第13讲 减数分裂和受精作用
[考纲要求] 1.细胞的减数分裂(Ⅱ)。2.动物配子的形成过程(Ⅱ)。3.动物的受精过程(Ⅱ)。4.实验：观察细胞的减数分裂。
考点一 减数分裂与配子的形成[重要程度：★★★★☆]
一、减数分裂的概念
1．适用范围：进行 的生物。
2．分裂发生的场所：动物精子形成在 ，卵细胞形成在卵巢。 3．分裂特点：染色体复制 ，细胞连续分裂 。 4．分裂结果：生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的 。 二、精子和卵细胞的形成过程
1．精子形成过程中各时期的主要特点[连线]
2．精子和卵细胞形成过程的差异 比较 精子形成过程 卵细胞形成过程 细胞质分裂方式 均等分裂 不均等分裂 是否变形 变形 不变形 一个精原细胞 一个卵原细胞 结果 ↓ ↓ 4个精子 1个卵细胞、3个极体 三、受精作用 1． 概念
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2． 实质
1
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。 3． 结果
受精卵中染色体数目与体细胞相同，其中有一半的染色体来自父方，另一半来自母方。
1．减Ⅰ和减Ⅱ过程的不同点(假设体细胞内染色体数为2N) 项目 染色体间期是否复制 分裂过程中细胞名称 着丝点变化 染色体数目变化 DNA数目变化 减数第一次分裂 复制 性原细胞→初级性母细胞→次 级性母细胞(或极体) 不分裂 2N→N(减半) 2N→4N→2N 有联会现象；四分体的非姐妹染染色体主要行为 色单体交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合 染色单体 同源染色体 无(0)→有(4N)→有(2N) 有(N对) 减数第二次分裂 不复制 次级性母细胞(或极体)→ 精细胞或卵细胞和极体 分裂 N→2N→N 2N→N(减半) 着丝点分裂，染色单体 分开 有(2N)→无(0) 无 2． 减数分裂中一个细胞内染色体和DNA数量变化
(1)DNA数目变化：①减数第一次分裂前的间期DNA因复制而加倍。 ②减数第一次分裂结束因同源染色体分离而使细胞中DNA减半。
③减数第二次分裂结束因着丝点分裂姐妹染色单体分开，平分到两个子细胞中，DNA数目再减半。 (2)染色体数目变化
①减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半。
②减数第二次分裂结束时，因着丝点分裂而使细胞内染色体数目暂时加倍，随后又分配到两个子细胞中，最终使子细胞中染色体数目比正常体细胞减少一半。 (3)染色体/DNA变化规律及原因：
DNA复制着丝点分裂1∶1――→1∶2――→1∶1 间期减Ⅱ后期
2
3． 减数分裂形成配子的种类
(1)1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。 (2)1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。 (3)1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2种精子或卵细胞。 易错警示 减数分裂中的三组概念辨析 (1)同源染色体和非同源染色体
n
①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。如右图中的1和2为一对同源染色体，3和4是另一对同源染色体。 ②非同源染色体是指形态、大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。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)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体。如上图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。
②非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的两条染色单体。如上图中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。 (3)联会和四分体
①联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成，但螺旋程度低，观察不到。
②四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
③一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。
1． 处于正常细胞分裂后期的某细胞内含有10个DNA分子，下列情况不可能出现的是( )
A．该细胞可能处于有丝分裂后期 B．该细胞可能处于减数第一次分裂后期 C．该细胞可能处于减数第二次分裂后期
D．产生该细胞的生物体细胞中染色体数目可能是5条或10条
2． 如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。下列有关a～c段(不含a、c点)
的叙述，正确的是
( )
3
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．此时的染色体行为是生物变异的根本来源
3． 与精子的形成相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是
A．卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞 B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
C．初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂
D．减数分裂结束后，卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半
4． 如图1表示某动物的精原细胞，该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。则由该细
胞形成的精子染色体的类型可能是图2中的
( )
( )
配子来源的判断方法
(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自于同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自于同一个初级精母细胞 裂产生的两个次级精母细胞。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生物不同 精原细胞的减数分裂过程。
考点二 减数分裂与有丝分裂的比较[重要程度：★★★★☆]
1． 减数分裂与有丝分裂细胞图像比较
(1)三个前期图的判断
4
判断步骤：
结果：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期。 (2)三个中期图的判断
判断步骤：
结果：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。 (3)三个后期图的判断
判断步骤：
结果：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期，C为减数第一次分裂后期。 2． 判断下面的细胞名称(针对减数分裂，以二倍体生物2N＝4为例)
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3． 减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化
(1)模型
(2)判断
4． 每条染色体中DNA含量的变化
根据上面的曲线填写下表 减数分裂对应时期 有丝分裂对应时期 A→B 减数第一次分裂前的间期 B→C 减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期 前期和 中期
1． 如图为某动物精原细胞的分裂示意图，下列叙述不正确的是
( )
C→D 减数第二次分裂的后期 D→E 减数第二次分裂的末期 间期 后期 末期
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A．图①中一定存在两条Y染色体 B．图②中染色体数∶DNA数＝1∶2 C．图③中有两个染色体组 D．图④中一定存在两条Y染色体
2． 下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析可得
出
( )
