细胞的减数分裂

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1、第第1212讲减数分裂和受精作用讲减数分裂和受精作用 最新考纲最新考纲 1.1.细胞的减数分裂细胞的减数分裂()()2.2.动物配子的形成过程动物配子的形成过程()()3.3.动物的受精过程动物的受精过程()()4.4.实验实验:观察细胞的减数分裂观察细胞的减数分裂考点突破考点突破能力培养能力培养知识梳理知识梳理实验探究实验探究知识梳理知识梳理温故串知温故串知 重温教材重温教材 夯实基础夯实基础一、减数分裂一、减数分裂1.1.概念概念:进行进行 的生物的生物,在产生在产生 细胞时进行的染色体细胞时进行的染色体数目数目 的细胞分裂。的细胞分裂。2.2.特点特点:染色体只复制染色体只复制 ,而细胞

2、分裂而细胞分裂 。3.3.结果结果:成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少 。4.4.场所场所:高等动植物的减数分裂发生在高等动植物的减数分裂发生在 内。内。有性生殖有性生殖成熟生殖成熟生殖减半减半一次一次两次两次一半一半有性生殖器官有性生殖器官二、精子和卵细胞的形成过程二、精子和卵细胞的形成过程1.1.精子形成过程各期的对应特点精子形成过程各期的对应特点 连一连连一连 2.2.卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程3.3.卵细胞和精子形成过程的区别卵细胞和精子形成过程的区别(1)(1)细胞质分裂细胞质分裂:卵细胞形成过程中细胞质卵细胞形成过程中

3、细胞质 分裂分裂;精子形成精子形成过程中细胞质过程中细胞质 分裂。分裂。(2)(2)所经时间和过程所经时间和过程:精子形成所经时间精子形成所经时间 ,过程连续过程连续,卵细胞形成卵细胞形成所经时间所经时间 。(3)(3)生殖细胞数目生殖细胞数目:一个精原细胞能形成一个精原细胞能形成 个精子个精子,一个卵原细胞一个卵原细胞只能形成只能形成 个卵细胞。个卵细胞。(4)(4)是否变形是否变形:精细胞需经变形阶段成为精子精细胞需经变形阶段成为精子,卵细胞不经变形。卵细胞不经变形。不均等不均等均等均等长长短短一一四四三、受精作用三、受精作用1.1.概念概念:和和 相互识别、融合成为相互识别、融合成为 的

4、过程。的过程。2.2.实质实质:精子的精子的 与卵细胞的与卵细胞的 相融合相融合,使彼此的染色体会合在一起。使彼此的染色体会合在一起。3.3.结果结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半其中一半 来来自自 ,一半来自一半来自 。4.4.意义意义(1)(1)有利于生物在有利于生物在 中进化。中进化。(2)(2)就进行有性生殖的生物而言就进行有性生殖的生物而言,和和 对于维持每种生物前后对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。都是十分重要的。卵细胞

5、卵细胞精子精子受精卵受精卵细胞核细胞核细胞核细胞核染色体染色体精子精子(父方父方)卵细胞卵细胞(母方母方)自然选择自然选择减数分裂减数分裂受精作用受精作用考点突破考点突破悟法提能悟法提能 核心归纳核心归纳 重点突破重点突破减数分裂过程的分析与比较减数分裂过程的分析与比较考点一考点一 剖析剖析考点考点1.1.减数第一次分裂与减数第二次分裂比较减数第一次分裂与减数第二次分裂比较(以二倍体为例以二倍体为例)项目项目减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂分裂前是否复制分裂前是否复制复制复制不复制不复制起始细胞名称起始细胞名称初初级级性母性母细细胞胞次次级级性母性母细细胞、第一极体胞、

6、第一极体染色体数目变化染色体数目变化2NN(2NN(减半减半)N2NN(N2NN(不不变变)核核DNA数目变化数目变化4N2N(4N2N(减半减半)2NN(2NN(减半减半)染色体主要行为染色体主要行为联联会、四分体会、四分体(交叉互交叉互换换)、同源染色体分离、非同源染同源染色体分离、非同源染色体自由色体自由组组合合着着丝丝点分裂点分裂,姐妹染色姐妹染色单单体体分开分开同源染色体同源染色体含有含有(N(N对对)无无子细胞名称子细胞名称次次级级性母性母细细胞、第一极体胞、第一极体精精细细胞、卵胞、卵细细胞、第二极体胞、第二极体2.2.减数分裂过程中不同时期的图像识别减数分裂过程中不同时期的图像

