【优化方案】高中生物 第二章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用（第1课时）减数分裂学案 新人教版必修2

第1节减数分裂和受精作用第1课时减数分裂 学习导航1掌握减数分裂过程中DNA分子、染色体数目的变化及细胞形态的改变。2.会区分精子和卵细胞形成的不同点。一、减数分裂(阅读教材P16)1范围：进行有性生殖的生物。2时期：从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程中。3特点：细胞连续分裂两次，而在整个分裂过程中染色体复制只进行一次。4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。点拨真核生物的细胞分裂方式一般有三种，精子和卵细胞的形成依靠减数分裂，体细胞的增殖主要依靠有丝分裂，其次依靠无丝分裂。二、精子的形成过程(阅读教材P16P19)1形成场所：精巢或睾丸。2细胞名称的变化3染色体的变化(1)减数第一次分裂前的间期：染色体复制，每条染色体都包含两条姐妹染色单体。(2)减数第一次分裂联会：同源染色体两两配对的现象四分体：联会后的每对同源染色体包含四条染色单体四分体中的非姐妹染色单体之间常发生交叉互换每对同源染色体排列在赤道板上同源染色体分离，并分别移向细胞两极(3)减数第二次分裂间期：通常没有或时间很短，染色体不再复制。分裂期：染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，并分别移向细胞两极。4变化结果：一个精原细胞经过减数分裂和变形形成四个精子。三、卵细胞的形成过程(阅读教材P19P20)1形成场所：卵巢。2过程3染色体的变化：与精子形成过程相同。4变化结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞，三个极体都退化消失。1连线2判断(1)只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。()(2)减数分裂过程中，染色体复制次数和细胞分裂次数是相同的。()分析：减数分裂过程中染色体复制一次，细胞连续分裂两次。(3)染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的后期。()分析：染色体数目的减半发生在减数第一次分裂过程中(或减数第一次分裂末期)。(4)着丝点的分裂发生在两次分裂过程中。()分析：着丝点的分裂发生在减数第二次分裂的后期。(5)精子和卵细胞形成过程中，细胞都是均等分裂的。()分析：精子形成过程中细胞均等分裂，卵细胞形成过程中只有第一极体的分裂是均等的。(6)一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，而一个精原细胞能形成四个精子。()主题一减数分裂过程中三组概念辨析结合下图探究以下问题。1染色体、染色单体、姐妹染色单体和DNA数目(1)甲图含染色体、染色单体、DNA数目分别是4、0、4。(2)乙图含染色体、染色单体、DNA数目分别是4、8、8。(3)图中a与a为姐妹染色单体，a与b、b属于同源染色体上的非姐妹染色单体，a与c、c、d、d为非同源染色体上的非姐妹染色单体。2同源染色体与非同源染色体甲、乙两图中，A与B、C与D为同源染色体，A与C、A与D、B与C、B与D为非同源染色体。3联会和四分体甲图：不存在联会、四分体现象。乙图：存在联会、四分体现象。(1)联会：在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。(2)四分体：同源染色体的特殊存在形式，在减数分裂过程中，联会后的一对同源染色体才可称为四分体，如A与B，C与D。上述概念之间的数量关系可以总结如下：1个四分体1对同源染色体2条染色体4条染色单体(含4个DNA分子)。(1)染色体的条数等于着丝点的个数，有几个着丝点就有几条染色体。(2)染色单体存在于染色体复制之后着丝点分裂之前，同一着丝点连接着两条相同的染色单体，这两条染色单体互称为姐妹染色单体，其整体是一条染色体。(3)不含染色单体的染色体上，每条染色体含有1个DNA分子；含有染色单体的染色体上，每条染色体含有2个DNA分子。1下列关于同源染色体的叙述，不正确的是()A一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体B同源染色体的非姐妹染色单体间能互换对应部分C在人的正常精子中没有同源染色体D减数分裂中联会的染色体是同源染色体解析：选A。