生物必修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

这是一份生物必修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14页。


题型一 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律[学生用书P22]
假设生物正常细胞中染色体数为2N，核DNA数为2C，细胞减数分裂重要时期染色体、核DNA等数目的变化规律分析如下。
1．表解
2.图解(以精细胞的形成为例)
1．(2020·江苏宿迁期末)正常进行分裂的人体细胞，细胞核中同源染色体、染色单体、染色体、DNA数量之比为0∶0∶1∶1，则该细胞所处的时期是( )
A．有丝分裂后期
B．减数分裂Ⅰ末期
C．减数分裂Ⅱ前期
D．减数分裂Ⅱ后期
解析：选D。有丝分裂过程中，细胞中都含有同源染色体，A错误；减数分裂Ⅰ末期，同源染色体、染色单体、染色体、DNA数量之比为1∶4∶2∶4，B错误；减数分裂Ⅱ前期同源染色体、染色单体、染色体、DNA数量之比为0∶2∶1∶2，C错误；减数分裂Ⅱ后期，同源染色体、染色单体、染色体、DNA数量之比为0∶0∶1∶1，D正确。
2．下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞核内DNA分子数量的变化。下列对该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
解析：选D。细胞分裂前的间期，染色体完成复制，进入分裂期后，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，每个子细胞中染色体数目仍为n。E点表示同源染色体分离后进入了两个子细胞中；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中。AC段完成DNA的复制，表示间期；CF段DNA连续两次减半，表示分裂期；FG段表示完成分裂后精细胞变形为精子。
3．下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，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。下列叙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
解析：选A。分析图示可知，Ⅰ为精原细胞，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，Ⅳ为精细胞；①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA。Ⅰ～Ⅳ中，DNA分子的数量比是2∶4∶2∶1。
题型二 有丝分裂和减数分裂图像的识别[学生用书P23]
有关细胞分裂图像识别题的解法(以体细胞染色体数为2N的生物为例)
1．根据染色体的特点辨别细胞分裂方式——“三看法”
口诀 一看数，二看体，三看行为比一比
2．依据染色体行为判断细胞分裂方式及时期
染色体相对散乱―→前,期)eq \(――→,\s\up12(有无同),\s\d12(源染色体))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(无：减数分裂Ⅱ，如图3,有\(――→,\s\up12(是否),\s\d12(联会))\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(是：减数分裂Ⅰ，如图2,否：有丝分裂，如图1))))
eq \a\vs4\al(染色体排列,在赤道板上)―→中,期)eq \(――→,\s\up12(有无同),\s\d12(源染色体))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(无：减数分裂Ⅱ，如图6,有\(――→,\s\up12(是否成对),\s\d12(排列))\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(是：减数分裂Ⅰ，如图5,否：有丝分裂，如图4))))
eq \a\vs4\al(染色体移,向两极)―→后,期)eq \(――→,\s\up12(同一极中),\s\d12(有无同源染色体))
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有：有丝分裂，如图7,无\(――→,\s\up12(是否存在姐),\s\d12(妹染色单体))\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(是：减数分裂Ⅰ，如图8,否：减数分裂Ⅱ，如图9))))
4．(2020·安庆高一检测)下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的是( )
(1)具有同源染色体的细胞有①②③
(2)动物睾丸中可能同时出现以上细胞
(3)③所示的细胞中有两个四分体
(4)进行有丝分裂的细胞为①和③
(5)④中发生了等位基因的分离
A．(1)(2)(5) B．(2)(4)(5)
C．(1)(3)(4) D．(1)(2)(4)
