高中生物第二章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用导学案新人教版必修 13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 第二章 基因和染色体的关系 第 1 节 减数分裂和受精作用（Ⅰ） 1. 阐明减数分裂的概念。 2. 阐述同源染色体、四分体、联会等概念。(重点) 3. 描述精子形成过程中各时期染色体的行为变化。(重、难点) [学生用书 P25]) 一、减数分裂(阅读教材 P16) 1. 范围：进行有性生殖的生物。 2. 时期：从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程中。 3. 特点：细胞连续分裂两次，而在整个分裂过程中染色体复制只进行一次。 4. 结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。 点拨 真核生物的细胞分裂方式一般有三种，精子和卵细胞的形成依靠减数分裂，体细胞的增殖主要依 靠有丝分裂，其次依靠无丝分裂。 二、精子的形成过程(阅读教材 P16～P19) 1. 形成场所：精巢或睾丸。 2. 细胞名称的变化 精原细胞 ――→染色体复制 减数第一次分裂前的间期 初级精母细胞 ――→分裂 减数第一次分裂 次级精母细胞 ――→分裂 减数第二次分裂 精细胞 ――→变形 精子 变形过程 3. 染色体的变化 (1) 减数第一次分裂前的间期：染色体复制，每条染色体都包含两条姐妹染色单体。 (2) 减数第一次分裂 联会：同源染色体两两配对的现象 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 ↓ 四分体：联会后的每对同源染色体包含四条染色单体 ↓ 四分体中的非姐妹染色单体之间常发生交叉互换 ↓ 每对同源染色体排列在赤道板上 ↓ 同源染色体分离，并分别移向细胞两极 (3) 减数第二次分裂 ①间期：通常没有或时间很短，染色体不再复制。 ②分裂期：染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，并分别移向细胞两极。 4. 变化结果：一个精原细胞经过减数分裂和变形形成四个精子。 1. 连线 2. 判断 (1) 减数分裂产生的成熟生殖细胞内染色体数目减半。(√) (2) 同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体。(×) (3) 形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体。(×) (4) 减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞分裂一次，导致染色体数目减半。(×) (5) 精原细胞通过减数分裂增殖并形成精子。(×) 主题一 减数分裂中的重要概念[学生用书 P26] 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 结合下图探究以下问题。 1. 染色体、染色单体、姐妹染色单体和 DNA 数目 (1) 图甲含染色体、染色单体、DNA 数目分别是 4、0、4。 (2) 图乙含染色体、染色单体、DNA 数目分别是 4、8、8。 (3) 图乙中 a 与 a′为姐妹染色单体，a 与 b、b′属于同源染色体上的非姐妹染色单体，a 与 c、c′、d、d′ 为非同源染色体上的非姐妹染色单体。 2. 同源染色体与非同源染色体 图甲、乙中，A 与 B、C 与 D 为同源染色体，A 与 C、A 与 D、B 与 C、B 与 D 为非同源染色体。 3. 联会和四分体 图甲：不存在联会、四分体现象。 图乙：存在联会、四分体现象。 1. 同源染色体和非同源染色体 同源染色体 非同源染色体 形态大小 一般相同 (X、Y 染色体不同) 一般不同 来源 不同 可以相同，也可以不同 实质 减数分裂过程中联会的染色体 减数分裂过程中不联会的染色 体 实例 图甲中 A 和 B，C 和 D 图甲中 A 和 C、D，B 和 C、D 2. 姐妹染色单体和非姐妹染色单体 姐妹染色单体 非姐妹染色单体 含义 连接在同一着丝点上的两条染色单体 连接在不同着丝点上的两条染色单体 实例 图乙中 a 和 a′，b 和 b′，c 和 c′， 图乙中 a 和 b、b′，a′和 b、b′ 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 d 和 d′ 3. 染色体和染色单体 项目 图像 着丝点 染色体 姐妹染 色单体 DNA 1 个 1 条 无 1 个 1 个 1 条 2 条 2 个 4. 联会和四分体 (1) 相互联系 联会是同源染色体两两配对的过程，而四分体是联会的结果，是同源染色体的特殊存在形式。 (2) 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 DNA 分子。 1. 下列关于同源染色体的叙述，不正确的是( ) A. 一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体 B. 同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分 C. 在人的正常精子中没有同源染色体 D. 减数分裂中联会的染色体是同源染色体 解析：选 A。一条来自父方、一条来自母方的染色体可能是同源染色体，也可能是非同源染色体。 2. (2016·扬州高一检测) 下列有关四分体的叙述，正确的是( ) 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交叉互换 D. 四分体出现在减数第一次分裂的每个时期 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 对减数分裂中相关概念的深度挖掘 (1) 染色体和染色单体 ①染色体的条数等于着丝点的个数，有几个着丝点就有几条染色体。 ②染色体复制后，一个着丝点上连接着两条姐妹染色单体，其整体是一条染色体。 (2) 同源染色体与四分体 ①四分体是同源染色体的特殊存在形式。在减数分裂过程中，联会后的一对同源染色体才可称作四分体。 数量关系：四分体数∶同源染色体对数∶染色体数∶染色单体数∶DNA 分子数＝1∶1∶2∶4∶4。 ②有丝分裂和减数分裂过程中都有同源染色体存在，但联会和四分体只存在于减数分裂过程中。 主题二 精子的形成过程[学生用书 P27] 结合分裂图像，探究染色体的行为变化。 1. 减数第一次分裂 时期 分裂图像 染色体行为 前期 同源染色体联会，形成四分体 中期 同源染色体排列在赤道板两侧 后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 末期 细胞一分为二，染色体数目减半 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 2. 减数第二次分裂 时期 分裂图像 染色体行为 前期 染色体散乱地分布在细胞中 中期 着丝点排列在赤道板上 后期 着丝点分裂，姐妹染色单体分离 末期 细胞一分为二 (1) 一条染色体在间期经过复制后，染色体、DNA 及染色单体的数量分别发生怎样的变化？ 提示：一条染色体经过复制后，染色体的数量并未发生变化；DNA 的数量加倍；染色单体从无到有，且数量 与染色体上的 DNA 数目相等。 (2) 减数第二次分裂过程中还有同源染色体吗(以人为例) ？并阐述理由。 提示：没有。因为同源染色体在减数第一次分裂时已经发生了分离。 减数分裂过程中两个分裂阶段的比较 项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 着丝点变化 不分裂 分裂 染色体数目 2n→n(减半) n→2n→n DNA 分子数目 4n→2n 2n→n(减半) 染 色 体 主 要 行为 有联会现象，四分体的非姐妹染色 单体之间有交叉互换现象，同源染 色体分离，非同源染色体自由组合 着丝点分裂，姐妹染 色单体分开 染色单体 有(4n) →有(2n) 有(2n) →无(0) 同源染色体 有(n 对) 无 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 1. 同源染色体的分离和着丝点的分裂分别发生在减数分裂的( ) A. 减数分裂间期、减数分裂间期 B. 减数第一次分裂、减数第二次分裂 C. 减数第一次分裂、减数第一次分裂 D. 减数第二次分裂、减数第二次分裂 解析：选 B。减数第一次分裂过程中发生同源染色体的分离；减数第二次分裂过程中发生着丝点的分裂。 2. 下列是动物细胞减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是( ) A. ②⑥④①②⑤ B. ⑥③②④①⑤ C. ③⑥④②①⑤ D. ③⑥②④①⑤ 巧记减数分裂过程 减数第一次分裂口诀 性原细胞作准备，初母细胞先联会； 排板以后同源分，从此染色不成对。 减数第二次分裂口诀 次母似与有丝同，排板接着点裂匆； 姐妹道别分极去，再次质缢各西东。 核心知识小结 [要点回眸] 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 [规范答题] 1. 减数分裂的特点是染色体只复制一次．．，而细胞分裂两次．．，导致染色体数目减半．．。 2. 精原细胞通过有丝分裂．．．．增殖，通过减数分裂．．．．形成精子。 3. 1 个四分体包含 2．条染色体．．．．，4．条染色单体．．．．．，4．个．DNA．．．分子．．。 4. 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。 5. 减数第二次分裂的主要特征：每条染色体的着丝点分裂．．．．．，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。 [随堂检测][学生用书 P28] 1. 下列关于减数分裂的说法，不正确的是( ) A. 减数分裂包括连续两次的细胞分裂 B. 所有的生物都可以进行减数分裂 C. 减数分裂产生的成熟生殖细胞染色体数目减半 D. 减数分裂产生有性生殖细胞 2. 果蝇的精细胞中有 4 条染色体，其初级精母细胞中的染色单体和四分体数目分别是( ) A. 4 和 4 B. 8 和 4 C. 8 和 8 D. 16 和 4 解析：选 D。果蝇有 8 条染色体，在初级精母细胞中由于每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以共有 16 条染色单体。四对同源染色体两两联会配对，故形成 4 个四分体。 3. 有关如图的叙述不正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 A. 在前期时，④与⑦、⑤与⑥联会，形成两个四分体 B. 在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体 C. ④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝点②相连 D. 细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体 4. 如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中模型图错 误的是( ) 解析：选 A。在减数第一次分裂的中期，同源染色体两两配对形成的四分体排在赤道板上。 5. (2016·连云港高一检测) 下列来自同一生物体的 4 个细胞示意图中，属于次级精母细胞的是( ) 解析：选 D。A 图中同源染色体上下相对，排列在赤道板上，为减数第一次分裂中期，是初级精母细胞；B 图中含同源染色体，不含染色单体，为精原细胞；C 图中不含同源染色体，也不含染色单体，为减数分裂结 束形成的精细胞；D 图中不含同源染色体，但含染色单体，是次级精母细胞。 6. (2016·唐山高一检测) 减数分裂过程中第一次分裂后期和第二次分裂后期染色体数目之比和 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 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 7. 