课程解读

一、学习目标：

1. 阐明细胞减数分裂的定义、特点，染色体的传递特点和规律

2. 理解减数分裂的动态变化过程

3. 说出精子和卵细胞形成的过程和区别

 

二、重点、难点：

重点：1. 减数分裂的概念；2. 精子的形成过程

难点：减数分裂过程中染色体的变化

 

三、考点分析：

本讲课程包括3个考点和1个实验，高考命题点主要集中在减数分裂过程和有丝分裂过程的比较、图像的辨识，精子与卵细胞的形成和差异；遗传物质含量的变化；染色体，甚至联系其上的基因综合考查。这部分内容最常见的命题角度是通过细胞分裂图考查染色体、DNA等的数量变化。各种题型均有出现，难度较大。

 

知识梳理

减数分裂的概念：进行有性生殖的动植物，在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中，进行的染色体数目减半的细胞分裂。减数分裂是细胞分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。

 

一、精子的形成过程  场所：睾丸（曲精细管）

1. 精子的形成过程

	精原 细胞	初级精 母细胞	次级精 母细胞	精细胞	精子
染色体	2N	2N	N→2N	N	N
DNA：	2N	4N	2N	N	N
单体：	0	4N	2N→0	0	0

*四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体可发生互换。

 

二、卵细胞形成过程  场所：卵巢

精子、卵细胞形成的区别和联系：

相同点：染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。

不同点：卵细胞形成过程中所形成的三个小细胞叫极体，不久之后，这些极体都会退化消失，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成四个精子；卵细胞形成后，无需经过变形，而精子要经过复杂的变形才能形成。

 

三、减数分裂形成配子的种类及受精作用

为什么同一双亲的后代会呈现多样性呢？ 由于减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合以及非姐妹染色单体间交叉互换，形成的配子的染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，所以导致后代性状的多样性。                    

关于配子的种类

1. 一个性原细胞进行减数分裂：

（1）若该生物为雌性，则一个性原细胞经减数分裂产生一个卵细胞，所以卵细胞只有1种。

（2）若该生物为雄性，则一个性原细胞经减数分裂产生四个精子，两两相同，故产生的精子有2种。

2. 有多个性原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂。

（1）如果在四分体时期染色体不发生交叉互换，则可产生2ⁿ种配子

（2）如果在四分体时期有m对染色体发生交叉互换，则可产生2^n＋m种配子

受精作用：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

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。

 

典型例题

知识点一：减数分裂过程

例1：

（1）属减数第一次分裂的是图______。

（2）属减数第二次分裂的是图______。

（3）属有丝分裂中期的是图________。

（4）属有丝分裂后期的是图________。

思路分析：这是一道关于减数分裂和有丝分裂图像的比较识别的题目。

中期：减数第一次分裂——四分体排列在赤道板平面（同源染色体对称排列）；有丝分裂——染色体的着丝点排列在赤道板平面

后期：减数第二次分裂——姐妹染色单体分开，细胞内没有同源染色体

有丝分裂——姐妹染色单体分开，细胞内有同源染色体

答案：（1）A  （2）C  （3）B  （4）D

解题后的思考：常见的细胞分裂识图题目中，一般考查有丝分裂的前、中、后期图，减数第一次和第二次分裂的前、中、后期图。解题要点：减数第一次分裂前期联会，中期同源染色体对称排列，后期同源染色体分开，明显区别于另外几幅图像。有丝分裂和减数第二次分裂各时期图像的特点相同，但后者均没有同源染色体的存在。因为，经过减数第一次分裂，同源染色体已经分离进入到不同的细胞中。

 

