高中生物二 受精作用精品第1课时学案

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1.阐述同源染色体、四分体、联会等概念。
2.结合教材图文，建立减数分裂中染色体变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识。知识精讲

知识点01 减数分裂的概念
1．减数分裂的概念
减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
2.减数分裂的时间和部位特殊

知识点02 同源染色体与非同源染色体
1.同源染色体是指在减数分裂过程中进行联会配对的两条染色体。它们形状、大小相似，一条来自父方，一条来自母方，原因是受精卵是由来自父方的精子和来自母方的卵细胞结合而成的，配对的两条染色体相当于一条来自精子——父方，一条来自卵细胞——母方。
2.同源染色体上的姐妹染色单体与非姐妹染色单体
3.同源染色体与四分体
四分体是同源染色体的特殊存在形式，其特殊性在于减数分裂过程中同源染色体的联会配对，此时联会的一对同源染色体含有四条染色单体，故称四分体。即联会以后的一对同源染色体可组成一个四分体。
【特别提醒】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。
4.同源染色体与非同源染色体的比较
知识点03 精子形成的过程
以哺乳动物的精子形成为例（图示说明）：
1.精子形成的场所：睾丸的曲细精管
2.母细胞：精原细胞
3.减数分裂特点：细胞连续分裂二次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次
4减数分裂的过程：

注意识别几种处于减数分裂特定时期的细胞形态。
5.结果：新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞减少了一半。
【归纳提升】减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)
知识点04 减数分裂过程中染色体、DNA和染色单体数目的变化

