必修2第3講 減數(shù)分裂和受精作用

1、第3講 減數(shù)分裂和受精作用,一、減數(shù)分裂過(guò)程中的規(guī)律性變化分析 1.減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較,續(xù)表,續(xù)表,2.減數(shù)分裂過(guò)程中染色體、DNA的規(guī)律性變化,續(xù)表,3.數(shù)目變化曲線 (1)染色體復(fù)制只發(fā)生于減間期。 (2)減同源染色體的分離導(dǎo)致染色體數(shù)目減半，同時(shí)發(fā)生非同源染色體的自由組合。 (3)減與有絲分裂相似，但不同的是減中不存在同源染色體。,【例1】如圖表示某動(dòng)物雄性個(gè)體細(xì)胞分裂過(guò)程中DNA含量的變化，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),【例1】如圖表示某動(dòng)物雄性個(gè)體細(xì)胞分裂過(guò)程中DNA含量的變化，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A圖1的CD段表示著絲點(diǎn)的分裂 B若圖1表示減數(shù)分裂，則圖1中BC段一個(gè)細(xì)

2、胞內(nèi)一定含有2條Y染色體 C圖2只表示有絲分裂過(guò)程中DNA的數(shù)量變化 D圖2的CD段表示末期產(chǎn)生子細(xì)胞,【解析】圖1縱坐標(biāo)為“每條染色體上DNA含量”，該圖既可以表示有絲分裂過(guò)程，又可以表示減數(shù)分裂過(guò)程。AB段表示染色體的復(fù)制，BC段表示有染色單體，CD段表示著絲點(diǎn)的分裂。圖1若表示減數(shù)分裂過(guò)程，則在減數(shù)第一次分裂中BC段一個(gè)細(xì)胞內(nèi)含有1條Y染色體，在減數(shù)第二次分裂中BC段一個(gè)細(xì)胞內(nèi)可能沒(méi)有Y染色體。圖2縱坐標(biāo)表示為“每個(gè)細(xì)胞核中DNA含量”，則AB段表示染色體復(fù)制，CD段表示末期細(xì)胞分裂形成子細(xì)胞。該圖只表示有絲分裂過(guò)程。,二、有絲分裂與減數(shù)分裂的區(qū)分 1區(qū)別與聯(lián)系,續(xù)表,續(xù)表,2.分裂圖像

3、的判別 (1)鑒別程序,(2)圖像識(shí)別,續(xù)表,續(xù)表,【友情提醒】該鑒別法僅適用于二倍體。多倍體(如四倍體)減數(shù)分裂，子細(xì)胞中有同源染色體，可根據(jù)子細(xì)胞染色體數(shù)目減半推斷是減數(shù)分裂。二倍體的單倍體(如玉米的單倍體)體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，子細(xì)胞中雖無(wú)同源染色體，但可根據(jù)子細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)與母細(xì)胞相同推斷為有絲分裂。,3坐標(biāo)曲線比較,(1)上圖中和為有絲分裂，和為減數(shù)分裂，判斷依據(jù)：最終染色體和DNA減半的為減數(shù)分裂，與原細(xì)胞相等的為有絲分裂。 (2)上圖中和為DNA變化曲線，和為染色體變化曲線。判斷依據(jù)：一開(kāi)始加倍(即間期)且斜線上升(加倍需一定時(shí)間)的為DNA的變化曲線，然后加倍(有絲分裂后期和減后

4、期)且直線上升(瞬間完成加倍)的為染色體的變化曲線。 (3)坐標(biāo)曲線中常考時(shí)期：間期、后期和末期。因?yàn)檫@幾個(gè)時(shí)期涉及DNA、染色體、染色單體數(shù)量的變化，要求從坐標(biāo)曲線中識(shí)別出相應(yīng)時(shí)期。,【例2】如圖表示某種動(dòng)物不同細(xì)胞分裂的圖像，下列與此相關(guān)的敘述中，不正確的是() A屬于減數(shù)分裂，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有同源染色體 B細(xì)胞中均含有2個(gè)染色體組 C動(dòng)物的精巢中可能同時(shí)發(fā)現(xiàn)上述四種狀態(tài)的細(xì)胞 D圖所示細(xì)胞狀態(tài)往往導(dǎo)致非等位基因的自由組合,D,【解析】根據(jù)圖形判斷，屬于有絲分裂，屬于減數(shù)分裂，4個(gè)圖像中只有不存在同源染色體；同一染色體組中染色體形態(tài)、大小都不相同，據(jù)此判斷，中有4個(gè)染色體組，細(xì)胞中均含有2個(gè)染色

