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第13 讲 减数分裂和受精作用（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 减数分裂相关概念★★★☆☆
考点2 精子的形成过程★★★☆☆
考点3 卵细胞的形成过程★★★☆☆
考点4 精子与卵细胞形成过程的比较★★★☆☆
考点5 减数分裂细胞中染色体、DNA 数量变化规律★★★☆☆
考点6 受精作用★★★☆☆
考点7 实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2 大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 减数分裂相关概念★★★☆☆
1.减数分裂概念
（1）适用范围：进行有性生殖的生物。
（2）时间：原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时。
（3）特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。
（4）结果：成熟生殖细胞中染色体数目减半。
2.同源染色体
（1）形状和大小：一般都相同（性染色体除外）。
（2）来源：一条来自父方，一条来自母方。
（3）行为：减数分裂Ⅰ前期可以联会。
特别提醒
同源染色体的形状、大小未必都相同；形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体；有丝分裂过程
中始终存在同源染色体。
3.联会和四分体
（1）联会：减数分裂过程中
，
同源染色体两两配对
的现象。
（2）四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
①联会形成四分体是减数分裂Ⅰ特有的现象，有丝分裂过程中不进行联会，不存在四分体。
②1 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＝8 条脱氧核苷酸链。
4.染色体互换
（1）时期：减数分裂
Ⅰ
前期
。
（2）定义：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕并交换相应的片段。
（3）结果：可能导致姐妹染色单体上出现等位基因。
（4）意义：增加了配子种类。
考点2 精子的形成过程★★★☆☆
1.精细胞形成过程
时期
细胞名
称
图像
主要特征
间期
精原细
胞
完成DNA 复制和有关蛋白质合成；产生染
色单体（染色体数目不加倍）
减数分裂
Ⅰ
前期
初级精
母细胞
①同源染色体发生联会，形成四分体；
②在四分体时期，同源染色体的非姐妹染色
单体之间交换，导致等位基因交换，如下图
所示：
中期
成对的同源染色体排列在细胞中央赤道板两
侧
后期
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
（如A 与b、a 与B 组合，或A 与B、a 与b
组合。体细胞中含n 对同源染色体，则有2n
种组合）
末期
—
细胞质分裂，1 个初级性母细胞分裂成2 个
子细胞
减数分裂
Ⅱ
前期
次级精
母细胞
染色体散乱分布在细胞中
中期
染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上
后期
着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体，染
色单体数为0；在纺锤丝的牵引下，这两条
染色体分别移向细胞两极
末期
—
细胞质分裂，细胞一分为二
—
精细胞
→
精子
注：与其同时产生的
另三个精子的基因组
成为aB、Ab、Ab
（两两相同，且互
补）
细胞中染色体（实际为染色质状态）数目是
体细胞染色体数目的一半
2.精细胞变形成精子
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
特别提醒
识记减数分裂的“一复制、两分裂，四细胞、数减半”
（1）从过程识记：染色体复制一次，细胞分裂两次，第一次分裂的实质是同源染色体的分离，第二次分
裂的实质是姐妹染色单体的分离。
（2）从结果识记：减数分裂Ⅰ后，细胞中染色体数目减半，此后的细胞中不再含有同源染色体；最终减
数分裂形成了4 个细胞，细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半。
【教材拾遗】（必修2P18～19 图2－2）1 个精原细胞经减数分裂后产生的4 个精细胞在不考虑互换的
情况下，这4 个精细胞是两种类型，且两两相同，两类互补。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色
体组成相同，来自同一个精原细胞或初级精母细胞的精细胞之间染色体相同或互补。
考点3 卵细胞的形成过程★★★☆☆
考点4 精子与卵细胞形成过程的比较★★★☆☆
比较项目
精子的形成
卵细胞的形成
场所
睾丸（哺乳动物）
卵巢（哺乳动物）
细胞质分裂
均等分裂
卵母细胞不均等分裂；极体均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1 个精原细胞→4 个精细胞→变形
成为4 个精子（成熟配子）
1 个卵原细胞→1 个较大的卵细胞（成熟配子）
和3 个较小的极体（退化消失，不能受精）
考点5 减数分裂细胞中染色体、DNA 数量变化规律★★★☆☆
1.数量变化
性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞
时期
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
