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专题8减数分裂与受精作用考纲要求考试内容考试要求学考选考1.染色体的形态、结构及类型aa2.减数分裂及其意义bb3.精子和卵细胞的形成过程及其异同bb4.动物的受精过程bb5.活动:减数分裂模型的制作研究bb6.减数分裂与有丝分裂的异同b-3-特色梳理选考提升减数分裂过程及染色体行为1.染色体的形态和结构(1)染色质状态(分裂间期)→染色体状态(分裂期,染色质经高度螺旋化和反复折叠,形成线状或棒状的小体)(2)每条染色体上都有一个缢缩的着丝粒部位,着丝粒将一条染色体分为两个臂,即长臂和短臂。-4-特色梳理选考提升2.减数分裂过程及意义(1)减数分裂的定义-5-特色梳理选考提升(2)减数分裂的过程(以精细胞为例)时期图像染色体行为变化间期主要进行DNA复制和蛋白质合成前期Ⅰ①同源染色体配对②出现四分体③可能发生交叉现象中期Ⅰ①同源染色体整齐地排列在赤道面两侧②细胞两极发出的纺锤丝附着在相对染色体着丝粒上-6-特色梳理选考提升时期图像染色体行为变化后期Ⅰ①同源染色体分开②非同源染色体自由组合末期Ⅰ①形成两个子细胞②子细胞内染色体数目只有母细胞中的一半,且无同源染色体③每条染色体含两条姐妹染色单体-7-特色梳理选考提升时期图像染色体行为变化前期Ⅱ①时间短②每个染色体仍具有两条染色单体中期Ⅱ染色体的着丝粒与纺锤丝相连,整齐排列在细胞中央的赤道面上后期Ⅱ①每条染色体的着丝粒一分为二②染色单体变为染色体,且在纺锤丝的牵引下移向两极末期Ⅱ①染色体平均分配到两极②两个子细胞分裂成四个子细胞-8-特色梳理选考提升(3)减数分裂的意义①减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目的恒定。②减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础,有利于生物对环境的适应和进化。-9-特色梳理选考提升题型一减数分裂基本过程典例精析1(2017课标全国高考Ⅱ,1)已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()D-10-特色梳理选考提升解析A图可表示减数第二次分裂前期,该分裂过程中,含有基因G和基因H(或基因g和基因h)的非同源染色体组合到一起,A项正确;B图可表示减数第二次分裂前期,该分裂过程中,含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色体组合到一起,B项正确;C图可表示减数第二次分裂结束,分裂结束后的子细胞中,含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色体组合到一起,C项正确;减数第一次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,因此正常情况下,减数分裂形成的配子中不应该含有同源染色体和等位基因,D项错误。-11-特色梳理选考提升导师点睛MⅠ期与MⅡ期一些特点比较(1)减数分裂过程中,染色单体形成于减数分裂的间期,消失于后期Ⅱ。(2)对于二倍体生物而言,MⅠ期含有同源染色体,MⅡ期不含有同源染色体。(3)孟德尔定律发生时期为MⅠ期。(4)对于减数第二次分裂而言,需特别注意后期Ⅱ,此时期不含有同源染色体,但细胞的数目和体细胞相同。-12-特色梳理选考提升题型二减数分裂过程中物质变化典例精析2(2017浙江4月选考,23)二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中,不同时期细胞的核DNA相对含量和染色体数目如下图所示(丙中无同源染色体)。下列叙述错误的是()-13-特色梳理选考提升A.乙时期的细胞和丙时期细胞均含有两个染色体组B.甲→乙过程中DNA复制前需要合成RNA聚合酶C.乙→丙过程中可发生基因重组和基因突变D.丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离答案D-14-特色梳理选考提升解析分析图示,甲、乙、丙、丁分别表示G1期、G2期和减数第一次分裂各时期、减数第二次分裂后期、减数第二次分裂末期。