一条来自父方、一条来自母方的染色体可能是同源染色体，也可能是非同源染色体。2(2015江苏启江中学高一检测)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，它们通过一个着丝点相连D细胞中含有两对同源染色体，其中和为一对同源染色体解析：选B。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，且染色体的着丝点均位于赤道板两侧，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。方法技巧1.同源染色体与非同源染色体的区别(1)同源染色体来源：一条来自父方，一条来自母方。形状和大小：一般相同(X、Y不相同)。关系：在减数分裂过程中进行两两配对。(2)非同源染色体除上述同源染色体外其他各染色体互称非同源染色体。2.有同源染色体的存在进行减数分裂(1)并不是只有能进行减数分裂的细胞才含有同源染色体，正常的体细胞中也含有同源染色体。(2)存在同源染色体的细胞并不都能配对形成四分体，只有在减数分裂过程中才能联会形成四分体。主题二减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律1仔细观察下表中细胞图像，完成表中内容(假设生物正常细胞中染色体数为2N，核DNA数为2C)细胞分裂图像分裂次数减数第一次分裂减数第二次分裂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数2N2N2N2N2NNNN2N2NN核DNA数2C4C4C4C4C4C2C2C2C2C2CC染色单体数04N4N4N4N4N2N2N2N002结合上表数据在下面的坐标系中绘出相应的曲线(1)染色体数目的变化(2)核DNA数目的变化(3)染色单体数目的变化提示：(1)(2)(3)小组讨论(1)绘出下面的坐标曲线(2)在下图中绘出下面的柱形图提示：(1)(2)细胞的减数分裂过程中，染色体数目和核DNA含量变化曲线分析(1)在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后(FH和fh段)，染色体核DNA11。(2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf段)，染色体核DNA12。(3)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段着丝点分裂，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。3右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此时期表示初级性母细胞解析：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表示减数第一次分裂前的间期，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。4下图中横坐标A、B、C、D分别表示某种哺乳动物细胞(2n)进行减数分裂的不同时期，其中a表示细胞数目。请判断b、c、d依次代表的是()ADNA分子数、染色体数、染色单体数BDNA分子数、染色单体数、染色体数C染色体数、DNA分子数、染色单体数D染色单体数、染色体数、DNA分子数解析：选A。A表示染色体没有复制时，染色体数与DNA分子数之比为11，无染色单体；B表示染色体复制后，染色体数染色单体数DNA分子数122；C表示减数第二次分裂前、中期，染色体数染色单体数DNA分子数122；D表示生殖细胞，染色体数DNA分子数11，无染色单体。由此得出b为DNA分子数，c为染色体数，d为染色单体数。主题三精子和卵细胞形成过程的比较结合下面精子和卵细胞形成过程的分裂图像探究以下问题：(1)减数第一次分裂后期：(2)减数第二次分裂后期：哺乳动物精、卵形成过程的比较比较项目相同点不同点精子的形成卵细胞的形成产生部位睾丸卵巢减数第一次分裂染色体数目变化规律相同都有联会、四分体、交叉互换(可能发生)等行为子细胞中染色体数目减半减数第二次分裂着丝点分裂，染色单体分开子细胞中染色体数目不变是否变形变形不变形分裂结果得到四个子细胞，并且染色体数目减半一个精原细胞形成四个精子一个卵原细胞形成一个卵细胞(三个极体消失)5在下图中，不属于精子形成过程的是()解析：选C。卵细胞与精子的产生过程基本相同，它们的不同点主要集中在产生部位、分裂后形成的生殖细胞的数量、细胞质的分配特点及其是否变形等。