2019-2020學年高中生物 第2章 基因和染色體的關系 第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用（Ⅲ）學案 新人教版必修2

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1、第1節(jié)　減數(shù)分裂和受精作用(Ⅲ) 1．理解配子中染色體組合的多樣性。(重、難點)　2.了解受精作用的過程。 3．說出減數(shù)分裂和受精作用對生物遺傳和變異的重要意義。(重點) 知識點一　配子中染色體組合的多樣性[學生用書P27] 閱讀教材P23～P24 1．原始生殖細胞中的染色體組成 父親體內(nèi)所有的精原細胞，染色體組成并無差別；母親體內(nèi)的卵原細胞也是如此，但是同樣的精(卵)原細胞會(填“會”或“不會”)產(chǎn)生染色體組成不同的配子。 2．配子染色體組合的多樣性 (1)原因 時期 圖示 染色體行為 減數(shù)第 一次分 裂前期 四分體中非姐妹染色單體之間，可能發(fā)生

2、交叉互換 減數(shù)第 一次分 裂后期 同源染色體分離，非同源染色體自由組合 (2)意義：導致不同配子遺傳物質有差異，使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性。 1．產(chǎn)生配子的種類分析 分析正常情況下產(chǎn)生配子種類時應特別注意是“一個個體”還是“一個性原細胞”。 (1)若是一個個體，則可產(chǎn)生2n種配子，n代表同源染色體的對數(shù)或等位基因的對數(shù)。 (2)若是一個性原細胞，則一個卵原細胞僅產(chǎn)生1個卵細胞，而一個精原細胞可產(chǎn)生4個(2種)精細胞。例如YyRr基因型的個體產(chǎn)生配子情況如下： 項目 可能產(chǎn)生配子的種類 實際能產(chǎn)生配子的種類 一個精原細胞 4種 2種(YR、yr或Yr、y

3、R) 一個雄性個體 4種 4種(YR、yr、Yr、yR) 一個卵原細胞 4種 1種(YR或yr或Yr或yR) 一個雌性個體 4種 4種(YR、yr、Yr、yR) 2.“口訣法”判斷配子的來源 1.(2019·漢中模擬)某生物的基因組成如圖所示，則它產(chǎn)生配子的種類及它的一個精原細胞產(chǎn)生精子的種類分別是(　　) A．2種和2種　　　　 B．4種和2種 C．2種和4種 D．8種和4種 答案：B 2．圖甲是某生物的一個精細胞，根據(jù)染色體的類型和數(shù)目，判斷圖乙中與其來自同一個精原細胞的有(　　) A．①②　　　　　 B．①④ C．①③ D．②④

4、解析：選C。精原細胞減數(shù)第一次分裂的特點：同源染色體分離；減數(shù)第二次分裂的特點：次級精母細胞內(nèi)由同一著絲點相連的兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染色體分別進入兩個精細胞中，所以由同一精原細胞最終分裂形成的精細胞中，染色體組成基本相同或恰好“互補”。根據(jù)圖乙中各細胞內(nèi)染色體特點分析，圖乙中①與圖甲精細胞的染色體組成“互補”，圖乙中③與圖甲精細胞的染色體組成基本相同，由此可判斷出①③與圖甲精細胞來自同一個精原細胞。 知識點二　減數(shù)分裂過程中的異常分析[學生用書P28] 1．減數(shù)第一次分裂異常(同源染色體未分離) 2．減數(shù)第二次分裂異常(姐妹染色單體未分離) 1．(2019·山

5、西芮城中學高一期末)基因型為AaBb (兩對等位基因獨立遺傳)的精原細胞，經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生了一個基因型為ABb的精子，則發(fā)生這種結果的原因以及和該精子同時產(chǎn)生的另外三個精子的基因型分別是(　　) A．減數(shù)第一次分裂一對同源染色體未分離　AB、A、a B．減數(shù)第一次分裂一對同源染色體未分離　ABb、a、a C．減數(shù)第二次分裂一對姐妹染色單體未分離　A、ABb、a D．減數(shù)第二次分裂一對姐妹染色單體未分離　ABb、a、a 解析：選B。一個基因型為AaBb的精原細胞，產(chǎn)生了一個ABb的精子，說明減數(shù)第一次分裂后期，含有基因B和b的同源染色體未分離移向了同一極，形成基因型為AABBbb和aa

