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 减数分裂教案配套课件ppt

这是一份人教版 (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 减数分裂教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，学习目标，减数分裂的概念，显微观察，连线题，3和4，减数分裂Ⅰ四分体时期，非姐妹染色单体等内容，欢迎下载使用。
一、减数分裂1.精子的形成过程
2.卵细胞形成的过程
3.精子和卵细胞形成过程的比较(哺乳动物)
二、观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片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。在同一时刻,蝗虫精巢中不同的精母细胞处于减数分裂的不同时期,将精巢做成切片时,这些细胞便停留在减数分裂的不同时期,因而可据此识别减数分裂的各个时期。
【微思考】(1)1个精原细胞经减数分裂后产生几种类型的精子?说明原因。提示 两种类型。减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,分别进入到两个子细胞中;形成两种类型的次级精母细胞,每个次级精母细胞产生两个相同的精子。(2)减数分裂前的间期,染色体进行复制后,其数目和形态结构有何变化?提示 染色体数目不发生变化;染色体结构发生变化,一条染色体中有两条姐妹染色单体。(3)在减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞和减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中,移向细胞一极的染色体数目和形态结构相同吗?提示 数目相同,形态结构不同。初级精母细胞中的染色体中含有姐妹染色单体。
自我检测1.判断下列有关减数分裂概念的叙述是否正确。(1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,也具有细胞周期。(　　)(2)所有的细胞都可以进行减数分裂。(　　)(3)精原细胞自身增殖的方式是减数分裂。(　　)(4)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的减少一半。(　　)
2.判断下列有关减数分裂过程的叙述是否正确。(1)同源染色体在减数第一次分裂后期分离。(　　)(2)初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的。(　　)(3)一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子。(　　)
4.在观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时,区分初级精母细胞和次级精母细胞的主要依据是(　　)A.染色体的组成成分B.染色体是否存在染色单体C.有无同源染色体D.细胞是否均等分裂答案 C解析 初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,次级精母细胞中不含同源染色体。
5.下列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,着丝粒分裂,同源染色体不配对B.第一次分裂,着丝粒不分裂,同源染色体配对C.第二次分裂,着丝粒分裂,同源染色体配对D.第二次分裂,着丝粒不分裂,同源染色体不配对答案 B解析 减数分裂Ⅰ过程中,着丝粒不分裂,同源染色体配对(联会),减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,减数分裂Ⅱ过程中,细胞中无同源染色体,且减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂。
6.下列是减数分裂过程中的几个步骤,正确的顺序是(　　)①形成四分体　②同源染色体分离　③非姐妹染色单体的互换　④细胞质分裂　⑤联会　⑥染色体复制　⑦染色单体分离A.②①③④⑤⑥⑦④B.④⑥③②⑤⑦①④C.⑥⑤①③②④⑦④D.⑥⑤③④⑦②①③答案 C解析 减数分裂过程包括减数分裂前的间期、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。题干中在时间顺序上依次是:染色体复制、联会、形成四分体、非姐妹染色单体的互换、同源染色体分离、细胞质分裂、染色单体分离和细胞质分裂。
7.在减数分裂的整个过程中,细胞分裂次数、染色体复制次数、着丝粒分裂次数、核DNA分子数减半次数依次是(　　)A.1、2、2、2B.1、1、1、1C.2、1、1、1D.2、1、1、2答案 D解析 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,核DNA分子数减半2次。
【情境探究】1.[模式图分析] 结合甲、乙两图对下列几组概念进行辨析。
(1)同源染色体和非同源染色体同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体,其形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。非同源染色体是指形态、大小不相同,且在减数分裂过程中不配对的染色体。
