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2013届高考生物总复习 必修2 第3讲 减数分裂和受精


考点一

正确理解减数分裂的概念

1.范围:进行有性生殖的生物。

2.时期:从原始的生殖细胞发展到成熟生殖细胞过程中。

3.特点:细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次。
4.结果:新产生的生殖细胞中染色体数目是原始生殖细

胞染色体数目的一半。

/> 考点二 关系

同源染色体、非同源染色体与四分体的

1.同源染色体与非同源染色体。 (1)同源染色体:在减数分裂过程中进行配对的 两条染色体,一条来自父方,一条来自母方,形 态大小一般相同。

如图中的1和2是一对同源染色体,3和4是一对同源染色体。

(2)非同源染色体:在减数分裂过程中不进行配 对的两条染色体,形态大小一般不同。如图中 的1和3,1和4,2和3,2和4分别是非同源染色体。 (3)同源染色体并非是来源相同的染色体;形状大小 相同的染色体也不一定是同源染色体。如姐妹染色单 体分开后,成为两条形状、大小相同的染色体,不属 于同源染色体。如:圈中的a和a′,b和b′分开后, 形状大小相同,但不属于同源染色体。
(4)同源染色体也有大小不相同的,如男性体细胞 中含有一对性染色体——X染色体和Y染色体,X染 色体较大,Y染色体较小,但它们属于一对同源染 色体。

2.同源染色体与四分体。 (1)四分体是同源染色体的特殊存在形式; (2)四分体是在减数分裂过程中发生联会的一对同源 染色体(含有四条染色单体); (3)有丝分裂过程中存在同源染色体,但有丝分裂过 程中不发生联会,因此不存在四分体。 3.概念之间的数量关系。 一个四分体=一对同源染色体=2条染色体=4条染 色单体=4个DNA分子

精原 细胞
复制

初级精 母细胞 联会

同源染色体

同源染色 体分离

四分体

减数第二次分裂其实是有丝分裂

考点三 减数分裂(精子与卵细胞的形成过程) 1.精子的形成过程:

细胞质不均等分裂

联会

四分体

卵原细胞

初级卵母细胞

第一极体

细 胞 质 均 等 分 裂
细 胞 质 不 均 等 分 裂

第 二 ↘ 极 体 退化

卵细胞

次级卵母细胞

2.卵细胞的形成过程:

3.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较:
减数第一次分裂 不分裂 2N→N,减半 减数第二次分裂 分裂 N→2N→N,不减半 2C→C,减半

着丝点 染色体数 目 DNA含量

4C→2C,减半 同源染色体联会 ,形成四分体, 染色体主 同源染色体分离 要行为 ,非同源染色体 自由组合

着丝点分裂,染色 单体分开

4.精子形成与卵细胞形成过程的异同点:
精子形成 动物精巢 卵细胞形成 动物卵巢 两次分裂都是不均 等分裂 1个卵原细胞→1个 卵细胞

形成场所 细胞质 分裂方式 产生的生 殖细胞数 生殖细胞 是否变形 相同点

两次分裂都是均等分裂

1个精原细胞→4个精细 胞 精细胞要经过变形成为 卵细胞不需要变形 精子 都是染色体复制一次,细胞连续分裂两次, 子细胞内染色体数目减半

5.减数分裂过程中染色体数目及核DNA含量的变化。 (1)减数分裂过程中染色体和核DNA数量变化规律:
减数第一次分裂 减数第二次分裂

时期
染色体

间期(复制前后) 前 期 前 后
2n 2n 2n 4n 2n 4n

中 后 前 中 后 末 期 期 期 期 期 期
2n 4n 2n 4n 4n n 2n n 2n 2n 2n n n

变 形 后

DNA
染色单体

n n

0-4n

4n

4n

4n

2n

2n

0

0

0

(2)减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线:

考点四 减数分裂和有丝分裂的比较
1.列表比较。 减数分裂 有丝分裂 发生分裂的细胞 精巢或卵巢中的原始 体细胞 类型 生殖细胞 不 有联会,出现四分体, 无联会,无 同 同源染色体行为 交叉互换 四分体 点 复制一次, 细胞连续分 复制一次, 细 复制与分裂次数 裂二次 胞分裂一次 子细胞类型和数目 精子 4 个、 卵细胞 1 个 体细胞 2 个

