高考生物一輪總復習 第四單元 第三講 減數(shù)分裂和受精作用課件.ppt

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第三講 減數(shù)分裂和受精作用,一、減數(shù)分裂 1．填寫減數(shù)分裂的概念,［知識梳理］,有性,成熟生殖細胞,連續(xù),2．精子形成過程各期的對應特點,,,,,,,,,,,,,【助學巧記】 巧記細胞分裂方式的判斷 有絲同源不配對，減Ⅱ無源難成對，聯(lián)會形成四分體，同源分離是減Ⅰ。,二、受精作用 1．概念 卵細胞和精子相互識別、融合成為 的過程。,受精卵,頭部,細胞膜,染色體,3．結果 受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到 中的數(shù)目，其中有一半染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。,體細胞,4．意義 減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中 的恒定，對于生物的 都是十分重要的。,染色體數(shù)目,遺傳和變異,判斷下列說法的正誤。 1．聯(lián)會的同源染色體在后續(xù)的分裂過程中會相互分離。(2013·江蘇卷) ( ) 2．人的初級精母細胞和次級精母細胞中都含Y染色體。(2012·江蘇卷) ( ),［自主檢測］,,,√,×,3．就一對聯(lián)會的同源染色體而言，其著絲點數(shù)、染色單體數(shù)和多核苷酸鏈數(shù)分別是2、4和8。(2007·上海卷) ( ) 4．同一個體中細胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的前期染色體數(shù)目相同，染色體行為和DNA分子數(shù)目不同。(2013·新課標卷Ⅰ) ( ) 5．觀察2n＝6的某生物減數(shù)第二次分裂后期細胞，可見移向每一極的染色體有4條，其合理解釋是減數(shù)第一次分裂中有一對染色體沒有相互分離。(2012·江蘇卷) ( ),√,×,√,6．基因型為AaXBY的小鼠產(chǎn)生了一個不含性染色體的AA型配子(等位基因A、a位于2號染色體上)其原因可能是2號染色體在減數(shù)第一次分裂時未分離。(2011·山東卷) ( ) 7．與無性生殖相比，有性生殖的優(yōu)越性表現(xiàn)在可增加遺傳物質重組的機會。(2009·上海卷) ( ),×,√,考點一 精子和卵細胞的形成,【核心突破】,1．形成過程比較,,2．減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較,,3.減數(shù)分裂過程中不同時期的圖像識別(二倍體生物2N＝4),4．細胞分裂與可遺傳變異的關系 (1)基因突變，常發(fā)生于DNA復制時,(3)染色體變異發(fā)生于減數(shù)分裂和有絲分裂過程中,【易混易錯】 減數(shù)分裂過程中的4個易混點 (1)同源染色體和非同源染色體,,①同源染色體是指減數(shù)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。如上圖中的1和2為一對同源染色體，3和4是另一對同源染色體。 ②非同源染色體是指形態(tài)、大小各不相同，且在減數(shù)分裂過程中不配對的染色體。如圖中的1和3、1和4、2和3、2和4分別是非同源染色體。,(2)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a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。②非姐妹染色單體：不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。,(3)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)同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。該時期已完成復制，染色單體已形成，但螺旋程度低，觀察不到。②四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。圖中含有兩個四分體，即四分體的個數(shù)等于減數(shù)分裂中配對的同源染色體對數(shù)。,【命題預測】,考向預測一 減數(shù)分裂過程中不同時期的圖像識別,1．圖為高等動物的細胞分裂示意圖，下列敘述正確的是,,A．圖甲一定為次級精母細胞 B．圖乙一定為初級精母細胞 C．圖丙為次級卵母細胞或極體 D．