染色体在有性生殖中的变化 第1节 减数分裂与配子形成学案 中图版必修二.docx

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染色体在有性生殖中的变化第1节减数分裂与配子形成学案中图版必修二

第一章　染色体在有性生殖中的变化

第一节　减数分裂与配子形成

1．掌握减数分裂的概念。

（重点）

2．掌握减数分裂过程中DNA分子、染色体数目的变化及细胞形态的改变。

（重难点）

3．分析有丝分裂和减数分裂的区别与联系。

（重难点）

4．观察细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。

减数分裂

1．范围：

进行有性生殖的生物。

2．时期：

产生成熟生殖细胞过程中。

3．特点：

染色体复制一次，细胞分裂两次。

4．过程（以精细胞形成过程为例）

5．结果：

产生的子细胞即生殖细胞内染色体的数目是体细胞染色体数目的一半。

[合作探讨]

探讨1：

①③的关系是怎样的？

若此细胞进行减数分裂，能联会的染色体有哪些？

提示：

①和③为同一个着丝粒连接在一起的姐妹染色单体；在减数分裂中，④和⑦、⑤和⑥可以联会。

探讨2：

次级精母细胞中含同源染色体吗？

染色体数与初级精母细胞相比有何变化？

提示：

由于在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中，所以次级精母细胞中不再含有同源染色体，染色体数比初级精母细胞减少了一半。

探讨3：

减数第二次分裂后期与减数第一次分裂后期染色体分离情况相同吗？

提示：

不同。

减数第一次分裂后期：

同源染色体分离，每一极得到每对中的一条；减数第二次分裂后期：

着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成两条染色体，每一极得到相同染色体中的一条。

探讨4：

减数第二次分裂中还有同源染色体吗？

试分析原因。

提示：

没有。

因为减数第一次分裂结束时，同源染色体已经发生了分离。

[思维升华]

1．减数分裂中有关概念的辨析如下

（1）染色体与DNA的数目。

①染色体的条数等于着丝粒数，有几个着丝粒就有几条染色体，如上图两个细胞中都有4条染色体。

②不含染色单体的染色体（未复制时），每条染色体都含有1个DNA分子，如图甲，其染色体∶DNA＝1∶1；含有染色单体的染色体，每条染色体都含有2个DNA分子和2条染色单体，如图乙，其染色体∶DNA＝1∶2。

（2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体。

染色单体的形成是DNA复制的结果，图中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。

（1）并不是只有能进行减数分裂的细胞才含有同源染色体，正常的体细胞中也含有同源染色体。

（2）存在同源染色体的细胞并不都能配对形成四分体，只有进行减数分裂的细胞才能联会形成四分体。

2．减Ⅰ和减Ⅱ过程的不同点（假设体细胞内染色体数为2N）

项目

减数第一次分裂

减数第二次分裂

染色体间期是否复制

复制

不复制

着丝粒变化

不分裂

分裂

染色体数目变化

2N→N（减半）

N→2N→N

DNA数目变化

2N→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）

无

3.DNA、染色体和染色单体的数目变化曲线

1．（2016·泰安模拟）下列关于同源染色体的叙述正确的是（　　）

A．一条染色体经复制后形成的两条染色体

B．一条来自父方、一条来自母方的染色体

C．在减数分裂中能联会的两条染色体

D．形状和大小一般都相同的两条染色体

【解析】　同源染色体一条来自父方，一条来自母方，形态、大小相似，并且能在减数第一次分裂前期联会。

但是仅满足一条来自父方、一条来自母方或形态特征大体相同，不一定是同源染色体。

【答案】　C

2．下图是与细胞分裂相关的坐标图（不考虑质DNA），下列有关说法正确的是（　　）

【导学号：

73730000】

A．甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期

B．甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂

C．乙图中AB段细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2

D．乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半

【解析】　甲图中的CD段表示染色体的着丝粒分裂，为有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，故A项错。

