2019-2020學(xué)年新教材高中生物 第2章 基因和染色體的關(guān)系 第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用（Ⅲ）學(xué)案 新人教版必修第二冊

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1、第1節(jié)　減數(shù)分裂和受精作用(Ⅲ) 1．通過配子中染色體組合的多樣性，理解生命的特殊性和差異性。(生命觀念)　2.由非同源染色體的組合和受精作用，理解有性生殖的變化與穩(wěn)定。(科學(xué)思維) 一、配子中染色體組合的多樣性 1．原始生殖細(xì)胞中的染色體組成：父親體內(nèi)所有的精原細(xì)胞，染色體組成并無差別；母親體內(nèi)的卵原細(xì)胞也是如此，但是同樣的精(卵)原細(xì)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)分裂Ⅰ前期 四分體中非姐妹染色單體之間，可能交換相應(yīng)片段 減數(shù)分裂Ⅱ后期 同源染色體分離，非同源染

2、色體自由組合 (2)意義：導(dǎo)致不同配子的遺傳物質(zhì)有差異，使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性。 二、受精作用 1．受精作用的概念：卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。 2．受精作用的過程 圖示 說明 精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面 卵細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，阻止其他精子進(jìn)入 精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起 3.受精作用的結(jié)果：受精卵中有一半的染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細(xì)胞(母方)，染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目。 4．受精作用的意義 (1)穩(wěn)定性：受精作用對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定具

3、有重要意義。 (2)多樣性：由于減數(shù)分裂形成的配子，其染色體組合具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中精卵結(jié)合的隨機(jī)性，同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性。這種多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化。 知識點(diǎn)一　配子中染色體組合的多樣性 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(yīng)特別注意是“一個個體”還是“一個性原細(xì)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(xì)胞，則一個卵原細(xì)胞僅產(chǎn)生1個卵細(xì)胞，而一個精原細(xì)胞可產(chǎn)生4個(2種)精細(xì)胞。例如YyRr基因型的個體產(chǎn)生配子情況如下： 項(xiàng)目 可

4、能產(chǎn)生配子的種類 實(shí)際能產(chǎn)生配子的種類 一個精原細(xì)胞 4種 2種(YR、yr或Yr、yR) 一個雄性個體 4種 4種(YR、yr、Yr、yR) 一個卵原細(xì)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 3．減數(shù)分裂過程中的異常分析 (1)減數(shù)分裂Ⅰ異常(同源染色體未分離) (2)減數(shù)分裂Ⅱ異常(姐妹染色單體未分離) 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(xì)胞產(chǎn)生精子的種類分別是(　　) A．2種和2種　　 B．4種

5、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(xì)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(xì)胞的有(　　) A．①② B．①④ C．①③ D．②④ 解析：選C。減數(shù)分裂Ⅰ的特點(diǎn)：同源染色體分離；減數(shù)分裂Ⅱ的特點(diǎn)：次級精母細(xì)胞內(nèi)由同一著絲粒相連的兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染色體分別進(jìn)入兩個精細(xì)胞中，所以由同一精原細(xì)胞最終分裂形成的精細(xì)胞中，染色體組成基本相同或恰好“互補(bǔ)”。根據(jù)圖乙中各細(xì)胞內(nèi)染色體特點(diǎn)分析，圖乙中①與圖甲精細(xì)胞的染色體組成“互補(bǔ)”，圖乙中③與圖甲精細(xì)胞的染色體組成基本相同，由此可判斷出①③與圖甲精細(xì)胞來自同一個精原細(xì)胞

6、。 3．(2019·河南平頂山高一期末)觀察到的某生物(2n＝6)減數(shù)分裂Ⅱ后期細(xì)胞如圖所示。下列解釋合理的是(　　) A．減數(shù)分裂Ⅰ中有一對同源染色體沒有分離 B．減數(shù)分裂Ⅱ中有一對染色單體沒有分離 C．減數(shù)分裂Ⅰ前有一條染色單體沒有分離 D．減數(shù)分裂Ⅱ前有一條染色體多復(fù)制一次 解析：選A。某生物(2n＝6)正常減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體的數(shù)目為6條，且不存在同源染色體，而題圖所示細(xì)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)分裂Ⅰ中有一對同源染色體沒有分離，進(jìn)入了細(xì)胞同一極，在減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，所以最終多了兩條染色