圖丙中的M、m為一對同源染色體,解析 圖甲是減數(shù)第二次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，可能為次級精母細胞或第一極體，A錯誤；圖丙為減數(shù)第二次分裂后期，其細胞質不均等分裂，應是次級卵母細胞，不可能為極體，C錯誤；圖丙中的M、m不是同源染色體，而是姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體，D錯誤；圖乙是減數(shù)第一次分裂后期，其細胞質是均等分裂的，所以應是初級精母細胞，B正確。 答案 B,考向預測二 基因與染色體的關系 2. 在熒光顯微鏡下觀察被標記的某動物的睪丸細胞，等位基因A、a被分別標記為紅、黃色，等位基因B、b被分別標記為藍、綠色。①③細胞都處于染色體向兩極移動的時期。不考慮基因突變和交叉互換，下列有關推測合理的是,A．①時期的細胞中向每一極移動都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個 B．③時期的細胞中向每一極移動都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各1個 C．②時期的初級精母細胞中都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個 D．圖中精細胞產(chǎn)生的原因是減數(shù)第一次分裂或減數(shù)第二次分裂過程異常,解析 ①為有絲分裂后期，③為減Ⅱ后期，故①時期的細胞中每一極均有一套完整的染色體，即紅、黃、藍、綠熒光點各1個；正常情況下，③時期的細胞中，移向兩極的染色體相同，均只有每對同源染色體中的一半，即熒光點各有紅、黃中的1個，藍、綠中的1個；②時期的細胞中有4種顏色的熒光點各2個；圖中精細胞中出現(xiàn)了等位基因，說明減Ⅰ異常。 答案 C,【技法歸納】 細胞分裂過程中形成異常細胞的原因分析(以基因型為AaBb的細胞為例) (1)若形成的子細胞是AAaaBb，則形成原因是有絲分裂過程中兩條染色體的姐妹染色單體未分開。,(2)若形成的子細胞是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成原因是減數(shù)分裂過程中，同源染色體未分離。 (3)若形成的子細胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成原因是減數(shù)分裂過程中，姐妹染色單體未分開。,考點二 比較減數(shù)分裂與有絲分裂,1．有絲分裂與減數(shù)分裂的比較,【核心突破】,,,,,,,2.減數(shù)分裂與有絲分裂細胞圖像的識別 一般來講，鑒別某一細胞圖像屬于哪種細胞分裂，最關鍵的是看染色體的行為。,,,,總之，細胞分裂圖像判斷可以歸納為：,【易混易錯】 與細胞分裂圖像有關的4個易錯點 (1)只有正確地識別同源染色體，才能進行細胞分裂方式和所處時期的準確判定。 (2)該鑒別法僅適用于二倍體生物的細胞分裂。,(3)多倍體(如四倍體)減數(shù)分裂，子細胞中有同源染色體，可根據(jù)子細胞染色體數(shù)目減半推斷是減數(shù)分裂。 (4)二倍體的單倍體(如玉米的單倍體)體細胞進行有絲分裂，子細胞中雖無同源染色體，但可根據(jù)子細胞內染色體數(shù)與母細胞相同推斷為有絲分裂，如下圖：,,【命題預測】,,,,,考向預測一 圖像分析判斷,3．(2014·漳州三模)如圖甲乙丙是同一高等動物個體內發(fā)生的細胞分裂模式圖，圖丁為某一時刻部分染色體行為的示意圖，下列說法正確的是,,A．丁圖中等位基因A與a，B與b的分離都只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 B．若A基因在圖甲1號染色體上，不發(fā)生基因突變的情況下，a基因在染色體5上 C．乙細胞表示次級精母細胞或極體，乙細胞內無同源染色體 D．21三體綜合癥患者染色體異常，可能與雙親中某一個體產(chǎn)生配子時丙圖所在時期染色體異常分配有關,解析 丁圖中同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換，因此等位基因A與a，B與b的分離除了發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，還發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，A錯誤；若A基因在圖甲1號染色體上，不發(fā)生基因突變的情況下，a基因在染色體4和8上，B錯誤；由丙細胞可知該動物為雌性動物，因此乙細胞表示(第一)極體，C錯誤；21三體綜合癥患者染色體異常，可能是雙親中某一個體產(chǎn)生配子時，減數(shù)第一次分裂后期(丙圖)有一對同源染色體未分離移向同一極所致，也可能是減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色體單體分開后未分離移向同一極所致，D正確。 