(浙江专版)2022年高中生物 第二章 染色体与遗传 第一节 减数分裂中的染色体行为学案 浙科版必修2

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(浙江专版)2022年高中生物 第二章 染色体与遗传 第一节 减数分裂中的染色体行为学案 浙科版必修21精(卵)原细胞通过有丝分裂增殖,通过减数分裂形成精子(卵细胞)。2同源染色体概念中“同”指的是形态大小相同;“源”指来源,两条染色体中一条来自父方,一条来自母方。3减数分裂的特点是染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,导致染色体数目减半。复制发生在减数第一次分裂前的间期,同源染色体配对发生在前期,同源染色体分离发生在后期,着丝粒分裂发生在后期。4染色体数量减半发生在第一次分裂结束时;后期染色体数量与体细胞相同,但该细胞中没有同源染色体。5一个精原细胞经减数分裂胞质均等分裂形成四个等大的精细胞,再经变形而形成精子; 一个卵原细胞经减数分裂胞质不均等分裂形成一个卵细胞(大而富含营养)和三个极体。6对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。 染色体(1)染色体的结构图示:(2)染色体的类型(依据着丝粒的位置划分): (3)染色体的主要成分:由DNA和蛋白质组成。(4)功能上:染色体是细胞核内遗传物质DNA的载体。(5)数量上:每种生物细胞核中染色体的形态和数目是相对恒定的。大多数生物的体细胞中染色体是成对存在的;生殖细胞中则是成单存在的。1怎样表述染色体和染色质之间的关系?提示:它们是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态。2识别染色体的标志有哪些方面?提示:同一种生物,细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置等都是相对恒定的,它们是识别染色体的重要标志。1染色体与染色质染色体在间期以细丝状的染色质状态存在,有利于DNA分子的复制和有关蛋白质的合成;在分裂期以螺旋状的染色体状态存在,有利于染色体的平均分配和遗传物质的平均分配。在形态上有染色体与染色质的明显区分,其他情况下统称染色体,如染色体复制。2染色体、姐妹染色单体、着丝粒、DNA的关系(1)染色体的条数等于着丝粒数,有几个着丝粒就有几条染色体。(2)染色单体是染色体复制后,一个着丝粒上连接的两条相同的单体,这两条单体被称为姐妹染色单体,其整体是一条染色体。染色单体在S期形成,在前期显微镜下可见。(3)比较见下表: 项目图形着丝粒染色体姐妹染色单体DNA1个1条无1个1个1条2条2个3姐妹染色单体和非姐妹染色单体(1)姐妹染色单体:由同一着丝粒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:不同着丝粒连着的两条染色单体,如图中的a和b、a和c等。特别提醒(1)不管一个着丝粒是否含有染色单体,细胞中染色体的数目都是以着丝粒的数目来确定的。(2)存在染色单体的时期是S期染色体复制之后、后期着丝粒分裂之前的一段时期,如有丝分裂的前期、中期,整个减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期、中期。减数分裂过程中的染色体行为1减数分裂的概念范围进行有性生殖的真核生物时期在原始生殖细胞发展成为成熟生殖细胞的过程中场所以动物为例:睾丸 () 或卵巢 ()特点染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次结果新产生的生殖细胞中,染色体数目减半 2减数分裂过程中的染色体行为(1)间期:DNA分子的复制和有关蛋白质的合成(分子水平)、染色体复制 (细胞水平)。(2)减数分裂第一次分裂:前期:同源染色体配对后形成四分体,在同源染色体的两条非姐妹染色单体之间常发生交叉互换。中期:配对的同源染色体排列在赤道面上。后期:同源染色体分离,分别移向细胞的两极;最终细胞两极都只有各对同源染色体中的一条;同时非同源染色体发生自由组合。末期:胞质分裂形成两个子细胞,每个子细胞中染色体数只有母细胞的一半,且无同源染色体存在。(3) 减数分裂第二次分裂:前期:时间很短,每条染色体都有2条染色单体。中期:所有染色体的着丝粒排列在赤道面上。后期:着丝粒分裂,染色单体分开,染色体数目暂时加倍。末期:两个子细胞各自分裂,最终形成4个子细胞。1是不是所有的生物都能进行减数分裂?是不是有性生殖的生物的所有细胞都能进行减数分裂?提示:不是所有的生物都能进行减数分裂,只有有性生殖的生物才进行减数分裂。进行有性生殖的生物并非所有细胞都能进行减数分裂,只有原始的生殖细胞(动物的精原细胞、卵原细胞)才有可能进行减数分裂。2是否所有的原始生殖细胞如精原细胞都进行减数分裂?减数分裂有细胞周期吗?提示:(1) 不是。精原细胞有的进行减数分裂产生精细胞,有的进行有丝分裂增加精原细胞的数量。(2)减数分裂没有细胞周期。3形态、大小相同的染色体是否一定是同源染色体?同源染色体是在什么时期配对和分开的?提示:(1)不一定,若一条来自父方,一条来自母方,则是同源染色体,否则不是。配对的两条染色体是同源染色体。(2)同源染色体的两两配对发生在前期;同源染色体的分开则发生在后期。4减数分裂中一个细胞内核DNA分子数比体细胞(2a)中数量减半是如何发生的?提示:减数分裂过程中一个细胞内核DNA分子数比体细胞中数量减半的时期是减数第二次分裂的末期,原因是间期核DNA复制增倍(4a),减数第一次分裂后细胞一分为二,使核DNA回到原来最初数量状态(2a),减数第二次分裂细胞又一分为二,使核DNA减少到体细胞中数量的一半(a)。