7、识别(二倍体生物二倍体生物2N=4)2N=4)3.3.减数分裂过程中染色体、核减数分裂过程中染色体、核DNADNA和染色单体的数量变化柱形图分和染色单体的数量变化柱形图分析析(以二倍体生物的精子形成过程为例以二倍体生物的精子形成过程为例)(1)(1)染色体数目减半发生在减染色体数目减半发生在减末期末期,是由于同源染色体分开分别进入是由于同源染色体分开分别进入两个子细胞造成的两个子细胞造成的,减数第二次分裂时染色体数变化为减数第二次分裂时染色体数变化为n2nn,n2nn,没有没有减半。减半。(2)(2)减减后期染色体数、后期染色体数、DNADNA数都与正常体细胞相同数都与正常体细胞相同,但不同的

8、是没有同但不同的是没有同源染色体。源染色体。(2)(2)产生异常配子的原因分析产生异常配子的原因分析(以基因型为以基因型为AaXbYAaXbY的精原细胞为例的精原细胞为例)【典例典例1 1】如图为基因型是如图为基因型是AABbAABb的某动物进行细胞分裂的示意图。下的某动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断错误的是列相关判断错误的是()A.A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B.B.此细胞中基因此细胞中基因a a是由基因是由基因A A经突变产生经突变产生C.C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D.D.此动物体细胞内最多含有

9、四个染色体组此动物体细胞内最多含有四个染色体组A A解题技巧解题技巧:精子和卵细胞种类和数目的计算技巧精子和卵细胞种类和数目的计算技巧(1)(1)正常条件下正常条件下:11个含个含n n对等位基因的精原细胞对等位基因的精原细胞,经过减数分裂后经过减数分裂后,能形成能形成4 4个精子个精子,2,2种类型。种类型。1 1个含个含n n对等位基因的卵原细胞对等位基因的卵原细胞,经过减数分裂后经过减数分裂后,能形成能形成1 1个卵细胞个卵细胞,1,1种类型。种类型。1 1个含个含n n对同源染色体的生物体对同源染色体的生物体,经过减数分裂能形成经过减数分裂能形成2 2n n种精子或卵细种精子或卵细胞。

10、胞。(2)(2)变异条件下变异条件下:走出误区走出误区误区误区1 1误认为同源染色体形态、大小一定相同误认为同源染色体形态、大小一定相同,形态大小相同的一定是同形态大小相同的一定是同源染色体。源染色体。点拨点拨:人的人的X X和和Y Y染色体形态、大小不相同染色体形态、大小不相同,但减但减过程中能联会过程中能联会,仍称为同源仍称为同源染色体。姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态、大小完全相染色体。姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态、大小完全相同同,由于来源相同不属于同源染色体由于来源相同不属于同源染色体,一般称为相同染色体。一般称为相同染色体。误区误区2 2误认为卵原细胞进行

11、减数分裂过程中细胞质都不均等分裂误认为卵原细胞进行减数分裂过程中细胞质都不均等分裂点拨点拨:第一极体进行减数第二次分裂形成两个第二极体过程中第一极体进行减数第二次分裂形成两个第二极体过程中,细胞质均等细胞质均等分裂。分裂。误区误区3 3误认为姐妹染色单体上存在等位基因都是基因突变导致的。误认为姐妹染色单体上存在等位基因都是基因突变导致的。点拨点拨:同源染色体中的非姐妹染色单体的交叉互换也可能导致姐妹染色单体同源染色体中的非姐妹染色单体的交叉互换也可能导致姐妹染色单体上存在等位基因。上存在等位基因。误区误区4 4误认为染色体片段交换一定是染色体变异误认为染色体片段交换一定是染色体变异点拨点拨:减

12、数分裂中减数分裂中,同源染色体中非姐妹染色单体间片段的交换属于基因重同源染色体中非姐妹染色单体间片段的交换属于基因重组组,非同源染色体间片段的交换属于染色体变异。非同源染色体间片段的交换属于染色体变异。【跟踪演练跟踪演练1 1】观察到某生物的精原细胞经减数分裂后形成了某种观察到某生物的精原细胞经减数分裂后形成了某种精细胞如图所示。下列解释合理的是精细胞如图所示。下列解释合理的是()A.A.精细胞中发生了同源染色体的交叉互换精细胞中发生了同源染色体的交叉互换B.B.减数第二次分裂中一对染色单体没有相互分离减数第二次分裂中一对染色单体没有相互分离C.C.减数第二次分裂前期两条染色体多复制一次减数第

