高中生物第二章减数分裂和有性生殖第1课时细胞的减数分裂学案苏教版必修2 15页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 1 课时 细胞的减数分裂 学习目标 1．阐明减数分裂过程及相关概念。2.观察蝗虫精母细胞减数分裂永久装片。3.比较减 数第一次分裂与减数第二次分裂。4.弄清减数分裂中染色体、DNA 数量变化规律。 |基础知识| 一、减数分裂的概念 范围 进行有性生殖的生物 时间 形成成熟的生殖细胞的过程中 特点 染色体复制一次，细胞连续分裂两次 结果 子细胞的染色体数目是体细胞的一半 二、减数分裂的过程(以动物细胞为例) 1．减数第一次分裂 图像 时期 特征 间期 ①染色体复制(包括 DNA 复制和有关蛋白质合成) ②复制后的每条染色体都含有 2 条姐妹染色单体 前期Ⅰ ①染色质螺旋化形成染色体，同源染色体联会，形成四分 体 ②出现纺锤体，核仁消失，核膜解体 中期Ⅰ ①同源染色体成对地排列在赤道板的位置上 ②每条染色体的着丝点分别与纺锤丝相连 后期Ⅰ ①在纺锤丝的牵引下，同源染色体分开，分别移向细胞的 两极 ②着丝点不分裂，每条染色体含 2 条染色单体 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 末期Ⅰ ①染色体解螺旋变为染色质，核膜、核仁重建 ②细胞缢裂形成 2 个子细胞，子细胞中染色体数目减少一 半 2.减数第二次分裂 图像 时期 特征 前期Ⅱ ①染色质再次螺旋化变成染色体 ②核膜解体，核仁逐渐消失 中期Ⅱ 在纺锤丝的牵引下，染色体再次排列在细胞的赤道板位置上 后期Ⅱ ①着丝点分裂，姐妹染色单体分开，并分别移向细胞两极 ②细胞中的染色体数量暂时加倍 末期Ⅱ ①细胞缢裂，最终 1 个原始生殖细胞形成 4 个子细胞 ②子细胞中染色体数目为体细胞的一半 三、观察蝗虫精母细胞减数分裂永久装片 1．装片制作 解离→漂洗→染色→压片。 2．显微观察 |自查自纠| (1)形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体( ) (2)细胞分裂过程中同源染色体一定联会( ) (3)分裂间期染色体复制，染色体数和核 DNA 分子数均加倍( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 (4)减Ⅱ后期着丝点分裂，染色体数暂时加倍，DNA 数不变( ) (5)姐妹染色单体分开后形成的 2 条染色体是一对同源染色体( ) (6)一个花粉母细胞经过减数分裂形成四个花粉细胞( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ |图解图说| 体细胞与配子中染色体数目对比 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ★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 DNA 分子。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 四分体的非姐妹染色单体间的交换 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 减数分裂有细胞周期吗？ 提示：连续分裂的细胞具有细胞周期，减数分裂不具有细胞周期。 探究点一 减数分裂核心概念辨析 观察下列细胞分裂图，回答下列问题： 1．图中互为同源染色体的是________，判断的依据是________________。 2．图中互为非同源染色体的是________________。 3．图中 a 和 a′的关系是__________，a′可与________发生交叉互换，因为它们是 ________________。 4．四分体是____________的结果，图中细胞含有____个四分体，____对同源染色体， ____条染色单体，____个 DNA 分子。 提示 1.A 和 B、C 和 D 大小、形态相同，来源(颜色)不同 2.A 和 C、A 和 D、B 和 C、 B 和 D 3.姐妹染色单体 b 或 b′ 同源染色体上的非姐妹染色单体 4.同源染色体联会 2 2 8 8 5．进行有丝分裂的细胞中有没有同源染色体？是否发生联会行为形成四分体？ 提示 有丝分裂细胞中始终存在同源染色体，但不发生联会行为形成四分体。 (1)形态、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如图中姐妹染色单体分开后形 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 成的两条染色体，既不是同源染色体，也不是非同源染色体，而是一对相同的染色体；同源 染色体形态、大小也不一定相同，如 X 染色体和 Y 染色体。 (2)有丝分裂过程中同源染色体不发生联会，不能形成四分体。 (3)交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间，有丝分裂过程也不会发生。 【典例 1】 观察下列细胞分裂示意图甲、乙、丙，回答问题： (1)含有同源染色体的细胞有__________。 (2)含有染色单体的细胞有__________。 (3)含有四分体的细胞有__________。 (4)减数第一次分裂前期，四分体中__________(填“姐妹”或“非姐妹”)染色单体间 有可能发生交叉互换。 尝试解答________ 解析 甲细胞含有 2 对同源染色体，正在发生联会，形成 2 个四分体，四分体中非姐妹 染色单体间有可能发生交叉互换。乙细胞中虽然含有 4 条染色单体，但由于两条染色体形态、 大小差异较大，属于非同源染色体，故不存在四分体。丙细胞着丝点分裂，染色单体分开形 成的 2 条染色体来源相同，属于相同染色体。 答案 (1)甲 (2)甲、乙 (3)甲 (4)非姐妹 思维拓展 (1)甲、乙、丙细胞分别处于细胞分裂的哪个时期？ (2)甲、乙、丙细胞中染色体数与核 DNA 数之比分别是多少？ 提示 (1)前期Ⅰ、前期Ⅱ、后期Ⅱ (2)1∶2 1∶2 1∶1 【跟踪训练】 1．下列关于联会和四分体的说法正确的是( ) A．联会的染色体经过复制形成四分体 B．四分体中的两条染色体是同源染色体 C．联会时期的染色体是不含染色单体的 D．一个四分体含有四条染色体 解析 减数分裂间期染色体复制，前期同源染色体联会形成四分体；一个四分体含有两 条染色体，这两条染色体是一对同源染色体，且每条染色体含有 2 条染色单体。 答案 B 探究点二 减数分裂过程的比较及染色体与核 DNA 数的变化 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 1．完成减Ⅰ、减Ⅱ比较表(体细胞内染色体数为 2n) 减数第一次分裂 减数第二次分裂 有无同源染色体 有 无 染色体主要行为 同源染色体复制、联会、分离 姐妹染色单体分开 着丝点是否分裂 不分裂 分裂 染色体数目变化 2n→n，减半 n→2n→n，不减半 核 DNA 数目变化 2n→4n→2n，不减半 2n→n，减半 染色单体数变化 0→4n→2n 2n→0 2.根据上表数据，绘制减数分裂过程中染色体与核 DNA 的数目变化曲线 提示 染色体、DNA 数目变化的原因 (1)间期染色体复制⇒DNA 数加倍，染色体数不变。 (2)减Ⅱ后期着丝点分裂⇒染色体数加倍，DNA 数不变。 (3)末期结束，细胞一分为二⇒染色体、DNA 数均减半。 【典例 2】 如图表示某动物(体细胞中染色体数为 2N)细胞分裂过程中，一个细胞核中 某物质或结构的数目变化，下列叙述正确的是( ) A．图示曲线可表示减数分裂过程 DNA 数目的变化 B．图示曲线可表示有丝分裂过程染色体数目的变化 C．D→E 变化表示着丝点分裂 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 D．EF 段细胞与 CD 段细胞的 DNA 数目不同 尝试解答________ 解析 图示曲线降—升—降，最后细胞内数目减半，应表 示减数分裂过程中染色体数目的变化。D→E 染色体数目加倍，表示着丝点分裂。EF 段 细胞与 CD 段细胞的 DNA 数目相同，均是 2N。 答案 C 染色体与 DNA 数目变化曲线的判断 【跟踪训练】 2．如图所示，横轴表示细胞分裂时期，纵轴表示一个细胞核中 DNA 含量或染色体数目 的变化情况。据图分析，表示有丝分裂过程中 DNA 含量变化、染色体数目变化和减数分裂过 程中 DNA 含量变化、染色体数目变化的曲线依次是( ) A．④②①③ B．①④②③ C．④①②③ D．①②③④ 解析 有丝分裂中 DNA 复制一次，细胞分裂一次，所以 DNA 变化为先加倍再减半恢复原 值，故为①；而减数分裂中 DNA 也复制一次而加倍，但随着两次分裂要减少一半，故为②； 染色体复制后数目不变，但在着丝点分裂后会加倍，有丝分裂的结果是染色体数目不变，为 ④；减数分裂的结果是染色体要减半，为③。 答案 B 知识脉络 要点晨背 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 1.减数分裂的特点是染色体只复制一次，而 细胞连续分裂两次，导致成熟生殖细胞中染 色体和 DNA 数目均减半。 2.减数第一次分裂的主要特征：同源染色体 联会形成四分体；四分体中的非姐妹染色单 体发生交叉互换；同源染色体分离，分别移 向细胞两极。 3.减数第二次分裂的主要特征：着丝点分 裂，姐妹染色单体分开成为子染色体，分别 移向细胞两极。 