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2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：第二章 第1节 第1课时 减数分裂与精子的形成过程(含答案)第1课时减数分裂与精子的形成过程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。 一、与减数分裂相关的概念1减数分裂的概念2同源染色体、联会与四分体(1)同源染色体(2)联会：同源染色体两两配对的现象。(3)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫四分体。二、精子的形成过程1场所及细胞名称的变化(1)场所：睾丸。(2)细胞名称的变化：2染色体的变化填表(1)减数第一次分裂：时间图示相关变化间期 前期中期后期染色体复制，相关蛋白质的合成(同有丝分裂)同源染色体联会形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间常发生交叉互换同源染色体排列在赤道板上同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极(2)减数第二次分裂：中期后期图示特点着丝点排列在赤道板上着丝点分裂，姐妹染色单体分开，并移向细胞两极1判断有关同源染色体、联会和四分体叙述的正误(1)形态、大小相同的两条染色体为同源染色体()(2)同源染色体一条来自父方，一条来自母方()(3)同源染色体两两配对的现象，叫做联会()(4)联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体()(5)发生联会的两条染色体不一定为同源染色体()2下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A减数分裂是一种特殊的有丝分裂，也有细胞周期B染色体复制两次，细胞分裂一次C产生的子细胞中染色体数目减半D精原细胞只可进行减数分裂解析：选C减数分裂无细胞周期；精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖，通过减数分裂产生生殖细胞。3关于减数分裂过程中染色体的描述，正确的是()A第一次分裂，着丝点分裂，同源染色体不配对B第一次分裂，着丝点不分裂，同源染色体配对C第二次分裂，着丝点分裂，同源染色体配对D第二次分裂，着丝点不分裂，同源染色体不配对解析：选B减数第一次分裂的染色体行为变化主要是进行同源染色体的联会(配对)，并在分裂后期彼此分离，分别进入两个子细胞中，这个过程中，没有发生染色体着丝点的分裂及染色体数目加倍的现象。减数第二次分裂后期发生着丝点分裂，细胞中染色体数目有暂时加倍的现象。4就一对联会的同源染色体而言，其着丝点数、染色单体数和DNA分子数分别是()A2、4和4B2、8和4C4、4和4 D2、4和8解析：选A处在联会时期的同源染色体，其一条染色体含有两条染色单体，共用一个着丝点，每一条染色单体含有一个DNA分子，所以共有4条DNA分子。在减数分裂过程中，染色体发生了一系列变化，因而产生了几组相似的概念，下面结合图示对这几组相关概念加以辨析。1同源染色体与非同源染色体同源染色体非同源染色体来源一条来自父方，一条来自母方可以相同，也可不同形状和大小一般相同(X、Y不相同)一般不相同关系在减数分裂过程中两两配对在减数分裂过程中不进行配对实例A与B或C与DA与C、D；B与C、D2姐妹染色单体与非姐妹染色单体染色单体的形成是DNA复制的结果，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。3联会与四分体(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，联会后的每对同源染色体才可称为四分体，如A与B。(3)四分体、同源染色体与染色单体的数量关系：1个四分体1对同源染色体2条染色体4条染色单体(含4个DNA分子)。思考探究1(1)是否所有的精原细胞都进行减数分裂？减数分裂有细胞周期吗？提示：减数分裂没有细胞周期。(2)形态、大小相同的染色体是否是同源染色体？减数分裂过程中，配对的两条染色体是否是同源染色体？提示：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。(3)有同源染色体的细胞是否都能进行减数分裂？是否都能配对形成四分体？提示：不一定，有丝分裂中也存在同源染色体，只有在减数分裂过程中才能联会形成四分体。题组冲关1下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是()A同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体B四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期C同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体D每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体解析：选A一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，两条姐妹染色单体的着丝点一分为二后，形成的是相同的染色体，并非同源染色体。