1减数分裂过程中几组概念的比较(1)同源染色体和非同源染色体:项目同源染色体非同源染色体核心概念减数分裂中能配对的染色体减数分裂中不能配对的染色体来源一条来自父方,一条来自母方可以相同也可不同形态大小一般相同 (但X、Y不相同)一般不同(着丝粒分裂的子染色体相同)图形说明1和2、3和4分别属于一对同源染色体1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体5和6不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是一条染色体中的两条染色单体分开后形成的两条一模一样(相同)的子染色体。(2)同源染色体与四分体:四分体是同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中配对后的一对同源染色体因含有4条染色单体被称为四分体。在有丝分裂过程中始终存在同源染色体,复制后每一对同源染色体也包含4条染色单体,但由于不发生同源染色体的配对,所以细胞中不存在四分体。概念之间的数量关系: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。2减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较(设体细胞内染色体数为2n,核DNA数为2a)项目减数第一次分裂减数第二次分裂分裂前是否复制复制不复制起始细胞名称初级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞(或第一极体)染色体数目变化2nn(减半)n2nn(不变)核DNA数目变化4a2a(减半)2aa(减半)染色体主要行为染色体复制、同源染色体配对、四分体(交叉互换)、同源染色体分离、非同源染色体自由组合着丝粒分裂,姐妹染色单体分开同源染色体含有(n对)无(一般称0对)子细胞名称次级精(卵)母细胞(或第一极体)精细胞、卵细胞(或第二极体)3减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化(1)细胞中染色体数目和核DNA含量的变化规律:项目精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子前期、中期后期染色体数目2N2NN2NNN核DNA数目2a4a2a2aaa(2)减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线分析:在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和后期着丝粒分裂之后(FH和fh段),染色体核DNA11。在间期完成DNA复制之后到后期着丝粒分裂之前(CF和cf段),染色体核DNA12。各关键点变化的原因:BC段DNA复制; DE(de)段同源染色体分离;ff段着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;H(h)点姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。特别提醒(1)减数分裂过程中,染色体复制1次、细胞分裂2次、着丝粒分裂1次、染色体减半1次、DNA减半2次。(2)在减数分裂过程中,核DNA数量最大值为4N,而染色体数量最大值为2N。4减数分裂过程中染色体的行为(1)复制。实际上是核DNA复制加倍和有关蛋白质的合成,发生在减数第一次分裂前的间期。复制的结果是每条染色体含有两条并列着的姐妹染色单体(由一个共同的着丝粒相连),并使核DNA数目加倍(2a4a)。(2)同源染色体配对,形成四分体。在减数分裂过程中,同源染色体两两配对(配对时每条染色体已复制但仍处于染色质状态,细丝状的非姐妹染色单体易交叉),在配对的基础上,染色质高度螺旋化,形成在显微镜下能看到的两两配对的染色体,因每对同源染色体均含有四条染色单体,所以叫四分体。(3)交叉互换。在减数分裂的前期(四分体时期)往往发生同源染色体的两条非姐妹染色单体片段的交叉互换现象。(4)分离和组合。后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合(这是基因分离定律和自由组合定律的细胞学基础)。(5)平均分配,数目减半。由于同源染色体分离,导致减数第一次分裂结束后,每个子细胞中染色体数目减半。(6)着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。后期时着丝粒分裂,连在一个着丝粒上的两条姐妹染色单体分开,各成为一条子染色体,使染色体数目暂时加倍,后平分到子细胞中去。精子与卵细胞的产生1精子的产生2卵细胞的产生1某精原细胞内染色体数如下图所示,请绘图推演精细胞中的染色体的组成是怎样的?提示:2试用减数分裂中的染色体行为简单分析卵细胞和精子中染色体组合多样性的原因?提示:(1)同源染色体分离时的非同源染色体的组合是随机的。(2)同源染色体间非姐妹染色单体可发生交叉互换。3减数分裂第一次分裂和第二次分裂在染色体方面最主要的区别是什么?后期初级精(卵)母细胞和后期次级精(卵)母细胞中分配到两极的两组染色体之间分别是什么关系?提示:(1)减数第一次分裂发生了同源染色体先配对后分离的现象,减数第二次分裂发生了着丝粒分裂、姐妹染色单体分开的现象。后期是同源染色体分离,后期则是姐妹染色单体分开。