解析：选D。判断同源染色体看形态、大小和来源，①②③中都有同源染色体，因此(1)正确；四个细胞中①③进行有丝分裂，②④进行减数分裂，可在动物的生殖器官中同时出现，(2)(4)正确；③所示细胞进行有丝分裂，没有四分体，(3)错误；④中不含同源染色体，因此不含有等位基因，(5)错误。
5．下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现同源染色体非姐妹染色单体交换相应片段的是乙
D．丙的子细胞是精细胞
解析：选C。图甲处于有丝分裂中期，具有同源染色体，不出现同源染色体非姐妹染色单体交换相应片段；图乙处于减数分裂Ⅰ前期，有同源染色体，可出现同源染色体非姐妹染色单体交换相应片段；图丙无同源染色体，且细胞质不均等分裂，是次级卵母细胞，子细胞为卵细胞和极体；由图丙推知，该生物为雌性动物，卵巢中可能同时出现这三种细胞。
[随堂检测][学生用书P24]
1．(2020·河北定州期末)有关某动物细胞的减数分裂，下列叙述正确的是( )
A．减数分裂过程中四分体的姐妹染色单体之间会交换相应片段
B．减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的染色体数目相同
C．减数分裂Ⅱ前期，染色体数目与核DNA数目相等
D．减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅱ
解析：选B。在减数分裂Ⅰ的前期，四分体的非姐妹染色单体之间会交换相应片段，A错误；减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的染色体数目相同，且均等于该种生物体细胞含有的染色体数目，B正确；减数分裂Ⅱ前期，染色体数目∶核DNA数目＝1∶2，C错误；减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ时期，D错误。
2．C1、C2、C3是某动物体的3个细胞，其染色体数分别是N、2N、4N，下列相关叙述错误的是( )
A．C1可能是C3的子细胞
B．C2不一定是C3的子细胞
C．C1、C2、C3可能存在于一个器官中
D．C2、C3核DNA的数量比可以是1∶2
解析：选A。C1为减数分裂产生的子细胞，不可能是处于有丝分裂后期的C3的子细胞，A错误；C2可能是处于减数分裂Ⅰ或处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，不一定是处于有丝分裂后期的C3的子细胞，B正确；动物的性腺中可以同时存在有丝分裂和减数分裂，C1、C2、C3可能存在于一个器官中，C正确；C2、C3若分别处于减数分裂Ⅱ后期和有丝分裂后期，核DNA的数量比是1∶2，D正确。
3．下列关于某哺乳动物细胞(2n)有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( )
A．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会
C．细胞进行一次有丝分裂与一次减数分裂前，染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期染色体都排列在赤道板上
解析：选B。有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，A正确；有丝分裂过程中不发生同源染色体联会，减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体联会，B错误；一次有丝分裂与一次减数分裂前染色体都只复制一次，C正确；有丝分裂和减数分裂Ⅱ的染色体行为类似：前期染色体散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离等，D正确。
4．(2020·山东济南期末)下图表示人类的卵细胞形成过程中，细胞内染色体数和核DNA分子数在甲、乙、丙、丁四个连续时期的统计数据。下列相关说法不正确的是( )
A．甲时期的细胞表示卵原细胞
B．乙时期会发生同源染色体的分离
C．丙时期染色体的着丝粒正在发生分裂
D．有染色单体的时期是乙和丙
解析：选C。由题图可知，图中阴影表示细胞内染色体数，空白表示核DNA分子数。甲时期的细胞表示卵原细胞，乙时期为减数分裂Ⅰ时期，丙时期为减数分裂Ⅱ的前期、中期，丁时期的细胞表示卵细胞或第二极体，A正确；在减数分裂Ⅰ的后期发生同源染色体的分离，B正确；只有减数分裂Ⅱ的后期才发生着丝粒分裂，C错误；有染色单体的时期是乙和丙，D正确。
5．下图表示配子形成过程中染色体、核DNA分子变化相对值。下列有关a～c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分子数之比由1∶2变为1∶1
D．此时期表示初级性母细胞
解析：选A。据题图可知，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核DNA分子的变化相对值，实线表示染色体的变化相对值，其中O～a表示减数分裂前的间期，b为减数分裂Ⅰ末期，同源染色体彼此分离进入两个子细胞中，b～c段处于次级性母细胞阶段，无同源染色体，c点为姐妹染色单体彼此分离形成染色体的过程。a～c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分子数之比一直为1∶2。
