資源簡介 人教生物(2019版)必修2教學案2-1 減數分裂和受精作用第1課時 減數分裂學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背1.通過觀察精子或卵細胞的形成過程示意圖,歸納、概括減數分裂的概念及過程。 2.模擬減數分裂中染色體的變化,闡明減數分裂過程中染色體發生自由組合和互換的重要意義。 1.減數分裂的特點是染色體只復制一次,而細胞連續分裂兩次,導致染色體數目減半。 2.減數分裂Ⅰ的主要特征:①同源染色體配對——聯會,形成四分體;②四分體中的非姐妹染色單體之間可以發生互換;③同源染色體分離,非同源染色體自由組合。 3.減數分裂Ⅱ的主要特征:每條染色體的著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向細胞的兩極。【主干知識梳理】一、精子的形成過程1.場所及細胞名稱的變化(1)場所(2)細胞名稱的變化:2.染色體的變化(1)減數分裂前的間期:一部分精原細胞的體積增大,染色體復制,成為初級精母細胞,此時的染色體呈染色質絲的狀態。(2)減數分裂過程:①減數分裂Ⅰ。時期 分裂圖像 染色體行為前期 同源染色體聯會,形成四分體,此時同源染色體的非姐妹染色單體可以發生互換中期 同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側后期 同源染色體分離,非同源染色體自由組合,并移向細胞兩極末期 細胞一分為二,染色體數目減半②減數分裂Ⅱ。時期 分裂圖像 染色體行為間期 通常沒有或時間很短 染色體不再復制前期 染色體散亂地分布在細胞中中期 染色體著絲粒排列在細胞中央的赤道板上后期 著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向細胞兩極末期 細胞一分為二(3)同源染色體、聯會與四分體的概念:②聯會:同源染色體兩兩配對的現象。③四分體:聯會后的每對同源染色體含有4條染色單體。二、卵細胞的形成1.場所:卵巢。2.過程:三、減數分裂的概念【教材微點發掘】1.下圖是動物精巢中減數分裂的過程示意圖,請分析回答:(1)圖中A、C、G分別表示什么細胞?提示:初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞。(2)和有絲分裂相比,甲過程中染色體的特殊行為有哪些?提示:甲過程中染色體的特殊行為有:①同源染色體聯會;②四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生互換;③同源染色體彼此分離,非同源染色體自由組合等。(3)染色體數目減半和姐妹染色單體的消失分別發生在圖中的哪個過程?提示:染色體數目減半發生在減數分裂Ⅰ過程中,即甲過程;姐妹染色單體的消失發生在減數分裂Ⅱ的后期,即乙過程。2.如圖為高等動物的細胞分裂示意圖,寫出甲、乙、丙三個細胞的名稱。甲:次級精母細胞或(第一)極體;乙:初級精母細胞;丙:次級卵母細胞。3.氣溫過低會影響水稻花粉母細胞的減數分裂,進而影響水稻的花粉數量和質量,導致稻谷減產。對此,農業生產上可以采取灌深水的措施來預防,采取這種措施的原因是什么?提示:水的比熱容較大,水的溫度相對不容易改變,當氣溫過低時,灌深水后稻田溫度不會降低太多。教材問題提示(一)旁欄思考1.(教材第19頁)如果配子也是通過有絲分裂形成的,那么配子中的染色體數目和體細胞中的將是一致的。2.(教材第20頁)初級精母細胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自由組合的。3.(教材第20頁)在減數分裂Ⅰ中出現了同源染色體聯會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為,使細胞兩極各有一整套非同源染色體,從而使形成的次級精母細胞中的染色體數目比初級精母細胞的減少一半。上述過程可使配子中的染色體數目減半。再通過卵細胞和精子結合成受精卵的受精作用,保證了每種生物前后代染色體數目的恒定,維持了生物遺傳的穩定性。上述過程還可以使通過減數分裂產生的配子種類多樣化,從而增加了生物遺傳的多樣性,有利于生物適應多變的自然環境,還有利于生物在自然選擇中進化。4.(教材第21頁)精細胞的變形是指由精細胞變為精子的過程,其中細胞核變成精子頭的主要部分,高爾基體發育為頭部的頂體,中心體演變為精子的尾,線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備了游向卵細胞并進行受精作用的能力。(二)探究·實踐(教材第24頁)1.根據細胞中染色體的形態、位置和數目來判斷。例如,在減數分裂Ⅰ中,先后出現同源染色體聯會、四分體形成、各對同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現象。減數分裂Ⅱ中,非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板處,移向細胞兩極的染色體不含染色單體。另外,在蝗蟲精母細胞減數分裂的過程中,處于減數分裂Ⅰ的細胞要明顯多于處于減數分裂Ⅱ的細胞。2.減數分裂Ⅰ中期,兩條同源染色體分別排列在細胞中央的赤道板兩側,末期細胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成,其數目是體細胞染色體數目的一半,每條染色體均由兩條姐妹染色單體構成。減數分裂Ⅱ中期,非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上,末期細胞兩極的染色體不含染色單體。3.同一生物的細胞,所含遺傳物質相同,增殖過程相同,同一時刻不同細胞可能處于不同分裂時期。因此,可以通過觀察多個精母細胞的減數分裂,推測一個精母細胞在減數分裂過程中染色體的連續變化。新知探究(一) 減數分裂過程中的相關概念辨析【探究·深化】[問題驅動] (1)觀察教材第18頁果蠅體細胞和配子的染色體示意圖,分析配子與體細胞中的染色體數目有何關系。提示:配子中染色體數目是體細胞中染色體數目的一半。(2)判斷下列生物能否進行減數分裂并說明理由。①大腸桿菌,②果蠅,③變形蟲。提示:大腸桿菌是原核生物,不能進行有性生殖;果蠅是能進行有性生殖的真核生物,能進行減數分裂;變形蟲是真核生物,但不能進行有性生殖,不能進行減數分裂。(3)遺傳物質的主要載體是染色體,此外遺傳物質還分布在哪里?這些場所的遺傳物質是否和染色體上的遺傳物質一樣也遵循孟德爾遺傳規律?提示:線粒體和葉綠體。不遵循,只有染色體上的遺傳物質才遵循孟德爾遺傳規律。(4)形態、大小相同的染色體是否為同源染色體?減數分裂過程中,同源染色體形態、大小是否相同?提示:不一定,若一條來自父方,一條來自母方,且可以發生聯會,則為同源染色體,否則不是。減數分裂過程中,同源染色體形態、大小不一定相同,如高等動物的性染色體。[重難點撥] 1.圖解相關概念2.聯會和四分體的相互關系聯會是同源染色體兩兩配對的過程,而四分體是聯會的結果,是同源染色體的特殊存在形式。由上圖可知:1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。【典題·例析】[典例1] 下列關于同源染色體的敘述,錯誤的是( )A.一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體B.同源染色體上的非姐妹染色單體間能互換對應部分C.在人的正常精子中沒有同源染色體D.減數分裂中聯會的染色體是同源染色體[解析] 配對的兩條染色體,形狀和大小一般都相同,一條來自父方、一條來自母方,叫作同源染色體。但并不是說一條來自父方、一條來自母方的染色體都是同源染色體,也可能是非同源染色體。故選A。[答案] A[典例2] 下列有關四分體的敘述,正確的是( )A.每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體B.經過復制的同源染色體都能形成四分體C.四分體時期可能發生姐妹染色單體間的互換D.四分體出現在減數分裂Ⅰ的每個時期[解析] 四分體由一對同源染色體聯會形成,含有4條染色單體,A正確;四分體只在減數分裂過程中存在,有絲分裂過程含有同源染色體,其復制后不聯會,不形成四分體,B錯誤;四分體中的非姐妹染色單體之間可發生互換,C錯誤;四分體出現在減數分裂Ⅰ的前期,D錯誤。[答案] A易錯提醒—————————————————————————————————有關同源染色體認識的幾個誤區(1)誤認為同源染色體大小一定相同同源染色體的形態、大小一般都相同,但存在例外,如X、Y性染色體,大小不同,但屬于同源染色體。(2)誤認為同源染色體一定會形成四分體同源染色體只有在減數分裂Ⅰ前期才會形成四分體,有絲分裂中不會形成四分體。(3)誤認為同源染色體只存在于進行減數分裂的細胞中進行有絲分裂的細胞自始至終都存在同源染色體,只是沒有出現聯會、四分體這些特殊的行為變化,也沒有同源染色體的分離過程。