2024届苏教版高考生物一轮复习减数分裂和受精作用的过程学案

第3课时　减数分裂和受精作用的过程分析

课标要求　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.通过细胞分裂图像辨析染色体、DNA数量变化，培养逻辑思维分析问题能力。

1．减数分裂相关概念

(1)减数分裂的概念

(2)同源染色体和非同源染色体

①同源染色体

a．请据图(精子、卵细胞、受精卵、初级性母细胞)描述同源染色体的概念。

提示　配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。

b．受精卵中1号染色体某位置有A基因，则3号染色体相同位置是A或其等位基因。

c．有丝分裂过程中存在同源染色体吗？有丝分裂后期图中1号和5号是同源染色体吗？

提示　存在；不是。

易错提醒　同源染色体的形状、大小未必都相同；形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体；有丝分裂过程中始终存在同源染色体。

②非同源染色体

指形状、大小一般不相同，且在减数分裂过程中不发生联会的染色体。如图受精卵中的1和2(或4)、3和2(或4)。

前挂后连　细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。

(3)联会：减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。

(4)四分体：联会的同源染色体因含有四条染色单体，称为四分体。

提醒　①联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。

②1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＝8条脱氧核苷酸链。

(5)交换：联会时，同源染色体中的非姐妹染色单体之间经常发生对等片段的交换。如图就发生了染色体交换，据图分析交换的意义是增加了配子的种类。

2．精子的形成过程

提醒　必修2 P8旁栏问题和正文：(1)赤道面只是一个虚拟的结构，并不真实存在。(2)减数第一次分裂和减数第二次分裂之间不同生物种类不同，有的没有间期，有的只是短暂间期，都没有DNA复制。(3)减数分裂过程中，2次前期都有核膜、核仁消失，纺锤体出现；2次末期都有核膜、核仁重建和纺锤体的消失。

3．精子和卵细胞形成过程的比较

(1)何为精原细胞、卵原细胞？它们能进行什么方式的分裂？

提示　精原细胞和卵原细胞是原始的生殖细胞，可通过有丝分裂进行增殖，还可以通过减数分裂产生成熟的生殖细胞。

(2)请完善表格：精子和卵细胞的形成过程中的区别和相同点。

(3)减数分裂过程中细胞名称的变化

延伸应用　性别鉴定方式

4.配子的多样性的成因

(1)自由组合(变异类型：基因重组)

据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的动物，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有四种组合结果，因此会形成四种次级精(卵)母细胞，从而形成四种配子。

归纳总结　请完善下表——减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。

(2)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型：基因重组)

5．受精作用

6．减数分裂过程中相关物质变化

(1)染色体数目变化曲线

请结合减数分裂过程中的染色体变化，分析回答：

(2)核DNA数目变化曲线

结合减数分裂过程中的核DNA变化，分析回答：

(3)染色单体数目变化曲线

请结合减数分裂过程中的染色单体数目变化，分析回答：

考向一　减数分裂和受精作用的过程分析

1．(2023·江苏盐城高三模拟)如图为某细胞进行减数分裂时发生的染色体行为。下列有关叙述错误的是(　　)

A．发生的时期是减数分裂前期Ⅰ

B．雌果蝇体内可能发生这种变化

C．等位基因A与a的分离发生在减数第二次分裂

D．该细胞分裂完成后可产生4种基因型的子细胞

答案　C

解析　据图可知，该细胞发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，该行为发生在减数分裂前期Ⅰ，A正确；雌雄果蝇都能进行减数分裂，图示染色体行为可发生在雄果蝇体内，也可发生在雌果蝇体内，B正确；如果A与a发生了互换，则等位基因A与a的分离发生在减数分裂后期Ⅰ和减数分裂后期Ⅱ，C错误；发生图示染色体行为的细胞可产生AB、Ab、aB、ab共4种基因型的子细胞，D正确。

2．如图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关说法不正确的是(　　)

A．甲、丙两细胞都发生了基因重组

B．乙、丁的染色体数都是体细胞的一半

C．图中的细胞均处于细胞分裂后期

D．可表示卵细胞的形成过程的是甲、乙、丁

答案　B

解析　乙和丁细胞都处于减数分裂后期Ⅱ，此时细胞中染色体数暂时加倍，与体细胞染色体数相同，B错误。

3．如图表示人的生殖周期中不同的生理过程，下列有关说法不正确的是(　　)

A．图中细胞全能性最高的是受精卵

B．c过程中精子和卵细胞各提供一半的DNA

C．b1和b2的分裂方式相同，但结果有差异

D．d1和d2的差异由受精卵中性染色体组成决定

答案　B

解析　受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞，而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞，B错误。

考向二　配子的类型和来源分析

4. 如图为二倍体生物某一细胞示意图，该细胞名称可能是(　　)

A．精细胞

B．卵细胞

C．初级卵母细胞

D．次级卵母细胞

答案　D

解析　次级卵母细胞为减数第一次分裂形成的子细胞，不含同源染色体，前期时细胞内的染色体含有姐妹染色单体，且散乱排列在细胞内，D正确。

5．如图1所示为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体之间发生交换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是(　　)

A．①②  B．①③  C．②③  D．③④

答案　B

解析　减数第一次分裂的特点：同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，B项正确。

科学思维　配子来源的判断方法

考向三　减数分裂相关过程中结构或物质数量变化的分析

6．如图表示细胞分裂相关过程中染色体、核DNA数的变化。下列有关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

