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第一部分必修②遗传与进化第一章遗传的基本规律及其细胞学基础第16讲减数分裂与受精作用教材基础回扣核心考点整合课上小题专练课后限时练命题视角研析教材基础回扣教材梳理一、减数分裂1．概念：进行有性生殖的生物，在产生____________细胞时进行的染色体数目_______的细胞分裂。□1成熟的生殖□2减半2．特点：染色体只复制_____________，而细胞分裂___________。3．结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少__________。□3一次□4两次□5一半二、精子的形成过程1．间期：______________，最终每条染色体含_______________________。□6DNA的复制□7两条姐妹染色单体2．分裂期(1)减数第一次分裂。①前期：______________联会，形成__________；此时可发生______________的非姐妹染色单体间的交叉互换。②中期：___________排列在赤道板上，______________________两侧。□8同源染色体□9四分体□10同源染色体□11四分体□12着丝点在赤道板③后期：________________分离，非同源染色体自由组合，并移向两极。④末期：细胞均等一分为二。(2)减数第二次分裂。□13同源染色体①前期：___________散乱地分布在细胞中。②中期：____________排列在赤道板上。③后期：___________分裂，_________________分离使染色体加倍，并移向细胞两极。④末期：细胞一分为二。□14染色体□15着丝点□16着丝点□17姐妹染色单体1.精子与卵细胞的形成过程有什么区别？提示精子与卵细胞的形成场所、细胞质是否均分及形成的性细胞的数量不同。三、配子中染色体组合多样性的原因1．同源染色体的分离和非同源染色体的___________。2．同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生_________□18自由组合□19交叉互换。四、受精作用1．概念：精子与卵细胞相互识别，融合成为_________的过程。2．实质：精子的_________与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的____________会合在一起。□20受精卵□21细胞核□22染色体3．结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自________，一半来自________。□23父方□24母方2.卵细胞和精子中所含有的遗传物质含量相等吗？提示细胞核中遗传物质含量(染色体上的)相等，细胞质中遗传物质含量不相等，卵细胞的多于精子的。判断下列说法是否正确：1．精原细胞形成后就只能进行减数分裂。(×)2．同源染色体的大小、形态一定相同。(×)3．在减数第一次分裂中，染色体数目减半。(√)思维小测4．卵细胞形成过程中细胞质都是不均等分裂。(×)5．非同源染色体一定自由组合，不会再出现原来的方式。(×)6．一个精原细胞(2N＝46)产生两个相同精子的概率最大为1223。(×)核心考点整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)同源染色体是指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。如图中的1和2为一对同源染色体，3和4是另一对同源染色体。(2)非同源染色体是指形态、大小不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。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。2．联会和四分体。(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。该时期已完成复制，染色单体已形成，但螺旋程度低观察不到。(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。图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。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：不同着丝点连接着的两条染色单体。如上图中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。4．交叉互换(1)图示(2)时期：减Ⅰ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(未换染色单体)和Ab、aB(交换的结果)，产生可遗传变异。特别提醒(1)同源染色体也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体，X染色体较大，Y染色体较小。大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝点断裂后形成的两条染色体，因不是一条来自父方，一条来自母方，所以不叫同源染色体；但只要是联会的两条染色体，不管大小、形状是否相同，都叫同源染色体；同源染色体既可以是复制之前不含染色单体的，也可以是复制之后含染色单体的。(2)有丝分裂过程中有同源染色体存在，但不出现同源染色体的联会和四分体。(3)四倍体生物的体细胞中每种染色体含有四条相同的同源染色体，所以进行减数第二次分裂时也存在同源染色体，因此，平时研究减数分裂没有特殊说明均以二倍体生物为研究对象。[应用训练1](2012·山东烟台一模)关于细胞分裂的图像，下列说法正确的是()A．图①与图②所示细胞染色体数不同，染色单体数相同B．图②和图③所示细胞各含有2个四分体C．图③和图④所示细胞具有相同的染色体数和不同的染色体组数D．图中所有细胞可以属于同一生物体[解析]图①不含染色单体；图③不含四分体；图③和图④所示细胞都具有4条染色体和2个染色体组。[答案]D1.分裂图象的比较考点二有丝分裂和减数分裂图象的识别特别提醒根据染色体的形态的辨别方法：“三看法”2．减数分裂过程中精卵形成的图象识别(二倍体生物)3．单倍体、多倍体细胞分裂图象[应用训练2](2012·安徽安庆二模)下图为某二倍体生物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析正确的是()A．图②产生的子细胞一定为精细胞B．