AB表示DNA复制，也可以发生在精巢的部分细胞进行有丝分裂时，故B项错。

乙图的CD段表示减数第二次分裂，其后期着丝粒分裂后，染色体加倍，染色体数目与体细胞的相等，故D项错。

【答案】　C

配子的形成

1．精子的形成

（1）形成场所：

睾丸。

（2）过程

精原细胞

精细胞

精子。

2．卵细胞的形成

（1）形成场所：

卵巢。

（2）形成过程

1个卵原细胞（染色体数：

2n）

间期：

细胞体积增大、染色体复制

减Ⅰ

减Ⅱ

3．精子和卵细胞形成过程的区别（以哺乳动物为例）

（1）细胞质分裂方式：

①精子形成过程：

两次细胞质都是均等分裂。

②卵细胞形成过程：

初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂，极体分裂时细胞质均等分裂。

（2）生殖细胞数目：

①精细胞：

4个。

②卵细胞：

1个。

（3）是否变形（横线上填“经过”或“不经过”）：

①精子的形成经过变形。

②卵细胞的形成不经过变形。

（4）过程是否连续（以人为例）：

①精子的形成过程是连续的，整个过程历时约八周。

②卵细胞的形成：

a．胚胎发育早期：

卵原细胞增殖。

b．胚胎发育晚期：

卵原细胞形成初级卵母细胞。

c．出生后：

大部分初级卵母细胞退化，只有约400个继续分裂形成卵细胞。

4．被子植物的配子形成

（1）雌配子的形成：

①场所：

子房

②过程：

一个大孢子母细胞经减数分裂形成了共用一个细胞质的四个大孢子。

四个大孢子中的三个退化，一个经过三次有丝分裂形成八核的胚囊，其中靠近珠孔的一个核成为卵核（卵细胞），位于中央的两个核成为极核。

（2）雄配子的形成：

①场所：

花药

②过程：

花粉母细胞经过减数分裂产生四个小孢子（花粉粒）。

小孢子经过一次有丝分裂产生两个核，一个核不再分裂，成为营养核，另一个再经过一次有丝分裂，成为两个精核（雄核）。

[合作探讨]

探讨1：

卵原细胞发生减数分裂时，细胞质一律发生不均等分裂，对吗？

提示：

不对。

初级卵母细胞和次级卵母细胞发生分裂时，细胞质都是不均等分裂，但是第一极体分裂形成第二极体时，细胞质是均等分裂的。

探讨2：

卵细胞的形成过程中初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质的不均等分裂有何意义？

提示：

其意义在于形成的卵细胞大，含有更多的营养物质，为将来受精卵发育提供更多的营养物质。

探讨3：

为什么说减数分裂是特殊的有丝分裂，其特殊性体现在哪些方面？

提示：

与有丝分裂相比，减数分裂最显著的特殊性在于染色体只复制一次而细胞连续分裂两次，从而导致子细胞中染色体数目减半。

探讨4：

减数分裂与有丝分裂有哪些共性？

提示：

两类分裂共性主要体现在如下3个方面：

（1）染色体都只复制1次。

（2）分裂过程中都出现纺锤丝，都有核仁、核膜的消失和重建过程。

（3）都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开现象。

[思维升华]

1．精子与卵细胞的形成（以哺乳动物为例）

2．精卵形成过程中不同时期的图像识别

1．与精子的形成相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是（　　）

A．卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞

B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次

C．初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂

D．减数分裂结束后，卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半

【解析】　卵细胞的形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，所以卵细胞中染色体数目只有体细胞的一半；在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂；卵细胞的形成过程不需经过变形。

【答案】　A

2．（2014·天津高考改编）某动物细胞正在进行着丝粒分裂时，下列有关叙述正确的是（　　）

【导学号：

73730001】

A．细胞中一定不存在同源染色体

B．着丝粒分裂一定导致DNA数目加倍

C．其染色体与DNA之比一定由1∶2变为1∶1

D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍

【解析】　若为减Ⅱ后期，则不存在同源染色体，若为有丝分裂后期，则可存在同源染色体；着丝粒分裂时染色体与DNA之比由1∶2变为1∶1（此时DNA并不加倍）；若为有丝分裂后期，着丝粒分裂时细胞中染色体数目为体细胞的2倍，若为减Ⅱ后期，则着丝粒分裂时染色体数目与体细胞相同。

【答案】　C

1．下列关于减数分裂的叙述中，正确的是（　　）

①所有能够进行有性生殖的生物都能进行减数分裂　②减数分裂的过程是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程　③减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次，细胞连续分裂两次　④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原来的减少一半

