学年高中北师大版生物必修二教学案第2章 第1节 染色体是遗传信息的载体 含答案 精品Word文档格式.docx

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3．姐妹染色单体和非姐妹染色单体

（1）姐妹染色单体：

由同一个着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。

（2）非姐妹染色单体：

由不同着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a′和b、b和c′等。

1．处于有丝分裂中期的一个动物细胞，其染色体数、染色单体数和DNA分子数的比为（　　）

A．1∶2∶2　　　　　　　　　　B．1∶1∶2

C．1∶2∶1D．2∶2∶1

解析：

在有丝分裂中期，存在染色单体，每条染色单体上有1个DNA分子，故染色体∶染色单体∶DNA分子＝

1∶2∶2。

答案：

A

染色体的四级结构

一级结构——染色质丝

↓

二级结构——螺线管体

三级结构——超级螺线体

四级结构——染色体

（1）核小体是染色质的基本单位，核小体是由DNA和蛋白质组成的。

（2）念珠状的染色质丝螺旋盘绕成中空的管状结构叫螺线管体。

（3）细胞分裂前期，螺线管体会再次螺旋盘绕，形成圆筒状的超级螺线体。

（4）超级螺线体再进一步螺旋折叠形成染色体。

2．在细胞分裂过程中，光学显微镜下看到的染色体细线是染色体的哪一级结构（　　）

A．染色质B．螺线管体

C．超级螺线管体D．染色体

C

实验方法步骤

（1）麻醉：

把吸满乙醚的棉球放入玻璃瓶内，将蝗虫投入瓶中，盖上瓶盖，使蝗虫麻醉

（2）解剖：

取出麻醉的蝗虫，放入培养皿中用剪刀前去翅。

再用剪刀自蝗虫腹部的背面前端向后剪开，在肠的背面可见一对黄白色的精巢

（3）染色：

用镊子夹取一小段管状精细管，放在染色皿上滴加醋酸洋红溶液，染色5～15min

（4）压片：

用解剖针挑取少量精细管，放在载玻片上，加一滴醋酸洋红溶液并撕开拨碎，盖上盖玻片，在酒精灯火焰上快速通过2－3次。

盖上吸水纸，用拇指在盖玻片上适度加压，使细胞分散开，并用吸水纸吸去多余染液

（5）观察：

在低倍镜下找到蝗虫精母细胞减数分裂的各个时期，再转到高倍镜下仔细观察，中期Ⅰ和中期Ⅱ，比较其中的染色体数目有何不同

有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像的比较

有丝分裂

减数第一次分裂

减数第二次分裂

前

期

①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；

①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

中

后

①与②比较：

①中染色单体分离，②中同源染色体分离；

①与③比较：

①中有同源染色体，③中无同源染色体；

②与①、③比较：

②中有染色单体，①、③中无染色单体

3．下面是动物细胞减数分裂各期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是（　　）

A．③→⑥→④→①→②→⑤

B．⑥→③→②→④→①→⑤

C．③→⑥→④→②→①→⑤

D．③→⑥→②→④→①→⑤

D

1．对减数分裂概念的理解

范围

进行有性生殖的生物

时期

从原始生殖细胞→成熟生殖细胞

特点

染色体只复制一次，而细胞分裂两次

结果

染色体数目减少一半

场所

有性生殖器官

2．精子的形成过程

（1）形成场所：

睾丸。

（2）细胞名称的变化：

精原细胞体积变大,初级精母细胞

次级精母细胞

精细胞

精子。

（3）染色体的变化：

①减数第一次分裂：

a．间期：

染色体复制，每条染色体都包含两条姐妹染色单体。

b．分裂期：

主要变化特点可表示为：

A图表示四分体，是联会的结果，即同源染色体两两配对，同源染色体的非姐妹染色单体之间常发生交叉互换。

B图表示中期，每对同源染色体排列在赤道板上。

C图表示后期，同源染色体分离，并移向细胞两极。

②减数第二次分裂：

通常没有或时间很短，染色体不再复制。

染色体的着丝粒分裂，染色单体分开，并移向细胞两极。

（4）变化结果：

1个精原细胞经过减数分裂和变形形成4个精子。

1．联会和四分体

（1）联会：

在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。

（2）四分体：

联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体，即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。

[关键一点]

①减数分裂过程中的交叉互换就发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，如上图中的a（a′）和c（c′）、b（b′）和d（d′）之间。

