人教版生物必修二2-1-1减数分裂与受精作用知识总结

减数分裂及受精作用 1 掌握主干知识 牢固基础知识 一、减数分裂概念的理解 知识与能力拓展 睾丸与卵巢中不 仅进行减数分裂，同时也进行着 有丝分裂（如性原细胞通过有丝 分裂进行着增殖）。有些动物两种 分裂方式都有。 二、减数分裂过程（以动物细胞为例） 1、精子的形成过程 （1）间期：主要完成 DNA 的复制和相关蛋白质的合成（染色体的复制） 间期又分为了 G1 期（蛋白质合成前期）、S 期（DNA 复制期）和 G2 期（蛋白质合成后期） （2）减数第一次分裂时期 前期：同源染色体联会形成四分体（同源染色体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换）。 中期：每对同源染色体的着丝点分别成对排在赤道板的两侧。 后期：同源染色体分开，分别移向细胞两极；此时，非同源染色体可以自由组合。 末期：细胞质均质分裂成为 2 个次级精母细胞。 （3）减数第二次分裂时期 前期：染色体散乱分布在细胞中，此时二倍体生物的次级精母细胞没有同源染色体。 中期：每个染色体的着丝点都排列在赤道板上。 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍并分别移向细胞两极。 末期：细胞质再次均质分裂，每个细胞形成两个精细胞。这样：一个精原细胞形成了 4 个 精细胞 （4）精细胞再变形形成精子 2、卵细胞的形成过程 3、精子形成过程与卵细胞形成过程比较 场所 睾丸的曲精细管中或者卵巢的卵泡中 范围 进行有性生殖的生物 时间 原始生殖细胞→成熟生殖细胞或卵细胞 特点 染色体复制一次，细胞连续分裂二次 结果 配子中染色体数目比原始生殖细胞中减少一半 2 精子的形成 卵细胞的形成 产生部位 动物的睾丸或者精巢 动 物 的 卵 巢 是否变形 需 要 变 形 不 需 要 变 形 细胞质的分 裂分配情况 两次分裂都是均质分 裂 只有减数第二次分裂时第一极体的分裂是均质的， 其它都是不均质分裂 分裂结果 一个精原细胞形成四 个精子 一个卵原细胞形成一个卵细胞和三个将来消失的第 二极体 知识与能力拓展 减数分裂过程中可能发生的变异类型 （1）减数分裂间期：DNA 复制出现差错→基因突变 （2）减数第一次分裂后期：非同源染色体自由组合→非同源染色体上非等位基因自由组合 →基因重组。 （3）减数分裂前期：同源染色体非姐妹染色单体交叉互换→基因重组。 （4）减数分裂过程中也可能发生染色体结构和数量的改变→染色体数目的变异。 三、受精作用及意义 1、受精作用 （1）概念：精子与卵细胞相互识别（依赖细胞膜外表面的糖蛋白）、融合（依靠膜的流动 性结构特点）成为受精卵的过程。 （2）实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合成为一个细胞核。 （3）特点：细胞核基因的情况是一半来自父方，一半来自母方；而细胞质中的基因（如线 粒体含有的基因、植物叶绿体含有的基因）全部来自母方。 2、减数分裂和受精作用的意义 （1）同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中的 进化，体现了有性生殖的优越性。 （2）对于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都具有重要的意义。 知识与能力拓展 有性生殖后代多样性的原因： （1）配子染色体组成的多样性：①同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，②同 源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换。 （2）受精过程中卵细胞与精子结合是随机的。 突破重点难点，抓住要点知识 突破一：减数分裂过程中核心概念辨析 1、同源染色体和非同源染色体 （1）同源染色体的判断要点：①减数第一次分裂前期能够相互配对的 两条染色体；②形态、大小、着丝点位置一般相同（性染色体可能存 在差异）；③一条来自父方，另外一条来自母方；④上面基因控制的性 状相同，如性染色体上都有控制性别的基因。