13、二次分裂前期两条染色体多复制一次D.D.减数第一次分裂中同源染色体没有相互分离减数第一次分裂中同源染色体没有相互分离D D考点二考点二 减数分裂与有丝分裂的比较减数分裂与有丝分裂的比较剖析考点剖析考点1.1.比较减数分裂与有丝分裂的过程比较减数分裂与有丝分裂的过程比较项目比较项目减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂发发生部位生部位卵巢、睾丸卵巢、睾丸(精巢精巢)各各组织组织器官器官分裂次数分裂次数连续连续分裂两次分裂两次一次一次子子细细胞名称胞名称生殖生殖细细胞胞体体细细胞胞染色体复制次数和染色体复制次数和时时期期1 1次次;减数第一次分裂前的减数第一次分裂前的间间期期1 1次次;间间期期子子细细

14、胞染色体数目胞染色体数目变变化化减半减半,发发生在减数第一次分裂完成生在减数第一次分裂完成时时不不变变联联会、四分体会、四分体出出现现不出不出现现非姐妹染色非姐妹染色单单体互体互换换有有无无同源染色体分离同源染色体分离有有;发发生在减数生在减数第一次分裂后期第一次分裂后期无无着着丝丝点分裂点分裂在减数第二次分裂后期在减数第二次分裂后期后期后期子子细细胞胞间间的的遗传组遗传组成成不一定相同不一定相同相同相同2.2.减数分裂与有丝分裂细胞图像的识别减数分裂与有丝分裂细胞图像的识别(1)(1)三个前期图的判断三个前期图的判断判断步骤判断步骤:结果结果:A:A为有丝分裂前期为有丝分裂前期,B,B为减数

15、第一次分裂前期为减数第一次分裂前期,C,C为减数第二次分为减数第二次分裂前期。裂前期。(2)(2)三个中期图的判断三个中期图的判断判断步骤判断步骤:结果结果:A:A为有丝分裂中期为有丝分裂中期,B,B为减数第二次分裂中期为减数第二次分裂中期,C,C为减数第一次为减数第一次分裂中期。分裂中期。(3)(3)三个后期图的判断三个后期图的判断判断步骤判断步骤:结果结果:A:A为有丝分裂后期为有丝分裂后期,B,B为减数第二次分裂后期为减数第二次分裂后期,C,C为减数第一次为减数第一次分裂后期。分裂后期。【典例典例2 2】(2014(2014南京三模南京三模)下列两图为某哺乳动物细胞分裂过程下列两图为某哺

16、乳动物细胞分裂过程中核中核DNADNA和染色体数量变化的坐标图和细胞的部分生命活动示意图。和染色体数量变化的坐标图和细胞的部分生命活动示意图。请据图回答请据图回答:(1)(1)图甲中图甲中阶段包括阶段包括过程。过程。(2)(2)图乙中图乙中c c细胞中的染色体共含有细胞中的染色体共含有条脱氧核苷酸链条脱氧核苷酸链,在显在显微镜下可观察到同源染色体的细胞是微镜下可观察到同源染色体的细胞是(填字母填字母)。(3)(3)基因的自由组合发生在图乙基因的自由组合发生在图乙(填字母填字母)细胞中细胞中,h,h细胞的细胞的名称是名称是,b,b、c c细胞中各含有细胞中各含有个染色体组。个染色体组。(4)(4

17、)图乙中图乙中d d细胞形成细胞形成f f细胞的过程称为细胞的过程称为。如果。如果e e细胞变成细胞变成了癌细胞了癌细胞,根本原因是根本原因是发生了突变。发生了突变。(5)(5)在图甲中在图甲中,如果在如果在A A点时全部核点时全部核DNADNA已用放射性同位素标记已用放射性同位素标记,而其而其后过程中所用的原料不含放射性同位素后过程中所用的原料不含放射性同位素,则在则在GHGH段可检测到有放射段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷链的性的脱氧核苷酸链占全部核苷链的。答案答案:(1)(1)受精作用和有丝分裂受精作用和有丝分裂(2)16(2)16c c、g g(3)g(3)g次级卵母细胞次级

18、卵母细胞2 2、4 4(4)(4)细胞分化原癌基因、抑癌基因细胞分化原癌基因、抑癌基因(5)25%(5)25%解题技巧解题技巧:根据图形判断有丝分裂与减数分裂的技巧根据图形判断有丝分裂与减数分裂的技巧(1)(1)看看“染色体峰值染色体峰值”。染色体数目最大为。染色体数目最大为4N4N的是有丝分裂的是有丝分裂;染色体染色体数目最大为数目最大为2N2N的是减数分裂。的是减数分裂。(2)(2)看看“DNADNA复制和分裂次数复制和分裂次数”。斜线代表。斜线代表DNADNA复制复制,竖直下降代表细竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现胞分裂完成。因此斜线出现1 1次次,而竖直下降而竖直下降2 2次的为