②有丝分裂过程中有同源染色体，但是无联会现象和四分体的形成。

2．减数分裂两个分裂阶段的比较

项目

分裂前后

细胞名称

初级精母细胞→次级精母细胞

次级精母细胞（或第一极体）精细胞

着丝粒变化

不分裂

分裂

染色体数目

2N→N（减半）

N→2N→N

DNA分子数目

2N→4N→2N

染色体主要行为

有联会现象，四分体的非姐妹染色单体的交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合

着丝粒分裂，染色单体分开

染色单体

无（0）→有（4N）→有（2N）

有（2N）→无（0）

同源染色体

有（N对）

4．已知某动物的体细胞内含有2n条染色体，那么该动物经过减数分裂产生的生殖细胞中含有多少条染色体（　　）

A．2n　　　　　　　　　　B．4n

C．nD．3n

根据题意分析，如果某动物体细胞内含2n条染色体，那么该动物的原始生殖细胞中也含有2n条染色体。

原始生殖细胞经过减数分裂产生的生殖细胞中，染色体数目比原始生殖细胞减少了一半。

卵巢。

（3）染色体的变化：

与精子形成过程相同。

一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞，三个极体都退化消失。

1．动物精子和卵细胞形成过程的比较

比较项目

不同点

相同点

精子的形成

卵细胞的形成

产生部位

性腺

睾丸

卵巢

①染色体复制

②联会、四分体

③交叉互换（可能发生）

④同源染色体分离

⑤子细胞中染色体数目减半

1个精原细胞

1个初级精母细胞

2个次级精母细胞

①着丝粒分裂染色单体分开

②子细胞中染色体数目不变

4个精细胞

是否变形

变形

不变形

分裂结果

得到四个子细胞，并且染色体数目减半

一个精原细胞形成四个精子

一个卵原细胞形成一个卵细胞（三个极体消失）

[关键一点]　性原细胞与体细胞的染色体数目相同，都是由同一个受精卵经过有丝分裂产生的。

2．细胞分裂图像的识别——三看识别法

5．下图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定属于卵细胞形成过程的是（　　）

A．①②④B．②③④

C．③④D．④

①为有丝分裂后期，②为初级精母细胞减数第一次分裂后期，③为次级卵母细胞或次级精母细胞，④为形成卵细胞的次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期。

6．下图中甲、乙、丙三图均为某种生物（假定只含两对染色体）正在进行分裂的细胞，据图回答问题：

（1）甲图表示________分裂的________期。

（2）乙图表示________分裂的________期。

（3）丙图表示________分裂的________期。

（4）乙图细胞分裂产生的子细胞是________细胞。

（5）丙图细胞分裂产生的子细胞是________细胞。

（1）先看是否有同源染色体，若没有则为减Ⅱ分裂，通过观察在丙中无同源染色体，因此丙为减Ⅱ分裂；

然后再看有无联会、四分体、同源染色体的分离，若有则为减Ⅰ分裂，若无则为有丝分裂，通过观察甲图为同源染色体的分离，因此判定为减Ⅰ分裂，而乙图无上述任何行为，因此为有丝分裂。