6、的兩個次級精母細胞；基因型為AABBbb的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為ABb的兩個精子，而基因型為aa的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為a的兩個精子。因此，另外三個精子的基因型分別是ABb、a、a。 2．(2019·河南平頂山高一期末)觀察到的某生物(2n＝6)減數(shù)第二次分裂后期細胞如圖所示。下列解釋合理的是(　　) A．減數(shù)第一次分裂中有一對同源染色體沒有相互分離 B．減數(shù)第二次分裂中有一對染色單體沒有相互分離 C．減數(shù)第一次分裂前有一條染色單體沒有相互分離 D．減數(shù)第二次分裂前有一條染色體多復制一次 解析：選A。某生物(2n＝6)正常減數(shù)第二次分裂后期染色體的數(shù)

7、目為6條，且不存在同源染色體，而題圖所示細胞染色體的數(shù)目為8條，并且2號位置和4號位置的染色體互為同源染色體，可能的原因是減數(shù)第一次分裂中有一對同源染色體沒有相互分離，進入了細胞同一極，在減數(shù)第二次分裂后期著絲點斷裂，姐妹染色單體分開，所以最終多了兩條染色體，A正確。 知識點三　受精作用[學生用書P28] 閱讀教材P24～P25 1．概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。 2．過程 3．結果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子(父方)，另一半的染色體來自卵細胞(母方)。 4．子代多樣性的原因 (1)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中，

8、染色體組成具有多樣性。 (2)受精過程中卵細胞和精子結合的隨機性。 減數(shù)分裂與受精作用過程分析 (1)受精卵是新個體的第一個細胞，其分裂是新個體發(fā)育的起點。 (2)精子和卵細胞是親子代之間聯(lián)系的橋梁，它們將親代的DNA傳遞給子代。 (3)受精作用中，精子和卵細胞的隨機結合是遺傳多樣性的重要條件之一。 1．下面是對高等動物通過減數(shù)分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正確的是(　　) A．每個卵細胞繼承了初級卵母細胞1/4的細胞質 B．同源染色體進入卵細胞的機會并不相等，因為一次減數(shù)分裂只形成一個卵細胞 C．進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質 D．雌

9、、雄配子彼此結合的機會相等，因為它們的數(shù)量相等 解析：選C。卵細胞的形成過程中細胞質進行不均等分裂，所以每個卵細胞繼承的初級卵母細胞的細胞質應大于1/4，A項錯誤；同源染色體分離進入卵細胞的機會相等，B項錯誤；受精時，精子的頭部進入卵細胞，尾部留在卵細胞外面，而精子的頭部主要是由細胞核發(fā)育而成，因此進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質，C項正確；雌、雄配子彼此結合的機會相等，但它們的數(shù)量不相等，D項錯誤。 2．下圖表示某生物幾種細胞分裂過程中的染色體數(shù)目變化，下列有關說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)b段細胞中一定不存在同源染色體 B．僅bc段細胞中沒有同源染色體 C．e產(chǎn)生的

10、原因是染色體復制 D．fg段細胞中染色體數(shù)∶DNA分子數(shù)＝1∶1 解析：選D。題圖中ae段為減數(shù)分裂，e為受精作用，eh段為有絲分裂。ab段為減數(shù)第一次分裂，細胞中有同源染色體；be段為減數(shù)第二次分裂，細胞中沒有同源染色體；e產(chǎn)生的原因是受精作用。 核心知識小結 [要點回眸] [規(guī)范答題] 導致配子中染色體組合多樣性的原因：①同源染色體分離的同時，非同源染色體的自由組合；②同源染色體上非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。 受精作用的實質是精、卵細胞核的融合。 精子和卵細胞中沒有同源染色體，融合形成受精卵后，形成了同源染色體。 受精卵中的核遺傳物質一半來自父方，一半來自母

11、方，但細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自母方。 減數(shù)分裂和受精作用維持了生物體細胞中染色體數(shù)目的恒定。 　[學生用書P29] [拓寬教材] 1．(必修2 P26“拓展題”改編)經(jīng)人類染色體組型分析發(fā)現(xiàn)，有2%～4%的精神病患者的性染色體組成為XYY，下圖所示，有人稱多出的Y染色體為“犯罪染色體”。下列關于XYY綜合征的敘述正確的是(　　) A．患者可能是由母方減數(shù)第一次分裂異常所致 B．患者可能是由母方減數(shù)第二次分裂異常所致 C．患者可能是由父方減數(shù)第二次分裂異常所致 D．患者可能是由父方減數(shù)第一次分裂異常所致 解析：選C。與正常人相比，該患者的體細胞中多了一條Y染色體