1精子与卵细胞形成过程比较项目精子卵细胞形成部位动物睾丸、植物花药动物卵巢、植物胚囊原始生殖细胞精原细胞(或小孢子母细胞)卵原细胞(或大孢子母细胞)细胞质的分裂与分配情况两次分裂都均等只有减数第二次分裂中第一极体均等分裂,其他分裂皆不均等分裂结果1个精原细胞4个精细胞(生殖细胞)1个卵原细胞1个卵细胞(生殖细胞)3个极体(消失)是否变形需要变形不需变形相同点染色体的行为和数目变化的过程是一样的,表现在:a.染色体都是在减前的间期完成复制b减过程都发生同源染色体配对形成四分体、同源染色体分离c减过程都有着丝粒的分裂,姐妹染色单体的分开产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半2同源染色体的判断依据(1)据配对现象判断:细胞中有染色体两两配对现象时,说明细胞中一定含同源染色体。(2)据染色体数目判断:当正常细胞中染色体数目为奇数时,说明细胞中无同源染色体。(3)据染色体的形态和大小判断:一个细胞中的每条染色体在该细胞中均有一条形态、大小与之相同的染色体时,说明细胞中可能存在同源染色体。3含n对同源染色体的精(卵)原细胞、生物体形成的配子(无交叉互换)精(卵)原细胞个数配子个数配子种类1个精原细胞42种(多种情况)1个卵原细胞11种(多种情况)m个精原细胞4m2nm个卵原细胞m2n1个生物体2n特别提醒(1)一个精原细胞经过减数分裂可以形成四个等大的精细胞,经过变形形成四个两种染色体组成不同的精子,这四个精子染色体组成的特点是“由同一个次级精母细胞分裂来的两两相同”。(2)一个卵原细胞只形成一个一种卵细胞3个极体。极体中几乎没有细胞质,细胞质主要分配到卵细胞中,细胞质中贮存有大量的受精卵发育所需要的营养物质。(3)胞质均等分裂的不一定是精子形成过程,如后期第一极体的胞质是均等分裂的;胞质不均等分裂一定是卵细胞形成过程。受精作用与减数分裂的意义1配子中染色体组合多样性的原因(1)后期:同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。(2)前期:同源染色体上的非姐妹染色单体间发生交叉互换。2受精作用判断(1)受精时,精子全部进入卵细胞中。()(2)受精时,可发生多个精子与一个卵细胞结合的现象。()(3)受精的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合。()(4)受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方。()3减数分裂的意义(1)就有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定有重要作用。(2)减数分裂为生物的变异提供了可能。1结合细胞膜的有关知识分析,精子和卵细胞的相互识别与细胞膜上的哪种成分有关,精子和卵细胞融合的过程体现了膜的什么特性?提示:精、卵细胞的相互识别与细胞膜表面的糖蛋白有关。二者相互融合体现了膜的流动性。2受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质?试分析原因。提示:不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方;但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。3减数分裂和受精作用为什么可维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定?提示:经过减数分裂使生殖细胞(配子)中染色体数目比体细胞减少一半,而受精作用使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。1受精作用的细胞学基础(1)质膜的识别功能:一般来说,只有同种生物的精子和卵细胞才能相互识别,进行融合完成受精作用。(2)生物膜的流动性:使两性生殖细胞融合为一个受精卵。2有性生殖产生的后代呈现多样性的原因(1)配子中染色体组合具有多样性:后期非同源染色体自由组合,导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。前期四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,导致减数分裂产生的配子种类增多。(2)受精时卵细胞和精子结合具有随机性。3减数分裂与受精作用的意义有利于生物在自然选择中的进化;维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。其过程可用下图表示:特别提醒受精卵的细胞核中的遗传物质(核DNA)一半来自父方,一半来自母方;但由于受精过程中精子的细胞质几乎不参与受精卵的形成,因此受精卵的细胞质中的遗传物质DNA几乎全来自母方。 以图示为载体,考查减数分裂中的基本概念例1关于右图的叙述不正确的是()A在前期时,与、与联会,形成两个四分体。B在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体C是一条染色体,包含两条染色单体和,它们通过一个着丝粒相连D细胞中含有两对同源染色体,其中和为一对同源染色体思路点拨精讲精析图中和为一对同源染色体,和也为一对同源染色体。每条染色体均包含两条姐妹染色单体,且染色体的着丝粒均位于赤道面两侧,表示处于减数第一次分裂中期;在减数第一次分裂前期时,同源染色体两两配对,发生联会,形成四分体;在减数第一次分裂后期时,同源染色体分离,移向同一极的染色体均不含同源染色体。