前、中
减数分裂
Ⅱ后
减数分
裂Ⅱ末
染色体数
2n
2n→n
n
2n
2n→n
核DNA 数
2n→4n
4n→2n
2n
2n
2n→n
2.减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图辨析
（1）甲为性原细胞；乙为初级性母细胞；丙、丁为次级性母细胞或第一极体；戊为性细胞。
（2）染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，是由同源染色体分开分别进入两个子细胞造成的，减数分
裂Ⅱ时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。
（3）减数分裂Ⅱ后期染色体数、DNA 数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
（4）染色体/DNA 数的值的变化规律及原因
1：1――→1：2――→1：1。
考点6 受精作用★★★☆☆
1.配子中染色体组合多样性的原因
（1）减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合
据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的动物，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会
有四种组合结果，因此会形成四种次级精（卵）母细胞，从而形成四种配子。
具有n 对同源染色体的个体产生配子的情况（不考虑基因突变和互换）
项目
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
1 个精原细胞
2n种
2 种
1 个雄性个体
2n种
2n种
1 个卵原细胞
2n种
1 种
1 个雌性个体
2n种
2n种
（2）减数分裂Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体之间的互换
2.受精作用
（1）概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
（2）实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
（3）结果：受精卵中染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子（父方），另一半
来自卵细胞（母方）。
（4）减数分裂和受精作用的意义
减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
①保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
②增加了子代的多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生
殖的优越性。
特别提醒
1.有性生殖后代多样性的原因
（1）非同源染色体的自由组合。
（2）同源染色体非姐妹染色单体间的互换。
（3）精子和卵细胞结合的随机性。
（4）基因突变和染色体变异。
2.受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方，因此核DNA 一半来自父方，一半来自母方，但质DNA
只来自母方，从而表现母系遗传。
考点7 实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片★★★☆☆
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。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，因而可据此观察减数分裂的各个时期的特
点。
2.实验步骤
（1）装片制作（与有丝分裂装片制作过程相同）解离→漂洗→染色→制片。
（2）显微观察及绘图
①低倍镜观察：在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精
细胞。
②高倍镜观察：先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察
染色体的形态、位置和数目。
③绘图：根据观察结果，绘制减数分裂不同时期的细胞简图。
陷阱1 减数分裂过程的几点易错点
易错表现
正确理解
认为同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换导
致了染色体结构变异
同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重
组
认为减数分裂Ⅱ过程中，细胞中没有姐妹染色单
体
减数分裂Ⅱ的前期和中期的细胞中都有姐妹染色单体
认为玉米体细胞中有10 对染色体，经过减数分
裂后，卵细胞中染色体数目为5 对
因同源染色体分离，卵细胞中染色体不成对，应为10
条染色体
认为减数分裂Ⅱ过程中，同源染色体的数量为0
二倍体生物在减数分裂Ⅱ过程中，同源染色体的数量
为0；四倍体生物在减数分裂Ⅱ过程中，同源染色体
的数量不为0
陷阱2 受精作用过程中的两点易错点
易错表现
正确理解
认为受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来
自卵细胞
受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子，一半来自
卵细胞，细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞
认为受精的实质是精子进入卵细胞中
受精的实质是精子和卵细胞的细胞核相互融合