卵细胞形成过程的两次分裂的后期细胞质不均等分配。6下列有关两个细胞分裂图像的说法正确的是()A均是卵细胞形成过程中的细胞B中均含两对同源染色体C能产生4种类型的生殖细胞D能产生1种类型的生殖细胞解析：选D。本题考查精、卵细胞形成的区别。由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞是初级精母细胞，正处于减后期，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)；细胞是次级卵母细胞，正处于减后期，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。核心知识小结网络构建关键语句1减数分裂的特点是染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半。2精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精子。3减数第一次分裂的主要特征：同源染色体联会形成四分体；四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换；同源染色体分离，分别移向细胞两极。4减数第二次分裂的主要特征：每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。51个四分体包含2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子。6卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。随堂检测知识点一减数分裂及分裂过程中染色体的行为变化1下列关于减数分裂的叙述，不正确的是()A减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有一定的细胞周期B减数分裂的范围是所有能进行有性生殖的生物C减数分裂的结果是成熟生殖细胞中染色体数目减半D减数分裂的特点是细胞中染色体复制一次，而细胞连续分裂两次解析：选A。减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，导致成熟生殖细胞中染色体数目减半。减数分裂不具有细胞周期。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()减数第一次分裂后期减数第二次分裂前期有丝分裂后期有丝分裂中期减数第一次分裂中期减数第二次分裂后期A BC D解析：选C。减数第一次分裂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，同一个着丝点上连着两条染色单体，当着丝点分裂后染色单体分开形成染色体，着丝点在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分裂，故不存在染色单体。既含同源染色体，又含染色单体的是。3下图是某生物的细胞分裂模式图，以下说法错误的是()A该细胞处于减数第二次分裂后期B该细胞不含同源染色体C该细胞是次级精母细胞或次级卵母细胞D该细胞分裂形成的子细胞不一定是两个精细胞解析：选C。该细胞分裂图中不存在同源染色体，也不存在姐妹染色单体，该细胞处于减数第二次分裂后期，故A、B两项均正确；细胞质进行的是均等分裂，则该细胞可能是次级精母细胞或第一极体，故C项错误、D项正确。知识点二减数分裂过程中染色体数目变化4(2015唐山高一检测)减数分裂过程中第一次分裂后期和第二次分裂后期染色体数目之比和DNA含量之比分别是()A21和21 B11和21C41和41 D41和21解析：选B。减数第一次分裂前的间期染色体复制，故减数第一次分裂中DNA含量加倍，但染色体数目不变；减数第一次分裂结束后，染色体数目和DNA含量均减半，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目暂时加倍，DNA含量不变，故减后期和减后期染色体数目之比和DNA含量之比分别是11和21。5某动物的精子中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在的染色体数、四分体数、染色单体数、DNA分子数分别是()A16、0、32、32 B32、8、32、64C16、8、32、32 D32、16、64、64解析：选D。