答案B减数第二次分裂后期(如右图)移向两极的两条染色体虽然形态、大小相同,但却是由同一条染色体复制而来的(即来源相同),因此不是同源染色体。1下面关于同源染色体的叙述中,正确的是()同源染色体一条来自父方,一条来自母方同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体同源染色体的形状和大小一般都相同在减数分裂中配对的两条染色体A BC D解析:选C同源染色体是指在减数分裂中配对的两条染色体,一条来自父方,一条来自母方,形状和大小一般都相同;由一条染色体复制形成的两条姐妹染色单体,分开后成为两条染色体,它们的来源是相同的。以图示为载体,考查减数分裂的过程例2下列是动物细胞减数分裂各时期的示意图,正确表示分裂过程顺序的是()A BC D思路点拨精讲精析根据细胞中染色体行为的变化可判断处于后期,此时染色体的着丝粒分裂,染色单体分开成为染色体,在纺锤丝的牵引下移向两极且无同源染色体;处于后期,此时细胞中同源染色体分开;处于前期,此时细胞中同源染色体配对,形成四分体;是减数第一次分裂产生的次级精母细胞,处于前期;处于末期,细胞分裂完成,产生了四个生殖细胞;处于中期,此时细胞中同源染色体成对地排列在细胞的赤道面上,可得出这些细胞的分裂顺序为。答案D(1)减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离。减数第二次分裂的主要特点是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离。(2)减数第一次分裂分开的是同源染色体,第二次分裂分开的是姐妹染色单体。(3)第一次分裂导致染色体数减半,第二次分裂前后染色体数未变(相当于一次有丝分裂)。两次分裂都导致DNA数减半。2处于下列各时期的细胞中既含同源染色体,又含染色单体的是()后期前期有丝分裂后期有丝分裂中期中期 后期A B C D解析:选C后期同源染色体分离,形成的子细胞内不再存在同源染色体,故无同源染色体;染色体复制后,同一个着丝粒上连着两条染色单体,当着丝粒分裂后染色单体分开形成染色体,着丝粒在有丝分裂后期或后期分裂,故不存在染色单体,既含同源染色体,又含染色单体的是。以柱形图为载体,考查减数分裂过程中染色体数目与DNA分子数目的变化例3下图中甲丁为某动物(染色体数2n)睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例,关于此图叙述错误的是() A代表染色单体 B甲所处阶段发生基因的自由组合C甲丁中DNA的数量比是4221 D丁图可表示有丝分裂后期思路点拨精讲精析由图中数量变化关系可知:代表染色体,代表染色单体,代表DNA;甲表示减时期,故在甲阶段可发生基因的自由组合;由图中可知甲丁中DNA的数量比为4221;丁中染色体数和DNA数都是n,无染色单体,染色体数是体细胞中染色体数的一半,应该是减结束时,而有丝分裂后期染色体数和DNA数都是4n。答案 D减数分裂过程中各时期一个细胞内染色体、核DNA、染色单体的数量变化(设正常体细胞染色体数为2N,核内DNA含量为2a)项目减数分裂间期减数分裂减数分裂前期中期后期末期前期中期后期末期染色体数2N2N2N2N2NNNN2N2NN核DNA含量2a4a4a4a4a4a2a2a2a2a2aa染色单体数04N4N4N4N4N2N2N2N00(1)染色单体消失在后期,此时开始染色单体数为零。(2)处于后期的细胞中,染色体数DNA分子数。(3)处于减数分裂前的间期的G2期、前期中期时,染色体DNA染色单体122。3下图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。下列有关ac段(不含a、c点)的叙述正确的是() A细胞中始终存在染色单体B细胞中始终存在同源染色体C细胞中染色体和核DNA数之比由12变为11D此时期表示初级精(卵)母细胞解析:选A据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此该虚线应表示减数分裂过程中DNA的变化相对值,实线表示染色体的变化相对值,其中Oa表示减数分裂的间期,b为减数第一次分裂末期,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,bc段处于次级性母细胞阶段,无同源染色体,c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程。ac段(不含a、c点)细胞中始终存在染色单体,并且染色体和核DNA数之比一直为12。以过程图为载体,考查精子与卵细胞的产生例4动物的卵细胞形成过程如下图所示,请据图回答:(1)该过程发生的场所是_。(2)是_细胞,有染色单体_条,四分体_个。用中的数字表示该细胞分裂时,一定要分离的染色体是_;在该分裂过程中,非同源染色体的组合是_。(3)指出下列过程各发生在减数分裂的哪个时期,并在括号内注明相应的序号。同源染色体配对:_。同源染色体分离:_。染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开_。思路点拨精讲精析染色体的复制发生在减数第一次分裂前的间期,同源染色体的分开发生在后期,而后期则完成了着丝粒的分裂,使染色体数目暂时加倍。本题重在考查卵细胞的形成过程,在解本题时常遇到的错误是混淆卵细胞与精子的形成过程,混淆减数分裂各个阶段的特点及DNA、染色体数目的变化。可见,要正常解答本题应该对减数分裂各阶段的特点及分裂过程中DNA、染色体的变化趋势记忆深刻。