(4)誤認為同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合存在先后順序同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合是同時進行的。—————————————————————————————————————【應用·體驗】1.下列關于減數分裂的敘述,正確的是( )A.減數分裂是一種特殊的有絲分裂,也有細胞周期B.染色體復制兩次,細胞分裂一次C.產生的子細胞中染色體數目減半D.精(卵)原細胞只可進行減數分裂解析:答案:C 減數分裂是一種特殊的有絲分裂,但沒有細胞周期,A錯誤;減數分裂是指在原始生殖細胞(如動物的精原細胞或卵原細胞)發展為成熟的生殖細胞(如精子或卵細胞)的過程中,染色體只復制一次,而細胞分裂兩次,使新產生的生殖細胞中染色體數目減半的過程,B錯誤,C正確;精(卵)原細胞自身的增殖方式是有絲分裂,D錯誤。2.下列關于染色體、染色單體、聯會和四分體的敘述,錯誤的是( )A.染色體是遺傳物質的主要載體,一條染色體上只有一個DNA分子B.由同一個著絲粒連接的染色單體屬于姐妹染色單體C.聯會的結果是形成四分體,人的配子形成過程中會出現23個四分體D.染色單體因為著絲粒的分裂而消失解析:答案:A 染色體是遺傳物質的主要載體,一條染色體上有1個或2個DNA分子,A錯誤;染色體復制的結果是形成兩條姐妹染色單體,由同一個著絲粒連接,B正確;聯會形成四分體,有幾對同源染色體就有幾個四分體,因為人體細胞中有23對同源染色體,所以在配子形成過程中會形成23個四分體,C正確;著絲粒分裂導致姐妹染色單體彼此分離,各自成為一條染色體,D正確。新知探究(二) 精子的形成過程【探究·深化】[問題驅動] 觀察精子形成過程示意圖,回答下列問題:(1)寫出圖中各種細胞的名稱:a.精原細胞,b.初級精母細胞,c.次級精母細胞,d.精細胞,e.精子。(2)染色體數目減半發生在圖中b過程中,染色單體消失發生在圖中c過程中。(3)不考慮互換,細胞e有2種,如果考慮互換,細胞e有4種。[重難點撥] 1.減數分裂過程中兩個分裂階段的比較項目 減數分裂Ⅰ 減數分裂Ⅱ間期DNA復制與否 復制 不復制同源染色體 有,分離 無著絲粒變化 不分裂 分裂染色體主要行為 ①同源染色體聯會; ②四分體中非姐妹染色單體互換; ③同源染色體分離,非同源染色體自由組合 著絲粒分裂,姐妹染色單體分開染色體數目 2N→N(減半) N→2N→N(不減半)核DNA數目 (2N→)4N→2N 2N→N染色單體數 (0→)4N→2N 2N→02.減數分裂過程中染色體數、染色單體數與核DNA分子數含量的變化曲線分析(1)間期核DNA(染色體)復制,核DNA含量加倍,形成染色單體,但是染色體數目不變。(2)減數分裂Ⅰ結束時,同源染色體分配到兩個子細胞中,每個細胞內核DNA和染色體、染色單體數目均減半。(3)減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,染色體數目加倍,染色單體消失,但是DNA含量不變。(4)減數分裂Ⅱ結束后,由姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體分別分配到兩個子細胞中,核DNA和染色體數目再次減半。【典題·例析】[典例1] 下列有關某雄性生物體中各細胞分裂示意圖的判斷,正確的是( )A.圖①處于減數分裂Ⅰ的中期,細胞內有2對姐妹染色單體B.圖②處于減數分裂Ⅱ的后期,細胞內有2對姐妹染色單體C.圖③處于減數分裂Ⅱ的中期,該生物體細胞中染色體數目恒定為8條D.四幅圖可排序為①③②④,出現在該生物體精子的形成過程中[解析] 據圖分析可知,圖①中每條染色體都含一對姐妹染色單體,共有4對姐妹染色單體,同源染色體排列在赤道板位置,處于減數分裂Ⅰ中期。圖②中著絲粒已分裂,無姐妹染色單體,處于減數分裂Ⅱ后期。圖③處于減數分裂Ⅱ的中期,細胞中有2條染色體,說明正常體細胞染色體數為4條;當體細胞處于有絲分裂后期時,染色體數才為8條。圖④無同源染色體和姐妹染色單體,為精細胞。由以上分析可知,D正確。[答案] D[典例2] 如圖是某哺乳動物個體細胞分裂不同時期的分裂圖像,下列說法正確的是( )A.實驗材料應選自該生物的精巢或卵巢B.圖3所示的細胞中存在同源染色體C.與圖1中ef段相對應的是圖2和圖3D.圖4所示細胞中含有4對同源染色體[解析] 根據圖2和圖3可知,該生物的性別為雄性,且實驗材料中的細胞既能進行有絲分裂,又能進行減數分裂,應該取自生物的精巢,A錯誤;圖3所示的細胞處于減數分裂Ⅱ,不存在同源染色體,B錯誤;圖1中的ef段表示減數分裂Ⅱ后期,對應圖3,C錯誤;圖4所示細胞處于有絲分裂后期,含有4對同源染色體,D正確。[答案] D易錯提醒————————————————————————————————有關減數分裂過程中的兩點提醒(1)減數分裂過程中,染色體復制1次、細胞分裂2次、著絲粒分裂1次、染色體減半1次、核DNA減半2次。(2)在減數分裂過程中,核DNA數量最大值為4N,而染色體數量最大值為2N。—————————————————————————————————————【應用·體驗】1.下列關于減數分裂的敘述,正確的是( )①減數分裂包括兩次細胞分裂 ②在次級精母細胞中存在同源染色體 ③著絲粒在減數分裂Ⅰ后期一分為二 ④減數分裂的結果是染色體數減半,核DNA分子數不變 ⑤同源染色體分離后進入兩個子細胞,導致染色體數目減半 ⑥聯會后染色體復制,形成四分體 A.①②③ B.④⑤⑥C.①⑤ D.⑥解析:答案:C 次級精母細胞中,不存在同源染色體,②錯誤;著絲粒在減數分裂Ⅱ后期分裂,③錯誤;減數分裂的結果是染色體數、核DNA數均減半,④錯誤;染色體在減數分裂前的間期復制,⑥錯誤。故選C。2.如圖表示一個細胞進行分裂的過程中,細胞核內染色體數目以及染色體上DNA分子數目的變化情況。下列敘述正確的一組是( )①實線和虛線分別表示染色體數目和染色體上DNA分子數目的變化②兩條曲線重疊的各段,每條染色體都含有一個DNA分子③在MN段,每個細胞內都含有和體細胞數目相同的DNA④在IJ段,可發生同源染色體的互換,同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合A.①③ B.②④C.②③④ D.①②解析:答案:C 由于間期DNA復制加倍,圖中實線表示細胞核內染色體上DNA分子數目的變化,虛線表示染色體數目的變化,①錯誤;兩條曲線重疊的各段,染色體數與DNA分子數相等,即每條染色體都含有一個DNA分子,②正確;在MN段,著絲粒分裂,經減數分裂Ⅰ染色體數目減半后又暫時加倍,所以每個細胞內都含有和體細胞數目相同的DNA,③正確;IJ段是減數分裂Ⅰ,在四分體時期可發生同源染色體的互換,在后期會發生同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合,④正確。故選C。新知探究(三) 卵細胞的形成過程【探究·深化】[問題驅動] 觀察卵細胞形成過程示意圖,思考下列問題:(1)寫出圖中各種細胞的名稱:a.卵原細胞,b.初級卵母細胞,c.極體,d.次級卵母細胞,e.極體,f.卵細胞。(2)卵細胞形成過程中,細胞質是均等分裂嗎?提示:不是。卵細胞形成過程中初、次級卵母細胞分裂時,細胞質都是不均等分裂的;極體分裂時,細胞質是均等分裂的。(3)依據圖中染色體和核DNA數目變化規律,用坐標圖形式畫出染色體、核DNA數目變化曲線。提示:[重難點撥] 1.比較精子和卵細胞形成過程的異同精子的形成過程 卵細胞的形成過程不同點 場所 睪丸 卵巢細胞質分裂 均等分裂 不均等分裂(極體均等分裂)是否變形 是 否子細胞數目 1個精原細胞→4個精子 1個卵原細胞→1個卵細胞+3個極體(消失)相同點 染色體復制一次,細胞連續分裂兩次,子細胞內染色體和核DNA數均減半2.分裂圖像的辨析(1)減數分裂Ⅰ后期:(2)減數分裂Ⅱ后期:【典題·例析】[典例1] 動物卵細胞形成與精子形成的不同點是( )①次級卵母細胞將進行普通的有絲分裂 ②一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞 ③一個卵原細胞經過染色體復制后形成一個初級卵母細胞 ④卵細胞不經過變形階段 ⑤一個初級卵母細胞分裂成的兩個細胞大小不等 ⑥卵細胞中的染色體數目是初級卵母細胞的一半A.②④⑤ B.①③⑤C.②③⑥ D.①④⑥[解析] 次級卵母細胞和次級精母細胞進行的都是減數分裂Ⅱ,①不符合題意;一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞,一個精原細胞可形成4個精子,②符合題意;一個卵原細胞和一個精原細胞經過染色體復制后,分別形成一個初級卵母細胞和初級精母細胞,③不符合題意;卵細胞形成時不經過變形,精子形成過程有變形階段,④符合題意;初級卵母細胞不均等分裂,形成的兩個細胞大小不等,而初級精母細胞均等分裂,形成的兩個子細胞大小相等,⑤符合題意;卵細胞和精細胞中的染色體數目都是初級性母細胞的一半,⑥不符合題意。故選A。