在减数第一次分裂各时期,细胞中均含有两个染色体组;减数第二次分裂后期,由于染色体着丝粒分裂,细胞仍含有两个染色体组,A项正确。甲→乙,DNA复制需要相应聚合酶的催化,因此在DNA复制前,需要转录出相应RNA,然后合成DNA复制所需的聚合酶,转录RNA的过程需要RNA聚合酶,B项正确。乙→丙,DNA已经复制完毕,可能发生基因重组,细胞质DNA可能在DNA复制过程中发生基因突变,C项正确。丙表示减数第二次分裂后期,着丝粒已分裂,D项错误。-15-特色梳理选考提升知识强化减数分裂过程中曲线和柱形图对应的各分裂时期模型-16-特色梳理选考提升(1)甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞;戊为性细胞。(2)染色体数目减半发生在减Ⅰ末期,是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的,减数第二次分裂时染色体数量变化为n→2n→n,没有减半。(3)减Ⅱ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同,不同的是没有同源染色体。(4)染色体/DNA变化规律及原因1∶11∶21∶1-17-特色梳理选考提升精子和卵细胞的形成过程及受精作用1.精子与卵细胞形成的主要差异(以哺乳动物为例)精子卵细胞部位动物睾丸动物卵巢原始生殖细胞精原细胞卵原细胞减数第一次分裂1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞(等大)1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母+1个第一极体减数第二次分裂2个次级精母细胞→4个精细胞①1个次级卵母细胞→1个卵细胞+1个第二极体②1个第一极体→2个第二极体-18-特色梳理选考提升精子卵细胞部位动物睾丸动物卵巢是否变形变形不变形细胞质分裂情况两次分裂都均等只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等-19-特色梳理选考提升精子卵细胞部位动物睾丸动物卵巢图形比较-20-特色梳理选考提升2.配子中染色体组合具有多样性的原因(1)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。(2)同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换。3.受精作用-21-特色梳理选考提升题型一精子、卵细胞形成过程比较典例精析1(2017浙江温州中学期中)下图是某高等动物(基因型Aa)体内四个正在分裂的细胞,下列说法正确的是()A.图甲表示的细胞中有8个染色体,正在进行减数第二次分裂B.卵巢会出现这四种细胞,图乙表示次级卵母细胞C.如果图甲1号染色体上有A基因,一般情况下,染色体4和8上有a基因D.乙、丙、丁细胞均含有同源染色体C-22-特色梳理选考提升解析由分析可知,图甲表示的细胞处于有丝分裂的后期,A项错误;根据图丙的不均等分裂可知,该生物的性别为雌性,因此如果这四种细胞在同一器官中出现,则该器官是卵巢,图乙是(第一)极体,B项错误;A和a是位于同源染色体相同位置上的等位基因,图甲中1号染色体的同源染色体是4号和8号,所以在正常情况下,如果1号染色体上有A基因,一般情况下,染色体4和8上有a基因,C项正确;图中含有同源染色体的细胞是甲、丙,不含同源染色体的细胞是乙、丁,D项错误。-23-特色梳理选考提升易错警示(1)正常情况下(即没有突变和交叉互换),一个精原细胞分裂形成4个精子,2种基因型;一个卵原细胞形成1个卵细胞,1种基因型。(2)胞质均等分裂的除了精子的形成过程外,还有极体的分裂。(3)胞质不均等分裂的细胞,若有同源染色体,则为初级卵母细胞;若无同源染色体,则为次级卵母细胞。(4)一般而言,分化程度越高,细胞的全能性越低,但是精细胞和卵细胞除外,两者分化程度高,全能性也高。(5)减数分裂过程中,若细胞不均等分裂,一定为雌性;若细胞均等分裂,处于减数第一次分裂后期,则为雄性,处于减数第二次分裂后期,可能为雄性,也可能为雌性。