高考生物提分秘籍：专题14《减数分裂和受精作用》教学案（含答案）教案

1．细胞的减数分裂(Ⅱ)。2．动物配子的形成过程(Ⅱ)。3．动物的受精过程(Ⅱ)。4．实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。热点题型一    减数分裂 例1、（年海南卷，21）若要表示某动物细胞（2n）减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是（　　） 　　　　　【答案】D【解析】减数分裂第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体含2条单体，D正确。【变式探究】某动物的精子中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在染色体数、四分体数、染色单体数、DNA分子数，脱氧核苷酸链数分别是 (　　)A．32、16、64、64、128  B．32、8、32、64、128C．16、8、32、32、64 D．16、0、32、32、64【答案】A【解析】精子是精原细胞经过两次分裂得到的，其染色体是精原细胞的一半，因此精原细胞中有同源染色体16对，初级精母细胞是精原细胞复制产生的，1条染色体含2个染色单体，2个DNA,4条DNA单链。 【提分秘籍】(1)1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。(2)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也可以是复制之后含染色单体。【举一反三】 下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是  (　　)A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体B．四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体【答案】A【方法技巧】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。热点题型二    精子和卵细胞的形成过程及受精作用例2、如图是果蝇细胞减数分裂图，下列说法正确的是 (　　)A．图Ⅰ到图Ⅱ过程中发生染色体的复制和姐妹染色单体的分离B．图Ⅱ表示次级精母细胞，两细胞中都没有同源染色体C．a、b、c、d染色体的组成各不相同D．图Ⅲ可能是4个精细胞，也可能是1个卵细胞和3个极体 【答案】B【提分秘籍】 (1)同一双亲的后代呈现多样性、有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。原因：①减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。②受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的。(2)对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。原因：减数分裂使生殖细胞(配子)中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。其染色体的变化关系可表示如下(设生物体细胞的染色体数为2n)。①精子、卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传递给子代。②受精卵是新个体的第一个细胞，染色体一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。【举一反三】 如图所示为正在进行分裂的某二倍体生物细胞，下列说法正确的是 (　　)A．该细胞是次级精母细胞B．分裂后每一个子细胞均具有生殖功能C．该细胞含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0条D．在此分裂过程中发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合【答案】D【方法技巧】减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离。减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。减数第一次分裂分开的是同源染色体，减数第二次分裂分开的是姐妹染色单体。 热点题型三    减数分裂与有丝分裂的比较 例3．（全国Ⅲ卷，4）关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是（　　）A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B．有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上【答案】B【解析】本题主要考查有丝分裂和减数分裂的有关知识。有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生着丝点分裂，姐妹染色单体分离，移向两极，A正确；有丝分裂不发生同源染色体联会，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，B错误；有丝分裂与减数分裂染色体都只复制一次，C正确；有丝分裂和减数第二次分裂的染色体行为类似，前期散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，D正确，所以选B。【变式探究】（年江苏卷，16）假如下图是某生物体（2n＝4）正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是（　　）A．该细胞处于减数第二次分裂后期B．若染色体①有基因A，则④有基因A或aC．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体 D．该细胞产生的子细胞中有2 对同源染色体【答案】A【变式探究】甲图表示某高等雌性动物在进行细胞分裂时的图形，乙图表示该种生物的细胞内染色体及DNA相对含量变化的曲线图。根据此曲线和图回答下列问题： (1)甲图中的A、B分别处于什么分裂什么时期：A：________，B：________。(2)乙图中8处发生的生理过程叫________。(3)乙图细胞内含有染色单体的区间是________和9～11，不含同源染色体的区间是________。(4)若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞在4～5时期染色体数目为________条。(5)同源染色体的分离发生在区间________。(6)时期6与11的共同点是_____________________。(7)甲图中B细胞对应乙图中的区间是________，形成的子细胞是________________。 (4)根据曲线可知4～5时期染色体数目为20条。(5)同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，即区间3～4。 (6)6和11共同点是染色体在现在的基础上暂时加倍，都存在姐妹染色单体分开的情况。 (7)甲图中的B是减数第一次分裂后期，染色体将要减半。因为是雌性动物，所以减数第一次分裂形成的是一个极体和一个次级卵母细胞。 