6．下图是同一动物体内有关细胞分裂的一组细胞图像，下列说法正确的是( )
A．具有同源染色体的只有②③所示细胞
B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
C．③所示细胞所处时期不可能有同源染色体的联会
D．上述图像所示细胞中有8条染色单体的是①②③
解析：选C。①所示细胞处于有丝分裂后期，②所示细胞处于减数分裂Ⅰ中期，③所示细胞处于有丝分裂中期，④所示细胞处于减数分裂Ⅱ后期。具有同源染色体的有①②③所示细胞，A错误；动物睾丸中既可发生有丝分裂，也可发生减数分裂，B错误；有丝分裂中期不可能有同源染色体的联会，C正确；②③所示细胞中有8条染色单体，①④所示细胞中没有染色单体，D错误。
7．(2020·河南新乡高一月考)如下图所示，图1为某植物(2n)细胞有丝分裂某时期的示意图，图2、图3为某动物(2n＝4)体内处于减数分裂不同时期的细胞示意图，图4为以上两种生物细胞分裂过程中的染色体数与核DNA分子数的比值(用H表示)的变化曲线，其中f点代表分裂结束。回答下列问题：
(1)图1细胞处于有丝分裂的________期，此时细胞中间的结构为________，其中囊泡来自________(填细胞器名称)。
(2)图2细胞的名称为________，图3细胞中含有________对同源染色体。
(3)图3细胞对应图4曲线中的________段。图4曲线中d→e发生的变化是________。若图4曲线表示减数分裂过程中H的变化，则非姐妹染色单体间交换相应片段发生在________段。
解析：(1)植物细胞有丝分裂末期的典型特征是在细胞中央赤道板位置形成细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关，囊泡来自高尔基体。(2)图2细胞正在进行同源染色体分离，且细胞质均等分裂，因此该细胞是初级精母细胞。对图3细胞中的染色体数目、形态进行分析可知，图3细胞中有染色单体，没有同源染色体。(3)分析图4中曲线：cd段表示细胞内每条染色体中含有2个DNA分子，图3细胞中每条染色体中含有2个DNA分子；d→e表示着丝粒分裂，每条染色体中的DNA分子由2个变为1个，可以表示的细胞分裂时期包括有丝分裂后期及减数分裂Ⅱ后期。减数分裂过程中，非姐妹染色单体间交换相应片段发生在减数分裂Ⅰ前期，该时期每条染色体中含有2个DNA分子，对应图4中的cd段。
答案：(1)末 细胞板 高尔基体 (2)初级精母细胞 0
(3)cd 着丝粒分裂 cd
[课时作业][学生用书P106(单独成册)]
1．在减数分裂过程中，哪个时期染色体和DNA数目相同( )
A．减数分裂Ⅰ的四分体时期
B．减数分裂Ⅰ后期
C．减数分裂Ⅱ中期
D．减数分裂Ⅱ后期
解析：选D。减数分裂前的间期进行DNA复制，DNA数目加倍，但染色体数目不变；减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，此时染色体数目等于DNA数目。故选D。
2．(2020·唐山高一检测)减数分裂过程中减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的染色体数目之比和核DNA含量之比分别是( )
A．2∶1和2∶1 B．1∶1和2∶1
C．4∶1和4∶1 D．4∶1和2∶1
解析：选B。减数分裂前的间期染色体复制，故减数分裂Ⅰ中核DNA含量加倍，但染色体数目不变；减数分裂Ⅰ结束后，染色体数目和核DNA含量均减半，减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离，染色体数目暂时加倍，核DNA含量不变，故减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期的染色体数目之比和核DNA含量之比分别是1∶1和2∶1。
3．下图为三个处于不同分裂期细胞的示意图，下列叙述正确的是( )
A．乙可表示处于有丝分裂后期的细胞
B．乙、丙两细胞不可能来自同一个体
C．甲、乙、丙三个细胞均含有四条染色体
D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
解析：选A。根据题图可知，甲细胞中无同源染色体及染色单体，处于减数分裂Ⅱ的后期；乙细胞中有同源染色体，其处于有丝分裂的后期；丙细胞中同源染色体分别向两极移动，处于减数分裂Ⅰ的后期，A正确，D错误。睾丸和卵巢中的细胞既可以进行减数分裂也可以进行有丝分裂，因此乙、丙两细胞可能来自同一个体，B错误。甲、丙两细胞中含有4条染色体，乙细胞中含有8条染色体，C错误。
4．(2020·合肥高一期末)下图表示在不同生命活动过程中，细胞内染色体数目的变化曲线，下列叙述正确的是( )
A．a、b、c、d过程都有姐妹染色单体
B．动物体内的任何器官都可以发生a、b、d过程
C．d过程中没有同源染色体
D．a、b、c、d四个过程中只有三个过程发生了细胞分裂