[答案] A[典例2] 下列有關兩個細胞分裂圖像的說法,正確的是( )A.①②均是卵細胞形成過程中的細胞B.①②中均含兩對同源染色體C.正常情況下,①能產生2種類型的生殖細胞D.②能產生2種類型的生殖細胞[解析] 由細胞中染色體變化的規律及細胞質的分裂情況可知,細胞①是初級精母細胞,正處于減數分裂Ⅰ后期,含兩對同源染色體,其中非同源染色體已完成組合,它只能產生2種(4個)生殖細胞(精細胞),若發出交叉互換時可產生4種生殖細胞;細胞②是次級卵母細胞,正處于減數分裂Ⅱ后期,不含同源染色體,只能產生1種(1個)生殖細胞(卵細胞)。故選C。[答案] C【應用·體驗】1.初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時都會出現的現象是( )A.同源染色體分離 B.著絲粒分裂C.細胞質不均等分裂 D.染色體復制解析:答案:C 初級卵母細胞不會發生著絲粒分裂;次級卵母細胞不會發生同源染色體分離;染色體復制發生在初級卵母細胞形成之前。故選C。2.某生物含有3對同源染色體,分別用A/a、B/b和C/c表示,不考慮互換,其一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比為( )A.4∶1 B.2∶1C.1∶2 D.1∶1解析:答案:D 一個初級精母細胞通過減數分裂產生4個精子,這4個精子兩兩相同,即只有2種精子(可能是ABC、abc或ABc、abC或Abc、aBC或AbC、aBc),一個次級精母細胞只能產生兩個相同的精細胞,即產生1種類型的精細胞;一個初級卵母細胞經過減數分裂只能產生一個卵細胞,這個卵細胞的基因型可能是8種中的1種。因此一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比例為1∶1。科學視野——減數分裂異常與染色體遺傳病唐氏綜合征又叫21三體綜合征,是一種常見的遺傳病。對患者進行染色體檢查,可以看到患者比正常人多了一條21號染色體。唐氏綜合征患者的智力低下,身體發育緩慢。50%的患兒有先天性心臟病,部分患兒在發育過程中夭折。那么,這種遺傳病是如何形成的呢?正常情況下,減數分裂時,同源染色體會相互分離,生殖細胞中的染色體數目減為體細胞的一半。但是,如果減數分裂時21號染色體不能正常分離,就可能形成唐氏綜合征。【素養評價】1.人類的X、Y是一對同源染色體,女性體內是XX,男性體內是XY。經人類染色體組型分析發現,有2%~4%的精神病患者的性染色體組成為XYY(如圖所示),有人稱多出的 Y 染色體為“犯罪染色體”。下列關于 XYY 綜合征的敘述正確的是( )A.患者為男性,可能是由母方減數分裂Ⅰ異常所致B.患者為女性,可能是由母方減數分裂Ⅱ異常所致C.患者為男性,可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致D.患者為女性,可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致解析:答案:C 該患者的染色體組成為XYY,多了一條 Y 染色體。Y染色體只能來自父方,而且是由于減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后,染色體移向了細胞的同一極。故選C。2.基因型為AaBb(兩對等位基因獨立遺傳)的精原細胞,經過減數分裂產生了一個基因型為ABb的精子,則發生這種結果的原因以及和該精子同時產生的另外三個精子的基因型分別是( )A.減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離 AB、A、aB.減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離 ABb、a、aC.減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離 A、ABb、aD.減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離 ABb、a、a解析:答案:B 一個基因型為AaBb的精原細胞,產生了一個基因型為ABb的精子,說明在減數分裂Ⅰ后期,含有基因B和b的同源染色體未分離移向了同一極,形成基因型為AABBbb和aa的兩個次級精母細胞;基因型為AABBbb的次級精母細胞正常分裂,形成基因型均為ABb的兩個精子,而基因型為aa的次級精母細胞正常分裂,形成基因型均為a的兩個精子。因此,另外三個精子的基因型分別是ABb、a、a。故選B。3.正常人的體細胞中含有23對同源染色體,分別編號為1~23號。唐氏綜合征患者比正常人多了一條21號染色體。回答下列問題:(1)正常人產生的配子中染色體的組合類型共有______種,從理論上分析,一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是________。(2)請從減數分裂和受精作用的角度完善唐氏綜合征患者產生的可能原因。有以下幾種情況:①異常精子(24條)和正常卵細胞(23條)結合形成的:②正常精子(23條)和異常卵細胞(24條)結合形成的:異常卵細胞形成原因同上。(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配,他們的后代發病率是________,原因是__________________________________________。解析:(1)正常人含有23對同源染色體,所以產生的配子中染色體的組合類型共有223種;從理論上分析,一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是(1/2)23×(1/2)23=(1/2)46。(2)異常精子形成的原因有:a.減數分裂Ⅰ后期,21號同源染色體沒有分離,減數分裂Ⅱ正常導致的;b.減數分裂Ⅰ正常,減數分裂Ⅱ后期,21號姐妹染色單體分開后形成的兩條21號子染色體移向同一極所致。(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配,由于患者產生的配子一半正常(23條),一半異常(24條),所以他們的后代發病率是1/2。答案:(1)223 (1/2)46 (2)①a.后期 同源染色體b.后期 姐妹染色單體 (3)1/2 患者產生的配子一半正常(23條),一半異常(24條)[課時跟蹤檢測][理解·鞏固·落實]1.判斷下列敘述的正誤,對的打“√”,錯的打“×”。(1)只有進行有性生殖的生物,才能進行減數分裂。(√)(2)精原細胞是通過減數分裂形成的。(×)(3)減數分裂過程中,配對的染色體一定是同源染色體。(√)(4)在卵細胞形成過程中,姐妹染色單體的分開發生在初級卵母細胞中。(×)(5)一個精原細胞和一個卵原細胞所產生成熟生殖細胞的數量相同。(×)2.下列有關減數分裂的敘述,正確的是( )A.可以發生于原核生物B.在形成有性生殖細胞的過程中發生C.染色體復制兩次,細胞分裂兩次D.一個性原細胞分裂的結果必定是形成4個生殖細胞解析:答案:B 減數分裂是進行有性生殖的生物,產生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂,原核生物不能發生減數分裂,A錯誤,B正確;減數分裂的特點是染色體復制一次,細胞分裂兩次,C錯誤;一個卵原細胞減數分裂只形成一個卵細胞,一個精原細胞減數分裂可形成4個精細胞,D錯誤。3.在減數分裂過程中,著絲粒分裂、同源染色體分離的時期分別是( )A.同時發生于減數分裂Ⅰ后期B.同時發生于減數分裂Ⅱ后期C.前者發生于減數分裂Ⅱ后期,后者發生于減數分裂Ⅰ后期D.前者發生于減數分裂Ⅰ后期,后者發生于減數分裂Ⅱ后期解析:答案:C 根據減數分裂過程中染色體變化規律可知,著絲粒的分裂發生在減數分裂Ⅱ后期,同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期。故選C。4.在減數分裂Ⅰ過程中,染色體變化的順序是( )①同源染色體分離 ②四分體 ③染色體分配到兩個細胞中 ④聯會A.①③④② B.④②①③C.③①②④ D.①③②④解析:答案:B ①同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期;②四分體是減數分裂Ⅰ前期同源染色體聯會后形成的;③減數分裂Ⅰ末期,同源染色體分配到兩個細胞中;④同源染色體聯會發生在減數分裂Ⅰ前期。因此,在減數分裂Ⅰ過程中,染色體的變化順序為④②①③。故選B。5.下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述,錯誤的是( )A.相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1B.精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象C.精子形成過程中染色體的行為變化和核DNA的數量變化與卵細胞完全相同D.