图甲中的同源染色体有　　　　　　　　　　　,非同源染色体有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
1和3、1和4、2和3、2和4
(2)联会和四分体①联会:是指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成复制,染色单体已形成,但螺旋程度低。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。图甲中含有　　个四分体,即1个四分体=　　对同源染色体=　　条染色单体。 　　
(3)姐妹染色单体和非姐妹染色单体①姐妹染色单体是由同一着丝粒连着的两条染色单体。如图甲中的　　　　　　　　　　　　　。 ②非姐妹染色单体是由不同着丝粒连接着的两条染色单体。如图甲中的　　　　　　　　　　　　　　。 
a和a'、b和b'、c和c'、d和d'
a和b(b')、a'和b(b')
(4)互换(结合图乙作答)①时期:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②范围:同源染色体中　　　　　　　　　　　　之间交换一部分片段。 ③结果及意义:产生多种配子,若不交换只产生　　　　　　　两种配子,若交换则可产生　　　　　　　　　　　　　四种配子,产生可遗传变异。 　
AB、ab、Ab、aB
2.[科学思维](1)减数分裂过程中,配对的两条染色体一定是同源染色体吗?形态、大小相同的染色体一定是同源染色体吗?一条来自父方,一条来自母方的染色体一定是同源染色体吗?提示 减数分裂过程中,配对的两条染色体是同源染色体。形态、大小一般相同;一条来自父方,一条来自母方,是同源染色体的两个必要条件,只符合其中一个,则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?同源染色体是否都能配对形成四分体?提示 不一定。体细胞中也含有同源染色体,但体细胞不进行减数分裂。生殖细胞中同源染色体只有在减数分裂过程中才能联会形成四分体。
(3)染色体数目减半发生在哪个时期?减半的原因是什么?提示 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ的末期;原因是同源染色体分离,并分别进入到两个子细胞中。3.[科学探究] 如何证明两条染色体是同源染色体?提示 观察这两条染色体在减数分裂过程中能否联会形成四分体。
【归纳提升】辨识同源染色体的关键①来源:一条来自父方,一条来自母方,在试题中通常用不同颜色来表示,如黑色和白色。②形态大小:一般都相同。如“问题情境”的图甲中的1号和2号染色体,一黑一白,大小、形态相同,是一对同源染色体;3号和4号染色体也是一对同源染色体。
易错警示 同源染色体的认识误区误区1.同源染色体大小一定相同。同源染色体的形态、大小“一般”都相同,但也存在例外,如X、Y染色体,形态、大小不同,但属于同源染色体。误区2.同源染色体一定会形成四分体。同源染色体只有在减数分裂Ⅰ过程中配对才会形成四分体,有丝分裂过程中不会形成四分体。
误区3.同源染色体只存在于进行减数分裂Ⅰ的细胞中。一般来说,进行有丝分裂的细胞自始至终都存在同源染色体,只是没有出现联会、四分体这些特殊的行为变化而已。误区4.同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合存在先后顺序。同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是同时进行的。
【探究应用】1.(多选)关于如图的叙述,正确的是(　　)A.因为细胞无细胞壁,有中心体⑨,所以可以判定该细胞为动物细胞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.该细胞在分裂后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体
答案 ABC解析 图中细胞无细胞壁,有中心体⑨,可判定为动物细胞;④和⑦为一对同源染色体,⑤和⑥也为一对同源染色体;此时期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板两侧,该细胞处于减数分裂Ⅰ中期;在减数分裂Ⅰ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。
2.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
答案 A解析 一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体,连接两条姐妹染色单体的着丝粒分裂后,形成的是两条相同的染色体,并非同源染色体;四分体是减数分裂Ⅰ过程中所出现的结构,出现在同源染色体联会后,即前期和中期,在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开,四分体消失;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;每个四分体包含有一对同源染色体的4条染色单体。
【情境探究】1.在下表填写减数分裂过程中染色体数和核DNA分子数的变化(设精原细胞染色体数为2N,核内DNA分子数目为2C)。
2.[模型建构] 在下列坐标中用曲线表示在减数分裂过程中染色体数和核内DNA分子数的变化情况。
