1、第2讲 减数分裂和受精作用,-2-,自主梳理,核心突破,考向感悟,精子和卵细胞的形成 1.减数分裂过程 (1)精子形成各时期的主要特点(连一连),-3-,自主梳理,核心突破,考向感悟,巧学妙记细胞分裂方式的判断 有丝同源不配对,减无源难成对,联会形成四分体,同源分离是减。,-4-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(2)精子形成与卵细胞形成的区分,-5-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.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)过程 细胞膜融合精子的 头部 进入卵细胞( 尾部 留在外面)卵细胞的 细胞膜 发生复杂生理反应,阻止其他精子再进入精子和卵细胞的 细胞
2、核 相互融合受精卵。 (3)结果:受精卵中的染色体数目又恢复到 体细胞 中的染色体数目,其中有一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。 (4)减数分裂和受精作用的意义: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。,-6-,自主梳理,核心突破,考向感悟,自我诊断 (1)减数第一次分裂后期,细胞的同源染色体分离,染色体数目减半。( )(2)减数第一次分裂前期,细胞的染色体数是体细胞的2倍。( )(3)人的次级精母细胞中一定含有Y染色体。( ),提示: 减数第一次分裂后期,分离的同源染色体仍在同一个细胞中,染色体数目未减半。,提示: 减数
3、第一次分裂前期,染色体虽然复制,但复制的部分与原来的部分共用着丝点,故细胞的染色体数与体细胞相同。,提示: 人的次级精母细胞中不含同源染色体,所以可能含Y染色体,也可能不含。,-7-,自主梳理,核心突破,考向感悟,1.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较(设体细胞内染色体数目为2n),-8-,自主梳理,核心突破,考向感悟,-9-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.减数分裂过程中染色体和DNA数量变化曲线,-10-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)减数分裂过程中染色体数目变化染色体数目减半发生在减末期,是由于同源染色体分开平均进入两个子细胞,减数第二次分裂时染色体数的变化是n2nn,没有减半
4、。 减后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同,但不同的是没有同源染色体。,-11-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(2)染色体/DNA的变化规律错混辨析(1)减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离,导致染色体数目减半。减数第二次分裂的主要特点是着丝点分裂,姐妹染色单体分开。 (2)减数第一次分裂分开的是同源染色体,分开的每条染色体均含染色单体,减数第二次分裂分开的是姐妹染色单体。,-12-,自主梳理,核心突破,考向感悟,3.受精作用 (1)实质:精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合。 (2)受精卵的特点 受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目,其中的染色体一半来自精子(父方)、一半来自卵细
5、胞(母方)。 受精卵中的核物质一半来自父方、一半来自母方,而细胞质几乎全部来自卵细胞。 受精卵是生物个体发育的起点,从受精卵开始,细胞不断进行分裂、分化,经过组织、器官的形成,最后生长发育为成熟个体。,-13-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)意义 使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢,从而使受精卵不断地分裂。 决定性别:由于精子有两种类型,即含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子,而卵细胞只有一种含有X染色体的卵细胞,含有X染色体的精子与卵细胞结合后,发育为雌性,含有Y染色体的精子与卵细胞结合后,发育为雄性。,-14-,自主梳理,核心突破,考向感悟,通过受精作用把染色体数目减半的精子和卵细胞
6、结合成受精卵,受精卵中的染色体数目与亲代体细胞相同,既保证了同种生物亲、子两代体细胞中染色体数目的稳定性,对遗传有重要意义,又使后代获得两个亲本的遗传物质,促进了遗传物质的重新组合,有利于生物的生存和进化,对生物的变异有重要意义。如下图所示。,-15-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向1 减数分裂的过程 1.下图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图,、表示染色体片段。下列叙述不正确的是( ),A.图1细胞处在减数第二次分裂中期,此时不进行核DNA的复制 B.由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换 C.图1所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离 D.若两图来源于同一个精原
7、细胞,则图2是图1细胞分裂形成的,答案,解析,-16-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.下图表示某二倍体生物的细胞,有关叙述正确的是( )A.该细胞正处于有丝分裂前期 B.在该细胞形成过程中一定发生了基因突变 C.该细胞分裂至后期时含有4个染色体组 D.该细胞分裂能产生2种基因型的子细胞,答案,-17-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向2 精子和卵细胞的形成过程 3.(2017天津理综)基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是( )A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
