高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第四單元 17 減數(shù)分裂和受精作用學(xué)案

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1、 減數(shù)分裂和受精作用 考綱要求　1.細胞的減數(shù)分裂(Ⅱ)。2.動物配子的形成過程(Ⅱ)。3.動物受精過程(Ⅱ)。4.實驗：觀察細胞的減數(shù)分裂。 一、減數(shù)分裂 1．概念：進行________的生物，在產(chǎn)生____________時進行的染色體____的細胞分裂。 2．特點：染色體只復(fù)制____，而細胞分裂____。 3．結(jié)果：成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少____。 4．場所：高等動物的減數(shù)分裂發(fā)生在_____________________________________ ____________________________________________

2、_______________________________________________________________。 二、精子、卵細胞的形成過程 三、受精作用 1．概念：______和______相互識別、融合成為______的過程。 2．實質(zhì)：精子的______與卵細胞的______相融合，使彼此的______會合在一起。 3．結(jié)果：受精卵中的______數(shù)目又恢復(fù)到體細胞中的數(shù)目，其中一半染色體來自____________，另一半來自__________。 4．意義：(1)有利于生物在________中進化。 (2)就進行有性生殖的生物而言，________和

3、________對于維持每種生物前后代體細胞中________數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。 5．有性生殖后代多樣性原因 (1)配子的多樣性：減Ⅰ前期非姐妹染色單體之間的________；減Ⅰ后期非同源染色體之間的________。 (2)受精時精子和卵細胞的結(jié)合具有隨機性。 探究點一　減數(shù)分裂過程中相關(guān)概念辨析 1．同源染色體和非同源染色體 (1)同源染色體是指________分裂中配對的兩條染色體，形態(tài)、大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。如右圖中的________為一對同源染色體，________是另一對同源染色體。 (2)非同源染色體是

4、指形態(tài)、大小各不相同，且在______分裂過程中不配對的染色體。________________分別是非同源染色體。 2．聯(lián)會和四分體 (1)聯(lián)會：是指減數(shù)第一次分裂過程中(前期)__________兩兩配對的現(xiàn)象。 (2)四分體：聯(lián)會后的每對__________含有________染色單體，叫做四分體。圖中含有________個四分體，即四分體的個數(shù)等于減數(shù)分裂中配對的__________對數(shù)。 3．姐妹染色單體和非姐妹染色單體 (1)姐妹染色單體：同一著絲點連著的兩條染色單體。如上圖中的________________________________。 (2)非姐妹染色單體：不

5、同著絲點連接著的兩條染色單體。如上圖中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。 思維拓展 1．1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子＝8條脫氧核苷酸鏈 2．同源染色體也有大小不同的，如男性體細胞中的X染色體和Y染色體，X染色體較大，Y染色體較小。大小相同的染色體不一定是同源染色體，如著絲點斷裂后形成的兩條染色體，因不是一條來自父方，一條來自母方，所以不叫同源染色體；但只要聯(lián)會的兩條染色體不管大小、形狀是否相同，都叫同源染色體；同源染色體既可以是復(fù)制之前不含染色單體也可以是復(fù)制之后含染色單體。 3．有絲分裂過程中有同源染色體存在，但不出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)會和四分

6、體。 4．四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換一部分片段，這屬于同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，可導(dǎo)致基因重組發(fā)生。 5．四倍體生物的體細胞中含有四條相同的染色體，所以進行減數(shù)第二次分裂時也存在同源染色體，因此，平時研 究減數(shù)分裂沒有特殊說明均以二倍體生物為研究對象。 探究示例1　某動物的精子中有染色體16條，則在該動物的初級精母細胞中存在染色體數(shù)、四分體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)分別是(　　) A．32、16、64、64、128 B．32、8、32、64、128 C．16、8、32、32、64

7、 D．16、0、32、32、64 聽課記錄：　 探究點二　減數(shù)分裂過程及精、卵細胞的形成過程 1．減數(shù)分裂過程的特點及圖像(以哺乳動物精原細胞為例) 時期 圖像 主要特征 減數(shù)第一 次分裂 間期 DNA____，精原細胞體積____形成初級精母細胞 前期 每條染色體含有____條染色單體，同源染色體發(fā)生聯(lián)會、配對，形成______，非姐妹染色單體間可能發(fā)生________ 中期 成對的同源染色體整齊的排列在細胞的______上(或同源染色體的著絲點整齊的排列在赤道板的兩側(cè)) 后期 細胞膜內(nèi)陷，細胞開始縊裂，同源染色體____，非