答案 D,考向預測二 核內染色體、DNA含量坐標曲線圖分析 4．(2015·青島質檢)下面下圖為某二倍體動物精原細胞分裂過程中細胞內的同源染色體對數(shù)的變化曲線，下圖表示該動物的一個細胞分裂示意圖。下列敘述錯誤的是,,,A．CD段含有4個染色體組，12個DNA分子 B．FG段可發(fā)生基因重組 C．若染色體②上有基因B，⑤的相同位點上有基因b，則其原因是在AB段發(fā)生了基因突變 D．下圖中細胞是次級精母細胞，處于曲線圖的HI段,解析 曲線圖表示的是二倍體動物精原細胞分裂過程中細胞內同源染色體對數(shù)的變化，CD段表示的是有絲分裂后期，此時著絲點分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)量加倍，染色體組有4個，由分裂示意圖可以看出，此動物體細胞中含有6條染色體，每條染色體上都有一個DNA分子，染色體數(shù)加倍，DNA分子數(shù)也加倍，為12個，A正確；FG段表示第一次減數(shù)分裂，此過程中可以發(fā)生基因重組，B正確；若染色體②上有基因B，⑤的相同位點上有基因b，則其原因可能是發(fā)生了基因突變，也可能是由于染色體片段的交叉互換造成的，C錯誤；右圖表示第二次減數(shù)分裂，此時的細胞是次級精母細胞，D正確。 答案 C,5．(2011·天津高考)玉米花藥培養(yǎng)的單倍體幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株。下圖是該過程中某時段細胞核 DNA 含量變化示意圖。下列敘述錯誤的是,A．a(chǎn)～b 過程中細胞內不會發(fā)生基因重組 B．c～d 過程中細胞內發(fā)生了染色體數(shù)加倍 C．e 點后細胞內各染色體組的基因組成相同 D．f～g 過程中同源染色體分離，染色體數(shù)減半,解析 由題圖DNA的變化特征可推出a～b為有絲分裂過程，該過程中不會發(fā)生基因重組，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中；c～d為有絲分裂的分裂期，且之前已經(jīng)用秋水仙素處理，故在分裂的后期染色體數(shù)加倍；玉米是二倍體，其單倍體中的基因經(jīng)復制形成的基因和原來的基因完全一樣，e 點后的細胞為純合體，各染色體組的基因組成完全相同；f～g 為有絲分裂末期，不存在同源染色體分離。 答案 D,考點三 觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片,1．實驗成功的關鍵——正確選用實驗材料 如上題中的實驗目的是“觀察小鼠細胞減數(shù)分裂”，這就要求我們把解題的目標對準能進行減數(shù)分裂的細胞，在提供的“實驗材料”中應選取小鼠的“睪丸”。,【核心突破】,2. 明確裝片制作環(huán)節(jié)，把握減數(shù)分裂各期特點 (1)臨時裝片制作應特別注意的幾個關鍵環(huán)節(jié)①為了更加清晰地觀察染色體形態(tài)，在解離前，一般要對動物組織進行低滲處理，其目的是憑借反滲透作用使細胞膨脹，染色體鋪展，同時可使粘附于染色體的核仁物質散開，以便能在一個平面上觀察所有染色體形態(tài)。 ②低滲處理后再進行解離固定，將,細胞殺死并去除細胞之間的粘連物，使細胞彼此分開，經(jīng)壓片，細胞會彼此分散開，解離后進行漂洗，去除解離液對染色效果的影響，染色體容易被醋酸洋紅(染)液或龍膽紫溶液染色，染色完成后進行制片并壓片。,(2)確定中期細胞的類型：睪丸內初級精母細胞進行減數(shù)分裂產(chǎn)生精子，精原細胞進行有絲分裂增加細胞數(shù)目。因此處于細胞分裂中期的細胞應該包括：減數(shù)第一次分裂中期、減數(shù)第二次分裂中期、有絲分裂中期，產(chǎn)生的子細胞分別是次級精母細胞、精細胞、精原細胞。,【易考明示】 觀察蝗蟲減數(shù)分裂實驗的2個注意點 (1)實驗材料的選?。阂诉x用雄性個體生殖器官，其原因為：①雄性個體產(chǎn)生精子數(shù)量多于雌性個體產(chǎn)生卵細胞數(shù)量。②在動物卵巢內的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是次級卵母細胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才繼續(xù)完成減Ⅱ分裂。 (2)精巢內精原細胞既進行有絲分裂，又進行減數(shù)分裂，因此可以觀察到染色體數(shù)為N、2N、4N等不同的細胞分裂圖像。