⑤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

A．①②③④　　　　　　B．②③④⑤

C．①③④⑤D．①②③④⑤

【答案】　A

2．某动物的精细胞中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在的染色体数、四分体数、染色单体数，DNA分子数分别是（　　）

【导学号：

73730002】

A．32、16、64、64B．32、8、32、64

C．16、8、32、32D．16、0、32、32

【解析】　精细胞有16条染色体，则精原细胞中有32条染色体；复制后成为初级精母细胞，着丝粒未分裂，染色体数不变仍为32条，染色单体数为64条，DNA分子数加倍，是64个。

【答案】　A

3．对下图的叙述中，不正确的是（　　）

A．因为该细胞中有中心体⑨，且无细胞壁，所以可以断定该细胞为动物细胞

B．④是一个染色体，包含两个染色单体①、③，两个染色单体由一个着丝粒②相连

C．细胞中有两对同源染色体，即④和⑦为一对同源染色体，⑤和⑥为另一对同源染色体

D．在后期时，移向同一极的染色体均为非同源染色体

【解析】　图中染色体排列在赤道板上，且有同源染色体，所以图示为有丝分裂中期的细胞，在后期时，其移向一极的染色体有同源染色体。

故D错误。

【答案】　D

4．图a表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图b表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。

请据图回答问题。

图a

图b

（1）图a中AB段形成的原因是________，图a中CD段形成的原因是________。

（2）图b中________细胞处于图a中的BC段，图b中________细胞处于图a中的DE段。

（3）由图b乙分析可知，该细胞含有________条染色单体，染色体数与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________。

【解析】　细胞分裂过程中，DNA在间期进行复制，每条染色体形成两条姐妹染色单体，DNA分子数也由1变为2。

在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，由于着丝粒分裂、染色单体分开，每条染色体的DNA含量也由2变为1。

有关细胞所处的时期，可以通过有无同源染色体、同源染色体是否联会，把有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂分开，通过染色体的形态、数量可将前、中、后、末四个阶段相互区分开。

【答案】　

（1）DNA复制（或染色体复制）　着丝粒分裂　

（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

学业分层测评

（一）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．利用显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片，可依据染色体的形态、位置和数目等现象，确定细胞分裂时期及名称，下列描述不正确的是

（　　）

A．同源染色体分开时可确定其处于减数第一次分裂

B．姐妹染色单体分开可确定其为精细胞

C．大小形态相似的染色体两两配对为减数第一次分裂前期

D．细胞内无同源染色体时可确定其处于减数第二次分裂

【解析】　利用显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片，姐妹染色单体分开可确定观察细胞为次级精母细胞，B错误。

【答案】　B

2．下列细胞都是来自于二倍体生物，处于减数第一次分裂时期的细胞是

（　　）

【解析】　减数第一次分裂过程中同源染色体分离。

【答案】　D

3．减数分裂过程中，同源染色体分离发生在（　　）

A．减数分裂间期　　　　　B．形成四分体时

C．减数第一次分裂D．减数第二次分裂

【解析】　同源染色体分离发生于减数第一次分裂后期。

【答案】　C

4．与有丝分裂相比较，不属于减数分裂所特有的是（　　）

A．在一定的发育阶段和一定的场所进行

B．同源染色体分离导致染色体数目减半

C．子细胞的遗传物质组合可能是不同的

D．复制后的DNA随着丝粒分裂而分开

【解析】　减数分裂是生物产生配子的细胞分裂，需要在一定的发育阶段才能发生，也需要一定的场所（如在哺乳动物的睾丸或卵巢中进行）；同源染色体分离只能在减数分裂中发生；在减数分裂中由于非同源染色体的自由组合和交叉互换，所产生的子细胞（配子）中遗传物质的组合可能是不同的，而有丝分裂所产生的子细胞含有的遗传物质相同；复制后的DNA随染色体的着丝粒的分裂而分开分别发生在有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期。

【答案】　D

5．如图为某同学建构的减数分裂中染色体的变化模型图，其中建构正确的是（　　）

A．①③④B．②③④

C．①②④D．①②③

【解析】　①②建构的都是减数第二次分裂后期的模型图，由于减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，故产生的次级性母细胞（或极体）中2条非同源染色体组成可能是1条来自父方、1条来自母方，如图①，也可能是两条都来自父方或母方，如图②。

