資源簡介

第2章
基因和染色體的關系
第1節
減數分裂和受精作用
【素養目標】
認知精子形成的過程
了解減數分裂過程中胞內相關物質含量的變化
【必備知識】
一、減數分裂的概念
減數分裂(meiosis)是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。
（注：體細胞主要通過有絲分裂產生，有絲分裂過程中，染色體復制一次，細胞分裂一次，新產生的細胞中的染色體數目與體細胞相同。）
二、減數分裂的過程
1、精子的形成過程：精巢（哺乳動物稱睪丸）
減數第一次分裂
間期：染色體復制(包括DNA復制和蛋白質的合成)。
前期：同源染色體兩兩配對（稱聯會），形成四分體。
四分體中的非姐妹染色單體之間常常交叉互換。
中期：同源染色體成對排列在赤道板上（兩側）。
后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。
末期：細胞質分裂，形成2個子細胞。
減數第二次分裂（無同源染色體）
前期：染色體排列散亂。
中期：每條染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上。
后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細胞兩極。
末期：細胞質分裂，每個細胞形成2個子細胞，最終共形成4個子細胞。
2、卵細胞的形成過程：卵巢
三、精子與卵細胞的形成過程的比較
?
精子的形成
卵細胞的形成
不同點
形成部位
精巢（哺乳動物稱睪丸）
卵巢
過　　程
有變形期
無變形期
子細胞數
一個精原細胞形成4個精子
一個卵原細胞形成1個卵細胞+3個極體
相同點
精子和卵細胞中染色體數目都是體細胞的一半
四、（1）同源染色體：①形態、大小基本相同；②一條來自父方，一條來自母方。
（2）精原細胞和卵原細胞
的染色體數目與體細胞相同。因此，它們屬于體細胞，通過有絲分裂
的方式增殖，但它們又可以進行減數分裂形成生殖細胞。
（3）減數分裂過程中染色體數目減半發生在減數第一次分裂，原因是同源染色體分離并進入不同的子細胞。所以減數第二次分裂過程中無同源染色體。
（4）減數分裂過程中染色體和DNA的變化規律
（5）減數分裂形成子細胞種類：
假設某生物的體細胞中含n對同源染色體，則：
它的精（卵）原細胞進行減數分裂可形成2n種精子（卵細胞）；
它的1個精原細胞進行減數分裂形成2種精子。它的1個卵原細胞進行減數分裂形成1種卵細胞。
五、受精作用的特點和意義
特點：
受精作用是精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，不久精子的細胞核就和卵細胞的細胞核融合，使受精卵中染色體的數目又恢復到體細胞的數目，其中有一半來自精子，另一半來自卵細胞。
意義：減數分裂和受精作用對于維持生物前后代體細胞中染色體數目的恒定，對于生物的遺傳和變異具有重要的作用。
六、減數分裂與有絲分裂圖像辨析步驟：
1、細胞質是否均等分裂：不均等分裂——減數分裂中的卵細胞的形成
2、細胞中染色體數目：
若為奇數——減數第二次分裂（次級精母細胞、次級卵母細胞、
減數第二次分裂后期，看一極）
若為偶數——有絲分裂、減數第一次分裂、
3、細胞中染色體的行為：
有同源染色體——有絲分裂、減數第一次分裂
聯會、四分體現象、同源染色體的分離——減數第一次分裂
無同源染色體——減數第二次分裂
4、姐妹染色單體的分離
一極無同源染色體——減數第二次分裂后期
一極有同源染色體——有絲分裂后期
注意：若細胞質為不均等分裂，則為卵原細胞的減Ⅰ或減Ⅱ的后期。
例：判斷下列細胞正在進行什么分裂，處在什么時期？
答案：減Ⅱ前期
減Ⅰ前期
減Ⅱ前期
減Ⅱ末期
有絲后期
減Ⅱ后期
減Ⅱ后期
減Ⅰ后期
答案：有絲前期
減Ⅱ中期
減Ⅰ后期
減Ⅱ中期
減Ⅰ前期
減Ⅱ后期
減Ⅰ中期
有絲中期
【本節重點】
1.n個精原細胞和n個卵原細胞，經減數分裂形成的精子和卵細胞結合，最多能形成n個受精卵，而不是4n個。
【例題解析】
例1.果蠅1個精原細胞中的1個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占（??
