生物教材梳理第二章第節(jié)減數(shù)分裂和受精作用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識·巧學(xué)一、減數(shù)分裂1。魏斯曼（1834~1914）從理論上預(yù)測：在卵細(xì)胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數(shù)目減少一半.受精時，精子和卵細(xì)胞融合，恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。1883年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲精子、卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目只有體細(xì)胞的一半，而受精卵中又恢復(fù)成原來的數(shù)目;1890年,科學(xué)家確認(rèn)精子、卵細(xì)胞的形成要經(jīng)過減數(shù)分裂。2。減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時，進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂.在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞分裂兩次.減數(shù)分裂的結(jié)果是成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。二、精子的形成過程1.場所：精巢（或睪丸）睪丸內(nèi)的曲細(xì)精管中含有大量的精原細(xì)胞，每個精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞的相同（精原細(xì)胞是受精卵通過有絲分裂、分化來的）.2.具體過程（1）減數(shù)第一次分裂精原細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂間期體積增大，染色體進(jìn)行復(fù)制，復(fù)制后DNA加倍,染色體數(shù)目并不加倍，只是每條染色體含有由一個著絲點連著的兩條姐妹染色單體,這時的細(xì)胞稱為初級精母細(xì)胞。前期，同源染色體兩兩配對（聯(lián)會）,由于每條染色體含有兩條姐妹染色單體,因此每對同源染色體含有四條染色體，稱為四分體。此時兩條染色體并不是平行并列的，而是相互糾纏像兩股繩索扭在一起.中期，同源染色體進(jìn)一步縮短變粗,清晰可辨,每對同源染色體排列在赤道板上，每條染色體的著絲點都附著在紡錘絲上。后期，在紡錘絲的牽引下，同源染色體彼此分離分別移向細(xì)胞兩極.末期，分離的同源染色體到達(dá)兩極后，細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷，形成兩個子細(xì)胞，稱為次級精母細(xì)胞，每個子細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目已經(jīng)減少了一半.（2）減數(shù)第二次分裂減數(shù)第一次分裂結(jié)束后接著進(jìn)行第二次分裂，因此第一次分裂的末期就是第二次分裂的前期.中期,每條染色體的著絲點整齊排列在赤道板上.后期,著絲點分裂，兩條姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞的兩極，然后細(xì)胞分裂。這樣一個次級精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂后就形成了四個精細(xì)胞.要點提示減數(shù)分裂形成的是精細(xì)胞而不是精子。精細(xì)胞經(jīng)變形形成精子。辨析比較幾個概念的比較（1）同源染色體減數(shù)分裂過程中配對的兩條染色體，一條來自父方，一條來自母方，一般大小和形狀都相同.(2）非同源染色體（如下圖）1和2、3和4是同源染色體，1和3、1和4、2和3、2和4是非同源染色體.(3)姐妹染色單體：減數(shù)第一次分裂間期或者有絲分裂間期，染色體經(jīng)過復(fù)制后,每條染色體含有的兩條染色單體叫姐妹染色單體。每條姐妹染色單體含有一個DNA分子。(4)非姐妹染色單體（如下圖）：5和6是同源染色體，1和2、3和4是姐妹染色單體，1和3、1和4、2和3、2和4是非姐妹染色單體。不論是有絲分裂還是減數(shù)分裂，在染色體復(fù)制之前和染色體的著絲點分裂之后,細(xì)胞內(nèi)都不含有染色單體（即為0)；在染色體復(fù)制之后和著絲點分裂之前，每條染色體都含有兩條姐妹染色單體。（5）聯(lián)會同源染色體兩兩配對.(6）四分體聯(lián)會的兩條同源染色體含有四條染色單體叫四分體。深化升華（1）四分體時期,非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生交叉互換。（2）減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中。(3）基因的分離定律和基因的自由組合定律同時發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。(4）減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂最主要的區(qū)別在于染色體的行為和有無同源染色體。三、卵細(xì)胞的形成過程1。場所：卵巢哺乳動物的卵細(xì)胞是在卵巢中形成的.卵巢內(nèi)部有許多發(fā)育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一個細(xì)胞就是卵細(xì)胞。2.卵細(xì)胞的形成過程卵細(xì)胞的形成過程與精子的基本相同。