人教版高中生物必修二知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：18减数分裂和受精作用（二）减数分裂

减数分裂和受精作用（二）减数分裂过程及受精作用
【学习目标】
1、阐明细胞的分裂，说明精子和卵细胞的形成过程。
2、比较精子和卵细胞形成过程的异同。
3、比较减数分裂和有丝分裂的异同。
4、掌握减数分裂过程中染色体数目和行为的变化及染色单体和DNA数目的规律性变化。
5、了解受精作用及其意义。
【要点梳理】　
要点一：精子和卵细胞的形成过程
1、哺乳动物精子形成过程
2、哺乳动物卵细胞的形成过程：
1个卵原细胞 （染色体数:2n）
间期：细胞体积增大、染色体复制
1个初级卵母细胞 （染色体数:2n）
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：形成1个次级卵母细胞和1个第一极体
1个次级卵母细胞（大）+1个第一极体（小） （染色体数:n）
着丝点分裂，染色单体分离
1个卵细胞（大）+3个第二极体 （染色体数:n）
3、减数分裂图解：
4、精子和卵细胞形成过程的比较
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
染色体复制
　
　
复制一次
第一次分裂
一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）
一个初级卵母细胞（2n）（细胞质不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）
同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半
第二次分裂
两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）
一个次级卵母细胞（细胞质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等）成两个第二极体
着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变
有无变形
精细胞变形形成精子
无变形
分裂结果
产生四个有功能的精子(n)
只产生一个有功能的卵细胞(n)
精子和卵细胞中染色体数目均减半
5、减数分裂和有丝分裂的比较
项 目
有丝分裂
减数分裂
不同点
母细胞
体细胞
性原细胞
分裂次数
一次
两次
过程
前期：染色体散乱分布在细胞中央，有同源染色体
中期：染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央，有同源染色体后期：染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体
前期：减Ⅰ：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象；
减Ⅱ：染色体散乱分布，无同源染色体中期：减Ⅰ：四分体排列在赤道板的两侧 减Ⅱ：与有丝分裂相同，但无同源染色体后期：第一次分裂：四分体分开，移向两极 第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
同源染色体行为
有同源染色体，但无联会，无四分体
有同源染色体，前期出现联会行为，形成四分体，部分还有非姐妹染色单体的交叉互换
非同源染色体行为
无自由组合
有自由组合
子细胞数目
2个
雄性：4精子，雌性：1个卵细胞+3个极体（退化）
子细胞染色体数
和亲代细胞相同
比亲代细胞减少一半
子细胞类型
体细胞
精子或卵细胞
子细胞间遗传物质
几乎相同
不一定相同
相同点
都有纺锤体的出现；染色体都只复制一次
要点二：减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化及图像
1、减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目变化
　
减数第一次分裂
减数第二次分裂
时期
间期
前期
中期
后期
末期（前期）
中期
后期
末期
染色体
2N
2N
2N
2N
N
N
2N
N
DNA
2N-4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
N
染色单体
0-4N
4N
4N
4N
2N
2N
0
0
2、减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体变化的图像
要点三：细胞分裂方式的鉴别——三看识别法
一看：细胞中的染色体数目：如果细胞中染色体数目为奇数，一定是减数第二次分裂，而且细胞中一定没
有同源染色体；如果是偶数，则进行二看。
二看：细胞中有无同源染色体：如果没有同源染色体，一定是减数第二次分裂，如果有同源染色体，则进
行三看。
三看：同源染色体的行为：若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板附近、同源染色体分离等现象，一定
是减数第一次分裂；若无上述行为，则为有丝分裂。
根据以上特点，归纳如下：
要点四：受精作用
1、概念：