例2：以下细胞中既有同源染色体，又有染色单体的是（     ）

①有丝分裂中期细胞  ②有丝分裂后期细胞  ③减Ⅰ中期细胞  ④减Ⅱ中期细胞  ⑤减Ⅰ后期细胞  ⑥减Ⅱ后期细胞

A. ①③⑤                 B. ②④⑥          C. ①②③          D. ④⑤⑥

思路分析：①有丝分裂中期细胞——既有同源染色体，又有染色单体

②有丝分裂后期细胞——有同源染色体，没有染色单体

③减Ⅰ中期细胞——既有同源染色体，又有染色单体

④减Ⅱ中期细胞——没有同源染色体，有染色单体

⑤减Ⅰ后期细胞——既有同源染色体，又有染色单体

⑥减Ⅱ后期细胞——没有同源染色体，没有染色单体

答案：A

解题后的思考：①含同源染色体：所有进行有丝分裂的体细胞，以及减数第一次分裂结束前的所有细胞均有同源染色体存在；②含染色单体：即染色体已经完成复制，但着丝点尚未分裂的细胞均属此范围（有丝分裂的前期、中期，减Ⅰ及减Ⅱ的前期、中期）

 

例3：某女性产生的卵细胞中性染色体为XX，某男性产生的精子中性染色体为XY，它们均是由减数分裂过程出现异常造成的，那么它们分别可能出现在减数分裂的什么时候（  ）

A. 前者减数第一次或第二次分裂，后者减数第一次分裂

B. 前者减数第二次分裂，后者减数第一次或第二次分裂

C. 前者减数第二次分裂，后者减数第一次分裂

D. 前者减数第一次分裂，后者减数第二次分裂

思路分析：1. 卵细胞中性染色体为XX，可能是母本在产生减数第一次分裂时一对XX同源染色体不分离引起，也有可能是减数第二次分裂中，由姐妹染色单体分离形成的两条相同的XX染色体不分离引起。2. 精子中性染色体为XY，则是由于父本在产生减数第一次分裂时一对XY性染色体不分离引起，如男性减数第一次分裂正常，第二次分裂不正常，则产生的不正常精子染色体类型是XX或YY。

答案：A

解题后的思考：减数分裂过程，应重点理解其中（同源）染色体的行为变化，减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂姐妹染色单体分离。若分离异常，就会造成染色体的组成出现变异类型。

小结：减数分裂过程染色体复制一次，细胞却分裂两次，因此染色体数目减半。因同源染色体的分离，减数第二次分裂各时期细胞内不再有同源染色体。本知识点多与有丝分裂综合出题考查细胞图像。

 

知识点二：配子种类和受精作用

例1：如图所示，进行有性生殖的高等动物的三个生理过程①②③分别是

A. 有丝分裂、减数分裂、受精作用

B. 有丝分裂、受精作用、减数分裂

C. 受精作用、减数分裂、有丝分裂

D. 减数分裂、受精作用、有丝分裂

思路分析：

1. 新个体→配子，经过减数分裂，染色体数目减半；

2. 配子→合子（受精卵），受精作用，染色体恢复正常；

3. 合子→新个体，体细胞经历有丝分裂，数目增多。

答案：D

解题后的思考：进行有性生殖的生物，经过减数分裂和受精作用，染色体数目保持正常。

 

例2：基因型为AaBbCc（三对等位基因分别位于三对同源染色体上）的一个初级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞基因型的种类数之比为

A. 4︰1            B. 3︰1              C. 2︰1            D. 1︰1

思路分析：一个初级精母细胞经减数分裂形成四个精子，共2种；一个初级卵母细胞经减数分裂形成四个细胞，其中三个极体退化，只有一个卵细胞。

答案：C

解题后的思考：减数分裂形成配子的可能的种类与一个原始生殖细胞经减数分裂最后形成的配子的种类不同。这个区分经常作为重点来考查。

 

例3. 一个含AaBbCc三对同源染色体的精原细胞，经减数分裂形成4个精子，则染色体组合可能是

A. AbC、ABc、ABC、abc                B. ABc、ABC、aBC、aBC 

C. ABc、ABc、abC、abC                D. ABC、abc、aBC、Abc

思路分析：一个精原细胞经减数分裂形成四个精子，共2种，选项A、B、D均不符合要求，

答案：C

解题后的思考：因减数第二次分裂时姐妹染色单体分开形成的相同染色体进入到不同的子细胞中，因此，四个配子中两两相同。

小结：一个精原细胞进行减数分裂 ，产生的精子有2种。若有多个精原细胞，设每个细胞中有n对同源染色体，进行减数分裂（不发生交叉互换），则可产生2ⁿ种配子。

 

