2018-2019學年高中生物 第二章 染色體與遺傳 第一節(jié) 減數分裂中的染色體行為（Ⅱ）學案 浙科版必修2.doc

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第一節(jié)　減數分裂中的染色體行為(Ⅱ) [學習目標]　1.概述精子、卵細胞的產生和受精。2.比較精子和卵細胞形成過程的異同。3.概述受精作用的過程和減數分裂的意義。 一、精子與卵細胞的產生 1.精子的產生 (1)產生場所：睪丸。 (2)產生過程 ①過程圖解 ②分裂過程中，染色體數、核DNA數目的變化(設體細胞中染色體數為2n，DNA分子數為2c) 時期 細胞名稱 每個細胞中染色體數 每個細胞中核DNA分子數 間期 精原細胞 2n 2c→4c 減數第一次分裂 初級精母細胞 2n 4c 減數第二次分裂 次級精母細胞 n(后期為2n) 2c 減數分裂結束后 精細胞 n c 變形后 精子 n c 2.卵細胞的產生 (1)產生場所：卵巢。 (2)產生過程圖解 3.精子和卵細胞形成過程的比較 項目 精子的形成 卵細胞的形成 產生部位 動物睪丸或精巢 動物卵巢 原始生殖細胞 精原細胞 卵原細胞 是否變形 是 否 結果 產生 4個精子 產生 1個卵細胞(3個極體消失) 例1　動物的卵細胞形成過程如下圖所示，請據圖回答： (1)該過程發(fā)生的場所是________。 (2)③是________細胞，有染色單體________條，四分體________個。用③中的數字表示該細胞分裂時，一定要分離的染色體是______________；在該分裂過程中，非同源染色體的組合是______________________________。 (3)指出下列過程各發(fā)生在減數分裂的哪個時期，并在括號內注明相應的序號。 a.同源染色體配對：[　　]______________。 b.同源染色體分離：[　　]______________。 c.染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開：[　　]________。 答案　(1)卵巢　(2)初級卵母　8　2　1和2、3和4　1和3、2和4或1和4、2和3 (3)a.②　MⅠ前期　b.⑤　MⅠ后期　c.⑧　MⅡ后期 例2　(2018杭州七校聯(lián)考)下列有關兩個細胞分裂圖像的說法正確的是(　　) A.①②均是卵細胞形成過程中的細胞 B.①②中均含兩對同源染色體 C.①能產生4種類型的生殖細胞 D.②能產生1種類型的生殖細胞 答案　D 解析　由細胞中染色體變化的規(guī)律及細胞質的分裂情況可知，細胞①是初級精母細胞，正處于MⅠ后期，含兩對同源染色體，其中非同源染色體已完成組合，它只能產生2種(4個)生殖細胞(精細胞)；細胞②是次級卵母細胞，正處于MⅡ后期，不含同源染色體，只能產生1種(1個)生殖細胞(卵細胞)。 方法點撥　精子與卵細胞形成過程中有關細胞的判斷 判斷規(guī)律： 例3　如圖為某動物體內細胞分裂的一組圖像，下列敘述正確的是(　　) A.上述①、②、③細胞中染色體數與DNA分子數比例為1∶2 B.細胞①、②、③、⑤產生的子細胞中均有同源染色體 C.表示有絲分裂的細胞及分裂的順序是③→②→① D.④細胞分裂前，細胞中染色體數與DNA分子數比例為1∶2 答案　D 解析　細胞中染色體數與DNA分子數的比例為1∶2的圖形中，應有染色單體，據圖可知，①中無染色單體，只有②③符合，故A項錯誤；有絲分裂是產生體細胞的分裂方式，分裂過程中同源染色體沒有分離，因此細胞①③產生的子細胞有同源染色體，②產生的子細胞無同源染色體，而⑤是分裂間期，無法判斷是有絲分裂間期還是減數第一次分裂前的間期，故B項錯誤；①為有絲分裂后期，②為減數第一次分裂后期，③為有絲分裂中期，故C項錯誤；④為減數第二次分裂后期，此細胞分裂前，細胞中有染色單體，染色體數與DNA分子數的比例為1∶2，故D項正確。 