第二章
减数分裂与受精作用
考纲点击
1、细胞的减数分裂
2、动物配子的形成过程
3、动物的受精过程
4．实验：观察细胞的减数分裂。
考点分析：
1、减数分裂过程及染色体、DNA的数量变化与曲线分析
2、动物精卵细胞形成过程的比较
3、减数分裂与有丝分裂图像的比较，及与遗传规律，伴性遗传和人类遗传病的联系
阅读教材P16-25的内容，完成面对面P98的自主导学填空。（10分钟）
考点一　减数分裂及相关概念

1、概念：是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，连续分裂两次，染色体数目减半的一种特殊分裂方式。

①范围：进行有性生殖的生物。
②时期：从原始的生殖细胞发展到成熟生殖细胞过程中。
③特点：细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次。
④结果：新产生的生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞染色体数目的一半。
2.同源染色体和非同源染色体
(1)同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，如图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。
(2)非同源染色体是指形态、大小不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体，如图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。
3.联会和四分体
(1)联会：是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制，染色单体已形成，即一对同源染色体含4条染色单体。
(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。图中含有两个四分体，即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
4.姐妹染色单体和非姐妹染色单体
(1)姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条
染色单体，如图中的a和a′、b和b′、c和c′
、d和d′。
(2)非姐妹染色单体：不同着丝点连接着的
两条染色单体。如图中的a和b(b′)、a′
和b(b′)等。
【高考警示】
(1)同源染色体形态、大小不一定相同，如X、Y染色体。
(2)二倍体生物细胞在进行有丝分裂过程中也有同源染色体，但不发生联会现象，联会是减数第一次分裂过程中特有的现象。
(3)四分体也是减数第一次分裂特有的，有丝分裂过程中无四分体出现。
【典例1】对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是( )
A.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B.若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D.若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
B
【变式训练】1、下列关于同源染色体的叙述，正确的是( )
A.减数分裂中相互配对的染色体
B.在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
C.在人的精原细胞中没有同源染色体
D.一条来自父方，一条来自母方的染色体
A
2、(2011·江苏高考)下图为基因型为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由基因A经突变产生
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
A
分裂间期（减数第一次分裂前的间期）
精原细胞体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞，复制后每条染色体有两条姐妹染色单体构成。
特点：
初级精母细胞
精原细胞
考点二 减数分裂过程1、精子的形成过程：
减Ⅰ前期
同源染色体联会，四分体出现
特点：
同源染色体：
联会：
四分体：
配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
同源染色体两两配对的现象。
联会后每对同源染色体含有的四条染色单体。
(四分体时期)
二、精子的形成过程：
减Ⅰ前期(四分体时期)
注意：
在四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。
二、精子的形成过程：
减Ⅰ中期
同源染色体排列在赤道板上
特点：
二、精子的形成过程：
减Ⅰ后期
特点：
同源染色体分离，非同源染色体自由组合，移向两极。
（着丝点不分裂）
二、精子的形成过程：
染色体数目减半， 无同源染色体。
1个初级精母细胞分裂为2个次级精母细胞
减Ⅰ的结果：
二、精子的形成过程：
减Ⅰ末期
减Ⅱ前期和中期
特点：
前期染色体散乱分布
中期染色体排列在赤道板上
前期
中期
二、精子的形成过程：
减Ⅱ后期
特点：
着丝点分裂，染色单体分离，成为子染色体，由纺锤丝牵引移向两极（染色体数目暂时加倍）
二、精子的形成过程：
细胞分裂，次级精母细胞分裂成四个精细胞
变形
减Ⅱ的结果：
二、精子的形成过程：
不属于，精细胞变形成为精子的过程属于一次细胞分化过程。
[思考] 精细胞变形成为精子的过程，属于减数分裂的末期吗？
减Ⅱ末期
5．减数分裂过程中几种物质的数量变化曲线分析
（３）减数第一次分裂的特征
①着丝点未分裂，同源染色体分离，染色体数目减半。
②同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。这是两大遗传定律的细胞学基础。
（４）减数第二次分裂的特征：着丝点分裂，此过程与有丝分裂相似，但不同的是减Ⅱ不存在同源染色体。
理解减数分裂应注意的几点
（１）减数分裂发生的场所：仅发生在进行有性生殖的生物性成熟个体的生殖器官中，如卵巢、睾丸、花药、胚囊。
（２）染色体复制时间：在减Ⅰ间期，即性原细胞发育成初级性母细胞的过程，复制完成，性原细胞就成为初级性母细胞。
例2 某动物正常体细胞中含有62条染色体，那么该动物形成生殖细胞处于四分体时期时，含有双链DNA的个数是(　　)　　　　　　　　
A．62个 B．少于62个
C．124个 D．多于124个
[解析]该动物正常体细胞中有62条染色体62个DNA分子，减数分裂的四分体时期，核DNA已经完成了复制，且由于线粒体内也有少量DNA分子，因此细胞内的DNA分子数多于124个。
D
【变式训练】图甲表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量，图乙表示细胞分裂过程中染色体与DNA的比值变化曲线。下列表述与图中信息相符的是(　　)
A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合，Ⅲ代表次级精母细胞
B. bc段可能出现基因重组，ab段染色体数目加倍
C．②代表染色体，Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
D. a之前的细胞没有mRNA的合成，d之后的细胞只有两个染色体组
A
1.有丝分裂和减数分裂的区别
考点三 减数分裂与有丝分裂的比较
1．二倍体生物细胞有丝分裂和减数分裂过程中DNA含量的变化如图甲、乙、丙所示。图中的①～④均涉及DNA分子减半，其原因完全相同的是(　　)
 