精子和卵細胞的形成均需要經過變形解析:答案:D 每個精原細胞和每個卵原細胞經減數分裂均可產生四個子細胞,但前者可形成四個成熟的生殖細胞,后者只形成一個成熟的生殖細胞,所以相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1,A正確;精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象,這是減數分裂的特征,B正確;精子和卵細胞形成過程中核DNA的數量變化完全相同,染色體的行為變化也完全相同,C正確;精子的形成需要經過變形,而卵細胞的形成不需要經過變形,D錯誤。6.如圖為某同學建構的減數分裂過程中染色體的變化模型圖,其中建構正確的是( )A.①③④ B.②③④C.①②④ D.①②③解析:答案:D ①②建構的是減數分裂Ⅱ后期的模型圖,由于減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合,故產生的次級精(卵)母細胞(或極體)中2條非同源染色體可能是1條來自父方、1條來自母方,如圖①,也可能是兩條都來自父方或母方,如圖②;③建構的是減數分裂Ⅰ后期的模型圖,④不符合同源染色體分離的情況。故選D。7.下圖為某高等動物的部分細胞分裂示意圖。下列敘述正確的是( )A.甲產生的子細胞一定是精細胞B.乙產生的子細胞一定是次級精母細胞C.丙為次級卵母細胞或極體D.丙中的M、m為一對同源染色體解析:答案:B 甲細胞均等分裂,產生的子細胞可能是精細胞或極體,A錯誤;乙細胞均等分裂,該細胞為初級精母細胞,產生的子細胞一定是次級精母細胞,B正確;丙細胞不均等分裂,為次級卵母細胞,C錯誤;丙中的M、m由一對姐妹染色單體分開形成,不是一對同源染色體,D錯誤。8.某生物卵原細胞中有2n條染色體,減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是( )A.n條、n條 B.2n條、n條C.n條、2n條 D.2n條、2n條解析:答案:A 某生物卵原細胞中有2n條染色體,在減數分裂Ⅰ過程中,著絲粒不分裂,同源染色體分離,產生的子細胞中染色體減少了一半;減數分裂Ⅱ著絲粒分裂,產生的子細胞中染色體數目也是體細胞的一半,所以減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是n條、n條。故選A。9.下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述,錯誤的是( )A.精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的B.一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體,而一個精原細胞最終形成4個精子C.精子形成過程中細胞質均等分裂,卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂D.等位基因進入卵細胞的機會并不相等,因為一次減數分裂只形成一個卵細胞解析:答案:D 精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的,A正確;一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體,而一個精原細胞最終形成4個精細胞,經過變形形成4個精子,B正確;根據精子和卵細胞的形成過程可知,精子形成過程中細胞質均等分裂,卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂,C正確;卵原細胞進行減數分裂時,細胞質雖然分裂不均等,但是細胞核基因是均等分配的,即等位基因進入卵細胞的機會是相等的,D錯誤。10.圖1中的曲線表示某生物(2n=4)的體細胞分裂過程及精子形成過程中,細胞中某物質數量的變化。圖2中a、b、c、d、e分別表示分裂過程中某幾個時期的細胞中染色體示意圖。請據圖回答下列問題:(1)圖1曲線中①~③段可表示細胞進行________分裂的____________數量變化。(2)圖2,a~e中與曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是________。(3)細胞a、b、c、d、e具有同源染色體的是________,曲線中一個細胞內沒有同源染色體的時期是________。(4)與體細胞相比,a~e細胞中核DNA含量加倍的是________。(5)就染色體行為來說,b、e時期的共同特點是________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)由圖1中曲線變化可知,曲線代表染色體的數量變化,在②階段,染色體數目與體細胞中相比增加了一倍,故①~③段為有絲分裂過程。(2)曲線②、⑤位置相對應的細胞染色體數量均加倍,說明細胞處于分裂的后期,從染色體數量上看,②為4n、⑤為2n,則曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是有絲分裂后期(e)和減數分裂Ⅱ后期(b)。(3)從圖2細胞中染色體的行為和數量看,a~e分別是減數分裂四分體時期、減數分裂Ⅱ后期、減數分裂Ⅱ中期、有絲分裂中期和有絲分裂后期,含有同源染色體的只能是四分體時期和有絲分裂時期的細胞,即a、d、e。從圖1曲線上看,從④開始,染色體數目減半,說明已經進入減數分裂Ⅱ時期,處于④⑤⑥時期的每一個細胞內均不含同源染色體。(4)題中給出該生物體細胞內含有的染色體數為2n,可知核DNA分子數為2n,核DNA含量加倍為4n的細胞為a、d、e。(5)就染色體行為來說,b、e時期的共同特點是著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極。答案:(1)有絲 染色體 (2)e、b (3)a、d、e ④⑤⑥ (4)a、d、e (5)著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極[遷移·應用·發展]11.如圖是玉米(2n=20)的花粉母細胞減數分裂過程中幾個特定時期的顯微照片,①~⑤代表不同的細胞(不考慮變異)。下列敘述正確的是( )A.細胞①和細胞③中可能分別含有11、10種形態不同的染色體B.細胞②中同源染色體的非姐妹染色單體之間可能發生交換C.細胞④和⑤中染色體數目和核DNA數目相同,都為細胞①的一半D.若細胞①中有一對同源染色體未分離,則形成的四個花粉粒都異常解析:選D 玉米為單性花,雌雄同株,無性染色體,細胞①處于減數分裂Ⅰ后期,細胞③處于減數分裂Ⅱ中期,細胞中含有的染色體形態數都為10種,A錯誤;減數分裂Ⅰ發生同源染色體分離,導致細胞②中不含有同源染色體,B錯誤;細胞④和細胞⑤處于減數分裂Ⅱ后期,由于著絲粒分裂染色體數目暫時加倍,導致染色體數目與細胞①中相同,C錯誤;如果細胞①的分裂過程中,有一對同源染色體沒有分離,移向了同一極,那么形成的4個花粉粒染色體數為11條、11條、9條、9條,4個花粉粒中染色體數目都異常,D正確。12.如圖是某哺乳動物細胞減數分裂的相關示意圖(圖中只顯示一對同源染色體,圖1中其他染色體正常分離)。不考慮基因突變,下列相關敘述正確的是( )A.圖1產生異常配子的原因可能是減數分裂Ⅰ或減數分裂Ⅱ異常B.圖1中的②與正常配子結合形成的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的3倍C.圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂Ⅰ前期,同一著絲粒連接的染色單體基因型相同D.若圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞,則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB解析:選D 圖1中配子①②存在同源染色體,配子③④沒有相應的染色體,應是減數分裂Ⅰ后期同源染色體沒有分離,而是進入了同一個子細胞中所致,A錯誤;圖1中的配子②比正常配子多一條染色體,它與正常配子結合形成的受精卵中也多一條染色體,故由此得到的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的2倍多一條,B錯誤;圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂前的間期,間期發生DNA復制過程,同一著絲粒連接的染色單體基因型相同,C錯誤;圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞,而甲細胞中A和b在同一條染色體上,a和B在同一條染色體上,說明該精原細胞形成精細胞的過程中發生了互換,則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB,D正確。