方法點撥　“三看法”判定細胞的分裂圖像 二、受精作用和減數分裂的意義 1.受精作用 (1)概念：是指精子和卵細胞結合形成受精卵的過程。 (2)實質：精核和卵核融合在一起。 (3)結果：受精卵中的染色體數目又恢復到原來體細胞的染色體數目(2n)，其中，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)。 2.減數分裂的意義 (1)通過減數分裂和受精作用，保持了生物在不同世代間的染色體數目和遺傳性狀的相對穩(wěn)定。 (2)減數分裂為生物的變異提供了重要的物質基礎，有利于生物對環(huán)境的適應和進化。 歸納總結 1.受精作用的細胞學基礎 (1)質膜的識別功能：一般來說，只有同種生物的精子和卵細胞才能相互識別，進行融合完成受精作用。 (2)生物膜的流動性：使兩性生殖細胞融合為一個受精卵。 2.有性生殖產生的后代呈現多樣性的原因 (1)配子中染色體組合具有多樣性： ①MⅠ后期非同源染色體自由組合，導致減數分裂產生的配子中染色體組合具有多樣性。 ②MⅠ前期四分體中同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，導致減數分裂產生的配子種類增多。 (2)受精時卵細胞和精子結合具有隨機性。 3.受精卵中核內DNA一半來自父方，一半來自母方。細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方。 例4　(2018浙江名校聯(lián)考)圖甲是某生物的一個精細胞，根據染色體的類型和數目，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 答案　C 解析　減數第一次分裂的特點：同源染色體分離，非同源染色體自由組合；減數第二次分裂的特點：次級精母細胞內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”。根據圖乙中各細胞內染色體特點分析，①圖與圖甲的染色體組成互補，③圖與圖甲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。 例5　(2018富陽選考模擬)若A和a、B和b、C和c分別是三對同源染色體，來自同一個初級精母細胞的四個精子的是(　　) A.AbC、AbC、abc、abc B.aBC、AbC、ABc、ABc C.Abc、aBC、Abc、aBC D.ABc、ABc、aBC、aBC 答案　C 解析　A中雖然只有兩種基因型，但缺少B基因，都有b基因，A錯誤；一個初級精母細胞減數分裂只能形成2種基因型的精子，B錯誤；一個初級精母細胞減數分裂只能形成2種基因型的精子，Abc和Abc是由同一個次級精母細胞分裂形成的，aBC和aBC是由另一個次級精母細胞分裂形成的，C正確；D中雖然只有兩種基因型，但缺少b基因，都有B基因，D錯誤。 方法點撥　(1)配子中染色體組合種類(不考慮交叉互換) ①1個含有2對同源染色體的精原細胞產生4個精子，2種類型。 ②1個次級精母細胞產生2個精子，1種類型。 ③1個含n對同源染色體的雄性個體產生2n種精子。 ④1個含有2對同源染色體的卵原細胞產生1個卵細胞，1種類型。 ⑤1個次級卵母細胞產生1個卵細胞，只有1種類型。 ⑥1個含n對同源染色體的雌性個體產生2n種卵細胞。 (2)根據染色體組成判斷配子方法的來源 ①若兩個精細胞中染色體完全相同，則它們可能來自同一個次級精母細胞。 ②若兩個精細胞中染色體恰好“互補”，則它們可能來自同一個初級精母細胞分裂產生的兩個次級精母細胞。 ③若兩個精細胞中的染色體有的相同，有的互補，只能判定可能來自同一個生物不同精原細胞的減數分裂過程。 