精子内染色体数是精原细胞的一半，所以该动物精原细胞内有32条染色体，精原细胞内的染色体完成复制后形成初级精母细胞，此时每条染色体包含两条姐妹染色单体，每对同源染色体联会后形成一个四分体，所以初级精母细胞内有32条染色体、16个四分体、64条染色单体、64个DNA分子。6(2015河北省邢台一中高一质检)如图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像，据图回答：(1)图1中AB段形成的原因是_，图1中CD段形成的原因是_。(2)对图2甲细胞分析可知，该细胞含有_条染色单体，该细胞处于_分裂的_期，其产生的子细胞名称为_。(3)乙图所示细胞含有_对同源染色体，_个DNA分子。解析：(1)染色单体的形成是由于DNA分子的复制，而染色单体的消失是由于着丝点的分裂。(2)甲图中有4条染色体，每条染色体上均含有2条姐妹染色单体，共8条染色单体；该细胞处于减数第一次分裂后期；该细胞由于细胞质不均等分裂应该是初级卵母细胞，经分裂后产生的是次级卵母细胞和第一极体。(3)乙图中细胞属于减数第二次分裂中期，不含有同源染色体，每条染色体上含有2个DNA分子，共4个DNA分子。答案：(1)DNA复制着丝点分裂(2)8减数第一次后次级卵母细胞和第一极体(3)04课时作业 1蝗虫的精巢中的细胞所进行的分裂为()有丝分裂无丝分裂减数分裂A BC D解析：选D。精巢中原始生殖细胞数目的增多是依靠有丝分裂完成的；而生殖细胞的形成是依靠减数分裂完成的。2下列有关同源染色体的叙述，正确的是()A形态、大小相同的两条染色体B来源相同的两条染色体C减数分裂过程中联会的两条染色体D一条来自父方、一条来自母方的两条染色体解析：选C。在减数分裂过程中，进行配对的两条染色体，形态、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。减数分裂过程中联会的两条染色体一定是同源染色体。3下列细胞中可能存在四分体的是()A精原细胞 B第一极体C初级卵母细胞 D受精卵解析：选C。存在四分体的时期为减数第一次分裂前期。精原细胞和受精卵相当于体细胞，不存在同源染色体联会现象，也就没有四分体。第一极体中同源染色体已分离，没有同源染色体，也就没有四分体。4在减数第一次分裂过程中，染色体变化的顺序是()同源染色体分离联会交叉互换A BC D解析：选A。减数第一次分裂前期，同源染色体联会，此时，同源染色体之间的非姐妹染色单体可发生交叉互换；减数第一次分裂后期同源染色体分离，分别移向细胞两极。5如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是()解析：选A。在减数第一次分裂的中期，同源染色体两两配对形成的四分体排在赤道板上。6减数分裂过程中，同源染色体分离与非同源染色体自由组合()A第一次、第二次分裂后期都出现B同时发生于第一次分裂后期C同时发生于第二次分裂后期D分离发生于第一次分裂，自由组合发生于第二次分裂解析：选B。减数分裂过程中同源染色体分离与非同源染色体自由组合只发生在减数第一次分裂后期，减数第二次分裂发生着丝点分裂，姐妹染色单体分开。7(2015连云港高一检测)下列来自同一生物体的4个细胞示意图中属于次级精母细胞的是()解析：选D。A图中同源染色体上下相对，排列在赤道板上，为减数第一次分裂中期，是初级精母细胞；B图中含同源染色体，不含染色单体，为精原细胞；C图中不含同源染色体，也不含染色单体，为减数分裂结束形成的精细胞；D图中不含同源染色体，但含染色单体，是次级精母细胞。8同源染色体的分离和着丝点的分裂分别发生在减数分裂的()A减数分裂间期、减数分裂间期B减数第一次分裂、减数第二次分裂C减数第一次分裂、减数第一次分裂D减数第二次分裂、减数第二次分裂解析：选B。减数第一次分裂过程中发生同源染色体的分离；减数第二次分裂过程中发生着丝点的分裂。9关于某同学在做“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验时的下列表述，不正确的是 ()A先用低倍镜找出各时期的细胞B在高倍镜下能观察到染色体的形态和数目C能观察到减数第一次分裂中期有姐妹染色单体D能观察到减数第二次分裂中期有同源染色体解析：选D。蝗虫是二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，在减数第一次分裂过程中发生了同源染色体的分离，得到的次级精母细胞中无同源染色体，故在减数第二次分裂的中期观察不到同源染色体。10在减数分裂过程中，第一次分裂中不出现的是()A形成纺锤体B着丝点一分为二C非同源染色体的自由组合D同源染色体分离解析：选B。