高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一 减数分裂学案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一 减数分裂学案，共15页。
第1节 减数分裂和受精作用
一 减数分裂(Ⅰ)
[学生用书P18]
一、魏斯曼关于减数分裂的预测
在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
二、精子的形成过程
1．场所：睾丸。
2．过程
(1)减数分裂前的间期：染色体复制。
(2)减数分裂分裂期
三、卵细胞的形成过程
1．场所：卵巢。
2．过程
(1)减数分裂前的间期：卵原细胞增大，染色体复制。
(2)减数分裂分裂期
①减数分裂Ⅰ
②减数分裂Ⅱ
四、减数分裂的概念
(1)所有的细胞都可进行减数分裂。(×)
(2)精原细胞形成精子的过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，故精子的染色体数比精原细胞减少一半。(√)
(3)形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体。(×)
(4)同源染色体一条来自父方，一条来自母方。(√)
(5)初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的。(×)
(6)减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是进行有性生殖的生物的原始生殖细胞成为成熟生殖细胞必须经历的过程。(√)
知识点一 减数分裂中有关概念的比较[学生用书P19]
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
2．姐妹染色单体与非姐妹染色单体
3．联会与四分体
(1)联会：在减数分裂Ⅰ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含有四条染色单体，叫作四分体，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)。
染色体和染色单体的判断方法
(1)染色体的条数等于着丝粒的个数，有几个着丝粒就有几条染色体。
(2)染色体复制后，一个着丝粒上连接着两条姐妹染色单体，其整体是一条染色体。
发展素养
1．形态、大小相同的染色体是否一定是同源染色体？减数分裂过程中，配对的两条染色体是否一定是同源染色体？一条来自父方，一条来自母方的染色体是否一定是同源染色体？(生命观念)
提示：不一定，若一条来自父方，一条来自母方，形态、大小相同的染色体是同源染色体，否则不是。配对的两条染色体一定是同源染色体。一条来自父方，一条来自母方的染色体不一定是同源染色体。
2．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？(科学思维)
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。
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．四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期
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粒一分为二后，是相同的染色体，并非同源染色体；四分体是减数分裂Ⅰ过程中所特有的结构，出现在同源染色体联会后，即前期；在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，配对的染色体称为同源染色体；在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体联会后形成四分体，所以每个四分体含有一对同源染色体的4条染色单体。
2．下列关于下图的叙述，不正确的是( )
A．该细胞无细胞壁，有中心体⑨，所以可以判定其为动物细胞
B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连
C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均为非同源染色体
解析：选D。图示细胞含有中心体，但不含细胞壁，属于动物细胞，A正确；④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过着丝粒②相连，B正确；细胞中含有两对同源染色体，即④和⑦、⑤和⑥，C正确；由图可知，该细胞处于有丝分裂中期，故在后期时，移向同一极的染色体是该生物体细胞中所有的染色体，所以移向同一极的染色体既有同源染色体，也有非同源染色体，D错误。
知识点二 减数分裂过程分析[学生用书P20]
1．减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
2.精子与卵细胞形成过程的比较
(1)不同点
(2)相同点
①染色体都在减数分裂前的间期复制一次。
②减数分裂Ⅰ时同源染色体分开。
③减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分开。
④形成的精子和卵细胞中染色体数目都减半。
发展素养
1．在卵细胞的形成过程中，由于细胞质不均等分裂，导致卵细胞的体积较大、含有较多的细胞质，请分析这种变化有何意义。(生命观念)