,【命題預測】,,,,,考向預測一 識別減數(shù)分裂的圖像及分析,6．(2014·安徽卷)某種植物細胞減數(shù)分裂過程中幾個特定時期的顯微照片如下。下列敘述正確的是,,A．圖甲中，細胞的同源染色體之間發(fā)生了基因重組 B．圖乙中，移向細胞兩極的染色體組成相同 C．圖丙中，染色體的復制正在進行，著絲點尚未分裂 D．圖丁中，細胞的同源染色體分離，染色體數(shù)目減半,解析 圖示為植物細胞減數(shù)分裂過程，根據(jù)圖甲的聯(lián)會現(xiàn)象，可知該圖處于減數(shù)第一次分裂的前期，細胞的同源染色體之間可因交叉互換而發(fā)生基因重組，A項正確；圖乙同源染色體分離，為減數(shù)第一次分裂的后期，移向細胞兩極的染色體為同源染色體，B項錯誤；丙為減數(shù)第一次分裂末期后進入減數(shù)第二次分裂的間期，而減數(shù)第二次分裂的間期短暫，并無染色體的復制，C項錯誤；丁圖為減數(shù)第二次分裂的后期，此時著絲點分裂，姐妹染色單體分離，導致細胞中染色體數(shù)目暫時加倍，而此時細胞中已沒有同源染色體，D項錯誤。 答案 A,考向預測二 顯微鏡的操作 7. (2013·江蘇單科)一個班級分組進行減數(shù)分裂實驗，下列操作及表述正確的是 A. 換用高倍鏡時，從側面觀察，防止物鏡與裝片碰擦 B. 因觀察材料較少，性母細胞較小，顯微鏡視野應適當調亮 C. 為觀察染色體不同層面的精細結構，用粗準焦螺旋調節(jié)焦距 D. 一個視野中，用10×物鏡看到8 個細胞，用40×物鏡則可看到32 個細胞,解析 高倍鏡鏡頭較長，換用時應從側面觀察，防止物鏡與裝片碰擦，A正確；本實驗要用高倍鏡觀察，視野應適當調暗，但原因不是材料少，性母細胞少，B錯誤；觀察染色體不同層面的精細結構時，使用的是高倍鏡，應用細準焦螺旋調節(jié)焦距，C錯誤；放大倍數(shù)越大，看到細胞數(shù)目越少，D錯誤。 答案 A,◎易錯易混,準確判斷減數(shù)分裂產(chǎn)生子細胞的種類與數(shù)目 1．正常情況下產(chǎn)生配子的種類分析(未變異) 分析配子產(chǎn)生時應特別注意“一個個體”還是“一個性原細胞”。,,(1)若是一個個體則產(chǎn)生2n種配子，n代表同源染色體對數(shù)或等位基因對數(shù)。 (2)若是一個性原細胞，則一個卵原細胞僅產(chǎn)生1個卵細胞，而一個精原細胞可產(chǎn)生4個2種(兩兩相同)精細胞。例如YyRr基因型的個體產(chǎn)生配子情況如下：,2．變異條件下產(chǎn)生配子的種類分析,,由圖可以看出，在只研究兩對同源染色體、三對基因的情況下，僅發(fā)生基因突變或基因重組，就能產(chǎn)生眾多類型的配子。,【典例訓練】 1．從某動物(AaBb)產(chǎn)生的精子中提取出四個，經(jīng)測定基因型分別為AB、Ab、aB、ab，若不考慮交叉互換與基因突變，下列說法錯誤的是 A．這四個精子至少來自兩個精原細胞 B．這四個精子可能來自同一個精原細胞 C．AB、ab不可能來自同一個次級精母細胞 D．AB、Ab不可能來自同一個初級精母細胞,解析 一個精原細胞進行減數(shù)第一次分裂時等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，形成基因型為AABB和aabb或AAbb和aaBB的兩個次級精母細胞，在減數(shù)第二次分裂時，若不考慮交叉互換與基因突變的情況下，由同一個次級精母細胞形成的兩個精細胞及精子的基因型是完全相同的，為AB、AB(ab、ab)或Ab、Ab(aB、aB)。若出現(xiàn)基因型為AB、Ab、aB、ab的四個精子，說明它們至少來自兩個精原細胞。 答案 B,根據(jù)曲線判斷有絲分裂與減數(shù)分裂的方法 根據(jù)曲線形狀判斷有絲分裂和減數(shù)分裂，主要從以下兩個層次進行(下圖為一個細胞內核DNA、染色體的變化)：,◎方法技巧,,,1．首先區(qū)分核DNA的變化曲線和染色體的變化曲線： 看“斜線”，曲線中存在斜線的為核DNA變化曲線，不存在斜線的為染色體變化曲線。 2．區(qū)分開核DNA和染色體的變化曲線后，再區(qū)分細胞增殖的方式： (1)看“染色體峰值”，染色體數(shù)目最大為4N的，是有絲分裂；染色體數(shù)目最大為2N的，是減數(shù)分裂。,(2)看“DNA復制和分裂次數(shù)”，斜線代表DNA復制，豎直下降代表細胞分裂完成。因此斜線出現(xiàn)1次，而豎直下降2次的，為減數(shù)分裂；斜線出現(xiàn)1次，豎直下降1次的，為有絲分裂。 (3)看“結果”，分裂完成后，染色體或核DNA的數(shù)量與分裂前相等則為有絲分裂；若減半則為減數(shù)分裂。,【易錯提醒】曲線的縱坐標含義不同，則同一區(qū)段代表的含義不同。 