【创新方案】2022年高考生物一轮复习 第八章 第一讲 减数分裂和受精作用训练 新人教版

【创新方案】2022年高考生物一轮复习第八章第一讲减数分裂和受精作用训练新人教版1．减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，导致染色体数目减半。2．减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。3．精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的，卵细胞形成过程中，初级(次级)卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。4．减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：同源染色体联会形成四分体、同源染色体分离。5．减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。6．受精作用可以激活卵细胞，受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。一、减数分裂(1)适用范围：有性生殖的生物。(2)特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。(3)结果：生殖细胞中的染色体数目减半。二、减数分裂过程中染色体的行为(以动物细胞为例)1．减数第一次分裂过程(1)图像：15\n　　时期：前期(四分体时期)判断理由：同源染色体相互配对形成四分体(2)图像：　　时期：中期判断理由：成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道板上(3)图像：　　时期：后期判断理由：成对的同源染色体彼此分离，分别向细胞两极移动2．减数第二次分裂(1)中期和后期的细胞分裂图：(2)写出上述两个时期染色体的行为变化：①中期：染色体排列在赤道板上②后期：着丝点一分为二，染色单体变成染色体，染色体数目加倍三、精子与卵细胞的产生精(卵)母细胞―→ABC1．写出上述细胞可能的名称A：初级精(卵)母细胞B：次级精(卵)母细胞或极体C：精细胞、卵细胞或极体2．写出①②过程中染色体的主要变化①联会、四分体交叉互换、同源染色体分离。②着丝点分裂、染色单体分开。3．精子和卵细胞形成过程中的差异(1)细胞质分裂方式：①精子形成过程：两次细胞质都是均等分裂。②卵细胞形成过程：初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂时不均等分裂，极体分裂时均等分裂。15\n(2)生殖细胞数目：①精细胞：4个②卵细胞：1个(3)是否变形(横线上填“经过”或“不经过”)：①精子的形成经过变形。②卵细胞的形成不经过变形。精子和卵细胞的形成都经过了减数分裂过程，精子和卵细胞中的遗传物质含量相同吗？为什么？提示：不相同。减数分裂过程中只是将核内遗传物质减半，故精子和卵细胞中核遗传物质含量相等；而细胞质内的遗传物质是随机分配的，且卵细胞形成过程中细胞质经过了两次不均等分裂，故精子和卵细胞的质遗传物质是不相同的。四、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)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。(3)结果：受精卵中染色体数目与体细胞相同，其中一半来自父方，另一半来自母方。[知识体系构建]①初级精母细胞　②次级精母细胞　③精子　④减数第一次分裂　⑤初级卵母细胞　⑥次级卵母细胞　⑦卵细胞　⑧减数第二次分裂　⑨受精卵　⑩有丝分裂精子和卵细胞的形成(1)(2022·江苏卷T8A)观察2n＝6的某生物减数第二次分裂后期细胞，可见移向每一极的染色体有4条，其合理解释是减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离。(√)(2)(2022·山东卷T8③)基因型为AaXB15\nY的小鼠产生了一个不含性染色体的AA型配子(等位基因A、a位于2号染色体上)其原因可能是2号染色体在减数第一次分裂时未分离。(×)(3)(2022·安徽卷T2AD)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂产生的两个子细胞(C1、C2)，一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。其细胞核中DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同，贮存的遗传信息C1与C2不相同，S1与S2相同。(×)(4)(2022·福建卷T3A)染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异，仅发生在减数分裂过程中。(×)1．减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂间期是否复制复制不复制分裂过程中细胞名称性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体)次级性母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞和极体着丝点变化不分裂分裂染色体数目变化2N→N(减半)N→2N→NDNA数目变化2N→4N→2N2N→N(减半)染色体主要行为有联会现象；四分体的非姐妹染色单体交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝点分裂，染色单体分开染色单体无(0)→有(4N)→有(2N)有(2N)→无(0)同源染色体有(N对)无2.一个细胞内的DNA和染色体数目变化曲线(1)染色体加倍：只在姐妹染色单体分开时加倍，即着丝点分裂时。(间期时染色体复制但染色体数目不加倍)(2)DNA加倍：只在间期DNA复制后加倍。(3)染色体和DNA减半：减数第一次分裂末期均减半，减数第二次分裂末期DNA减半，而染色体数目与开始进行减数第二次分裂时的细胞中的染色体数目相同。(4)减数分裂过程中DNA与染色体数目的比例关系：[关键一点]15\n精子和卵细胞种类和数目的计算方法①1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。②1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。