13.圖1表示某基因型為AaBb(兩對基因分別位于兩對同源染色體上)的動物組織切片顯微圖像,圖2表示該動物細胞分裂過程中不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的關系。分析回答下列問題:(1)圖1中,具有同源染色體的細胞是________。(2)圖1中,細胞②的名稱為____________,該細胞產生的子細胞的基因型可能為______________。(3)圖2中,________(填字母)表示染色單體數。圖1中的細胞________(填序號)處于圖2中的甲時期。(4)在圖2中丙處繪出細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數的柱形圖。解析:由圖1可知,細胞①處于減數分裂Ⅰ前期,細胞②處于減數分裂Ⅱ后期,細胞③處于減數分裂Ⅱ前期,細胞④處于有絲分裂中期。(1)進行有絲分裂和減數分裂Ⅰ的細胞含有同源染色體。(2)細胞②中無染色單體,細胞質不均等分裂,故細胞②表示次級卵母細胞,其子細胞不會含有等位基因,非同源染色體上的非等位基因可自由組合,故其子細胞基因型可能為AB或Ab或aB或ab。(3)圖2中只有b的數目可以為0,所以b表示染色單體數目;甲的染色體、染色單體和核DNA分子數目分別為4、8、8,則圖1中的①④處于圖2中的甲時期。(4)細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數分別為2、0、2,據此繪出的柱形圖詳見答案。答案:(1)①④ (2)次級卵母細胞 AB或Ab或aB或ab (3)b ①④ (4)如圖所示:第2課時 受精作用學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背1.理解配子中染色體組合的多樣性。 2.描述受精作用的過程。 3.說出減數分裂和受精作用對生物遺傳的重要意義。 1.導致配子中染色體組合多樣性的原因:①同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合;②同源染色體上非姐妹染色單體間發生互換。 2.受精卵中的核遺傳物質一半來自父方,一半來自母方,但細胞質基因幾乎全部來自母方。 3.減數分裂和受精作用保證了每種生物前后代染色體數目的恒定,維持了生物遺傳的穩定性。【主干知識梳理】一、觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片1.實驗原理根據細胞中的染色體形態、位置和數目的變化,識別減數分裂的各個時期。2.實驗流程二、配子中染色體組合的多樣性1.原因時期 圖示 染色體行為減數分裂Ⅰ前期 四分體中非姐妹染色單體之間可能發生互換減數分裂Ⅰ后期 同源染色體分離,非同源染色體自由組合2.意義:導致了不同配子遺傳物質的差異,加上受精過程中卵細胞和精子結合的隨機性,使同一雙親的后代必然呈現多樣性。三、受精作用1.概念:卵細胞與精子相互識別、融合成為受精卵的過程。2.過程圖示 說明精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面卵細胞的細胞膜會發生復雜的生理反應,以阻止其他精子再進入精子頭部進入卵細胞后不久,精子的細胞核就與卵細胞的細胞核融合,使彼此的染色體會合在一起3.結果(1)受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目。(2)受精卵中的染色體一半來自精子(父方),另一半來自卵細胞(母方)。4.意義(1)后代呈現多樣性,有利于生物適應多變的自然環境,有利于生物在自然選擇中進化,體現了有性生殖的優越性。(2)保證了每種生物(有性生殖的生物)前后代體細胞中染色體數目的恒定,維持了生物遺傳的穩定性。因此,減數分裂和受精作用對于生物的遺傳和變異都具有重要意義。【教材微點發掘】1.從減數分裂產生配子的角度分析教材第25頁中“一母生九子,九子各不同”的原因。提示:親代生殖細胞經減數分裂可產生多種多樣的配子,每次生育時參與受精作用的配子的染色體組成不完全相同。2.下圖(教材第27頁圖2 7)為受精過程開始的掃描電鏡照片,據圖回答有關問題:(1)從細胞膜的成分分析,精子與卵細胞相互識別的物質基礎是細胞膜表面的糖蛋白。精子與卵細胞融合的過程與生物膜流動性有關。(2)一般來說,一個人的遺傳物質來自母親的要多于來自父親的,其原因是什么?提示:受精時,通常是精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面。因此,受精卵細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞,而細胞核中的遺傳物質一半來自母親一半來自父親,所以一個人的遺傳物質來自母親的要多于來自父親的。教材問題提示(一)探究·實踐(教材第26頁)活動二:問題思考1.細胞中至少需要2對染色體。2.有2種組合方式。假設分別用A、A′和B、B′表示2對染色體,則減數分裂Ⅰ時,非同源染色體的組合有2種:A、B和A′、B′;A、B′和A′、B。3.略。活動三:討論1.在減數分裂Ⅰ中,先后出現同源染色體聯會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細胞的兩極等行為變化;減數分裂Ⅰ結束,細胞中的染色體數目減半。在減數分裂Ⅱ中,每條染色體的著絲粒分裂,兩條姐妹染色單體隨之分開,并分別移向細胞的兩極,最終進入兩個子細胞。減數分裂產生了多種多樣的配子,配子中的染色體數目減半。這為之后通過受精作用使同一雙親的后代呈現多樣性,并維持每種生物前后代染色體數目的恒定提供了保證。總的來講,減數分裂和受精作用共同保證了生物遺傳的穩定性和多樣性。2.在減數分裂過程中,同源染色體分離、非同源染色體的自由組合、聯會時非姐妹染色單體間的互換,都會使減數分裂產生多種配子。3.略。(二)思維訓練(教材第27頁)遺傳穩定性 遺傳多樣性配子形成 減數分裂形成的配子中的染色體數目減半,而且每個配子中的染色體是一整套非同源染色體的組合 在減數分裂過程中,聯會時非姐妹染色單體間的互換,減數分裂Ⅰ時非同源染色體的自由組合,都導致了配子中染色體組合的多樣性受精作用 卵細胞和精子的結合,使受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目,生物體的性狀是由染色體上的遺傳物質控制的,因此,染色體數目的恒定維持了遺傳的穩定性 卵細胞和精子的隨機結合,進一步增加了受精卵中染色體組合的多樣性,因而增加了遺傳的多樣性新知探究(一) 配子中染色體組合的多樣性【探究·深化】[問題驅動] 下圖中的A、a和B、b表示原始生殖細胞中的兩對同源染色體,分析回答:(1)情況1中,最終產生的4個子細胞有2種類型,分別為Ab和aB;情況2中,最終產生的4個子細胞有2種類型,分別為AB和ab;因此,此原始生殖細胞產生的配子可能有4種類型。(2)據此推斷:含有n對同源染色體的生物體可產生的配子類型為2n種。(3)含有n對同源染色體的生物體可產生的配子類型有時候要比上述結論多,可能的原因是同源染色體中非姐妹染色單體發生了互換。[重難點撥] 1.減數分裂與配子多樣性(1)以二倍體生物一個精原細胞的減數分裂(不考慮互換)為例,如圖所示。由圖可知:①E和F、G和H的染色體組成完全相同,分別來自同一次級精母細胞C、D;②E(F)與G(H)中的染色體“互補”,來自同一個初級精母細胞。(2)二倍體生物一個精原細胞的減數分裂(考慮互換),如圖所示。由圖可知:①E和F、G和H的染色體組成大同小異,分別來自同一次級精母細胞C、D;②E、F與G、H中的染色體“互補”,來自同一初級精母細胞。2.一般情況下減數分裂產生配子的種類(1)只考慮非同源染色體自由組合,不考慮互換的情況。(Y與y、R與r分別表示兩對同源染色體)比較項目 YyRr個體能產生 配子的種類 含n對同源染色體個 體產生的配子種類一個精原細胞 2種(YR、yr或Yr、yR) 2種一個雄性個體 4種(YR、yr、Yr、yR) 2n種一個卵原細胞 1種(YR或yr 或Yr或yR) 1種一個雌性個體 4種(YR、yr、Yr、yR) 2n種(2)若考慮互換,會增加配子的種類,如一個含n對同源染色體的生物產生的配子種類會大于2n種。【典題·例析】[典例1] 果蠅的體細胞中含有四對同源染色體(A與a、B與b、C與c、D與d),在不發生互換的情況下,它的一個初級精母細胞在進行減數分裂后能形成幾種類型的精子( )A.2種 B.4種C.8種 D.16種[解析] 一個初級精母細胞無論含有多少對同源染色體,在不發生互換的情況下,經減數分裂都只形成2種類型的精子。故選A。[答案] A[典例2] 如圖1是某生物的一個初級精母細胞,圖2是該生物的五個精細胞。最可能來自同一個次級精母細胞的是( )A.①和② B.②和④C.③和⑤ D.①和④[解析] 減數分裂Ⅰ時,因為同源染色體分離,非同源染色體自由組合,所以一個初級精母細胞能產生2種基因型不同的次級精母細胞;減數分裂Ⅱ類似于有絲分裂,因此每個次級精母細胞產生2個基因型相同的精細胞。