再如眼皮基因。如右图 中，1 和 2、3 和 4 是二对同源染色体。而 a 与 a`、b 和 b`、c 和 c`、d 和 d`互称姐妹染色单 体。 （2）非同源染色体是指大小、形态互不相同，且在减数分裂过程中不可能配对联会的染色 体。如图中的 1 和 3、1 和 4、2 和 3、2 和 4 分别是非同源染色体。 2、四分体和交叉互换 （1）四分体：联会后的一对同源染色体含有 4 条染色单体，被人们称为四分体。如上图中 含有两个四分体（1 和 2 两条染色体是一个四分体、3 和 4 也是一个四分体）。四分体的个 3 数等于减数分裂过程中配对的同源染色体对数。 （2）交叉互换：四分体中的同源染色体的非姐妹染色单体之 间互换一部分片段的现象。如右图 突破二：减数分裂过程中染色体、DNA 和染色单体数目的变 化 1、DNA 的含量：（1） 加倍：只有间期经过复 制加倍（2）减半：细胞每分裂一次减半一次。 2、染色体数目：（1）加倍：只在减数第二次分裂后期着丝点分裂时染色体数目加倍；但加 倍了后的染色体数目也只达到了体细胞中的染色体数目。 （2）减半：真正意义的减半发生在减数第一次分裂时期，减数第二次分裂末期的减半与减 数第二次分裂前中期的数目是一样的，属于是相同染色体的分离。 3、染色单体数目 （1）形成：减数分裂间期 DNA 复制时期形成染色单体。 （2）存在及数目：存在于整个减数第一次分裂和减数第二次分裂前期和中期。但在减数第 一次分裂末期会减少一半，减数第二次分裂后期随着丝点分裂染色单体消失。 知识与能力拓展 柱形图分析法 典型例题 1（海南 2 分）在某植物根尖每个都处于有丝分裂的后期的细胞中都有 40 条染色 体，下表中能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞染色体数目和染色单体数 目的是 [解析] 由有丝分裂后期 的细胞中发现都有 40 条染色体，可以知道该 植物体细胞具有 20 条 染色体（也就是 10 对同 源染色体）。减数第二 次分裂时期没有了同源 染色体，故中期是 10 条染色体，20 条姐妹染色单体，而后期，染色体加倍，染色单体消失。 此题答案就是这样判断出来的。 突破三：减数分裂过程中形成配子类型的判断 1、正常情况下产生的配子种类 减数第二次分裂中期 减数第二次分裂后期 染色体数目 染色单体数目 染色体数目 染色单体数目 A 10 20 20 10 B 10 20 20 0 C 20 40 20 10 D 20 40 40 0 4 （1）1 个精原细胞可以产生 2 种 4 个精子，且 4 个精子的基因组成两两相同。 （2）1 个卵原细胞只能产生 1 个卵细胞，还产生 3 个极体，卵细胞与其中一个极体基因情 况相同，另二个极体的基因情况相同。 （3）1 种精原细胞（即一个雄性个体），能够产生 2n 种精子（n 表示同源染色体对数）。 （4）1 种卵原细胞（一个雌性个体），可能产生 2n 种卵细胞（n 表示同源染色体对数）。 2、正常情况下配子染色体组成的判断方法 （1）1 个基因型为 AaBb 的精原细胞，经过减数分裂之后，如果产生了一个基因型为 Ab 的 精子，那么另外三个精子的基因型肯定是 Ab、aB、aB。如果产生了一个基因型为 AB 的精子， 则另外三个精子的基因型肯定是 AB、ab、ab。 （2）1 个基因型为 AaBb 卵原细胞，经过减数分裂之后，如果产生的是基因型为 Ab 的卵细 胞，那么另外三个极体的基因型肯定是 Ab、aB、aB。如果产生了一个基因型为 AB 的卵细胞， 则另外三个极体的基因型肯定是 AB、ab、ab。 （3）1 个基因型为 AaBb 的雄性个体，经过减数分裂之后，Ab、aB、Ab、aB 四种精子，且 这四种精子的比例接近 1:1:1:1. （4）1 个基因型为 AaBb 的雌性个体，经过减数分裂之后，Ab、aB、Ab、aB 四种卵细胞， 且这四种卵细胞的比例接近 1:1:1:1. 