③1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。高考地位本考点知识难度较大，重在理解识记，高考中是命题的热点、重点之一命题角度(1)利用图示为信息载体，结合生物遗传，变异考查减数分裂过程中异常现象的发生，如典例1；(2)结合曲线考查减数分裂过程中染色体、核DNA变化规律，如典例2。[典例1]　某雄性动物个体的两对等位基因A、a和B、b在染色体上的位置如下图所示，若只考虑这两对等位基因，则下列有关说法不正确的是(　　)A．若DNA复制时其中一个基因b发生突变，则最多可产生三种基因型的精细胞B．若发生交叉互换，则最多可产生四种基因型的精细胞C．若正常分裂，则最多能产生两种基因型的精细胞D．光学显微镜下可观察到这两条染色体的形态、结构有明显差异[解析]　选D　若DNA复制时其中一个基因b发生突变，则最多可生成AB、ab、aB三种基因型的精细胞；若发生交叉互换，则最多可产生AB、ab、aB、Ab四种基因型的精细胞；若正常分裂，则最多能产生AB、ab两种基因型的精细胞；由图可知，这两条染色体上的等位基因的碱基序列有差异，用光学显微镜观察不到这种差异。[典例2]　分析下面为细胞分裂过程示意图，不能得出(　　)A．如图所示细胞分裂过程中，核DNA复制发生了三次B．若在A点使核DNA带上放射性同位素标记，则在CD段可检测到含有放射性的核DNA占100%C．在图中的EF段和OP段，细胞中含有的染色体组数是相等的D．图中L点→M点所示过程的进行，与细胞膜的流动性有关15\n[解析]　选C　分析图可知，细胞依次经过有丝分裂、减数分裂、受精作用和有丝分裂的过程，可见核DNA复制了三次；在A点使核DNA分子带上放射性同位素标记，由于DNA进行的是半保留复制，即形成的子代核DNA中各含有一条含放射性的母链，故着丝点断裂(CD段)后形成的核DNA分子全有放射性；OP段包括有丝分裂后期，该时期染色体数目加倍，而EF段包括有丝分裂末期及减数第一次分裂前的间期和减数第一次分裂的前期、中期、后期，这个时间段染色体数目正常；图中L点到M点表示受精作用，精子和卵细胞融合与细胞膜的流动性有关。有丝分裂和减数分裂图像判断1．(2022·江苏高考)观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如右图所示。下列解释合理的是(　　)A．减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次解析：选A　该生物是含有6条染色体的二倍体，正常减数第二次分裂后期的细胞中应含有6条染色体。分析图示知，着丝点分裂后分到两极的染色体各有4条，比正常时多一条，其原因可能是在减数第一次分裂时，一对同源染色体没有分开。2．(2022·江苏高考)右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图．相关判断错误的是(　　)A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生的C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组解析：选A　此细胞中无同源染色体，应处于减数第二次分裂时期，故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体；因亲代基因型为AABb，故细胞中的a基因只能是基因突变产生的。此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型；若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞，一个卵细胞只能是一种类型；该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，则可含有四个染色体组。3．(2022·广东高考)以下为某植物生殖细胞形成过程中某些时期示意图，正确的描述是(　　)15\nA．①纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开B．②纺锤丝牵引着同源染色体向细胞两极移动C．③同源染色体排列在赤道板上D．④减数第一次分裂染色体排列在赤道板上解析：选C　①图为同源染色体分离，着丝点并没有分裂。②图为减数第二次分裂的后期，着丝点分裂，纺锤丝牵引着姐妹染色单体分开，细胞中无同源染色体。③图为减数第一次分裂的中期，同源染色体排列在赤道板上。④图为减数第二次分裂的中期。1．主要分裂时期图像(1)三个前期图的判断：①判断步骤：②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：①判断步骤：②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)三个后期图的判断：15\n①判断步骤：②结论：A为有丝分裂后期；B为减数第二次分裂后期；C为减数第一次分裂后期。2．“三看法”图像判断方法一看染色体数高考地位本考点知识难度较大，关键在于知识的应用，属高考命题的重点、热点之一命题角度(1)以图示为信息载体考查识图判断能力，如典例1；(2)通过曲线和图示相结合，考查减数分裂和受精作用过程中主要变化规律，如典例2。[典例3]　下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)A．图甲一定为次级精母细胞B．图乙一定为初级精母细胞C．图丙为次级卵母细胞或极体D．图丙中的M、m为一对同源染色体[解析]　选B　图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。[典例4]　下图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答：15\n(1)图1中BC段形成的原因是________，DE段形成的原因是________。(2)图2中________细胞处于图1中的CD段。(3)图2中具有同源染色体的是________细胞，乙细胞中的①和②组成________，①和④是________，甲细胞中有________个染色体组。(4)图2中丙细胞含有________条染色单体，该细胞处于________期。(5)图2中丁细胞的名称为________，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是________。