减数分裂和受精作用知识点

第1节减数分裂和受精作用一、减数分裂的概念减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。）二、减数分裂的过程1、精子的形成过程（图1）：精巢（哺乳动物称睾丸）（图1）（图2）减数第一次分裂（有同源染色体．．．．．．）：间期：染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的交叉互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板上（上下两侧）。后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。减数第二次分裂（无同源染色体．．．．．．）：前期：染色体排列散乱分布。中期：每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。2、卵细胞的形成过程（图2）：卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期子细胞数细胞质的分配一个精原细胞形成4个精子均等分配一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体不均等分配相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半四、受精作用的特点和意义特点：受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。意义：减数分裂和受精作用对于维持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具有重要的作用。五、注意：（1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。功能：（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂．．．．．．．，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞．．．．．．．．．．．．．．．．。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体．．．．．．。（4）减数分裂形成子细胞种类：假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成2n种精子（卵细胞）；它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。辨析：含有n对同源染色体的一个精母细胞经减数分裂产生2种类型配子，含有含有n对同源染色体的体细胞经减数分裂产生2n种类型配子。（5）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：一数：染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）；二看：有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）；三判断：同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期；同源染色体分家—减Ⅰ后期；姐妹分家—减Ⅱ后期例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？(以下减Ⅰ和减Ⅱ分别为减数第一次分裂和减数第二次分裂简称，考试时要写全称，不写全称者不给分。请同学们认真研究，要能轻松地回答下列各图所代表分裂时期)减Ⅱ前期减Ⅰ前期减Ⅱ前期减Ⅱ末期有丝后期减Ⅱ后期减Ⅱ后期减Ⅰ后期有丝前期减Ⅱ中期减Ⅰ后期减Ⅱ中期减Ⅰ前期减Ⅱ后期减Ⅰ中期有丝中期一、有丝分裂和减数分裂图像的识别的误区1、染色体数目的确定染色体形态可分为单线型和双线型（如下图），当染色体复制完成后，就有单线型变为双线型，无论哪一种形态，染色体的数目都等于着丝点的个数。只要数清着丝点的个数，染色体的个数就知道了。2、同源染色体的确定很多同学对于图像的判断错误就是由于不知道怎样去判断同源染色体。同源染色体的判断依据下面几点：①形态相同，即染色体上的着丝点的位置相同。②大小相同，即两条染色体的长度相同。③来源不同，即一条来源于父方，一条来源于母方（通常用不同的颜色来表示）。④能够配对，即在细胞内成对存在。对常染色体而言，只有当这四点同时满足时细胞中才含有同源染色体。但应注意：姐妹染色单体经着丝点分裂形成的两条子染色体不是同源染色体，而是相同染色体。二、联系图像应明确有丝分裂和减数分裂各个时期的特点各时期的特点如下表:各时期的图像如下图：四、与有丝分裂和减数分裂图像相关的题型例1、下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图，据图回答问题：按先后顺序把有关有丝分裂图的号码排列起来__________________；按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来__________________解析：此类题目对于学生来说是图像题中最难得分的，学生不仅要把各个图像准确的识别出，而且还要把它们按正确的顺序排列起来，只要其中一个序号排错，这一步就不得分。