提示：卵细胞含有较多的细胞质，有利于在受精后，为早期胚胎发育提供营养。
2．某同学学完“减数分裂”相关内容后，写下“我弟弟细胞内的每一对同源染色体大小都是相同的”这样一句话。该说法正确吗？同源染色体最本质的特征是什么？(科学思维)
提示：不正确，同源染色体一般大小相同，但人体的两条性染色体X、Y大小不同，仍属于同源染色体。同源染色体最本质的特征是能联会。
1．同源染色体的分离和着丝粒的分裂分别发生在减数分裂的( )
A．减数分裂前的间期、减数分裂前的间期
B．减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ
C．减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅰ
D．减数分裂Ⅱ、减数分裂Ⅱ
解析：选B。减数分裂Ⅰ过程中发生同源染色体的分离；减数分裂Ⅱ过程中发生着丝粒的分裂。
2．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是否变形等。卵细胞形成过程中的两次分裂后期细胞质都是不均等分裂。
[随堂检测][学生用书P21]
1．(2020·山东德州期末)下列关于减数分裂的叙述，不正确的是( )
A．同源染色体分离，导致染色体数目减半
B．每个原始生殖细胞均能产生四个生殖细胞
C．着丝粒分裂一次，细胞核DNA数目减半两次
D．DNA和染色体数目加倍不可能发生在同一时期
解析：选B。减数分裂Ⅰ过程中由于同源染色体分离，导致子细胞中染色体数目减半，A正确；每个精原细胞经过减数分裂能产生四个生殖细胞，而每个卵原细胞经过减数分裂只产生一个卵细胞，B错误；减数分裂Ⅱ的后期着丝粒分裂一次，由于经过两次分裂过程，故细胞核DNA数目减半两次，C正确；DNA加倍发生在减数分裂前的间期，而染色体数目暂时加倍发生在减数分裂Ⅱ的后期，D正确。
2．下列有关四分体的叙述，正确的是( )
A．每个四分体包含一对同源染色体的四条染色单体
B．经过复制的同源染色体都能形成四分体
C．四分体时期姐妹染色单体间可能交换相应片段
D．四分体出现在减数分裂Ⅰ的每个时期
解析：选A。四分体由一对同源染色体联会形成，含有四条染色单体，A正确；四分体只在减数分裂过程中存在，有丝分裂过程中含有同源染色体，其复制后不联会，不形成四分体，B错误；四分体中的非姐妹染色单体之间可能交换相应片段，C错误；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，四分体消失，D错误。
3．下图为动物细胞减数分裂示意图，下列各项能正确表示分裂过程顺序的是( )
A．③→⑥→④→①→②→⑤
B．⑥→③→②→④→①→⑤
C．③→⑥→④→②→①→⑤
D．③→⑥→②→④→①→⑤
解析：选D。①图中有两个细胞，各细胞中的着丝粒已经分裂，且无同源染色体，表示减数分裂Ⅱ后期。②图所示细胞中有同源染色体，同源染色体移向细胞的两极，细胞处于减数分裂Ⅰ后期。③图所示细胞中形成四分体，但四分体不在赤道板两侧，细胞处于减数分裂Ⅰ前期。④图中有两个细胞，细胞中均没有同源染色体，但含有染色单体，染色体不在赤道板两侧，细胞处于减数分裂Ⅱ前期。⑤图中有四个细胞，表示减数分裂Ⅱ末期结束。⑥图所示细胞中含有四分体，且各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，细胞处于减数分裂Ⅰ中期。
4．下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。在不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是( )
A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8
C．1与3都在减数分裂Ⅰ分离，1与2都在减数分裂Ⅱ分离
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
解析：选B。1与2是相同基因，1与3、4可能互为等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体数目和基因种类、数目均相同，故均含有基因1～8，B正确；若不考虑互换，1与3会在减数分裂Ⅰ的后期随同源染色体的分开而分离，1与2会在减数分裂Ⅱ的后期随姐妹染色单体的分开而分离，若考虑互换，则1与2可能会在减数分裂Ⅰ的后期随同源染色体分开而分离，1与3可能在减数分裂Ⅱ的后期随姐妹染色单体的分开而分离，C错误；1与6的组合不能形成重组配子，因为1与5在同一条姐妹染色单体上，且5与6相同，D错误。
5．下图表示某种动物不同个体中某些细胞的分裂过程，下列有关叙述错误的是( )
A．四个细胞中均有同源染色体
B．与减数分裂Ⅱ中期相比，乙、丁细胞中染色体数目暂时加倍
C．甲、丙均可表示处于减数分裂Ⅰ后期的细胞
D．丁细胞表示次级精母细胞或第一极体
解析：选A。四个细胞中，甲与丙均有同源染色体，乙与丁没有同源染色体，A错误；与减数分裂Ⅱ中期相比，乙、丁细胞均处于减数分裂Ⅱ后期，二者细胞中的染色体数目都暂时加倍，B正确；甲、丙都是同源染色体分离，均可表示处于减数分裂Ⅰ后期的细胞，C正确；丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，进行均等分裂，因此丁细胞可表示次级精母细胞或第一极体，D正确。
6．下列关于观察细胞减数分裂过程的实验的叙述，错误的是( )
A．可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的装片观察减数分裂