【答案】(1)有丝分裂后期　减数第一次分裂后期　(2)受精作用　(3)1～6　5～8　(4)20　(5)3～4　(6)着丝点分裂，染色体分别向两极移动，且染色体数目加倍　(7)3～4　极体和次级卵母细胞【提分秘籍】比较项目 减数分裂 有丝分裂 发生部位 卵巢、睾丸(精巢) 各组织器官 分裂次数 连续分裂两次 一次 染色体复制 次数和时期 1次；减数第一 次分裂前的间期 1次；间期 子细胞染色 体数目变化 减半，发生在减数第 一次分裂完成时 不变 子细胞类型 生殖细胞、极体 体细胞 联会、四分体 出现 不出现 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 有；发生在减数第一次分裂前期 无 同源染色体分离 有；发生在减数第一次分裂后期 无 着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 后期 子细胞间的遗传组成 不一定相同 一般相同 【举一反三】 下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是 (　　)A．可用蝗虫卵母细胞的固定装片观察减数分裂B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象【答案】D 【解析】洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。热点题型四   观察蝗虫精母细胞减数分 裂固定装片  例4、一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时，发现了个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像，下列说法不正确的是  (　　)A．如果每个着丝点上都有两条染色单体，说明该细胞取自雄性小鼠的睾丸B．如果每条染色体上均不含染色单体，说明该细胞处于减数第二次分裂后期C．如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异D．无变异情况下，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期 【答案】B【解析】如果每条染色体上均不含染色单体，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期，也可能处于有丝分裂后期。 【提分秘籍】(1)实验材料的选取宜选用雄性个体生殖器官，其原因为：①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可能观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。【举一反三】 人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题： 小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液，解离固定液。(1)取材：用________做实验材料。(2)制片：①取少量组织低渗处理后，放在________中，一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。 ③一定时间后加盖玻片，________。(3)观察：用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是____________。 【答案】(1)(小鼠)睾丸(2)①解离固定液　②醋酸洋红染液　③压片(只要有压片的操作均可)(3)次级精母细胞、精细胞、精原细胞1.（全国Ⅲ卷，4）关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是（　　）A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B．有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上【答案】B1．（年海南卷，21）若要表示某动物细胞（2n）减数第一次分裂结束时形成的细胞，下列示意图中正确的是（　　） 　　　　　【答案】D【解析】减数分裂第一次分裂结束形成的细胞无同源染色体，每条染色体含2条单体，D正确。【 考点定位】减数分裂不同时期细胞的特征图像3．（年江苏卷，16）假如下图是某生物体（2n＝4）正常的细胞分裂示意图，下列有关叙述错误的是（　　） 　　　　　　　　　　　A．该细胞处于减数第二次分裂后期B．若染色体①有基因A，则④有基因A或aC．若图中的②表示X染色体，则③表示Y染色体D．该细胞产生的子细胞中有2 对同源染色体【答案】A【解析】该生物的体细胞有4条染色体，该细胞中有8条染色体，后者是前者的两倍，说明该细胞处于有丝分裂后期，A错误；染色体①和④是同源染色体，其上有相同基因或等位基因，染色体①有基因A，则④上有基因A或a，B正确；染色体②和③是同源染色体，但二者形态不同，则②和③为X或Y染色体，若②表示X染色体，则③表示Y染色体，C正确；有丝分裂产生的子细胞与亲代细胞相同，含有2对同源染色体，D正确。【学科网考点定位】有丝分裂，同源染色体。1.（海南卷.6）下列与细胞周期有关的叙述，正确的是A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期C.细胞周期中染色质DNA比染色体DNA更容易复制D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长【答案】C2.（浙江卷.3)下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是A.有丝分裂前的间期和减数分裂前期，都进行1次染色质DNA的复制 B.细胞周期的G2期已经形成了 1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体  C.染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂，中期II染色体数和染色体DNA分子数分別为12和24D.若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA 【答案】 D【解析】有丝分裂前的间期和减数分裂前期，DNA都只复制一次，A正确；动物细胞在G2期已经形成了1对中心体，有丝分裂前期从细胞的两极发出纺锤丝，形成纺锤体，B正确；细胞的染色体数为24，则减数第二次分裂中期细胞内染色体数为12，DNA分子数为24，C正确；G2期DNA已经复制完成，一条染色质上有2个DNA分子，如果其上1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂形成的2个子细胞只有一个细胞含有异常DNA，D错误。3.（江苏卷.14）右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异（字母表示基因）。下列叙述正确的是A.个体甲的变异对表型无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代，性状分离比为3:1 D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常【答案】B【考点定位】染色体结构变异，减数分裂( 年浙江卷.2)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述， 正确的是（　　）A．