染色体数变化 染色单体数变化 不 DNA 分子数变化
同 点

可能发生的变异

减数分裂 有丝分裂 2N→N→2N→N 2N→4N→2N 0→4n→2n→0 0→4n→0 2c→4c→2c→c 2c→4c→2c 基因突变、染色 基因突变 体变异和基因重 (频率极低)、 组 染色体变异

减数分裂 有丝分裂 (1)在细胞分裂过程中都有纺锤丝出现 相同点 (2)染色体在细胞分裂过程中都只复制一次 减数分 裂和受精作用 维 在个体发育中,维持了 意 义 持了生 物体亲子代之 间 亲 子 代 细胞 之 间遗 传 遗传的稳定性 性状的稳定性

2.有丝分裂、减数分裂图像的识别(以二倍体生物为例)。 (1)主要时期的图像如下: 前期

中期

后期

精子与卵细胞形成过程有关细胞鉴别

(3)图像鉴别方法二: 根据减数分裂和有丝分裂过程中染色体的特征行为记忆:

特别提示:
(1)该鉴别法仅适用于二倍体。

(2)多倍体(如四倍体)减数分裂,子细胞中有同源
染色体,可根据子细胞染色体数目减半推断是减数

分裂。
(3)二倍体的单倍体(如玉米的单倍体)体细胞进行

有丝分裂,子细胞中虽无同源染色体,但可根据子
细胞内染色体数与母细胞相同推断为有丝分裂。如 下图:

考点五

动物和精(卵)原细胞产生精子和卵细胞的种类

一个精原细胞产生配子种类为2种;(不考虑交叉互换,下 同) 一个卵原细胞产生配子种类为1种; 一个次级精(卵)母细胞产生的配子种类为1种; 同源染色体的对数)。

一种精(卵)原(或一个生物体)产生的配子种类为2n种(n为

考点六 关系

有丝分裂、减数分裂和受精作用三者之间的

考点七 :观察细胞的减数分裂
?1、实验原理:蝗虫的精母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:减数第一次分裂和减数第二次分裂。 在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目 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。 (1).实验材料的选择 (1)一般来说,雄性个体产生的精子数量远远多于 雌性个体产生的卵子数量,因此在选择观察减数 分裂的材料时,要选择分裂旺盛的雄性个体生殖 器官,如动物精巢,植物花药。

(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时
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Ⅱ分裂,所以要完整观察

减数分裂各时期的图像,特别是减Ⅱ分裂图像,一
般不选择雌性个体的生殖器官。

2.实验流程 (1)装片制作:(同有丝分裂装片制作过程) 解离→漂洗→染色→压片 (2)显微观察

特别提示 :
精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行 减数分裂,因此可以观察到染色体数为N、2N、 4N等不同的细胞分裂图像。

(

考点一 对减数分裂的概念的理解 (2012· 深圳模拟)下列有关减数分裂的叙述,正确的是 ) A.是一种特殊的有丝分裂 B.在形成有性生殖细胞的过程中发生 C.染色体复制 2 次,细胞分裂 2 次 D.分裂的结果必定是形成 4 个生殖细胞

解析 减数分裂是产生有性生殖细胞的过程中发生的,是一 种特殊的有丝分裂的过程;在减数分裂的过程中染色体复制(即 DNA 复制)一次,但细胞连续分裂两次;分裂的结果是新产生的 生殖细胞中染色体数目是原始的生殖细胞的染色体数目的一 半;产生的有性生殖细胞是 1 个卵细胞或 4 个精子。

答案 AB

解题技巧:本题考查对减数分裂概念的理解,关键要理解 减数分裂的特点以及分裂的结果。

跟踪训练1 在减数分裂过程中,含有与体细胞相同的染色 体数,但不含有同源染色体的时期是( ) A.第一次分裂中期 B.第一次分裂后期 C.第二次分裂前期 D.第二次分裂后期

【答案】D

【解析】减数分裂过程中,减数第二次分裂过程不含有同 源染色体。减数第二次分裂的前期、中期,染色体数目为体细 胞的一半,而减数第二次分裂的后期因着丝点分裂,染色体数 目又暂时加倍,恢复到与体细胞相同的数目。