）
A.??????????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????????D.?
例2.一個基因型為AaXbY的精原細胞，在減數分裂過程中，由于染色體分配紊亂，產生了一個基因型為AaaY的精子，則另外三個精子的基因型分別是（??
）
A.?AY、Xb、Xb???????????????B.?AAaXb、Xb、Y???????????????C.?AaaY、AXb、AXb???????????????D.?AXb、Xb、Y
答案：例1.D
【解析】減數分裂過程中，同源染色體要發生聯會和分離現象，因此要體現減數分裂過程中染色體中DNA的變化，至少要畫出一對同源染色體。果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，即果蠅4對同源染色體中有3對未標記（畫圖時可略去），另一對同源染色體中有一條染色體上的DNA分子用15N標記，則該精原細胞進行正常減數分裂形成精細胞時，染色體和DNA的標記情況可用下圖進行解析。由圖解可看出，有1/2的精子被15N標記，故答案為：D。
注：圖中實線代表被15N標記的染色體，虛線代表沒被標記的染色體。
例2.
A
【解析】一個基因型為AaXbY的精原細胞，產生了一個基因型為AaaY的精子，說明減數第一次分裂后期，含有基因A和a的同源染色體未分離，移向了同一極，形成基因型為AAaaYY和XbXb的兩個次級精母細胞；基因型為AAaaYY的次級精母細胞在減數第二次分裂后期，基因a所在的姐妹染色單體分開后移向了同一極，形成基因型為AaaY和AY的兩個精子，而基因型為XbXb的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為Xb的兩個精子。因此，另外三個精子的基因型分別是AY、Xb、Xb。
故答案為：A。
【素養作業】
1.一個家庭中，父親與母親正常，婚后生了一個性染色體組成為XYY的兒子，則產生異常生殖細胞的親本及產生時間最可能為(　
　)
A.?父親、減數第一次分裂后期
B.?父親、減數第二次分裂后期
C.?母親、減數第一次分裂后期
D.?母親、減數第二次分裂后期
2.受精作用的敘述錯誤的是(??
??)
A.?受精時，精子和卵細胞的染色體會合在一起
B.?合子中的染色體一半來自父方，一半來自母方
C.?合子中全部的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方
D.?合子中的染色體數與本物種體細胞的染色體數相同
3.下圖是細胞有絲分裂和減數分裂過程不同時期的模式圖，其中表示減數分裂的是（??
）
A.?①②??????????????????????????????????B.?③④??????????????????????????????????C.?①④?????????????????????????????????????D.?②③
4.下圖為初級精母細胞減數分裂時的一對同源染色體示意圖，圖中1～8表示基因。不考慮突變的情況下，下列敘述正確的是
A.?1與2、3、4互為等位基因，與6、7、8互為非等位基因
B.?同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應含有基因1～8
C.?1與3都在減數第一次分裂分離，1與2都在減數第二次分裂分離
D.?1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子
5.基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數分裂過程中染色體未正常分離，而產生一個不含性染色體的AA型配子。等位基因A，a位于2號染色體上。下列關于染色體未分離時期的分析，正確的是（??
）
A.?2號染色體一定在減數第二次分裂時未分離?????????
B.?2號染色體一定在減數第一次分裂時未分離
C.?性染色體一定在減數第二次分裂時未分離???????????
D.?性染色體一定在減數第一次分裂時未分離
6.下列關于同源染色體與四分體的敘述正確的是（??
）
A.?兩條染色體復制后形成一個四分體??????????????????????B.?一對同源染色體就是一個四分體
C.?同源染色體聯會后形成四分體?????????????????????????????D.?X染色體和Y染色體不是同源染色體
7.如圖所示①、②、③表示動物進行有性生殖的的三個生理過程，有關說法正確的是（??
）
A.?①過程主要以有絲分裂方式增殖??????????B.?②過程主要以減數分裂方式增殖
C.?③過程導致染色體數目減半???????????????????D.?①和②過程保證了前后代染色體數目的恒定
8.某動物的精子細胞中有染色體16條，則在該動物的初級精母細胞中存在染色體數、四分體數、染色單體數、核DNA分子數分別是（??