四分体是减数第一次分裂过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期和中期，在后期同源染色体分开，四分体消失。在减数第一次分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会，只有配对的染色体才能称为同源染色体。在减数第一次分裂过程中，复制后的同源染色体联会后形成四分体。2关于如图的叙述不正确的是()A因为细胞无细胞壁，有中心体，所以可以判定该细胞为动物细胞B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C细胞中含有两对同源染色体，其中和为一对同源染色体D在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体解析：选D图中细胞无细胞壁，有中心体，可判定为动物细胞。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。方法规律染色体和染色单体的判断方法(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)染色体复制后，一个着丝点上连接着两条姐妹染色单体，其整体是一条染色体。1过程图解2减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较 名称项目 减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体2nn，减半n2nn，不减半DNA数目4n2n，减半2nn，减半染色体主要行为同源染色体联会、分离姐妹染色单体分开同源染色体有无思考探究2(1)减数分裂过程中，染色体的数目减半发生在哪个分裂时期？提示：减数第一次分裂末期。(2)减数第二次分裂中还有同源染色体吗？试分析原因。提示：没有。因为减数第一次分裂后，同源染色体已分离。(3)减数第一次分裂后期的初级精母细胞和减数第二次分裂后期的次级精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：减数第一次分裂后期是同源染色体分离，减数第二次分裂后期是姐妹染色单体分开。题组冲关3下列关于某动物生殖细胞减数分裂过程中某时期及与之对应的变化正确的是()选项时期发生的变化A间期染色体和DNA经过复制均加倍B减数第一次分裂的前期非同源染色体随着联会配对的发生而自由组合C减数第一次分裂的中期同源染色体排列在赤道板上D减数第二次分裂的后期同源染色体加倍后均分到两个子细胞中解析：选C间期染色体经过复制只是出现了染色单体，但染色体的数量并未增加；联会不会导致非同源染色体自由组合；减数第二次分裂的过程中没有同源染色体。4下列有关某雄性生物体中各细胞分裂示意图的判断，正确的是()A图处于减数第一次分裂的中期，细胞内有2对姐妹染色单体B图处于减数第二次分裂的后期，细胞内有2对姐妹染色单体C图处于减数第二次分裂的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条D四幅图可排序为，出现在该生物体精子的形成过程中解析：选D据图分析可知，图中每条染色体都含一对姐妹染色单体，共有4对姐妹染色单体；图中无姐妹染色单体。图处于减数第二次分裂的中期，细胞中有两条染色体，说明正常体细胞染色体数为4条；当体细胞处于有丝分裂后期时，染色体数才为8条。1细胞中染色体和核DNA数量变化规律名称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2N4N2N2NNN2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中。名师点拨有关减数分裂过程中的两点提醒(1)减数分裂过程中，染色体复制1次、细胞分裂2次、着丝点分裂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。题组冲关5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。6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分子数的比例图，关于此图的叙述错误的是()A代表染色单体 B甲所处阶段可发生基因的自由组合C甲丁中DNA的数量比是4221D丁图可表示有丝分裂后期解析：选D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。方法规律有丝分裂和减数分裂中染色体、DNA数量变化判断(1)染色体数量变化：减数分裂中染色体数量最大为2N，数量变化为2NN2NN。有丝分裂中染色体数量最大为4N，数量变化为2N4N2N。(2)DNA数量变化：有丝分裂和减数分裂中DNA加倍都在间期，但有丝分裂只有一次减半，减数分裂连续两次减半。 一、选择题1减数分裂过程中联会是指()A姐妹染色单体配对的现象B每条染色体都含有两条染色单体C四条染色单体构成四分体D同源染色体两两配对的现象解析：选D联会是指减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象。