图中属于体细胞有丝分裂过程的有①③⑤C．图示5个细胞均具有同源染色体D．该生物的体细胞中均含有2个染色体组[解析]图中③⑤为有丝分裂图象，①②④为减数分裂图象，其中②为减数第二次分裂后期图象，无同源染色体。该生物的体细胞在有丝分裂后期含有4个染色体组。由于该组细胞分裂图取自同一生物体，由图④可知该生物为雄性，故图②产生的子细胞一定为精细胞。[答案]A考点三减数分裂中的规律总结1.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较(设体细胞内染色体为2N)。项目减数第一次分裂减数第二次分裂间期复制不复制进行分裂细胞名称性原细胞――→复制初级性母细胞次级性母细胞(或第一极体)项目减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点变化不分裂分裂染色体数目2N→N(减半)N→2N→NDNA分子数目2N→4N→2N2N→N(减半)染色体主要行为有联会、四分体现象，四分体的非姐妹染色单体的交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝点分裂，染色单体分开项目减数第一次分裂减数第二次分裂染色单体无(0)→有(4N)→有(2N)有(2N)→无(0)同源染色体有(N对)无产生子细胞次级性母细胞或第一极体精细胞或卵细胞和第二极体2.减数分裂过程中染色体和DNA的数目变化曲线3．减数分裂与可遗传变异(1)基因突变—减Ⅰ间期DNA复制。(3)染色体变异—减数分裂中可发生染色体结构变异和数目变异。特别提醒(1)交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间。(2)特殊情况下，可能出现同源染色体或姐妹染色单体形成的子染色体移向细胞的同一极，其形成的配子的染色体的数目不再是减半的情况了。(3)减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期或者间期时间很短。[应用训练3](2012·皖南八校联考)某生物兴趣小组观察了几种生物不同分裂时期的细胞，并根据观察结果绘制出如下图形。下列与图形有关的说法中正确的是()A．甲图所示细胞处于有丝分裂后期，在此时期之前细胞中央出现了赤道板B．乙图所示细胞可能处于减数第一次分裂后期，此阶段发生同源染色体的分离C．乙图所示细胞可能处于有丝分裂中期，此阶段染色体着丝点发生分裂D．如果丙图表示精巢内的几种细胞，则C组细胞可发生联会并产生四分体[解析]赤道板是一个虚拟的结构，在细胞有丝分裂过程中不会出现，A项错误；乙图细胞中染色体、DNA与染色单体之比为2：4：4，此时可能处于减Ⅰ前、中期或有丝分裂前、中期，如果处于减Ⅰ后期，细胞内发生同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合，B项正确；有丝分裂中期时，染色体着丝点不发生分离，C项错误；丙图中C组细胞染色体为4N，为有丝分裂的后期，染色体联会并产生四分体发生在减数第一次分裂的过程中，D项错误。[答案]B命题视角研析【导例】基因型为AaBb的一个初级精母细胞，在减数分裂过程中由于突变，使1位点为A,2位点由A→a，该细胞以后的减数分裂正常进行，则其可产生多少种配子()A．1种B．2种C．3种C．4种视角一减数分裂中配子种类的辨析[解析]当未发生突变时，一个初级精母细胞产生4个精子，两两相同，即有2种。当发生如题图所示突变时，该细胞可产生AB、aB(因为A→a)、ab、ab或aB、aB、Ab、ab(因为A→a)3种配子。[答案]C[方法规律]产生配子的种类分析由图可以看出，在只研究两对同源染色体、三对基因的情况下，仅发生基因突变或基因重组，就能产生众多类型的配子。其他有关情况可总结如下：(1)在生物个体水平上(即多个性原细胞)，从染色体角度分析，产生的配子种类为2n，其中n为同源染色体的对数；若从基因型角度分析，在独立遗传时，产生的配子种类也为2n，其中n为等位基因的对数。(2)在单个细胞水平上，1个精原细胞只产生4个精子，不论理论上有多少种可能性，实际上只能是2种；而1个卵原细胞只产生1个卵细胞，故只能是1种。因此，解题时需要注意：①是在个体水平(即多个性原细胞)还是单个细胞水平上求配子类型；②所求的是精子类型还是卵细胞类型；③所求的是配子的基因型类型还是染色体类型；④所求的是几种基因型的配子还是几种配子，若是后者既要考虑基因型又要考虑染色体类型；⑤考虑是否发生了交叉互换或减数分裂异常情况下产生的配子类型。[应用解题1]细胞分裂的过程实质上是细胞内染色体行为变化的过程。下列配子的产生与减数第一次分裂后期染色体的异常行为密切相关的是()A．基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab四种配子B．基因型为DD的个体产生D、d的配子C．基因型为XaY的雄性个体产生XaY的异常精子D．基因型为XBXb的雌性个体产生XBXB的异常卵细胞[解析]基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab四种配子是减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合的结果，属于染色体的正常行为；B项是基因突变的结果；C项是减数第一次分裂后期，X、Y染色体未分离进入同一个细胞，减数第二次分裂正常进行的结果；D项是减数第一次分裂正常，减数第二次分裂后期两个X染色体进入同一个细胞的结果。[答案]C两种分裂方式坐标曲线的比较与辨别视角二有丝分裂与减数分裂的曲线比较(1)区分核DNA的变化曲线和染色体的变化曲线：看“斜线”，曲线中存在斜线的为DNA变化曲线，不存在斜线的为染色体变化曲线。(2)区分开核DNA和染色体的变化曲线后，再区分细胞增殖的方式：①看“染色体数目最大值”，染色体数目最大为4N的，是有丝分裂；染色体数目最大为2N的，是减数分裂。②看“DNA复制和分裂次数”，斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现1次，而竖直下降2次的，为减数分裂；斜线出现1次，而竖直下降1次的，为有丝分裂。③看“结果”，分裂完成后，染色体或核DNA的数量与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。[应用解题2]二倍体生物细胞有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体的DNA含量变化及核DNA含量的变化如图甲、乙、丙所示。图中的①②③④均涉及DNA分子数目减半，其原因完全相同的是()A．①②B．①③C．②④D．③④[解析]①D