新高考2023届高考生物新人教版一轮复习讲义第4单元第3课时减数分裂和受精作用的过程分析.docx
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1、第3课时减数分裂和受精作用的过程分析课标要求1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。3.通过细胞分裂图像辨析染色体、DNA数量变化,培养逻辑思维分析问题能力。1减数分裂相关概念(1)减数分裂的概念(2)同源染色体和非同源染色体同源染色体a请据图(精子、卵细胞、受精卵、初级性母细胞)描述同源染色体的概念。提示配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方,叫作同源染色体。b受精卵中1号染色体某位置有A基因,则3号染色体相同位置是A或其等位基因。c有丝分裂过程中存在同源染色体吗?有丝分裂后期图中1号和5号是
2、同源染色体吗?提示存在;不是。易错提醒同源染色体的形状、大小未必都相同;形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体;有丝分裂过程中始终存在同源染色体。非同源染色体指形状、大小一般不相同,且在减数分裂过程中不发生联会的染色体。如图受精卵中的1和2(或4)、3和2(或4)。前挂后连细胞中的每套非同源染色体为一个染色体组。(3)联会:减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。(4)四分体:联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体,叫作四分体。提醒联会形成四分体是减数分裂特有的现象,有丝分裂过程中不进行联会,不存在四分体。1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。
3、(5)互换:四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段的现象。如图就发生了染色体互换,据图分析互换的意义是增加了配子的种类。2精子的形成过程3精子和卵细胞形成过程的比较(1)何为精原细胞、卵原细胞?它们能进行什么方式的分裂?提示精原细胞和卵原细胞是原始的生殖细胞,可通过有丝分裂进行增殖,还可以通过减数分裂产生成熟的生殖细胞。(2)请完善表格:精子和卵细胞的形成过程中的区别和相同点。比较项目精子的形成卵细胞的形成场所睾丸(曲细精管)卵巢细胞质分裂均等分裂卵母细胞不均等分裂;极体均等分裂是否变形变形不变形结果1个精原细胞4个精细胞变形成为4个精子(成熟配子)1个卵原细胞1个较大的卵
4、细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失,不能受精)相同点染色体的变化行为相同源于必修2P18图22和P22图25:请写出下列各细胞的名称:A:初级精母细胞、B:初级卵母细胞、C:次级卵母细胞、D:次级精母细胞或极体。延伸应用性别鉴定方式细胞水平减数分裂时细胞质均等分裂雄性;减数分裂、减数分裂时细胞质不均等分裂雌性;减数分裂时细胞质均等分裂无法判断性别染色体水平(XY型性别决定生物)存在同源染色体,有一对染色体大小形态不同,则为雄性;存在同源染色体,每对染色体大小形态都相同,则为雌性4配子的多样性的成因(1)自由组合(变异类型:基因重组)据图分析可知,对于一个含有两对同源染色体的动物,在同源
5、染色体分离,非同源染色体自由组合时,会有四种组合结果,因此会形成四种次级精(卵)母细胞,从而形成四种配子。归纳总结请完善下表减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例,不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。项目可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个雄性个体2n种2n种1个卵原细胞2n种1种1个雌性个体2n种2n种(2)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型:基因重组)5受精作用6减数分裂过程中相关物质变化(1)染色体数目变化曲线请结合减数分裂过程中的染色体变化,分析回答:(2)核DNA数目变化曲线结合减数分裂过程中的核DNA变化,分析回答:(3
6、)染色单体数目变化曲线请结合减数分裂过程中的染色单体数目变化,分析回答:考向一减数分裂和受精作用的过程分析1(2022淮北高三一模)下图为某二倍体高等雄性动物的某细胞部分染色体组成示意图,图中、表示染色体,a、b、c、d表示染色单体,不考虑突变。下列叙述错误的是()A在不发生互换的情况下,a和b中的两个DNA分子所含遗传信息相同B在减数分裂前期,同源染色体与联会配对形成的四分体散乱分布在细胞中C在减数分裂过程中,一个次级精母细胞中可能存在0或1或2条X染色体D若a与c出现在该细胞产生的一个精子中,则b与d可出现在同时产生的另一精子中答案D2下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程,相关说法不
7、正确的是()A甲、丙两细胞都发生了基因重组B乙、丁的染色体数都是体细胞的一半C图中的细胞均处于细胞分裂后期D可表示卵细胞的形成过程的是甲、乙、丁答案B解析乙和丁细胞都处于减数分裂后期,此时细胞中染色体数暂时加倍,与体细胞染色体数相同,B错误。3(2022重庆长寿区高三模拟)如图表示人的生殖周期中不同的生理过程,下列有关说法不正确的是()A图中细胞全能性最高的是受精卵Bc过程中精子和卵细胞各提供一半的DNACb1和b2的分裂方式相同,但结果有差异Dd1和d2的差异由受精卵中性染色体组成决定答案B解析受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞,B错误。考
8、向二配子的类型和来源分析4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精原细胞的个数是(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的交换)()A2个B3个C4个D5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可来自一个精原细胞,可来自一个精原细胞,来自一个精原细胞,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。5如图1所示为某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,同源染色体非姐妹染色单体之间发生交换形成了如图2所示的四个精子,则来自同一个次级精母细胞的是()ABCD答案B解
9、析减数分裂的特点:同源染色体分离;减数分裂的特点:次级精母细胞内由同一着丝粒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,与、与的染色体组成基本相同,B项正确。科学思维配子来源的判断方法考向三减数分裂相关过程中结构或物质数量变化的分析6如图表示细胞分裂相关过程中染色体、核DNA数的变化。下列有关ac段(不含a、c点)的叙述,正确的是()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12变为11D此段中染色体行为是生物变异的根