若發生互換,則來自同一個次級精母細胞的兩個精細胞的染色體組成大體相同,只有很小部分顏色有區別。所以,圖中最可能來自同一個次級精母細胞的是②和④。故選B。[答案] B方法規律—————————————————————————————————根據染色體組成判斷配子來源的方法—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————【應用·體驗】1.下列符號代表精子的染色體,A 和 a 是一對同源染色體,依此類推,下列哪個選項中的四個精子來自同一個精原細胞的是( )A.Abc、Abc、abC、Abc B.aBc、AbC、ABC、ABCC.Abc、aBC、Abc、aBC D.ABC、Abc、abc、aBC解析:答案:C 由于A和a是一對同源染色體,其余類推,所以在減數分裂Ⅰ后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合。由于一個初級精母細胞能產生2種基因型不同的次級精母細胞,進而產生2種基因型不同的精細胞,所以只有C項中Abc、aBC、Abc、aBC四個精子來自同一個精原細胞。2.如圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產生的精細胞。試根據細胞內染色體的組合分析,在不考慮互換的情況下,下列相關敘述錯誤的是( )A.上述精細胞至少來自4個精原細胞B.⑤⑧可能來自同一個精原細胞C.上述精細胞至少來自8個次級精母細胞D.①⑦可能來自同一個精原細胞解析:答案:D 由于生殖細胞中含有3對同源染色體,最多能產生8種配子,如題圖所示,每種精原細胞在不發生互換時,只能產生2種配子,所以上述細胞至少來自4個精原細胞、8個次級精母細胞,A、C正確;圖中任何2個精細胞的染色體若能組合成AaCcDd,那么這2個細胞可能來自同一個精原細胞,如⑤與⑧、③與⑦等,B正確;①和⑦的染色體組合為AaCCDd,兩者不可能來自同一個精原細胞,D錯誤。新知探究(二) 減數分裂與有絲分裂過程【探究·深化】[問題驅動] 1.結合不同分裂時期特點判斷細胞分裂方式及時期(1)三個前期圖的判斷①判斷步驟②判斷結果:A為有絲分裂前期,B為減數分裂Ⅰ前期,C為減數分裂Ⅱ前期。(2)三個中期圖的判斷①判斷步驟②判斷結果:A為②有絲分裂中期,B為減數分裂Ⅱ中期,C為減數分裂Ⅰ中期。(3)三個后期圖的判斷①判斷步驟②判斷結果:A為有絲分裂后期,B為減數分裂Ⅱ后期,C為減數分裂Ⅰ后期。2.結合減數分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數量變化模型判斷細胞分裂方式(1)模型(2)判斷[重難點撥] 1.每條染色體中DNA含量的變化對上圖曲線的解釋:A→B B→C C→D D→E減數分裂 對應時期 間期 減數分裂Ⅰ全過程和減數分裂Ⅱ前期、中期 減數分裂 Ⅱ后期 減數分裂 Ⅱ末期有絲分裂 對應時期 間期 前期和中期 后期 末期2.同源染色體對數的曲線3.細胞分裂過程中染色體、染色單體和核DNA數量變化曲線的變式——直方圖直方圖實質上是坐標曲線圖的變形,反映染色體、核DNA或染色單體數量的變化。在直方圖中,染色體和核DNA的含量不可能是0,但染色單體會因著絲粒的分裂而消失,所以直方圖中表示的某結構如出現0,則其一定表示染色單體。如圖所示:有絲 分裂減數 分裂圖注【典題·例析】[典例1] 有絲分裂和減數分裂是哺乳動物細胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa,若該動物的某細胞在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發生了互換,則通常情況下姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是( )A.有絲分裂的后期 B.有絲分裂的末期C.減數第一次分裂 D.減數第二次分裂[解析] 有絲分裂過程中不會發生同源染色體聯會形成四分體的過程,也不會發生互換,不會發生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現象,A、B錯誤。根據題意,某動物基因型是Aa,經過間期復制,初級性母細胞中有AAaa四個基因,該動物的某細胞在四分體時期發生互換,涉及A和a的交換,交換后兩條同源染色體的姐妹染色單體上均分別具有A和a基因,減數第一次分裂時,同源染色體分開,兩組Aa彼此分開進入次級性母細胞,至此減數第一次分裂完成,所以不會發生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現象;而在減數第二次分裂時,姐妹染色單體分離,導致其上的等位基因A和a分開進入兩個子細胞,C錯誤,D正確。[答案] D[典例2] 如圖是果蠅的一個精原細胞分裂過程中核DNA分子數的變化圖,下列相關說法錯誤的是( )A.有絲分裂發生在ae中,減數分裂發生在fl中B.cd段和gh段染色體數目都相等C.gh段都存在染色單體D.最后形成的精細胞中,染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半[解析] 分析圖中曲線變化可知,ae段核DNA分子數一次加倍一次減半,故有絲分裂發生在其中;fl段核DNA分子數一次加倍,連續兩次減半,故減數分裂發生在其中,A正確。cd段包括有絲分裂前期、中期、后期,細胞內染色體數量為8條或16條;gh段為減數分裂Ⅰ,細胞內染色體數目為8條,存在染色單體,B錯誤,C正確。精細胞中,染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半,D正確。[答案] B方法規律—————————————————————————————————“三看法”判斷細胞分裂的方式及時期一看染色體數二看同源染色體三看同源染色體聯會行為減數分裂Ⅰ—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————【應用·體驗】1.某植物的正常細胞中含10條染色體、10個核DNA分子,且細胞中存在紡錘絲,則該細胞可能處于( )A.有絲分裂中期 B.有絲分裂末期C.減數分裂Ⅰ后期 D.減數分裂Ⅱ后期解析:答案:D 由細胞中染色體數與核DNA分子數之比為1∶1可知,細胞中沒有染色單體,又由細胞中存在紡錘絲可知,該細胞可能處于有絲分裂后期或減數分裂Ⅱ后期。故選D。2.下列三條曲線表示某生物細胞分裂過程中染色體數目變化情況,在如圖甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色體數目減半,其中“減半”的原因完全相同的一組是( )A.①② B.①③C.②③ D.②④解析:答案:A ①②下降的原因均是同源染色體分離后進入兩個子細胞,③④下降均是由于著絲粒分裂。因此,①~④中染色體數目減半的原因完全相同的是①和②、③和④。故選A。3.圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體上DNA含量變化的關系;圖2表示處于細胞分裂不同時期的細胞圖像。請據圖回答下列問題:(1)圖1中AB段形成的原因是__________________,CD段形成的原因是__________________________。(2)圖2中________細胞處于圖1中的BC段,________細胞處于圖1中的DE段。(3)就圖2乙細胞分析可知,該細胞含有________條染色單體,染色體數與核DNA分子數之比為________,該細胞處于______________(填分裂時期)的________期,其產生的子細胞名稱為______________________。解析:(1)由圖示可知,圖1為細胞分裂各時期每條染色體上的DNA含量變化情況,AB段為分裂間期。圖1中AB段形成的原因是細胞分裂間期DNA復制(或染色體復制),圖1中CD段每條染色體上的DNA含量減半,是因為著絲粒分裂,姐妹染色單體分開。(2)圖2中甲細胞處于有絲分裂后期,每條染色體上只有1個DNA分子,應處于圖1中的DE段;圖2中乙細胞處于減數分裂Ⅰ后期,丙細胞處于減數分裂Ⅱ中期,每條染色體都有2條染色單體,因此都有2個DNA分子,處于圖1中的BC段。(3)圖2中乙細胞處于減數分裂Ⅰ后期,共有4條染色體、8條染色單體、8個核DNA分子,染色體數與核DNA分子數之比為1∶2;乙細胞的細胞質不均等分裂,該細胞產生的子細胞是次級卵母細胞和(第一)極體。答案:(1)DNA復制(或染色體復制) 著絲粒分裂(2)乙、丙 甲 (3)8 1∶2 減數分裂Ⅰ 后 次級卵母細胞和(第一)極體科學視野——受精作用與雙胞胎的形成同卵雙胞胎:一個精子與一個卵細胞結合完成受精作用后,受精卵一分為二變為2個一樣的細胞,然后發育成為2個個體,因為2個個體源自同一個受精卵,所以叫同卵雙胞胎。這種相似不僅外形相似,而且血型、智力、甚至某些生理特征,對疾病的易感性等都很一致。