有丝分裂和减数分裂的比较
1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较
2.有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像比较（以雄性动物为例）
3.减数分裂与有丝分裂相关数量的变化
（1）如图表示秀丽隐杆线虫细胞分裂过程中，不同分裂时期每条染色体上DNA 含量的变化，请分析曲线，
完成下面表格：
项目
A→B
B→C
C→D
D→E
减数分裂对应时期
S 期
G2＋减数分裂Ⅰ＋
减数分裂Ⅱ的前期
和中期
减数分裂Ⅱ的后期
减数分裂Ⅱ的后期
和末期
有丝分裂对应时期
S 期
G2＋有丝分裂的前
期和中期
有丝分裂的后期
有丝分裂的后期和
末期
（2）染色单体的变化
（3）同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化（以二倍体生物为例）
（4）细胞分裂的柱形图辨析
①减数分裂（以二倍体雄性动物为例）
②有丝分裂
考点预测：
1.图像识别与三看法应用
（1）命题形式：以细胞分裂图像为载体，要求判断分裂类型及时期（如2023 年广东高考真题）。
（2）解题策略：
①一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（如次级精母细胞），偶数进一步判断。
②二看同源染色体：无同源染色体为减Ⅱ，有则需观察行为。
③三看同源染色体行为：联会、分离为减Ⅰ，均匀排列为有丝分裂。
2.过程对比与特征辨析
（1）命题形式：以表格或简答题形式对比两者差异（如2023 年山西高考真题）。
（2）核心考点：
①染色体行为：有丝分裂全程无联会，减Ⅰ前期形成四分体。
②子细胞特征：有丝分裂产生2 个二倍体体细胞，减数分裂产生4 个单倍体生殖细胞。
③DNA 含量变化：有丝分裂DNA 复制一次均分两次，减数分裂复制一次均分四次。
3.实验设计与结果分析
（1）命题形式：设计实验观察分裂过程或验证假说（如2023 年山东高考真题）。
（2）典型案例：
①秋水仙素诱发多倍体：通过抑制纺锤体形成使染色体数目加倍，观察根尖细胞染色体数变化。
②流式细胞术检测：利用PI 染色区分G1、S、G2/M 期细胞，验证同步化效果。
4.遗传与减数分裂的关联
（1）命题形式：结合基因重组、染色体异常考查分裂机制（如2023 年山东高考真题）。
（2）核心逻辑：
①基因重组：减Ⅰ前期同源染色体互换和后期非同源染色体自由组合导致配子多样性。
②染色体异常：减Ⅰ或减Ⅱ后期分离异常可导致三体（如唐氏综合征）或单体。
1．（2025·云南·高考真题）某二倍体动物（2n=4）的基因型为GgFf，等位基因G/g 和F/f 分别位于两对同
源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【分析】根据减数分裂的特点，精（卵）原细胞经减数第一次分裂，同源染色体分离，非同源染色体上的
非等位基因自由组合，产生基因型不同的2 个次级精（卵）母细胞；1 个次级精（卵）母细胞经减数第二
次分裂，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，最终产生1 种2 个精子（卵细胞），因此，1 个精原细胞经减
数分裂共产生了2 种4 个精子，1 个卵原细胞经减数分裂共产生了1 种1 个卵细胞。
【详解】A、该细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断为减数第一次分裂后期，存
在姐妹染色单体，其上的基因相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数第一次分裂前期，同源染色体上
的非姐妹染色单体发生互换，可出现图中的情况，A 不符合题意；
B、该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，移
向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G 和g、
F 和f 这两对等位基因，而不是G 和G、f 和f，所以不可能出现图中的情况，B 符合题意；
CD、该细胞中每条染色体含有两条姐妹染色单体，且同源染色体正在分离，由于非同源染色体自由组合，
所以处于减数第一次分裂后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，即G 与g、F 与f 分离，G
与F 或f 组合，CD 不符合题意。
故选B。
【考点追溯】
减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细
胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。(必修2P27)
2．（2025·广东·高考真题）某同学用光学显微镜观察网球花胚乳细胞分裂，视野中（如图）可见（
）
A．细胞质分离
B．等位基因分离
C．同源染色体分离
D．姐妹染色单体分离
【答案】D
【分析】有丝分裂过程：（1）间期：进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐
渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、细胞质分离可以在光学显微镜下观察到，如植物细胞中出现细胞板，题图中没有出现细胞板，
不处于末期，故没发生细胞质分离，A 错误；
B、等位基因分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，且等位基因显微镜下不可见，B
错误；
C、同源染色体分离发生在减数分裂过程中，胚乳细胞不能进行减数分裂，C 错误；
