高考生物复习必修一第四单元第十一讲减数分裂和受精作用课件

这是一份高考生物复习必修一第四单元第十一讲减数分裂和受精作用课件，共60页。PPT课件主要包含了精子的形成过程，续上表，受精作用剖析，答案D，答案C，答案B，2显微观察步骤，3方法步骤等内容，欢迎下载使用。

第11讲　减数分裂和受精作用【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。
考点一　减数分裂和受精作用
1．减数分裂相关概念(1)减数分裂的概念。
提醒：①减数分裂无细胞周期。②能进行减数分裂的生物一定是进行有性生殖的真核生物。
(2)同源染色体和非同源染色体。
①同源染色体：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。a．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。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．有丝分裂过程中始终存在同源染色体，如有丝分裂后期图中1号和3号、4号和6号是同源染色体。
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。如图中受精卵中的1和2(或4)、3和2(或4)。(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：联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体，叫作四分体。①联会形成四分体是减数分裂Ⅰ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)互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段的现象。下图就发生了染色体互换，据图分析互换的意义是增加了配子的种类。
3．精子和卵细胞形成过程的比较(1)什么是精原细胞、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)精子和卵细胞形成过程的不同点和相同点。
4.配子中染色体组合的多样性(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。
(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)。
(3)具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑基因突变和交叉互换)。
卵细胞的精子相互识别、融合成为受精卵的过程
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色体会合在一起
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精子(父方)，另一半染色体来自卵细胞(母方)
减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性，从而有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性
减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的
1．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的几点比较
2．根据细胞质的分裂方式判断减数分裂中的细胞类型
3．减数分裂过程中三大物质的变化情况(1)染色体数目变化曲线及原因。
(2)核DNA数目变化曲线及原因。
(3)染色单体数目变化曲线及原因。
4．物质数量变化的四大原因
考向1　结合减数分裂过程及受精作用，考查科学思维1．(2022·安徽淮北一模)右图为某二倍体高等雄性动物的某细胞部分染色体组成示意图，图中①②表示染色体，a、b、c、d表示染色单体。不考虑突变，下列叙述错误的是(　　)
A．在不发生互换的情况下，a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同B．在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体①与②联会配对形成的四分体散乱分布在细胞中C．在减数分裂Ⅱ过程中，一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体D．若a与c出现在该细胞产生的一个精子中，则b与d可出现在同时产生的另一精子中
解析：在不发生互换的情况下，a和b是姐妹染色单体，其中的两个DNA分子所含遗传信息相同，A项正确；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会配对后形成的四分体在细胞中散乱分布，B项正确；在减数分裂Ⅱ过程中，由于姐妹染色单体分离随机移向两极，所以一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体，C项正确；若a与c出现在该细胞产生的一个精子中，则b与d不会出现在同时产生的另一精子中，D项错误。
B项错误；受精时，雌雄配子相互识别和相互融合的原理不同，前者是糖蛋白的识别，后者是细胞膜的流动性，C项正确；与未受精的卵细胞相比，受精卵的细胞呼吸和物质合成进行得比较快，D项错误。
考向2　根据配子的类型和来源，考查科学思维3．(2022·湖南永州)图1为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体示意图。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
解析：减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离。减数分裂Ⅱ的特点是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。