8、同源染色體________ 末期 細胞中____同源染色體，染色體數(shù)目發(fā)生____ 減數(shù)第二 次分裂 前期 染色體散亂分布在細胞中 中期 染色體的______整齊的排列在細胞中央的赤道板上 后期 著絲點分裂，____________分開，并移向細胞兩極；染色體數(shù)目暫時____，恢復(fù)到體細胞染色體數(shù)目，細胞縊裂 末期 染色體數(shù)目較后期____，是體細胞染色體數(shù)目的一半，每個________細胞分裂為兩個精細胞 2.卵細胞和精子形成過程的異同(以二倍體生物為例) 比較項目 不同點 相同點 卵細胞的形成過程 圖示 精子的形成過程

9、 圖示 染色體復(fù)制 —— 復(fù)制一次，每條染色體含有兩條染色單體 減數(shù)第一 次分裂 一個初級卵母細胞(2N)(細胞質(zhì)不______分裂)產(chǎn)生____個次級卵母細胞(N)和____個第一極體(N) 一個初級精母細胞(2N)產(chǎn)生____個大小相同的____精母細胞(N) 同源染色體____形成四分體，同源染色體____，非同源染色體自由組合，細胞質(zhì)分裂，子細胞______數(shù)目減半 減數(shù)第二 次分裂 一個次級卵母細胞(細胞質(zhì)______分裂)形成一個____的卵細胞(N)和一個____的第二極體。第一極體分裂(____)成兩個第二極體 兩個次級精母細胞分別分裂(__

10、__)形成四個同樣大小的精細胞(N) ______分裂，一條染色體變成____條染色體，分別移向兩極，細胞質(zhì)分裂，子細胞______數(shù)目不變 變形與否 無變形過程 —— 精細胞____，形成精子 —— 分裂結(jié)果 一個卵原細胞產(chǎn)生____個卵細胞(N)、三個極體(退化消失) 一個精原細胞產(chǎn)生____個精細胞 精子、卵細胞中染色體數(shù)目____ 　 思維拓展 1．一個初級精(卵)母細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細胞中染色體或基因型的特點是“兩兩相同，并且互補”(不考慮交叉互換的情況)。因為減數(shù)第一次分裂時同源染色體分開，等位基因彼此分離，所以互補；減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單

11、體分開，平均分配到兩個子細胞中，所以形成的兩個子細胞中的遺傳物質(zhì)是兩兩相同的。 2．減數(shù)分裂和受精作用的意義 對于維持每種生物前后代體細胞中染色體細胞中染色體數(shù)目的恒定、生物的遺傳和變異都具有重要的意義。 探究示例2 圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關(guān)系；圖2表示處于細胞分裂不同時期的細胞圖像。請據(jù)圖回答： (1)圖1中AB段形成的原因是____________________，該過程發(fā)生于細胞分裂間期的____期。CD段形成的原因是________________。 (2)圖2中______細胞處于圖1中的BC段，圖2中____細胞處于圖1中的DE段。

12、 (3)由圖2乙分析可知，該細胞含有____條染色單體，染色體數(shù)與DNA分子數(shù)之比為______，該細胞處于____________分裂的____期，其產(chǎn)生的子細胞名稱為____________________。 聽課記錄：　 　 實驗探究　觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片 1．該實驗的目的是什么？ 　 　 2．完成下列實驗流程的相關(guān)填空 探究示例3　(2009·廣東卷，27)如圖為蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂某一時期的顯微照片，該時期(多選)(　　) A．是減數(shù)第一次分裂的前期 B．是減數(shù)第一次分裂的中期 C．非姐妹染色單體發(fā)生了互換 D．結(jié)束后，同源染色

13、體發(fā)生聯(lián)會 題組一　減數(shù)分裂相關(guān)知識 1．(2011·南京調(diào)研)如圖是一個哺乳動物細胞的示意圖，它屬于(　　) A．精巢中的細胞 B．受精卵 C．骨髓干細胞 D．卵巢中的細胞 2．(2011·無錫模擬)下圖甲、乙、丙、丁分別表示某哺乳動物細胞(2N)進行減數(shù)分裂的不同時期，其中a表示細胞數(shù)目。請判斷b、c、d依次代表(　　) A．DNA分子數(shù)、染色體數(shù)、染色單體數(shù) B．染色體數(shù)、DNA分子數(shù)、染色單體數(shù) C．DNA分子數(shù)、染色單體數(shù)、染色體數(shù) D．染色單體數(shù)、染色體數(shù)、DNA分子數(shù) 3．(2010·