不同生物的细胞大小和数目不同， 但细胞周期长短相同 B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同， 但G1、S、G2和M期长短不同 C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同 D．减数分裂前期 I 同源染色体配对，每个染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半【答案】C【解析】不同生物的细胞大小和数目不同，不同的细胞在分裂时其细胞周期的长短也各不相同；A错误。同一生物各种组织的细胞周期长短各不相同，构成细胞周期的G1、S、G2和M期长短也不相同；B错误。DNA的复制在S期进行，若在G2期加入DNA合成抑制剂，则不影响染色体中DNA的复制，有丝分裂前期每个染色体仍含有2条染色单体；C正确。减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体结构，此时每个染色体含有2条染色单体，经减数分裂形成的子细胞中染色体数目为母细胞的一半；D错误。（年天津卷.4）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（   ）【答案】B（年广东卷.6）以下选项正确的是 （  ）【答案】A  【解析】在反应底物相同的情况下,酶只改变反应速率不改变反应的平衡点,A项正确;题图中胚芽鞘向光生长的原因是胚芽鞘背光侧的生长素含量多于向光侧,不能说明生长素的作用具有两重性,B项错误;菠菜叶肉细胞是高等植物细胞,细胞中不含有中心体, C项错误;二倍体动物细胞在有丝分裂后期移向细胞一侧的染色体数目应该是偶数,不应该有三条染色体,D项错误。1.（2014·安徽）4.某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是A.图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组B.图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同C.图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂D.图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半【答案】A2.（2014·上海）22．正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵的过程中，一个细胞中含有的 X染色体条数最多为A．1              B．2                C．3                D．4【答案】B【解析】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。B正确3.（2014·北京）30.(16分)拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲（AaBB）与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验，在F2中获得了所需植株丙（aabb）。（1）花粉母细胞减数分裂时，联会形成的_________经_______染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。（2）a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从图1中选择的引物组合是________。（3）就上述两对等位基因而言，F1中有______种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为_______。（4）杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因（图2）。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的____________在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。 ②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是______________。③本实验选用b基因纯合突变体是因为：利用花粉粒不分离的性状，便于判断染色体在C和R基因位点间________，进而计算出交换频率。通过比较丙和_____的交换频率，可确定A基因的功能。【答案】（1）四分体    同源 （2）Ⅱ和Ⅲ（3）2    25%（4）①父本和母本            ②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色③交换与否和交换次数     乙【解析】本题考查关于减数分裂过程中，同源染色体联会时交叉互换的概念及过程的理解。对考生关于减数分裂的概念和有关知识要求较高，试题考查方式较为灵活，极具特色。属于中高难度试题。（4）①本题目的之一是通过实验，检测A基因对于基因交换频率的影响。故需将AA个体与aa个体进行比较，同时，为了鉴别是否发生交换，选择荧光蛋白基因C、R整合到相应染色体上。本题中亲代乙中C、R基因与A基因位于1号染色体上。故减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体部分片段互换，致使C、R在F2中与a基因位于1号染色体上。所以丙获得C、R基因是由于F1在减数分裂形成配子时发生了染色体交换；②丙的花粉母细胞减数分裂时，若染色体在C和R基因位点见只发生一次交换，则产生的四个花粉粒，且四种花粉粒,即呈现出的颜色分别仅含C蓝色、仅含R红色、C、R整合在一条染色体上红蓝叠加呈紫色，不含荧光标记基因的无色；故产生的四个花粉粒的颜色是：红色、蓝色、紫色、无色③、本实验选用b基因纯合个体是为了利用花粉粒不分离的性状，便于统计判断染色体在C、R基因间是否发生互换，通过丙（aa）与乙（AA）比较，可确定A基因对于基因交换次数的影响。4．(2014·江苏，28)某研究者用非洲爪蟾性腺为材料进行了下列实验。请回答下列问题：(1)对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________________________________________；称为初级精母细胞的有__________。丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因______________(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)。(2)如对卵巢切片进行显微观察，无法看到和乙细胞同时期的细胞，其原因是________________________________________________________________________。(3)该研究者进行了一系列“诱导早期卵母细胞成熟的物质”实验，结果如下：实验一实验二由实验一可得出推论：________________________含有可以诱导卵母细胞成熟的物质。由实验二可得出推论：这种诱导早期卵母细胞成熟的“促成熟因子”的化学成分是__________；孕酮在实验二中的作用是____________________________________。【答案】(1)甲、丙、丁　甲、丁　不一定相同　(2)卵母细胞在卵巢中不能分裂到该时期　(3)成熟卵细胞的细胞质　蛋白质　诱导早期卵母细胞合成“促成熟因子”