高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 减数分裂第1课时学案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 减数分裂第1课时学案设计，共10页。学案主要包含了减数分裂的相关概念，精子的形成过程等内容，欢迎下载使用。

课标要求
1．阐述同源染色体、四分体、联会等概念。
2．通过精子的形成过程，了解减数分裂过程及其特点。
3．阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞。
核心素养
1．掌握同源染色体、联会、四分体、染色单体等概念。(生命观念)
2．通过分析染色体的行为和数目变化过程理解细胞生命活动的动态变化。(生命观念)
3．比较减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的异同。(科学思维)
一、减数分裂的相关概念
基础知识·双基夯实
1．同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体：减数分裂过程中_配对__的两条染色体，形状和大小一般都_相同__，一条来自_父方__，一条来自_母方__。
(2)非同源染色体：形状、大小_一般不相同__，且在减数分裂过程中不进行_配对__的染色体。
2．联会和四分体
(1)联会：在减数分裂过程中，同源染色体_两两配对__的现象。
(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。
活学巧练
1.减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性。( × )
2．对于雄性哺乳动物来说，同源染色体只存在于精原细胞中，而不存在于其他体细胞中。( × )
3．细胞内的同源染色体都会形成四分体。( × )
4．精原细胞自身增殖的方式是减数分裂。( × )
合作探究
观察细胞中染色体模式图，结合教材回答下列问题：
图1
图2
1．同源染色体和非同源染色体
(1)同源染色体：减数分裂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__。如图1中的_1和2,3和4__为一对同源染色体。
(2)非同源染色体：形态、大小各不相同，且在_减数__分裂过程中不配对的染色体。如图1中的_1和3或1和4或2和3或2和4__是非同源染色体。
2．联会和四分体
(1)联会：减数分裂Ⅰ过程中(前期) 同源染色体 两两配对的现象。
(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1中含有_两__个四分体，其中_1和2__形成一个四分体，_3和4__形成一个四分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的_同源染色体__对数。
3．姐妹染色单体和非姐妹染色单体
(1)姐妹染色单体：同一着丝粒连着的两条染色单体。如图1中的_a和a′、b和b′、c和c′、d和d′__。
(2)非姐妹染色单体：不同着丝粒连接着的两条染色单体。如图1中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。
(3)若发生互换，则可发生在哪些染色单体之间？
提示：a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。
4．相关数量关系
1个四分体＝_1__对同源染色体＝_2__条染色体＝_4__条染色单体＝_4__个核DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。
归纳提升
1.染色体、染色单体、核DNA、同源染色体和四分体数目的判断方法
(1)确定染色体数
①若以有丝分裂或减数分裂图示形式出现，可根据“着丝粒数＝染色体数”来确定。
②若已知体细胞染色体数，判断其他各时期染色体数。有丝分裂只有后期和末期染色体暂时加倍，其他各时期与体细胞染色体数一致。若是减数分裂，则减数分裂Ⅰ时与体细胞染色体数一致，减数分裂Ⅰ之后染色体数为体细胞的一半(减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，导致减数分裂Ⅱ后、末期染色体数暂时加倍)。
(2)确定染色单体数
①染色单体出现在染色体复制后，着丝粒分裂前这段时期，染色单体数＝染色体数×2。
②在DNA复制前和着丝粒分裂后的时期，染色单体数为0。
(3)确定核DNA数
①有染色单体时，核DNA数＝染色单体数＝染色体数×2。
②无染色单体时，核DNA数＝染色体数。
(4)确定同源染色体数
①有丝分裂全过程都有同源染色体。
②减数分裂Ⅰ末期以后，受精作用以前无同源染色体。
③同源染色体的对数等于染色体数的一半。
(5)确定四分体数
只有减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时才有四分体，四分体数＝同源染色体对数。
2．思考：(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。
典例1 (2023·扬州高二检测)下列有关四分体的叙述，正确的是( A )
A．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体
B．经过复制的同源染色体都能形成四分体
C．四分体时期可能发生姐妹染色单体间的互换
D．四分体出现在减数分裂Ⅰ的每个时期
解析： 四分体由一对同源染色体联会形成，含有4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发生互换，C错误；四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期，D错误。
变式训练❶ 下列关于同源染色体和四分体“一定”的叙述，正确的是( C )
A．同源染色体在细胞分裂过程中一定能够配对
B．含有四条姐妹染色单体的一定是四分体
C．一个四分体一定是一对同源染色体
D．一对同源染色体一定是一个四分体
解析： 互为同源染色体的两条染色体只在减数分裂Ⅰ前期发生配对，在有丝分裂过程中不发生配对，A错误；复制后的两条非同源染色体也含有四条姐妹染色单体，但不是四分体，B错误；四分体是由同源染色体联会形成的，一个四分体一定是一对同源染色体，C正确；同源染色体联会后才形成四分体，在有丝分裂过程中同源染色体不会发生联会，此时一对同源染色体不是一个四分体，D错误。
二、精子的形成过程
基础知识·双基夯实
精子的形成过程
1．场所：人和其他哺乳动物的精子是在_睾丸__中形成的。
2．精细胞形成过程
3.精细胞变形形成精子
减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有 细胞核 ，尾长，能够摆动。
易错提醒：同源染色体的形态大小一般相同，但有些同源染色体形态大小不同，如人类的X染色体和Y染色体。
活学巧练
1.精原细胞是特殊的体细胞，既能通过有丝分裂增殖，又能通过减数分裂产生精子。( √ )
2．玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，花粉中有5对同源染色体。( × )
3．减数分裂Ⅱ后期，大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体。( × )