【典例訓練】 2．下面為動物細胞分裂過程示意圖，據(jù)圖分析可得出,A．在細胞分裂過程中，細胞體積明顯增大的時期是OP段 B．若在A點將核DNA用同位素標記，則在GH段可檢測到有放射性的脫氧核苷酸鏈占50% C．在圖中的GH段和OP段，細胞中含有的染色體組數(shù)是相等的 D．圖中L點→M點所示過程的進行，與細胞膜的流動性有關,解析 圖中，A→E段表示有絲分裂，F(xiàn)→K段表示減數(shù)分裂，L→M段表示受精作用，M→Q段表示受精卵的有絲分裂。在細胞分裂過程中，細胞體積明顯增大的時期是間期。A點的1個DNA分子到GH段時，已復制2次，有放射性的脫氧核苷酸鏈占1/4。OP段細胞中含有的染色體組數(shù)是GH段的2倍。L→M段表示受精作用，精子的細胞膜和卵細胞的細胞膜相互融合，與細胞膜的流動性有關。 答案 D,,,,,,,,,,,初級精母細胞,次級精母細胞,精子,減數(shù)第一次分裂,初級卵母細胞,次級卵細胞,卵細胞,減數(shù)第二次分裂,受精卵,有絲分裂,［高考體驗］,1．(2014·上海卷)正常情況下，在人的初級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成卵的過程中，一個細胞中含有的X染色體條數(shù)最多為 A．1 B．2 C．3 D．4,解析 正常情況下，人的卵原細胞有X染色體兩條，初級卵母細胞進行減數(shù)第一次分裂過程中由于著絲點不分裂，染色體數(shù)目不加倍，所以一個初級卵母細胞中含有的X染色體條數(shù)仍為2條，產(chǎn)生的次級卵母細胞或第一極體在減數(shù)第二次分裂過程中含有X染色體1條或2條(后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍)，卵細胞或第二極體中X染色體只有1條。B正確。 答案 B,2．(2011·上海高考)下圖表示雄果蠅進行某種細胞分裂時，處于四個不同階段的細胞(Ⅰ～Ⅳ)中遺傳物質或其載體(①～③)的數(shù)量。下列表述與圖中信息相符的是,A．Ⅱ所處階段發(fā)生基因自由組合 B．Ⅲ代表初級精母細胞 C．②代表染色體 D．Ⅰ～Ⅳ中③的數(shù)量比是2∶4∶4∶1,解析 分析圖示可知：Ⅰ為精原細胞，Ⅱ為初級精母細胞，在減Ⅰ前期、后期可發(fā)生基因自由組合。Ⅲ為次級精母細胞，Ⅳ為精細胞，①表示染色體，②表示染色單體，③表示DNA；Ⅰ～Ⅳ中，③DNA的數(shù)量比是2∶4∶2∶1。 答案 A,3．(2012·海高)在某植物根尖每個處于有絲分裂后期的細胞中都有40條染色體。下表中，能正確表示該植物減數(shù)第二次分裂中期和后期每個細胞中染色體數(shù)目和染色單體數(shù)目的是,A.甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析 在有絲分裂后期由于著絲點分裂，染色單體分開成為子染色體，使染色體數(shù)目加倍，可知生物體的體細胞內染色體數(shù)為20條。減數(shù)第一次分裂結束，染色體減半，在減數(shù)第二次分裂后期之前，染色單體不分開，這時染色體數(shù)為10條，染色單體為20條，減數(shù)第二次分裂后期，染色單體分開成為子染色體，染色體數(shù)為20條，無染色單體。 答案 B,4．(2009·山東高考)小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細胞減數(shù)分裂的實驗步驟： 供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟，蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B(健那綠)染液，解離固定液。 取材：用______________作實驗材料。,制片：①取少量組織低滲處理后，放在____________溶液中，一定時間后輕輕漂洗。 ②將漂洗后的組織放在載玻片上，滴加適量__________________。 ③一定時間后加蓋玻片，____________。 觀察：①用顯微鏡觀察時，發(fā)現(xiàn)幾種不同特征的分裂中期細胞。若它們正常分裂，產(chǎn)生的子細胞是____________________。,②下圖是觀察到的同源染色體(A1和A2)的配對情況。若A1正常，A2發(fā)生的改變可能是____________。,,解析 解答此題首先要對課本上關于有絲分裂實驗中的系列步驟熟知，取材—解離—漂洗—染色—制片—觀察。然后將知識遷移到觀察減數(shù)分裂的實驗中。A1和A2是配對的同源染色體，由于A1正常，A2比A1少一段染色體，因此是發(fā)生缺失所致。 答案 (小鼠)睪丸 解離固定液 醋酸洋紅染液 壓片 次級精母細胞，精細胞，精原細胞 缺失,