10、本来源答案A解析据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此表示减数分裂过程中核DNA数的变化,则实线表示染色体数的变化。Oa段表示减数分裂前的间期,ac段中b为减数分裂末期的终点,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,bc段无同源染色体;c点为姐妹染色单体彼此分离形成子染色体的过程,ac段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体;细胞中染色体和核DNA数之比一直为12;基因突变一般发生在细胞分裂前的间期,ac段中一般不会发生基因突变,可进行基因重组与染色体变异,而生物变异的根本来源为基因突变。7如图所示,图是某动物细胞(2n4)处于不同分裂时期的图像;图中表示该动物有性生殖时细胞分裂的不
11、同时期,其中a、b、c分别表示某时期一个细胞中三种物质或结构的相对数量。下列说法中不正确的是()A图中甲、丁细胞染色体数目不同而核DNA数目相同B该动物性腺中存在图所示的所有细胞分裂方式C图中处于时期的细胞为次级卵母细胞或极体D图中对应的时期包含了图中的丙答案C解析图中甲中4条染色体,4个核DNA;丁细胞2条染色体,4个核DNA,A正确;该动物性腺中性原细胞既可以进行减数分裂也可以进行有丝分裂,故存在图所示的所有细胞分裂方式,B正确;由图中的丙图细胞细胞质均分可以看出该动物为雄性个体,故图中时期的细胞不可能为次级卵母细胞或极体,C错误;分析题图可知,图中a表示核DNA,b表示染色体,c表示染色
12、单体,则图中有染色单体,且染色体数目与体细胞一样,包括减数分裂前期、中期、后期和末期,图中的丙处于减数分裂后期,D正确。重温高考真题演练1(2020北京,7)如图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。下列相关叙述不正确的是()A该个体的基因型为AaBbDdB该细胞正在进行减数分裂C该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子DA、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律答案C解析根据细胞图示中的基因分布可以发现,该个体的基因型应该为AaBbDd,A正确;图中显示同源染色体正在联会,且下方的一对同源染色体非姐妹染色单体之间正在发生染色体片段的互换,可判定该细胞正在进行减数分裂,B正确;
13、图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间片段的互换,由此可知该细胞分裂完成后可以产生4种基因型的配子,C错误;A、a和D、d基因位于非同源染色体上,因此它们的遗传遵循自由组合定律,D正确。2(2019江苏,11)下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图,图中18表示基因。不考虑突变的情况下,下列叙述正确的是()A1与2、3、4互为等位基因,与6、7、8互为非等位基因B同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因18C1与3都在减数分裂分离,1与2都在减数分裂分离D1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子答案B解析1与2是相同基因,1与3、4可能互为等位基因,1与6、7、8互为非等位
14、基因,A错误;精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同,故均含有基因18,B正确;若不考虑互换,1与3会在减数分裂的后期随同源染色体的分开而分离,1与2会在减数分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离,若考虑互换,则1与2可能会在减数分裂的后期随同源染色体分开而分离,1与3可能在减数分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离,C错误;1与5在同一条姐妹染色单体上,5与6是相同的基因,因此1与6的组合不能形成重组配子,D错误。3(2017全国,1)已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分
15、裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()答案D解析A项中两个细胞大小相等,每条染色体上有两条染色单体,两条染色单体上有由DNA复制而来的两个相同的基因,为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞,A正确;B项中两个细胞大小也相等,也为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞,与A项细胞不同的原因是非同源染色体上的非等位基因的自由组合的方式不同,产生了基因组成为ggHH、GGhh的两个次级精母细胞,B正确;C项中4个细胞大小相同,为4个精细胞,两两相同,C正确;D项中虽然4个大小相同的精细胞也是两两相同,但是每个精细胞中不能出现同源染色体、等位基因,D错误。4(2021湖北,13)植物的有性生殖过程中,
16、一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是()A多精入卵会产生更多的种子B防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定C未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2DECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合答案A解析多精入卵会导致子代有来自卵细胞和多个精细胞的染色体,破坏亲子代之间遗传信息的稳定性,A错误。一、易错辨析1有丝分裂和减数分裂都有细胞周期()2同源染色体携带的遗传信息一定相同(
17、)3同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间()4哺乳动物精子形成时,在减数分裂过程中均存在四分体()5有丝分裂的前期不存在同源染色体()6减数分裂中,着丝粒分裂导致染色体数目加倍()二、填空默写1(必修2 P20)同源染色体:在减数分裂中配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。2(必修2 P20)联会:同源染色体两两配对的现象。3(必修2 P20)联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。4(必修2 P18)减数分裂染色体数目减半的原因是同源染色体分离,并分别进入两个子细胞。5(必修2 P27)减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维
18、持了生物遗传的稳定性。6(必修2 P27)在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了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,同一双亲的后代必然呈现多样性。三、构建模型1请分别绘制减数分裂、减数分裂前、中、后六个时期的细胞分裂图像(以卵原细胞内含有六条染色体为例)。提示如图所示2请绘制二倍体生物减数分裂相关过程中的物质变化图。(1)染色体数目变化图提示如图所示(2)核DNA数目变化图提示如图所示(3)染色单体数目变化图提示如图所示(4)每条染色体上DNA数量变化提示如图所示课时精练一、选择题1下图为某二倍体植物精子的形成过程,其中表示细胞分裂,X
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