比較卵細(xì)胞的形成過程與精子的形成過程的異同點:比較項目精子形成過程卵細(xì)胞形成過程不同點形成場所動物精巢（睪丸）動物卵巢形成生殖細(xì)胞數(shù)目4個精子1個卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)是否均等分裂均等不均等有無變形階段有無相同點染色體復(fù)制1次，細(xì)胞分裂2次，減數(shù)第一次分裂染色體有聯(lián)會、四分體、非姐妹染色單體交叉互換、同源染色體分離等行為，減數(shù)第二次分裂著絲點分裂，染色體暫時加倍。最終形成的子細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目是性原細(xì)胞的一半辨析比較（1)減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較比較項目減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂間期有，有染色體復(fù)制無或短，無染色體復(fù)制著絲點不分裂分裂染色體數(shù)目減半（2N→N)不減半(N→2N→N)DNA含量不變（2c→4c→2c）減半(2c→c)染色體行為有聯(lián)會、四分體、同源染色體分離無同源染色體，著絲點分裂，染色單體分開最主要的區(qū)別是減數(shù)第一次分裂有同源染色體，減數(shù)第二次分裂無同源染色體。（2）有絲分裂與減數(shù)第一次分裂的比較比較項目有絲分裂減數(shù)第一次分裂間期有有同源染色體有有染色體數(shù)目不變(2N→4N→2N)減半（2N→N）DNA含量不變(2c→4c→2c)不變(2c→4c→2c）著絲點分裂不分裂染色體行為無聯(lián)會、四分體和同源染色體分離等有聯(lián)會、四分體和同源染色體分離等區(qū)別的關(guān)鍵是有無聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非同源染色體自由組合以及同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換等行為.其次是細(xì)胞內(nèi)有無同源染色體存在。（3）有絲分裂與減數(shù)第二次分裂的比較比較項目有絲分裂減數(shù)第二次分裂間期有無或短同源染色體有無染色體數(shù)目不變(2N→4N→2N)不變（N→2N→N）DNA含量不變（2c→4c→2c）減半(2c→c）著絲點分裂分裂染色體行為著絲點分裂，姐妹染色單體分開二者過程基本相同，主要區(qū)別在于有無同源染色體存在。有絲分裂整個過程中，細(xì)胞中始終有同源染色體存在，而減數(shù)第二次分裂過程中始終無同源染色體存在。（4)減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂和有絲分裂中、后期比較減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂有絲分裂分裂中期①四分體排列在赤道板的平面上②細(xì)胞內(nèi)有同源染色體①染色體的著絲點排列在赤道板平面上②細(xì)胞內(nèi)無同源染色體①染色體的著絲點排列在赤道板平面上②細(xì)胞內(nèi)有同源染色體續(xù)表減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂有絲分裂分裂后期①著絲點不分裂，染色單體不分離②同源染色體分離，非同源染色體自由組合③分裂后的子細(xì)胞是次級性母細(xì)胞①著絲點分裂，染色單體分離②分向兩極的兩套染色體內(nèi)無同源染色體③分裂后的子細(xì)胞是生殖細(xì)胞①著絲點分裂,染色單體分離②分向兩極的兩套染色體均有同源染色體③分裂后的子細(xì)胞是體細(xì)胞注意抓住三者區(qū)別的關(guān)鍵：①有無同源染色體；②著絲點是否分裂（或染色單體的有無）；③有無四分體和同源染色體分離（或染色體的不同行為)。中期的相同點都是染色體都排列在赤道板的平面上.后期的相同點都是分離的染色體移向細(xì)胞的兩極.四、觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片本實驗是觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片，固定裝片制作用的實驗材料就是蝗蟲的精巢組織，在蝗蟲的精巢內(nèi)有大量的精原細(xì)胞，每個精原細(xì)胞都不是同時進(jìn)行減數(shù)分裂的,因此，制作裝片時，經(jīng)過固定殺死細(xì)胞，就使精巢組織內(nèi)的精原細(xì)胞處于不同的時期，在顯微鏡下我們就可以找到減數(shù)分裂各時期的細(xì)胞，從而了解減數(shù)分裂的全過程。同一生物的細(xì)胞中含有的核遺傳物質(zhì)是相同的，減數(shù)分裂的細(xì)胞可以處于不同時期，但通過觀察多個細(xì)胞的分裂,就可以推測出一個精原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。精巢內(nèi)除進(jìn)行減數(shù)分裂外，也有的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，如精原細(xì)胞的增殖就是通過有絲分裂完成的。因此在觀察蝗蟲精巢切片的固定裝片時，會發(fā)現(xiàn)有的細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半，有的是體細(xì)胞的兩倍，有的細(xì)胞中的染色體數(shù)目和體細(xì)胞一致.問題·探究問題1生物在進(jìn)行減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，這樣便可以產(chǎn)生出多種多樣的配子，如何計算生物產(chǎn)生的配子的種類數(shù)？