）
A.?32、16、64、64?????????????B.?32、8、32、64???????????C.?16、8、32、32?????????????D.?16、0、32、32
參考答案
1.【答案】
B
【解析】正常雙親，婚后生了一個性染色體組成為XYY的兒子，異常的是Y染色體數目，兒子的X染色體來自母親，Y染色體來自父親，所以產生異常生殖細胞的是父親，產生的原因是減數第二次分裂后期Y染色體的姐妹染色單體沒有分開，所以B符合題意。
故答案為：B
2.【答案】
C
【解析】A.受精時，精子和卵細胞的染色體會合在一起，A不符合題意；
B.合子中的染色體一半來自父方，一半來自母方，B不符合題意；
C.合子中細胞核內的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方，細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自母方，C符合題意；
D.合子中的染色體數與本物種體細胞的染色體數相同，D不符合題意。
故答案為：C
3.【答案】
B
【解析】根據同源染色體的有無及其行為可判斷，①為有絲分裂中期，②為有絲分裂后期，③為減數第一次分裂后期，④為減數第二次分裂后期，B項正確。
4.【答案】
B
【解析】1與2是相同基因，1與3、4可能互為等位基因，1與6、7、8互為非等位基因，A錯誤；精原細胞有絲分裂前期與其進行減數分裂時形成的初級精母細胞含有的染色體的數目和基因種類、數目均相同，故均含有基因1~8，B正確；若不考慮交叉互換，1與3會在減數第一次分裂的后期隨同源染色體的分開而分離，1與2會在減數第二次分裂的后期隨姐妹染色單體的分開而分離，若考慮交叉互換，則1與2可能會在減數第一次分裂的后期隨同源染色體分開而分離，1與3可能在減數第二次分裂的后期隨姐妹染色單體的分開而分離，C錯誤；1與5在同一條姐妹染色單體上，5與6是相同的基因，因此1與6的組合不能形成重組配子，D錯誤。故答案為：B。
5.【答案】
A
【解析】A、由上述分析可知，2號染色體一定在減數第二次分裂時未分離，A正確；
B、若2號染色體在減數第一次分裂時未分離，則該配子中會含有a基因，B錯誤；
CD、由上述分析可知，性染色體可能在減數第二次分裂中未分離，也可能在減數第一次分裂中未分離，C錯誤；D錯誤。
故答案為：A。
6.【答案】
C
【解析】A、兩條染色體復制后如不能聯會，則不會形成一個四分體，A錯誤；
B、一對同源染色體只有在減數分裂過程中發生聯會時，才會形成一個四分體，B錯誤；
C、聯會后的一對同源染色體形成四分體，C正確；
D、X染色體和Y染色體的形態、大小雖然不同，但能發生聯會，所以是同源染色體，D錯誤。
故答案為：C。
7.【答案】
C
【解析】A、圖中①過程表示受精作用，不存在細胞分裂過程，A錯誤；
B、②過程主要以有絲分裂方式增殖，B錯誤；
C、③過程表示減數分裂，減數分裂導致染色體數目減半，C正確；
D、減數分裂（③）和受精作用（①）保證了前后代染色體數目的恒定，D錯誤。
故答案為：C。
8.【答案】
A
【解析】由題干可知，某動物的精子細胞中有16條染色體，其染色體數是體細胞中的一半，所以該動物的體細胞中有32條染色體，每條染色體上有一條DNA。初級精母細胞中染色體數和體細胞相同，但是DNA已經復制，每條染色體上有2條DNA，所以該動物初級精母細胞中有32條染色體，64條DNA；兩條同源染色體構成一個四分體，所以四分體數目是染色體數目的一半，即該動物初級精母細胞中有16個四分體；每個四分體內有兩條同源染色體，每條染色體上有兩條姐妹染色單體，故一個四分體有4個姐妹染色單體，即該動物初級精母細胞中染色單體數為16×4=64。因此該動物的初級精母細胞中染色體數、四分體數、染色單體數、核DNA分子數分別為32、16、64、64，A正確。
故答案為：A。

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