高三生物一轮复习优质学案：减数分裂和受精作用

第12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。

考点一减数分裂和受精作用的基本过程

1．减数分裂的概念

2．减数分裂过程

(1)哺乳动物精子的形成过程

(2)精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例)

3.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。如下图所示：

(2)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色体会合在一起。

(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。

4．意义

减数分裂和受精作用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，都是十分重要的。

1．判断有关减数分裂的叙述的正误

(1)有丝分裂和减数分裂都有细胞周期(×)

(2)减数分裂中发生均等分裂的细胞有可能是极体(√)

(3)高等动物产生精子或卵细胞的过程中，只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组(×)

(4)正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X 染色体条数最多为4条(×)

(5)减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体(√) 2．判断有关受精作用的叙述的正误

(1)精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的(√)

(2)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(×)

(3)受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性(×)

下图表示某动物的精子形成过程，据图分析：

(1)过程①的分裂方式是有丝分裂。

(2)过程②的主要变化是DNA复制和有关蛋白质的合成，发生在减数第一次分裂前的间期。

(3)甲细胞的名称是初级精母细胞，细胞乙中没有(填“有”或“没有”)同源染色体。

(4)同源染色体分离发生在过程③，着丝点分裂发生在过程④。

1．同源染色体

(1)概念

(2)同源染色体的三个易错点

①同源染色体也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体较大，Y染色体较小。

②着丝点分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不叫同源染色体，这两条染色体是经复制形成的，不发生变异的情况下是完全相同的。

③体细胞中也存在同源染色体，只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。

2．交叉互换

(1)概念：减Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。

(2)时期：减数第一次分裂前期。

(3)意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。

3．受精作用的细胞学基础和遗传物质来源

(1)细胞学基础

①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精卵不识别，这也是生殖隔离形成的原因。

②细胞膜的结构特性——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。

(2)受精卵中遗传物质的来源

①细胞核中的遗传物质(核DNA、染色体)：一半来自父方，一半来自母方。

②细胞质中的遗传物质(DNA)：几乎全部来自母方，这也是母系遗传的基础。

③受精卵中的总遗传物质(DNA)：来自母方的要多于来自父方的。

命题点一相关概念辨析

1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是()

A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体

B．四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期

C．同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体

D．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体

『答案』 A

『解析』同源染色体是一条来自父方，一条来自母方的染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A项错误；四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失，B项正确；在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体，C项正确；在减数第一次分裂过程中，复制后的同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体，D项正确。

2．同源染色体之间与姐妹染色单体之间的共同点是()

A．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的

B．它们的形状、大小一般都是相同的

C．它们所含的基因都是相同的

D．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的

『答案』 B

『解析』姐妹染色单体是复制而来的，而同源染色体一条来自父方，一条来自母方，A项错误；同源染色体上所含基因不一定相同，C项错误；一对同源染色体上有4个DNA分子，而两条姐妹染色单体上有2个DNA分子，D项错误。

命题点二减数分裂基本过程的分析

3．(2018·成都高三第一次诊断)某同学在观察果蝇细胞中的染色体组成时，发现一个正在分裂的细胞中，共有8条染色体，呈现4种不同的形态。下列说法错误的是()

A．若该细胞正处于分裂前期，则可能正在发生基因重组

B．若该细胞正处于分裂后期，其子细胞的大小可能不同

C．若该细胞此时存在染色单体，则该果蝇有可能是雄性

D．若该细胞此时没有染色单体，则该细胞可能取自卵巢

『答案』 C

『解析』根据题干信息分析，正在分裂的细胞中有8条染色体，4种形态，说明细胞中含有2个染色体组。若该细胞正处于减数第一次分裂前期，则可能正在发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组，A正确；若该细胞正处于分裂后期，可能是减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期，若是雌性的卵细胞形成过程，则子细胞的大小可

