高中生物 第二章 第一节 生殖细胞的形成减数分裂中遗传物质的数目变化第2课时课时作业 苏教版必修2.docx
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高中生物第二章第一节生殖细胞的形成减数分裂中遗传物质的数目变化第2课时课时作业苏教版必修2
生殖细胞的形成、减数分裂中遗传物质的数目变化
[学习导航] 1.结合教材图示，阐明精子的形成过程，并和卵细胞的形成过程进行比较，加深理解。
2.归纳减数分裂中染色体、染色单体、DNA数目的变化规律。
[重难点击] 1.卵细胞和精子的形成过程的比较。
2.减数分裂中染色体、染色单体、DNA等数目的变化规律。
【课堂导入】
人类的繁衍，离不开生殖细胞——精子和卵细胞。
精子是在人体的睾丸中形成的；卵细胞是人体最大的细胞，也是女性独有的细胞，是产生新生命的母细胞。
卵细胞是由我们通常所说的女性性腺——卵巢产生的，精子和卵细胞是如何形成的呢？
本课时我们将探讨这方面的内容。
解决学生疑难点
一、精子和卵细胞的形成
1．精子的形成
（1）场所：
哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
（2）过程
①在减数第一次分裂的间期，精原细胞中的染色体复制，成为初级精母细胞。
②初级精母细胞经减数第一次分裂成为两个次级精母细胞。
③两个次级精母细胞经减数第二次分裂成为4个精细胞。
④精细胞再经过一系列复杂的变化（分化），才能形成精子。
2．卵细胞的形成
（1）场所：
哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。
（2）过程
①在减数第一次分裂的间期，卵原细胞中的染色体进行复制，成为初级卵母细胞。
②初级卵母细胞经减数第一次分裂形成一个大的细胞和一个小的细胞，大的细胞叫次级卵母细胞，小的叫极体。
③次级卵母细胞进行减数第二次分裂，形成一个卵细胞（体积较大）和一个极体（体积较小），与此同时，第一次分裂产生的极体也分裂为两个极体。
这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞（其他三个极体退化消失）。
合作探究
1．卵细胞的形成过程和精子不尽相同，请完成下表进行比较：
项目
精子的形成
卵细胞的形成
产生部位
动物睾丸或精巢
动物卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
是否变形
是
否
结果
产生4个精子
产生1个卵细胞（3个极体消失）
2.胚胎发育早期分裂活动旺盛，却不从外界摄取营养物质。
请据此分析卵母细胞不均等分裂，最终只产生一个卵细胞的意义是什么？
答案 形成的卵细胞较大，便于储存丰富的营养物质。
3．精子与精细胞有何差异？
这有何意义？
答案 精细胞是减数分裂的直接产物，它经历形态变化，其中的细胞核变为精子的头部，细胞质浓缩并最后脱落，某些结构演变为精子尾部，从而形成具有较长尾部的精子，如此的变化可使得精子体积小，游动灵活，易与卵细胞结合。
1．在下列各图中，一定不属于精子形成过程的是（ ）
答案 C
解析 四个图中D含四分体，所以该细胞处于减数第一次分裂前期；由于C中细胞质不均等地分裂，所以该细胞属于卵细胞的形成过程；处于减数第二次后期的是B、C。
一题多变
（1）用字母和箭头将本题中属于精子形成过程的图像按照先后顺序排列起来。
答案 D→B→A。
（2）卵细胞形成过程中是否会出现B中的细胞？
如果会出现则细胞的名称是什么？
答案 会。
与B图中的细胞符合的细胞名称是第一极体。
二、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
假设某生物正常细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c，请结合图形完成下表：
细胞分
裂图像
分裂
次数
减数第一次分裂
减数第二次分裂
分裂
时期
间期
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色
体数
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n
2n→n
DNA数
2c→4c
4c
4c
4c
4c→2c
2c
2c
2c
2c→c
染色单
体数
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
0
0
合作探究
1．结合染色体的变化，回答：
（1）染色体第一次减半发生在什么时期？
原因是什么？
答案 减数第一次分裂末期。
原因是同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。
（2）减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是什么？
答案 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍。
2．结合核DNA数目的变化，回答：
（1）核DNA数目的加倍发生在什么时期？
原因是什么？
答案 减数第一次分裂的间期，原因是DNA分子的复制。
（2）核DNA数目减半发生了两次，原因分别是什么？
答案 减数第一次分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半；减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致核内DNA数目减半。
3．请在下列坐标系中画出减数分裂中染色体和核DNA变化的曲线：
答案
4．如图是减数分裂中每条染色体上DNA变化的曲线
（1）bc段变化的原因是什么？
答案 bc段变化的原因是DNA复制，染色单体形成。
（2）cd段包含减数分裂的哪些时期？