8、C.B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律 D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异,答案,解析,-18-,自主梳理,核心突破,考向感悟,减数分裂与有丝分裂的比较 减数分裂和有丝分裂的过程比较,-19-,自主梳理,核心突破,考向感悟,-20-,自主梳理,核心突破,考向感悟,自我诊断 (1)同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂过程中,前期染色体数目相同,染色体行为和DNA分子数目不同。( )(2)减数分裂连续进行了两次,所以减数分裂也具有细胞周期。( )(3)减数第二次分裂与有丝分裂相似,但不同的是减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。( ) (4)非同源染色体自由组合,导致
9、基因重组,仅发生在减数分裂过程中。( ),提示: 两者前期染色体数目和DNA分子数目都相同,染色体行为不同。,提示: 只有连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。,-21-,自主梳理,核心突破,考向感悟,染色体、核DNA数量变化的比较(染色体数为2n),-22-,自主梳理,核心突破,考向感悟,-23-,自主梳理,核心突破,考向感悟,错混辨析(1)次级性母细胞在分裂的前期、中期与后期染色体数不同,但DNA数相同。 (2)减数第二次分裂后期,细胞中染色体数和DNA数相等,且与正常体细胞中染色体数相等。 (3)染色体数为2n的生物减数分裂中染色体数最多为2n,而有丝分裂中染色体数可为4n。,-24-,自
10、主梳理,核心突破,考向感悟,考向 减数分裂与有丝分裂的比较 1.(2018全国理综)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是( ) A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离 B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会 C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同 D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上,答案,解析,-25-,自主梳理,核心突破,考向感悟,方法技巧染色体数量、染色单体数量和核DNA数量变化曲线(以二倍体生物为例),-26-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)根据分裂前后染色体数量、染色单体数量和核DN
11、A数量的变化特点判定分裂方式(即抓两头)。不出现“00”的变化特征,则起、止点量不变的是有丝分裂曲线(如图1中的),数量减半的是减数分裂曲线(如图2中的)。 (2)根据曲线的量变早晚及是否有“00”的变化特点判定物质类型(即辨中央)。 a.不出现“0”,曲线开始不久(即间期)就有量的倍增,是DNA变化曲线(如图1和图2中的)。 b.不出现“0”,曲线经历一段时间后(即分裂后期)才有量的变化是染色体数量变化曲线,其中有“2n4n2n”变化的为有丝分裂染色体数量变化曲线(如图1中的),有“2nn2nn”变化的是减数分裂染色体数量变化曲线(如图2中的)。,-27-,自主梳理,核心突破,考向感悟,c.
12、出现“00”的变化,则图形有“04n0”变化的为有丝分裂染色单体数量变化曲线(如图1中的),有“04n2n0”变化的为减数分裂的染色单体数量变化曲线(如图2中的)。 注意:在核DNA的量变图像中,在间期倍增时会画成“/”线(如图1和图2中的),而染色体、染色单体增加时一般画成“”线(如图1和图2中的),这一特点可作为对曲线表示“DNA”还是“染色体”判定的辅助依据。,-28-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.图1为某二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线,图2表示该动物的一个细胞分裂示意图。下列叙述错误的是( ),-29-,自主梳理,核心突破,考向感悟,A.CD段含有4
13、个染色体组,12个DNA分子 B.FG段可发生基因重组 C.若染色体上有基因B,的相同位点上有基因b,则其原因可能是在AB段发生了基因突变 D.图2所示细胞是次级精母细胞,处于图1中的HI段,答案,解析,-30-,自主梳理,核心突破,考向感悟,观察细胞的减数分裂 1.实验原理 蝗虫的 精原 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,细胞中染色体的 形态、位置和数目 都在不断地发生变化,因而可据此识别减数分裂的各个时期。,-31-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.方法步骤 低倍镜观察在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别 初级精母 细胞、 次级精
14、母 细胞和精细胞 高倍镜观察先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂 中期 、后期和减数第二次分裂 中期 、 后期 的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目 绘图根据 观察结果 ,尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞分裂简图,-32-,自主梳理,核心突破,考向感悟,自我诊断 (1)实验材料宜选用雄性个体生殖器官,其原因是雄性个体产生的精子的数量多于雌性个体产生的卵细胞的数量。 ( ) (2)观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,可同时看到有丝分裂和减数分裂。( ) (3)显微镜观察时,可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同的细胞分裂图像。( ),-33-,自主梳理,核心突破,考向感悟,1.