③建构的是减数第一次分裂后期的模型图，④不符合同源染色体分离的情况。

【答案】　D

6．下图为三个处于分裂期的细胞的示意图，下列叙述中正确的是（　　）

【导学号：

73730003】

A．甲可能是丙的子细胞

B．乙、丙细胞不可能来自同一个体

C．甲、乙、丙三个细胞均含有4对同源染色体

D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体

【解析】　甲图所示细胞的细胞质均等分裂，且不含同源染色体和染色单体，为减数第二次分裂后期；乙图所示细胞的细胞质均等分裂，不含染色单体，移向两极的染色体含4对同源染色体，为有丝分裂后期图。

丙图所示细胞的细胞质均等分裂，含染色单体，细胞中含2对同源染色体，为减数第一次分裂后期图。

进一步分析可知，甲可由丙分裂产生，乙、丙也可能来自同一个生物体。

【答案】　A

7．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三个极体和一个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中的染色体组成是（　　）

A．2、4B．1、3

C．1、3或2、4D．1、4或2、3

【解析】　由题意可知，某动物卵原细胞中含两对同源染色体，即1和2,3和4，经减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，若一个极体的染色体组成为1、3，则形成的次级卵母细胞的染色体组成是1、3或2、4，则卵细胞的染色体组成为1、3或2、4。

【答案】　C

8．如图是对某动物细胞分裂时染色体数（a）、染色单体数（b）和核DNA分子数（c）的柱形统计图。

下列叙述错误的是（　　）

A．①可以表示减数第一次分裂的前期

B．减数分裂过程中不可能出现②的结果

C．③可以表示减数第二次分裂的中期

D．①表示的时期中可能有同源染色体的分离

【解析】　据图可知，①中染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，可以表示减Ⅰ的前期。

②中染色体数∶DNA分子数＝1∶1，且没有染色单体，③中也是如此，②、③的区别是②中染色体数和核DNA数是③中的2倍，因此，②可以表示有丝分裂的后期（着丝粒分裂），③可表示减Ⅱ的后期。

【答案】　C

9．下列有关某生物体各细胞分裂示意图的叙述正确的是（　　）

A．图①处于减数第一次分裂的中期，细胞内有2对姐妹染色单体

B．图②处于减数第二次分裂的后期，细胞内有2对姐妹染色单体

C．图③处于减数第二次分裂的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条

D．四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子（或卵细胞）的形成过程中

【解析】　①同源染色体排列在赤道板，为中期Ⅰ，细胞内有2对同源染色体，4条染色体，8条染色单体，4对姐妹染色单体，A错；②为减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离分别移向两极无姐妹染色单体，B错；③为减数第二次分裂中期，该生物体细胞内应有4条染色体，有丝分裂后期，细胞内染色体才有8条，C错；按配子形成过程先后出现顺序为①减I中期→③减Ⅱ中期→②减Ⅱ后期→④配子（精细胞或卵细胞）。

故D对。

【答案】　D

10．下图的五个细胞是某种生物不同细胞分裂的示意图（假设该生物的体细胞中有4条染色体），请回答下列问题。

（1）A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是________，属于减数分裂的是________。

（2）C细胞有四分体________个。

（3）具有同源染色体的细胞有________。

（4）染色体暂时加倍的细胞有________。

（5）不具有姐妹染色单体的细胞有________。

【解析】　A细胞中存在同源染色体，但不联会，着丝粒分裂，为有丝分裂后期。

B细胞中同源染色体分离，为减数第一次分裂后期。

C细胞中存在同源染色体，但不联会，染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板中央，为有丝分裂中期。

D细胞中不存在同源染色体，着丝粒分裂，为减数第二次分裂后期。

E细胞中同源染色体联会，为减数第一次分裂前期。

C细胞中虽有同源染色体但不联会，故无四分体。

A、D细胞中着丝粒已分裂，染色体暂时加倍，不含染色单体。

【答案】　

（1）A、C　B、D、E

（2）0

（3）A、B、C、E

（4）A、D

（5）A、D

[能力提升]

11．如图所示，甲～丁为小鼠睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的柱形图，下列关于此图的叙述错误的是（　　）