 
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
C
解析①下降的原因仅是着丝点分裂的结果；②下降的原因是着丝点分裂，且细胞一分为二；③下降是由于同源染色体分离，细胞一分为二的结果；④下降的原因是由于着丝点分裂，细胞一分为二的结果。由此可见，其中②④中DNA“减半”的原因完全相同。故选C
注意：上述两种方法仅适用于二倍体生物。
若是多倍体生物进行减数分裂，产生的子细胞中有同源染色体存在，可根据子细胞中染色体数目是否减半，推断是否为减数分裂。如果是单倍体的体细胞进行有丝分裂，则子细胞中虽无同源染色体，但可根据子细胞内染色体数目与母细胞相同推断是有丝分裂。
(4)．根据细胞质的分裂方式判断何种细胞
＊技巧点拨＊
细胞分裂时期的判定
染色体散乱分布于细胞的中央→
染色体着丝点排列在赤道板上→
染色体向细胞的两极移动→

细胞质被分为两部分，出现新的核膜→
前期（若有四分体或联会现
象，则为减数第一次分裂的
前期）；
中期（若成对并行排列，则为减数第一次分裂中期；若单行排列，则为有丝分裂中期或减数第二次分裂中期）。
后期（若移向每一极的染色体中含有染色单体，是减数第一次分裂的后期；若不含染色单体、有同源染色体，则为有丝分裂的后期；若不含染色单体、也无同源染色体，则为减数第二次分裂的后期）。
末期。
练一练：1、如图表示某种动物不同细胞分裂的图像，下列与此相关的叙述中，不正确的是(　　)

A．④属于减数分裂，细胞内没有同源染色体
B．②③④细胞中均含有2个染色体组
C．动物的精巢中可能同时发现上述四种状态的细胞
D．图③所示细胞状态往往导致非等位基因的自由组合
D
3、用显微镜观察细胞时，发现一个细胞中有8条形状、大小各不相同的染色体，并排列于赤道板上，此细胞处于（ ）
A.有丝分裂中期 B．有丝分裂后期
C．减数分裂第一次分裂中期
D．减数分裂第二次分裂中期
D
2：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图？
有丝分裂后期
减数第一次分裂后期
减数第二次分裂后期
减数第二次分裂前期
4.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
B
5．下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是(双选) (　　)
 
 

A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙
D．丙的子细胞是精细胞
BC
6.下列是某高等二倍体动物处于细胞分裂不同时期的细胞图像。下列叙述不正确的是(　　)