19、减数分裂次的为减数分裂;斜线斜线出现出现1 1次次,而竖直下降而竖直下降1 1次的为有丝分裂。次的为有丝分裂。(3)(3)看看“结果结果”。分裂完成后。分裂完成后,染色体或核染色体或核DNADNA的数量与分裂前相等则的数量与分裂前相等则为有丝分裂为有丝分裂;若减半则为减数分裂。若减半则为减数分裂。突破方法突破方法利用简图法解决细胞分裂中标记的利用简图法解决细胞分裂中标记的DNADNA分子或染色体数目问题分子或染色体数目问题减数分裂中减数分裂中DNADNA复制一次、细胞连续分裂两次。减数第一次分裂产生的复制一次、细胞连续分裂两次。减数第一次分裂产生的两个细胞中的每条染色体的每条姐妹染色单体都含放

20、射性标记两个细胞中的每条染色体的每条姐妹染色单体都含放射性标记,减数第减数第二次分裂姐妹染色单体分开二次分裂姐妹染色单体分开,产生的四个细胞中的每条染色体都含放射产生的四个细胞中的每条染色体都含放射性标记。性标记。【跟踪演练跟踪演练2 2】(2014(2014普陀区一模普陀区一模)如图如图,A,A点时用点时用3232P P标记果蝇精原细胞所标记果蝇精原细胞所有有DNADNA的双链的双链,然后置于只含然后置于只含3131P P的培养液中培养的培养液中培养,发生了发生了a a、b b连续两个分裂连续两个分裂过程。相关叙述正确的是过程。相关叙述正确的是()A.CDA.CD段细胞中一定有段细胞中一定有

21、2 2条条Y Y染色体染色体B.GHB.GH段细胞中可能有两条段细胞中可能有两条Y Y染色体染色体C.GHC.GH段细胞中含段细胞中含3232P P的染色体一定有的染色体一定有8 8条条D.IJD.IJ段细胞中含段细胞中含3232P P的染色体可能有的染色体可能有8 8条条C C能力培养能力培养深度过关深度过关 活化思维活化思维 夺取高分夺取高分减数分裂三图一体分析减数分裂三图一体分析信息获取与解读信息获取与解读(1)(1)甲为性原细胞甲为性原细胞;乙为初级性母细胞乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞丙、丁为次级性母细胞;戊戊为性细胞。为性细胞。(2)(2)熟练掌握细胞分裂结构图中的各种变化

22、特点是理解应用两种坐熟练掌握细胞分裂结构图中的各种变化特点是理解应用两种坐标图的基础标图的基础,直方坐标图突破的关键点是只有染色单体才会出现直方坐标图突破的关键点是只有染色单体才会出现“0 0”现象现象,坐标曲线图中突破的关键点坐标曲线图中突破的关键点:首先首先“看斜线看斜线”不存不存在斜线的为染色体的变化在斜线的为染色体的变化,有斜线的为染色单体或有斜线的为染色单体或DNA,DNA,其次看关键其次看关键点点染色单体起于染色单体起于“0 0”终于终于“0 0”。解题指导解题指导运用细胞分裂图像与染色体数目变化曲线的结合运用细胞分裂图像与染色体数目变化曲线的结合,理解减数分裂过程理解减数分裂过程

23、中各种变化是解决此类问题的关键。中各种变化是解决此类问题的关键。【变式体验变式体验】(2014(2014衡阳八中测试衡阳八中测试)下图是动物细胞有丝分裂和减数下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中分裂过程中,一个细胞内染色体数目变化规律的曲线和各分裂之间的对一个细胞内染色体数目变化规律的曲线和各分裂之间的对应关系图应关系图,其中错误的有其中错误的有()A.2A.2处处 B.1B.1处处C.0C.0处处 D.4D.4处处A A实验探究实验探究积累技能积累技能 透析实验透析实验 分析误差分析误差观察细胞的减数分裂观察细胞的减数分裂实验基础实验基础【实验原理实验原理】蝗虫的蝗虫的 细胞进行减数分裂形

24、成精细胞细胞进行减数分裂形成精细胞,再形成精子。此过程要经再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中过两次连续的细胞分裂。在此过程中,细胞中的染色体细胞中的染色体 .都在不断地发生变化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。因而可据此识别减数分裂的各个时期。精母精母形态、位置形态、位置和数目和数目【实验步骤实验步骤】(1)(1)装片制作装片制作(同有丝分裂装片制作过程同有丝分裂装片制作过程)解离解离 压片压片(制片制片)漂洗漂洗染色染色透析实验透析实验1.1.为什么视野中会有三种中期细胞或三种后期细胞为什么视野中会有三种中期细胞或三种后期细胞?透析透析:精巢内的细胞既