14、徐州模擬)下圖表示某動物精原細胞中的一對同源染色體。在減數(shù)分裂過程中，該對同源染色體發(fā)生了交叉互換，結(jié)果形成了①～④所示的四個精細胞。這四個精細胞中，來自同一個次級精母細胞的是(　　) A．①與② B．①與③ C．②與③ D．②與④ 4．人類精子發(fā)生過程中，下列說法不正確的是(　　) A．細胞中染色單體數(shù)最多可達92條 B．姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能是不同的 C．染色單體交叉互換發(fā)生在同源染色體分離之前 D．一個精原細胞產(chǎn)生兩個相同精子的概率最大為1/223 題組二　減數(shù)分裂和受精作用的意義 5．從配子形成和受精作用的角度分

15、析，下列關(guān)于遺傳具有多樣性和穩(wěn)定性的原因的敘述，正確的是(多選)(　　) A．減數(shù)分裂過程中，非同源染色體的自由組合是形成配子多樣性的重要原因之一 B．減數(shù)分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體間的互換也是形成配子多樣性的原因之一 C．受精時，雌雄配子間的隨機結(jié)合導(dǎo)致的基因重組是形成合子多樣性的重要原因 D．減數(shù)分裂和受精作用維持了生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，從而維持了遺傳的穩(wěn)定性 6．下列有關(guān)由精子和卵細胞結(jié)合成受精卵的過程的說法，正確的是(　　) ①受精卵中的遺傳物質(zhì)主要來自于染色體?、谑芫阎械募毎|(zhì)主要來自卵細胞?、凼芫珪r精子全部進入卵細胞中?、芫雍吐鸭毎娜旧w

16、合在一起成為4N?、菔芫阎械娜旧w一半來自父方，一半來自母方 A．①②⑤ B．③④⑤ C．①③④ D．②③④ 7．如圖所示，下列敘述中正確的是(多選)(　　) A．受精過程就是指Ⅰ＋Ⅱ的過程 B．Ⅲ過程不可能有非同源染色體自由組合，是通過細胞分裂和細胞分化來實現(xiàn)的 C．Ⅰ過程可實現(xiàn)染色體的互換和自由組合，增強了生物的變異性 D．由于Ⅱ生殖方式的出現(xiàn)，必然加快生物進化的進程 8．豚鼠的黑色對白色為顯性，假使在一個繁殖期內(nèi)，雜合的雌豚鼠的卵巢中，成熟的初級卵母細胞中共有20個黑色基因。經(jīng)減數(shù)分裂后，最多能形成幾個含白色基因的卵細胞(　　

17、) A．10 B．20 C．40 D．80 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 答 案 題組三　多圖綜合應(yīng)用類 9．如圖為某一生物個體的細胞分裂示意圖和染色體、染色單體、DNA分子數(shù)目關(guān)系圖。請回答以下問題： (1)若圖Ⅰ中的2和6表示兩個Y染色體，則此圖可以表示的細胞是(　　) A．體細胞 B．初級卵母細胞 C．初級精母細胞 D．次級精母細胞 (2)該生物體細胞中染色體數(shù)最多有____條。假設(shè)該生物的一個初級精母細胞中的一條染色體上的DNA分子用15N進

18、行全標記，正常情況下，在該細胞分裂形成的精子細胞中，含15N的精子所占比例為______。 (3)圖Ⅱ中有____個染色單體，如果①上某位點有基因B，②上相應(yīng)位點的基因是b，發(fā)生這種變化的原因可能有____________________。 (4)圖Ⅱ細胞中染色體、染色單體、DNA數(shù)量關(guān)系可用圖Ⅲ中的____表示。 學(xué)案17　減數(shù)分裂和受精作用 課前準備區(qū) 一、1.有性生殖　成熟生殖細胞　減半　2.一次　兩次 3．一半　4.有性生殖器官內(nèi) 二、睪丸　精母　2　4　復(fù)制　分離　自由組合　著絲點 卵巢　卵原　不均等　卵母　極體　不均等　均等　1 三、1.卵細胞　精子　受精卵　2.