能不同，B正确；若该细胞此时存在染色单体，说明此时不可能处于减数第二次分裂，可能处于有丝分裂或减数第一次分裂，由于细胞中染色体只有4种形态，而雄果蝇的染色体有5种形态，因此该果蝇不可能是雄果蝇，C错误；若该细胞此时没有染色单体，说明该细胞处于减数第二次分裂后期，则该细胞可能来自于卵巢或精巢，D正确。

4．(2018·化州高三一模)如图表示某动物的一个正在分裂的细胞，请判断下列说法正确的是()

A．该细胞是次级精母细胞或次级卵母细胞

B．该细胞中1与2,3与4是同源染色体

C．该细胞中有两对姐妹染色单体，即1与2,3与4

D．该细胞中，如果1是Y染色体，则2也是Y染色体，3与4则是常染色体

『答案』 D

『解析』根据染色体的形态可知，该细胞没有姐妹染色单体，且染色体向两极移动，因此处于减数第二次分裂后期，由于细胞质是均等分裂，因此该细胞可能是第一极体或次级精母细胞，故A错误；减数第二次分裂没有同源染色体，故B错误；题图表示减数第二次分裂后期，细胞中没有姐妹染色单体，上下对应的染色体相同，故C错误，D正确。

科学思维

依据细胞质的分配方式判断减数分裂中的细胞类型

命题点三受精作用分析

5．(2019·济南高三模拟)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后，顶体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。下列有关叙述错误的是()

A．细胞中溶酶体酶的释放可造成细胞裂解

B．精子游向卵细胞所需的能量主要来自线粒体

C．受精卵的形成依赖于生物膜的选择透过性

D．受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方

『答案』 C

『解析』溶酶体是“消化车间”，能够分解衰老、损伤的细胞器，因此细胞中溶酶体酶的释放可造成细胞裂解，A正确；精子游向卵细胞所需的能量主要来自聚集在精子尾部的线粒体鞘，B正确；受精卵的形成依赖于生物膜的流动性，C错误；受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色体会合在一起，则受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，D正确。

6．下面是对高等动物通过减数分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是() A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质

B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质

C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞

D．雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等

『答案』 B

『解析』1个卵原细胞经过减数分裂产生1个卵细胞和3个极体，其中初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中，细胞质分配是不均等的，A项错误；精细胞产生后变形为精子，受精时精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，B项正确；等位基因进入卵细胞的机会相等，C项错误；雄配子的数量远远多于雌配子的数量，D项错误。

考点二减数分裂中遗传物质的变化和配子的多样性1．减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图(以精子形成为例)

(1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。

(2)染色体数目变化及原因

①减数第一次分裂末期，同源染色体分开平均进入两个子细胞，染色体数目减半。

②减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。

③减数第二次分裂末期，细胞一分为二，染色体数目减半。

(3)核DNA数目变化及原因

①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。

②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。

③减数第二次分裂末期，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

①减数第一次分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。

②减数第一次分裂末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。

③减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色单体消失。

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)

命题点一减数分裂相关结构或物质数量变化的分析

1.某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目(无突变发生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图所示。对图示结果分析不正确的是()

A．乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA的复制

B．丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体上的非等位基因的重新组合

C．乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞也有进行减数分裂的细胞

D．用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞的生成

『答案』 B

『解析』乙组细胞中染色体数目和体细胞染色体数目一致，可能处于间期，有丝分裂前、中期，减数第一次分裂，减数第二次分裂后期和末期，A正确；丙组细胞中的染色体数目是体细胞的两倍，处于有丝分裂后期，不会发生非同源染色体上非等位基因的重新组合(只能发生在减数第一次分裂后期)，B错误；乙组细胞可以代表有丝分裂前期和中期，也可以代表减数第一次分裂，C正确；用药物阻断DNA复制，则细胞停留在间期，不能继续分裂，所以会减少甲组细胞的生成，D正确。

2．图甲、乙均为二倍体生物的细胞分裂模式图，图丙为每条染色体上的DNA含量在细胞分裂各时期的变化，图丁为细胞分裂各时期染色体与DNA分子的相对含量。下列叙述不正确的是()