解析：选D。分析图示可知，a和b过程染色体数目先减半后暂时加倍，又减少为原来的一半，且染色体数目最大为2N，则a和b过程表示减数分裂前的间期和减数分裂过程，a过程表示减数分裂前的间期和减数分裂Ⅰ，b过程表示减数分裂Ⅱ。d过程中染色体数目最大为4N，且该过程结束时染色体数目仍为2N，则d过程表示有丝分裂前的间期和有丝分裂过程。c过程表示受精作用。减数分裂前的间期染色体复制后、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的前期和中期、有丝分裂前的间期染色体复制后和有丝分裂前期和中期过程中有姐妹染色单体，其他时期或过程无姐妹染色单体，A错误；动物体内的生殖器官中可以发生a、b、d过程，B错误；d过程中有同源染色体，C错误；a、b、c、d四个过程中，只有a、b、d过程发生了细胞分裂，D正确。
5．下图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图，下列相关说法不正确的是( )
A．有丝分裂发生在AE段中，减数分裂发生在FL段中
B．CD段和GH段染色体数目都相等
C．GH段存在染色单体
D．最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半
解析：选B。分析曲线变化可知，AE段核DNA分子数加倍一次减半一次，故发生的是有丝分裂；FL段核DNA分子数加倍一次，连续两次减半，故发生的是减数分裂，A正确。CD段包括有丝分裂前、中、后、末期，细胞内染色体数目为8条或16条，GH段为减数分裂Ⅰ，细胞内染色体数目为8条，存在染色单体，B错误，C正确。最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半，D正确。
6．下图表示某一生物体内有关的细胞分裂图解与图像。据图可知，下列叙述不正确的是( )
A．图②甲细胞中含有4对同源染色体
B．图①中CD段形成的原因是着丝粒的分裂
C．由图乙可判断该生物是雌性动物
D．图丙细胞的分裂时期与图①的DE段相吻合
解析：选D。分析题图可知，图②甲细胞中含有4对同源染色体，A正确。图①中的CD段发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体消失，B正确。由图②可知，乙细胞在减数分裂时有不均等分裂的特征，故为雌性生殖细胞，该生物为雌性动物，C正确。图丙细胞中，一条染色体上有两条姐妹染色单体，故对应图①的BC段，D错误。
7．(2020·吉林长春高一月考)下图中A～G为某基因型为AaBb的高等动物睾丸内细胞分裂图像和染色体数目变化图像，请据图回答下列问题：
(1)图中C细胞处于______________________期，细胞内含有________个染色体。
(2)图中B细胞的名称是________________。
(3)图B、C、E中含同源染色体的有________。
(4)图A表示的是B细胞的下一个分裂时期，请画出图A所表示的细胞分裂图像。
解析：分析题图可知，图A处于减数分裂Ⅱ后期，图B处于减数分裂Ⅱ中期，图C处于减数分裂Ⅰ后期，图D处于间期，图E处于有丝分裂中期，图F处于有丝分裂末期。图G表示减数分裂过程中的染色体数量变化。
(1)图C细胞中同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，细胞内含有4条染色体。(2)图中细胞为动物睾丸中的细胞分裂图像，故C为初级精母细胞；B细胞不含同源染色体，为减数分裂Ⅱ中期图像，细胞名称为次级精母细胞。(3)同源染色体的形态、大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，有丝分裂过程和减数第一次分裂过程有同源染色体，所以图B、C、E中含同源染色体的有C和E。(4)图B为次级精母细胞的中期，下一个时期为减数分裂Ⅱ的后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，细胞质均等分配。
答案：(1)减数分裂Ⅰ后 4
(2)次级精母细胞
(3)C、E
(4)
8．下图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核DNA分子数。据图回答下列问题：

(1)A细胞表示________后期；B细胞表示________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核DNA分子数的柱形图；在C处绘制该动物减数分裂Ⅱ后期染色体数和核DNA分子数的柱形图。
解析：A细胞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细胞处于有丝分裂后期；B细胞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细胞应处于减数分裂Ⅰ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。画柱形图考查学生的信息处理能力，结合各时期的染色体数和核DNA分子数可予以解决。
答案：(1)有丝分裂 减数分裂Ⅰ (2)睾丸 2
(3)如图所示
课标要求
核心素养
加深对减数分裂过程中染色体行为和数量变化的理解。
1.生命观念：理解并掌握减数分裂中染色体、染色单体、核DNA数目的变化规律。
2.科学思维：学会辨析细胞分裂的图像。
细胞分裂图像
分裂次数
分裂时期
染色体数
核DNA数
染色单体数
减数分裂Ⅰ
前期
2N
4C
4N
中期
2N
4C
4N
后期
2N
4C
4N
减数分裂Ⅱ
前期
N
2C
2N
中期
N
2C
2N
后期
2N
2C
0