5、體組；動(dòng)物的精巢中既存在減數(shù)分裂過(guò)程又存在有絲分裂過(guò)程；圖所示細(xì)胞為有絲分裂，不存在非等位基因的自由組合。,三、受精作用的理解,1實(shí)質(zhì)：精子核與卵細(xì)胞核融合的過(guò)程。 2細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) (1)細(xì)胞膜的識(shí)別功能同種生物的兩性生殖細(xì)胞才能融合。 (2)生物膜的流動(dòng)性使兩性生殖細(xì)胞融合為一個(gè)受精卵。,3減數(shù)分裂和受精作用的意義 (1)同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，有利于生物在自然選擇中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。 原因：減數(shù)分裂形成配子時(shí)，染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子的遺傳物質(zhì)有差異。 受精過(guò)程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合是隨機(jī)的。 (2)對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)于生物的遺傳和變異都

6、具有重要的意義。,原因：減數(shù)分裂使生殖細(xì)胞(配子)中染色體數(shù)目比原來(lái)減少一半。而受精作用使其染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的染色體數(shù)目。其染色體的變化關(guān)系可表示如下(設(shè)生物體細(xì)胞的染色體數(shù)為2N)：,精子、卵細(xì)胞是親子代之間聯(lián)系的橋梁，它們將親代的DNA傳遞給子代。 受精卵是新個(gè)體的第一個(gè)細(xì)胞，染色體一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎都來(lái)自母方。,【例3】下列關(guān)于受精作用及結(jié)果的敘述，正確的是() A精卵相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性 B精卵細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)是兩細(xì)胞質(zhì)合二為一 C使后代產(chǎn)生不同于雙親的基因組合 D后代繼承了雙親的全部遺傳性狀,C,【解析】A錯(cuò)，精卵細(xì)胞相互識(shí)別是依

7、賴于兩細(xì)胞間的信息交流。B錯(cuò)，精卵細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)是兩細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的合二為一。D錯(cuò)，有性生殖的后代是由受精卵發(fā)育而來(lái)，由于基因重組和基因突變的存在，不可能繼承了雙親的全部遺傳性狀。,1同源染色體也有大小不同的，如男性體細(xì)胞中的X染色體和Y染色體；大小相同的染色體不一定是同源染色體，如著絲點(diǎn)斷裂后形成的兩條染色體。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，只要能聯(lián)會(huì)的染色體，不管大小、形狀是否相同，都叫同源染色體。 2有絲分裂過(guò)程中有同源染色體存在，但不出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)會(huì)和四分體。,一、理論歸納,1自交法 (1)若F1自交后代的分離比為31，則符合基因的分離定律，由位于一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因控制。 (2)若F1

8、自交后代的分離比為9331，則符合基因的自由組合定律，由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制。 2測(cè)交法 (1)若測(cè)交后代的性狀分離比為11，則符合分離定律，由位于一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因控制。 (2)若測(cè)交后代的性狀分離比為1111，由位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制。,二、演練,正常情況下玉米是雌雄同株的植物，正常株的基因型為B_T_(下劃線表示該處可以是對(duì)應(yīng)的顯性或隱性基因)，其雌花序位于植株的中部，由顯性基因B控制，雄花序位于植株的頂部，由顯性基因T控制。基因型為bb的植株上不能長(zhǎng)出雌花序而成為雄株，因此，雄株的基因型為bbT_；基因型為tt的植株上不能長(zhǎng)出雄花序而成為雌