A．甲细胞不可能代表浆细胞、效应T细胞
B．乙细胞含有的两条X染色体，不属于同源染色体
C．丙细胞的子细胞为卵细胞、极体或者精细胞
D．丁细胞不可能发生A和a、B和b这两对等位基因的分离
C
7. 图(一)中A表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物体内处于某状态下的一个细胞，B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像；图(二)为该动物部分组织切片的显微图像。请据图回答下列问题：
(1)图(一)中数字①表示的生理过程是________，该动物的性别为________，判断依据是______________________。
(2)A细胞的基因型是__________，C细胞的名称是____________________。
(3)通常情况下，该动物的基因A和a的分离发生在________(用图中数字表示)分裂过程中。B图细胞最终分裂结束后，一般情况下，E的基因型是________________。
(4)按分裂过程判断，图(二)中标号的先后顺序应该是__________。
有丝分裂
雌性
图(二)中乙细胞的细胞质分配不均匀
AAaaBBbb
次级卵母细胞或(第一)极体
②
AB或Ab或aB或ab
甲→丙→乙
考点四．减数分裂产生配子种类数
可能产生的
精子种类：2n
可能产生的
卵子种类：2n
1.杂合子(YyRr)产生配子的情况分析
【思维拓展】
可由减数分裂联系到的生物变异知识
(1)减数第一次分裂前的间期在DNA复制时可能发生基因突变。
(2)在减数第一次分裂的分裂期和减数第二次分裂的分裂期都可能发生染色体变异。
(3)在减数第一次分裂的分裂期可能发生基因重组。
2、　变异条件下产生配子的种类分析
辨析

由图可以看出，在只研究两对同源染色体、三对基因的情况下,仅发生基因突变或基因重组,就能产生众多类型的配子。
【变式题】下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是(　　)
C
【例题3】基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是(　　)

