第二单元 第一讲　减数分裂和受精作用

1.(2014·天津，1)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，下列有关叙述正确的是(　　) A．细胞中一定不存在同源染色体 B．着丝点分裂一定导致DNA数目加倍 C．染色体DNA一定由母链和子链组成 D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍 答案　C

2．(2014·安徽，4)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是(　　) A．图甲中，细胞的同源染色体之间发生了基因重组 B．图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同 C．图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂 D．图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半 答案　A

3．(2013·天津高考，2)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成，下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)。

据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B．细胞Ⅲ只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞分裂后期染色体数目相同 D．培育转基因动物应选择细胞Ⅳ作为受体细胞 答案　C

4．(2013·江苏高考，9)一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是(　　) A．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦 B．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮 C．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距 D．一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞 答案　A

课前基础回扣

一、减数分裂概念的理解 1．范围 进行__________的生物。 2．时期 从______________→成熟生殖细胞。 3．特点 _____________________________________________ 4．结果 成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的________。 有性生殖　 原始生殖细胞　 染色体复制一次，细胞连续分裂两次　 一半

二、细胞分裂过程中染色体的行为 1．减数第一次分裂(连线)

2．减数第二次分裂过程 (1)画出中期和后期细胞分裂图：

(2)写出上述两个时期染色体的变化： ①中期：染色体排列在________上。 ②后期：着丝点一分为二，__________变成染色体，染色体数目加倍。 赤道板　 染色单体

3．减数第一次分裂与第二次分裂的区别 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 性原细胞经复制形成初级性母细胞，再经分裂形成次级性母细胞(或第一极体) 次级性母细胞(或第一极体)经分裂形成精细胞或卵细胞与第二极体 着丝点变化 不分裂 分裂 染色体数目 2N→N(减半) N→2N→N DNA分子数目 2N→4N→2N 2N→N

项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 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 产生子细胞 次级性母细胞或第一极体 精细胞或卵细胞和第二极体 注：①染色体复制只发生在减数第一次分裂前的间期。②减数第一次分裂中同源染色体的分离导致染色体数目减半。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中不存在同源染色体。

一、减数分裂过程中相关概念辨析

二．精子和卵细胞形成过程的比较 项目 精子形成过程 卵细胞形成过程 不同点 部位 如动物睾丸或精巢 如动物卵巢 原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞 细胞质的 分配情况 两次分裂都均等 只有减数第二次分裂中第一极体的分裂均等，初级、次级卵母细胞的分裂皆不均等 分裂结果 1个精原细胞形成4个精子，在无交叉互换时形成2种精子，有交叉互换时形成4种精子 1个卵原细胞形成4个子细胞，其中1个是卵细胞，3个是极体 是否变形 4个精细胞变形后形成4个精子 不需变形

项目 精子形成过程 卵细胞形成过程 相同点 (1)染色体的行为和数目变化规律相同，表现在： ①染色体都在减数第一次分裂前的间期复制 ②减数第一次分裂时期染色体联会(可发生交叉互换)、均分，非同源染色体自由组合 ③减数第二次分裂都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开 (2)产生的子细胞数目都是4个，且子细胞中染色体数目减半 注：①卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为早期胚胎发育提供营养。②精子需经变形才能形成，其体积小，游动灵活，易与卵细胞结合。

如图所示为正在进行分裂的某二倍体生物细胞，下列说法正确的是(　　)

如图是果蝇细胞减数分裂图，下列说法正确的是(　　)

A．图Ⅰ到图Ⅱ过程中发生染色体的复制和姐妹染色单体的分离 B．图Ⅱ表示次级精母细胞，两细胞中都没有同源染色体 C．a、b、c、d染色体的组成各不相同 D．图Ⅲ可能是4个精细胞，也可能是1个卵细胞和3个极体 答案　B

连接两条姐妹染色单体的着丝点分裂，染色单体消失，实现了复制的遗传物质的平分 减数分裂过程中染色体行为及DNA、染色单体、染色体组数量变化(设正常体细胞中染色体为2N) 1.减数分裂过程中染色体的行为变化 行为变化 发生时期 特点 复制 减Ⅰ间期 每条染色体形成了由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体 联会、交 叉互换 减Ⅰ前期 同源染色体两两配对，形成四分体。此时往往发生同源染色体上非姐妹染色单体片段交叉互换现象 分离、组合 减Ⅰ后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝点 分裂 减Ⅱ后期 连接两条姐妹染色单体的着丝点分裂，染色单体消失，实现了复制的遗传物质的平分