12、，說明父親在形成精子的減數(shù)第二次分裂過程中，Y染色體的著絲點分裂后形成的2條Y染色體沒有分開，而是移向了細胞的同一極，進而產(chǎn)生了YY精子。綜上分析可知，C項正確，A、B、D三項均錯誤。 2．(必修2 P25 “技能訓練”改編)下圖表示某些生理過程中細胞內(nèi)核DNA含量的變化，分析回答下列問題： (1)圖中________段表示的是減數(shù)分裂過程，________表示減數(shù)第二次分裂的過程。 (2)________點表示正在進行受精作用。 (3)________段表示受精卵的有絲分裂。 答案：(1)aj　fj　(2)k　(3)kp [精練好題] 3．下列關于受精作用的敘述，錯誤的是(

13、　　) A．受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方 B．受精時，精子和卵細胞的染色體會合在一起 C．受精卵中全部遺傳物質，來自父母雙方的各占一半 D．受精卵中的染色體數(shù)與本物種體細胞染色體數(shù)相同 答案：C 4．一個基因型為YyRr的精原細胞和一個同樣基因型的卵原細胞，按自由組合定律遺傳，各自經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精細胞、卵細胞的數(shù)目和種類數(shù)分別是(　　) A．2個、1個和2種、1種　　 B．4個、4個和2種、2種 C．4個、1個和2種、1種 D．2個、2個和2種、2種 解析：選C。1個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生兩兩相同的4個精細胞，而1個卵原細胞只產(chǎn)生1個卵細胞(另有3個極

14、體)。但其種類數(shù)應分別為2種與1種，前者的基因型可表示為YR與yr或Yr與yR，后者的基因型可表示為YR或Yr或yR或yr。 5.右圖表示某動物的精原細胞，該細胞在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了交叉互換。則由該細胞形成的精子染色體的類型可能是下列的(　　) 解析：選B。細胞在減數(shù)分裂過程中同源染色體分離、非同源染色體自由組合；如果該細胞在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了交叉互換，則一個精原細胞通過減數(shù)分裂過程中的連續(xù)兩次細胞分裂后，會產(chǎn)生四個染色體各不相同的精子，選項C中的四個精子染色體沒有發(fā)生互換；選項A、D中互換的染色體找不到互換部分的來源。 6．(2019·重慶三峽名校聯(lián)盟高一月考)下圖表示某生物細

15、胞分裂過程，兩對等位基因A、a和B、b分別位于兩對同源染色體上，若不考慮交叉互換，則下列敘述正確的是(　　) A．細胞Ⅱ可能是次級卵母細胞，無同源染色體 B．細胞Ⅳ中有2個B基因和2個b基因 C．細胞Ⅴ中可能含有2條染色體，1個b基因 D．細胞Ⅲ中的染色體數(shù)目與核DNA數(shù)目的比例始終為1∶2 解析：選B。由細胞Ⅱ和Ⅳ不均等分裂可知，細胞Ⅰ是卵原細胞，細胞Ⅱ是初級卵母細胞，細胞Ⅲ是第一極體，細胞Ⅳ是次級卵母細胞，細胞Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ是第二極體，細胞Ⅷ是卵細胞。細胞Ⅱ中含有兩對同源染色體，A項錯誤；細胞Ⅷ中含有B和b基因，說明減數(shù)第一次分裂過程中含有B和b的同源染色體沒有分開，因此，細胞Ⅳ

16、中有2個B基因和2個b基因，細胞Ⅲ中只含有a基因所在的染色體，故細胞Ⅴ含有一條染色體，一個a基因，不含b基因，B項正確，C項錯誤；細胞Ⅲ在減數(shù)第二次分裂后期染色體數(shù)目與核DNA數(shù)目之比為1∶1，D項錯誤。 7．下圖為高等生物的生活史示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程A表示________，它發(fā)生在哺乳動物的______________________中。 (2)過程B表示__________________。 (3)如果該圖表示被子植物的生活史，那么個體發(fā)育的起點是從________(選填Ⅰ～Ⅴ)開始的，主要進行______分裂。 (4)假設成體Ⅰ的染色體數(shù)目為20條，那么