提分技巧

1. 染色体行为与遗传定律的关系

（1）在减Ⅰ后期，同源染色体分离是基因分离定律的细胞学基础；

（2）在减Ⅰ后期，非同源染色体自由组合是基因自由组合定律的细胞学基础。

2. 细胞分裂图形的比较

（1）前期：看有无同源染色体及联会、四分体现象。有同源染色体，无联会、四分体现象为有丝分裂；既有同源染色体，又有联会、四分体现象，为减数第一次分裂；无同源染色体，为减数第二次分裂。表示如下：

（2）中期：着丝点成对排列在赤道板两侧，为减数第一次分裂；无同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期；有同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，为有丝分裂中期。

（3）后期：着丝点分裂，同源染色体分离，细胞质若均等分裂，则为精子形成过程中的减数第一次分裂后期；细胞质若不均等分裂，则为卵细胞形成过程中的减数第一次分裂后期。着丝点分裂，每一极内均无同源染色体，为减数第二次分裂后期；每一极内均有同源染色体，则为有丝分裂后期。

列表比较

3. 曲线的比较

主要是减数分裂染色体、DNA的变化和有丝分裂染色体、DNA的变化四种曲线的比较。

（1）区别是有丝分裂还是减数分裂的曲线：起点和终点在同一直线上的为有丝分裂；终点是起点一半的为减数分裂。

（2）染色体、DNA的曲线：数目加倍的时间在间期的为DNA；数目加倍的时间在后期（有丝分裂后期或减数第二次分裂后期），且是突然加倍（着丝点的分裂是瞬间的）的为染色体。

 

预习导学

1. 遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。

2. 基因位于染色体上的理论假说和实验证据都是哪些？

3. 什么是伴性遗传，伴性遗传有什么特点？

 