考点二 同源染色体、染色体与四分体的关系 就一对联会的同源染色体而言,其着丝点数、染色单 体数和多核苷酸链数分别是( ) A.2、4 和 4 C.4、4 和 4 B.2、8 和 4 D.2、4 和 8

解析 减数分裂过程中同源染色体发生联会,联会的一对同 源染色体含有 2 条染色体, 个着丝点, 条染色单体, 个 DNA 2 4 4 分子,8 条多核苷酸链。

答案 D
解题技巧:本题要求掌握同源染色体、染色体与四分体等 基本的概念,而解题的关键则在于考生要抓住相互之间的数量 关系:一个四分体=一对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单 体=4 个 DNA 分子。

跟踪训练2 下列关于四分体的叙述,正确的是(

)

A.每个四分体包含一对同源染色体的 4 条染色单体 B.四分体就是 4 条染色单体 C.复制后的同源染色体都形成四分体 D.四分体时期的下一个时期是联会

【答案】A

【解析】只有在减数分裂过程中,同源染色体复制并且联 会之后才能够形成四分体。

考点三 减数分裂(精子与卵细胞的形成过程) 下图为精原细胞增殖以及形成精子过程示意图。图中 标明了染色体与染色体上的基因。设①③细胞都处于染色体的 着丝点向两极移动的时期。

据图分析,下列叙述不正确的是(

)

A.①中无同源染色体,染色体数目为 4n,DNA 数目为 4a B.②中有同源染色体,染色体数目为 2n,DNA 数目为 4a C.③中无同源染色体,染色体数目为 2n,DNA 数目为 2a D.②有姐妹染色单体,①③均无姐妹染色单体

解析 ①为精原细胞有丝分裂后期的图,有同源染色体,故 A 错误。③为减数第二次分裂后期,无同源染色体。

答案 A

解题技巧:解答此题的关键是识记有丝分裂和减数分裂中 染色体数目和 DNA 含量的变化。

跟踪训练3 (2010· 江苏卷改编)人类精子形成过程中, 下列说 法不正确的是( ) A.细胞中染色单体数最多可达 92 条 B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 1 D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为223

【答案】D

【解析】本题考查了减数分裂的过程及考生理解能力。人 精子形成过程中,经过减数分裂,在减数第一次分裂过程中, 染色体经过复制,染色单体可达到 92 条,A 项正确;在减数分 裂第一次分裂过程中,联会的同源染色体的非姐妹染色单体之 间可以发生交叉互换,因此姐妹染色单体携带的遗传信息可能 是不同的。故 B、C 是正确的。同一个精原细胞可以产生 4 个两 两相同的两种配子,因此,一个精原细胞产生两个相同精子的 概率最大为 1(100%)。故 D 错误。

考点四 减数分裂和有丝分裂的比较 下列关于有丝分裂和减数分裂过程中 DNA 分子和染 色体数目的叙述,正确的是( ) A.有丝分裂间期细胞中染色体数目因 DNA 复制而加倍 B.有丝分裂后期细胞中 DNA 分子数目因染色体着丝点分 裂而加倍 C. 减数第一次分裂后细胞中染色体数目因同源染色体分离 而减半 D.减数第二次分裂过程中细胞中染色体与 DNA 分子数目 始终不变

解析 有丝分裂间期,DNA 复制,DNA 数目加倍,但染色 体的数目并没有因此加倍,染色体的数目应该是在有丝分裂后 期姐妹染色单体分离后才加倍。故 A、B 均错。减数分裂过程中 染 色 体 的 数 目 和 DNA 分 子 数 目 的 变 化 规 律 分 别 是 : 2N→N→2N→N 和 2c→4c→2c→c。

答案 C
解题技巧:学生易造成失误的原因是对有丝分裂和减数分 裂各时期的特点分辨不清,且容易混淆,故在复习时要强化记 忆。

跟踪训练4 若洋葱根尖分生区细胞中,由一个着丝点相连 的两条染色单体所携带的基因不完全相同,其原因是( ) A.发生了自由组合 B.发生过交叉互换 C.联会发生了紊乱 D.复制出现了差错