【导学号：

73730004】

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．丙可表示有丝分裂间期的某一阶段

D．丙可表示有丝分裂后期

【解析】　小鼠为二倍体生物，甲中染色体数为2N，说明有同源染色体，又因染色单体数和核DNA分子数都是染色体数的2倍，所以该图可以表示减数第一次分裂的前、中、后期的任一时期。

乙中染色体数目减半（无同源染色体），且含有染色单体，因此应表示减数第二次分裂的前期或中期。

丙、丁中都不含染色单体，所以应表示间期DNA复制前的时期或减数第二次分裂的后、末期，由于丁中的染色体数、核DNA分子数都减半，故应表示减数第二次分裂的末期。

【答案】　D

12．关于图示的叙述不正确的是（　　）

A．因为该细胞无细胞壁有中心体⑨，所以可以判定该细胞为动物细胞

B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连

C．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

D．在有丝分裂后期，移向同一极的染色体均为非同源染色体

【解析】　题图中无细胞壁有中心体，为动物细胞图像，图中有两对同源染色体，且染色体的着丝粒排列在赤道板上，为有丝分裂中期图像；④为一条染色体，①和③是其上的两条染色单体；④和⑦的形态、大小基本相同，为一对同源染色体；在有丝分裂的后期，移向同一极的染色体中既有同源染色体也有非同源染色体。

【答案】　D

13．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。

请分析图示，表示有丝分裂中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分别依次是（　　）

A．④②①③B．①④②③

C．④①②③D．①②③④

【解析】　无论是有丝分裂还是减数分裂，在间期都进行DNA的复制，使DNA含量加倍，据图示分析，图中①和②都有间期倍增现象，因此，图①和图②是DNA变化的曲线。

图①中，DNA数目先加倍又恢复原状，故图①表示有丝分裂中DNA的变化；图②中，DNA数目加倍后恢复原状后又减半，说明图②表示减数分裂中DNA的变化。

图③和图④应是染色体数目变化图。

图④曲线的变化是染色体数目倍增，然后又恢复原状，说明它是有丝分裂中染色体数目的变化图；而图③中始终没有染色体在原有基础上倍增的现象，则一定是减数分裂中染色体的变化图。

【答案】　B

14．（2016·平阴高二检测）图a表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图b表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。

请据图回答问题。

图a　　　　　　　　　图b

（1）治疗癌症的途径之一是用药物抑制图a中______段，此段主要的生理过程是________________，从而使癌细胞周期阻断在________期。

（2）在染色体复制过程中，首先要在________（细胞器）上通过________的方式合成某种物质，合成该物质所需要的原料结构通式为________。

（3）图b中乙图是________细胞，处于____________________期，处于图a中________段，其产生的子细胞名称为__________________。

（4）图b中甲、乙、丙图能否来自同一细胞的分裂？

________。

为什么？

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________。

【解析】　

（1）治疗癌症的药物的原理是抑制有丝分裂间期DNA复制。

（2）在分裂间期染色体复制过程中，细胞将氨基酸以脱水缩合的方式在核糖体上合成蛋白质。

氨基酸的结构通式为：

。

（3）从图b中乙图可以看出，细胞质不均等分裂，并且具有同源染色体，应处于减数第一次分裂后期，是初级卵母细胞。

其含有染色单体，处于图a中的BC段，产生的子细胞为次级卵母细胞和极体。

（4）图b中甲、乙、丙图可以为同一卵原细胞有丝分裂后，经减数分裂形成卵细胞。

【答案】　

（1）AB　DNA复制　间

（2）核糖体　脱水缩合　

（3）初级卵母　减数第一次分裂后　BC　次级卵母细胞和极体

（4）能　可以是同一卵原细胞经有丝分裂增殖后，通过减数分裂形成卵细胞

15．图A、B是某种雄性动物细胞分裂示意图，C表示该动物细胞分裂时期核DNA数量变化曲线，请据图回答下面的问题。

（1）A细胞中含有________条染色体。

（2）B细胞中染色体①上基因B与突变基因b的分离发生在C图的________阶段。

（3）若图B细胞分裂完成后形成了ABb的子细胞，其可能的原因是

___________________________________________________________、

___________________________________________________________。

（必须说明时期和具体染色体的行为才可）

（4）D图坐标中染色体数与核DNA数之比y1和y2依次为________、________，并在D图坐标中画出该动物细胞正常减数分裂过程