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(共44张PPT)
第20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.活动:观察减数分裂的装片或视频,运用模型模拟染色体的变化。
考点一
减数分裂的过程
1.减数分裂的相关概念
(1)减数分裂的概念。
基础知识·整合
有性
一半
(2)同源染色体。
父方
母方
联会
提醒　①形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体,如着丝粒分裂后,姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同,但由于来源相同,因此不是同源染色体。
②二倍体生物有丝分裂过程中始终存在同源染色体,但不会联会,也不形成四分体。
(3)联会和四分体。
提醒　1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体,含4个核DNA分子(有8条脱氧核苷酸链)。
前
同源染色体
四
(4)互换。
①时期: (四分体时期)。
②范围:同源染色体中 之间互换片段。
③图示。
减数分裂Ⅰ前期
非姐妹染色单体
④结果及意义:导致基因重组,产生多种配子,若不互换只产生AB、ab两种配子,若互换则可产生AB、ab、Ab和aB四种配子,产生可遗传的变异。
2.减数分裂的过程(以哺乳动物为例)
(1)精子的形成过程。
DNA
蛋白质
联会
非姐妹染色单体
同源染色体
染色体
次级精母细胞
非同源
染色体的着丝粒
姐妹染色单体
精细胞
一半
(2)比较精子和卵细胞形成过程的异同。
不均等分裂
变形
4
1
提醒　卵细胞形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂,极体均等分裂。
1.判断正误
(1)(必修2 P18问题探讨)果蝇常作为遗传学上的实验材料,是因为果蝇生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察。(　　)
(2)(必修2 P20正文)同源染色体是指细胞内形状和大小相同,一条来自父方、一条来自母方的两条染色体。(　　)
√
×
【提示】 同源染色体是指配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。
深挖教材
(3)(必修2 P20正文)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
(　　)
(4)(必修2 P23概念检测1)玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。(　　)
√
×
【提示】 玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中已无同源染色体,染色体数目为10条。
2.规范表达
(1)(必修2 P21 正文拓展)卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是
。
保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对物质的需要
(2)(必修2 P23概念检测4改编)如图所示细胞为某雄性动物体内的正在进行细胞分裂的细胞,据图回答下列问题。
①图示细胞的名称为 ,判断的依据是
。
②图示细胞含有 个四分体,这个细胞分裂完成后,子细胞的染色体组成类型共有 种。
初级精母细胞
该细胞为雄性动物体内
的细胞,且有同源染色体联会现象
2
4
1.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ关键点比较
重难知识·透析
2.减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律(体细胞染色体数为2n)
(1)数量变化。
时期 减数分裂前的间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ前、中期 减数分裂Ⅱ后期 减数分裂Ⅱ末期
染色体数 2n 2n→n n 2n 2n→n
核DNA数 2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n
(2)典型图示分析。
①甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞或第一极体;戊为性细胞或第二极体。
②染色体数目变化及原因。
a.减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分开后平均进入两个子细胞,染色体数目减半。
b.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,恢复到体细胞水平。
c.减数分裂Ⅱ末期,细胞一分为二,染色体数目减半。
③核DNA数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,核DNA数目加倍。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,核DNA数目减半。
c.减数分裂Ⅱ末期,细胞一分为二,核DNA数目再减半。
④染色单体数目变化及原因。
a.减数分裂前的间期,DNA复制,染色单体形成。
b.减数分裂 Ⅰ 末期,细胞一分为二,染色单体数目减半。
c.减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂,染色单体消失。
⑤染色体数与核DNA数的比值的变化及原因。
能力1　围绕减数分裂的相关概念,考查生命观念
1.下列关于同源染色体的叙述,正确的是(　　)
A.减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,且可以发生姐妹染色单体的互换
B.在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
C.同源染色体相互分离时,细胞中染色体数/核DNA数的值不变
D.两条同源染色体上基因的种类和数目都相同
C
关键能力·提升
【解析】 同源染色体在减数分裂Ⅰ时能联会形成四分体,在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换;人的肌细胞中含有X和Y这对同源染色体;同源染色体上的基因可能是等位基因,也可能是相同的基因,基因数目也不一定相同,如X、Y同源染色体上基因数目不同。
能力2　结合减数分裂过程中的相关结构和物质数量变化,考查科学思维
2.(2025·茂名月考)如图分别表示某雌性动物体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系,以及细胞分裂图像,不考虑变异。下列相关说法错误的是(　　)
A.a、b、c分别代表染色体、染色单体、核DNA
B.甲、乙、丙细胞分别对应图1的Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ
C.丙细胞经减数分裂可形成四种不同类型的卵细胞
D.减数分裂过程会出现Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程
C
【解析】 甲为有丝分裂中期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ,乙为减数分裂Ⅱ中期,染色体数目为2,染色单体数目为4,对应于图1的Ⅲ,丙为减数分裂Ⅰ后期,染色体数目为4,染色单体数目为8,对应于图1的Ⅱ;丙细胞经减数分裂只能形成一个卵细胞,即一种类型;Ⅰ可代表卵原细胞以及减数分裂Ⅱ后期、末期细胞,Ⅱ可代表初级卵母细胞,Ⅲ可代表减数分裂Ⅱ前期、中期细胞,Ⅳ可代表产生的子细胞,因此减数分裂过程会出现Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ的连续变化过程。
考点二
配子的多样性与受精作用
1.配子中染色体组合多样性的原因
(1)减数分裂Ⅰ前期同源染色体的 的互换。