A．图甲、乙所示细胞都有2个染色体组

B．图甲、乙所示细胞所处的时期分别对应图丙的bc段和de段

C．图丁中a时期可对应图丙的de段，图丁中b时期的细胞可以是图乙所示的细胞

D．有丝分裂和减数分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化均可用图丙表示

『答案』 C

『解析』图甲所示细胞处于有丝分裂中期，图乙所示细胞处于减数第二次分裂后期，都含有2个染色体组，A项正确；图丙中bc段的每条染色体含有2个DNA分子，与图甲对应，de段每条染色体上含有1个DNA分子，与图乙对应，B项正确；图丁中a时期DNA和染色体数目相同，相对含量都为4，对应有丝分裂后期、末期，图丙的de段表示着丝点分裂后，每条染色体含有1个DNA分子，可对应图丁中a时期，图丁中b时期DNA数目是染色体数目的2倍，说明一条染色体上含2条染色单体，可对应图甲细胞，C项错误；图丙纵坐标表示每条染色体上的DNA含量，曲线既可表示有丝分裂过程中细胞内每条染色体上的DNA含量变化，也可表示减数分裂过程中细胞内每条染色体的DNA含量变化，D项正确。

生命观念

归纳引发相关物质数量变化的四大原因

命题点二配子的种类和来源的分析

3．某种生物三对等位基因分别位于三对同源染色体上，如图表示该生物的精细胞。试根据细胞内基因的类型，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)()

A．2个B．3个C．4个D．5个

『答案』 C

『解析』来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补，根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞，②⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，这些精细胞至少来自4个精原细胞，C项正确。

4．(2018·南宁第三中学模拟)如图1所示为动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是()

A．①②B．①③C．②③D．③④

『答案』 B

『解析』减数第一次分裂的特点：同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，故B项正确。

『科学思维』 配子来源的判断方法 两精细胞染色体完全相同――→来源于同一次级精母细胞――→简记为

同为同一次

两精细胞染色体“互补”――→来源于同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞――→简记为补为同一初

两精细胞染色体有的相同，有的互补――→来源于同一个体的不同精原细胞――→简记为

同、补同一体 考点三 减数分裂和有丝分裂的综合题型解题规律

题型1 减数分裂与有丝分裂细胞图像题分析

1．三个前期图的判断

判断步骤：

结论：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：

着丝点是否排列在赤道板上??? 否→减数第一次分裂中期

是→????? 细胞中是否具有同源染色体??? 有→有丝分裂中期无→减数第二次分裂中期

结论：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。

3．五个后期图的判断

判断步骤：

染色体是否含有染色单体??? 有→减数第一次分裂后期

无→????? 染色体中是否具有同源染色体????? 有→有丝分裂后期无→减数第二次分裂后期

结论：A 为有丝分裂后期，B 为减数第二次分裂后期(次级精母细胞或第一极体)，C 为减数第一次分裂后期，D 为减数第一次分裂后期，E 为减数第二次分裂后期。

1．下图为某个哺乳动物体内细胞分裂不同时期的图像，下列有关叙述正确的是()

A．细胞①中有2个四分体

B．细胞④是次级精母细胞或次级卵母细胞或极体

C．属于减数分裂的细胞有4个

D．若用某种药物抑制纺锤体形成，则细胞⑤着丝点不会分裂

『答案』 C

『解析』细胞①表示有丝分裂中期，不能联会形成四分体，A项错误；由细胞⑥细胞质均等分裂可判断该动物为雄性，故细胞④是次级精母细胞，B项错误；图中②③④⑥共4个细胞属于减数分裂，C项正确；抑制纺锤体形成，使细胞不能正常分裂，但不影响着丝点的分裂，D项错误。

2．下图为某二倍体高等动物细胞分裂的图像，据图分析下列叙述，不正确的是()