（2）甲、乙、丙3图均有细胞膜向内凹陷，染色体分开向两极移动的特点，因此确定它们为分裂后期。

（3）有丝分裂的结果是形成体细胞，所以乙分裂后产生的子细胞是体细胞。

减数分裂后产生的子细胞是生殖细胞，所以丙分裂后产生的细胞应为生殖细胞，又因丙图均等分裂，所以产生的是精细胞，不是卵细胞。

（1）减数第一次　后　

（2）有丝　后

（3）减数第二次　后　（4）体　（5）精

1．概念

受精作用是指精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。

2．过程

（1）精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

（2）卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。

（3）精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。

3．结果

受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自精子（父方），一半来自卵细胞（母方）。

1．生殖细胞成熟过程中的几种数量关系

（1）细胞类型的数量关系：

①1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞→4个精细胞→4个精子；

②1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞＋1个极体→1个卵细胞＋3个极体。

（2）配子种类的数量关系：

①1个精原细胞产生的配子种类＝2种（不考虑交叉互换，下同）；

②1个次级精母细胞产生的配子种类＝1种；

③1种精原细胞产生的配子种类＝2n种（n为同源染色体的对数）；

④1个卵原细胞产生的配子种类＝1种；

⑤1个次级卵母细胞产生的配子种类＝1种；

⑥1种卵原细胞产生的配子种类＝2n种（n为同源染色体的对数）。

2．受精作用

（1）本质：

精子与卵细胞的结合。

（2）细胞学基础：

①细胞膜和核膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。

②生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。

（3）应用：

①培育试管婴儿。

②控制人口数量应采取必要措施，使用必要的避孕方法。

③生产实践中，常采用多种措施促进或抑制家畜和作物受精作用的发生，以达到有计划的繁殖目的。

7．下列符号代表精子的染色体，a和a′是一对同源染色体，其余类推。

下列哪四个精子来自同一个精原细胞（　　）

A．ab′c、a′bc、ab′c、a′bc′　　　B．a′bc′、ab′c、abc、abc

C．ab′c、a′bc、a′b′c、abc′D．abc′、a′b′c、a′b′c、abc′

1个精原细胞经过减数分裂只能产生2种4个精子，因为减数第一次分裂产生的次级精母细胞是同源染色体分离，所以可以产生2种次级精母细胞。

每个次级精母细胞进行减数第二次分裂只是着丝粒分裂、染色单体分开，最终产生的精子是一样的。

本题中来自同1个精原细胞的4个精子应有2种类型，即可排除A、B、C三项。

8．真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代（　　）

A．增加发生基因突变的概率

B．继承双亲全部的遗传性状

C．从双亲各获得一半的DNA

D．产生不同于双亲的基因组合

[自读教材·

（1）在有性生殖过程中，伴随配子的形成和受精作用的进行，该物种体细胞染色体数目始终保持一致。

（2）配子的染色体数目仅为体细胞的一半，配子称为单倍体细胞。

（3）受精卵中具有成对同源染色体，受精卵又称为二倍体细胞。

1．减数分裂和受精作用的意义

（1）同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。

其原因是：

①减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。

②受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性。

（2）对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。

2．减数分裂过程中，染色体数目和核DNA含量的变化

（1）变化曲线：

（2）曲线分析：

①染色体数目的变化和核DNA分子含量的变化不是平行的，因为复制后的染色体数目没加倍，而DNA分子含量已加倍。

②在间期DNA复制之前（AB段和ab段）和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后（FH和fh段），染色体∶核DNA＝1∶1。

③在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前（CF和cf）段，染色体∶核DNA＝1∶2。

④BC（bc）段表示间期DNA（染色体）的复制；

DE（de）段表示减数第一次分裂结束时同源染色体分到两个子细胞中；

ff′段表示着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍。

9．右图是细胞分裂过程图，有关图中a～c阶段（不含a、c两点）的叙述正确的是（　　）

A．细胞中始终存在同源染色体

B．细胞中始终存在姐妹染色单体

C．细胞中染色体数与DNA分子数的比由1∶2变为1∶1

D．此期的染色体行为是生物变异的根本来源

a→c属于减Ⅰ分裂期和减Ⅱ的前期、中期，此阶段中虽发生了同源染色体的分离，但在减Ⅰ间期复制形成的姐妹染色单体并未分开。

B

[例1]　下列关于减数分裂的叙述，正确的是（　　）

①减数分裂包括两次连续的细胞分裂

②在次级精母细胞中存在同源染色体

③着丝粒在第一次分裂后期一分为二

④减数分裂的结果是染色体数目减半，DNA数目不变

⑤同源染色体分离，导致染色体数目减半

⑥联会后染色体复制，形成四分体

⑦染色体数目减半发生在第二次分裂的末期

A．①②③B．④⑤⑥

C．①⑤D．⑥⑦

[解析]　解此题的关键是准确掌握减数分裂过程中染色体和DNA变化的规律。

只有①和⑤正确，其余的叙述都是错误的。

次级精母细胞中不再存在同源染色体，因为第一次分裂的后期，同源染色体分离；

着丝粒是在第二次分裂后期一分为二的，不是在第一次分裂后期；

减数分裂的结果是生殖细胞中的染色体数和DNA分子数都减少了一半；

染色体的复制是在联会之前完成的，染色体数目的减半发生在减数第一次分裂的末期。

[答案]　C

1．以下①～④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。

按分裂时期的先后排序，正确的是（　　）

A．①②③④B．②①④③

C．③④②①D．④①③②

减数分裂过程中，第一次分裂时期联会的同源染色体分离，第二次分裂时姐妹染色单体分开。

所以，图示的正确排列顺序应该是：

②①④③。

[例2]　下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞核内DNA分子数量的变化。

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点等位基因分离，f点染色体的着丝粒分裂

D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形的阶段

[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点表示等位基因已随着同源染色体的分离进入了两个子细胞中；

f点表示着丝粒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表示完成分裂后精细胞变形为精子。

[答案]　D

解答此类题目应先根据曲线的升降变化判断出细胞分裂所处的时期，再推出细胞的名称及其所含染色体的行为、数量变化。

2．（2011·

上海高考）下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞（Ⅰ～Ⅳ）中遗传物质或其载体（①～③）的数量。