2.具体数量变化 比较项目 分裂方式 染色体 数目 变化 DNA 染色单 体数目 组数目 同源染 色体对 数变化 减数分裂 第一次分裂 性原 　　比较项目 分裂方式　　 染色体 数目 变化 DNA 染色单 体数目 组数目 同源染 色体对 数变化 减数分裂 第一次分裂 性原 细胞 2N 2N→4N 0→4N 2 N 前、中、 后期 4N 末期 1 第二次分裂 前、中期 性细胞

3.染色体、核内DNA数量变化曲线 甲中：AB段表示减数第一次分裂末期；同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。 CD段表示减数第二次分裂后期，着丝点分裂导致细胞内染色体数目暂时加倍。

乙中：EF段表示减数第一次分裂前的间期，染色体复制导致细胞核内DNA数目暂时加倍。 GH段表示减数第一次分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半。 IJ段表示减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体成为染色体，分别进入两个子细胞，导致精细胞(或卵细胞)核内DNA减半。

减数分裂是有性生殖生物的遗传和变异的细胞学基础 ①减Ⅰ前的间期复制→基因突变。 ②减Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换→基因重组。 ③ ④减数分裂中也可能发生染色体结构和数目的改变―→染色体变异

下图中表示一个2N＝4的生物细胞的染色体。下列叙述中正确的是(　　) ①如果1号染色体来自父方，则2号染色体来自母方。 ②如果1号和2号染色体来自父方，则3号和4号来自母方。 ③在减数分裂的第一次细胞分裂过程中，1号和2号染色体若移向一极，3号和4号染色体则移向另一极。

④在减数分裂的第一次细胞分裂过程中，1号和3号染色体若移向一极，2号和4号染色体则移向另一极。 A．①③　 B．①④　 C．②③　 D．②④ 解析　1号和2号的形态大小相同，判断是同源染色体。同源染色体的一条来自父方，一条来自母方。图中1号和2号、3号和4号是同源染色体。所以如果1号来自父方，则2号来自母方。在减数第一次分裂时，同源染色体分离，各移向细胞的两极。所以①和④的叙述正确。 答案　B

一个基因型为TtMm(两对等位基因可以自由组合)的卵原细胞，在没有突变的情况下，如果它所产生的卵细胞的基因组成为TM，则由该卵原细胞分裂产生的细胞中，基因组成表示正确的是(　　) A．减数第一次分裂产生的极体为TTMM，减数第二次分裂产生的极体为TM B．减数第一次分裂产生的极体为tm，减数第二次分裂产生的极体为tm

C．减数第一次分裂产生的极体为tm，减数第二次分裂产生的极体为TM或tm D．减数第一次分裂产生的极体为ttmm，减数第二次分裂产生的极体为TM或tm 答案　D

减数分裂与有丝分裂 1.分裂过程的比较 比较项目 减数分裂 有丝分裂 发生部位 卵巢、睾丸(精巢) 各组织器官 分裂次数 连续分裂两次 一次 染色体复制 次数和时期 1次；减数第一 次分裂前的间期 1次；间期 子细胞染色 体数目变化 减半，发生在减数第 一次分裂完成时 不变 子细胞类型 生殖细胞、极体 体细胞

比较项目 减数分裂 有丝分裂 联会、四分体 出现 不出现 同源染色体的非姐妹 染色单体交叉互换 有；发生在减数 第一次分裂前期 无 同源染色体分离 第一次分裂后期 着丝点分裂 发生在减数第 二次分裂后期 后期 子细胞间的遗传组成 不一定相同 一般相同

2.分裂图像的比较

(2014·浙江宁波模拟)右图为基因型AaBB的某高等雄性哺乳动物细胞分裂图(仅示意体细胞中两对同源染色本)，下列说法正确的是(　　)

(2014·陕西西安质检)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(　　) 减数第二次分裂后期 染色体/条 染色单体/条 甲 10 20 乙 丙 40 丁

A．甲　　　　　　 B．乙 C．丙 D．丁 答案　B 解析　理解有丝分裂和减数分裂过程中染色体和染色单体的数目变化，是解题的关键。该植物根尖处于有丝分裂后期的细胞中的染色体数是40，说明该植物体细胞中的染色体为20条，由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离造成染色体数目减半，故在减数第二次分裂中期染色体数目为10，染色单体数目为20；减数第二次分裂的后期由于着丝点分裂，染色体数目暂时恢复为20，染色单体数目为0。