19、細胞核　細胞核　染色體　3.染色體　精子(父方)　卵細胞(母方)　4.(1)自然選擇　(2)減數(shù)分裂　受精作用　染色體　5.(1)交叉互換　自由組合 課堂活動區(qū) 探究點一 1．(1)減數(shù)　1和2　3和4　(2)減數(shù)　1和3、1和4、2和3、2和4　2.(1)同源染色體　(2)同源染色體　四條　兩 　同源染色體　3.(1)a和a′、b和b′、c和c′、d和d′ 探究示例1　A　[精子是精原細胞經(jīng)過兩次分裂得到的，其染色體是精原細胞的一半，因此精原細胞中有同源染色體16對，初級精母細胞是精原細胞復(fù)制產(chǎn)生的，1條染色體含2個染色單體，2個DNA,4條DNA單鏈。] 探究點二 1．復(fù)

20、制　增大　兩　四分體　交叉互換　赤道板　分開　自由組合　無　減半　著絲點　姐妹染色單體　加倍　減半　次級精母 2．不均等　一　一　二　次級　聯(lián)會　分開　染色體　不均等　大　小　均等　均等　著絲點　二　染色體　變形　一　四　減半 探究示例2　(1)DNA復(fù)制(或染色體復(fù)制)　S　著絲點分裂　(2)乙、丙　甲　(3)8　1∶2　減數(shù)第一次　后　次級卵母細胞和第一極體 解析　從圖1中可以看出，AB段染色體上DNA含量增加，這是由于在細胞分裂間期的S期完成了染色體的復(fù)制；CD段染色體上DNA含量減半，這是由于著絲點分裂，一條染色體變?yōu)閮蓷l染色體的緣故。圖2中的乙、丙，其染色體的著絲點都未分開，相

21、當(dāng)于圖1中的BC段；甲中染色體的著絲點已分開，相當(dāng)于DE段。乙細胞中含有4條染色體，其染色體∶DNA＝1∶2，由于細胞是不均等分裂，所以該細胞屬于減數(shù)第一次分裂的后期，產(chǎn)生的兩個子細胞分別叫次級卵母細胞和第一極體。 實驗探究 1．通過觀察蝗蟲精母細胞的減數(shù)分裂固定裝片，識別減數(shù)分裂不同階段的染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目，加深對減數(shù)分裂過程的理解。 2．初級精母細胞　次級精母細胞　精細胞　中期　后期　中期　后期 探究示例3　AC　[由圖示知，染色體兩兩成對，同源染色體發(fā)生聯(lián)會，且散亂分布在細胞內(nèi)，故該時期為減數(shù)第一次分裂前期，此時期可發(fā)生非姐妹染色單體的交叉互換，此時期結(jié)束后，同源染色體

22、排布在赤道板兩側(cè)，進入減數(shù)第一次分裂中期。] 構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò) ①有絲分裂?、谑芫饔谩、蹨p數(shù)分裂?、軠p數(shù)分裂 課后練習(xí)區(qū) 1．D　[細胞質(zhì)不均分，且有同源染色體分離現(xiàn)象，所以一定是初級卵母細胞。] 2．A　[染色體沒有復(fù)制時，染色體與DNA之比為1∶1，無染色單體(甲)；染色體復(fù)制后，染色體∶染色單體∶DNA＝1∶2∶2(乙)，丙表示減數(shù)第二次分裂，丁表示生殖細胞中染色體∶DNA＝1∶1，無染色單體。由此得出b為DNA數(shù)，c為染色體數(shù)，d為染色單體數(shù)。] 解題技巧　聚焦坐標直方圖 (1)概述：直方圖是建立在數(shù)據(jù)表格的基礎(chǔ)上，把信息進一步轉(zhuǎn)化，并根據(jù)每一組所分布的數(shù)據(jù)以柱的高度來

23、表示。與高中生物相關(guān)的直方圖包括：細胞和種子內(nèi)物質(zhì)的相對含量、細胞分裂中染色體、DNA和染色單體的數(shù)量、生態(tài)系統(tǒng)中的能量和生物量以及實驗數(shù)據(jù)處理等。 (2)解題方法：①看清橫縱坐標，理解直方圖所代表的量的大小和含義，然后結(jié)合生物學(xué)原理進行推理；②找到柱狀圖中的最值(如第2題中d最小值為0，則為染色單體，這是個很關(guān)鍵的突破口)；③分析圖中各數(shù)量不同的可能原因，分析橫縱坐標之間的關(guān)系。 (3)圖例分析(減數(shù)分裂過程中的細胞圖像，坐標直方圖和坐標曲線圖的關(guān)系) 3．C　[減數(shù)分裂的四分體時期發(fā)生交叉互換后， ①與④細胞的兩條染色體是初級精母細胞中的一條染色體上的兩條染色單體，②與③細胞的兩