根据上面的视图方法可得：①是减Ⅰ前期，②是有丝中期，③是减Ⅰ中期，④是减Ⅱ中期，⑤是有丝后期⑥是有丝后期，⑦是有丝后期，⑧是减Ⅰ后期，⑨是减Ⅱ后期，⑩是减Ⅱ前期，?是精细胞，?有丝前期因此，有丝分裂顺序为：?②⑤⑥⑦；减数分裂顺序为：①③⑧⑩④⑨?例2、如右图所示是什么时期的分裂图像解析：此图很多同学都识别错了。同学们一看染色体为10是偶数，又被拉向两极，就判断为有丝分裂后期。正确的判断方法是：着丝点分裂，染色体被拉向两极，属于后期，对于后期的图像，我们应看一极的染色体条数5条，奇数，所以为减Ⅱ后期。2、柱形图例3、下图中甲～丁为小鼠睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例图，关于此图叙述中错误的是A．甲图可表示减数第一次分裂前期B．乙图可表示减数第二次分裂前期C．丙图可表示有丝分裂间期的某一阶段D．丁图可表示有丝分裂后期解析：此类题通过柱形图的变化来表示有丝分裂或减数分裂的不同时期。首先，必须弄明白不同的柱形图所代表的含义。上面讲过染色体可分为单线型和双线型两种形态，在有丝分裂和减Ⅱ分裂后期时，着丝点分裂，染色体从双线型变为单线型，染色单体消失。所以，代表染色单体。在双线型的染色体中含两条染色单体，每一条单体含有一个DNA分子，因此，染色体：DNA=1：2。所以，表示染色体，表示DNA。其次，通过观察染色体、染色单体和DNA数量的变化弄明白四图可能代表什么时期的什么分裂。甲图中有单体并且染色体数为2n，因此，可能为有丝分裂：间期复制完成、前期或中期；也可能为减Ⅰ：间期复制完成、前期、中期或后期。乙图中染色体数量减半，一定为减Ⅱ分裂，并且有染色单体，因此，可能为前期或中期。丙图的判断是最容易出错的。染色体数为2n，没有染色单体，所以可能为有丝分裂：间期未复制或末期；减Ⅰ间期未复制或减Ⅱ后期。丁图无染色单体并且染色体数量减半只能为减Ⅱ末期。所以，答案为D。3、曲线图（1）细胞核内DNA和染色体的数量变化例4、下图是表示某种生物细胞核内染色体及DNA相对量变化的曲线图。根据此曲线图回答下列问题：（注：横坐标各个区域代表细胞分裂的各个时期，区域的大小和各个时期所需的时间不成比例）（1）图中代表染色体相对数量变化的曲线是____________。（2）形成配子时,成对的遗传因子分离发生在图中的___________过程。（3）细胞内含有四分体的区间是____________。（4）若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞核中的DNA分子数在9—12时期为__________条。（5）着丝点分裂发生在横坐标数字的_________处进行。解析：根据DNA和染色体在有丝分裂和减数分裂中的变化特点可知，曲线A为DNA的变化曲线，B为染色体的变化曲线。这个图把减数分裂、受精作用和有丝分裂很好的联系在一起。0～8表示的是减数分裂；8位点发生受精作用；8～13表示的是有丝分裂。具体的时间段1～2、2～3、3～4、4～5、5～6、6～7、7～8依次为减Ⅰ的前期、中期、后期、减Ⅱ的前期、中期后期和末期；9～10、10～11、11～12、12～13依次为有丝的前期、中期、后期和末期。成对的遗传因子分离发生在减Ⅰ后期，即3～4；四分体形成于减Ⅰ前期，消失于减Ⅰ后期，存在区间即1～3着丝点分裂是瞬间完成的，在两个地方发生：减Ⅱ后期和有丝后期刚开始时，这里很多同学往往不是漏掉一个就是填成区间。答案为：（1）B（2）3～4（3）1～3（4）40（5）6、11（2）每一条染色体上的DNA含量变化曲线例5、下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答：⑴图1中AB段形成的原因是__________，该过程发生于细胞分裂_____期。图1中CD段形成的原因是__________。⑵图2中_____细胞处于图1中的BC段，图2中_____细胞处于图1中的DE段。⑶就图2乙分析可知，该细胞含有_____条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为_____，该细胞处于____分裂的____期，其产生的子细胞名称为_________________。解析：通过具体图表，考查减数分裂及有丝分裂过程中，染色体的变化规律，题目给出的图像和我们平日训练时的图像基本相同，但该题的关键是图1中的纵坐标代表每条染色体DNA含量而不是一个细胞中的染色体含量。CD段可能发生在有丝分裂后期或者减Ⅱ后期。从图1中可以看出，A→B段，染色体含量增加，这是由于在细胞分裂间期，完成了染色体的复制；C→D段染色体含量减半，这是由于着丝点分裂，一条染色体变为两条染色体的缘故。图2中的乙、丙，其染色体的着丝点都未分开，相当于图1中的BC段，甲中染色体的着丝点已分开，相当于DE段。乙细胞中含有4条染色体，其染色体∶DNA＝1∶2，由于细胞是不均等分裂，所以该细胞属于减数第一次分裂的后期，产生的两个子细胞分别叫次级卵母细胞和第一极体。答案：（1）DNA复制（或染色体复制）间着丝点分裂（2）乙、丙，甲（3）81∶2减数第一次后次级卵母细胞和第一极体