知识点04 减数分裂和和有丝分裂党的比较
能力拓展

考法01 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
特别提醒：①减数分裂Ⅰ同源染色体成对存在，着丝粒不分裂，染色体数目减半。
②减数分裂Ⅱ无同源染色体，着丝粒分裂，染色体数目不变。
【典例1】某种植物进行减数分裂的过程中，下列叙述正确的是（ ）
A.减I前期，细胞的同源染色体发生两两配对
B.减I后期，移向细胞两极的染色体完全相同
C.减II间期，染色体复制染色体数目暂时加倍
D.减II后期，同源染色体分离染色体数目减半
【答案】A
【解析】减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体两两配对，A正确；减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，移向细胞两极的染色体不完全相同，B不正确；减数分裂Ⅱ的间期时间短暂，无染色体复制，C不正确；减数分裂Ⅱ的后期无同源染色体存在，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，子细胞染色体数目不减半，D不正确。
考法02 同源染色体和染色单体
同源染色体指减数分裂过程中两两配对的染色体。具有三个方面的特点：
①形态大小一般相同，即着丝点所处的位置和染色体臂的长短一般相同，用“一般”来描述，表明存在特例，如X染色体和Y染色体，虽然构成一对同源染色体，但形态大小不同，并且就其遗传组成而言有着同源区段和非同源区段的差别；
②对于有性生殖产生的个体，细胞中的同源染色体一个来自父方、一个来自母方；
③在减数第一次分裂前期，能两两配对（联会）并形成四分体。四分体指减数分裂中联会的一对同源染色体的四条染色单体，有丝分裂过程中无四分体出现。
姐妹染色单体则指一条染色体上的两条染色单体，即由一个着丝粒连接的两条染色单体，两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。由不同着丝粒连接的染色单体是非同源染色体。
特别提醒：一个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条姐妹染色单体；四分体数=同源染色体对数。
【典例2】如图是染色体在细胞分裂中的几种形态。以下有关这些染色体在减数分裂中的变化的描述不准确的是
A．图①染色体经间期复制，成为图②含2个DNA分子的染色体
B．图③所示的是一个四分体，非姐妹染色单体间可发生交叉互换
C．—个细胞中的图③和图④染色体，在减数分裂中不可以自由组合
D．图⑤为动物的初级精母细胞，非同源染色体之间可自由组合
【答案】C
【解析】分析题图：图①：一个含一个DNA分子的染色体；图②：一个经DNA复制后含两个DNA分子的染色体；图③：一对DNA复制后的同源染色体，可以看作一个四分体。构成四分体的同源染色体联会，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换；图④与图③可以看作两对非同源染色体，在减数第一次分裂后期，会发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合。图⑤中有中心体，细胞缢裂，为动物细胞。同时，其中同源染色体分别移向了细胞两极。图①染色体经间期复制，相关蛋白质合成，成为图②含2个DNA分子的染色体，A正确。图③所示的是一个四分体，两条同源染色体的非姐妹染色单体间可发生交叉互换，B正确。一个细胞中的图③和图④染色体，表示两对非同源染色体，在减数第一次分裂后期可自由组合，C不正确。图⑤为动物的初级精母细胞，非同源染色体之间可自由组合，D正确。
考法03 减数分裂过程中染色体数目和核DNA数目变化（以体细胞染色体数为2N的生物为例）
由于减数第一次分裂过程中有染色体复制、着丝粒不分离、同源染色体彼此分离，导致减数第一次分裂中染色体数目减半、核DNA数目先加倍后减半；由于减数第二次分裂过程中不发生染色体复制、有着丝粒分裂，导致染色体数目先暂时加倍后减半，核DNA减半。曲线如下图所示：
特别提醒：
①细胞内染色体数和DNA分子数的减半点为均为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ末期结束时。
②实际上减数分裂的起点是初级精（卵）母细胞，终点是精（卵）细胞。
③DNA分子数关系是：有染色单体存在时，染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:2:2；无染色单体存在时，染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:1:0。
【典例3】如图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的关系曲线图，以下对图示的理解错误的是( )
A．A～E段细胞完成有丝分裂过程
B．F～H段内发生同源染色体的分离
C．B点和H点都发生染色体的着丝粒分裂
D．H～I段细胞中有可能含有大小、形态相同的染色体
【答案】C
【解析】图中C～D段染色体数目是体细胞的两倍，所以A～E段细胞完成有丝分裂过程，A正确；同源染色体分离发生在减数第一次分裂，属于F～H段，B正确；G～H表示减数第一次分裂同源染色体分离后平均分配到两个子细胞，未发生着丝点断裂，C错误；H～I段表示减数第二次分裂，二倍体动物减数第二次分裂后期、末期细胞中含有大小、形态相同的染色体，D正确。
考法04 有丝分裂和减数分裂比较
有丝分裂与减数分裂都属于真核生物的细胞增殖方式，两者有相似之处，也有差异。
特别提醒：减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，其特殊之处体现在以下几个方面：
①发生时间--生物进行有性生殖时会出现减数分裂，如处于性成熟期的动物、青春期的人及处于花蕾期的高等植物。
②发生场所—减数分裂发生在被子植物尚未成熟的胚囊和雄蕊的花药以及人和动物的精巢和卵巢中。
③分裂结果—生物进行减数分裂会产生有性生殖细胞，如高等植物的大、小孢子以及动物的精、卵细胞。
【典例4】下列有关细胞分裂的叙述，正确的是（ ）
A.减数分裂是一种特殊的有丝分裂，不同生物减数分裂的细胞周期也是不同的
B.动物的红细胞都没有细胞核，所以无分裂能力
C.无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化
D.动物细胞在有丝分裂过程中凹陷缢裂，所以不出现纺锤体
【答案】C
【解析】减数分裂是一种特殊的有丝分裂，但由于产生的生殖细胞不能继续分裂，所以不具有周期性；无丝分裂过程中，细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成两个细胞核，最后整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞，整个过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。减数分裂无细胞周期，A不正确；蛙的红细胞有细胞核，可以进行无丝分裂，B不正确；无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，C正确；动物细胞有丝分裂时由中心体发出星射线，构成纺锤体，D不正确。

考法05 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验材料的选择
宜选用雄性个体的生殖器官。
3．实验步骤
4．实验现象
在减数分裂Ⅰ中期，可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方)；在减数分裂Ⅱ过程中，着丝粒将会排列在赤道板上，次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，且次级精母细胞中没有同源染色体。
5．注意事项
(1)判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。
(2)可通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。
(3)画图时较暗的地方不能用铅笔涂黑，而要用细点来表示。
【典例5】下图是某种生物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片。下列叙述正确的是（ ）
A. 图甲中，细胞中的同源染色体之间可能会发生交叉互换
B. 图乙中，移向细胞两极的染色体种类相同
C. 图丙中，染色体的复制正在进行，着丝粒尚未分裂
D. 图丁中，细胞中的同源染色体分离，染色体数目减半
【答案】A
【解析】A、图甲发生联会，细胞中的同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换，A正确；
B、图乙中，染色体移向细胞两极，且两极均有同源染色体，移向细胞两极的染色体种类不相同，B错误；.C、 图丙中，染色体变为染色质，形成新的核膜，产生两个子细胞，不进行染色体复制，C错误；
D、图丁中，细胞不含同源染色体，D错误。