3、变异条件下产生配子的种类分析 典型例题 2 （山东潍坊 6 分）下图为某动物初级精母细胞中两对同源染色体，在减数分裂 过程中同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①~④所示的四个精子，其中来源于同一个 次级精母细胞的是 A、①和② B、①和③ C、②和③ D·③和④ [解析]根据次级精母细胞中不含同源染色体这一知识，我们可以看出，①和③组合不含同 源染色体，②和④组合也不含同源染色体，故①和③、②和④分别来自 2 个不同的次级 精母细胞。故答案应选 B 掌握规律方法，提升解题能力 名师支招 根据已知配子基因型特点，首先判断减数分裂异常的具体时期是关键。 亲本的基因型 配子的基因型 原 因 推 测 A 或 a 正常分裂 Aa Aa 减数第一次分裂同源染色体没有分开 5 AA 或 aa 减数第二次分裂染色单体没有分裂 Aaa 减数第一次分裂和减数第二次分裂均异常 不含 A 或 a 减数第一次分裂或减数第二次分裂异常 典型题型：若已知配子基因型，可直接分析判断 实战 1（云南大理 2 分）若基因型为 AaXpY 的个体产生了解个基因型为 aaY 的精子，则与其 相同的另外三个精子的基因型分别是 。 [解析]第一步：分析已知配子可以得到三个信息 ①哪两对基因出现了问题？（等位基因 Aa 出错） ②该对基因在减数第几次分裂出错？（减数第二次分裂基因 a 与 a 没有分开） ③非等位基因如何组合（A 与 XP 组合，aY 组合）。 第二步：根据减数分裂过程绘制图解：正常减数分裂图解为： AaXPY AaXPY ↓复制 复制后基因加倍，但染色体不加倍 ↓复制 A-A a-a XP-XP Y-Y A-A a-a XP-XP Y-Y 减Ⅰ 减Ⅰ时，同源染色体分离非同源 减Ⅰ A-A XP-XP a-a Y-Y 染色体可以自由组合 A-A Y-Y a-a XP-XP 减Ⅱ 减Ⅱ 减Ⅱ时，染色单体分开 减Ⅱ 减Ⅱ AXP AXP aY aY 相同基因分开 AY AY aXP aXP 题干中生成了 aaY 精子，说明减Ⅱ过程中，aa 没有分开，故此题答案是 AXP、AXP、Y。 实战 2（山西太原 2 分）基因型为 XbXb 和基因型为 XBY 个体婚配后，生出一个 XBXbY 的小孩， 推测其产生的原因是 A：雄性个体减数第一次分裂异常 B：雄性个体减数第二次分裂异常 C：雌性个体减数第一次分裂异常 D：雌性个体减数第二次分裂异常 [解析] P XbXb × XBY ↓ ↓ 根据雄配子基因型可以判断出：雄性在减数第一次分裂 配子 Xb XBY 时，XB 与 Y 同源染色体没有分开而形成了 XBXbY 子代。 子代 XBXbY 经历实战练习，完美应对考试 [实战 1]（安徽理综 6 分）某些种植物减数分裂过程中几个特定时期的照片如下。下列正确 的叙述是 A、图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组 B、图乙中，移向细胞两极的染色体相同 C、图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚末分裂 D、图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半 [实战 2]（上海单科 2 分）政党情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵的过程中， 一个细胞含有 X 染色体条数最多为 A、1 B、2 C、3 D、4 [实战 3]（江苏单科 2 分）如图为某生物一个细胞分裂图像，着丝点在染色体顶部，图中 1、 2、3、4 各表示一条染色体。下列表述正确的是 A、图中细胞处于减数第二次分裂时期 B、图中细胞的染色体数是体细胞的 2 倍 C、染色体 1 和 2 在后续的分裂过程中会相互分离 D、染色体 1 和 3 必定会出现在同一子细胞中 6