2减数分裂过程中染色体数目的减半发生在()A减数第一次分裂间期B减数第二次分裂前期C减数第二次分裂后期 D减数第一次分裂结束解析：选D减数第一次分裂后期同源染色体分离，导致减数分裂后染色体数目减半。3下列关于减数第一次分裂过程中主要特征的叙述，正确的是()A着丝点分裂B同源染色体分离C非同源染色体交叉互换 D染色体复制解析：选B减数第一次分裂过程中的主要特征是同源染色体在减前期联会，在减后期分离，联会时同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换。4一个动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则一个次级精母细胞中期染色体、染色单体和核DNA分子数依次是()A4、8、8 B2、4、8C8、16、16 D8、0、8解析：选A初级精母细胞能形成4个四分体，说明有8条染色体，经减数第一次分裂后，染色体数目减半；次级精母细胞中期，着丝点还没有一分为二，所以染色体数、染色单体数及核DNA分子数依次为4、8、8。5下列有关细胞减数分裂、染色体、DNA的叙述，不正确的是()A高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞，正常分裂后所产生的子细胞仅有次级精母细胞和精细胞两种B同种生物的次级精母细胞的核DNA分子数和神经细胞的核DNA分子数相同C同种生物体内处于减数第二次分裂后期的细胞中的染色体数目等于神经细胞中的染色体数目D任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目和着丝点数目相同解析：选A动物性腺中的细胞既有进行减数分裂的，也有进行有丝分裂的，故高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞产生的子细胞不止次级精母细胞和精细胞两种，还应该有精原细胞。6下图中甲、乙、丙、丁分别表示某哺乳动物细胞(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()ADNA分子数、染色体数、染色单体数B染色体数、DNA分子数、染色单体数CDNA分子数、染色单体数、染色体数D染色单体数、染色体数、DNA分子数解析：选A据图分析，甲、丁中d的数量为零，细胞进行减数分裂过程中只有染色单体的数目有可能为零，因此，d为染色单体数，可排除C、D选项。图乙、丙中的b为c的两倍，在细胞的减数分裂过程中，DNA分子数有可能为染色体数的两倍，反之不成立，因此b应为DNA分子数，c应为染色体数。7如下图所示，横轴表示细胞分裂时期，纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。请分析图示，表示有丝分裂中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线分别依次是()ABC D解析：选B无论是有丝分裂还是减数分裂，在间期都进行DNA的复制，使DNA含量加倍，据图示分析，图中和都有间期倍增现象，因此，图和图是DNA变化的曲线。图中DNA数目先加倍又恢复原状，故图表示有丝分裂中DNA的变化；图中，DNA数目加倍后恢复原状后又减半，说明图表示减数分裂中DNA的变化。图和图应是染色体数目变化图。图曲线的变化是染色体数目倍增，然后又恢复原状，说明它是有丝分裂中染色体数目的变化图；而图中始终没有染色体在原有基础上倍增的现象，则一定是减数分裂中染色体的变化图。8下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，有关叙述正确的是()A图中、细胞中染色体与DNA比例为12B细胞、产生的子细胞中均有同源染色体C图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是D细胞中染色体与DNA分子数目比例为11解析：选D图中为有丝分裂后期，为减数第一次分裂后期，为有丝分裂中期。细胞中染色体与DNA的比例为12的图形中，应有染色单体，据图可知中无染色单体，只有符合。为减数第二次分裂后期，细胞中染色体与DNA数目比例为11。有丝分裂是产生体细胞的分裂方式，分裂过程中同源染色体没有分离，因此细胞产生的子细胞中有同源染色体，产生的子细胞中无同源染色体，而图是分裂间期，看不出是有丝分裂间期还是减数第一次分裂前的间期。二、非选择题9下列各图表示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，该动物可以形成_种类型的精子。(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联会现象的A、C为有丝分裂，其余为减数分裂。有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，着丝点分裂，细胞中无染色单体。但减数第二次分裂细胞中无同源染色体，A为有丝分裂后期，D为减数第二次分裂后期，E为减数第二次分裂中期。该动物体细胞中有2对(4条)染色体，减数分裂时出现2个四分体，产生的精子类型为224种。