(1)如何通过细胞分裂图像判断染色体的数目?提示 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)减数分裂过程中,染色体的数目减半发生在哪个分裂时期?核DNA和染色体的数量最大值是多少?提示 染色体的数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期和减数分裂Ⅱ末期。在减数分裂过程中,核DNA数量最大值为4C,而染色体数量最大值为2N。
3.[迁移应用] 减数分裂过程中染色体和核DNA的数量关系下图表示减数分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。(1)AB段和CD段形成的原因是什么?提示 AB段是DNA复制形成的;CD段是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开造成的。
(2)哪些时期的细胞处于BC段?哪些时期的细胞处于DE段?提示 减数分裂Ⅰ前期、中期、后期和减数分裂Ⅱ前期、中期的细胞处于BC段;减数分裂Ⅱ后期的细胞处于DE段。
4.[生命观念] 哪些机制保证了配子中染色体数目是体细胞中的一半?提示 减数分裂前的间期通过染色体的复制,使一条染色体上含有两条姐妹染色单体;减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离使染色体数目减半;减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,使染色体数目加倍,并分别进到两个子细胞中。
5.[科学思维] (1)如果用3H标记细胞中的DNA分子,然后将细胞放在正常环境中培养,让其进行减数分裂,被3H标记的DNA分子在细胞分裂过程中的去向是怎样的?提示 染色体中被3H标记的DNA分子去向如下图所示:减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次,但DNA只复制1次,复制后每条染色体都呈杂合状态,即DNA分子一条链含3H,另一条链含1H,第二次分裂后形成的每个子细胞中的染色体也呈杂合状态。
【归纳提升】1.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的比较(二倍体生物)
2.减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目和核DNA分子数目的变化(1)变化曲线
(2)曲线分析①染色体数目的变化和核DNA分子数目的变化不是完全一致的,因为复制后核DNA分子数目加倍,而染色体数目不加倍。②在间期DNA复制之前(A'B'段和AB段)和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之后(F″H'段和FH段),染色体数∶核DNA分子数=1∶1。③在间期完成DNA复制之后到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之前(C'F'段和CF段),染色体数∶核DNA分子数=1∶2。
④BC(B'C')段表示减数分裂前的间期核DNA(染色体)的复制过程,复制完成后,核DNA分子数目加倍,但是染色体数目不变。⑤DE(D'E')段表示减数分裂Ⅰ结束时,同源染色体分离并分配到两个子细胞中,每个细胞内核DNA分子和染色体数目均减半。⑥F'F″段表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,但是核DNA分子数目不变。
【探究应用】1.(多选)下图表示一个细胞进行分裂的过程中,细胞核内染色体数目以及染色体上DNA分子数目的变化情况(设一个正常体细胞中的染色体数目为2n)。下列叙述中正确的是(　　)A.实线和虚线分别表示DNA分子数和染色体数的变化B.两条曲线重叠的各段,每条染色体都含有一个DNA分子C.在MN段,每个细胞内含有的核DNA数目与体细胞的相同D.在IJ段,可发生同源染色体的交叉互换,同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
答案 ABCD解析 AG段表示细胞进行有丝分裂过程,GQ段表示减数分裂过程。由于细胞分裂前的间期DNA复制加倍,图中实线表示细胞核内DNA数量的变化,虚线表示染色体数量的变化,A项正确。两条曲线重叠的各段,染色体数目与核DNA分子数相等,即每条染色体都含有一个DNA分子,B项正确。在MN段,着丝粒分裂,经减数分裂Ⅰ后期染色体数目减半后又暂时加倍,所以每个细胞内含有的核DNA数目与体细胞的相同,C项正确。IJ段是减数分裂Ⅰ时期,在四分体时期可发生同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合,D项正确。
2.下图表示雄果蝇某种细胞进行分裂时,处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是(　　)A.Ⅱ所处阶段可能发生同源染色体分离B.Ⅲ代表初级精母细胞C.②代表染色体D.Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
答案 A解析 分析图示可知:Ⅰ为精原细胞或减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞,Ⅱ为初级精母细胞,在减数分裂Ⅰ后期可发生同源染色体分离,Ⅲ为次级精母细胞(减数分裂Ⅱ前期或中期),Ⅳ为精细胞;①表示染色体,②表示染色单体,③表示核DNA。Ⅰ~Ⅳ中,核DNA分子的数量比是2∶4∶2∶1。