指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程，受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质几乎全部是由卵细胞提供，因此后代某些性状更像母方。
2、意义：
通过减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合的随机性，使后代呈现多样性，有利于生物的进化，体现了有性生殖的优越性。
　　　　
3、实质：
精子细胞核与卵细胞核融合，精子细胞核内的n条染色体与卵细胞内的n条染色体合在一起形成具有2n条染色体的受精卵细胞核。
　 下图讲解受精作用的过程，强调受精作用是精子的细胞核和卵细胞的细胞核结合，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目。
　　　　　　　　
【典型例题】　
类型一：减数分裂过程
例1、一动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则次级精母细胞中期染色体、染色单体和DNA分子数依次是（ ）
　A．4、8、8 　　　B．2、4、8 　　　C．8、16、16　　　 D．8、0、8
【答案】A
【解析】①一个四分体含一对同源染色体4条染单体、4个DNA分子。那么4个四分体的动物的体细胞和精原细胞的染色体为4对共8条染色体。由精原细胞形成初级精母细胞含染色体4对8条、含染色单体是16条、含DNA分子16个。②因初级精母细胞形成2个次级精母细胞的过程中，同源染色体分离，着丝点不分裂，染色体和DNA分子数目都减半，所以形成次级精母细胞（前、中期）的染色体为4条，染色单体为8条，DNA分子数为8个。③处于减数分裂第二次分裂后期和末期的次级精母细胞，因着丝点分裂，所以染色体数目加倍为8，染色单体消失为0，DNA分子数不变，仍为8。结果形成的每个精细胞中有4条染色体和4个DNA分子。
【总结升华】本题考查减数分裂过程中染色体和DNA的数量变化。
【举一反三】：
【变式一】
下列关于减数分裂的叙述，正确的是（ ）
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂 ②在次级卵母细胞中存在同源染色体 ③着丝点在减数第一次分裂后期一分为二 ④减数分裂的结果，染色体数减半，DNA分子数不变 ⑤同源染色体的分离，导致染色体数目减半 ⑥联会后染色体复制，形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在减数第二次分裂末期
A．①②③ B．④⑤⑥ C．①⑤ D．⑥⑦
【答案】C
【解析】只有①和⑤正确，其余的叙述都是错误的。次级卵母细胞中不存在同源染色体，因为减数第一次分裂后期同源染色体分开；着丝点是在减数第二次分裂后期一分为二的，不是在减数第一次分裂后期；减数分裂过程中，生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减少了一半；染色体的复制是在联会之前完成的；染色体数目的减半发生在减数第一次分裂末期。
类型二：减数分裂与有丝分裂的比较
例2、（2018北京东城期末考）下列关于有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子和染色体数目的叙述，正确的是（ ）
A．有丝分裂间期细胞中染色体数目因DNA复制而加倍
B．有丝分裂后期细胞中DNA分子数目因染色体着丝点分裂而加倍
C．减数第一次分裂后的细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半
D．减数第二次分裂过程中细胞中染色体与DNA分子数目始终不变
【答案】C
【解析】有丝分裂间期DNA分子数因复制而加倍，但染色体数不变；有丝分裂后期细胞中染色体因着丝点分裂而加倍，DNA分子数不变；减数第二次分裂过程中DNA分子数始终不变，后期染色体暂时加倍；经过减数第一次分裂同源染色体分离，形成的子细胞中染色体和DNA分子数均减半。
【总结升华】本题主要考察的是有丝分裂及减数分裂的区别。
【举一反三】：
【变式一】
下图次级卵母细胞继续分裂过程中染色体平均分配的示意图是（ ）
　　
【答案】B
【解析】题中图A是卵原细胞在减数分裂第一次分裂过程中处于后期的初级卵母细胞图，判断依据是每个四分体中的同源染色体已彼此分开，开始分别移向细胞两极，但细胞质的分配是不平均的；图B是减数分裂第二次分裂后期的次级卵母细胞图，判断依据是着丝点已分裂，染色单体彼此分裂，这种特点只有两种可能，一是有丝分裂后期，二是减数分裂第二次分裂后期，但该图中已不存在同源染色体，所以只有第二种可能性；图C是精原细胞在减数分裂第一次分裂后期的初级精母细胞图，判断依据是同源染色体已彼此分裂，正在移向细胞两极，但细胞质的分配是平均的；图D有两种可能，一种可能是精原细胞进行减数分裂第二次分裂后期图，第二种可能是卵原细胞减数分裂过程中第一极体的分裂后期图。
【点评】本题主要考查学生对卵原细胞和精原细胞在减数分裂过程中染色体行为和数量变化过程的掌握和理解程度。
【变式二】
下图的四个细胞是某种生物不同细胞分裂的示意图（假设该生物体的细胞有4条染色体），请回答下列各问题：