同步练习

（答题时间：40分钟）

一、选择题

1. 体细胞有丝分裂和生殖细胞减数分裂的相同点是（    ）。

A. 有同源染色体的分离            B. 有染色体的联会

C. 有DNA的复制                   D. 联会的染色体间可形成交叉

2. 下列关于同源染色体概念的叙述中，正确的是    （   ）

A. 由一条染色体复制而形成的两条染色体　　

B. 来自父方（或母方）的全部染色体

C. 形状、大小都必须相同的两条染色体     

D. 在减数分裂过程中彼此联会的两条染色体

3. 一个初级卵母细胞经过减数分裂形成几个第二极体（    ）。

A. 1个             B. 3个              C. 2个                    D. 4个

4. 在减数分裂过程中，染色体的交叉互换发生在  （    ）

A. 染色体复制时                            B. 染色体的着丝点分裂时

C. 同源染色体分离时                      D. 四分体时期

5. 在减数第一次分裂中，发生了  （    ）

A. 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 

B. 同源染色体分离，同时着丝点也随着分裂

C. 着丝点的分裂引起同源染色体的分离   

D. 着丝点的分裂引起非同源染色体的自由组合

6. 在高等动物的细胞分裂中，既有同源染色体，又有姐妹染色单体的时期是  （    ）

A. 有丝分裂的前期                  B. 有丝分裂的后期  

C. 减数第二次分裂中期            D. 减数第二次分裂后期

*7. 下图为某雌性动物体内的一个细胞示意图，该细胞的名称是           （   ）

A. 卵原细胞                               B. 初级卵母细胞   

C. 次级卵母细胞                           D. 卵细胞

*8. 在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的是（    ）

A. 减数第一次分裂期的初级精母细胞        

B. 已分化的体细胞

C. 减数第二次分裂期的次级精母细胞       

D. 有丝分裂后期的细胞

9. 下列是具有两对染色体的动物卵细胞图，正常情况下不能出现的是  （    ）

*10. 已知某动物细胞中有两对同源染色体分别用A和a，B和b表示，那么经过减数分裂后（无互换）来自同一个精原细胞的精子是（    ）

A. Ab、Ab、ab、AB                B. aB、ab、AB、AB

C. Ab、aB、Ab、aB                D. AB、Ab、Ab、AB

*11. 某生物的体细胞内含有三对同源染色体（AA′、BB′、CC′），经减数分裂产生的ABC型配子占配子总数的（    ）

A. 1／2             B. 1／4           C. l／8              D. 1／16

12. 果蝇的精原细胞内有4对同源染色体，在其产生的精子中，同时含有来自母方的4条染色体的精子占精子总数的   （    ）

A. 1／2         B. 1／4          C. 1／8           D. 1／16

13. 在正常情况下，刚形成的次级精母细胞与体细胞相比（    ）

A. 染色体数减半，DNA含量不变  B. 染色体数减半，DNA含量也减半

C. 染色体数不变，DNA含量不变  D. 染色体数不变，DNA含量减半

14. 牛的初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞中的DNA分子数之比是  （    ）

A. 2：1：1        B. 1：2：1       C. 1：1：1      D. 4：2：l

15. 某生物的体细胞内含有42条染色体，在减数第一次分裂前期，细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是     （    ）

A. 42、84、84   B. 84、42、84    C. 84、42、42     D. 42、42、84

16. 800个卵原细胞和400个精原细胞成熟后，理论上最多能形成的受精卵数是（    ）

A. 400个           B. 800 个       C.1600 个         D. 3200个

17. 下图是某种动物不同细胞分裂的图像，下列与此相关的叙述中，不正确的是  （    ）

A. 只有④所示细胞不具有同源染色体  

B. 动物的睾丸中有可能同时发现上述4种细胞

C. 图②所示细胞状态往往导致基因重组

D. ①②③细胞中均含有8条染色单体

18. 同种生物的染色体数目是相对恒定的，这是由下列哪项生理过程决定的（    ）

A. 有丝分裂和减数分裂                          B. 有丝分裂和受精作用

C. 减数分裂和受精作用                         D. 减数分裂

 

二、非选择题

19. 请据图回答：

（1）标出以上各图像所代表的细胞分裂方式及分裂时期。

A                     、B                     、C                     、

D                     、E                     、F                     、

G                     、H                     、I                     、

J                     。

（2）图A中的细胞有      条染色体，      条染色单体，       个DNA分子。

（3）图B中有        个四分体。

20. 甲、乙、丙三幅图分别表示某种生物的三个正在进行分裂的细胞。据图回答：

（1）甲图表示_____分裂____期，其母细胞原有________个染色体，分裂后子细胞是_______细胞。

（2）乙图表示______分裂______期，其母细胞原有_____个染色体，分裂后子细胞是______细胞。

（3）丙图表示____    _分裂___ 期，其母细胞原有__对同源染色体，分裂后子细胞有__个染色体。

 

 

试题答案

1. C  2. D  3. B  4. D  5. A  6. A 

7. C  分析：细胞中没有同源染色体—处于减数第二次分裂时期，排除A、B；雌性动物，且细胞中含有单体，排除D

8. D  分析：雄性细胞中含有1个Y染色体，但细胞分裂后期姐妹染色单体分开后，可以形成2个Y，所以有丝分裂后期，细胞内一定含有2个Y，减数第二次分裂后期，因为同源染色体的分离，造成次级精母细胞一部分含有X染色体，一部分含有Y染色体。

9. C 

10. C  分析：减数分裂形成的四个精子，两两相同（由姐妹染色单体分离形成的染色体组成）。

11. C  分析：体细胞含有三对同源染色体的生物，经减数分裂产生的配子种类为8种（2的3次方），ABC型属其中一种，所以其占配子总数的1/8。

12. D  13. A  14. D  15. B  16. B  17. D  18. C 

19.（1）A减数第一次分裂联会时期   B减数第一次分裂四分体时期  C减数第一次分裂中期  D有丝分裂中期  E减数第二次分裂中期  F减数第二次分裂中期  G减数第一次分裂后期  H有丝分裂后期  I减数第二次分裂后期  J减数第二次分裂后期  （2）4，8，8  （3）2  

20.（1）减数第一次  后  4  次级精母

（2）有丝  后  4  体

（3）减数第二次  后  2  2