17、圖中Ⅲ和Ⅳ的染色體數(shù)目依次為________________。 解析：(1)圖中A表示原始生殖細胞產(chǎn)生配子的過程，即減數(shù)分裂，其在哺乳動物中發(fā)生的場所是睪丸或卵巢。(2)圖中B表示精子與卵細胞的結合，即受精作用。(3)被子植物個體發(fā)育的起點為受精卵(Ⅳ)，主要進行有絲分裂。(4)精子和卵細胞是由原始生殖細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，染色體數(shù)減半，均為10條；受精卵由精子與卵細胞相互融合形成，其染色體數(shù)恢復為正常體細胞染色體數(shù)目，為20條。 答案：(1)減數(shù)分裂　睪丸或卵巢 (2)受精作用　(3)Ⅳ　有絲 (4)10條、20條 　[學生用書P96(單獨成冊)] 1．(2019·成都高一檢測)

18、10個初級卵母細胞和5個初級精母細胞如果全部發(fā)育成熟，受精后最多能產(chǎn)生的新個體的數(shù)目是(　　) A．5個　　　　　　　　 B．10個 C．15　　　 D．20個 解析：選B。1個初級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂只能產(chǎn)生1個卵細胞，則10個初級卵母細胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生10個卵細胞；1個初級精母細胞經(jīng)減數(shù)分裂可形成4個精子，則5個初級精母細胞經(jīng)減數(shù)分裂能形成20個精子。一個精子和一個卵細胞結合形成一個受精卵，故10個卵細胞和20個精子最多能形成10個受精卵，即最多能產(chǎn)生10個新個體。 2．卵細胞和精子相互識別、融合成受精卵的過程稱為(　　) A．受精作用 B．細胞識別 C．細胞分化 D．細

19、胞融合 解析：選A。卵細胞和精子相互識別、融合為受精卵的過程稱為受精作用。 3．(2019·安徽師大附中期中)從某動物個體的睪丸中取出的兩個精細胞的染色體組成如圖，圖中染色體的黑色和白色分別代表染色體來自父方和母方。如果不考慮染色體交叉互換，關于這兩個精細胞的來源的猜測，錯誤的是(　　) A．可能來自一個次級精母細胞 B．可能來自一個初級精母細胞 C．可能來自兩個初級精母細胞 D．可能來自一個精原細胞 答案：A 4．一雄性生物體，其體細胞有3對同源染色體。在不進行交叉互換的情況下，此生物體可產(chǎn)生精原細胞的種類、次級精母細胞的種類以及精子的種類是(　　) A．

20、1、8、8 B．2、8、8 C．8、8、8 D．8、64、64 解析：選A。精原細胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生，所以一個生物體只產(chǎn)生一種精原細胞。在不考慮交叉互換的情況下，一種次級精母細胞產(chǎn)生一種精子。此生物體可產(chǎn)生23＝8種精子，所以對應次級精母細胞有23＝8種。 5．下圖表示細胞分裂和受精作用過程中核DNA含量和染色體數(shù)目的變化，據(jù)圖分析不正確的是(　　) A．a(chǎn)階段為有絲分裂、b階段為減數(shù)分裂 B．L→M所示過程與細胞膜的流動性有關 C．GH段和OP段，細胞中含有的染色體數(shù)是相等的 D．MN段發(fā)生了核DNA含量的加倍 解析：選C。a階段為有絲分裂、b階段為減數(shù)分裂；L→M所

21、示過程表示受精作用，與細胞膜的流動性有關；GH段細胞中含有的染色體數(shù)是OP段的一半；MN段包括有絲分裂間期、前期和中期，所以發(fā)生了核DNA含量的加倍。 6．(2019·重慶一中高二上期末考試)已知等位基因A、a位于2條染色體上，某基因型為Aa的雄性小鼠因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生了一個基因型為AA的精子(不考慮交叉互換和其他變異)。下列有關分析中，正確的是(　　) A．2號染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離 B．與AA為同一個次級精母細胞產(chǎn)生的精子基因型為a C．2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離 D．與AA同時產(chǎn)生的另外三個精子基因型為A、a、a 解析：選C。基