4.1 个四分体包括 1 对同源染色体，4 条染 色单体，4 个 DNA 分子。 5.染色体复制导致 DNA 数目加倍，而染色体 数目不变；着丝点分裂导致染色体数目加 倍，而 DNA 数目不变。 6.减数分裂不具有细胞周期。 1．下列对于一个四分体的叙述，错误的是( ) A．有 2 个着丝点 B．有 4 个 DNA C．有 2 对染色体 D．有 4 条染色单体 解析 一个四分体就是一对配对的同源染色体，含有 4 条染色单体、2 条染色体、4 个 DNA、2 个着丝点。 答案 C 2．下列两条染色体一定不是同源染色体的是( ) A．联会的两条染色体 B．形态、大小相同的两条染色体 C．一条来自父方、一条来自母方的两条染色体 D．着丝点分裂形成的两条子染色体 解析 着丝点分裂形成的两条染色体是相同染色体，不是分别来自父母双方。 答案 D 3．如图是动物细胞进行减数分裂某时期的示意图，图中细胞( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 A．含有 4 对同源染色体 B．含有 4 条染色单体 C．正在发生同源染色体分离 D．正在发生姐妹染色单体分离 解析 图中细胞处于 MⅠ后期，正在发生同源染色体分离，含有 2 对同源染色体、8 条 染色单体。 答案 C 4．下列材料适于制作观察减数分裂临时装片的是( ) A．洋葱根尖 B．植物叶片 C．蝗虫的精巢 D．肌肉组织 解析 适于制作观察减数分裂临时装片的材料应能够进行减数分裂，四个选项中只有精 巢中细胞可以进行减数分裂。 答案 C 5．下图所示是细胞分裂过程中，细胞中染色体和 DNA 数量的变化情况，请据图回答： (1)图中甲曲线表示的是________分裂过程中_______的数量变化。 (2)B→C 变化分子水平上的原因是_______________________________。 (3)写出核 DNA 含量变化的规律__________________。 (4)写出染色体数目变化的规律____________________。 (5)同源染色体分离发生在图中_______阶段。 解析 从图中甲曲线的数量变化可以看出发生了两次减半，由此判定为减数分裂过程中 DNA 含量的变化曲线。具体分析如下：减数第一次分裂间期完成染色体复制，DNA 含量增加 一倍，经减数第一次分裂 DNA 含量减少一半，经减数第二次分裂 DNA 含量再次减少一半；而 染色体的变化是经过减数第一次分裂时同源染色体分开，导致染色体数目减半，在减数第二 次分裂的后期染色体数目暂时加倍，减数第二次分裂结束，形成的子细胞中染色体数目减少 一半。 答案 (1)减数 DNA (2)DNA 复制 (3)2a→4a→2a→a (4)2a→a→2a→a (5)CD 课后跟踪分层训练 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 (时间：35 分钟) 1．细胞减数第一次分裂过程中会出现( ) A．着丝点的分裂 B．非同源染色体联会 C．同源染色体彼此分离 D．姐妹染色单体分开 解析 A、D 两项均发生在减数第二次分裂，减数分裂过程中不会发生非同源染色体的 联会。 答案 C 2．对如图减数分裂过程某阶段的描述，错误的是( ) A．细胞中含有 2 对同源染色体 B．细胞中含有 8 个核 DNA 分子 C．处于减数第一次分裂的中期 D．为植物细胞的减数分裂 解析 从图上看，同源染色体排列在赤道板上，属于减数第一次分裂中期；细胞中含有 2 对同源染色体，8 个核 DNA 分子；该细胞形状圆滑，应为动物细胞的减数分裂。 答案 D 3．就一对联会的同源染色体而言，其着丝点数、染色单体数和 DNA 分子数分别是( ) A．2、4 和 4 B．2、8 和 4 C．4、4 和 4 D．2、4 和 8 解析 同源染色体是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。处于联会时期的同源染色体，每一条染色体含有两条染色单体， 共用一个着丝点，每一条染色单体含有一个 DNA 分子，所以共有 4 个 DNA 分子。 答案 A 4．动物的一个精原细胞在减数分裂中可形成 4 个四分体，则在减数第二次分裂的中期 染色体数、染色单体数和核 DNA 分子数分别是( ) A．2、4、8 B．4、8、8 C．8、0、8 D．8、16、16 解析 4 个四分体相当于 4 对同源染色体，共 8 条染色体。减数第二次分裂中期染色体 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 减半，为 4 条染色体，染色单体为 8 条，核 DNA 分子为 8 个。 答案 B 5．处于减数分裂过程中的某细胞，细胞内的染色体数(a)、染色单体数(b)、核 DNA 分 子数(c)可表示为如图所示的关系，此时细胞内不可能发生( ) A．