四、受精作用 1．概念 ______________相互识别、融合成为_________的过程。 2．实质 精子的__________与卵细胞的细胞核融合。 3．结果 受精卵中____________与体细胞相同，其中一半来自父方，另一半来自________。 卵细胞和精子　 受精卵　 细胞核　 染色体数目　 母方

1.精子与卵细胞的形成过程有什么区别？卵细胞和精子中所含有的遗传物质含量相等吗？ [提示]　精子与卵细胞的形成场所、细胞质是否均分及形成的性细胞的数量不同；细胞核中遗传物质含量(染色体上的)相等，细胞质中遗传物质不相等，卵细胞的多于精子的。

2．一个精原细胞经减数分裂产生的四个精子都不相同吗？ [提示]　不考虑交叉互换，产生的四个精子应是两两相同。 3．精子与卵细胞识别的基础是什么？ [提示]　细胞膜外表面的糖蛋白具有识别作用。

受精作用 生物多样性的原因： 1.配子中染色体组合的多样性原因及意义 (1)原因：①非同源染色体的自由组合， ②同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。 (2)意义：导致不同配子遗传物质的差异，使生物呈现多样性。 2.雌雄配子的随机结合，导致受精卵具有多样性。 3.环境的多样性（外因）。

2．配子种类问题 由于染色体组合的多样性，使配子也多种多样，根据染色体组合多样性形成的过程，可知配子的种类由同源染色体对数决定，具体为： （1）含有n对同源染色体的个体产生配子的种类：2n种。 （2）含有n对同源染色体的一个精(卵)原细胞产生配子的种类为2种4个。 （3）含有n对同源染色体的卵原细胞产生配子的种类：1种1个。

3．受精作用 (1)过程：精子和卵细胞相互识别―→精子头部进入卵细胞―→精子细胞核和卵细胞核融合―→受精卵 (2)意义：和减数分裂共同维持生物前后代染色体数目的稳定性，对遗传和变异有重要意义。 (3)图解：

1.受精作用的细胞学基础 (1)细胞膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。 (2)生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。 (3)受精后卵细胞细胞膜的变化，可阻止其他精子再进入。

1.观察到的某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。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 答案　A 解析　分析图示，细胞中姐妹染色单体分离，且分到两极的染色体有4条，结合该生物是含有6条染色体的二倍体，判断分到两极的染色体比正常分裂多一条，应该是在减数第一次分裂时，同源染色体没有分开，得到的两个次级性母细胞一个含有4条染色体，另一个含有2条染色体，所以A项正确。

2．芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h、G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。

答案　D

3．(2014·济南一模)如图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是(　　)

A．图中细胞处于减数第二次分裂前期 B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍 C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离 D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中 答案　C

4．关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是(　　) A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同 B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同 C．两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同 D．两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同 答案　C

如图所示为有性生殖过程的图解： (1)基因突变和同源染色体的交叉互换均可发生在(　　) A．①③　 B．②⑥　 C．④⑤　 D．③⑥

(2)若图的精原细胞基因型为AaBb，则3个精原细胞经减数分裂后形成的精子的种类可能有(　　) C．2种或4种 D．2种或4种或8种 解析　(1)首先要识别图中序号的含义：①③⑤为有丝分裂，②⑥为减数分裂，④为受精作用。基因突变和同源染色体的交叉互换均可发生在减数分裂过程中。(2)1个基因型为AaBb的精原细胞产生精子的种类为2种(AB、ab或Ab、aB)，故3个精原细胞可能产生精子的种类为2种或4种。 答案　(1)B　(2)C

下列关于减数分裂和受精作用的叙述，错误的是(　　) A．减数分裂产生的卵细胞和精子在受精过程中是随机结合的 B．减数分裂和受精作用对于生物的生存和进化具有重要意义 C．减数分裂和受精作用可维持生物前后代染色体数目的恒定 D．减数第二次分裂后期发生了基因的分离和自由组合

答案　D 解析　基因的分离和自由组合发生在减数第一次分裂后期。

实验技能——观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 1.观察目的：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。

观察蝗虫减数分裂实验的2个注意点 (1)实验材料的选取 宜选用雄性个体生殖器官，其原因为：①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。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Ⅱ分裂。 (2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可能观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。