分层提分

题组A 基础过关练
1．在精子形成过程中，能发生联会的细胞是（ ）
A.精原细胞B.初级精母细胞C.次级精母细胞D.精细胞
2．在减数分裂过程中，没有染色单体的时期是（ ）
A．减Ⅰ后期B．减Ⅱ后期C．减Ⅱ前期D．分裂间期
3．如图是某动物细胞分裂的一组图像，属于减数分裂的是（ ）

A．①③B．②③ C．②④D．①④
4．在减数分裂过程中，染色体数目减半的原因是（ ）
A．姐妹染色单体分离B．同源染色体的交叉互换 C．同源染色体的分离 D．染色体复制及着丝粒分裂
5.在减数分裂过程中，同源染色体分离发生在（ ）
A．减数第一次分裂间期B．减数第一次分裂前期
C．减数第一次分裂中期 D．减数第一次分裂后期
6.下图为雄性哺乳动物动物体内减数分裂的过程示意图。请分析回答：
（1）该过程发生的器官是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）图中A、C、G分别表示的细胞是：A＿＿＿＿＿＿＿，C＿＿＿＿＿＿＿，G＿＿＿＿＿＿＿。
（3）染色体数目减半发生的时期是＿＿＿＿＿，对应过程＿＿＿。姐妹染色单体消失发生的时期是＿＿，对应过程＿＿＿。
（4）细胞B、C中＿＿＿＿＿（填“有”或“没有”）同源染色体，＿＿＿＿＿（填“有”或“没有”）姐妹染色单体。
（5）不考虑变异的情况下，细胞B与C、D与E的染色体组成是否相同？
7.下图为精子的形成过程细胞图像。请分析回答：

（1）根据精子的形成过程，对上述细胞图像进行正确的排序：＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）减数分裂中染色体复制发生的时间是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）图中含同源染色体的细胞有＿＿＿＿＿＿＿，含染色单体细胞有＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）减数分裂Ⅰ发生的主要变化是＿＿＿＿＿＿＿，减数分裂Ⅱ发生的主要变化是＿＿＿＿＿。

题组B 能力提升练
8.某动物的精子细胞中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在染色体数、四分体数、染色单体数、核DNA分子数分别是（ ）
A. 32、16、64、64 B. 32、8、32、64 C. 16、8、32、32 D. 16、0、32、32
9.一个动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则减数分裂Ⅱ中期染色体、染色单体和核DNA分子数依次是( )
A．4、8、8 B．2、4、8
C．8、16、16 D．8、0、8
10. 对右图中减数分裂过程某阶段的描述，正确的是( )
A．同源染色体移向两极 B．非姐妹染色单体交换结束
C．减数分裂Ⅱ的中期 D．姐妹染色单体排列在赤道板上
11．如图为同一生物不同分裂时期的细胞示意图，下列说法不正确的是( )
A．图①中含有四对同源染色体，不含姐妹染色单体
B．图②中染色体数目等于正常体细胞中染色体数目的一半
C．图③中染色体、染色单体、核DNA的数目之比为1∶2∶2
D．若发生染色体的互换，等位基因的分离也可发生在图④中
12．某同学总结了四点有关减数分裂、染色体、DNA的知识点，其中错误的是( )
A．次级精母细胞中的DNA分子正好和正常体细胞的DNA分子数目相同
B．减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体的数目等于正常体细胞中的染色体数
C．初级精母细胞中染色体的数目正好和DNA分子数目相同
D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体的数目和着丝粒数目相同
13．如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′的关系是__________________，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分裂Ⅰ时，A、B未分开，则其形成的正常和异常精子的比例为________；若仅是在减数分裂Ⅱ时，a、a′未能分开，则其形成的正常和异常精子的比例为________。
14．下图表示某雄性动物体内处于不同分裂状态或时期的细胞，请据图回答问题：
(1)以上A～E细胞中具有同源染色体的细胞有________(用字母表示)。
(2)B细胞有________个DNA，其子细胞为________。
(3)D细胞处于______________________期，含有________对同源染色体，D细胞名称________；该细胞产生的子细胞为图中的________细胞(用字母表示)。
(4)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是(用字母表示)________________。
题组C 培优拔尖练
15．（2018全国Ⅲ卷·4）关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是（ ）
A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
16．（2017新课标II·1）已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是（ ）
17.如图①～⑥为细胞分裂模式图。其中能正确表示同种生物减数分裂过程顺序的是( )
A．②⑤④① B．⑤③①⑥ C．⑤①④⑥ D．①③②⑥
18.如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断不正确的是（ ）
A. 此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体 B. 此细胞中基因a是由基因A经突变产生‘
C. 此细胞可能形成四种精子或一种卵细胞 D. 此动物体细胞内最多含有四个染色体组
19．下图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题：
(1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①__________、②____________、③____________。
(2)C细胞的名称是__________________，它含有同源染色体________对。
(3)在方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图，请注意染色体的形态和数目。
20.研究者对某动物的精巢切片进行显微观察，绘制了如下示意图。
（1）图中甲细胞的名称为________，乙细胞处于________（填时期），丙细胞的子细胞名称为________。 （2）图中含有同源染色体的细胞有________，丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因________（填“相同”、“不相同”或“不一定相同”）。
（3）图中含有姐妹染色单体的细胞有________，染色体数与核DNA数的比例为1:2的细胞有________。 生物
发生时间
部位及细胞
分裂结果
高等植物
花蕾期
雄蕊花粉母细胞
小孢子（花粉粒）
雌蕊胚囊母细胞
大孢子（胚囊）
高等动物（人）
性成熟（青春期）
睾丸内精原细胞
精细胞
卵巢内卵原细胞
卵细胞
图形
说明
①姐妹染色单体连在同一个着丝点上，而非姐妹染色单体位于不同着丝点上
②1和2或3和4是一对姐妹染色单体
③1和3或1和4或2和3或2和4均称为同源染色体上的非姐妹染色单体
图形
说明
①同源染色体一般形状、大小相似（性染色体除外）
②1和2是一对同源染色体，3和4也是一对同源染色体
③1和3或1和4是一对非同源染色体，2和4或2和3也是一对非同源染色体
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
分裂前的间期DNA的复制与否
复制
不复制
同源染色体
有
无
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体主要行为
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
染色体数目
2n→n(减半)
n→2n→n(不减半)
DNA数目
4n→2n
2n→n
染色单体数
4n→2n
2n→0

