示减数分裂，则 CD 段表示减数第二次分裂后期着丝点分裂， A 错误；若图 1 表示减数分裂，则 BC 段表示整个减数第一次分裂和减数第二次分裂的前、中期，减数第一次分裂的初级精母细胞含有 1 条 Y 染色体，处于减数第二次分裂前、中期的次级精母细胞中可能含有 1 条或 0 条 Y 染色体， B 正确；若两图均表示有丝分裂，则图甲中 DE 段表示有丝分裂后期和末期，图乙中 DE 段表示有丝分裂末期， C 错误；若图 1 表示减数分裂，则 CD 段表示着丝点分裂；图 2 表示有丝分裂，则 CD 段表示细胞分裂末期产生 2 个子细胞， D 错误。 5 ．下图为某动物 ( 体细胞染色体为 2 N ) 细胞分裂过程中不同时期每个细胞 DNA 、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法错误的是 ( 　　 ) A ．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂 B ．基因重组发生在戊时期，基因突变主要发生在丙→戊过程中 C ．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞 D ．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体 C 　 解析　 乙 → 丙和戊 → 丁所发生的主要变化均为着丝点分裂，染色体数目加倍；在动物细胞内，基因重组发生在减数第一次分裂时期，即戊时期，此时每条染色体含有两条染色单体，基因突变发生在丙 → 戊过程 (DNA 复制 ) 中；丙可以代表体细胞，甲中染色体只有丙的一半，可能代表精子、卵细胞或极体；丁和戊时期分别是有丝分裂后期和减数第一次分裂，处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体。 常考易混的相关物质或结构变化的原因 相关物质或结构变化 原因 DNA 加倍 染色单体形成 ( 由 0 → 4 N ) 染色体与 DNA 数目之比由 1 ∶ 1 → 1 ∶ 2 DNA 分子复制 染色单体消失 ( 变为零 ) 染色体数目加倍 (2 N → 4 N 或 N → 2 N ) 染色体与 DNA 数目之比由 1 ∶ 2 → 1 ∶ 1 着丝点分裂 染色体数目减半 同源染色体分离分 别进入 2 个子细胞 染色体或 DNA 分别进入 2 个子细胞 数量减半 (4 N → 2 N 或 2 N → N ) 细胞一分为二 1 ． 实验原理 (1) 蝗虫的 ______ 细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。 (2) 在此过程中，细胞中的染色体 __________________ 都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 考点三 ( 实验 ) 　观察细胞的减数分裂 精母 　 形态、位置和数目 　 2 ． 实验流程 (1) 装片制作 ( 与有丝分裂装片制作过程相同 ) 解离→ ______→______→______ 。 (2) 显微观察 漂洗 　 染色 　 制片 　 [ 延伸思考 ] 1 ．本实验宜选用雄性个体生殖器官，其原因是什么？ 提示： (1) 雄性个体产生的精子数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没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。 2 ．制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些？ 提示： 精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到的染色体数为 n 、 2 n 、 4 n 等不同的细胞分裂图像。 3 ．视野中减数第一次分裂中期的细胞内，染色体一定位于 “ 一条线 ” 的位置吗？ 提示： 从细胞侧面看，中期时染色体排列在细胞 “ 一条线 ” 的位置，从细胞极面看，染色体分布在细胞各处。 [ 归纳提炼 ] 临时装片制作时应特别注意的几个关键环节 (1) 为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。 (2) 低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的粘连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红 ( 染 ) 液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。 命题点一　实验基础 1 ．下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是 ( 　　 ) A ．可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程 B ．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象 C ．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象 D ．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象 D 　 解析　 蝗虫的精母细胞能进行减数分裂，可用来作为观察减数分裂的材料；观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象；联会现象发生在减数分裂过程中，因此能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。 2 ．一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是 ( 　　 ) A ．