7、體，A合理。 知識點(diǎn)二　受精作用 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(xì)胞，其分裂是新個體發(fā)育的起點(diǎn)。 (2)精子和卵細(xì)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(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合是遺傳多樣性的重要條件之一。 4．下列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，正確的是(　　) A．每個卵細(xì)胞繼承了初級卵母細(xì)胞1/4的細(xì)胞質(zhì) B．同源染色體進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會并不相等，因?yàn)橐淮螠p數(shù)分裂只形成一個卵細(xì)胞 C．進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì) D．雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會相等，因?yàn)樗鼈兊?/p>

8、數(shù)量相等 解析：選C。卵細(xì)胞的形成過程中細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行不均等分裂，所以每個卵細(xì)胞繼承的初級卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)應(yīng)大于1/4，A項(xiàng)錯誤；同源染色體分離進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會相等，B項(xiàng)錯誤；受精時，精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在卵細(xì)胞外面，而精子的頭部主要是由細(xì)胞核發(fā)育而成的，因此進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì)，C項(xiàng)正確；雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會相等，但它們的數(shù)量不相等，D項(xiàng)錯誤。 5．下圖表示某生物幾種細(xì)胞分裂過程中的染色體數(shù)目變化，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)b段細(xì)胞中一定不存在同源染色體 B．僅bc段細(xì)胞中沒有同源染色體 C．e產(chǎn)生的原因是染色體復(fù)制 D．fg段細(xì)胞中

9、染色體數(shù)∶核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)分裂Ⅰ，細(xì)胞中有同源染色體；be段為減數(shù)分裂Ⅱ，細(xì)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(jié) [要點(diǎn)回眸] [規(guī)范答題] 導(dǎo)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交換相應(yīng)片段。 受精作用的實(shí)質(zhì)是精、卵細(xì)胞核的融合。 精子和卵細(xì)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(zhì)一半來自父方，一半來自母方，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自母

10、方。 減數(shù)分裂和受精作用維持了生物體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定。 [隨堂檢測] 1．下列關(guān)于受精作用的敘述，錯誤的是(　　) 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(xì)胞的染色體會合在一起 C．受精卵中全部遺傳物質(zhì)，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(xì)胞染色體數(shù)相同 答案：C 2．1個基因型為YyRr的精原細(xì)胞和1個同樣基因型的卵原細(xì)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(xì)胞、卵細(xì)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

11、個、2個和2種、2種 解析：選C。1個精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生兩兩相同的4個精細(xì)胞，而1個卵原細(xì)胞只產(chǎn)生1個卵細(xì)胞(另有3個極體)。但其種類數(shù)應(yīng)分別為2種與1種，精細(xì)胞的基因型可表示為YR與yr或Yr與yR，卵細(xì)胞的基因型可表示為YR或Yr或yR或yr。 3. 右圖表示某動物的精原細(xì)胞，該細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了互換。則由該細(xì)胞形成的精子染色體的類型可能是下列的(　　) 解析：選B。細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中發(fā)生同源染色體分離、非同源染色體自由組合；如果該細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了互換，則一個精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂過程中的連續(xù)兩次分裂后，會產(chǎn)生四個染色體各不相同的精子。選項(xiàng)C中的四個精子

12、染色體沒有發(fā)生互換；選項(xiàng)A、D中互換的染色體找不到互換部分的來源。 4．(2019·山西芮城中學(xué)高一期末)基因型為AaBb (兩對等位基因獨(dú)立遺傳)的精原細(xì)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(jié)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)分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　AB、A、a B．減數(shù)分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　ABb、a、a C．減數(shù)分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離　A、ABb、a D．減數(shù)分裂Ⅱ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(xì)胞，產(chǎn)生了一個基因型為ABb的精子，說明減數(shù)分裂Ⅰ后期，

13、含有基因B和基因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的兩個次級精母細(xì)胞；基因型為AABBbb的次級精母細(xì)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(xì)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。 5．(2019·重慶三峽名校聯(lián)盟高一月考)下圖表示某生物細(xì)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，若不考慮互換，則下列敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞Ⅱ可能是次級卵母細(xì)胞，無同源染色體 B．細(xì)胞Ⅳ中有2個B基因和2個b基因 C．細(xì)胞Ⅴ中可能含有2條染色體，1個b基因 D