我們常說的連體嬰兒,實際上就是這種單卵雙胎,只是由于當初受精卵分裂時的不完全造成了某些部位相連。正是因為如此同卵雙胞胎絕大部分是同性,一般不出現一個是男孩一個是女孩的現象。異卵雙胞胎:婦女每月排卵1次,有時因某種原因同時排出兩個卵細胞并同時受精,就產生了兩個不同的受精卵。這兩個受精卵各有自己的一套胎盤,相互間沒有什么聯系,叫作異卵雙胞胎。相貌方面生出來就像普通的兄弟姐妹。龍鳳胎絕大部分是異卵雙胞胎而不大可能是同卵雙胞胎。【素養評價】1.下列說法中,正確的是( )A.同一生物體在不同時刻產生的精子或卵細胞染色體數目一般相同,染色體組成一般不同B.一個卵細胞一般只能同一個精子結合形成受精卵,少數情況下也可以同2個精子結合發育形成雙胞胎C.玉米體細胞中有10對染色體,經減數分裂后卵細胞中染色體為5對D.人的精子中有23條染色體,則人的神經細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體,0、46、23條染色單體解析:由于同一生物體在不同時刻產生精子或卵細胞的過程中,非同源染色體是隨機組合的,所以染色體組成一般是不相同的;但染色體數目一般相同,都是體細胞的一半,A正確。一個卵細胞只能與一個精子結合形成受精卵,B錯誤。玉米體細胞中有10對同源染色體,經過減數分裂后,不含同源染色體,所以卵細胞中染色體數目為10條,不能表示為5對,C錯誤。人的精子中有23條染色體,為體細胞的一半,則人的神經細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體,0、92、0條染色單體,D錯誤。答案:A 2.一對夫婦基因型均是AaBb(兩對基因獨立遺傳),圖1為其一種細胞分裂方式的DNA含量變化曲線圖,圖2為該夫婦產生一對雙胞胎后代的示意圖。下列有關敘述錯誤的是( )A.基因A與a、基因B與b的分離,A與B(或b)、a與b(或B)的隨機組合發生在圖1中的D時期B.胎兒甲基因型為AaBb的概率為1/4C.若該女士在A時期某一DNA分子復制出現差錯,則胎兒甲和乙均出現突變性狀D.該女士在此次生殖過程中,至少有2個卵原細胞進行減數分裂111111111111解析:答案:C 基因A與a、B與b的分離,A與B(或b)、a與b(或B)的隨機組合發生在減數分裂Ⅰ后期,即圖1中D時期,A正確;一對夫婦基因型均是AaBb,所以后代中個體基因型為AaBb的概率為4/16=1/4,B正確;若該女士在A時期某一DNA分子復制出現差錯,但經減數分裂后卵細胞中不一定含有突變基因,所以胎兒甲和乙不一定出現突變性狀,C錯誤;由于1個卵原細胞經減數分裂只能產生1個卵細胞,所以該女士在此次生殖過程中,至少有2個卵原細胞進行減數分裂,D正確。3.某婦女在一次生殖過程中生出一對雙胞胎,如圖所示;(1)過程Y的細胞增殖方式是____________。(2)同一個體中細胞減數分裂Ⅰ和有絲分裂相比較,兩者前期染色體數目________(填“相同”或“不相同”),兩者中期核DNA分子數目________(填“相同”或“不相同”)。(3)若甲、乙兩人成年后分別與一對同卵雙胞胎女性結婚,這兩對夫婦各有一個男孩,而這兩個男孩的性狀相差很大,主要原因是____________________。解析:(1)受精卵細胞的增殖方式是有絲分裂。(2)同一個體中細胞減數分裂Ⅰ和有絲分裂相比較,兩者前期染色體數目相同,且都與體細胞相同;兩者中期核DNA分子數目相同,且都是體細胞核DNA的2倍。(3)若甲、乙兩人成年后分別與一對同卵雙胞胎女性結婚,由于含有不同基因型的精子和卵細胞隨機受精,所以后代的性狀相差很大。答案:(1)有絲分裂 (2)相同 相同(3)含有不同基因型的精子和卵細胞隨機受精[課時跟蹤檢測][理解·鞏固·落實]1.判斷下列敘述的正誤,對的打“√”,錯的打“×”。(1)配子的多樣性只與非同源染色體的自由組合有關。(×)(2)正常情況下,1個精原細胞產生的4個精子在染色體組成上兩兩相同。(√)(3)受精卵中的染色體一半來自父方,一半來自母方。(√)(4)受精時,不同類型的雌雄配子隨機結合就是自由組合,造成有性生殖后代的多樣性。(×)2.下列選項中,屬于形成配子多樣性原因的一組是( )①互換 ②同源染色體聯會 ③著絲粒分裂,姐妹染色單體分開 ④非同源染色體隨機組合A.①② B.③④C.①④ D.②③解析:答案:C 在減數分裂過程中,都發生②同源染色體聯會和③著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,這不屬于形成配子多樣性的原因;而在減數分裂Ⅰ前期,同源染色體上的非姐妹染色單體①互換以及在減數分裂Ⅰ后期,同源染色體分離,④非同源染色體自由組合,均是形成配子多樣性的原因。故選C。3.進行有性生殖的生物產生后代需經過受精作用,下列相關生物學描述錯誤的是( )A.生物的發育是遺傳物質與環境相互作用的過程B.受精前卵細胞的呼吸和代謝異常旺盛,為受精過程做準備C.后代的多樣性體現了有性生殖的優越性D.后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進化解析:答案:B 受精前卵細胞的呼吸和代謝比較緩慢,受精過程使卵細胞變得十分活躍,然后受精卵將迅速進行細胞分裂、分化,新生命由此開始了遺傳物質與環境相互作用的發育過程,A正確,B錯誤。后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進化,體現了有性生殖的優越性,C、D正確。4.下列有關二倍體生物精子和卵細胞結合成受精卵的過程,敘述正確的是( )①受精卵中的遺傳物質主要來自精子和卵細胞的染色體 ②受精卵中的細胞質主要來自卵細胞 ③受精時精子全部進入卵細胞內 ④精子和卵細胞的染色體合在一起成為4N條 ⑤受精卵中的染色體一半來自父方,一半來自母方( )A.①②⑤ B.③④⑤C.①③④ D.②③④解析:答案:A 染色體的主要成分是DNA和蛋白質,染色體是遺傳物質的主要載體,所以受精卵中的遺傳物質主要來自精子和卵細胞的染色體,①正確;由于精子經過變形后幾乎不含細胞質,所以受精卵中的細胞質主要來自卵細胞,②正確;受精時精子的頭部進入卵細胞內,③錯誤;精子和卵細胞的染色體合在一起成為2N條,④錯誤;受精卵中的染色體一半來自父方,一半來自母方,⑤正確。5.下列關于觀察細胞減數分裂實驗的相關敘述中,錯誤的是( )A.可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察細胞的減數分裂B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片,更容易觀察到減數分裂現象C.能觀察到減數分裂現象的裝片中,也可能觀察到同源染色體的聯會現象D.用洋蔥根尖制成的裝片,能觀察到同源染色體的聯會現象解析:答案:D 只有性原細胞能發生減數分裂,因此可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察細胞的減數分裂,A正確;桃花的雄蕊比雌蕊形成的生殖細胞多,故用雄蕊制成的裝片更容易觀察到減數分裂現象,B正確;減數分裂過程中有同源染色體的聯會現象,C正確;洋蔥根尖細胞不能進行減數分裂,故無同源染色體的聯會現象,D錯誤。6.下列關于“建立減數分裂中染色體變化的模型”活動的描述,錯誤的是( )A.用紅色橡皮泥和黃色橡皮泥制作的兩種染色體分別表示來自不同親本B.將兩條顏色、長度相同的染色單體中部用同種顏色的小塊橡皮泥粘起來,小塊橡皮泥代表著絲粒C.演示減數分裂過程中非同源染色體的自由組合,最少需要紅色橡皮泥和黃色橡皮泥制作的染色體各一條D.該活動能模擬同源染色體上非姐妹染色單體間的互換解析:答案:C 該活動中,紅色和黃色橡皮泥制作的兩種染色體分別表示來自不同的親本,A正確。兩條顏色、長度相同的染色單體中部用同種顏色的小塊橡皮泥粘起來,代表一條染色體含有兩條染色單體,小塊橡皮泥代表著絲粒,B正確。減數分裂過程中,為演示減數分裂Ⅰ后期非同源染色體的自由組合,至少需要用橡皮泥先制作2條黃色和2條紅色的染色單體;再用同樣的方法制作2條黃色和2條紅色的染色單體,但比上一次制作的長一些,C錯誤。可將代表同源染色體的非姐妹染色單體的橡皮泥互換一部分,來模擬互換現象,D正確。7.圖示某動物卵原細胞中染色體的組成情況,該卵原細胞經減數分裂產生3個極體和1個卵細胞,其中一個極體的染色體組成是1和3,則卵細胞中染色體組成是( )A.1和3 B.2和4C.1和3或2和4 D.1和4或2和3解析:答案:C 該卵原細胞經減數分裂產生的一個極體的染色體組成是1、3,則有兩種情況:若該極體是由次級卵母細胞分裂形成的,則與其同時產生的卵細胞的染色體組成也為1、3;若該極體是由第一極體分裂形成的,則由次級卵母細胞產生的卵細胞的染色體組成與其互補,為2、4。故選C。8.