考向3　围绕减数分裂相关物质或结构的变化，考查科学思维4．(2022·山东实验中学)图1表示细胞分裂及分裂前各时期每条染色体上DNA含量的变化，图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。据图分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．图1中AB段的形成是由于DNA复制，图2中丙图所示细胞将可以发生CD段的变化B．图2中的乙图所示初级卵母细胞正在发生同源染色体分离C．图2中甲图所示细胞含有4个染色体组，染色体数∶核DNA数＝1∶1D．图1中D点时期细胞中染色体数与A点时期染色体数目相等
解析：图1中AB段的形成是由于DNA复制，BC段着丝粒未分裂导致一条染色体上含有2个DNA分子，图2中丙图所示细胞将可以发生CD段的变化，A项正确；图2中的乙图所示细胞正在发生同源染色体分离，为减数分裂Ⅰ后期，由于细胞质不均等分裂，因此乙图所示细胞名称为初级卵母细胞，B项正确；图2中甲图所示细胞含有4个染色体组，因没有染色单体，故染色体数∶核DNA数＝1∶1，C项正确；若图1表示有丝分裂，CD段表示着丝粒分裂，D点可表示有丝分裂后期，染色体数目加倍，所以D点时期细胞中染色体数可为A点时期染色体数目的2倍，D项错误。
考点二　减数分裂和有丝分裂的比较
1．减数分裂与有丝分裂的比较
2.细胞分裂图像的比较(1)图像比较。
(2)写出各图的分裂方式及时期。
A：有丝分裂后期；B：减数分裂Ⅱ后期(次级精母细胞或极体)；C：减数分裂Ⅰ后期(初级精母细胞)；D：减数分裂Ⅰ后期(初级卵母细胞)；E：减数分裂Ⅱ后期(次级卵母细胞)。
(3)根据染色体数目和行为判断细胞分裂时期。
1．细胞分裂的曲线图辨析(1)两种分裂染色体与核DNA的变化曲线。
(2)判断两种分裂的方法。
2．利用柱形图分析两种分裂的三大物质变化
(1)有数目为0的一定是染色单体，细胞中核DNA和染色体数目不可能为0。(2)柱形图各时期图像中，DNA的数目一定≥染色体的数目(1∶1或2∶1)(3)看有无染色单体；看染色体、核DNA与体细胞染色体、核DNA数关系。
3．染色单体数目变化的曲线分析
4．同源染色体对数变化的曲线分析
(1)有丝分裂：后期时染色体数目加倍，同源染色体由n对加倍成为2n对，子细胞中同源染色体仍为n对。(2)减数分裂：减数分裂Ⅰ末期同源染色体分开，分别进入两个子细胞，次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。
5．染色体组数目变化的曲线分析
(1)有丝分裂：后期时因着丝粒分裂，染色体组数目加倍(2→4)；末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目恢复(4→2)。(2)减数分裂：减数分裂Ⅰ末期因同源染色体分别进入两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)；减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂，染色体组数目暂时加倍(1→2)；减数分裂Ⅱ末期因染色体平均分配到两个子细胞，染色体组数目减半(2→1)。
6．每条染色体中DNA含量或染色体与核DNA比值变化
考向1　结合减数分裂与有丝分裂过程的比较，考查科学思维1．(2022·南京师大附中)下图表示二倍体生物细胞中，某物质或结构在有丝分裂或减数分裂特定阶段的数量变化。下列叙述正确的是(　　)
A．若纵坐标是同源染色体的对数，则该曲线可表示有丝分裂或减数分裂B．若纵坐标是每条染色体中的DNA含量，则ab段不含有同源染色体C．若纵坐标是染色体组数且cd段含有两个染色体组，则该曲线只能表示有丝分裂D．若纵坐标是染色体数且cd段核DNA数是染色体数的两倍，则该曲线可表示有丝分裂
解析：图中曲线数量变化是减半。当纵坐标是同源染色体的对数时，若是减数分裂，同源染色体发生分离，同源染色体对数变化是n对→0对，若是有丝分裂，同源染色体对数变化是n对→2n对→n对，图示符合有丝分裂的特定阶段的变化，不符合减数分裂的特定阶段变化，A项错误；当纵坐标是每条染色体的DNA含量时，图示表示丝粒分裂，每条染色体DNA含量由2变为1，可以发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，则ab段可表示有丝分裂前期和中期以及减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前期和中期，其中有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂过程中都存在同源染色体，B项错误；当纵坐标是染色体组数且cd段含有两个染色体组时，ab段应该有四个染色体组，该曲线只能表示有丝分裂，C项正确；当纵坐标是染色体数时，图示染色体数目减半，完成了一次分裂，又cd段核DNA数是染色体数的两倍，表示着丝粒没有分裂，则图示变化只能表示完成减数分裂Ⅰ，D项错误。
考向2　结合分裂图像及曲线模型，考查科学思维2．(2022·四川绵阳南山)图甲是基因型为Rr的某动物正常的细胞分裂示意图，图乙为该生物细胞在分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。下列叙述正确的是(　　)
A．图甲变异的原因是分裂过程中发生了基因重组B．图甲细胞内的染色体数目与图乙中FG段的相同C．图甲细胞所处的分裂时期位于图乙的CD段D．图甲细胞产生的子细胞可能是卵细胞或精细胞
解析：图甲细胞的每一极均无同源染色体，说明图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期，该动物基因型是Rr，图甲变异的原因可能是减数分裂Ⅰ过程中发生了基因重组(互换)，也可能是发生了基因突变，A项错误；图乙CD段为有丝分裂后期和末期，FG段为减数分裂Ⅰ，HI段为减数分裂Ⅱ，图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期，与FG段细胞内的染色体数目均等于体细胞染色体数目，B项正确，C项错误；图甲细胞的细胞质均等分裂，产生的子细胞可能是极体或精细胞，D项错误。
考点三　观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片和建立减数分裂中染色体变化的模型