答案(1)卵巢(2)初级卵母821和2、3和41和3、2和4或1和4、2和3(3)前期 后期 后期精子与卵细胞形成过程中有关细胞的判断判断规律:4下面为某高等哺乳动物体内五个不同细胞分裂时期的图像。下列说法不正确的是()A图中DNA数目是染色体数目二倍的细胞为乙、丙、戊,不含染色单体的细胞为甲、丁B从图丁可确定该动物一定是雄性个体,其体细胞内的染色体数目为4条C图中含有同源染色体的细胞是甲、乙、丙、戊,含有四分体的细胞为乙、戊D若该生物为基因型是AaBb的雄性个体,则该生物能产生四种配子解析:选B图甲为有丝分裂的后期,图乙为中期,图戊为同源染色体配对形成四分体;图丙为有丝分裂中期;图丁没有同源染色体且姐妹染色单体分离,为后期。以具体信息为依托,考查配子基因(或染色体)组成的多样性例5从某动物产生的精子中提取出四个,经测定基因型分别为AB、Ab、aB、ab,若不考虑交叉互换与基因突变,下列说法不正确的是()A这四个精子至少来自两个精原细胞B这四个精子可能来自同一个精原细胞CAB、ab不可能来自同一个次级精母细胞DAB、Ab不可能来自同一个初级精母细胞思路点拨精讲精析在不考虑交叉互换与基因突变的情况下,一个精原细胞进行减数第一次分裂时由于等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合而形成基因型为AB和ab或Ab和aB的两个次级精母细胞。减数第二次分裂时,由同一个次级精母细胞形成的两个精子的基因型是完全相同的,为AB、AB和ab、ab或Ab、Ab和aB、aB。若出现基因型为AB、Ab、aB、ab的四个精子,说明其至少来自两个不同的精原细胞。答案B根据染色体组成判断配子来源的方法(1)若两个精细胞中染色体完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。简记为“同为同一次”。(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。简记为“补为同一初”。(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一体”。5下图甲是某生物的一个精细胞,根据染色体的类型和数目,判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有()ABC D解析:选C减数第一次分裂的特点:同源染色体分离;减数第二次分裂的特点:次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中,所以由同一精原细胞最终分裂形成的精细胞中,染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体特点分析,图与图甲的染色体组成互补,图与图甲的染色体组成基本相同,由此可判断出与图甲精细胞来自同一个精原细胞。受精作用例6下列有关受精的叙述错误的是()A受精卵中全部的遗传物质一半来自父方,一半来自母方B受精时,精核与卵核会发生融合C受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方D受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同思路点拨精讲精析受精是精子和卵细胞结合成合子的过程,在此过程中精子只有头部进入卵细胞,尾部留在外面,精子的头部进入卵细胞内以后,精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合在一起,形成受精卵的细胞核,所以合子中的染色体一半来自父方(精子),一半来自母方(卵细胞),使受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目;因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中),在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质(DNA),而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,所以受精卵中的全部遗传物质就不是一半来自父方,一半来自母方,而是母方比父方多提供了细胞质中的遗传物质。答案 A6以下对高等动物通过减数分裂形成的、配子以及受精作用的描述,正确的是()A每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/2的遗传物质B等位基因进入卵细胞的机会并不相等,因为一次减数分裂只形成一个卵细胞C进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质D、配子彼此结合的机会相等,因为它们的数量相等解析:选C因核基因是均分的,所以每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中l/4的遗传物质;等位基因进入卵细胞的机会是相同的,各占一半;雌雄配子的数量一般不相等,雄配子远远地多于雌配子的数量。课堂回扣练习一、概念原理识记题1下列有关四分体的叙述正确的是()A四分体中的姐妹染色单体间常发生交叉互换B一对配对的同源染色体含有四条染色单体C四分体是含染色单体的任意两条染色体D形状和大小相同的两条染色体含有四个DNA分子解析:选B减数分裂过程中,配对后的每对同源染色体含有四条染色单体,称为四分体,四分体中的非姐妹染色单体间常发生交叉互换。