新人教版必修2遗传与进化第2章基因和染色体的关系高考复习知识点详解与例题

第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用

知识点一、减数分裂的概念 1、概念内容：课本16页

2、分析：①对象：进行有性生殖的生物，由原始的生殖细胞产生成熟的生殖细胞的过程中发生。②特点：细胞分裂两次，而染色体只复制一次。③结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。

知识点二、精子的形成过程

1、高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。

2、精子的形成场所：哺乳动物精子的发生在睾丸的曲细精管内。 注意：（1）精原细胞是原始的雄性生殖细胞。（2）大量的精原细胞由有丝分裂产生。（3）精原细胞未进行染色体复制时，染色体数目和遗传物质与体细胞相同。

3、联系选修3《胚胎工程》复习哺乳动物精子的发生的三个阶段：选修3课本61页 4、哺乳动物精子形成过程中的减数分裂 要求掌握：（1）具体过程；（2）各时期细胞图像； （1）具体过程：

①减数第一次分裂前的间期：精原细胞完成DNA（染色体）的复制和相关蛋白质的合成。复制后，每条染色体含有2个DNA分子和两条姐妹染色单体。细胞内DNA数目加倍，染色体数目不变，但此时染色体应呈现染色质细丝状态，无法在光学显微镜下观察到。 ②减数第一次分裂：

●前期：精原细胞改称为初级精母细胞。间期复制后的染色质细丝开始超螺旋化形成染色体形态。细胞内开始由复制后移向两极的中心体发出星射线形成纺锤体。同时核膜解体，核仁消失。伴随染色体形态的形成，细胞中出现联会现象。联会是同源染色体的两两配对。

★同源染色体和非同源染色体

同源染色体：①减数分裂中，两两配对的染色体；②一条来自父方，一条来自母方；③形态、大小一般相同。 图示：

①1与2,3与4分别属于同源染色体；

②1、3，2、4，1、4，2、3分别属于非同源染色体。

1 2 3 4

注意：判断同源染色体不能看颜色，应看形态。颜色表示同源染色体一条来自父方，一条来自母方。

联会的一对同源染色体因为含有四条姐妹染色单体所以叫做四分体。注意：A、1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子； B、有丝分裂过程中，细胞内有同源染色体，但无四分体。 四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间还会发生交叉互换。

★姐妹染色单体与非姐妹染色单体

姐妹染色单体：染色体经复制形成的两条完全一样的染色单体，由同一个着丝点连接，互称姐妹染色单体。 图示： 1 2 3 4

①1’和1’’，2’和2’’，3’和3’’，4’和4’’分别属于姐妹

染色单体。②其余组合为非姐妹染色单体。

1’ 1’’ 2’ 2’’ 3’ 3’’4’ 4’’

●中期：在减数第一次分裂的最后，染色体达到最大浓缩，呈高度螺旋状，同源染色体朝赤道板迁移，当同源染色体成对排列在赤道板上时减数第一次分裂前期结束进入中期。同源染色体排列在赤道板两侧，每条染色体的着丝点都附着在与一极相连的纺锤丝上。是观察四分体的有利时期。 ●后期：同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。分离的同源染色体在纺锤丝的牵引下移向初级精母细胞的两极。以人为例，人的23对同源染色体在自由组合的情况下，可以形成的组合种类数为2。

●末期：在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，数目为体细胞染色体数一半。每条染色体均

1

23

含有两条染色单体。一个初级精母细胞縊裂为两个次级精母细胞。每个次级精母细胞中染色体、DNA数目减半，只含有同源染色体中的一条。

特点总结：同源染色体联会、四分体的出现、交叉互换、同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合、染色体数目的减半均发生于减数第一次分裂过程中。

③减数第二次分裂：减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期或间期很短，染色体不再复制。减数第二次分裂过程与有丝分裂的分裂期相似，但也有不同。 ●前期：非同源染色体散乱分布于纺锤体中央。 ●中期：非同源染色体的着丝点排列在赤道板上。

●后期：非同源染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为独立的两条染色体，在纺锤丝的牵引下向次级精母细胞的两极移动。次级精母细胞中染色体数目暂时加倍，DNA数目不变。

●末期：细胞两极的染色体不含染色单体。每个次级精母细胞分裂成两个精细胞，两个次级精母细胞产生四个精细胞。相比于次级精母细胞的前期和中期，每个精细胞的染色体数目不减半，DNA数目减半。相比于初级精母细胞每个精细胞中染色体、DNA数目均减半。 （2）各时期细胞图像：

要求：①会识别各时期细胞图像；②会画典型时期的细胞图像。

5、减数分裂后精细胞的变形：失去绝大部分细胞质，但保留细胞核和全部线粒体。形成能摆动的尾巴，形状似蝌蚪。

★思考1：人类精子发生过程中，下列说法不正确的是：D

A．细胞中染色单体数最多可达92条 B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前 D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223