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦 B ．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮 C ．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距 D ．一个视野中，用 10× 物镜看到 8 个细胞，用 40× 物镜则可看到 32 个细胞 A 　 解析　 由于高倍镜头与玻片的间距很小，故换用高倍镜时，应从侧面观察以避免镜头受损， A 正确；视野是否需要调亮的依据是观察结构的清晰与否，而不是细胞的多少和大小， B 错误；观察不同层次的结构时，需要调节的物距变化范围很小，因此应调节细准焦螺旋， C 错误；显微镜观察时，放大倍数越大，看到的细胞数越少， D 错误。 命题点二　实验拓展 3 ．某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。请回答下列问题： (1) 对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有 ______________ ；称为初级精母细胞的有 ____________ 。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因 ____________( 填 “ 相同 ”“ 不相同 ” 或 “ 不一定相同 ” ) 。 (2) 卵细胞的形成过程中， ________( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 出现乙细胞图像。 甲、丙、丁 　 甲、丁 　 不一定相同 　 能 　 由实验一可得出推论： ____________________________ 含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。 由实验二可得出推论：这种诱导早期卵母细胞成熟的 “ 促成熟因子 ” 的化学成分是 __________ ； 孕酮在实验二中的作用是 ________________________________________ 。 成熟卵母细胞的细胞质 　 蛋白质 　 诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子” 　 解析 　 (1) 图 1 中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有甲、丙、丁三个细胞；称为初级精母细胞的有处于减数第一次分裂中期的甲细胞和处于减数第一次分裂后期的丁细胞。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因不一定相同，可能是等位基因。 (2) 卵细胞的形成过程中，能出现乙细胞图像。 (3) 由实验一可知：成熟卵细胞细胞质含有可以诱导卵母细胞成熟的物质，由实验二可知：孕酮可诱导早期卵母细胞合成 “ 促成熟因子 ” ，进而诱导早期卵母细胞成熟；蛋白质合成抑制剂能抑制这种 “ 促成熟因子 ” 的合成，说明 “ 促成熟因子 ” 的化学成分是蛋白质。 1 ．形态、大小相同的染色体一定是同源染色体 ( 　　 ) 2 ．减数分裂中配对的两条染色体是同源染色体 ( 　　 ) 3 ．同源染色体携带的遗传信息一定相同 ( 　　 ) 4 ．哺乳动物精子形成时，在减数第一次分裂过程中均存在四分体 ( 　　 ) 5 ．有丝分裂的前期不存在同源染色体 ( 　　 ) 6 ．减数分裂中发生均等分裂的细胞有可能是极体 ( 　　 ) 课堂小结 · 内化体系 × 　 ……………………………………………………………………………………………………………… ◎ √ 　 × 　 × 　 × 　 √ 　 7 ．高等动物产生精子或卵细胞的过程中，只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组 ( 　　 ) 8 ．正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的 X 染色体条数最多为 4 条 ( 　　 ) 9 ．减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体 ( 　　 ) 10 ．受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性 ( 　　 ) × 　 × 　 √ 　 × 　 1 ．同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性体细胞中的 X 染色体和 Y 染色体是同源染色体， X 染色体较大， Y 染色体较小。 2 ．形态、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体。如着丝点分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。 3 ．有丝分裂中同源染色体不联会，也就不形成四分体。 4 ．同源染色体之间的交叉互换不一定导致基因重组，交换的片段所含基因也可能相同。 5 ．精 ( 卵 ) 原细胞通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂产生精子 ( 卵细胞 ) 。 ……………………………………………………………………………………………………………… ◎ 6 ．第一极体也是均等分裂，极体不参与受精作用，不是生殖细胞。 7 ．同源染色体间的交叉互换和非同源染色体的自由组合都可能导致基因重组。 8 ．精细胞不是精子，精细胞变形后成为精子，精子头部只有细胞核，无细胞质，线粒体聚集在尾部的基部，受精时只有头部进入卵细胞，而尾部留在外面。 9 ．精子与卵细胞发生膜的融合，这体现了细胞膜结构的流动性。 10 ．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方；受精卵细胞质中的 DNA( 即遗传物质 ) 几乎全部来自母方。