-24-特色梳理选考提升题型二减数分裂产生配子类型分析典例精析2某动物的基因型为AaBb,这两对基因独立遗传,若它的一个卵原细胞经减数分裂后产生的4个细胞中,有1个卵细胞的基因型为Ab,那么另外3个极体的基因型分别是()A.Ab、aB、abB.AB、ab、abC.ab、AB、ABD.Ab、aB、aB解析由题意知,基因型为AaBb的动物产生的卵细胞的基因型为Ab,因此由次级卵母细胞形成的极体的基因型为Ab,第一极体的基因型为aaBB,由第一极体产生的2个极体的基因型为aB。D-25-特色梳理选考提升技巧总结配子来源的判断(1)若两个精细胞中染色体组成完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。-26-特色梳理选考提升题型三受精作用典例精析3(2017浙江绍兴一中回头考)下图是进行有性生殖生物的个体发育过程示意图,下列有关说法错误的是()A.过程Ⅲ是在细胞分裂和细胞分化的基础上进行的B.基因突变、基因重组和染色体变异均可发生在Ⅰ过程C.在地球出现能进行有性生殖的生物以后,生物进化的步伐大大加快了D.新个体细胞中的线粒体的遗传物质既来自精子,也来自卵细胞D-27-特色梳理选考提升解析由受精卵发育为新个体的过程中,既有细胞数目的增加又有细胞种类的增加,这一过程建立在细胞分裂和分化的基础上,A项正确;基因突变发生在DNA复制过程中,即细胞分裂间期,基因重组发生在减数第一次分裂前期和后期,染色体变异发生在有丝分裂或减数分裂过程中,B项正确;有性生殖生物的可遗传变异类型远多于无性生殖生物,为生物进化提供了更多的原材料,加快了生物进化的步伐,C项正确;由于精子中只有细胞核和极少量的细胞质,新个体细胞中的线粒体应来自于卵细胞,D项错误。易错提醒(1)受精卵中核遗传物质雌雄个体各提供一半,但是总遗传物质中卵细胞提供的量大于精子。(2)受精作用发生时,雌雄遗传物质随机结合,但这不属于基因重组,有性生殖时基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期。-28-特色梳理选考提升减数分裂模型制作1.实验目的模拟减数分裂过程,加深对减数分裂的理解。2.实验步骤(1)制作染色单体:颜色相同的橡皮泥制作染色单体。(2)制作同源染色体:颜色不同,大小形态相同的橡皮泥表示。(3)绘制纺锤体:模拟减数第一次分裂绘制1个纺锤体,模拟减数第二次分裂绘制2个纺锤体,第二次绘制的纺锤体要与第一次绘制的纺锤体垂直。(4)减数分裂产生的细胞的绘制:在每一条染色体的外围画一个圆圈,代表新的细胞,共画4个圆圈。-29-特色梳理选考提升题型减数分裂模型的制作典例精析某同学进行了减数分裂模型的制作研究,利用蓝色和红色橡皮泥制作染色单体,铁丝代表着丝粒,白纸表示细胞。有关制作过程,下列叙述正确是()A.将大小相同、颜色不同的染色单体扎在一起表示染色体复制B.将大小不同、颜色相同的染色体放在赤道上配对表示联会C.配对的染色体移向两极时应将铁丝解开D.整个模拟过程需在白纸上画3个纺锤体D-30-特色梳理选考提升解析姐妹染色单体是间期复制形成的,两者完全相同,因此在减数分裂模型的制作中,用同种颜色的橡皮泥表示姐妹染色单体,A项错误;联会是指同源染色体两两配对,而同源染色体的大小一般相同,往往用不同颜色表示,因此将大小相同、颜色不同的染色体进行配对表示联会,B项错误;同源染色体在减数第一次分裂后期分离,此时着丝粒不分裂,因此配对的染色体移向两极时不应将铁丝解开,C项错误;整个模拟过程需在白纸上画3个纺锤体,D项正确。导师点睛减数分裂模型制作需要正确表示出姐妹染色单体、同源染色体。由于整个模拟过程在一张白纸上完成,因此需要通过绘制纺锤体表示细胞分裂过程,模拟减数第一次分裂需绘制一个纺锤体,模拟减数第二次分裂时需再绘制两个纺锤体,减数第一次和减数第二次绘制的纺锤体垂直。-31-特色梳理选考提升变式训练下图为某同学建构的减数分裂中染色体的变化模型图,其中建构正确的是()A.①③④B.②③④C.①②④D.①②③解析①②中不含同源染色体,且着丝粒分裂,可表示减数第二次分裂后期,①正确,②正确;③中含有同源染色体,且同源染色体正在分离,可表示减数第一次分裂后期,③正确;④中含有同源染色体,但同源染色体移向同一极,不存在该种情况,④错误。D-32-特色梳理选考提升减数分裂与有丝分裂比较(加试)1.二倍体生物细胞三个时期分裂方式的判断(1)三