联会 B．同源染色体分离 C．着丝点分裂 D．非姐妹染色单体间的交换 解析 图示细胞含有染色单体，可能处于间期染色体复制后，减数第二次分裂后期着丝 点分裂前，着丝点分裂属于减数第二次分裂后期，细胞中不存在染色单体。 答案 C 6．减数第二次分裂后期，着丝点分裂不会造成( ) A．姐妹染色单体分开 B．染色单体消失 C．核 DNA 分子数目加倍 D．染色体数目加倍 解析 减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，细胞中染色 体数目暂时加倍、核 DNA 分子数目不变。 答案 C 7．如图为某动物减数分裂某时期细胞示意图，下列叙述正确的是( ) A．细胞正在发生同源染色体分离 B．细胞处于减数第一次分裂后期 C．细胞中含有 2 对同源染色体 D．该动物体细胞最多含有 8 条染色体 解析 图示细胞发生了着丝点分裂，不含有同源染色体，处于减数第二次分裂后期。 答案 D 8．为了观察减数分裂各时期特点，实验材料选择恰当的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 ①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊 ③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 解析 观察减数分裂应选择能够进行减数分裂的生殖器官为实验材料；由于雄性生殖器 官产生雄配子的能力强，容易观察到目标细胞，宜选用雄蕊、精巢等雄性生殖器官。 答案 C 9．下图为某动物精巢内一个精原细胞在减数分裂过程中细胞核内 DNA 含量变化的曲线 图。B～C 段细胞内染色体的数目是( ) A．n B．2n C．3n D．4n 解析 B～C 段细胞处于减数第一次分裂，细胞中的染色体数没有改变，仍然为 2n。 答案 B 10．果蝇体细胞中有 8 条染色体，下图是其细胞在减数分裂过程中，染色体、染色单体、 DNA 分子的数目变化，其中可能正在发生同源染色体分离的是( ) 解析 同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，此时细胞内染色体数∶染色单体 数∶DNA 分子数＝1∶2∶2，实际数值为 8、16、16，只有 A 项符合。 答案 A 11．某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、核 DNA 的知识，其中错误的是( ) A．次级精母细胞中的核 DNA 分子数和正常体细胞中的核 DNA 分子数相同 B．减数第二次分裂后期，细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数 C．初级精母细胞中的染色体数和核 DNA 分子数相同 D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝点数相同 解析 减数分裂过程中，DNA 分子复制一次，细胞分裂两次，次级精母细胞中的核 DNA 分子数恢复到与正常体细胞的相同；减数第二次分裂后期，染色体暂时加倍，细胞中染色体 数等于正常体细胞中的染色体数；初级精母细胞中的染色体含有染色单体，所以染色体数∶ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 核 DNA 分子数＝1∶2；每条染色体只有一个着丝点，即染色体数与着丝点数相同。 答案 C 12．如图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中 1、2、3、4 各 表示一条染色体。下列表述正确的是( ) A．图中细胞处于减数第二次分裂前期 B．图中细胞的染色体数是体细胞的 2 倍 C．染色体 1 与 2 在后续的分裂过程中会相互分离 D．染色体 1 与 3 必定会出现在同一子细胞中 解析 本题考查减数分裂的相关知识。从图示可以看出，该细胞中正在发生同源染色体 的联会，因此该细胞处于减数第一次分裂前期；图中细胞的染色体数目与正常体细胞染色体 数目相等；染色体 1 和 2 是同源染色体，且在减数第一次分裂后期会发生同源染色体的分离； 同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，因此染色体 1 与 3 可能会出现在同一子细 胞中。 答案 C 13．(多选)下图中的甲、乙、丙、丁为某动物(体细胞染色体数＝2n)睾丸中细胞分裂不 同时期的染色体数、染色单体数和 DNA 分子数的比例图，对此图描述正确的是( ) A．甲可表示减数第一次分裂前期 B．乙可表示减数第二次分裂前期 C．丙可表示减数第一次分裂后期 D．