二、易错易混辨析题2下列关于几位同学对细胞分裂过程中同源染色体的认识,其中正确的是()A甲同学认为同源染色体的大小、形状一定相同B乙同学认为大小、形状相同的染色体一定是同源染色体C丙同学认为同源染色体一定要配对,形成四分体D丁同学认为减数分裂过程中,细胞内可能没有同源染色体解析:选D同源染色体的大小、形状一般相同,但也有例外,如人体男性体细胞中的X、Y这对性染色体,形状和大小差别较大,Y染色体比X染色体要小得多。大小、形状相同的染色体不一定是同源染色体,如姐妹染色单体着丝粒分裂后形成的两条染色体,大小、形状完全相同,但不是同源染色体。减数分裂中配对的染色体一定为同源染色体,但同源染色体在有丝分裂过程中不发生配对。在减数第一次分裂结束后,同源染色体分别进入两个子细胞中,故减数第二次分裂过程中,细胞内无同源染色体。3下面为精原细胞增殖以及形成精细胞过程的示意图。图中标明了部分染色体与染色体上的基因。设和细胞都处于染色体的着丝粒向两极移动的时期。下列关于图解叙述正确的是()A中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4aB有姐妹染色单体,和也可能有姐妹染色单体C中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4aD中无同源染色体,染色体数目为n,DNA数目为2a解析:选C表示有丝分裂过程后期的细胞,含有同源染色体,着丝粒已分裂,染色体数暂时加倍为4n,DNA分子数为4a;为初级精母细胞,含有染色单体,在有丝分裂后期()及后期的细胞中不含姐妹染色单体;中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4a;为次级精母细胞处于后期,由于着丝粒分裂染色体数暂时加倍为2n。三、基本原理应用题4基因型为Mm的动物,在产生精子的过程中,如果不考虑交叉互换,基因M和M、m和m、M和m的分离,分别发生在下列哪些过程中()精原细胞形成初级精母细胞初级精母细胞形成次级精母细胞次级精母细胞形成精细胞精细胞变形为精子A B C D解析:选B基因M和M、m和m的分离,发生在减数第二次分裂中着丝粒分裂时;M和m的分离发生在减数第一次分裂中同源染色体分开时。四、实验探究分析题5为了观察减数分裂各时期的特点,实验材料选择恰当的是()蚕豆的雄蕊 桃花的雌蕊蝗虫的精巢 小鼠的卵巢A B C D解析:选C要想观察减数分裂的全过程,必须要求观察材料能够连续地完成减数分裂的过程。蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢能够完整地进行减数分裂;而桃花的雌蕊中减数分裂已经完成,形成了卵细胞等生殖细胞,观察不到整个减数分裂的过程;小鼠卵巢中的卵子只能分裂到减数第二次分裂的中期,观察不到整个过程。植物的雄蕊和昆虫精巢中正在进行减数分裂的细胞很多,也容易找到减数分裂的各个时期的细胞。回扣知识点1四分体的概念及形成。 2易误点提醒:分裂各时期同源染色体认知3易误点提醒:染色体复制时染色体数、染色单体数、DNA数的变化异同辨析。4能力迁移:能够运用减数分裂的过程对相关生物学问题进行分析。5方法指导选择的实验材料应能够达到实验目的。课下综合检测1一、选择题1下图染色体中表示近端着丝粒染色体的是() 解析:选B近端着丝粒染色体特点是着丝粒两侧的臂长短不一,一条臂长、一条臂短。2以下为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。按分裂时期的先后排序,正确的是()A BC D解析:选B为减数分裂后期,理由是同源染色体分离。为中期,理由是同源染色体排列在赤道面两侧。为后期,理由是没有同源染色体,着丝粒分裂。为中期,理由是没有同源染色体,着丝粒排列在赤道面上。所以顺序是。3下列关于减数分裂过程的叙述中,不正确的是()A配对的染色体各自具有一定的独立性B不同对的同源染色体之间是可发生自由组合的C一个四分体中含有四条染色单体D配对的同源染色体一同移向哪一极是随机的解析:选D配对的染色体是同源染色体,它们在后期彼此分离,分别进入两个次级性母细胞中,具一定的独立性。不同对的同源染色体之间的关系属于非同源染色体的关系,非同源染色体之间在后期中表现为自由组合;同源染色体在前期配对,此时每对同源染色体含四条染色单体。后期配对的同源染色体彼此分离,分别移向两极。虽然其中一条染色体移向哪一极是随机的,但正常情况下同源染色体不能同时移向同一极。4细胞减数第一次分裂过程中不会出现()A同源染色体配对B四分体中的非姐妹染色单体之间交叉互换C同源染色体彼此分离D姐妹染色单体分离解析:选D姐妹染色单体分离发生在减数分裂后期(或有丝分裂后期)。5(江苏高考改编)下图为某生物一个细胞的分裂图像,着丝粒均在染色体端部,图中1、2、3、4 各表示一条染色体。下列表述正确的是()A图中细胞处于减数第二次分裂前期B图中细胞的染色体数是体细胞的2 倍C染色体1 与2 在后续的分裂过程中会相互分离D染色体1 与3 必定会出现在同一子细胞中解析:选C图中同源染色体联会,属于前期;一个着丝粒上有两条DNA分子,但染色体数目没变,和体细胞中的数目一样;染色体1和2是同源染色体,在后期会相互分离,进入不同子细胞;1和3是非同源染色体,在后期,会发生自由组合,1可以和3或4进入同一个子细胞。6对下图减数分裂过程某阶段的描述,正确的是()A同源染色体移向两极B非姐妹染色单体交换结束C该细胞处于减数分裂的中期D姐妹染色单体排列在赤道面上解析:选B题图为动物细胞减数第一次分裂中期图,同源染色体两两整齐地排列在赤道面上,其中非姐妹染色单体的交换在前期已经结束。7.