①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂 ②L点→M点所示过程与细胞膜的流动性有关 ③GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的 ④MN段发生了核DNA含量的 加倍 A．①②④ C．①③
B．①②③ D．②④
3． 从蛙的精巢中提取细胞，测定细胞中染色体数目如图所示(不考虑基因突变)，下列分
析不合理的是
( )
A．乙组中部分细胞在进行DNA复制 B．丙组中部分细胞在进行联会 C．乙组中部分细胞没有同源染色体 D．用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞生成
4． 下图甲、乙分别表示某基因型为AaBbdd的雌性高等动物细胞分裂过程中某时期的染色
体基因示意图和配子形成时细胞中染色体数量变化曲线图。
请据图回答下面的问题。
(1)依据图乙，写出该种生物细胞分裂时，DNA数目的变化规律：__________________。
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(2)图甲所示细胞名称为__________________。该细胞中含同源染色体和等位基因分别为________对。若1号染色体表示X染色体，则2号和4号染色体分别叫做______________。 (3)孟德尔的遗传定律是通过减数第一次分裂后期的____________________________ ________________________________________________________________________ 来实现的。
(4)图乙中的横坐标各数字中，__________表示基因b与b的分开时期。
(5)请绘出与图甲的发生相对应的非等位基因随非同源染色体自由组合的细胞时期图像 和其产生的配子示意图。
减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体的数量变化与细胞变化的对应图解
解读 (1)该对应图解中的这三种图经常结合在一起作为命题的素材。其中两种坐标 图的纵坐标都是指核中的相关物质结构的相对数量，直方坐标图实际是坐标曲线图的 变形，熟练掌握细胞分裂图中的各种变化特点是理解应用两种坐标图的基础，直方坐 标图突破的关键点是只有染色单体才会出现“0”现象，坐标曲线图中突破的关键点： 首先“看斜线”——不存在斜线的为染色体的变化，有斜线的为染色单体或DNA， 其次看关键点——染色单体起于“0”终于“0”。
(2)上述所讨论的基因的行为规律都是仅指核基因，即染色体上的基因，其外延是针 对真核生物而言，真核生物的质基因和原核生物的所有基因都没有上述规律性变化。 突变一般发生于同源染色体的某一条染色体上，可以是显性突变，也可以是隐性突 变，其结果往往指仅仅是同源染色体的某一条染色体的一个染色单体上的基因发生 改变，而该染色体的另外一条染色单体上的基因并未改变。一般一条染色体的两个
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染色单体的相同位置的基因是完全相同的，若出现一个是A，另一个是a，则原因有 两种可能：基因突变或交叉互换。
考点三 细胞分裂异常情况分析[重要程度：★★★★☆]
1． 体细胞是AABB纯合类型发生异常
(1)若形成的子细胞是AAAABB，则形成原因是有丝分裂过程中姐妹染色单体未分开。 (2)若形成的子细胞是AAB类型，则形成原因是减数分裂过程中，同源染色体未分离或姐妹染色单体未分开。
2． 体细胞是AaBb杂合类型发生异常
(1)若形成的子细胞是AAaaBb，则形成原因是有丝分裂过程中姐妹染色单体未分开。 (2)若形成的子细胞是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成原因是减数分裂过程中，同源染色体未分离。
(3)若形成的子细胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型，则形成原因是减数分裂过程中，姐妹染色单体未分开。 3．亲代为AaXY产生配子时发生异常
(1)若配子中出现Aa或XY在一起，则减Ⅰ分裂异常。
(2)若配子中A－a分开，X－Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY则是减Ⅱ分裂异常。 (3)若配子中无性染色体或无A也无a，则既可能减Ⅰ也可能减Ⅱ分裂异常。
B
1． 一个基因型为AaXY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱，产生了一
个AAaX的精细胞，则另外三个精细胞的基因型分别是 A．aX、Y、Y C．aX、aY、Y
bbb
b
( )
B．X、aY、Y
b
b
D．AAaX、Y、Y
2． 某雄果蝇仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，产生了不含性染色体的配子，原
因不可能是
( )
A．X、Y染色体在减数第一次分裂时未分离 B．X、Y染色体在减数第二次分裂时未分离 C．X染色单体在减数第二次分裂时未分离 D．Y染色单体在减数第二次分裂时未分离
3． 观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是( )
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A．减数第一次分裂中有一对同源染色体没有相互分离 B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离 C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次 D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次
4． 如图为基因型是AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断错误的是(双选)
( )
A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞 B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生 C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞 D．此动物体细胞内最多含有2个染色体组
姐妹染色单体上出现等位基因的原因剖析 一定是基因突变 ①体细胞——有丝分 裂(例：根尖分生区细 胞出现上述情况) ②作用时期——间期 ③亲代基因型AA若 出现上述情况
实验十 观察细胞的减数分裂[重要程度：★☆☆☆☆]
1． 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。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
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一定是交叉互换 两种可能 ①生殖细胞配子中出现一条染色体颜色有两种，例：绝大多数白色，只在头上带一小段黑色 ②作用时期——减Ⅰ前期 无前面任何提示，可两种情况同时考虑
此识别减数分裂的各个时期。 2． 实验流程
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程) 解离→漂洗→染色→制片。 (2)显微观察
1． 在实验材料的选取中宜选用雄性个体生殖器官的原因分析
(1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。
(2)在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次级卵母细胞(大部分动物)，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减Ⅱ分裂。 2． 精巢内精原细胞存在的细胞分裂方式
精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
1． 下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中，错误的是(双选)
A．可用蝗虫卵母细胞的固定装片观察减数分裂
B．用桃花的雌蕊制成的装片比用桃花的雄蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象 C．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，能观察同源染色体联会现象