3.下图表示哺乳动物精子在形成过程中一个细胞核内DNA分子数量的变化。下列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初期B.E点染色体数目为n,F点染色体数目又出现短时间的加倍C.E点同源染色体分离,F点染色体的着丝粒分裂D.AC是间期,CF是分裂期,FG是精细胞变形的阶段
答案 D解析 细胞分裂间期,染色体完成复制,进入减数分裂Ⅰ前期,同源染色体出现联会现象,发生在CD初期。E点完成减数分裂Ⅰ,同源染色体发生了分离,染色体数目变为n;F点完成减数分裂Ⅱ,每个子细胞(精细胞)中染色体数目仍为n条。E点表示同源染色体分离后分别进入了两个子细胞(次级精母细胞)中;F点表示着丝粒分裂后形成的两条染色体分别进入两个子细胞(精细胞)中。AC段完成DNA的复制,表示减数分裂前的间期;CF段核DNA连续两次减半,表示减数分裂期;FG表示完成减数分裂后精细胞变形为精子的阶段。
【情境探究】1.[图像分析] 细胞分裂图像下图为高等动物细胞的分裂示意图,据图回答下列问题。
(1)图甲细胞处于何种分裂时期?请说出判断理由。提示 有丝分裂前期。有同源染色体和姐妹染色单体,但同源染色体没有两两配对,且染色体在细胞中散乱分布。(2)图乙细胞处于何种分裂时期?请说出判断理由。提示 减数分裂Ⅰ中期。每对同源染色体均排列在细胞中央的赤道板两侧。(3)图丙细胞处于何种分裂时期?请说出该细胞的名称并指出判断理由。提示 减数分裂Ⅱ后期。次级卵母细胞。无同源染色体,着丝粒分裂,且细胞质不均等分裂。
2.[模型分析] 减数分裂过程相关数量关系和细胞模式图的对应关系下图是减数分裂过程相关数量关系和细胞模式图的对应关系图:
(1)甲为性原细胞;乙为　　　　　　　　　　　　;　　　　为次级性母细胞;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　　　　　　　　　　彼此分开后平均进入两个子细胞造成的,减数分裂Ⅱ时染色体数变化为　　　　　　　　　,在减数分裂Ⅱ后期,随着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,分别进入两个子细胞。这时染色体暂时加倍,后又恢复正常。 (3)减Ⅱ后期染色体数、核DNA分子数都与正常体细胞相同,不同的是　　　　　　　　　　　　　。 
3.[生命观念] 卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是什么?提示 保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需要。4.[科学思维] 在什么器官中可以同时存在有丝分裂和减数分裂的细胞?为什么?提示 精巢和卵巢。精原细胞和卵原细胞既可以进行有丝分裂产生精原细胞和卵原细胞,也可以进行减数分裂产生生殖细胞。
【归纳提升】细胞分裂图像的识别
【探究应用】1.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是(　　)A.图甲一定为次级精母细胞B.图乙一定为初级精母细胞C.图丙为次级卵母细胞或极体D.图丙中的M、m为一对同源染色体
答案 B解析 图甲处于减数分裂Ⅱ后期,其细胞质是均等分裂的,可能为次级精母细胞或减数分裂Ⅰ产生的极体(第一极体),A项错误;图乙处于减数分裂Ⅰ后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞,B项正确;图丙处于减数分裂Ⅱ后期,其细胞质不均等分裂,应是次级卵母细胞,极体(第一极体)为均等分裂,故不可能为极体,C项错误;图丙中的M、m不是同源染色体,应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D项错误。
2.如图为某哺乳动物的一个细胞示意图,它属于下列何种细胞?(　　)A.肝细胞B.初级卵母细胞C.第一极体D.卵细胞答案 C解析 因为哺乳动物体细胞和初级卵母细胞中的染色体应该是成对的,有同源染色体,所以图示细胞不是肝细胞和初级卵母细胞;卵细胞是减数分裂产生的细胞,细胞中没有染色单体;由于在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,则在减数分裂Ⅱ时期的细胞,如第一极体中就会出现大小不一、形态各异的一组非同源染色体。
3.图甲、乙、丙分别表示某些生物(只含两对同源染色体)正在进行分裂的细胞,请据图回答下列问题。(1)图甲表示　　　　　　　　　　　期的细胞,有　　　　条染色单体,分裂后产生的子细胞名称是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)图乙表示　　　　　　　　期的细胞,有　　　对同源染色体,产生的子细胞是　　　　　　。 (3)图丙表示　　　　　　　　　　　期的细胞,细胞名称是　　　　　　　　　　　,分裂后产生的子细胞是　　　　　　　　　　　　。 (4)画出图甲最终产生的生殖细胞内的染色体组成图。
答案 (1)减数分裂Ⅰ后　8　次级精母细胞　(2)有丝分裂后　4　体细胞　(3)减数分裂Ⅱ后　次级卵母细胞　卵细胞和极体　(4)如下图解析 三幅图均显示:染色体移向细胞两极,细胞膜向中间凹陷,所以判定它们均处于分裂后期。再比较甲、乙两图:图甲中的染色体存在染色单体,且同源染色体正在分离,可以确定图甲表示减数分裂Ⅰ后期的细胞,图乙中着丝粒分裂,且细胞的两极可找到成对的同源染色体,可确定图乙表示有丝分裂后期的细胞。最后分析图丙:图丙中无同源染色体,且着丝粒已分裂,图丙细胞出现不均等分裂,所以可以确定图丙所示的细胞处于减数分裂Ⅱ后期,为次级卵母细胞,它分裂后产生的子细胞一大一小,分别为卵细胞和极体。
方法技巧 鉴别细胞分裂方式的方法
注:①②③只要有一项符合,则可判定为减数分裂Ⅰ。