(江苏高考)观察到的某生物(2n6)减数分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是()A减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离B减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离C减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次D减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次解析:选A题干中2n6,说明是二倍体生物、染色体数为6条,正常减数分裂后子细胞中的染色体数应为3个,而此图中减数第二次分裂后期的一极中是4个,且图中一极的第二个和第四个是相同的,说明它们是同源染色体,出现这种情况的原因是在减数第一次分裂时一对同原染色体没有分离,进入同一个次级性母细胞。8人体下列细胞中,一般含有同源染色体的一组是()口腔上皮细胞 精原细胞 次级精母细胞 成熟红细胞 心肌细胞A B C D解析:选D减数分裂后期同源染色体分开,产生的次级精母细胞中无同源染色体,而成熟的红细胞没有细胞核,也不含有同源染色体。9下列关于减数分裂的叙述,正确的是()减数分裂包括两次连续的分裂 在次级精母细胞中存在同源染色体着丝粒在后期一分为二减数分裂结果是染色体数目减半,DNA数目不变同源染色体分离,导致染色体数目减半配对后染色体复制,形成四分体染色体数目减半发生在减数分裂的末期A BC D解析:选C次级精母细胞中不存在同源染色体,在后期同源染色体分开;着丝粒是在后期而非后期一分为二的;减数分裂的结果是生殖细胞中的染色体数和核DNA分子数都减半;染色体复制是在配对之前完成的;染色体数目减半发生在减数分裂的末期。10同种生物雌、雄个体生殖细胞形成过程的各阶段中,DNA含量最多的是()A初级精(卵)母细胞 B卵细胞或极体 C次级精(卵)母细胞 D精细胞或精子解析:选A染色体在间期完成复制形成初级精(卵)母细胞,此时细胞中DNA含量加倍,接着由于细胞连续两次分裂形成四个子细胞,导致核内DNA含量连续两次平均分配,故核DNA含量是初级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞 精(卵)细胞。二、非选择题11下面为某雄性动物细胞分裂的一组图像,请据图回答: (1)该动物的体细胞中染色体数目是_条。(2)正在进行减数分裂的细胞是图_,含有染色单体的细胞是图_,没有同源染色体的细胞是图_。(3)图B所示的细胞有_个四分体,图C所示的细胞所处的分裂时期为_,图D所示的细胞经细胞分裂后形成的是_。(4)A细胞有_条染色体,有_个DNA分子,A细胞经分裂形成的子细胞是_。(5)此5个细胞发生的先后顺序可能是_。解析:图中有同源染色体且无配对现象的A、C为有丝分裂,其余为减数分裂,有丝分裂后期和后期,着丝粒分裂且细胞中无染色单体,但后期细胞中无同源染色体。A为有丝分裂后期,D为后期,E为中期。该动物体细胞中有2对4条染色体。答案:(1)4(2)B、D、EB、C、ED、E (3)2有丝分裂中期精细胞(4)88体细胞 (5)CABED12下图中甲、乙、丙分别表示某种生物(只含两对同源染色体)的三个正在进行分裂的细胞,请据图回答下列问题: (1)甲图表示_期细胞,分裂后产生的子细胞名称是_。(2)乙图表示_期细胞,有同源染色体_对,产生的子细胞为_。(3)丙图表示_期细胞,该细胞名称是_,分裂后产生的子细胞是_。解析:审题时要注意:“只含两对同源染色体”的限制条件,识图时要比较三个细胞的形态和各细胞内染色体的排布状态。三幅图均显示:染色体平均分布到细胞两极和细胞形态伸长,可以断定它们均处于分裂后期。再比较甲、乙两图:甲图中染色体存在染色单体,且又是同源染色体分离,可以确定甲图为减数分裂后期,乙图中着丝粒分裂,且细胞的两极可找到成对的同源染色体,可确定乙图为有丝分裂后期。最后比较乙、丙两图:丙图染色体比乙图减少一半,且移向两极的染色体成单存在,加上丙图细胞质出现不均等内缢,所以可以确定丙图为后期,丙图细胞为次级卵母细胞,它分裂后产生的子细胞一大一小,分别为卵细胞和第二极体。答案:(1)减数第一次分裂后次级精母细胞(2)有丝分裂后4体细胞(3)减数第二次分裂后次级卵母细胞 卵细胞和第二极体课下综合检测2一、选择题1某动物减数分裂所产生的一个极体中,染色体数为m,核DNA分子数为n,已知mn,则该动物的一个初级卵母细胞中的染色体数和核DNA分子数分别是()Am和n B2m和2n C2m和4n D4m和2n解析:选C题干中已知产生的一个极体中染色体数等于DNA分子数,说明此时着丝粒已经分裂,该极体是第二极体,故原体细胞中染色体数应为2m,核内DNA分子数为2n。初级卵母细胞由卵原细胞经染色体复制而来,其染色体数为2m,DNA分子数为4n。2下图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()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中信息相符的是()A所处阶段细胞内可能发生自由组合现象B代表初级精母细胞C代表染色体D中的数量比是2441解析:选A分析图示可知:为精原细胞,为初级精母细胞;在减 后期可发生基因的自由组合。为次级精母细胞,为精细胞;表示染色体;表示染色单体;表示DNA;中,DNA的数量比是2421。