（1）在A、B、C、D中，属于减数分裂的是________。
（2）A细胞有________条染色体，有________个DNA分子。
（3）具有同源染色体的细胞有________。
（4）不具有姐妹染色单体的细胞有________。
【答案】（1）B和D （2）8 8 （3）A、B、C （4）A和D
类型三：减数分裂异常产生配子情况
例3、（2018北京东城）某动物的基因型为AaBb，两对基因独立遗传，当动物进行减数分裂时，形成了abb的精子，产生这种现象的原因最可能是（ ）
A．间期发生基因突变 B．联会时发生交叉互换
C．同源染色体未分离 D．姐妹染色单体未分开
【答案】D
【解析】正常情况下杂合子个体减数分裂产生的4个子细胞的基因型为两两相同，两两互补。由基因型异常的精子abb知，姐妹染色单体上的基因出现在同一子细胞中，说明减Ⅱ过程中，一对姐妹染色单体未分离，而进入同一个子细胞，故选D。
【总结升华】本题考查减数过程中染色体异常分裂的情况。
【举一反三】：
【变式一】
从某动物个体的睾丸中取出的两个精细胞的染色体组成如图所示。如果不考虑染色体交叉互换，关于这两个精细胞的来源，不可能的是（ ）。
A．可能来自一个精原细胞 B．可能来自一个初级精母细胞
C．可能来自两个初级精母细胞 D．可能来自一个次级精母细胞
【答案】D
【巩固练习】
单项选择题：
1. 某生物的染色体组成如图，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类（不考虑交叉互换）分别是（ ）
A．2种和2种 B．4种和2种
C．2种和4种 D．8种和4种
2. 进行有性生殖的高等动物的三个生理过程如下图所示，则①、②、③分别为（ ）

A．有丝分裂、减数分裂、受精作用
B．有丝分裂、受精作用、减数分裂
C．受精作用、有丝分裂、减数分裂
D．减数分裂、受精作用、有丝分裂
3. （2018北京朝阳期末考）下图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中，细胞内每条染色体DNA含量变化（甲曲线）及与之对应的细胞中染色体数目变化（乙曲线）。下列说法不正确的是（ ）

A．CD与FG对应的时间段，细胞中均含有两个染色体组
B．D点所对应时刻之后，单个细胞中可能不含Y染色体
C．EF所对应的时间段，DNA含量的变化是由于同源染色体的分离
D．BD对应的时间段，可发生姐妹染色单体相同位点上的基因变化
4. 卵细胞和精子形成过程的主要区别是( )
A. 同源染色体是否联会和分离
B. 细胞质的分配是否均匀
C. 染色体复制次数是否相同
D. 细胞分裂次数是否相同
5.（2018河南郑州一质检）图为一个基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的精原细胞产生的两个次级精母细胞的分裂图形，则该减数分裂过程分别发生了（ ）

A．交叉互换与姐妹染色单体未分离 B．交叉互换与同源染色体未分离
C．基因突变与同源染色体未分离 D．基因突变与姐妹染色单体未分离
6. 下列关于减数分裂和有丝分裂共同点的描述，正确的是（ ）
A．染色体复制一次，着丝点分裂一次
B．染色体和DNA均等分配
C．细胞质和细胞核物质均等分配
D．同一生物的不同细胞分别进行一次有丝分裂和减数分裂形成的子细胞中，染色体和DNA数目均与分裂前的细胞相同
7．某klinefelter综合征患者，染色体组成为47，XXY，同时患有色盲，系谱分析发现其父母均正常。由此可以推断，造成患者染色体异常的原因是（ ）
A．精细胞形成过程中，减数分裂异常所致
B．卵细胞形成过程中，减数分裂异常所致
C．体细胞形成过程中，有丝分裂异常所致
D．精卵细胞形成过程中，有丝分裂和减数分裂异常所致
8. 下图是同一种动物的两个细胞分裂图，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.甲是减数分裂图像，乙是有丝分裂图像
B. 该动物的体细胞中有4条染色体
C. 甲细胞中染色体、染色单体、DNA的数目依次是2、4、4
D. 甲细胞的亲代细胞基因型一定是AaBb
9. 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
10. 若某动物细胞内有三对同源染色体，分别用A和a、B和b、C和c表示。下列各组精子中由同一个精原细胞经减数分裂形成的是( )
A．aBC、aBC、abc、abc
B．ABC、aBc、aBc、ABC
C．ABC、Abc、aBC、abc
D．ABC、abc、abc、ABC
11. 人的卵细胞有23条染色体，其初级卵母细胞中的染色单体数和四分体数分别为( )
A. 23和23 B. 46和23
C. 46和46 D. 92和23
非选择题
1. 根据下图，回答下列问题：