24、條染色體是初級精母細胞中的一條染色體上的兩條染色單體，因此兩個次級精母細胞形成的精子分別為①與④、②與③。] 歸納提升　理解減數(shù)分裂過程幾個關(guān)鍵點 (1)減數(shù)分裂最大特點就是形成的子細胞中染色體數(shù)目減半，原因是整個過程中染色體復(fù)制一次而細胞連續(xù)分裂兩次。 (2)染色體行為變化：復(fù)制→聯(lián)會→同源染色體分離→散亂分布→著絲點排列在赤道板→著絲點分裂→均分移向兩極 (3)聯(lián)會的意義：發(fā)生交叉互換、保證后期同源染色體的分離。 (4)染色體數(shù)目和DNA的含量變化以及減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律之間的關(guān)系，都可以從染色體行為變化得到解釋。 4．D　[人體體細胞含有46條染色體，染色體復(fù)制后最多有92條染

25、色單體；減數(shù)分裂間期發(fā)生基因突變或四分體時期發(fā)生交叉互換都可能使姐妹染色單體攜帶的遺傳信息不同；染色單體的交叉互換發(fā)生在四分體時期，在同源染色體分離之前；正常情況下，一個精原細胞產(chǎn)生4個精子，兩兩相同。] 5．ABD　[受精過程中不發(fā)生基因重組，自然狀態(tài)下，基因重組只發(fā)生在減Ⅰ分裂過程中。] 6．A　[進行受精作用時，精子只是頭部進入卵細胞，因此受精卵中的細胞質(zhì)主要來自卵細胞；受精卵中的染色體一半來自精核(精子)，一半來自卵核(卵細胞)；精子和卵細胞是減數(shù)分裂的產(chǎn)物，一方面本題未提親本的染色體數(shù)目；另一方面，如按常規(guī)二倍體處理，受精卵中的染色體數(shù)應(yīng)為2N。受精卵中的遺傳物質(zhì)包括細胞核中染色

26、體上的DNA和細胞質(zhì)中線粒體、葉綠體中的DNA，但其遺傳物質(zhì)主要是染色體上的DNA。] 7．BCD　[受精過程是指精子和卵細胞結(jié)合形成受精卵的過程。] 8．A 9．(1)A　(2)8　50%　(3)4　基因突變或染色單體交叉互換　(4)乙 解析　(1)若圖Ⅰ中的2和6表示兩個Y染色體，說明該細胞為雄性動物的細胞。由該細胞所處的時期來看為有絲分裂的后期，體細胞或精原細胞進行有絲分裂。(2)從圖中細胞所處的時期及所含的染色體數(shù)可以確定正常體細胞中有4條染色體，有絲分裂的后期有8條染色體。DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，而精子中只有兩條染色體，其中的一條帶有標記。(3)圖Ⅱ中有4個染色單體，兩條染

27、色體。如①上某位點有基因B，②上相應(yīng)位點的基因是b，發(fā)生這種變化可能有兩種情況即染色單體間的交叉互換及基因突變。(4)圖Ⅱ所示的細胞為減數(shù)第二次分裂中期的細胞，無同源染色體，但細胞中每條染色體上都有兩條染色單體，故染色體、染色單體、DNA數(shù)量關(guān)系可用圖Ⅲ中的乙來表示。 解題技巧　多圖綜合題的解答策略 (1)審題：從試題所給的文字中找到相關(guān)信息，排除無關(guān)信息。 (2)析圖：先從每個圖形入手，分析圖中所表達的生物學(xué)信息及其數(shù)量關(guān)系，再把圖形與圖形放在一起比較，分析、推理、找到兩者之間的聯(lián)系及區(qū)別。 (3)回歸教材：在收集相關(guān)信息后，聯(lián)系相關(guān)教材知識，利用原有知識，結(jié)合所獲得的相關(guān)信息進行分析、推理、歸納。 (4)定答案：用簡潔的生物學(xué)術(shù)語表述出來。 10