为了观察减数分裂各时期特点，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．③④　 C．①③　 D．②④

解析　本题考查减数分裂的相关知识。观察细胞减数分裂的选材标准是易获得且能够观察到全部的分裂时期。高等植物的卵细胞形成过程比较复杂，且不易获取。哺乳动物(小鼠)的卵细胞形成过程比较特殊，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。 答案　C

(山东高考改编)人类遗传病发病率逐年增高，相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题： 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： 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、健那绿染液，解离固定液。

(1)取材：用__________做实验材料。 (2)制片：①取少量组织低渗处理后，放在__________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，__________。 (3)观察：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__________ ____________。

方法技巧警示

[例1]　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____________________。 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

解析　(1)甲图中的A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表示四分体分开，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。

技法提炼　1.根据图形判断有丝分裂与减数分裂的技巧

(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。 2．直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映的也是染色体、核DNA或染色单体数量的变化关系。解题思路与坐标曲线图基本相同，但对染色单体的分析非常重要。

经典图示 1．每条染色体中DNA含量变化曲线

[获取信息] (1)AB段：染色体与DNA的比值由1∶1变为1∶2，表示分裂间期，染色体复制后，每条染色体含有2个染色单体。 (2)BC段：表示每条染色体含有2个染色单体，包括有丝分裂前、中期，减数第一次分裂，减数第二次分裂的前、中期。 (3)CD段：表示染色体的着丝点一分为二，染色单体分开，是有丝分裂后期、减数第二次分裂后期。 (4)DE段：表示有丝分裂后期、末期，减数第二次分裂后期、末期。

2．不同分裂时期细胞中物质或结构数量变化柱状图

[获取信息] (1)根据图示数量关系可以判断a、b、c分别是DNA、染色单体、染色体。 (2)甲表示减数第二次分裂后期，也可表示精(卵)原细胞，乙表示减数第一次分裂前、中、后期，丙表示减数第二次分裂前、中期，丁表示减数第二次分裂末期形成的生殖细胞。

强化过关 下图是与细胞分裂相关的坐标图，下列说法正确的是(　　)

A．甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期 B．甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂 C．乙图中A时期染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2 D．乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半 答案　C

不能正确识别细胞分裂的相关图像 [例2]　如图Ⅰ、Ⅱ是某雌雄异体的高等动物体内两细胞分裂示意图。下列有关叙述错误的是(　　)

A．此生物一个正常分裂的细胞中染色体数目最多有8条 B．图Ⅰ细胞中染色体的组数是图Ⅱ细胞的两倍，图Ⅱ的细胞中有1个四分体 C．图Ⅰ中3和7表示性染色体X D．若图Ⅱ细胞的①中有基因B，则图Ⅰ中的5号染色体含有基因B或b 错因分析　不理解同源染色体的概念，误认为X、Y染色体不是同源染色体；对细胞分裂过程中染色体数目的变化掌握不清，不能快速准确判断细胞的分裂时期；对染色体、染色体组、四分体不能准确划分也是错选的原因之一。

解析　有丝分裂后期染色体数最多，为8条，A正确；分析图Ⅰ、Ⅱ可知，该生物体细胞中有4条染色体，图Ⅱ染色体数减半，存在染色单体和Y染色体，因此Ⅱ为次级精母细胞，无同源染色体，不存在四分体，图Ⅰ处于有丝分裂后期，有同源染色体，含有4个染色体组，B错误；图Ⅰ中5和8(或1和4)为同源染色体，再由图Ⅱ中Y染色体的形态可知，图Ⅰ中2和6为Y染色体，则3和7表示X染色体，C正确；图Ⅱ中的①和图Ⅰ中的5为同源染色体，可以含有相同基因或等位基因，D正确。 答案　B

纠错笔记　细胞分裂图像的辨别 (1)依同源染色体的有无，判断分裂类型 ①有同源染色体是有丝分裂或减数第一次分裂；②无同源染色体是减数第二次分裂。 (2)依染色体行为，判断分裂时期 ①有同源染色体且同源染色体有行为变化的是减数第一次分裂：联会、四分体(减数第一次分裂前期)；四分体排列在赤道板上(减数第一次分裂中期)；同源染色体分离(减数第一次分裂后期)。 ②有同源染色体但同源染色体无行为变化的是有丝分裂 (3)“三中”和“三后”分裂时期的区分(以含两对同源染色体的体细胞为例)：