22、因型為Aa的雄性小鼠產(chǎn)生了一個基因型為AA的配子，說明減數(shù)第二次分裂時姐妹染色單體沒有分離；與AA同時產(chǎn)生的另外三個精子的基因型為a、a、O(O表示不含相關基因)，與AA為同一個次級精母細胞產(chǎn)生的精子基因型為O(O表示不含相關基因)。 7．某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上，下圖表示該生物的精細胞，試根據(jù)細胞內(nèi)基因的類型，判斷這些精細胞至少來自幾個精原細胞(不考慮交叉互換)(　　) A．2個　　　　　　　　 B．3個 C．4個 D．5個 解析：選C。來自一個精原細胞的精細胞基因組成相同或互補，根據(jù)這一點可以判斷①④可來自一個精原細胞，②⑥可來自一個精原細胞，③來自一個精原

23、細胞，⑤來自一個精原細胞，這些精細胞至少來自4個精原細胞，C正確。 8．(2019·安慶檢測)圖甲表示某高等動物在進行細胞分裂時的圖像，圖乙為某種生物的細胞內(nèi)染色體及核DNA相對含量變化的曲線圖。根據(jù)此曲線和圖示回答下列問題： (1)圖甲中A處于______________期，細胞中有________條染色體；B處于______________期，此細胞的名稱是______________；C細胞分裂后得到的子細胞為______________。 (2)圖甲中B細胞對應圖乙中的區(qū)間是________。 (3)圖乙中細胞內(nèi)含有染色單體的區(qū)間是________和9～11，不含同源染

24、色體的區(qū)間是________。 (4)若圖乙中該生物體細胞中染色體數(shù)為20條，則一個細胞在6～7時期染色體數(shù)目為________條。 解析：(1)圖甲A中含有同源染色體，但未發(fā)生聯(lián)會，其著絲點已分裂，故應為有絲分裂后期，此時細胞中含有8條染色體；圖甲B中含有同源染色體，其正在發(fā)生同源染色體的分離，故應為減數(shù)第一次分裂后期，由于細胞質不均等分裂，則該細胞為初級卵母細胞；圖甲C中無同源染色體，著絲點分裂，故應為減數(shù)第二次分裂后期，其細胞質不均等分裂，則該細胞為次級卵母細胞，其子細胞為卵細胞和(第二)極體。(2)圖甲中B細胞為初級卵母細胞，處于減數(shù)第一次分裂后期，對應圖乙中的3～4段。(3)染色

25、單體隨染色體復制而形成，著絲點分裂而消失。圖乙中1～7段為減數(shù)分裂，減數(shù)分裂過程中著絲點分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，結合曲線可知1～6段含有染色單體；不含同源染色體，對應曲線中的5～8段。(4)曲線6～7段對應減數(shù)第二次分裂后期，著絲點分裂，染色體加倍，此時與體細胞染色體數(shù)相同，為20條。 答案：(1)有絲分裂后　8　減數(shù)第一次分裂后　初級卵母細胞　卵細胞和(第二)極體　(2)3～4 (3)1～6　5～8　(4)20 9．正常人的體細胞中含有23對同源染色體，分別編號為1號～23號，在人類的遺傳病中，有一種叫21三體綜合征，也叫先天性愚型，是一種常見的染色體異常遺傳病，表現(xiàn)為智力低下，

26、身體發(fā)育緩慢。患兒常表現(xiàn)出特殊的面容：眼間距寬，外眼角上斜，口常半張，舌常伸出口外，所以又叫做伸舌樣癡呆。對患者染色體進行檢查，發(fā)現(xiàn)患者比正常人多了一條21號染色體。請回答下列問題： (1)正常人產(chǎn)生的配子中染色體的組合類型共有______種，從理論上分析，一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是________。 (2)請從減數(shù)分裂和受精作用的角度完善21三體綜合征患者產(chǎn)生的可能原因。有以下幾種情況： ①異常精子(24條)和正常卵細胞(23條)結合形成的： ②正常精子(23條)和異常卵細胞(24條)結合形成的： (3)若一個正常人與一個21三體綜合征患者婚配，他們的后代發(fā)病率是________，原因是________________________________________________________________________ __________________________。 答案：(1)223　1/246 (2)①a.后期　同源染色體　b．后期　姐妹染色單體 ②a.后期　同源染色體　b．后期　姐妹染色單體 (3)1/2　患者產(chǎn)生的配子一半正常(23條)，一半異常(24條) 13