9、株，故雌株的基因型為B_tt；基因型為bbtt的植株的雄花序上長(zhǎng)出雌穗，也成為雌株。讓基因型為bbtt的植株接受基因型為BbTt的植株上的花粉，其后代植株的類型及數(shù)目如下表：,這兩對(duì)等位基因的遺傳遵循什么定律？判斷的依據(jù)是什么？,遵循基因的自由組合定律。從測(cè)交后代植株類型及數(shù)目，可推知該基因型植株產(chǎn)生4種不同的配子，且比值接近1111，說(shuō)明在配子形成過(guò)程中，發(fā)生了同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。,將基因型為BBTT植株與bbtt植株相間種植，該組合中的雌株所結(jié)的F1種子種植后，讓其自花傳粉，F(xiàn)2植株表現(xiàn)型類型及比例為 。,從測(cè)交后代植株類型及數(shù)目9981001199911(11)，可

10、推知該基因型植株產(chǎn)生4種不同的配子，且比值接近1111，說(shuō)明在配子形成過(guò)程中，發(fā)生了同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。故遵循基因的自由組合定律。,【解析】,正常株雄株雌株934,1.(2014安徽卷)某種植物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中幾個(gè)特定時(shí)期的顯微照片如下。下列敘述正確的是( ),1.(2014安徽卷)某種植物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中幾個(gè)特定時(shí)期的顯微照片如下。下列敘述正確的是( ) A圖甲中，細(xì)胞的同源染色體之間發(fā)生了基因重組 B圖乙中，移向細(xì)胞兩極的染色體組成相同 C圖丙中，染色體的復(fù)制正在進(jìn)行，著絲點(diǎn)尚未分裂 D圖丁中，細(xì)胞的同源染色體分離，染色體數(shù)目減半,A,【解析】圖示為植物細(xì)胞減數(shù)分

11、裂過(guò)程，根據(jù)圖甲的聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，可知該圖處于減數(shù)第一次分裂的前期，細(xì)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(xiàng)正確；圖乙同源染色體分離，為減數(shù)第一次分裂的后期，同源染色體分離，若該植物細(xì)胞中的兩條性染色體組成不同，則移向細(xì)胞兩極的染色體組成會(huì)有差異，B項(xiàng)錯(cuò)誤；,【解析】圖丙為減數(shù)第一次分裂末期后進(jìn)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(wú)染色體的復(fù)制，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖丁為減數(shù)第二次分裂的后期，此時(shí)著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目暫時(shí)加倍，而此時(shí)細(xì)胞中已沒(méi)有同源染色體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.(2014上海卷)正常情況下，在人的初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞的過(guò)程中，一

12、個(gè)細(xì)胞中含有的X染色體條數(shù)最多為( ) A1 B2 C3 D4,B,【解析】正常情況下，人的卵原細(xì)胞有X染色體2條，初級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂過(guò)程中由于著絲點(diǎn)不分裂，染色體數(shù)目不加倍，所以一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞中含有的X染色體條數(shù)仍為2條，產(chǎn)生的次級(jí)卵母細(xì)胞或第一極體在減數(shù)第二次分裂過(guò)程中含有X染色體1條或2條(后期著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍)，卵細(xì)胞或第二極體中X染色體只有1條。,3.關(guān)于同一個(gè)體中細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的敘述，正確的是( ) A兩者前期染色體數(shù)目相同，染色體行為和DNA分子數(shù)目不同 B兩者中期染色體數(shù)目不同，染色體行為和DNA分子數(shù)目相同 C兩者后期染色體數(shù)目和染色體行

13、為不同，DNA分子數(shù)目相同 D兩者末期染色體數(shù)目和染色體行為相同，DNA分子數(shù)目不同,C,【解析】有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的前期，染色體數(shù)目均與體細(xì)胞相同，核DNA分子數(shù)目均為體細(xì)胞的兩倍，但減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了同源染色體的聯(lián)會(huì)，而有絲分裂前期沒(méi)有此行為；兩者的中期，染色體數(shù)目均與體細(xì)胞相同，核DNA分子數(shù)目均為體細(xì)胞的兩倍，有絲分裂中期，每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上，減數(shù)第一次分裂中期，每對(duì)同源染色體排列在赤道板上；,【解析】有絲分裂后期染色體數(shù)目、核DNA分子數(shù)目均為體細(xì)胞的兩倍，姐妹染色單體分開(kāi)，減數(shù)第一次分裂后期染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同，核DNA分子數(shù)目為體細(xì)胞的兩倍，同源染色體