15、临时装片制作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,其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀,染色体铺展,同时可使黏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黏连物,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溶液或龙胆紫溶液染色,染色完成后进行制片并压片。,-34-,自主梳理,核心突破,考向感悟,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
16、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。 知识拓展(1)实验材料宜选用雄性个体生殖器官,其原因为雄性个体产生的精子的数量多于雌性个体产生的卵细胞的数量;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,次级卵母细胞只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才继续完成减分裂。 (2)睾丸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的不同的细胞分裂图像。,-35-,自主梳理,核心突破,考向感悟,观察细胞减数分裂的实验分析 1.下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误
17、的是 ( ) A.可用蝗虫精母细胞的固定装片观察减数分裂 B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌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,能观察到同源染色体联会现象,答案,解析,-36-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时,发现了一个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像,下列说法不正确的是( ) A.如果每个着丝点上都有两条染色单体,说明该细胞取自雄性小白鼠的睾丸 B.如果每条染色体上均不含染色单体,说明该细胞处于减数第二次分裂后期 C.如果移向两极的染色体数目不
18、同,说明该细胞发生了染色体数目的变异 D.无变异情况下,若移向两极的染色体形态有差异,说明该细胞处于减数第一次分裂后期,答案,解析,-37-,一、减数分裂与有丝分裂图像的辨析 1.“两看”分辨法判定分裂方式(以二倍体为例),2.分裂各时期图像的判定,则根据上述“两看”再加“姐妹染色单体的有无”及“染色体在细胞中的排列方式”等进行确定。下面以含4条染色体的二倍体生物为例进行分析。,前期图像:染色体散乱分布,或有四分体、联会现象(图13)。 中期图像:染色体着丝点或同源染色体排列在赤道板上(图46)。后期图像:同源染色体或姐妹染色单体分离(图711)。,3.辨认分裂图像的关键是识别同源染色体。一般
19、情况下,同源染色体是形状、大小相同的一对染色体,其中一条来自父方、一条来自母方(常用不同颜色表示,如图C、D所示)。A组两条染色体大小不同;B组两条染色体的形状(着丝点位置)不同,因此A、B两组中的染色体都不是同源染色体。,应用体验1图1为某哺乳动物体细胞中部分染色体及其上的基因示意图,图24为该动物处于不同分裂时期的染色体示意图。下列叙述正确的是( )A.图2细胞和图3细胞分裂时均可以发生基因重组 B.图2细胞中有2个染色体组 C.图1细胞发生了基因突变 D.图4细胞一定形成两个基因型相同的细胞,答案,解析,二、染色体、DNA数量变化曲线分析 1.有丝分裂过程中细胞内、细胞核内染色体、DNA
20、曲线图形分析,(1)DNA复制发生在间期,着丝点分裂发生在后期。 (2)DNA数目加倍和姐妹染色单体形成的原因是DNA复制和有关蛋白质的合成,因此DNA数目加倍以及姐妹染色单体的形成都在间期发生。 (3)染色体数目加倍的原因是染色体着丝点分裂,因此发生在后期。 (4)细胞一分为二时,染色体和核DNA平均分配,故染色体和DNA数目均减半,且与体细胞细胞核中的数目相等。,2.DNA含量变化曲线分析上图所示曲线既适用于减数分裂,也适用于有丝分裂,相关分析如下:,3.减数分裂柱形图分析方法(以精子的形成过程为例),应用体验2图甲表示基因型为AaBb的某动物正在分裂的细胞;图乙表示该动物的细胞中染色体与核DNA数目的比值;图丙表示该动物某细胞分裂时处于不同阶段的遗传物质或其载体的数目。下列说法正确的是( ),A.与图甲细胞同时产生的极体中不可能含有两个b基因 B.图甲细胞含有2个染色体组,3对同源染色体 C.图乙的CD段对应图丙的和 D.图丙中处的细胞能够发生基因重组,答案,解析,