答案 cd段是存在染色单体的时期，包含减数第一次分裂前、中、后、末期和减数第二次分裂前、中期。
（3）de段变化的原因是什么？
答案 减数第二次分裂后期着丝点一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。
2．二倍体生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。
在甲、乙、丙三图中的①～④中均涉及DNA分子数减半，其原因完全相同的是（ ）
A．①②B．①③
C．②④D．③④
答案 C
解析 染色体经过复制后到着丝点分裂前，每条染色体上的DNA分子都是两个。
着丝点分裂导致每条染色体上的DNA分子由两个变成一个，且染色体的数目加倍。
有丝分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目保持不变，而减数分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目减半。
导致细胞核中DNA数目减半的原因有二：
一是有丝分裂末期和减数第二次分裂末期，染色体的平均分配并进入两个子细胞核；二是减数第一次分裂末期同源染色体的彼此分离并进入两个子细胞核。
一题多变
（1）三条曲线表示的含量增加的原因是否相同？
如果相同，该原因是什么？
答案 相同。
都是DNA的复制。
（2）在图中的①②③④中，只表示着丝点分裂的是________。
答案 ①
1．如图所示，卵原细胞内含有Aa、Bb两对同源染色体，已知此卵原细胞经减数分裂形成卵细胞的染色体组成为Ab，则其产生的3个极体的染色体组成分别为（ ）
A．AB、Ab、AbB．Aa、Bb、AB
C．Ab、aB、abD．Ab、aB、aB
答案 D
解析 卵原细胞形成的初级卵母细胞经减数分裂产生1个卵细胞和3个极体，其中一个极体与卵细胞的染色体组成相同，另外两个极体的染色体组成相同。
若卵细胞的染色体组成为Ab，则与其一同产生的3个极体的染色体组成为Ab、aB、aB。
2．下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是（ ）
A．两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象
B．两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同
D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
答案 A
解析 精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂，细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B项错误；精子与卵细胞形成中除精子需变形外还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等，C项错误；1个精原细胞产生4个精子，只需25个精原细胞就能产生100个精子，D项错误。
3．若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。
下列有关该图的叙述中，不正确的是（ ）
A．a→b可表示DNA复制
B．b→c可表示有丝分裂前期和中期
C．c→d可表示染色体的着丝点分裂
D．d→e可表示减数第二次分裂全过程
答案 D
解析 d→e表示着丝点分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。
而减数第二次分裂的前期和中期，一条染色体上含有两个DNA分子，其后期着丝点分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。
4．动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点是（ ）
①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂
②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞
③一个卵原细胞经染色体复制后形成一个初级卵母细胞
④卵细胞不经过变形阶段
A．①③B．②④C．②③D．①④
答案 B
解析 卵细胞与精子的形成过程基本相同，其区别在于：
（1）形成的生殖细胞数目不同：
一个精原细胞经减数分裂和变形形成四个精子，而一个卵原细胞只形成一个卵细胞。
（2）细胞质分裂方式不同：
精子形成过程中细胞质均等分裂，而卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂（极体分裂除外）。
（3）精细胞必须经过变形成为精子，而卵细胞不经变形阶段。
5．如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请回答下列问题：
（1）这是________细胞的形成过程，是在动物的________中形成的。
（2）图中的②表示____________细胞，图中的⑤表示____________细胞。
（3）图中的①所示的一个细胞能够形成________个⑦所示的细胞。
答案
（1）卵 卵巢
（2）初级卵母 次级卵母 （3）1
解析 从图中细胞质的不均等分裂可以判断这是卵原细胞减数分裂形成卵细胞的过程。
在卵细胞的形成过程中，一个初级卵母细胞②产生一个次级卵母细胞④和一个（第一）极体③，一个次级卵母细胞⑤形成一个卵细胞⑦和一个小的（第二）极体⑥，（第一）极体③分裂成两个（第二）极体。
[基础过关]
1．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都出现的现象是（ ）
A．同源染色体分离B．着丝点分裂