丁可表示减数第二次分裂末期 解析 减数第一次分裂前期细胞中有同源染色体存在，且染色体已经复制，甲中染色体 数为 2n，染色体数∶染色单体数∶DNA 分子数为 1∶2∶2，A 正确；减数第二次分裂前期细 胞中没有同源染色体，染色体数目减半，每条染色体上有两条染色单体，乙中染色体数为 n， 染色体数∶染色单体数∶DNA 分子数＝1∶2∶2，乙可以表示减数第二次分裂前期，B 正确； 减数第一次分裂后期同源染色体分开分别移向两极，但是还在一个细胞中，染色体数目无变 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 化，且每条染色体有两条染色单体，应该对应甲图，丙图无染色单体的存在，C 错误；减数 第二次分裂末期，同源染色体已经分离，姐妹染色单体也已经分离，细胞中染色体数目减半， 且没有染色单体，丁图 DNA 和染色体数目减半，无染色单体，D 正确。 答案 ABD 14．下图为某高等动物细胞分裂示意图，请据图回答下列问题： (1)该细胞处于______________期，染色体、染色单体、核 DNA 数量比为____________。 (2)图中 A、B 的关系为_____________，二者彼此分离发生于_____________期；a 与 a′ 的关系是____________，二者彼此分离发生于_____________期。 (3)该动物精巢细胞中的染色体数目可能为__________________________。 解析 图示细胞处于减数第一次分裂前期，含有 4 条染色体、8 条染色单体、8 个核 DNA。 A、B 为一对同源染色体，减数第一次分裂后期分离；a 与 a′互为姐妹染色单体，减数第二 次分裂后期分开。生殖器官中既可以进行减数分裂，也可以进行有丝分裂。 答案 (1)减数第一次分裂前 1∶2∶2 (2)同源染色体 减数第一次分裂后 姐妹染 色单体 减数第二次分裂后 (3)2 条、4 条或 8 条 15．如图示果蝇(体细胞含有 8 条染色体)体内细胞在分裂过程中某比值 H(染色体数/核 DNA 数)的变化曲线，f 代表细胞分裂刚好结束。回答有关问题： (1)若该图为有丝分裂，BC 段细胞内发生的主要变化是__________，CD 段中细胞内有同 源染色体________对；DE 段变化的原因是__________。 (2)该图若为减数分裂，在________段既有含同源染色体的细胞，又有不含同源染色体 的细胞，DE 段所处的时期是________。 (3)该图若为减数分裂，则同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合都发生在 ________段。 (4)CD 段时，H 的值为_____。此时，细胞内染色体数/DNA 数的值会比 H 值____(大/小/ 相等)。 解析 注意图中纵坐标表示染色体数与核 DNA 数的比值 H，当不存在染色单体时，H＝1， 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 存在染色单体时，H＝1/2。故图中 BC 段表示 DNA 复制，形成染色单体；DE 段表示着丝点分 裂，染色单体消失。细胞内的 DNA 主要存在于细胞核中，细胞质中也含有一定量 DNA，细胞 内染色体数/DNA 数的值会比 H 值略小。 答案 (1)DNA 复制 4 着丝点分裂，姐妹染色单体分开 (2)CD 减数第二次分裂后 期 (3)CD (4)1/2 小 16．(实验探究)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分 裂的实验步骤。 供选材料及试剂：小鼠的肾脏，睾丸，肝脏，苏丹Ⅲ染液，醋酸洋红染液，詹纳斯绿 B(健那绿)染液，解离固定液。 (1)取材：用________作实验材料。 (2)制片： ①取少量组织低渗处理后，放在________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。 ②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量__________。 ③一定时间后加盖玻片，________。 (3)观察： 用显微镜观察时，发现某细胞不含有同源染色体，但染色体排列在细胞的赤道板位置上， 该细胞处于____________________________时期。 解析 本题主要考查观察细胞分裂的实验过程。观察减数分裂应选取生殖器官，本题应 选取睾丸。制片过程为“解离→漂洗→染色→压片”。精原细胞通过有丝分裂实现自我增殖， 通过减数分裂形成成熟生殖细胞。 答案 (1)(小鼠)睾丸 (2)①解离 ②醋酸洋红染液 ③压片(只要有压片的操作均可) (3)减数第二次分裂中期