(2)减数分裂Ⅰ后期 的自由组合。
非姐妹染色单体间
非同源染色体
基础知识·整合
2.推断减数分裂产生配子的种类
(1)原始生殖细胞减数分裂产生配子的情况(以AaBb为例,没有基因突变和互换)如图:
(2)具有n对同源染色体的个体产生配子的情况(不考虑基因突变和互换)。
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
3.受精作用
(1)概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为 的过程。
(2)实质:精子的细胞核与卵细胞的 相融合,使彼此的染色体会合在一起。
(3)结果:受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目。
受精卵
细胞核
染色体
4.减数分裂与受精作用的意义
(1)保证了每种生物前后代 ,维持了生物遗传的稳定性。
(2)子代呈现多样性,有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
染色体数目的恒定
5.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
(1)目的要求。
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
(2)材料用具。
蝗虫精母细胞减数分裂装片, 。
显微镜
(3)方法步骤。
1.判断正误
(1)(必修2 P27正文)受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方,一半来自母方。(　　)
【提示】 受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但是细胞质中的遗传物质大部分来自母方。
×
深挖教材
(3)(必修2 P27正文)同一双亲后代的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。(　　)
(2)(必修2 P27正文)受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性。
(　　)
×
【提示】 基因重组只发生在减数分裂过程中,而不是受精作用过程中。
√
2.规范表达
(1)(必修2 P24探究·实践拓展)宜选用雄性个体生殖器官作为观察减数分裂实验材料的原因是
。
(2)(必修2 P24探究·实践拓展)若某生物体细胞的染色体数为2n,在精巢内能观察到染色体数为 的细胞分裂图像,原因是
。
雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数
量;在雌性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初级卵
母细胞或次级卵母细胞,在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期,其只有和精子相
遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ
n、2n和4n
精巢内的精原细胞
既可进行有丝分裂,又可进行减数分裂
能力3　结合遗传多样性,考查科学思维
3.(2025·甘肃卷,5)某动物(2n=4)的基因型为AaBb,有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的,位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂(不考虑突变),下列叙述错误的是(　　)
A.图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞,最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子
B.同源染色体分离,形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞,进而产生图①和②两种子细胞
C.非姐妹染色单体互换,形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞,进而产生图③和④两种子细胞
D.图⑦代表有丝分裂后期细胞,产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
C
关键能力·提升
【解析】 对于图①、②、③和④,观察染色体形态,无同源染色体且着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期细胞,该动物为雄性(从图⑤、⑥细胞质均等分裂可判断),经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变);观察图⑤,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞质均等分裂,这是减数分裂Ⅰ后期细胞(雄性),其产生的子细胞为次级精母细胞,对应图①和②两种子细胞;观察图⑥,非姐妹染色单体互换发生在减数分裂Ⅰ前期,其产生的子细胞为次级精母细胞,其中一个次级精母细胞含有A、a、B、B,另一个次级精母细胞含有A、a、b、b,不会产生图③和④两种子细胞;分析图⑦,有同源染色体且着丝粒分裂,这代表有丝分裂后期细胞,有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致。
4.(2025·云南卷,5)某二倍体动物(2n=4)的基因型为GgFf,等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上,在不考虑基因突变的情况下,下列细胞分裂示意图中不可能出现的是(　　)
B
A B C D
【解析】 该细胞中含有同源染色体,且正在进行同源染色体分离,可判断该细胞处于减数分裂Ⅰ后期,存在姐妹染色单体,其上的基因应相同,但由于该动物的基因型为GgFf,在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体可发生互换,可能出现选项A的情况;选项B中细胞的基因型为GGGGffff,可能是g基因突变为G基因,F基因突变为f基因,但题干中表明不考虑基因突变,因此不可能出现选项B的情况;该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体,且同源染色体正在分离,由于非同源染色体自由组合,所以移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体,即G与g、F与f分离,G与F或f组合,可能出现选项C、D的情况。
能力4　围绕观察减数分裂的实验,考查科学探究能力
5.下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误的是(　　)
A.可用蝗虫精母细胞减数分裂装片观察减数分裂过程
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.在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
D
【解析】 洋葱根尖分生区细胞进行的是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象。
6.在观察玉米(2n=20)花粉母细胞减数分裂的固定装片中,观察到不同分裂时期的细胞,如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞①的着丝粒已经分裂
B.细胞②中有10个四分体
C.细胞④中含2个染色体组
D.细胞⑤含有10对同源染色体
C
【解析】 细胞①处于减数分裂Ⅰ后期,此时发生同源染色体分离,着丝粒尚未分裂;细胞②处于减数分裂Ⅱ中期,同源染色体已经完成分离,故细胞②中没有四分体;题图中细胞④⑤处于减数分裂Ⅱ后期,不存在同源染色体,均含2个染色体组。

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