（1）判断以上各图的分裂方式及时期。
A________分裂________期；B________分裂________期；
C________分裂________期；D________分裂________期；
E________分裂________期；F________分裂________期。
（2）不含染色单体的有图________。
（3）染色体数相等的有图________。
（4）DNA分子数相等的有图________，DNA与染色体数之比为2∶1的有图________。
（5）含有同源染色体的有图________。
2.（2018北京西城期末考）粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期（见下图），合子分裂产生的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答：

（1）从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了________次复制。上图中8个子代菌丝体都是________ （单倍体，二倍体）。
（2）顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了________（填选项前的字母）；如果第二个与第三个性状不同，原因可能是合子减数分裂过程中发生了________（填选项前的字母）。
a．基因突变 b．基因重组 c．染色体畸变
（3）野生型脉孢菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用x射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养，获得了三种营养缺陷型突变菌株（如下图）。

①如果培养C突变型脉胞菌，需要在基本培养基中加入________。
②欲证明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，应让该突变型菌株与________杂交，根据________定律，预期其后代8个孢子的表现型是________。若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的。

3. 下列是有关细胞分裂的问题。左下图表示细胞分裂的不同时期与每条染色体中DNA分子数目变化的关系；右下图表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答：

（1）左上图中AB段形成的原因是________，该过程发生于细胞分裂间期。左上图中的CD段形成的原因是________。
（2）右上图中________细胞处于左上图中的BC段。右上图中________细胞处于左上图中的DE段。
（3）就图乙分析可知，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________。
4.如图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像，据图回答问题。
(1)按先后顺序把有关有丝分裂图像的号码排列起来： ；按先后顺序把有关减数分裂图像的号码排列起来: 。
(2)此动物的正常体细胞中有 对同源染色体，细胞核中有 个DNA分子。
(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图 。
(4)在上述分裂图中，属于初级精母细胞的是图 。
(5)在上述分裂图中，每条染色体上只含有一个DNA分子的是图 。
【答案与解析】
一、单选题
1【答案】B
【解析】该图有两对等位基因位于两对同源染色体上，产生4种不同类型的配子，但一个精原细胞在不考虑交叉互换情况下，只能产生2种。
2【答案】C
3【答案】C
【解析】CD、FG段分别表示减I与减Ⅱ后期，细胞中均含2个染色体组；D点后表示减Ⅱ时期，细胞中只有一条性染色体；EF对应的时间段，DNA含量的变化是由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开所致；BD对应的时间段，可能因交叉互换导致姐妹染色单体相同位点上的基因变化。
4【答案】B
【解析】卵细胞的形成过程与精子的不同有两点：细胞质不均等分裂；最终只形成一个卵细胞。
5【答案】A
【解析】精原的基因型为AaBb（两对基因独立遗传），图示两个次级精母细胞均同时带有A、a，说明四分体时期发生了交叉互换；题右图中细胞一极有两个b，说明减数第二次分裂后期一对姐妹染色单体未分离。
6【答案】A