★思考2：在果蝇的下列细胞中，一定存在Y染色体的细胞是：A A．初级精母细胞 B．精细胞 C．初级卵母细胞 D．卵细胞

知识点三、减数第一次分裂（MⅠ）和减数第二次分裂（MⅡ）的比较： 比较项目 染色体是否经过复制 经过复制 细胞名称的变化 着丝点变化 染色体行为 同源染色体 精（卵）原细胞→初级精（卵）母细胞→次级精（卵）母细胞或第一极体 不分裂 联会、四分体、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合 有N对 MⅠ 不再复制 次级精（卵）母细胞或第一极体→精细胞或卵细胞与第二极体或两个第二极体 分裂 着丝点分裂，染色单体分开 无 MⅡ 知识点四、减数分裂过程中，染色体、DNA、染色单体的数目变化规律及曲线和柱状图： 1、数目变化：假设正常体细胞中染色体数目为2N，DNA含量为2a。 时期 染色体数目 染色单体数目 DNA数目 精原细胞 2N 0 2a→4a 初级精母细胞 2N 4N 4a 次级精母细胞 前中期 N 2N 2a 后期 2N 0 2a 精细胞 N 0 a 精子 N 0 a 2、曲线 （1）染色体数目变化曲线（细胞中）：

2N

N

时期

2

（2）DNA数目变化曲线（细胞核中）：

4a

2a a

时期

（3）染色单体数目变化曲线：略

（4）思考：如果曲线的纵坐标变为每条染色体的DNA含量，则减数分裂过程的曲线该如何绘制。 ★思考1：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：B

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

3、思考：减数分裂典型时期染色体数目、DNA数目、染色单体数目关系的柱状图应该如何绘制？ 知识点五、卵细胞的形成过程

1、形成（发生）场所：雌性动物的卵巢内。

2、联系选修3《胚胎工程》复习哺乳动物卵子的发生—选修3课本63页。 3、卵细胞形成过程中的减数分裂： 要求掌握：（1）具体过程；（2）具体过程中典型细胞图解：课本20页图2-5 （1）具体过程：略

精子和卵细胞形成过程的比较 ①区别： 部位 细胞名称 精子 动物-睾丸、植物-花药 动物-精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子；植物-小孢子母细胞 动物-卵巢；植物-胚囊 动物-卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、卵细胞；植物-大孢子母细胞 只有MⅡ中第一极体的分裂均等，其他分裂不均等 1个卵原细胞→1个大的卵细胞（只有一种，因为只形成一个）和3个小的极体（第二极体） 不变形 卵细胞 细胞质的分裂、两次减数分裂都是均等分裂 分配情况 分裂结果 是否变形 1个精原细胞→4个精细胞（两两相同，为两种）→4个精子 4个精细胞→变形→4个精子 ②相同点：①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂；②生殖细胞的成熟均为减数分裂，需要经过一次复制和两次分裂，产生的子细胞数目都是4个，且子细胞中染色体的数目减半；③染色体的行为和数目变化规律相同（复制、联会、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合、MⅠ后染色体数目减半、MⅡ着丝点分裂，姐妹染色单体分离）。

3

（2）各时期细胞图像：

要求：①会识别各时期细胞图像；②会画典型时期的细胞图像。

★思考1：一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)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下列细胞中，基因种类表示正确的是：D 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

知识点六、细胞分裂方式的鉴别（以二倍体生物为例进行比较）

一看染色体数：若奇数则为减数第二次分裂（再看染色体行为判断处于减数第二次分裂的什么时期）；若偶数则：

二看有无同源染色体：若无同源染色体则为减数第二次分裂；若有同源染色体则：

三看同源染色体行为：若出现联会、四分体、同源染色体分离、同源染色体着丝点位于赤道板两侧，则为减数第一次分裂；若无上述同源染色体的特殊行为，则为有丝分裂（再看染色体行为判断处于有丝分裂的什么时期）。

★思考1：下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是：C

A．甲、乙、丙中都有同源染色体 B．卵巢中不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 知识点七、减数分裂与分离定律、自由组合定律的关系

1、DNA是主要的遗传物质，DNA上脱氧核苷酸（含氮碱基）的排列顺序代表遗传信息。染色体是遗传物质的主要载体，DNA与蛋白质构成染色质（染色体）。基因是控制生物体性状和遗传的蓝图，基因必定储存有遗传信息，因而基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列。 2、关系图解：画图时应在两对同源染色体上标注两对等位基因。 MⅡ 同源染色体分离， 染色体 非同源染色体自由组合 或 复制 等位基因分离， 非同源染色体上非等位基因 自由组合 MⅡ 3、结果补充说明：①1个精原细胞经过减数分裂形成2种精细胞，雄性个体经过减数分裂可以形成的精细胞的

n

种类为2（n为等位基因对数）。②1个卵原细胞经过减数分裂形成1种卵细胞，雌性个体经过减数分裂可以形

n

成的卵细胞的种类为2。③如果联系课本20页图2-6来思考，即考虑交叉互换的因素后，结果又会如何呢？

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