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第3讲 减数分裂和受精作用
专题五 细胞的生命历程
减数分裂过程 近三年（2021-2023）考情分析
专题 考点 命题热度 关联考点
专题五 细胞的生命历程 减数分裂、四分体、同源染色体基本概念（3年3次全国卷3年0次） ★ 常结合减数分裂过程综合考查
减数分裂的过程（3年25次，全国卷3年2次） ★★★★★ 常以选择题的形式考查精子或卵细胞的形成过程中的物质变化、或结合染色体变异、人类遗传病考查分裂异常
减数分裂与有丝分裂的比较（3年5次，全国卷3年1次） ★ 常以选择题的形式综合比较分析有丝分裂和减数分裂，也会结合基因重组、染色体变异综合考查
目录
精子和卵细胞的形成过程
基础概念辨析
1
2
3
有丝分裂和减数分裂比较
同源染色体
减数分裂
联会、四分体
细胞的减数分裂基本概念分析
有性生殖与无性生殖
交叉互换
染色体组
有性生殖：
无性生殖：
指经过两性生殖细胞：精子和卵细胞（配子）的结合，产生受精卵（合子），由受精卵（合子）发育成新个体的生殖方式。
不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。
如高等动、植物等的生殖。
如草履虫、细菌等的生殖、植物的扦插、嫁接、克隆动物的形成、无子番茄的培育等。
减数分裂
1．概念：减数分裂是指进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞(配子)时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。有人认为它是一种特殊的有丝分裂。
1、范围：
有性生殖的生物
2、时期：
原始生殖细胞 成熟生殖细胞
（精原细胞、卵原细胞） （精子细胞、卵细胞）
说明：精(卵)原细胞的形成和增殖都靠：有丝分裂。
3、特点：
染色体只复制一次，细胞连续分裂两次
4、结果：
染色体减半
例题:下列有关同源染色体的叙述,正确的是( )
A.减数分裂中配对的染色体
B.有丝分裂中配对的染色体
C.大小形状相同的两条染色体
D.一个来自父方,一个来自母方的染色体
典例分析
A
问题：此细胞中有无同源染色体？
联会：
同源染色体
减Ⅰ中能配对的两条染色体
形状和大小一般都相同
一条来自父方，一条来自母方
（特殊情况：X、Y）
有二对: A与A′; B与B′
同源染色体两两配对的现象
A
A′
B
B′
四分体：
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。
1个四分体= 对同源染色体= 条染色体= 条染色单体= 个DNA分子= 条脱氧核苷酸链
1
2
4
4
8
a a’
b b’
cc’
dd’
A B’C D’
染色体：
同源染色体：
四分体：
染色单体：
姐妹染色单体：
非姐妹染色单体：
A和B、C和D
A、B、C、D
a和a`、b和b`、c和c`、d和d`
a和除a`外的任何一条染色单体，即a和b或b`或c或c`或d或d`
a，a’，b，b'，c，c'，d，d'
4条---
2对---
2个
由同一条染色体复制而来，连接在同一个着丝点上
同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换属于基因重组
交叉互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。
注意：
（3）有丝分裂过程也有同源染色体存在，但不出现同源染色体联会现象，也没有四分体出现。
（2）联会两条染色体的无论形态大小相同与否，都叫同源染色体。同源染色体既可以是不含染色单体也可以是含染色单体的。
（1）同源染色体也有大小不同的，如X染色体与Y染色体；大小相同的染色体也不一定是同源染色体，如着丝点断裂后形成的两条染色体称相同染色体。
（4）四倍体生物的体细胞中含有四条相同的染色体，所以进行减Ⅱ时也存在同源染色体。因此平时研究减数分裂没有特殊说明，均以二倍体生物为研究对象
染色体组
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
[判断正误]
1．只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。 ( )
2．只有原始生殖细胞在形成成熟生殖细胞时才进行减数分裂。 ( )
3．在减数分裂过程中，染色体复制次数和细胞分裂次数是相同的。 ( )
4．高等动物的各个器官都可进行减数分裂。 ( )
5.高等动植物减数分裂发生在有性生殖器官内。（ ）
6.精原细胞的形成过程为减数分裂。 （ ）
7.同源染色体配对通常发生在有丝分裂前期。 （ ）
√
×
√
×
√
×
×
如图一表示某动物精原细胞中的一对同源染色体，在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞：这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是 ( )