25、有进行有丝分裂的精巢内的细胞既有进行有丝分裂的,又有进行减数分裂的又有进行减数分裂的,因此因此可观察到有丝分裂的中、后期可观察到有丝分裂的中、后期,减数第一次分裂中、后期减数第一次分裂中、后期,减数第二次减数第二次分裂的中、后期图像。按染色体数目分分裂的中、后期图像。按染色体数目分,可观察到染色体数为可观察到染色体数为N N、2N2N、4N4N等不同的细胞分裂图像。等不同的细胞分裂图像。2.2.视野中视野中,为什么减数第一次分裂时期的细胞数目多为什么减数第一次分裂时期的细胞数目多,减数第二次分裂减数第二次分裂时期的细胞数目少时期的细胞数目少?透析透析:减数第一次分裂历时相对较长减数第一次分裂历

26、时相对较长,特别是减数第一次分裂前期特别是减数第一次分裂前期,因因此细胞数目较多。此细胞数目较多。误差分析误差分析误差误差1:1:视野中难以确定细胞的染色体视野中难以确定细胞的染色体提示提示:动物细胞无细胞壁动物细胞无细胞壁,细胞间无明显界限细胞间无明显界限,导致染色体形态和行导致染色体形态和行为不像示意图那样直观。为不像示意图那样直观。误差误差2:2:视野中减数第一次分裂中期的细胞内视野中减数第一次分裂中期的细胞内,染色体并没排列在细染色体并没排列在细胞中央胞中央提示提示:从细胞侧面看从细胞侧面看,中期时染色体排列在细胞中央中期时染色体排列在细胞中央,从细胞极面看从细胞极面看,染色体分布在细

27、胞各处。染色体分布在细胞各处。迁移应用迁移应用减数分裂过程中染色体的形态、位置和数目在细胞中会发生有规律减数分裂过程中染色体的形态、位置和数目在细胞中会发生有规律的变化的变化,利用这一原理利用这一原理,可以探究可遗传变异产生的原因以及确定细可以探究可遗传变异产生的原因以及确定细胞分裂时期等。胞分裂时期等。应用应用1:1:探究染色体变异探究染色体变异小鼠是常被用于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小鼠是常被用于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实验步骤:供选材料及试剂供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹苏丹染液、醋酸洋

28、红染液、健那染液、醋酸洋红染液、健那绿染液绿染液,解离固定液。解离固定液。(1)(1)取材取材:用用作实验材料。作实验材料。(2)(2)制片制片:取少量组织低渗处理后取少量组织低渗处理后,放在放在中中,一定时间后轻轻漂洗。一定时间后轻轻漂洗。将漂洗后的组织放在载玻片上将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量滴加适量。一定时间后加盖玻片一定时间后加盖玻片,。(3)(3)观察观察:用显微镜观察时用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂分裂,产生的子细胞是产生的子细胞是 。如图是观察到的同源染色体如图是观察到的同源染色体(A(A1 1和和A

29、 A2 2)的配对情况。若的配对情况。若A A1 1正常正常,A,A2 2发生的改变可发生的改变可能是能是。答案答案:(1)(1)(小鼠小鼠)睾丸睾丸(2)(2)解离固定液解离固定液醋酸洋红染液醋酸洋红染液压片压片(只要有压片的操作均可只要有压片的操作均可)(3)(3)次级精母细胞、精细胞、精原细胞次级精母细胞、精细胞、精原细胞缺失缺失应用应用2:2:确定细胞分裂时期确定细胞分裂时期(2013(2013江苏卷江苏卷)如图为某生物一个细胞的分裂图像如图为某生物一个细胞的分裂图像,着丝点均在染色着丝点均在染色体端部体端部,图中图中1 1、2 2、3 3、4 4各表示一条染色体。下列表述正确的是各表示一条染色体。下列表述正确的是()A.A.图中细胞处于减数第二次分裂前期图中细胞处于减数第二次分裂前期B.B.图中细胞的染色体数是体细胞的图中细胞的染色体数是体细胞的2 2倍倍C.C.染色体染色体1 1与与2 2在后续的分裂过程中会相互分离在后续的分裂过程中会相互分离D.D.染色体染色体1 1与与3 3必定会出现在同一子细胞中必定会出现在同一子细胞中C C点击进入课时训练点击进入即时检测