下列表述与图中信息相符的是（　　）

A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合

B．Ⅲ代表初级精母细胞

C．②代表染色体

D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1

分析图示可知：

Ⅰ为精原细胞，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ的后期可发生非同源染色体的重组，即基因的自由组合；

Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞；

①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA，在Ⅰ～Ⅳ中，DNA的数量比应为2∶4∶2∶1。

[例3]　假定某动物体细胞染色体数目2N＝4，请据图指出：

细胞②③④⑤⑥各为何种分裂的什么时期（　　）

A．②为减数第一次分裂四分体时期，③为减数第二次分裂中期，④为减数第一次分裂后期，⑤为减数第二次分裂后期，⑥为减数第二次分裂末期

B．②③④为减数分裂，分别为第一次分裂的前、中、后期，⑤⑥为有丝分裂后期

C．②④⑥分别为减数第一次分裂四分体时期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，③⑤分别为有丝分裂中期、有丝分裂后期

D．图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥，它们分别处于有丝分裂的中期、后期及末期

[解析]　根据有无同源染色体及染色体的排列和数目，可确定细胞②为减数第一次分裂四分体时期；

细胞③为有丝分裂的中期；

细胞④为减数第一次分裂的后期；

细胞⑤为有丝分裂的后期；

细胞⑥为减数第二次分裂的后期。

其中不含同源染色体的为细胞⑥，根据以上分析可知，A、B、D都不对，只有C是正确的。

判断同源染色体的存在，应结合同源染色体的三个条件：

形状、大小一般相同；

一条来自父方，一条来自母方；

在减数分裂中相互配对。

关键是减数分裂中能否两两配对，这是判断是否为同源染色体的充要条件。

归纳拓展

（一）知识整合

（二）重点关注

1．近几年的高考常考查减数分裂过程中染色体和核DNA的数量变化及分裂图像的分析判断，多以选择题形式出现，解决此类问题的关键是理解染色体的行为变化特点。

2．掌握减数分裂特点时，应注意与有丝分裂的特点相比较，通过画出各个分裂时期的图像，进行加深理解和记忆。

3．减数分裂中染色体行为变化规律是孟德尔遗传规律的细胞学基础：

即在减数第一次分裂的后期，同源染色体的分离是分离规律的细胞学基础；

在减数第一次分裂的后期，非同源染色体的自由组合是自由组合规律的细胞学基础，这从细胞学角度揭示出了遗传规律的实质。

一、选择题

1．下面关于同源染色体的叙述中，正确的是（　　）

①同源染色体一条来自父方，一条来自母方

②同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体

③同源染色体的形状和大小一般都相同

④在减数分裂中配对的两条染色体

A．①②③B．①②④

C．①③④D．②③④

同源染色体是指在减数分裂中联会的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，形状和大小一般都相同；

由一条染色体经复制形成的两条姐妹染色单体，分开后成为两条染色体，它们的来源是相同的。

2．下列有关四分体的叙述正确的是（　　）

A．一条染色体经复制后，含有四条脱氧核苷酸长链

B．一对联会的同源染色体含有四条染色单体

C．含染色单体的任意两条染色体

D．形状和大小相同的两条染色体含有四个DNA分子

减数分裂过程中，联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫四分体。

3．处于分裂过程中的动物细胞，排列在赤道板上的染色体的形态和大小上各不相同，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

该细胞内的染色体在形态、大小上各不相同，说明该细胞内不含同源染色体，排除了A项和B项。

又因这个细胞的染色体的着丝粒排列在赤道板上，得知这个细胞正处于分裂的中期，因此不可能是C项。

4．（2010·

安徽高考）雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞（C1、C2），一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞（S1、S2）。

比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是（　　）

A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同

B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同

C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同

D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同

C1、C2是细胞有丝分裂形成的，而有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，保持遗传物质的稳定性，所以C1和C2的遗传信息相同；

而S1和S2是减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞，减数第一次分裂的重要特征是同源染色体平均分配到子细胞，染色体数目减半，有染色单体，无同源染色体，染色体组成不同，所以遗传信息不同。

5．（2012·

江苏高考）观察到的某生物（2n＝6）减数第二次分裂后期细胞如右图所示。

下列解释合理的是（　　）

A．减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离

B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离

C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次

D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次

因为该生物的体细胞中含有6条染色体，所以正常情况下，在减数第二次分裂后期的细胞中，每一极应只含有3条染色体。

但据图示可以看出，该细胞的每一极含有4条染色体，即多了1条染色体，由此推知