B．用桃花的雄蕊制成装片比用桃花的雌蕊制成装片更容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
解析：选D。蝗虫卵母细胞和蚕豆花粉母细胞都属于原始生殖细胞，可以进行减数分裂，可以作为观察减数分裂的实验材料，A正确；桃花的雄蕊中进行减数分裂的花粉母细胞数量较多，而桃花的雌蕊中进行减数分裂的胚囊母细胞数量较少，故用桃花的雄蕊制成装片比用桃花的雌蕊制成装片更容易观察到减数分裂现象，B正确；减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体联会，可以通过观察细胞减数分裂装片来观察联会现象，C正确；洋葱根尖细胞进行有丝分裂，不进行减数分裂，用洋葱根尖制成的装片可以用来观察有丝分裂，有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生，D错误。
7．根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，回答下列问题：
(1)图A表示细胞分裂的方式是________，处于__________________________期。细胞中有________条染色体，________条染色单体。
(2)图B所示细胞分裂产生的细胞名称是________，每个子细胞中有________条染色体。
(3)图A、B两个细胞中，具有同源染色体的细胞为图________，图A、B中核DNA分子数之比为________。
答案：(1)减数分裂 减数分裂Ⅰ后 6 12
(2)精细胞 3 (3)A 2∶1
[课时作业][学生用书P105(单独成册)]
1．下列关于减数分裂的说法，不正确的是( )
A．减数分裂包括两次细胞分裂
B．所有的生物都可以进行减数分裂
C．减数分裂产生的成熟生殖细胞染色体数目减半
D．减数分裂产生有性生殖细胞
解析：选B。减数分裂是进行有性生殖的生物产生成熟生殖细胞时进行的细胞分裂，只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂。
2．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．同源染色体上的非姐妹染色单体间能交换相应片段
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。
3．(2020·湖南湘西高一期中)下列关于四分体的叙述，正确的是( )
A．有丝分裂和减数分裂过程中都会出现四分体
B．一个四分体中含有四条染色体和四个DNA分子
C．次级精母细胞中的四分体数是初级精母细胞中的1/2
D．人的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可形成23个四分体
解析：选D。在减数分裂Ⅰ前期，联会后的每对同源染色体叫四分体，含有四条染色单体，而有丝分裂过程中不会出现四分体，A错误；一个四分体中含有两条染色体、四条染色单体和四个DNA分子，B错误；次级精母细胞中不存在四分体，C错误；人的精原细胞中含有23对同源染色体，在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制后成为初级精母细胞，此时细胞中的染色体数目不变，因此人的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可形成23个四分体，D正确。
4．下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述，错误的是( )
A．精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形
B．卵细胞形成过程中细胞质都是不均等分裂
C．1个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞
D．精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次
解析：选B。精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形，A正确；卵细胞形成过程中，第一极体分裂形成第二极体时细胞质是均等分裂的，B错误；一个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞，C正确；精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次，D正确。
5．(2020·浙江宁波期末)100个精原细胞经减数分裂后，理论上可以形成的精子数有( )
A．25个 B．100个
C．200个 D．400个
解析：选D。一个精原细胞经过减数分裂可以形成4个精子，100个精原细胞理论上可以产生的精子数目为100×4＝400(个)，故D符合题意。
6．(2020·湖南怀化期末)下图为精子形成过程中某些时期的示意图，属于减数分裂Ⅰ的是( )
解析：选A。由图可知，A细胞同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ的后期；B细胞无同源染色体，属于减数分裂Ⅱ的前期；C细胞着丝粒分裂，无同源染色体，为减数分裂Ⅱ的后期；D细胞属于减数分裂Ⅱ末期结束后的子细胞。
7.右图是某生物的细胞分裂模式图，以下说法错误的是( )