探究：生物產(chǎn)生的配子的種類數(shù)主要取決于非同源染色體的自由組合和種類數(shù)，因此同源染色體的數(shù)目決定著配子產(chǎn)生的種類數(shù)，然而對于精子、卵細(xì)胞的形成過程有所不同，因此在分析的時候還應(yīng)該注意區(qū)別。我們假設(shè)某種生物的一個細(xì)胞含有AA′、BB′、CC′三對同源染色體，所產(chǎn)生的配子種類數(shù)有以下三種情況：（1）一個含AA′、BB′、CC′三對同源染色體的精原細(xì)胞，能產(chǎn)生幾種配子？無論有幾對都只能產(chǎn)生兩種，并且兩兩相同。因為在減數(shù)第一次分裂后期,隨著同源染色體的分離，非同源染色體之間的自由組合也就完成了.新的組合一旦形成就沒有其他可能性了,第二次分裂時,姐妹染色單體分開平均分配到子細(xì)胞中去，所以每個次級精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個精子是完全一樣的。兩個次級精母細(xì)胞產(chǎn)生的四個精子兩兩相同。(2）一個含AA′、BB′、CC′三對同源染色體的卵原細(xì)胞,能產(chǎn)生幾種配子？因為一個卵原細(xì)胞只能產(chǎn)生一個卵細(xì)胞，無論有多少種可能性，都只能是其中的一種。（3）一個含AA′、BB′、CC′三對同源染色體的生物體，由于含有許多原始生殖細(xì)胞，可以產(chǎn)生含不同非同源染色體的配子,種類為2n=23=8(種），n為同源染色體對數(shù)。問題2如何鑒別有絲分裂和減數(shù)分裂的各個時期？探究：我們要把握有絲分裂的過程和減數(shù)分裂過程的區(qū)別，主要從以下兩方面分析:（1）細(xì)胞中是否存在同源染色體。（2）細(xì)胞中染色體的著絲點是否已經(jīng)一分為二,即染色體上是否存在姐妹染色單體。鑒別某一細(xì)胞圖像屬于哪種細(xì)胞分裂，是本節(jié)三大題型（識圖、繪圖和DNA、染色體變化曲線）中經(jīng)?？疾榈囊环N，鑒別方法是“三看識別法”：第一,看細(xì)胞中的染色體數(shù)目.若為奇數(shù)，一定是減數(shù)第二次分裂，且細(xì)胞中一定無同源染色體存在，若為偶數(shù),進(jìn)行第二看。第二,細(xì)胞中有無同源染色體。若無同源染色體，一定是減數(shù)第二次分裂，若有同源染色體存在，進(jìn)行第三看。第三，細(xì)胞中同源染色體的行為,若出現(xiàn)聯(lián)會、四分體、著絲點位于赤道板兩側(cè)、同源染色體分離等現(xiàn)象，一定是減數(shù)第一次分裂；若無上述同源染色體的特殊行為，則為有絲分裂。典題·熱題例1在減數(shù)第一次分裂后期，父方和母方的染色體向兩極移動時如何分配…（）A.父方和母方染色體在兩極隨機(jī)地組合B.通常母方染色體移向一極，而父方染色體移向另一極C.父方和母方染色體中各有一半移向一極,另一半移向另一極D。未發(fā)生交叉互換的染色體移向一極,而發(fā)生交叉互換的染色體移向另一極解析：在減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分開，非同源染色體隨機(jī)組合,由于一對同源染色體由1條父方染色體和1條母方染色體組成，這2條染色體一般形狀相同,大小相似（異型的性染色體X和Y除外）。那么1對同源染色體的父方染色體和母方染色體要分開，移向哪一極是隨機(jī)的.其余各對同源染色體也是如此，因此,父方染色體和母方染色體在兩極是隨機(jī)組合的，不存在B、C、D的情形。答案：A巧妙變式此題考查對有絲分裂過程和減數(shù)分裂過程的認(rèn)識，在有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂的過程中，染色體的變化過程是有區(qū)別的，所以考題中容易結(jié)合上述分裂過程中的染色體行為進(jìn)行比較.因此，本題可以把減數(shù)第一次分裂改為有絲分裂或減數(shù)第二次分裂。例2（2004全國高考理綜)一個初級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離；所形成的次級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常.另一個初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第一次分裂正常;減數(shù)分裂的第二次分裂時，在兩個次級精母細(xì)胞中，有一個次級精母細(xì)胞的1條染色體的姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子（以下簡稱為不正常的配子）。上述兩個初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是（）A.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子都不正常C.兩者都只產(chǎn)生一半不正常的配子D。前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子解析:考查對減數(shù)分裂過程的掌握。如果某個初級精母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂過程中，有一對同源染色體不發(fā)生分離，則產(chǎn)生的兩個次級精母細(xì)胞都會異常，即一個次級精母細(xì)胞少一條染色體,另一個次級精母細(xì)胞多一條染色體，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行減數(shù)第二次分裂所產(chǎn)生的所有精細(xì)胞均為異常。如果某個初級精母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂過程中