若M的姐妹染色单体上出现等位基因，其原因是发生了________________________________________________________________________。[解析]　(1)图1中的BC段因DNA的复制，使染色体和核DNA数量比由1变为1/2，DE段因着丝点的断裂，使染色体和核DNA的数量比由1/2变为1。(2)图1中的CD段表示一条染色体上有2个DNA分子，故与图2的丙、丁对应。(3)分析图2可知：图甲细胞处于有丝分裂的后期，图乙为精原细胞，图丙为初级精母细胞减数第一次分裂后期，图丁为次级精母细胞，所以含有同源染色体的是甲、乙和丙；乙细胞中的①和②为一组非同源染色体，是一个染色体组，①和④形态大小相同，但来源不同，为一对同源染色体，甲细胞内每一形态的染色体有4条，故有4个染色体组。(4)图丙同源染色体分离，处于减数第一次分裂的后期此时细胞中共有8条染色单体。(5)若姐妹染色单体上有等位基因，可能是由基因突变或四分体时期的非姐妹染色单体交叉互换引起的。[答案]　(1)DNA复制　着丝点分裂(2)丙、丁(3)甲、乙、丙　一个染色体组　一对同源染色体　4(4)8　减数分裂第一次分裂后(5)次级精母细胞　常染色体　同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换(基因重组)或基因突变实验平台—一、实验原理(1)蝗虫的精母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：减数第一次分裂和减数第二次分裂。(2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目15\n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。二、实验步骤(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)：解离→漂洗→染色→压片。(2)显微观察：―→↓―→↓―→三、易误点拨本实验材料选择是关键，宜选用雄性个体生殖器官。其原因是：(1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。(2)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，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。[高考实验对接](2022·江苏高考)为了观察减数分裂各时期的特点，实验材料选择恰当的是(　　)①蚕豆的雄蕊　②桃花的雌蕊　③蝗虫的精巢　④小鼠的卵巢A．①②　　　　　　　　B．③④C．①③D．②④选项分析对接教材①蚕豆的雄蕊是其雄性生殖器官，能通过减数分裂产生精子，且数量多，适合作观察减数分裂的实验材料，故①项正确实验材料选择与教材实验不同，教材选用蝗虫精巢，但与教材实验选材依据完全相符②桃花雌蕊是其雌性生殖器官，该器官内也存在减数分裂过程，但与雄性生殖器官相比，产生的生殖细胞数量少，不利于在显微镜下观察，不适合该实验，故②项错误与教材实验选材不同，专门设置植物雌性生殖器官，由于产生配子数量少而不适宜作该实验材料③蝗虫精巢是其雄性生殖器官，该器官进行旺盛的减数分裂过程，且产生雄配子数量大，适合作该实验的材料，故③项正确与教材实验选材完全相同15\n④小鼠卵巢是雌性生殖器官，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，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂，故④项错误与教材实验选材不同，该题中因哺乳动物的卵巢内没有连续完成减数分裂过程而不选[多维思考](1)在该实验中选用高等植物雄蕊和动物的精巢作实验材料，制片前对材料处理方法相同吗？提示：不相同。选植物材料必须先进行解离使细胞相互分离，再依次进行漂洗、染色、制片。而选用动物材料则先用胰蛋白酶处理使细胞分散，再进一步处理制片。(2)在该实验中能否在显微镜下观察到一个细胞内染色体行为的连续变化？提示：不能，因制片时细胞已被杀死。技法平台—1．曲线模型(1)信息解读：①BC段、JK段形成原因是DNA分子复制；②DE段、EO段形成原因是同源染色体分开；③FG段、LM段形成原因是着丝点分裂后形成的染色体均分列两个子细胞中；④PQ段、RS段形成原因是由于染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开；HI段形成原因是由于受精作用。(2)核DNA、染色体变化曲线的识别判断——“三看法”：①看“染色体峰值”。染色体数目最大为4N的是有丝分裂；染色体数目最大为2N的是减数分裂。②看“DNA复制和分裂次数”。斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现1次，而竖直下降2次的为减数分裂；斜线出现1次，而竖直下降1次的为有丝分裂。③看“结果”。分裂完成后，染色体或核DNA的数量与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则为减数分裂。15\n[典例]　甲图表示某高等雌性动物在进行细胞分裂时的图形，乙图表示该种生物的细胞内染色体及DNA相对含量变化的曲线图。根据此曲线和图回答下列问题：(1)甲图中的A、B分别处于什么分裂什么时期？A：________________，B：________________。(2)乙图中8处发生的生理过程叫_______________________________________。(3)乙图细胞内含有染色单体的区间是________和9～11，不含同源染色体的区间是________。(4)若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞在4～5时期染色体数目为________条。(5)同源染色体的分离发生在区间________。(6)时期6与11的共同点是____________________________________________。(7)甲图中B细胞对应乙图中的区间是________，形成的子细胞是________________。[解析]　(1)甲图中的A时期姐妹染色单体分开，同侧存在同源染色体，属于有丝分裂后期。B时期四分体分开，是减数第一次分裂后期。(2)乙图中曲线A表示DNA相对含量，曲线B表示染色体的相对含量。8处表示减数分裂形成的配子的染色体数目加倍，说明进行了受精作用。(3)减数第二次分裂后期和有丝分裂后期之前存在染色单体，即区间1～6和9～11存在染色单体，不含同源染色体的时期是减数第二次分裂过程及产生的生殖细胞中。