14、．細(xì)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(xì)胞Ⅱ和Ⅳ不均等分裂可知，細(xì)胞Ⅰ是卵原細(xì)胞，細(xì)胞Ⅱ是初級卵母細(xì)胞，細(xì)胞Ⅲ是第一極體，細(xì)胞Ⅳ是次級卵母細(xì)胞，細(xì)胞Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ是第二極體，細(xì)胞Ⅷ是卵細(xì)胞。細(xì)胞Ⅱ中含有兩對同源染色體，A項(xiàng)錯誤；細(xì)胞Ⅷ中含有B和b基因，說明減數(shù)分裂Ⅰ過程中含有B和b基因的同源染色體沒有分開，因此，細(xì)胞Ⅳ中有2個B基因和2個b基因，細(xì)胞Ⅲ中只含有a基因所在的染色體，故細(xì)胞Ⅴ含有1條染色體，1個a基因，不含b基因，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯誤；細(xì)胞Ⅲ在減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體數(shù)目與核DNA數(shù)目之比為1∶1，D項(xiàng)錯誤。 6．下圖表示某些生理過程中細(xì)胞內(nèi)核DNA含量的

15、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，________段表示減數(shù)分裂Ⅱ的過程。 (2)________點(diǎn)表示正在進(jìn)行受精作用。 (3)________段表示受精卵的有絲分裂。 答案：(1)bj　fj　(2)k　(3)lp [課時作業(yè)] 1．(2019·成都高一檢測)10個初級卵母細(xì)胞和5個初級精母細(xì)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個　　　 D．20個 解析：選B。1個初級卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂只能產(chǎn)生1個卵細(xì)胞，則10個初級卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生10個卵細(xì)胞；1個初

16、級精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生4個精子，則5個初級精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂能產(chǎn)生20個精子。1個精子和1個卵細(xì)胞結(jié)合形成1個受精卵，故10個卵細(xì)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(xì)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(xì)胞識別 C．細(xì)胞分化 D．細(xì)胞融合 解析：選A。卵細(xì)胞和精子相互識別、融合為受精卵的過程稱為受精作用。 3．一雄性生物體，其體細(xì)胞有3對同源染色體。在不進(jìn)行互換的情況下，此生物體可產(chǎn)生精原細(xì)胞的種類、次級精母細(xì)胞的種類以及精子的種類是(　　) A．1、8、8 B．2、8、8 C．8、8、8 D．8、64、

17、64 解析：選A。精原細(xì)胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生，所以一個生物體只產(chǎn)生1種精原細(xì)胞。在不考慮互換的情況下，1種次級精母細(xì)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(yīng)次級精母細(xì)胞有23＝8種。 4．(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(xì)胞的染色體組成如下圖，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換相應(yīng)片段，下列關(guān)于這兩個精細(xì)胞的來源的猜測，錯誤的是(　　) A．可能來自一個次級精母細(xì)胞 B．可能來自一個初級精母細(xì)胞 C．可能來自兩個初級精母細(xì)胞 D．可能來自一個精原細(xì)胞 答案：A 5．某種生物三對等位基

18、因分布在三對同源染色體上，下圖表示該生物的精細(xì)胞，試根據(jù)細(xì)胞內(nèi)基因的類型，判斷這些精細(xì)胞至少來自幾個精原細(xì)胞(不考慮互換)(　　) A．2個　　　　　　 B．3個 C．4個 D．5個 解析：選C。來自一個精原細(xì)胞的精細(xì)胞基因組成相同或互補(bǔ)，根據(jù)這一點(diǎn)可以判斷①④可來自一個精原細(xì)胞，②⑥可來自一個精原細(xì)胞，③來自一個精原細(xì)胞，⑤來自一個精原細(xì)胞，故這些精細(xì)胞至少來自4個精原細(xì)胞，C正確。 6. 分析人類染色體時發(fā)現(xiàn)，有2%～4%的精神病患者的性染色體組成為XYY，如右圖所示，有人稱多出的Y染色體為“犯罪染色體”。下列關(guān)于XYY綜合征的敘述正確的是(　　) A．患者可能是由母方減