1．观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片(1)实验原理。蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．建立减数分裂中染色体变化的模型(1)目的要求。通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。(2)材料用具。较大的白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料(如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等)。
1．不只观察到一种分裂方式动物的精巢、卵巢以及植物的花药中的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂，故在观察到的图像中，染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。原始的精原细胞(或卵原细胞)的增殖是通过有丝分裂进行的。2．不能观察到一个细胞减数分裂的过程欲看到全部过程，需通过移动装片，从不同的视野中找到。3．减数分裂装片中的细胞在蝗虫精母细胞减数分裂的装片中，处于减数分裂Ⅰ的细胞要多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
4．减数分裂中期和末期减数分裂Ⅰ中期，各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，每条染色体都含有两条姐妹染色单体。减数分裂Ⅱ中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，末期细胞两极的染色体不含有染色单体。5．推测染色体的连续变化同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
考向　考查实验的基本原理和过程1．(2022·湖北模拟预测)观察某二倍体生物精巢临时装片时，发现视野中部分初级精母细胞发生染色体互换，结果如下图所示。不考虑其他变异，下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中染色体的变化不能为自然选择提供原材料B．若该生物的基因型为AABbDd，则能产生四种比例相等的精子C．若图中非等位基因进行重新组合，则其遵循自由组合定律D．发生图中变化时细胞中染色体数目与核DNA数的比值不变
解析：减数分裂过程中同源染色体的互换属于基因重组，能为生物进化中自然选择提供原材料，A项错误；若该生物的基因型为AABbDd，由图可知三对基因位于一对同源染色体上，由于个别精原细胞减数分裂时发生非姐妹染色单体的互换，故能产生四种精子，其中基因型为AbD和ABd精子的比例较大，B项错误；自由组合定律适用于位于非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合，C项错误；减数分裂过程中同源染色体非姐妹染色单体的互换不改变染色体数目、核DNA数目，D项正确。
2．(2022·浙江宁波)下列关于“活动：减数分裂模型的制作研究”过程，叙述正确的是(　　)A．若制作3对同源染色体，则需要用3种颜色的橡皮泥B．最后画的圆圈必须是大小相同或相似的4个，代表形成了新的细胞C．若用2对同源染色体，可以模拟形成4种或更多种子细胞D．用铁丝把颜色和长短相同的两条橡皮泥扎起来代表配对完成的一对同源染色体
解析：若制作3对同源染色体，则需要用2种颜色的橡皮泥，A项错误；若进行的是雌性动物的减数分裂，最后所画的是1个较大和3个大小相同或相似的较小圆圈，B项错误；用铁丝把颜色不同但长短相同的两条橡皮泥扎起来代表配对完成的一对同源染色体，D项错误。
高考真题体验 1.(2022·浙江卷)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如下图所示，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(　　)
2．(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)A．有丝分裂的后期　B．有丝分裂的末期C．减数第一次分裂D．减数第二次分裂
解析：有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生交叉互换，不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A项、B项错误；根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有
AAaa四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生交叉互换，涉及A和a的交换，交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因，减数第一次分裂时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，至此减数第一次分裂完成，所以不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a的现象；而在减数第二次分裂时，姐妹染色单体分离，导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞，C项错误，D项正确。
3．(2021·浙江卷改编)某高等动物的一个细胞减数分裂过程如图所示，其中①～⑥表示细胞，基因未发生突变。下列叙述错误的是(　　)
A．⑥的形成过程中发生了染色体变异B．若④的基因型是AbY，则⑤是abYC．②与③中均可能发生等位基因分离D．①为4个染色体组的初级精母细胞
解析：由⑥下方细胞的染色体组成可知，⑥细胞中缺失X染色体，因此⑥的形成过程中发生了染色体变异，A项正确；若④的基因型为AbY，则发生了互换，由于⑥下方的精细胞含有基因AB，则⑤的基因型为abY，B项正确；若发生了互换，则②与③中均可能发生等位基因分离，C项正确；DNA复制后，染色体数目不改变，因此①为2个染色体组的初级精母细胞，D项错误。
4．(2021·湖北卷)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ECS2D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合