A．①与② B．①与③ C．②与③ D．②与④
(一)精子和卵细胞形成的过程
(一）形成部位：有性生殖器官
精子：睾丸（或精巢）
卵细胞：卵巢
曲细精管中有大量原始雄性生殖细胞——精原细胞。
精原（卵原）细胞
体细胞
有丝分裂
细胞分化
2N
2N
精子的形成
卵细胞的形成
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
不同点 部位 如动物卵巢
原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞
细胞质的分配情况
分裂结果
是否变形
精子和卵细胞形成过程的比较
两次分裂都均等
只有第一极体的分裂均等，初级、次级卵母细胞的分裂皆不均等
如动物睾丸或精巢
1个精原细胞形成4个精子
1个卵原细胞形成1个卵细胞
需要
不需变形
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
.相同点 注：①卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为早期胚胎发育提供营养。②精子需经变形才能形成，其体积小，游动灵活，易与卵细胞结合。
染色体的行为和数目变化规律相同，表现在：
①染色体都在减数第一次分裂间期复制
②减数第一次分裂时期同源染色体联会(可发生交叉互换)、均分，非同源染色体自由组合
③减数第二次分裂都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开
A
B
C
D
判断依据：
细胞质分配
不均等
有同源染色体
初级卵母细胞（如图A）
无同源染色体
次级卵母细胞（如图C）
均等
有同源染色体
初级精母细胞（如图B）
无同源染色体
次级精母细胞或极体（如图D）
精子与卵细胞形成过程中细胞分裂图像分析
1．下列是动物细胞减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是 (　　)
A．③⑥④①②⑤ B．⑥③②④①⑤
C．③⑥④②①⑤ D．③⑥②④①⑤
1.减数分裂与有丝分裂的特点比较
分裂方式 比较项目 减数分裂 有丝分裂
不 同 点 分裂的细胞 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞
细胞分裂次数 两次 一次
同源染色体的行为 (1)联会形成 ，非姐妹染色单体可以发生 ；(2)同源染色体分离 存在同源染色体，但不联会，不分离，无互换现象
四分体
互换
三、有丝分裂和减数分裂比较
不 同 点 非同源染色体的行为 出现自由组合 自由组合
子细胞染色体数目 _____ 不变
子细胞的名称和数目 4个精子或1个卵细胞和3个极体 2个体细胞或原始生殖细胞
子细胞间的遗传物质 不一定相同 相同
不出现
减半
意义 减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中__ _____数目的恒定 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了____的稳定性
染
色体
遗传
2、有丝分裂和减数分裂图像分析
减Ⅰ前期
有丝中期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝后期
有丝后期
有丝末期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅱ前期
精细胞
有丝前期
a
b
时期
O
2
1
每条染色体上DNA数量变化
e
f
c
d
有丝分裂和减数分裂曲线分析
时期
O
4N
2N
含量
N
DNA
染色体
时期
O
4N
2N
染色单体
a
b
c
d
e
f
g
时期
O
2
1
染色体组
a
b
e
c
f
d
7.细胞分裂的柱形图辨析
(1)有数目为0的一定是 ，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与体细胞中染色体、核DNA数的关系。
染色单体
≥
有丝分裂和减数分裂柱形图分析
2.每条染色体中的DNA含量曲线分析

染色体变化分析
根据减数分裂过程染色体行为变化, 回答下列过程各发生的时期:
1.染色体复制发生在:
2.同源染色体的联会发生在:
3.同源染色体分离发生在:
4.染色体着丝点分裂发生在:
5.染色体数目减半发生在:
6.DNA数目减半发生在:
减Ⅰ间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅰ分裂完成时
减Ⅰ分裂完成时
减Ⅱ分裂完成时
小结
典例分析
某同学观察二倍体玉米(2N=20, 基因型为Aa)的处于分裂过程中的某个细胞， 该细胞内着丝粒刚分裂。下列有关叙述正确的是( )
(2023·河北石家庄高三模拟)如图为人体细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化的曲线，下列分析正确的是