减数第一次分裂前期形成纺锤体，后期发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，A、C、D三项在减数第一次分裂都会出现。而着丝点一分为二出现在减数第二次分裂后期，故选B项。11如图表示同一生物细胞分裂图像，在动物卵巢中见不到的是()解析：选C。初级卵母细胞在减数第一次分裂的后期发生不均等分裂，而C图所示发生的是均等分裂。12动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点是()次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞一个卵原细胞经染色体复制后形成一个初级卵母细胞卵细胞不经过变形阶段A BC D解析：选B。卵细胞与精子的形成过程基本相同，其区别在于：形成的性细胞数目不同：一个精原细胞经减数分裂形成四个精细胞，而一个卵原细胞只形成一个卵细胞。细胞质分裂方式不同：精子形成过程中细胞质均等分配，而卵细胞形成过程中细胞质不均等分配。精细胞必须经过变形成为精子才具活力，而卵细胞不需变形即具活力。13如图所示为某雄性动物正在进行分裂的细胞图，细胞内的同源染色体正在配对。请据图回答： (1)细胞中有_条染色体，_条染色单体，_个DNA分子，_个四分体。(2)减数第一次分裂时，要分离的染色体是_。(3)图中共有_对同源染色体。与是_染色体；与是_染色体。的非同源染色体是_。解析：图示中有3对同源染色体，3个四分体，因每个四分体上有4条染色单体，所以图中染色单体数为12，每条染色单体上有一个DNA分子，因此DNA分子数为12。除了同源的以外其他都是非同源染色体，与或或或是非同源染色体，同理与或或或是非同源染色体。答案：(1)61212 3(2)和、和、和(3)3同源非同源或或或14如图表示某染色体组成为AaBb的高等动物睾丸内细胞分裂图像。请据图回答问题：(1)细胞图像DF属于_分裂；DA属于_分裂，判断的理由是_。(2)图中C细胞叫做_细胞。A细胞叫做_细胞。(3)写出一个D细胞经C细胞形成配子的染色体组成_。(4)图D细胞在分裂产生配子时A与a的分离和a与a的分开分别发生在_。解析：由图可知D为睾丸内即将发生分裂的细胞，DF中亲代和子代细胞染色体数目相同，判断为有丝分裂；DCBA经过同源染色体的分离，完成减数第一次分裂，形成次级精母细胞，再进行减数第二次分裂，得到子细胞染色体数目是亲代细胞的一半。图中C细胞的主要特点是同源染色体正在分离，为初级精母细胞。A细胞着丝点分裂，细胞中不存在同源染色体，为次级精母细胞。答案：(1)有丝减数DF中亲子代细胞染色体数目相同，DA中子细胞染色体是亲代细胞的一半(2)初级精母次级精母(3)aB和Ab(4)减数第一次分裂和减数第二次分裂15图1中A、B分别表示某雄性哺乳动物的细胞分裂模式图，图2表示A细胞中的染色体数和DNA分子数。据图回答下列问题：图1图2(1)A细胞表示_分裂后期；B细胞表示_分裂后期。(2)要想同时观察到这两个时期的细胞，应选择该动物的_(器官)。该动物产生的精细胞中含有_条染色体。(3)在图2中B处绘制B细胞中的染色体数和DNA分子数的柱形图；在C处绘制该动物减数第二次分裂后期染色体数和DNA分子数的柱形图。解析：解答本题可以从A、B两图像入手。A图中染色体平均移向细胞两极，且每一极都存在同源染色体，因此判断A处于有丝分裂后期；B图则是同源染色体分别移向细胞两极，每条染色体包含两条姐妹染色单体， 则B应处于减数第一次分裂后期。因为该动物为雄性哺乳动物，体内同时存在有丝分裂和减数分裂过程的器官应是睾丸，经减数分裂产生的子细胞中应有2条染色体。画柱形图考查信息处理能力，结合各时期的染色体数和DNA分子数可予以解决。答案：(1)有丝减数第一次(2)睾丸2(3)如图所示16如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请回答下列问题。(1)这是_细胞的形成过程，是在动物的_中形成的。(2)图中的表示_细胞，图中的表示_细胞。(3)图中的所示的一个细胞能够形成_个所示的细胞。解析：从图中细胞质的不均等分裂可以判断这是卵原细胞减数分裂形成卵细胞的过程。在卵细胞的形成过程中，一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个(第一)极体，一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个小的(第二)极体，(第一)极体分裂成两个(第二)极体。 答案：(1)卵卵巢(2)初级卵母次级卵母(3)114