A．该细胞处于减数分裂Ⅱ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。该细胞分裂模式图中不存在同源染色体，也不存在姐妹染色单体，处于减数分裂Ⅱ后期，A、B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，C错误，D正确。
8．下图所示为某高等生物细胞局部结构模式图。下列相关叙述不正确的是( )
A．该细胞内含有8个DNA分子
B．该生物细胞中染色体最多有8条
C．要鉴定图中1的某成分，鉴定试剂可能是双缩脲试剂
D．该细胞中没有同源染色体的存在
解析：选B。每条染色体上含有2个DNA分子，故该细胞内含有8个DNA分子，A正确；该细胞(含有4条染色体)所含染色体数目是体细胞的一半，因此该生物体细胞含有8条染色体，该生物细胞中染色体数目在有丝分裂后期达到最大值，即16条，B错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，其中蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；该细胞中没有两条形态、大小相同的染色体，所以没有同源染色体，D正确。
9．下图为某二倍体高等雄性动物细胞示意图，请据图回答下列问题：
(1)该细胞处于__________________期，产生的子细胞为______________。
(2)该细胞中有________条染色体，________条染色单体，有________对同源染色体。
(3)该动物体细胞中染色体数目最多的时期为__________________。
(4)该动物精巢细胞中的染色体数目可能为__________。
(5)图中A、B的关系为________；a、a′的关系为__________________，它们是在__________________期形成的。
(6)图中A与B彼此分离发生在____________________期，a与a′彼此分离发生在______________________期。
(7)若该细胞仅是在减数分裂Ⅰ时，A、B未分开，则其形成的正常和异常精子的比例为_________________________________________________________；
若仅是在减数分裂Ⅱ时，a、a′未能分开，则其形成的正常和异常精子的比例为________。
答案：(1)减数分裂Ⅰ前(四分体时) 次级精母细胞
(2)4 8 2 (3)有丝分裂后期 (4)2条或4条或8条
(5)同源染色体 姐妹染色单体 减数分裂前的间
(6)减数分裂Ⅰ后 减数分裂Ⅱ后 (7)0∶4 1∶1
10．下图为某动物精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，据图回答下列问题：
(1)染色体复制发生在图________，称为________细胞。
(2)精子形成过程的顺序为________________________(用图中字母和箭头表示)。
(3)图B称为________细胞，该图中染色体数与核DNA分子数之比为________。
(4)图C中染色体1和2或3和4的分离发生在______________________期。
答案：(1)A 精原 (2)A→C→B→D (3)次级精母 1∶2
(4)减数分裂Ⅰ后课标要求
核心素养
阐明减数分裂产生染色体
数量减半的精子或卵细胞的形成过程。
1.生命观念：(1)阐述同源染色体、四分体、联会等概念；
(2)阐明减数分裂的概念。
2.科学思维：描述精子和卵细胞形成过程中各时期染色体的行为和数量的变化。
项目
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染色体不相同)
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；C与D
A与C、D；B与C、D
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
同源染色体
有，分离
无
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体主要行为
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体可以交换相应片段；
③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
染色体数目
2N→N(减半)
N→2N→N(不减半)
DNA数目
2N→4N→2N
2N→N
染色单体数
0→4N→2N
2N→0
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1.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。
2.精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精子。
3.减数分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色体联会形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体可以交换相应片段；③同源染色体分离，分别移向细胞两极。
4.减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极。
5.一个四分体包含两条染色体，四条染色单体，四个DNA分子。