A.若曲线表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA
数目变化的部分曲线，则n等于1
B.若曲线表示减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的染色体
组数变化的部分曲线，则n等于2
C.若曲线表示减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的核DNA数目变化的部分曲线，则2n
等于46
D.若曲线纵坐标表示同源染色体数目变化情况，则a→b可能存在细胞质不均等
分裂
典例分析
(上海卷)如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ－Ⅳ)中遗传物质或其载体(①－③)的数量。下列表述与图中信息相符的是 (　)
A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ－Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
典例分析
典例分析
下图表示人体内的细胞在分裂过程中每条染色体的DNA含量变化曲线。下列有关叙述正确的是
A．该图若为减数分裂，则cd期的细胞都含有23对同源染色体
B．该图若为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在cd段的某一时期
C．该图若 为有丝分裂，则细胞板和
纺锤体都出现在bc时期
D．该图若为有丝分裂，则ef期的细胞
中都含有两个染色体组
典例分析
某同学在观察马蛔虫的减数分裂过程时，绘制了如下模式图。下列说法不正确的是( )
A.甲图为初级卵母细胞，丙为次级卵母细胞
B.甲图和丙图都有4条染色体
C.该同学绘制的图都是正确的
D.甲图所示染色体上的非等位基因之间不都能自由组合
实验和受精作用
近三年（2021-2023）考情分析
专题 考点 命题热度 关联考点
专题五 细胞的生命历程 实验：观察减数分裂实验（3年2次全国卷3年1次） ★ 常结合其他课本实验综合考查
受精作用（3年1次，全国卷3年0次） ★ 常以选择题的形式结合减数分裂综合考查
目录
配子多样性的形成
实验：观察减数分裂实验
1
2
3
受精作用
实验：观察细胞的减数分裂
(一)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：减数第一次分裂和减数第二次分裂。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。
一、观察减数分裂实验
(二)方法步骤：
观察减数分裂实验
(三)减数分裂实验材料的选择
一般来说，雄性个体产生的雄配子数目远远多于雌性个体产生的雌配子数目，因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性生殖器官(性腺)。
观察减数分裂实验
特别提醒：
(1)判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。
(2)可通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。原因：
①同一生物的细胞所含遗传物质相同，增殖过程相同；
②同一时刻不同细胞可能处于细胞分裂的不同阶段。
观察减数分裂实验

1.配子形成过程中的几种数量关系
(1)1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞→4个精子。
(2)1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞+1个极体→1个卵细胞+3个极体。
二、配子多样性和减数分裂异常
(2)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)
项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
1个精原细胞 2n种
1个雄性个体 2n种
1个卵原细胞 2n种
1个雌性个体 2n种
2种
2n种
1种
2n种
配子多样性和减数分裂异常
配子多样性和减数分裂异常
配子多样性和减数分裂异常
3.配子中染色体组合多样性的原因
2.某生物一个体细胞中有2对同源染色体D、d和E、e，它所产生的一个极体的染色体类型为De，则另外两个极体可能的染色体类型为哪些？
答案： De、dE或dE、dE。
1.基因型为AaBbCc(独立遗传)的一个初级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞基因型的种类数之比为 (　　)
A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1
C