2． 对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被
标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是( ) A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点 B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
( )
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C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点 D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点 3． 人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题：
小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验 步骤：
供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液，解离固定液。
(1)取材：用______________作实验材料。
(2)制片：①取少量组织低渗处理后，放在_______________中，一定时间后轻轻漂洗。 ②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量__________________________________。 ③一定时间后加盖玻片，______________。
(3)观察：用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
1．实验成功的关键——正确选用实验材料
如上题中的实验目的是“观察小鼠细胞减数分裂”，这就要求我们把解题的目标 对准能进行减数分裂的细胞，在提供的“实验材料”中应选取小鼠的“睾丸”。 2．明确装片制作环节，把握减数分裂各期特点 (1)临时装片制作时应特别注意的几个关键环节
①为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理， 其目的是凭借反渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使粘附于染色体的核 仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。
②低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的粘连物，使细胞彼 此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果 的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片 并压片。
(2)确定中期细胞的类型：睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞 进行有丝分裂增加细胞数目。因此处于细胞分裂中期的细胞应该包括：减数第一 次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精 母细胞、精细胞、精原细胞。
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1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。
2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。 3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的，卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。
4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。
5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。 6．受精作用可以激活卵细胞，受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
高考模拟 提能训练
高考题组
1． (2013·江苏卷，8)下图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，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前期 B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍 C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离 D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
2． (2013·新课标全国卷Ⅰ，2)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，
正确的是
( )
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A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同 B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同 C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同 D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
3． (2011·上海卷，28)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中的DNA数量比是2∶4∶4∶1 模拟题组
4． 下图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 C．①与③
B．②与③ D．②与④
5． 某研究小组从某二倍体动物的组织中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目(无变异发
生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数统计如甲图，乙图是取自该组织中的一个细胞。对图中所示结果分析正确的是(双选)
( )
A．该组织可能来自精巢，乙细胞属于b组
B．若用一定浓度的秋水仙素溶液处理a组细胞，可以使b组细胞数增加 C．b组细胞中有进行减数分裂的细胞
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D．c组中有一部分细胞可能正在发生同源染色体的分离
6． 图1表示某基因型为AaBb(位于两对同源染色体上)的动物细胞分裂示意图，图2表示
细胞分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。请回答：
(1)图1细胞所属的器官是________，理由是__________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)图1中细胞①～③按所处时期排列，应该是__________，细胞①的名称是___________。细胞①～③中含1个染色体组的是______。
(3)若细胞③正常分裂，产生的子细胞基因组成可能为__________________________。 (4)图2中处于AB段的细胞内发生的主要变化是________________________，图1中的细胞处于图2曲线BC段的有______(填标号)。
一、单项选择题
1． 某四倍体植物的细胞中含20条染色体、20个DNA分子，且细胞中存在纺锤丝，则该细
胞正处于
( )
A．有丝分裂中期 B．有丝分裂后期 C．减数第一次分裂后期 D．减数第二次分裂后期
2． C1、C2、C3、C4是某动物的4个细胞，其染色体数分别是N、2N、2N、4N，下列相关叙述
错误的是
( )
A．C1、C2可能是C4的子细胞 B．C1、C3不一定是C4的子细胞
C．C1、C2、C3、C4可能存在于一个器官中 D．C1、C3、C4的核DNA分子比例可以是1∶2∶2
3． 如图为某高等动物的一组细胞分裂图像，相关叙述错误的是
( )
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