19、數(shù)分裂Ⅰ異常所致 B．患者可能是由母方減數(shù)分裂Ⅱ異常所致 C．患者可能是由父方減數(shù)分裂Ⅱ異常所致 D．患者可能是由父方減數(shù)分裂Ⅰ異常所致 解析：選C。與正常人相比，患者的體細(xì)胞中多了一條Y染色體，說明父親在形成精子的減數(shù)分裂Ⅱ過程中，Y染色體的著絲粒分裂后形成的2條Y染色體沒有分開，而是移向了細(xì)胞的同一極，進(jìn)而產(chǎn)生了YY精子。綜上分析可知，C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)均錯誤。 7．(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?yàn)闇p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(不考慮互換和其他變異)。下列有關(guān)分析中，正確的

20、是(　　) A．染色體一定在減數(shù)分裂Ⅰ時未分離 B．與AA為同一個次級精母細(xì)胞產(chǎn)生的精子基因型為a C．染色體一定在減數(shù)分裂Ⅱ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?；蛐蜑锳a的雄性小鼠產(chǎn)生了一個基因型為AA的配子，說明減數(shù)分裂Ⅱ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(guān)基因)，與AA為同一個次級精母細(xì)胞產(chǎn)生的精子的基因型為O(O表示不含相關(guān)基因)。 8．(2019·安慶檢測)下圖甲表示某高等動物在進(jìn)行細(xì)胞分裂時的圖像，圖乙為某種生物的細(xì)胞內(nèi)染色體及核DNA相對含量變化的曲線圖。根據(jù)曲線和圖示回答下列

21、問題： (1)圖甲中A細(xì)胞處于______________期，細(xì)胞中有________條染色體；B細(xì)胞處于______________期，此細(xì)胞的名稱是______________；C細(xì)胞分裂后得到的子細(xì)胞為______________。 (2)圖甲中B細(xì)胞對應(yīng)圖乙中的區(qū)間是________。 (3)圖乙中細(xì)胞內(nèi)含有染色單體的區(qū)間是________和9～11，不含同源染色體的區(qū)間是________。 (4)若圖乙中該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)為20條，則一個細(xì)胞在6～7時期染色體數(shù)目為________條。 解析：(1)圖甲A細(xì)胞中含有同源染色體，且其著絲粒已分裂，故應(yīng)為有絲分裂后期

22、，此時細(xì)胞中含有8條染色體；圖甲B細(xì)胞中含有同源染色體，其正在發(fā)生同源染色體的分離，故應(yīng)為減數(shù)分裂Ⅰ后期，由于細(xì)胞質(zhì)不均等分裂，則該細(xì)胞為初級卵母細(xì)胞；圖甲C中無同源染色體，著絲粒分裂，故應(yīng)為減數(shù)分裂Ⅱ后期，其細(xì)胞質(zhì)不均等分裂，則該細(xì)胞為次級卵母細(xì)胞，其子細(xì)胞為卵細(xì)胞和(第二)極體。(2)圖甲中B細(xì)胞為初級卵母細(xì)胞，處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，對應(yīng)圖乙中的3～4段。(3)染色單體隨染色體復(fù)制而形成，隨著絲粒分裂而消失。圖乙中1～7段為減數(shù)分裂，減數(shù)分裂過程中著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，結(jié)合曲線可知1～6段含有染色單體；不含同源染色體的區(qū)段對應(yīng)曲線中的5～8段。(4)曲線6～7段對應(yīng)減數(shù)分裂Ⅱ后期，

23、著絲粒分裂，染色體加倍，此時與體細(xì)胞染色體數(shù)目相同，為20條。 答案：(1)有絲分裂后　8　減數(shù)分裂Ⅰ后　初級卵母細(xì)胞　卵細(xì)胞和(第二)極體　(2)3～4　(3)1～6　5～8　(4)20 9．正常人的體細(xì)胞中含有23對同源染色體，分別編號為1～23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，表現(xiàn)為智力低下，身體發(fā)育緩慢?；純撼１憩F(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，所以又叫作伸舌樣癡呆。對患者染色體進(jìn)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

24、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(xì)胞(23條)結(jié)合形成的： ②正常精子(23條)和異常卵細(xì)胞(24條)結(jié)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