C．细胞质不均等分配D．染色体复制
答案 C
解析 A项，初级卵母细胞具有同源染色体的联会和分离，但次级卵母细胞没有；B项，次级卵母细胞进行减数第二次分裂时有着丝点分裂，姐妹染色单体分开，但初级卵母细胞着丝点不分裂；C项，初级卵母细胞减数第一次分裂和次级卵母细胞减数第二次分裂都有细胞质的不均等分配；D项，初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都不出现染色体复制，而是卵原细胞进行染色体的复制，形成初级卵母细胞。
2.如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是（ ）
A．是次级精母细胞，处于减数第二次分裂后期
B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C．正在进行同源染色体分离、非同源染色体的自由组合
D．分裂后形成的2个细胞，仅1个具有生殖功能
答案 D
解析 细胞质不均等分裂且细胞中无同源染色体―→该细胞为次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期―→特点：
着丝点一分为二，结果：
分裂为一个卵细胞和一个极体。
3.如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是（ ）
A．2、4B．1、3
C．1、3或2、4D．1、4或2、3
答案 C
解析 若该极体与卵细胞是同一个次级卵母细胞形成的，则卵细胞的染色体组成也是1、3，若该极体是初级卵母细胞分裂形成的第一极体分裂后形成的，则卵细胞的染色体组成是2、4。
4．人体内某一细胞正在进行减数分裂，其内有44条常染色体与2条X染色体，此细胞不可能是（染色体组成男性为44常＋XY，女性为44常＋XX）（ ）
①初级精母细胞 ②次级精母细胞 ③初级卵母细胞
④卵细胞
A．①④B．①③C．①②D．①②③
答案 A
解析 人的初级精母细胞中所含染色体与其体细胞中相同，即44＋XY；次级精母细胞中为22＋X或22＋Y，但减数第二次分裂后期为44＋XX或44＋YY；初级卵母细胞与其体细胞相同，即44＋XX；而卵细胞中染色体数减半，为22＋X。
5．人的一个精原细胞在减数分裂中可形成23个四分体，则在减数第一次分裂中期的细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数分别是（ ）
A．46、92、92B．46、0、46
C．23、46、46D．92、92、92
答案 A
解析 23个四分体即23对同源染色体，有46条染色体，92条染色单体，92个DNA分子。
6．如图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定表示卵细胞形成过程的是（ ）
答案 D
解析 A为减数第一次分裂前期，B为减数第一次分裂后期，C为次级卵母细胞或次级精母细胞或极体，D为形成卵细胞的次级卵母细胞的减数第二次分裂后期。
7．处于分裂过程中的某动物细胞，染色体的着丝点排列在赤道板上，且排列在赤道板上的染色体的形状和大小各不相同，该细胞可能是（ ）
A．体细胞
B．初级精母细胞或初级卵母细胞
C．卵细胞
D．次级精母细胞或次级卵母细胞或极体
答案 D
解析 这个细胞内的染色体的形状、大小各不相同，说明这个细胞内不含有同源染色体，排除了A项和B项；又因这个细胞内的染色体的着丝点排列在赤道板上，得知这个细胞正处于分裂期的中期，因此不可能是C。
8．图中甲、乙、丙、丁分别表示某哺乳动物细胞（2n）进行减数分裂的不同时期，其中a表示细胞数目。
请判断b、c、d依次代表（ ）
A．DNA分子数、染色体数、染色单体数
B．染色体数、DNA分子数、染色单体数
C．DNA分子数、染色单体数、染色体数
D．染色单体数、染色体数、DNA分子数
答案 A
解析 据图分析，甲、丁中d的数量为零，细胞进行减数分裂的过程中只有染色单体的数目有可能为零，因此，d为染色单体数，可排除C、D选项；图乙、丙中的b为c的两倍，在细胞的减数分裂过程中，DNA分子数有可能为染色体数的两倍，反之不成立，因此b应为DNA分子数，c应为染色体数。
[能力提升]
9．如图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。
下列各项中对本图的解释完全正确的是（ ）
A．同源染色体的联会发生在d～e的初期
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点染色体的着丝点分裂
D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形阶段
答案 D
解析 细胞分裂间期，染色体完成复制，进入分裂期后，同源染色体就出现联会现象，应发生在c～d初期。
e点完成减数第一次分裂，同源染色体发生了分离，染色体数目变为n；f点完成减数第二次分裂，每个子细胞中染色体数目仍为n条。
e点表示同源染色体分离进入了两个子细胞中；f点表示着丝点分裂后形成的两条染色体分别进入到两个子细胞中。
a～c段完成DNA的复制，表示间期；c～f段DNA连续两次减半，表示分裂期；f～g段表示完成分裂后精细胞变形为精子。
10．如图为某动物精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，请据图回答下列问题：
（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______________________________（用图中A～D表示）。
（3）图中B称为______________细胞，该图中染色体与DNA分子数之比为__________。
（4）C图中染色体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