【答案】D
【解析】根尖分生区细胞不进行减数分裂,因此没有自由 组合、交叉互换和联会现象。

考点五 有丝分裂、减数分裂图像的识别 以下为某植物生殖细胞形成过程中某些时期的示意 图,正确的描述是( ) A.①纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开 B.②纺锤丝牵引着同源染色体向细胞两极移动 C.③同源染色体排列在赤道板上 D.④减数第一次分裂染色体排列在赤道板上

解析 本题考查减数分裂各时期图像的辨别以及减数分裂 各时期特点的掌握。首先要先确定不同的图像分别代表哪种分 裂时期的图像,其中图像①是减数第一次分裂后期的图像,表 示同源染色体的分离;图像②表示减数第二次分裂后期的图像, 表示姐妹染色单体分开的过程;图像④表示减数第二次分裂染 色体排列在赤道板上。

答案 C

解题技巧:对图像的辨别,关键要掌握减数分裂各时期的 特点,以及减数分裂过程中,染色体的行为变化和数目变化的 特征。减数分裂过程中,染色体的行为变化依次为:染色体复 制→联会形成四分体→四分体排列在赤道板两侧→同源染色体 分离,非同源染色体自由组合→染色体数目减半→着丝点分开, 染色单体分离。

跟踪训练5 下图表示同一生物不同时期的细胞图(仅画出部 分染色体),下列相关说法不正确的是( ) A.图①的子细胞不可能是卵细胞;而非同源染色体自由组 合发生在②的下一时期 B.图②、④所示过程仅发生在某些器官中,图②分裂后立 即进入下一个细胞周期 C.图③染色体、染色单体、核 DNA 之比为 1∶2∶2,是 观察染色体形态和数目最好的时期 D.图④是减数第二次分裂的后期细胞,细胞分裂完成后将 形成 2 个精子细胞或第二极体

【答案】B

【解析】①是有丝分裂后期细胞,分裂完成后形成两个体 细胞。②表示减数分裂Ⅰ中期细胞,到减数分裂Ⅰ后期时,同 源染色体分离,非同源染色体发生自由组合。细胞周期是对连 续进行有丝分裂的细胞而言。③是有丝分裂中期的细胞,其染 色体、染色单体、核 DNA 之比为 1∶2∶2,是观察染色体形态 和数目最好的时期。图④是减数第二次分裂的后期细胞,细胞 分裂完成后将形成 2 个精子细胞或第二极体。

考点六 有丝分裂、减数分裂和受精作用三者之间的关系 高等动物的生命周期可概括为如下图所示过程。图中 的①~④表示生理过程,n 表示染色体数目。下列说法不正确的 是( ) A.①表示减数分裂形成配子 B.④、②表示个体发育的两个阶段 C.①和③使生物体前后代染色体数保持相对稳定 D.个体发育的起点是幼体

解析 本题主要考查有丝分裂、减数分裂以及个体发育之间 的内在联系。生物体发育成熟之后便可通过减数分裂(①过程) 产生配子。雌雄配子经过受精作用(③过程)形成受精卵。受精卵 是个体发育的起点。受精卵经过有丝分裂和细胞分化共同完成 个体发育的过程。

答案 D
解题技巧: 解决此考点的知识关键是要掌握有丝分裂、 减 数分裂和受精作用的本质和关系, 并要注意受精卵实际已是体 细胞了。

跟踪训练6 如图表示在不同生命活动过程中,细胞内染色体 的变化曲线,下列叙述正确的是( )

A.a 过程没有姐妹染色单体 B.b 过程细胞数目不变 C.c 过程发生细胞融合 D.d 过程没有同源染色体

【答案】C

【解析】 过程包含减数第一次分裂时期, a 有姐妹染色单体; b 过程为减数第二次分裂时期,其末期细胞数目增加;c 过程包 含受精作用,即发生细胞融合;d 过程为有丝分裂,有同源染色 体。

考点七 细胞分裂知识的综合应用 图 1 表示某动物精巢内细胞分裂不同时期与核内 DNA 数量变化的关系,图 2 为处于细胞分裂不同时期的细胞图 像(只表示出部分染色体的模式图)。请据图分析回答下面的问 题:

图1

图2

(1)图 1 中 b→c,f→g 阶段形成的原因是

DNA 的复制(或染色体复制) _____________________________

减数第一次分裂结束 i 点表示____________________。
8 (2)图 2 中,A 图细胞内含有______条染色单体,染色体数

1∶2 与 DNA 分子数之比为______, 初级精母细胞 其细胞名称为__________________。

精细胞 (3)图 2 中,C 图分裂后产生的子细胞的名称为__________, i~j F 图发生在图 1 中的_______阶段。

B、E (4)图 2 中发生在图 1 中 a→e 过程的图像为________,进行
有丝 的是________分裂过程。

解析 本题综合考查学生对细胞分裂各方面知识的理解。图 1 的曲线图中 a~e 表示有丝分裂的过程,e~m 表示减数分裂的 过程。因此 b~c、f~g 分别表示有丝分裂间期和减数第一次分 裂间期 DNA 复制的过程。针对图 2,学生要掌握对细胞分裂不 同阶段图像的识别。其中 A 图表示减数第一次分裂后期,B 图 表示有丝分裂中期, 图表示减数第二次分裂后期, 图表示减 C D 数第一次分裂中期,E 图表示有丝分裂后期,F 图表示减数第二 次分裂中期。

解题技巧:本题要求考生掌握对细胞分裂过程中不同时期 的图像以及染色体或 DNA 数量变化曲线图形的识别, 综合性较 强。要求考生必须掌握细胞分裂过程的各种变化特征。

跟踪训练7 图 1 表示基因型为 AaBb 的雌性动物细胞分裂过 程中细胞核内 DNA 和染色体数目的变化, 2 是两个不同时期 图 的细胞分裂图像。请据图回答:

乙 (1)图 1 中表示染色体数目变化的曲线是______,其中 AF
段与 GH 段的染色体数目相同,

同源染色体(或染色单体) 但后者不含________________________。
BC (2)图 1 中基因突变发生在________区段,染色体的交叉互 CD 换发生在________区段。

AaBb (3)图 2 中①细胞移向同一极的基因是______,②细胞产生 AABB 或 aabb 的一个子细胞中基因组成是__________________。

(4)若该动物产生了一个基因型为 Ab 的生殖细胞, 请在方框 内画出与 GH 段对应的细胞分裂图像。

【方法导航】 本讲的难点是有关减数分裂以及有性生殖的相关知识。在 复习的过程中要重视本讲与其他单元的联系。例如:减数分裂 与有丝分裂的联系,减数分裂的知识与孟德尔遗传定律的联系, 减数分裂的知识与人类染色体异常以及细胞分裂图像与染色体 (DNA)变化曲线图等的联系。

【高考预测】 从近三年的各省理综高考试题分析,对本讲考查的形式多 样,如选择、简答、综合分析和实验等,分值较大,从考查的 内容上看,本讲的内容将继续成为今后理综高考考查的重点内 容,并且内容更综合。例如将本讲的知识与有丝分裂的知识相 联系;将细胞分裂图像与染色体(DNA)变化曲线图相联系;将减 数分裂的过程与遗传的基本规律与生物的变异等知识综合起 来,以选择题或非选择题的形式考查。

【预测演练】 下列是有关细胞分裂的问题。图 1 表示细胞分裂的不同时 期与每条染色体 DNA 含量变化的关系; 2 表示处于细胞分裂 图 不同时期的细胞图像,请据图回答:

图1

图2

DNA 复制(或染色体复制) (1)图 1 中 AB 段形成的原因是________________________
S ,该过程发生于细胞分裂间期的______期,图 1 中 CD 段形成的

着丝点分裂染色单体分开 原因是________________________。 乙、丙 (2)图 2 中__________细胞处于图 1 中的 BC 段。图 2 中 甲 ________细胞处于图 1 中的 DE 段。
8 (3)就图 2 乙分析可知,该细胞含有________条染色单体,

1∶2 染 色 体 数 与 DNA 分 子 数 之 比 为 __________ , 该 细 胞 处 于 减数第一次 后 ________________分裂的________期,其产生的子细胞名称为
次级卵母细胞和第一极体 ______________________________。


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