减数第一次分裂
减数第二次分裂
时期
间期
前期
中期
后期
末期（前期）
中期
后期
末期
染色体
2N
2N
2N
2N
N
N
2N
N
DNA
2N-4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
N
染色单体
0-4N
4N
4N
4N
2N
2N
0
0
项 目
有丝分裂
减数分裂
不同点
母细胞
体细胞
性原细胞
分裂次数
一次
两次
过程
前期：染色体散乱分布在细胞中央，有同源染色体
中期：染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央，有同源染色体
后期：染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体
前期：减Ⅰ：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象；
减Ⅱ：染色体散乱分布，无同源染色体
中期：减Ⅰ：四分体排列在赤道板的两侧
减Ⅱ：与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期：第一次分裂：四分体分开，移向两极
第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
同源染色体行为
有同源染色体，但无联会，无四分体
有同源染色体，前期出现联会行为，形成四分体，部分还有非姐妹染色单体的交叉互换
非同源染色体行为
无自由组合
有自由组合
子细胞数目
2个
雄性：4精子，雌性：1个卵细胞+3个极体（退化）
子细胞染色体数
和亲代细胞相同
比亲代细胞减少一半
子细胞类型
体细胞
精子或卵细胞
子细胞间遗传物质
几乎相同
不一定相同
相同点
都有纺锤体的出现；染色体都只复制一次
2.减减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
间期
前期
中期
后期
末期
减数分裂Ⅰ
时间长，有染色体复制
有联会、四分体、四分体时期非姐妹染色体单体交叉等现象
同源染色体排列于赤道板两侧
同源染色体分离，分别移向细胞两极
初级精母细胞分裂形成次级精母细胞，子细胞染色体数目减半
减 = 2 \* ROMAN II
时间短暂，无染色体复制
不存在同源染色体
染色体排列于赤道板位置
着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极
次级精母细胞形成精细胞，子细胞染色体数目不减半
有丝分裂
减数分裂
发生时期
有性生殖和无性生殖
有性生殖产生成熟生殖细胞过程中
是否出现纺锤体
出现
出现
有无细胞周期
有
无
染色体复制次数
一次
一次
细胞分裂次数
一次
连续两次
子细胞个数目
2个
4个
子细胞染色体数目
与亲细胞染色体数目相同
是亲细胞染色体数目的一半
有无同源染色体
分裂各时期都存在同源染色体
减数分裂Ⅰ有，减数分裂Ⅱ没有
有无联会和交叉等现象
无
减数分裂Ⅰ有，减数分裂Ⅱ没有
子细胞与亲细胞，子细胞间核遗传物质是否相同
相同，相同
不相同，不相同