11．下列是有关细胞分裂的问题。
图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞，请据图回答下列问题：
（1）图1中AB段形成的原因是____________，该过程发生于细胞分裂的________期；CD段形成的原因是____________________。
（2）图2中____________细胞处于图1中的BC段，________细胞处于图1中的DE段。
（3）图2中乙细胞含有________条染色单体，染色体数与核DNA分子数之比为________，该细胞处于________________分裂的________期，其产生的子细胞名称为________________________。
答案
（1）DNA复制 间 着丝点分裂
（2）乙、丙 甲 （3）8 1∶2 减数第一次 后 次级卵母细胞和（第一）极体
解析
（1）在细胞分裂过程中，染色体上DNA由一个变成两个，原因是DNA的复制；由两个变成一个，原因是着丝点的分裂。
（2）凡是具有染色单体的细胞，每条染色体上都含有两个DNA分子，对应图1中的BC段。
着丝点分裂，每条染色体上含有一个DNA分子，对应图1中的DE段。
（3）图2中乙细胞每条染色体都含有两条染色单体，DNA分子数或染色单体数都是染色体数目的二倍。
12．图1表示某基因型为AaBb（位于两对同源染色体上）的动物细胞分裂示意图，图2表示细胞分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。
请回答：
（1）图1细胞所属的器官是________，理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）图1中细胞①～③按所处时期排列，应该是____________，细胞①的名称是________________________。
细胞①～③中含1个染色体组的是________。
（3）若细胞③正常分裂，产生的子细胞基因组成可能为________________________________。
（4）图2中处于AB段的细胞内发生的主要变化是__________________________________，图1中的细胞处于图2曲线BC段的有______（填标号）。
答案
（1）卵巢 细胞②是不均等分裂
（2）①③② 初级卵母细胞 ③
（3）AB或aB或Ab或ab
（4）DNA复制和有关蛋白质的合成 ①③
解析
（1）由图1中的细胞②为不均等分裂，可判断出为雌性动物的减数分裂，可在卵巢中发现图1中这些细胞。
（2）细胞①处于减数第一次分裂的中期，名称为初级卵母细胞，含有2个染色体组；细胞②处于减数第二次分裂的后期，名称为次级卵母细胞，含有2个染色体组；细胞③处于减数第二次分裂的前期或中期，名称为次级卵母细胞或极体，含有1个染色体组。
（3）该动物的基因型为AaBb，因为一个卵原细胞只能产生一个卵细胞，所以若细胞③正常分裂，产生的子细胞可能为两个基因型相同的极体，基因型为AB或aB或Ab或ab，也可能为基因型相同的一个极体和一个卵细胞，基因型为AB或aB或Ab或ab。
（4）图2为每条染色体上DNA含量的变化曲线，AB段处于分裂间期，细胞内发生的主要变化是DNA复制和有关蛋白质的合成。
图2曲线BC段在减数分裂过程中包括减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期，故图1中①③细胞处于图2曲线BC段。
也可以直接读图，BC段的细胞中每条染色体上有两个DNA分子，细胞①和细胞③中每条染色体上都有两个DNA分子。
[走进高考]
13．（2014·上海卷，22）正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体条数最多为（ ）
A．1B．2C．3D．4
答案 B
解析 初级卵母细胞含有2条X染色体，在减数第一次分裂后期分配到次级卵母细胞和第一极体中，在次级卵母细胞和第一极体减数第二次分裂前期和中期时各有1条X染色体，减数第二次分裂后期时含有2条X染色体，故在初级卵母细胞减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体数最多为2条，B项正确。
14．（2014·安徽卷，4改编）某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。
下列叙述正确的是（ ）
A．图甲中，细胞的同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换
B．图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同
C．图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂
D．图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
答案 A
解析 由题意可知，图示细胞处于减数分裂过程中，由图示各细胞的分裂特点可知，甲细胞处于减数第一次分裂前期，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换，A项正确；乙图处于减数第一次分裂后期，此时细胞两极分别为两组非同源染色体，B项错误；图丙处于减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期，但不进行染色体复制，着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，C项错误；图丁处于减数第二次分裂后期，已不存在同源染色体，D项错误。
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