答案　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核DNA数的变化，则实线表示染色体数的变化。O～a段表示减数分裂前间期，a～c段中b为减数分裂末期Ⅰ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点为姐妹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；基因突变一般发生在细胞分裂间期，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。

7．(多选)如图所示，图Ⅰ是某动物细胞(2n＝4)处于不同分裂时期的图像；图Ⅱ中①～④表示该动物有性生殖时细胞分裂的不同时期，其中a、b、c分别表示某时期一个细胞中三种物质或结构的相对数量。下列说法中正确的是(　　)

A．图Ⅰ中甲、丁细胞染色体数目不同而核DNA数目相同

B．该动物性腺中存在图Ⅰ所示的所有细胞分裂方式

C．图Ⅱ中处于③时期的细胞为次级卵母细胞或极体

D．图Ⅱ中②对应的时期包含了图Ⅰ中的丙

答案　ABD

解析　图Ⅰ中甲中4条染色体，4个核DNA；丁细胞2条染色体，4个核DNA，A正确；该动物性腺中性原细胞既可以进行减数分裂也可以进行有丝分裂，故存在图Ⅰ所示的所有细胞分裂方式，B正确；由图Ⅰ中的丙图细胞细胞质均分可以看出该动物为雄性个体，故图Ⅱ中③时期的细胞不可能为次级卵母细胞或极体，C错误；分析题图可知，图Ⅱ中a表示核DNA，b表示染色体，c表示染色单体，则图Ⅱ中②有染色单体，且染色体数目与体细胞一样，包括前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ，图Ⅰ中的丙处于后期Ⅰ，D正确。

1. (2022·浙江6月选考，21)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①～④表示染色体，a～h表示染色单体。下列叙述正确的是(　　)

A．图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为前期Ⅱ

B．①与②的分离发生在后期Ⅰ，③与④的分离发生在后期Ⅱ

C．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍

D．a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16

答案　D

解析　根据形成四分体可知，该时期处于前期Ⅰ，为初级卵母细胞，A错误；①与②为同源染色体，③与④为同源染色体，同源染色体的分离均发生在后期Ⅰ，B错误；该细胞的染色体数为4，核DNA分子数为8，减数分裂产生的卵细胞的染色体数为2，核DNA分子数为2，C错误；a和e进入同一个次级卵母细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，由次级卵母细胞进入同一个卵细胞的概率为1/2×1/2＝1/4，因此a和e同时进入同一个卵细胞的概率为1/4×1/4＝1/16，D正确。

2．(2019·江苏，11)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是(　　)

A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因

B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8

C．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离

D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子

答案　B

解析　1与2是相同基因，1与3、4可能互为等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同，故均含有基因1～8，B正确；若不考虑交换，1与3会在减数第一次分裂的后期随同源染色体的分开而分离，1与2会在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离，若考虑互换，则1与2可能会在减数第一次分裂的后期随同源染色体分开而分离，1与3可能在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离，C错误；1与5在同一条姐妹染色单体上，5与6是相同的基因，因此1与6的组合不能形成重组配子，D错误。

3．(2017·全国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(　　)

答案　D

解析　A项中两个细胞大小相等，每条染色体上有两条染色单体，两条染色单体上有由DNA复制而来的两个相同的基因，为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞，A正确；B项中两个细胞大小也相等，也为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞，与A项细胞不同的原因是非同源染色体上的非等位基因的自由组合的方式不同，产生了基因组成为ggHH、GGhh的两个次级精母细胞，B正确；C项中4个细胞大小相同，为4个精细胞，两两相同，C正确；D项中虽然4个大小相同的精细胞也是两两相同，但是每个精细胞中不能出现同源染色体、等位基因，D错误。

4．(2021·湖北，13)植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是(　　)

A．多精入卵会产生更多的种子

B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定

C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2

D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合

答案　A

解析　多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体，破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，A错误。

一、易错辨析

1．有丝分裂和减数分裂都有细胞周期(　×　)

2．同源染色体携带的遗传信息一定相同(　×　)

3．同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间(　×　)

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．减数第一次分裂中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍(　×　)

二、填空默写

1．(必修2 P8)同源染色体：是指分别来自父方、母方的一对染色体，它们的形态、大小和着丝粒位置一般都相同。减数分裂时，同源染色体可两两配对。

2．(必修2 P8)联会：同源染色体两两配对的现象。

3．(必修2 P8)联会的同源染色体因含有四条染色单体，称为四分体。

4．(必修2 P8)减数第一次分裂染色体数目减半的原因是同源染色体分离，并分别进入两个子细胞。

5．(必修2 P12)通过减数分裂和受精作用，每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定，也实现了遗传物质的重新组合。

6．(必修2 P12)有性生殖：由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞或配子的结合成为合子(如受精卵)，再由合子发育成新个体的生殖方式。由合子发育成的子代具备了双亲的遗传特性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。

三、构建模型

1．请分别绘制减数第一次分裂、减数第二次分裂前、中、后六个时期的细胞分裂图像(以卵原细胞内含有六条染色体为例)。

提示　如图所示

2．请绘制二倍体生物减数分裂相关过程中的物质变化图。

(1)染色体数目变化图

提示　如图所示

(2)核DNA数目变化图

提示　如图所示

(3)染色单体数目变化图

提示　如图所示

(4)每条染色体上DNA数量变化

提示　如图所示