14、分開(kāi)；兩者的末期，核DNA分子的數(shù)目均與體細(xì)胞相同，有絲分裂末期，染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同，減數(shù)第一次分裂末期，染色體數(shù)目為體細(xì)胞的一半。,4.雄蛙的一個(gè)體細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞(C1、C2)，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)第一次分裂形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞(S1、S2)。比較C1與C2、S1與S2細(xì)胞核中DNA數(shù)目及其貯存的遺傳信息，正確的是( ) ADNA數(shù)目C1與C2相同，S1與S2不同 B遺傳信息C1與C2相同，S1與S2不同 CDNA數(shù)目C1與C2不同，S1與S2相同 D遺傳信息C1與C2不同，S1與S2相同,B,【解析】C1與C2是由一個(gè)體細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成的，細(xì)胞有絲分裂是將親代細(xì)胞的D

15、NA復(fù)制之后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，因而C1與C2的DNA數(shù)目相同、遺傳信息也相同。S1與S2是經(jīng)過(guò)減數(shù)第一次分裂形成的，由于同源染色體分開(kāi)分別移到兩個(gè)子細(xì)胞中，兩者核DNA數(shù)目相同，但同源染色體上可能存在等位基因，且非同源染色體上的非等位基因自由組合，所以S1與S2貯存的遺傳信息不同。,5.真核生物進(jìn)行有性生殖時(shí)，通過(guò)減數(shù)分裂和隨機(jī)受精使后代( ) A增加發(fā)生基因突變的概率 B繼承雙親全部的遺傳性狀 C從雙親各獲得一半的DNA D產(chǎn)生不同于雙親的基因組合,D,【解析】基因突變概率的高低與生物的生殖類型無(wú)關(guān)，有性生殖過(guò)程中的變異主要來(lái)自于基因重組，故有性生殖的后代具有更大的變異性，后代

16、的核DNA從雙親中各獲得一半，而質(zhì)DNA大部分來(lái)自于母本，即來(lái)自母體的DNA大于1/2。,6.下圖甲表示某動(dòng)物體細(xì)胞染色體情況，圖乙表示該動(dòng)物產(chǎn)生的一個(gè)精細(xì)胞，則中與乙來(lái)自于同一個(gè)精原細(xì)胞、次級(jí)精母細(xì)胞的分別是( ) A、 B、 C、 D、,A,【解析】由乙圖可知在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換，所以最后會(huì)產(chǎn)生四種染色體情況不同的配子。由圖乙可知自由組合時(shí)“小黑”染色體和“大白”染色體移向了同一極，而乙中的“大白”是由互換過(guò)的單體形成的，另外一條單體沒(méi)有發(fā)生互換，所以與乙來(lái)自于同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞；另外一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中含有的染色體是“小白”和“大黑”，其中“大黑”有

17、一條單體發(fā)生了互換，所以會(huì)產(chǎn)生。,7.圖中編號(hào)的圖像是顯微鏡下拍到的二倍體百合(2n24)的減數(shù)分裂不同時(shí)期的圖像。請(qǐng)回答問(wèn)題：,(1)將搗碎的花藥置于載玻片上，滴加堿性染料染色12 min，制成臨時(shí)裝片。在光學(xué)顯微鏡下可通過(guò)觀察細(xì)胞中染色體的形態(tài)、數(shù)目和位置的變化來(lái)判斷該細(xì)胞所處的分裂時(shí)期。,【解析】(1)在制作臨時(shí)裝片的過(guò)程中，需要加入堿性染料(如龍膽紫溶液或醋酸洋紅液)將染色體染色，通過(guò)觀察染色體的形態(tài)、數(shù)目和位置確定細(xì)胞所處的時(shí)期。,(2)據(jù)圖分析，圖中細(xì)胞的特點(diǎn)是同源染色體分離，非同源染色體自由組合。圖中細(xì)胞的特點(diǎn)是同源染色體聯(lián)會(huì)(或“兩兩配對(duì)”)，并且(同源染色體的)非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。請(qǐng)將上述