如圖表示在動物不同生命活動過程中,細胞內染色體數的變化曲線,下列敘述正確的是( )A.a過程沒有姐妹染色單體B.b過程細胞數目不變C.c過程發生細胞識別和融合D.d過程沒有同源染色體解析:答案:C a→b過程中染色體數目減半,代表減數分裂,a過程屬于減數分裂Ⅰ,發生同源染色體的分離,含有姐妹染色單體,A錯誤;b過程是減數分裂Ⅱ,細胞數目加倍,B錯誤;c過程中染色體數目加倍,表示受精過程,有精卵細胞的識別和融合,C正確;d過程表示受精卵進行有絲分裂,精卵結合后就會含有同源染色體,D錯誤。9.果蠅的受精卵有8條染色體,其中4條來自母本,4條來自父本。當受精卵發育成成蟲,成蟲又開始產生配子時,下面關于其中一個配子中染色體情況的說法,正確的是( )A.4條來自父本或4條來自母本B.2條來自父本,2條來自母本C.1條來自一個親本,3條來自另一個親本D.以上情況都有可能解析:答案:D 受精卵發育成的成蟲,其性母細胞中含有的染色體既有來自父本的也有來自母本的。在進行減數分裂時,非同源染色體自由組合,因此A、B、C三種情況都有可能。故選D。10.圖甲表示某高等動物在進行細胞分裂時的圖像,圖乙為該種生物的細胞內染色體及核DNA相對含量變化的曲線圖。根據此曲線和圖示回答下列問題:(1)圖甲中A處于____________期,細胞中有______條染色體;B處于______________期,此細胞的名稱是______________;C細胞分裂后得到的子細胞是____________________________。(2)圖甲中B細胞對應圖乙中的區間是________。(3)圖乙中表示細胞內含有染色單體的區間是________和9~11,表示細胞不含同源染色體的區間是________。(4)若該生物體細胞中染色體數為20條,則一個細胞在6~7時期染色體數目為________條。解析:(1)圖甲中A含有同源染色體,但未發生聯會,著絲粒已分裂,故應處于有絲分裂后期,此時細胞中含有8條染色體;B含有同源染色體,正在發生同源染色體的分離,故應處于減數分裂Ⅰ后期,由于細胞質不均等分裂,則該細胞的名稱為初級卵母細胞;C無同源染色體,著絲粒已分裂,故應處于減數分裂Ⅱ后期,其細胞質不均等分裂,則該細胞的名稱為次級卵母細胞,其產生的子細胞為卵細胞和(第二)極體。(2)圖甲中B細胞為初級卵母細胞,處于減數分裂Ⅰ后期,對應圖乙中的3~4區間。(3)圖乙中0~7區間為減數分裂,著絲粒分裂發生在減數分裂Ⅱ后期,結合曲線可知1~6區間含有染色單體;圖乙中5為減數分裂Ⅰ末期終點,同源染色體分離進入兩個子細胞中,則5~8區間不含同源染色體。(4)曲線6~7區間對應減數分裂Ⅱ后期,著絲粒已分裂,染色體數目加倍,此時與體細胞染色體數目相同,為20條。答案:(1)有絲分裂后 8 減數分裂Ⅰ后 初級卵母細胞 卵細胞和(第二)極體 (2)3~4 (3)1~6 5~8 (4)20[遷移·應用·發展]11.關于某二倍體哺乳動物細胞有絲分裂和減數分裂的敘述,錯誤的是( )A.有絲分裂后期與減數第二次分裂后期都發生染色單體分離B.有絲分裂中期和減數第一次分裂中期都發生同源染色體聯會C.一次有絲分裂與一次減數分裂過程中染色體的復制次數相同D.有絲分裂中期和減數第二次分裂中期染色體都排列在赤道板上解析:答案:B 染色單體分離發生在有絲分裂后期和減數第二次分裂后期,A正確。同源染色體聯會發生在減數第一次分裂前期,有絲分裂過程中不發生同源染色體聯會,B錯誤。有絲分裂過程中染色體復制一次,細胞分裂一次,形成的子細胞的染色體數目與親代細胞的一致;減數分裂過程中染色體復制一次,細胞分裂兩次,形成的子細胞的染色體數目是親代細胞的一半,C正確。哺乳動物細胞處于有絲分裂中期和減數第二次分裂中期時,染色體的形態穩定、數目清晰,排列在赤道板上,D正確。12.減數分裂Ⅰ時,若同源染色體異常聯會,則異常聯會的同源染色體可進入1個或2個子細胞;減數分裂Ⅱ時,若有同源染色體則同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,若無同源染色體則姐妹染色單體分離。異常聯會不影響配子的存活、受精和其他染色體的行為。基因型為Aa的多個精原細胞在減數分裂Ⅰ時,僅A、a所在的同源染色體異常聯會且非姐妹染色單體發生交換。上述精原細胞形成的精子與基因型為Aa的卵原細胞正常減數分裂形成的卵細胞結合形成受精卵。已知A、a位于常染色體上,不考慮其他突變,上述精子和受精卵的基因組成種類最多分別為( )A.6;9 B.6;12 C.4;7 D.5;9解析:答案:A 基因型為Aa的多個精原細胞在減數分裂Ⅰ時,僅A、a所在的同源染色體異常聯會且非姐妹染色單體發生交換。(1)若A、a所在的染色體片段發生交換,則A、a位于姐妹染色單體上,①異常聯會的同源染色體進入1個子細胞,則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a,經減數分裂Ⅱ,同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,可形成基因型為Aa和不含A、a的精子;②異常聯會的同源染色體進入2個子細胞,則子細胞基因組成為Aa,經減數分裂Ⅱ,可形成基因型為A或a的精子;(2)若A、a所在的染色體片段未發生交換,③異常聯會的同源染色體進入1個子細胞,則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a,經減數分裂Ⅱ,同源染色體分離而姐妹染色單體不分離,可形成基因型為AA、aa或不含A、a的精子,④異常聯會的同源染色體進入2個子細胞,則子細胞基因組成為AA或aa,經減數分裂 Ⅱ,可形成基因型為A或a的精子;綜上所述,精子的基因組成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a,共6種,與基因組成為A或a的卵細胞結合,通過棋盤法可知,受精卵的基因組成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a,共9種。故選A。13.果蠅(2n=8)的精原細胞要經過精確的四次有絲分裂之后,方能啟動減數分裂。如圖是精原細胞某種分裂過程中細胞核DNA數量變化曲線圖,但圖片污損使信息不全。下列對曲線圖分析錯誤的是( )A.若為有絲分裂曲線,ab段染色體復制但不加倍B.若為有絲分裂曲線,d點時染色體的著絲粒已一分為二C.若為減數分裂曲線,bc段細胞稱為初級精母細胞D.若為減數分裂曲線,d點時每個細胞核中有8條染色體解析:答案:D 細胞分裂間期,DNA復制后數量加倍,但染色體復制后,著絲粒將姐妹染色單體連接在一起,數量不變,A正確;圖中d點表示細胞核DNA數發生了減半,在這之前著絲粒已經一分為二,B正確;精原細胞DNA復制后,進入減數分裂Ⅰ的細胞稱為初級精母細胞,C正確;減數分裂核DNA第一次減半發生于減數分裂Ⅰ,同源染色體分離,染色體數目減半,因此d點時細胞核中有4條染色體,D錯誤。14.下圖中編號a~g的圖像是顯微鏡下某植物(2n=24)減數分裂不同時期的細胞圖像。回答下列問題:(1)取該植物解離后的花藥,用鑷子捏碎后置于載玻片上,滴加____________染色,加上蓋玻片,壓片后做成臨時裝片。在光學顯微鏡下,觀察細胞中染色體的形態、數目和分布,以此作為判斷該細胞所處分裂時期的依據。(2)若將上述全部細胞圖像按減數分裂的順序進行排序,則最合理的順序為:a→________________→f(填圖中字母)。(3)上述細胞分裂圖像中,具有同源染色體的細胞有________(填圖中字母)。在圖d的細胞中,同源染色體__________,位于同源染色體上的等位基因會隨著________________的纏繞而發生交換。(4)圖g中的細胞所處的細胞分裂時期是____________期,該細胞中有________條姐妹染色單體。解析:(1)制作植物的細胞分裂裝片時,需要加入堿性染料(如甲紫溶液或醋酸洋紅液)將染色體染色,通過觀察染色體的形態和數目確定細胞所處的時期。(2)根據圖中染色體數目、分布特征,可初步確定圖a為減數分裂前的間期;圖b中同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側,則為減數分裂Ⅰ的中期;圖c細胞一分為二,形成兩個子細胞,則為減數分裂Ⅰ末期;圖d中同源染色體聯會形成四分體,則為減數分裂Ⅰ前期;圖e姐妹染色單體分開,移向細胞兩極,則為減數分裂Ⅱ后期;圖f為減數分裂Ⅱ末期;圖g所處的時期為減數分裂Ⅰ后期,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,并移向細胞兩極,所以圖中分裂圖的先后順序為a→d→b→g→c→e→f。(3)根據題(2)分析可知,圖a、b、d、g的細胞中含有同源染色體,在圖d的細胞中,同源染色體正在聯會;位于同源染色體上的等位基因會隨著非姐妹染色單體的纏繞而發生交換。(4)圖g細胞處于減數分裂Ⅰ后期,該細胞中有48條姐妹染色單體,因為每條染色體上含2條染色單體。答案:(1)堿性染料 (2)d→b→g→c→e (3)a、b、d、g 聯會 非姐妹染色單體 (4)減數分裂Ⅰ后 48 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