答案：(1)44(2)B、D、EB、C、ED、E(3)2有丝分裂中期精细胞(4)88体细胞(5)CABED一、选择题1下列有关减数分裂过程的顺序，正确的排序是()形成四分体同源染色体分离四分体时期“交叉互换”细胞质分裂联会DNA复制姐妹染色单体分离着丝点分裂非同源染色体自由组合ABC D解析：选A整个减数分裂过程可分为三个阶段，第一阶段间期完成DNA的复制；第二阶段减数第一次分裂同源染色体联会形成四分体，同时可能发生同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，在后期同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，末期细胞质分裂形成次级性母细胞；第三阶段减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，最后细胞质分裂形成子细胞，故正确的顺序是。2在雄性果蝇的精巢中，下列细胞内一定含有2条Y染色体的是()A精原细胞有丝分裂后期B初级精母细胞四分体时期C初级精母细胞分裂后期D次级精母细胞分裂后期解析：选A在精原细胞有丝分裂后期，由于着丝点分裂细胞中含有2条X染色体、2条Y染色体；初级精母细胞中虽然DNA已经复制，但染色单体连在同一个着丝点上，故只有一条X染色体和一条Y染色体；次级精母细胞分裂后期含有2条X染色体或2条Y染色体。3下面是人体一个细胞分裂时，细胞核中染色体和DNA在A、B、C、D四个阶段的统计数据，那么同源染色体分离发生在()解析：选B同源染色体的分离发生在减数第一次分裂的后期。图中B表示DNA数加倍，染色体数不变，符合减数第一次分裂后期的特征。4下图为精原细胞增殖以及形成精子过程的示意图。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点向两极移动的时期。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，和也都有姐妹染色单体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表示有丝分裂的细胞，含有同源染色体，在有丝分裂后期着丝点分裂，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()及减数第二次分裂后期()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减数第二次分裂的后期，由于着丝点分裂染色体数暂时加倍为2n。5基因型为Mm的动物，在产生精子的过程中，如果不考虑连锁互换，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ABC 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点分裂时；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。6假设某哺乳动物的精原细胞中两对等位基因(Aa、Bb)分别位于两对同源染色体上(不考虑变异)，下列哪一个图可表示减数第二次分裂后期染色体和基因的变化()解析：选B减数第二次分裂后期细胞中无同源染色体，若不考虑变异，细胞内也无等位基因。二、非选择题7如图是某动物精原细胞不同时期的分裂图像，请据图回答问题：(1)A细胞经_分裂过程，可形成B细胞，B细胞处在_期。(2)A细胞经_分裂过程，可形成C细胞，C细胞处在_期。(3)A细胞经_分裂过程，可形成D细胞，D细胞处在_期。(4)A细胞经_分裂过程，可形成E细胞，E细胞处在_期解析：减数分裂是特殊形式的有丝分裂，有丝分裂过程中有同源染色体，但无同源染色体的联会和分离行为。减数第一次分裂同源染色体分离，减数第二次分裂无同源染色体。图中B细胞处于有丝分裂后期，C细胞处于减数第二次分裂后期，D细胞处于有丝分裂中期，E细胞处于减数第一次分裂中期。答案：(1)有丝有丝分裂后(2)减数减数第二次分裂后(3)有丝有丝分裂中(4)减数减数第一次分裂中8下图一是某雄性高等动物的细胞分裂示意图(2n4)，图二是细胞分裂过程中染色体数目变化的数学模型，请据图回答：(1)甲、乙、丙三个细胞中，处于减数分裂过程的是_，具有同源染色体的是_，细胞内染色体数最多的是_，丙细胞分裂产生的子细胞名称是_。(2)甲细胞形成的原因是_。(3)图二数学模型中，bc段形成的原因是_，bc段可以表示图一中_细胞内染色体数目的变化。解析：(1)甲细胞内同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期；乙细胞内有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期；丙细胞内无同源染色体，处于减数第二次分裂后期。所以，处于减数分裂过程的细胞是甲、丙，具有同源染色体的细胞是甲、乙，细胞内染色体数最多的是乙，丙细胞分裂产生的子细胞的名称是精细胞。(2)甲细胞形成的原因是同源染色体分离。(3)图二所示数学模型是减数第二次分裂过程中染色体数目的变化曲线，bc段表示减数第二次分裂后期着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，对应图一中丙细胞内染色体数目的变化。答案：(1)甲、丙甲、乙乙精细胞(2)同源染色体分离(3)着丝点分裂，姐妹染色单体分开丙