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。( √ )
合作探究
1.比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
观察精子形成过程示意图，回答下列问题：
(1)写出图中各种细胞的名称：a._精原细胞__，b._初级精母细胞__，c._次级精母细胞__，d._精细胞__，e._精子__。
(2)染色体数目减半发生在图中_b__过程中，染色单体消失发生在图中_c__过程中。
(3)不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，细胞e有_2__种，如果考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，细胞e有_4__种。
2．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。
归纳提升
减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)
典例2 如图为精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，下列叙述中正确的是( A )
A．精子形成过程的顺序排列为a→c→b→d
B．d图为次级精母细胞
C．b图中染色体与核DNA分子数之比为1∶1
D．染色体的复制发生在c图
解析： 精子形成过程的顺序为a→c→b→d，A正确；d图为精细胞，B错误；b图中每条染色体上都含有2条染色单体，此时染色体与DNA分子数之比为1∶2，C错误；染色体的复制发生在减数分裂前的间期，而c图处于减数分裂Ⅰ前期，D错误。
变式训练❷ 在减数分裂前及分裂过程中，下列有关染色体变化的叙述，正确的是( B )
A．着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂，染色体数目加倍
B．在减数分裂前，染色体只复制一次
C．在减数分裂Ⅱ过程中，同源染色体分离
D．细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍
解析： 着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，A项错误；在减数分裂前的间期，染色体复制一次，细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，B项正确；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，C项错误；细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞，使得细胞中染色体数目减半，导致染色体数目加倍的是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，D项错误。
如下图所示，如果四分体中的非姐妹染色单体没有互换，同源染色体就是A1和B1的状态，发生了互换就是A2和B2的状态，正常情况下次级精母细胞只含有同源染色体中的一条，所以是否发生互换将导致精细胞中染色体的组成不相同，进而产生多样性的精子。
典例3 (2023·贵州安顺一中检测)如图表示减数分裂非姐妹染色单体的互换过程，则下列叙述正确的是( A )
A．发生互换的前提是同源染色体配对
B．a和a′属于同源染色体，a和b属于非同源染色体
C．互换发生在同源染色体上的姐妹染色单体之间
D．该过程也会发生在有丝分裂过程中
解析： 减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会形成四分体，此时同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生互换，A正确；a和a′属于姐妹染色单体，a和b属于同源染色体上的非姐妹染色单体，B错误；互换发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间，C错误；有丝分裂过程中没有染色体联会，所以不会发生该互换过程，D错误。
1．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( C )
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
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，故选C。
2．下列关于减数分裂过程中染色体的描述，正确的是( B )
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
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，B正确。
3．下列是减数分裂过程中的几个步骤，正确的顺序是( C )
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．②①③④⑤⑥⑦④
B．④⑥③②⑤⑦①④
C．⑥⑤①③②④⑦④
D．⑥⑤③④⑦②①③
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，C正确。
学霸记忆
1.同源染色体：指减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。联会后的每对同源染色体被称为一个四分体，含有四条染色单体。
2．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之间经常发生缠绕，并互换相应的片段；
(3)同源染色体分离，分别移向细胞两极。
3．减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞两极移动。
时期
图像
染色体行为
细胞
名称
减数分裂
前的间期
DNA复制，相关_蛋白质__合成，细胞体积增大
精原
细胞
减数
分裂Ⅰ
前
期
同源染色体发生联会形成_四分体__，其上的_非姐妹染色单体__之间可以发生互换
初级
精母
细胞
中
期
各对_同源染色体__排列在细胞中央的赤道板两侧
后
期
配对的两条_同源染色体__彼此分离，分别移向细胞的两极， 非同源染色体 自由组合
末
期
细胞质分裂，形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半
减数
分裂Ⅱ
前
期
_染色体__散乱分布在细胞中
次级
精母
细胞
中
期
染色体的_着丝粒__排列在赤道板上
后
期
每条染色体的_着丝粒__分裂，姐妹染色单体分开，移向细胞的两极
末
期
细胞质分裂，一个细胞分裂成为2个子细胞
精细
胞
比较项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
分裂前的间期DNA的复制与否
复制
不复制
同源染色体
有
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发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极
染色体数目
2n→n
n→2n→n
核DNA数目
4n→2n
2n→n
染色单体数
4n→2n
2n→0