【解析】 减数分裂和有丝分裂有较大区别，例如有丝分裂染色体复制一次，细胞分裂一次，产生的子细胞中染色体和DNA数目与分裂前的细胞相同，而减数分裂染色体复制一次，细胞连续分裂两次，结果产生的子细胞中染色体数目减半，且卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂，也引起质DNA的不均等分配，但也有许多相同点，例如，染色体复制一次，着丝点分裂一次。
7【答案】B
【解析】该患者性染色体组成为XXY，同时患有色盲，说明两条x染色体都带有致病基因，又因为其双亲均正常，所以这两个色盲基因都来自母亲。
8【答案】D
【解析】从图中可知该动物体细胞中有4条染色体，所以甲处于减数第二次分裂的中期，乙处于有丝分裂的后期。甲细胞基因为Ab，其亲本的基因型有多种可能：AaBb、AAbb、Aabb、AABb。
9【答案】A
【解析】本题考查细胞的减数分裂过程，同时考查有关生物变异的知识。此细胞中无同源染色体，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，则含有四个染色体组。
10【答案】D
11【答案】D
【解析】成熟的生殖细胞染色体数是体细胞的一半，由此知人的体细胞有46条染色体，23对同源染色体，一对同源染色体可以形成一个四分体。DNA复制后出现染色单体且数目与DNA分子数相等，是染色体的两倍。故初级卵母细胞有染色单体92条，四分体23个。
二、非选择题：
1【答案】
（1）有丝 后 减Ⅰ 后 减Ⅱ 后 减Ⅰ 中 有丝 中 减Ⅱ 中
（2）A、C
（3）B、C、D、E
（4）A、B、D、E和C、F B、D、E、F
（5）A、B、D、E
【解析】
判断要领：首先看有无同源染色体，如图A、B、D、E有，而C和F没有。其次看染色体的位置，图A、B染色体移向两极，说明是后期图，而图B每条染色体含有2条姐妹染色单体，所以图B是减数第一次分裂后期；图A每一极的染色体两两相同（含有同源染色体），故属于有丝分裂后期。图D和E染色体都位于赤道板上，但图D的染色体有联会或者说同源染色体排列在赤道板两侧，属于减数第一次分裂中期，图E每条染色体的着丝点都与两极相连，是有丝分裂。图C无同源染色体。且染色体移向两极，属于减数第二次分裂后期，图F染色体位于赤道板上。是减数第二次分裂中期。
2【答案】
（1）两单倍体
（2）a、c a、b、c
（3）①精氨酸 ②野生型菌株 基因分离 四个野生型、四个突变型
【解析】（1）从合子到8个孢子的过程中，进行了一次减数分裂和一次有丝分裂，DNA复制了两次。8个子代菌丝体均是单倍体。（2）第一与第二个孢子来自一个细胞的有丝分裂，故这两个孢子性状不同的原因可能是基因突变或染色体畸变。产生第二与第三个孢子的单倍体来自一次减数分裂，这两个单倍体细胞产生过程中可能发生交叉互换、基因突变或染色体畸变。（3）精氨酸是野生型脉孢菌生长必需的，突变菌株C不能合成精氨酸，只有在培养基中加入精氨酸，脉孢菌才能生长。若A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，该突变菌与野生菌杂交，得到具有一对等位基因的杂合子，该杂合子经细胞减数分裂得到的4个子细胞中2个野生型，2个突变型，再经过有丝分裂可得到4个野生型，4个突变型孢子。
3【答案】
（1）DNA复制（或染色体复制） 着丝点分裂
（2）丙 甲、乙
（3）0 1∶1 减数第二次 后 卵细胞和极体
【解析】 BC段表示每条染色体含2个DNA分子，DE段表示每条染色体含1个DNA分子，乙图为姐妹染色体分离，细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞，其产生的子细胞为卵细胞和极体。
4【答案】
（1）?⑥②⑤⑥⑦?；??①③⑧⑩④⑨? ??（2）2 ?4　（3）⑤⑥（4）①③⑧　　（5）⑤⑥⑦⑨?
?【解析】
①图中含4条染色体且两两配对，属于减数第一次分裂前期(四分体)；②中含4条染色体，都排列在赤道板上，没有出现两两配对现象，为有丝分裂中期；③中含4条染色体排列在赤道板上，同源染色体两两配对，为减数第一次分裂中期；④中含2条染色体，排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期；⑤⑥都含8条染色体，染色体移向两极，为有丝分裂后期；⑦中细胞的每一极都含4条染色体，细胞膜正把细胞缢裂为两个，为有丝分裂末期；⑧表示同源染色体分开移向两极，为减数第一次分裂后期；⑨中姐妹染色单体分开移向两极，变成4条染色体，为减数第二次分裂后期；⑩中无同源染色体，含2条已复制的染色体，为减数第一次分裂后得到的细胞——次级性母细胞；?为减数第二次分裂后得到的细胞——成熟生殖细胞；?中染色体散乱分布，中心粒正移向两极，为有丝分裂前期细胞。