D、图中染色体均匀分布在细胞两极，可知着丝粒已经分裂，姐妹染色单体形成的染色体在分离，D 正确。
故选D。
【考点追溯】
同源染色体是指形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂中能够配对的两条染色
体。
3．（2025·江苏·高考真题）图示二倍体植物形成2n 异常配子的过程，下列相关叙述错误的是（
）
A．甲细胞中发生过染色体交叉互换
B．乙细胞中不含有同源染色体
C．丙细胞含有两个染色体组
D．2n 配子是由于减数第一次分裂异常产生的
【答案】D
【分析】减数分裂过程：(1)减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体互换；②中
期：同源染色体成对的排列在赤道板两侧；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：
细胞质分裂。(2)减数第二次分裂：①前期：染色体散乱分布；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后
期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体
和染色体消失。
【详解】A、观察，从甲细胞中同源染色体的非姐妹染色单体的颜色可知，发生过染色体交叉互换，A 正
确；
B、乙细胞是减数第一次分裂后的子细胞，此时同源染色体已经分离，所以乙细胞中不含有同源染色体，B
正确；
C、丙细胞中的染色体可以分为形态、大小相同的两组，所以丙细胞含有两个染色体组，C 正确；
D、从图中看到，2n 配子是由于减数第二次分裂后期姐妹染色体单体没有分开导致，D 错误。
故选D。
【考点追溯】
减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细
胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。(必修2P27)
4．（2025·安徽·高考真题）某动物初级精母细胞中，一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体
间发生了片段互换，产生了4 种精细胞，如图所示。若该动物产生的精细胞中，精细胞2、3 所占的比例均
为4%，则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是（ ）
A．2%
B．4%
C．8%
D．16%
【答案】D
【分析】减数分裂Ⅰ开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对。联会后的每对同
源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的
片段。
【详解】从图示可以看出，一个初级精母细胞含有4 条染色单体。对于单个细胞来说，当其中两条非姐妹
染色单体发生一次交换后，这4 条染色单体最终会分离到4 个精细胞中。对于任何一个发生了互换的初级
精母细胞而言，它产生的后代精细胞中，重组型的比例是2/4=50%。不发生交换的细胞，其后代中重组型
配子的比例是0%。题中给出的“精细胞2 占4%，精细胞3 占4%”是在所有产生的精细胞（包括由发生交
换的细胞产生的和由未发生交换的细胞产生的）中的总比例。因此，重组型配子（精细胞2+精细胞3）在
总配子中所占的总比例为：总重组比例=4%+4%=8%。设发生互换的初级精母细胞的比例为X。于是我们
可以建立等式：(发生交换的细胞比例)×(这些细胞产生重组配子的比例)=(总的重组配子比例)，即：
X*50%=8%。解得X=16%。所以在减数分裂过程中，初级精母细胞发生交换的比例是16%，D 正确。
故选D。
【考点追溯】
基因重组的两种主要形式：减数分裂Ⅰ前期同源染色体上非姐妹染色单体的互换和减数分裂Ⅰ后期非同源
染色体的自由组合。
5．（2025·浙江·高考真题）若某动物（2n=4）的基因型为BbXDY，其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时
期的细胞。如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲细胞中，同源染色体分离，染色体数目减半
B．乙细胞中，有4 对同源染色体，2 个染色体组
C．XD与b 的分离可在甲细胞中发生，B 与B 的分离可在乙细胞中发生
D．甲细胞产生的精细胞中基因型为BY 的占1/4，乙细胞产生的子细胞基因型相同
【答案】C
【分析】图甲细胞同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于减数第一次分裂后期；图乙细胞着丝粒
分裂，染色体均分到细胞两极，处于有丝分裂后期。
【详解】A、甲细胞处于减数第一次分裂后期，同源染色体分离，染色体数目不变，A 错误；
B、乙细胞处于有丝分裂后期，有4 对同源染色体，4 个染色体组，B 错误；
C、XD与b 属于非同源染色体上的非等位基因，二者的分离可在甲细胞中（非同源染色体上的非等位基因
自由组合）发生，B 与B 为姐妹染色单体上的相同，二者的分离可在乙细胞中发生，随着丝粒的分裂而分
离，C 正确；
D、由图可知，甲细胞只能产生两种次级精母细胞，所以只能产生4 个两种精细胞，若产生BY，则另一种
为bXD，即甲细胞若产生BY，则产生的精细胞中基因型为BY 的占1/2，也有可能不产生BY，乙细胞有丝
分裂产生的子细胞基因型相同，D 错误。
故选C。
【考点追溯】
在减数分裂过程中：染色体数目减半时期是减数第一次分裂末期（减数第一次分裂结束），四分体存在时
期是减数第一次分裂前期和中期，存在同源染色体的时期是减数第一次分裂前、中、后和末期。
