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第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用考纲考情三年26考高考指数：★★★★★1.细胞的减数分裂Ⅱ2.动物配子的形成过程Ⅱ3.动物的受精过程Ⅱ实验：观察细胞的减数分裂三年考题2014年(11考)：新课标全国卷ⅠT32，山东T28，江苏T4、T28，福建T28，天津T1，安徽T31，海南T22、T29，四川T11，重庆T82013年(8考)：新课标全国卷ⅠT2，山东T27，江苏T8、T9，福建T5，天津T2，安徽T4，海南T282012年(7考)：山东T27，江苏T8、T10、T14、T28，天津T2、T6考情播报1.考查内容：主要是减数分裂细胞图像的识别、减数分裂过程中染色体数目和行为、DNA分子数的变化等。2.考查方式：结合图形考查基本概念及分裂时期的判断，常与基因分离定律和自由组合定律结合起来考查知识的分析与应用情况。3.考查题型：以选择题为主，较少出现在非选择题中，属于中档题。【知识梳理】一、对减数分裂的理解1.范围：进行_____生殖的生物。2.时期：从_________细胞→_________细胞。3.特点：染色体复制一次，细胞_____________。4.结果：生殖细胞中___________是原始生殖细胞中的一半。有性原始生殖成熟生殖连续分裂两次染色体数目二、精子和卵细胞的形成过程1.精子的形成过程：时期图像主要特点减数第一次分裂前期同源染色体联会，形成_______减数第一次分裂中期___________排列在赤道板上四分体同源染色体时期图像主要特点减数第一次分裂后期同源染色体分开，非同源染色体_________，并移向两极减数第二次分裂前期染色体散乱分布于细胞中自由组合时期图像主要特点减数第二次分裂中期_______排列在赤道板上减数第二次分裂后期_______分裂，_____________分离并移向两极着丝点着丝点姐妹染色单体2.卵细胞的形成过程：复制四分体卵细胞着丝点姐妹染色单体3.精子和卵细胞形成过程的差异：精子形成过程卵细胞形成过程场所睾丸卵巢细胞质分裂方式____________________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、__个极体均等分裂不均等分裂变形413三、受精作用1.概念：_____________相互识别、融合成为_______的过程。2.实质：精子的_______与卵细胞的细胞核融合。3.结果：受精卵中___________与体细胞相同，其中一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。卵细胞和精子受精卵细胞核染色体数目【小题快练】1.考题诊断：(1)(2013·江苏高考T9B)因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮。()【分析】显微镜的放大倍数与视野亮度是相反的，显微镜的放大倍数越高(高倍镜)，镜头透光直径越小，通光量越小，照在细胞单位面积上的光能就越少，视野越暗，所以将视野调亮的原因是本实验要换用高倍镜观察，而不是因观察材料较少，性母细胞较小。×(2)(2013·安徽高考T4A)人类的47，XYY综合征个体的形成与减数分裂同源染色体联会行为有关。()【分析】减数分裂同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期，而XYY综合征个体的形成是由于减数第二次分裂后期着丝点分裂后染色体移向同一极所致。(3)(2014·天津高考T1B)着丝点分裂一定导致DNA数目增多。()【分析】DNA复制导致其数目增多，着丝点的分裂导致染色体数目加倍。××2.易错诊断：(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。()【分析】减数分裂过程中成对的同源染色体分离，产生的子细胞中没有成对的染色体。(2)所有的细胞分裂都存在四分体。()【分析】联会形成四分体结构是减数第一次分裂特有的现象，也是判断该时期的重要依据，交叉互换发生在这个时期。××(3)同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期。()【分析】同源染色体的配对发生在减数第一次分裂的前期。(4)在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂。()【分析】在减数分裂过程中，由于减数第一次分裂时同源染色体的分离，导致染色体数目减半。×√3.教材研习：(必修2P26基础题T2改编)从配子的形成和受精作用两个方面分析，下列叙述不是遗传的多样性和稳定性的原因的是()A.四分体时期，非姐妹染色单体间互换部分遗传物质B.非同源染色体的自由组合C.受精时精子和卵细胞染色体的自由组合D.通过减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞中染色体数目维持恒定【解析】选C。四分体时期，非姐妹染色单体间互换部分遗传物质以及减数第一次分裂过程中非同源染色体的自由组合和精卵细胞的随机结合导致遗传的多样性；通过减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞中染色体数目维持恒定，保证了前后代遗传性状的相对稳定；但受精作用只是精卵细胞结合，使受精卵及其发育成的个体体细胞中又可以恢复该种生物的染色体数目，而不是染色体的自由组合。4.动物精巢中产生精原细胞的增殖方式是()A.减数分裂B.有丝分裂C.无丝分裂D.有丝分裂和减数分裂【解析】选B。精原细胞属于特殊的体细胞，体细胞的增殖靠有丝分裂实现，精原细胞经减数分裂产生精细胞。5.下列关于同源染色体的叙述，正确的是()A.减数分裂中配对的染色体B.在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体C.在人的精原细胞中没有同源染色体D.一条来自父方，一条来自母方的染色体【解析】选A。必须同时具备三个条件才能确定是同源染色体：第一是来源方面，必须是一条来自父方，一条来自母方；第二是形态大小方面，除性染色体外，形态大小一定相同；第三是功能方面，相同位置上携带的是相同基因或等位基因。对于多数生物的体细胞来说，一定含有同源染色体，精原细胞属于特殊的体细胞；联会的两条染色体一定是同源染色体，同源染色体只有在减数分裂过程中才发生联会现象。6.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()A.1B.2C.3D.4【解析】选B。正常情况下，人的卵原细胞有X染色体两条，初级卵母细胞进行减数第一次分裂过程中，由于着丝点不分裂，染色体数目不加倍，所以一个初级卵母细胞中含有的X染色体条数仍为2条，产生的次级卵母细胞或第一极体在减数第二次分裂过程中含有X染色体1条或2条(后期着丝点分裂，染色体数目加倍)，卵细胞或第二极体中X染色体只有1条。