根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，回答下列问题： (1) 图 A 表示细胞分裂的方式是________，处于__________________________期。细胞中有________条染 色体，________条染色单体。 (2) 图 B 所示细胞分裂产生的细胞名称是________，每个子细胞中有________条染色体。 (3) 图 A、B 两个细胞中，具有同源染色体的细胞为图________，图 A、B 中 DNA 分子数之比为________。 答案：(1) 减数分裂 减数第一次分裂后 6 12 (2) 精细胞 3 (3) A 2∶1 [课时作业][学生用书 P120(独立成册) ] 一、选择题 1. 下列关于减数分裂的叙述，不正确的是( ) A. 减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有一定的细胞周期 B. 减数分裂的范围是所有能进行有性生殖的生物 C. 减数分裂的结果是成熟生殖细胞中染色体数目减半 D. 减数分裂的特点是细胞中染色体复制一次，而细胞连续分裂两次 解析：选 A。减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，导致成熟生殖细胞中染色体数目减半。 减数分裂不具有细胞周期。 2. 下列对一个四分体的叙述，正确的是( ) A. 有两条姐妹染色单体 B. 有四个 DNA 分子 C. 有 2 对同源染色体 D. 有四条染色体 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 答案：B 3. 在初级精母细胞中不可能出现的染色体行为是( ) A. 联会 B. 交叉互换 C. 同源染色体分离 D. 着丝点分裂 解析：选 D。着丝点分裂属于次级精母细胞中的染色体行为。 4. 初级精母细胞经过减数第一次分裂后形成的细胞是( ) 解析：选 D。初级精母细胞经过减数第一次分裂后形成的细胞是次级精母细胞，没有同源染色体。 5. 减数分裂过程中，同源染色体分离与非同源染色体自由组合( ) A. 第一次、第二次分裂后期都出现 B. 同时发生于第一次分裂后期 C. 同时发生于第二次分裂后期 D. 分离发生于第一次分裂，自由组合发生于第二次分裂 6. 图甲、乙是不同染色体行为变化的排布示意图，下列相关叙述错误的是( ) A. 两图都处于中期，图甲为有丝分裂，图乙为减数第二次分裂 B. 图甲方式姐妹染色单体分开，使子细胞都含有 P1、P2、M1、M2 C. 图乙方式 P1 和 M1、P2 和 M2 分离 D. 两图染色体的不同排布方式，有利于遗传物质均分到两个子细胞中 解析：选 A。图甲和图乙中的 P1 和 M1，P2 和 M2 大小、形态相同，分别是一对同源染色体。又分析染色体 的行为变化可知，图甲中染色体的着丝点排列在赤道板上，图乙中联会的同源染色体排列在赤道板上，所 以图甲为有丝分裂中期，图乙为减数第一次分裂的中期。 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 7. (2016·江西九江一中期中) 如图所示为某高等生物细胞局部结构模式图。下列相关叙述不正确的是 ( ) A. 如果 1 代表 Y 染色体，则形成该细胞的场所是精巢 B. 该生物细胞中，染色体最多有 8 条 C. 要鉴定图中 1 的某成分，鉴定试剂可能是双缩脲试剂 D. 该细胞中没有同源染色体的存在 二、非选择题 8. 右图为某二倍体高等雄性动物细胞示意图，请据图回答下列问题： (1) 该细胞处于__________________期，产生的子细胞为__________________。 (2) 该细胞中有________条染色体，________条染色单体，有________对同源染色体。 (3) 该动物体细胞中染色体数目最多的时期为__________________。 (4) 该动物精巢细胞中的染色体数目可能为__________。 (5) 图中 A、B 的关系为________；a、a′的关系为__________________，它们是在__________________期 形成的。 (6) 图中 A 与 B 彼此分离发生在____________________期，a 与 a′彼此分离发生在 ______________________期。 (7) 若 该 细 胞 仅 是 在 减 数 第 一 次 分 裂 时 ， A 、 B 未 分 开 ， 则 其 形 成 的 正 常 和 异 常 精 子 的 比 例 为 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 ________________________________________________________________________； 若仅是在减数第二次分裂时，a、a′未能分开，则其形成的正常和异常精子的比例为 ________。 答案：(1) 减数第一次分裂前(四分体时) 次级精母细胞 (2) 4 8 2 (3) 有丝分裂后期 (4) 2 条或 4 条或 8 条 (5) 同源染色体 姐妹染色单体 减数第一次分裂前的间 (6) 减数第一次分裂后 减数第二次分裂后 (7) 0∶4 1∶1 9. 如图为某动物精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，据图回答下列问题： (1) 染色体复制发生在图________，称为________细胞。 (2) 按精子形成过程的顺序排列为图________________________(用图中 A～D 表示) 。 (3) 图 B 称为________细胞，该图中染色体与 DNA 分子数之比为________。 (4) 图 C 中染色体 1 和 2 或 3 和 4 的分离发生在______________________期。 答案：(1) A 精原 (2) A→C→B→D (3) 次级精母 1∶2 (4) 减数第一次分裂后