3下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞核内DNA分子数量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是() A同源染色体的联会发生在de的初期Be点染色体数目为n,f点染色体数目又出现短时间的加倍Ce点同源染色体分离,f点染色体的着丝粒分裂Dac是间期,cf是分裂期,fg是精细胞变形的阶段解析:选D间期染色体完成复制,进入分裂期后,同源染色体就出现配对现象,应发生在cd初期。e点完成减数第一次分裂,同源染色体发生了分离,染色体数目变为n;f点完成减数第二次分裂,每个子细胞中染色体数目仍为n条。e点表示同源染色体的分离并进入了两个子细胞中;f点表示着丝粒分裂后形成的两条染色体分别进入到两个子细胞中;ac段完成DNA的复制,表示间期;cf段DNA连续两次减半,表示分裂期;fg表示完成分裂后精细胞变形为精子。4下列代表精子的染色体,A和a、B和b分别是细胞内的两对同源染色体,下列哪四个精子来自同一个精原细胞()AAb、Ab、ab、ab BaB、Ab、AB、ABCAb、aB、Ab、aB DAB、Ab、ab、aB解析:选C在减数第一次分裂时期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合,移向两极。对于含A、a,B、b两对同源染色体的初级精母细胞来说有两种分离情况:若一组是A与B组合,另一组则是a与b组合,经减数第二次分裂和变形后分别形成2个AB和2个ab的精子;或者是另一种分离情况,即形成2个Ab和2个aB的精子。但对于一个细胞来说只能有其中的一种分离情况,因此只能产生两种类型的精子。5.右图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况,该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞,其中一个极体的染色体组成是1、3,则卵细胞的染色体组成是()A2、4 B1、3C1、3或2、4 D1、4或2、3解析:选C一个卵原细胞减数分裂形成的子细胞染色体两两相同,即4个子细胞2种类型。6一个初级精母细胞内有8条染色体,经减数分裂后,可能产生的精子种类和实际产生的精子种类分别是()A16种、2种 B32种、4种 C8种、4种 D16种、8种解析:选A一个初级精母细胞若有n对同源染色体,通过同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,产生精子的种类可能有2n种。但一个初级精母细胞实际只能产生4个精子,且两两相同。7人类精子发生过程中,下列说法不正确的是()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解析:选D人体体细胞中含有46条染色体,在减数分裂的间期,DNA复制可能出现差错,姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同,复制后的每条染色体上含有两条姐妹染色单体,故细胞中染色单体数最多可以达到92条;姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期;一个精原细胞可产生4个精子,且两两相同,故其产生两个相同精子的概率为1。8正常情况下,受精作用不会导致()A双亲遗传物质在受精卵内会合B有性生殖细胞结合后成为体细胞C受精卵内的染色体数目是亲代体细胞的二倍D受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方解析:选C减数分裂形成染色体数目减半的精、卵细胞,受精作用使染色体数目恢复到体细胞中数目。9.右图为某种动物雌性和雄性的体细胞染色体模式图。该种动物交配所形成的受精卵染色体模式图可能是()解析:选D受精卵中染色体一半来自父方,一半来自于母方。10下图是某生物的精细胞,其中来自同一个次级精母细胞的是()A B C D解析:选B在不发生交叉互换的情况下,一个次级精母细胞产生的两个精细胞中的染色体数目、形态相同。二、非选择题11下图一、图二表示两种不同生物细胞增殖的相关过程,图三、图四是核内DNA在分裂过程中的变化曲线,请据图回答下面的问题:(1)从图三分裂进程分析,此曲线有一个不科学的地方是_。(2)分析图二中的乙图可知:该细胞处于_期,它能产生_种类型的子细胞。(3)分析图一、图二各细胞分裂图,染色体数与正常体细胞相同的是_。(4)图一是某植物根尖分生区细胞的分裂图,该细胞处在曲线图_中的_段。(5)请在图四中画出此种分裂过程中染色体的变化曲线。解析:(1)间期经历时间长,约占细胞周期的90%95%。(2)乙图同源染色体分离,为后期,因此能产生2种子细胞。(3)图一为有丝分裂中期,染色体数目与体细胞相同;图二中甲为有丝分裂后期,染色体数目是体细胞的两倍;乙为减数第一次分裂后期,染色体数目与体细胞相同;丙为中期,染色体数目为体细胞的一半。(4)根尖分生区细胞进行有丝分裂,图三AB段表示有丝分裂间期,BC段表示前期,CD段表示中期。(5)画图提示:染色体复制之后,染色体数目仍为2N;cd段染色体平均分配到两个子细胞,染色体数变为N;后期着丝粒分裂,暂时加倍为2N;ef段染色体又平均分配到两个子细胞,染色体数变为N。答案:(1)间期时间在一个细胞周期中所占的比例太小(2)减数第一次分裂后 2(3)图一和图二中的乙(4)三 CD(5)如上图所示(要看好各个转折点的位置是否准确)12假设下图甲为动物精巢内的一个精原细胞在减数分裂过程中染色体数量变化的曲线图。(图中数
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