(4)根据曲线可知4～5时期染色体数目为20条。(5)同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，即区间3～4。(6)6和11共同点是染色体在现在的基础上暂时加倍，都存在姐妹染色单体分开的情况。(7)甲图中的B是减数第一次分裂后期，染色体将要减半。因为是雌性动物，所以减数第一次分裂形成的是一个极体和一个次级卵母细胞。[答案]　(1)有丝分裂后期　减数第一次分裂后期　(2)受精作用　(3)1～6　5～8　(4)20　(5)3～4　(6)着丝点分裂，染色体分别向两极移动，且染色体数目加倍　(7)3～4　极体和次级卵母细胞15\n[高考随堂体验]1．(2022·上海高考)右图为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生(　　)A．染色体易位B．基因重组C．染色体倒位D．姐妹染色单体之间的交换解析：选B　减数分裂四分体时期，一对同源染色体中的相邻两个非姐妹染色单体间的交叉互换可导致基因重组。这种交叉互换有别于染色体结构变异中的染色体易位。前者互换的是等位基因(或相同基因)而后者交换的是非等位基因。2．(2022·上海高考)某二倍体动物的某细胞内含10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞(　　)A．处于有丝分裂中期　　　B．正在发生基因自由组合C．将形成配子D．正在发生DNA复制解析：选C　因细胞内含10条染色体，10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞每一极有5条染色体，5个DNA分子。又因该细胞为二倍体动物的某细胞，则该细胞应是处于减数第二次分裂后期的细胞，分裂结束形成配子。3．(2022·江苏高考)人类精子发生过程中，下列说法正确的是(多选)(　　)A．细胞中染色单体数最多可达92条B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223解析：选ABC　人体体细胞中含有46条染色体，在减数第一次分裂前的间期，DNA复制可能出现差错，导致姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同；复制后的每条染色体上含有两条姐妹染色单体，故细胞中染色单体数最多可以达到92条；非姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期；一个精原细胞可产生4个精子，且两两相同，故其产生两个相同精子的概率最大为1。4．(2022·海高考)在某植物根尖每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数目和染色单体数目的是(　　)减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期15\n染色体/条染色单体/条染色体/条染色单体/条甲10202010乙1020200丙20402010丁2040400A.甲B．乙C．丙D．丁解析：选B　在有丝分裂后期由于着丝点分裂，染色单体分开成为子染色体，使染色体数目加倍，可知生物体的体细胞内染色体数为20条。减数第一次分裂结束，染色体减半，在减数第二次分裂后期之前，染色单体不分开，这时染色体数为10条，染色单体为20条，减数第二次分裂后期，染色单体分开成为子染色体，染色体数为20条，无染色单体。5．(2022·上海高考)下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是(　　)A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合B．Ⅲ代表初级精母细胞C．②代表染色体D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1解析：选A　分析图示可知：Ⅰ为精原细胞，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ前期、后期可发生基因自由组合。Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA；Ⅰ～Ⅳ中，③DNA的数量比是2∶4∶2∶1。6．(2022·天津高考)玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。右图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是(　　)A．a～b过程中细胞内不会发生基因重组B．c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同D．f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半15\n解析：选D　由题图DNA的变化特征可推出a～b为有丝分裂过程，该过程中不会发生基因重组，基因重组发生在减数分裂过程中；c～d为有丝分裂的分裂期，且之前已经用秋水仙素处理，故在分裂的后期染色体数加倍；玉米是二倍体，其单倍体中的基因经复制形成的基因和原来的基因完全一样，e点后的细胞为纯合体，各染色体组的基因组成完全相同；f～g为有丝分裂末期，不存在同源染色体分离。7．(2022·山东高考)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。取材：用________作实验材料。制片：①取少量组织低渗处理后，放在________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________。③一定时间后加盖玻片，________。观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是________。②下图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常，A2发生的改变可能是________。解析：解答此题首先要对课本上关于有丝分裂实验中的系列步骤熟知，取材—解离—漂洗—染色—制片—观察。然后将知识迁移到观察减数分裂的实验中。A1和A2是配对的同源染色体，由于A1正常，A2比A1少一段染色体，因此是发生缺失所致。答案：(小鼠)睾丸　解离固定液　醋酸洋红染液　压片　次级精母细胞，精细胞，精原细胞　缺失15