7.关于某同学在做“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验时的下列表述，不正确的是()A.先用低倍镜找出各时期的细胞B.在高倍镜下能观察到染色体的形态和数目C.能观察到减数第一次分裂中期有姐妹染色单体D.能观察到减数第二次分裂中期有同源染色体【解析】选D。蝗虫是二倍体生物，细胞中含有两个染色体组，在减数第一次分裂过程中发生了同源染色体的分离，得到的次级精母细胞中无同源染色体，在减数第二次分裂的中期观察不到同源染色体。8.如图为某种动物细胞分裂不同时期的示意图，下列可能属于卵细胞形成过程的是()A.①②④B.②③④C.③④D.④【解析】选C。图①染色单体分开，向两极移动，每极有同源染色体，表示有丝分裂后期。图②同源染色体分开，每条染色体中仍含有两条染色单体，表示减数第一次分裂后期；又因为图②中细胞质均等分裂，因此表示精子的形成过程。图③只有两条染色体，是图②时期染色体数目的一半，因此图③表示减数第二次分裂中期，可以表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体。图④染色单体分开，每极中无同源染色体，而且细胞质不均等分裂，因此，图④表示卵细胞形成过程中的减数第二次分裂后期。【速记卡片】1.减数分裂的场所和结果：(1)场所：动物有精巢和卵巢，植物有雄蕊和雌蕊。(2)结果：染色体和DNA都是正常细胞的一半。2.卵细胞形成过程不同于精细胞形成过程的两大特点：(1)初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分裂。(2)一个卵原细胞一次只能产生一个成熟的卵细胞。3.减数分裂的4个重要概念：(1)联会：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。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。(3)同源染色体：减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。(4)非同源染色体：形态、大小不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。4.减数第一次分裂过程中的四个特殊现象：(1)染色体复制后：同源染色体联会形成四分体。(2)前期：同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。(3)中期：同源染色体分布于赤道板两侧。(4)后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。考点一减数分裂过程中相关概念辨析1.同源染色体和非同源染色体：(1)同源染色体。①来源：一条来自父方，一条来自母方。②形状和大小：一般相同(性染色体除外)。③特点：在减数分裂过程中发生配对。④举例：图中的1和2、3和4。(2)非同源染色体。①来源：可以都来自父方或母方，也可以由来自父方和来自母方的染色体组成。②形状和大小：一般不相同。③特点：在减数分裂过程中不发生配对。④举例：图中的1和3、2和4、1和4、2和3。2.联会和四分体：(1)联会：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。(3)数量关系：1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体(含4个DNA分子)。(4)举例：图中的1和2、3和4联会后形成四分体。3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体：(1)姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体，如上图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。(2)非姐妹染色单体：不同着丝点连着的两条染色单体。①同源染色体上的非姐妹染色单体，如上图中的a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。②非同源染色体上的非姐妹染色单体，如上图中的a和c(c′)、a′和c(c′)、a和d(d′)、a′和d(d′)、b和c(c′)、b′和c(c′)、b和d(d′)、b′和d(d′)。4.交叉互换：(1)图示：(2)时期：减数第一次分裂前期(四分体时期)。(3)范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。(4)交换对象：等位基因(B-b)交换。(5)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(交换的结果)四种配子，产生可遗传变异。【提分技法】同源染色体的判断方法(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象：配对形成四分体的染色体为同源染色体。(2)看有无交叉互换的发生：发生交叉互换的染色体为同源染色体。(3)看细胞所处的时期。①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。②减数第二次分裂后期，上下对应的大小形状完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。(4)看染色体的大小、形状：如果不是减数第二次分裂，则：①有丝分裂后期，每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。②其他时期，大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。【考题回访】1.(2015·青岛模拟)若观察到一个动物细胞中染色体正两两配对。你认为正确的判断是()A.这个细胞可能取自肝脏B.此时细胞的染色体上含有染色单体C.此时细胞中的染色体数和DNA分子数均为体细胞的2倍D.染色单体的形成和染色单体变成染色体发生在同一个细胞中【解析】选B。根据题干可知，染色体两两配对说明此细胞处于减数第一次分裂，正在联会，发生的场所应为生殖器官，A错误；联会时期为减数第一次分裂前期，此时细胞中有染色单体，B正确；减数第一次分裂前期细胞中的染色体数与体细胞中的染色体数相同，DNA分子数是体细胞中DNA分子数的2倍，C错误；染色单体形成于间期，而染色单体消失发生在减数第二次分裂后期，不发生在同一个细胞中，D错误。2.(2015·南阳模拟)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