典例分析
如图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级卵母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
典例分析
B
如图表示细胞分裂过程中染色体、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
典例分析
A
(2020·黑龙江哈尔滨三中高三月考)如图表示某生物(2n)细胞分裂时期图，分裂顺序A→B→C→D。下列相关叙述不正确的是
A.根据B→C过程可以判断该分裂为减数分裂
B.在B→C过程发生了同源染色体的联会和分离
C.a为细胞数、b为核DNA、c为染色体、d为染
色单体
D.完成该分裂过程实现了遗传物质的减半
D
典例分析
2.过程
细胞膜融合
　　　　↓
精子的② 进入卵细胞(③ 留在外面)
　　　　↓
卵细胞的④ 发生复杂生理反应,阻止其他精子再进入
　　　　↓
精子和卵细胞的⑤ 相融合
　　　　↓
　　　受精卵
头部
尾部
细胞膜
细胞核
1.概念:指精子和卵细胞相互识别、融合为① 的过程。
受精卵
三、受精作用
卵原细胞
2N
个体
2N
精原细胞
2N
精子
N
卵细胞
N
受精卵
2N
细胞分化
受精作用
减数分裂
有丝分裂
减数分裂
(3)减数分裂与受精作用的意义：
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，有十分重要的意义。
3.结果:受精卵中的染色体数目又恢复到⑥ 中的染色体数目,其
中有一半染色体来自⑦ (父方),另一半来自⑧ (母方)。
体细胞
精子
卵细胞
受精作用
1、受精卵
细胞核：精子的核+卵细胞核
细胞质：几乎全由卵细胞提供
受精卵的核基因：父母各给一半。
受精卵的质基因：几乎全来自于母亲。
小知识：
2、受精作用的细胞学基础：
(1)细胞膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。
(2)生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
(3)受精后卵细胞细胞膜的变化，可阻止其他精子再进入。
知识总结
蜜蜂属于完全变态发育的昆虫。蜂王和工蜂由受精卵发育而成(2n＝32)，工蜂不育，负责采集花粉、喂养幼虫等工作，蜂王通过减数分裂专职产卵。未受精的卵发育成雄蜂，雄蜂通过假减数分裂产生精子，即：减数分裂Ⅰ过程，1个初级精母细胞分裂成1个含有细胞核的次级精母细胞和
1个体积较小不含细胞核的细胞(退化凋亡)；减数分裂Ⅱ过程，1个次级精母细胞着丝粒分裂产生1个体积较大的精细胞(变形成精子)和1个体积较小的细胞(退化凋亡)。
思维拓展
思维拓展
(1)对雄蜂和蜂王来说，它们的1个精原细胞和1个卵原细胞产生的配子种类数分别为多少种，为什么？
提示　1种、1种；因为雄蜂的1个精原细胞和蜂王的1个卵原细胞均只能产生1个配子。
(2)请从染色体行为和细胞质分裂方式分析，蜜蜂的初级精母细胞和初级卵母细胞减数分裂Ⅰ过程中还有哪些异同点？
提示　初级精母细胞没有同源染色体分离，而初级卵母细胞有；细胞质均为不均等分裂。
思维拓展
(3)若一只雌蜂和一只雄蜂交配产生F1，在F1雌雄个体交配产生的F2中，雄蜂的基因型共有AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种，则亲本的基因型是什么？
提示　雌蜂基因型是aabb，雄蜂基因型是AB。
思维拓展
(4)蜜蜂中的雄蜂体细胞中染色体数目虽然减少一半，但仍能正常生活。如何解释这一现象？
提示　这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物体所有性状的一整套基因。
(5)卵细胞可保留大部分卵母细胞的物质，其意义是什么？
提示　为胚胎早期发育提供物质和能量。
思维拓展
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
典例分析
B
精子内的顶体由溶酶体特化而来，精卵识别后，顶体膜与精子细胞膜结合，释放溶酶体酶使卵细胞外层形成孔洞，以利于精卵融合形成受精卵，下列叙述正确的是（ ）
A. 精子内储存的溶酶体酶是精子的溶酶体合成的
B. 精子游向卵细胞所需要的能量主要来于自线粒体
C. 顶体膜和精子细胞膜融合体现生物膜的选择透过性
D. 受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方
B
人的卵原细胞中有46条染色体（不考虑交叉互换和基因突变），一个人的卵原细胞经过减数分裂后，理论上可能形成的卵细胞的种类数和一个卵原细胞经过减数分裂后形成的卵细胞的种类数分别是（ ）
A. 1 和 223 B. 223 和 1
C. 222 和 23 D. 223 和 46
B

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