A.2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　
B.2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　
C.性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　
D.性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
AC
3.减数分裂过程中形成异常细胞原因的分析
减数分裂过程中异常细胞形成的原因
如果从染色体的角度来分析(不考虑交叉互换导致的基因重组),原因大致有以下两种:
(1)减数分裂过程中同源染色体不分离,最终进入同一个子细胞。
(2)复制后形成的姐妹染色单体分开但移向细胞的同一极,最终进入同一个子细胞。
辨析　
(1)体细胞是AABB纯合类型
若形成的子细胞是AAB类型，则形成原因是减数分裂过程中，同源染色体未分离或姐妹染色单体未分开。
(2)体细胞是AaBb杂合类型
①若形成的子细胞是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成原因是减数分裂过程中，同源染色体未分离；
②若形成的子细胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型，则形成原因是减数分裂过程中，姐妹染色单体未分开。
①若配子中出现Aa或XY在一起，则减Ⅰ分裂异常。
②若配子中A－a分开，X－Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY，则是减Ⅱ分裂异常。
③若配子中无性染色体或无A也无a，则既可能减Ⅰ也可能减Ⅱ分裂异常。
（3）亲代为AaXBY产生配子时发生异常
①如果是体细胞中出现这种情况，一定是发生了基因突变。
②如果在初级性母细胞或次级性母细胞出现这种情况，则有可能是基因突变或交叉互换。若图中明确给出含等位基因片段颜色与染色体大部分不同，则只是交叉互换引起的。
（4）姐妹染色单体上出现等位基因的原因
例4 如图表示某动物的精原细胞，该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。则由该细胞形成的精子类型可能是(　　)
B
[解析] 细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换，那么一个精原细胞通过减数分裂过程连续两次分裂后，会产生四个染色体组成各不相同的精子，选项C中的细胞中的四条同源染色体之间没有发生互换；选项A、D中互换的染色体找不到互换部分的来源。
【对位训练】 一对表现型正常的夫妇，生了一个克氏综合征[其染色体组成是(44＋XXY)]并色盲的儿子，那么其发生的原因是亲代哪方性染色体在什么时候不发生分离所致(　　)
A．女方减数第二次分裂
B．女方减数第一次分裂
C．男方减数第一次分裂
D．男方减数第二次分裂
A
2. 某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是(　)
A．图甲所示的变异属于基因重组
B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
D
易位
6
该男子可以形成只含14号与21号两条未变异染色体的配子
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目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。
2．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多于雌性个体产生卵细胞数。
(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。
3．实验流程
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)
解离―→漂洗―→染色―→制片
(2)显微观察
[提醒]　精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂,因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
某生物小组要探究减数分裂两个阶段所占时间长短，请帮助他们选择合适的材料和试剂，完成实验。
供选材料及用具：小鼠的肝脏、睾丸、肾脏、苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液、解离固定液。
(1)选材：用_________作实验材料。
(2)制片：
①取少量组织液低渗处理后，放在____________中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织液放在载玻片上，滴加适量______________________。
③一定时间后加盖玻片，________________。
小鼠睾丸
解离固定液
醋酸洋红染液
压片
(3)观察计算：
①观察多个视野，计数______________________________
____________及视野中细胞的总数。
②算出每个视野中不同分裂阶段细胞所占比例。
③最后,_________________________________________，
即可大体表示不同分裂阶段所占的时间比例。
求不同视野中相同分裂阶段细胞所占比例的平均值
每个视野中处于不同分裂阶段细胞的数目
有丝分裂与减数分裂中曲线的判断方法
【典例】下面为动物细胞分裂过程示意图，据图分析可得出( )
A.在细胞分裂过程中，细胞体积明显增大的时期是OP段
B.若在A点将核DNA用同位素标记，则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占50%
C.在图中的GH段和OP段，细胞中含有的染色体组数是相等的
D.图中L点→M点所示过程的进行，与细胞膜的流动性有关
D
【方法归纳】根据曲线形状判断有丝分裂和减数分裂，主要从以下两个层次进行(下图为一个细胞内核DNA、染色体的变化)：
(1)首先区分核DNA的变化曲线和染色体的变化曲线：
看“斜线”，曲线中存在斜线的为核DNA变化曲线，不存在斜线的为染色体变化曲线。
(2)区分开核DNA和染色体的变化曲线后，再区分细胞增殖的方式：
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，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。
【易错提醒】曲线的纵坐标含义不同，则同一区段代表的含义不同。
【变式训练】如图是某种动物细胞生活周期中染色体数目变化图，据图判断下列叙述错误的是( )
A.等位基因分离、非等位基因自由组合发生在A～C段
B.CD段、GH段的染色体与核DNA的数目之比为1∶1
C.图中显示两种分裂方式，I～M段可表示有丝分裂的一个细胞周期
D.“一母生九子，九子各不同”现象与AH、HI所代表的生理过程有关
B
考查角度1 根据坐标图判断细胞分裂过程及特点
【典例】下图表示雄果蝇细胞分裂过程中DNA含量的变化。下列叙述中正确的是( )
A.若图1表示减数分裂，则图1的CD段表示同源染色体分开
B.若图1表示减数分裂，则图1的BC段一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体
C.若两图均表示有丝分裂，则两图的DE段一个细胞内只含2个染色体组
D.若图1表示减数分裂、图2表示有丝分裂，则两图的CD段都发生着丝点分裂
B
【变式训练】某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目(无突变发生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图(体细胞中染色体数目为2N)。根据图中所示结果分析不正确的是( )
A.乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA复制
B.丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体上的非等位基因的重新组合
C.乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞也有进行减数分裂的细胞
D.用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞生成
B
考查角度2 根据图像考查细胞分裂过程
【典例3】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表示某动物处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答：
(1)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____________。
DNA复制(或染色体复制)
着丝点分裂
间
(2)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。
(3)就图2细胞乙分析可知，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____________。
甲
乙、丙
8
后
1∶2
减数第一次
次级卵母细胞和(第一)极体
【互动探究】
(1)若图1的纵坐标表示细胞核内的DNA含量，则图2中处于图1中BC段细胞是哪个？
提示：甲。图1的纵坐标表示细胞核内的DNA含量，则图1表示有丝分裂DNA的含量变化，因此图2中甲细胞处于图1中BC段。
(2)图2甲细胞中含有几对同源染色体？
提示：4对。分析甲细胞可知，该细胞为二倍体动物的有丝分裂后期，这个时期染色体数加倍，同源染色体数也加倍，故含有4对同源染色体。
【变式训练】图甲中，①～④代表某哺乳动物(2N)在有性生殖过程中不同时期的细胞，图中的a、b、c分别表示某时期一个细胞中三种不同结构或物质的相对数量，图乙为该生物细胞五个不同分裂时期的图像。下列说法不正确的是( )
A.图甲中a、b、c分别表示DNA数、染色体数、染色单体数
B.图乙中同源染色体联会发生在图甲中的②时期
C.图甲中具有同源染色体的时期有①和②；图乙中具有同源染色体的细胞是A、B、C、E
D.若该生物为基因型AaBb(等位基因A、a和B、b位于两对同源染色体上)的雄性个体，则细胞B通常分裂完成后，能产生四种配子
D