1.下列有關精子和卵細胞形成的敘述，正確的是(　　) A.兩者形成過程中都出現聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非同源染色體自由組合現象 B.兩者形成過程中都有染色體的復制和均分，兩者所含遺傳物質均是正常體細胞的一半 C.精子和卵細胞形成過程中不同的地方是精子需變形，卵細胞不需要變形，其余完全相同 D.形成100個受精卵，至少需要100個精原細胞和100個卵原細胞 答案　A 解析　精子和卵細胞的細胞核中的遺傳物質均是正常體細胞的一半，而卵細胞在形成過程中細胞質不均等分裂，細胞質中的遺傳物質多于正常體細胞細胞質中遺傳物質的一半，精子則幾乎不含細胞質，B項錯誤；精子與卵細胞形成過程中不同的地方除精子需變形外還有細胞質的分配情況不同、分裂結果不同等，C項錯誤；1個精原細胞產生4個精子，只需25個精原細胞就能產生100個精子，D項錯誤。 2.在同一種生物的細胞核中，DNA和染色體數目不一定相同的是(　　) A.精細胞 B.卵細胞 C.極體 D.精子 答案　C 解析　精細胞、卵細胞和精子中不含染色單體，每條染色體上有一個DNA分子；而減數第一次分裂形成的第一極體中含有染色單體，每條染色體上含有兩個DNA分子，DNA分子數目是染色體數目的2倍。 3.如圖為某生物一個細胞的分裂圖像，著絲粒均在染色體端部，圖中1、2、3、4各表示一條染色體。下列表述正確的是(　　) A.圖中細胞處于減數第二次分裂前期 B.圖中細胞的染色體數是體細胞的2倍 C.染色體1與2在后續(xù)的分裂過程中會相互分離 D.染色體1與3必定會出現在同一子細胞中 答案　C 解析　圖中含有同源染色體，故該細胞不可能處于減數第二次分裂過程，A錯誤；圖中的染色體發(fā)生聯(lián)會現象，處于減數第一次分裂的前期，故染色體數目不可能是體細胞的2倍，B錯誤；染色體1和2為同源染色體，在減數第一次分裂的后期將會分離，C正確；染色體1和3為非同源染色體，染色體1和4也是非同源染色體，由于減數分裂中非同源染色體自由組合，故染色體1和3不一定出現在同一子細胞中，D錯誤。 4.下列有關受精作用的敘述，錯誤的是(　　) A.受精卵中全部遺傳物質來自父母雙方的各占一半 B.受精時，精子和卵細胞雙方的細胞核相互融合 C.受精卵中染色體數與本物種體細胞中染色體數相同 D.受精卵中的染色體來自父母雙方的各占一半 答案　A 解析　因為遺傳物質并不是全部存在于染色體上，在細胞質內的線粒體和葉綠體中也有少量的遺傳物質(DNA)，而受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞，所以來自母方的遺傳物質比父方多，故A項錯誤。 5.下列是某種哺乳動物精子或卵細胞形成過程的細胞分裂圖像。請據圖回答下列問題： (1)精子形成過程的細胞分裂圖像順序：____________，卵細胞形成過程的細胞分裂圖像順序：______________(請?zhí)顚懽帜?。 (2)A細胞的名稱是__________________，其產生的子細胞名稱是__________________，其最終產生的子細胞是__________________。 (3)圖中發(fā)生同源染色體分離，非同源染色體自由組合的時期是______；在A～E中存在同源染色體的是________。 (4)E細胞若是初級卵母細胞，一個E細胞產生的卵細胞實際的數目和種類為__________，寫出其可能的染色體組成____________________。 答案　(1)E→C→D　 (2)初級卵母細胞　第一極體和次級卵母細胞　第二極體和卵細胞　(3)A、C　A、C、E　(4)1,1　1和3或1和4或2和3或2和4 解析　首先根據染色體的行為變化及細胞質分裂均等與否確定各細胞名稱及時期：A細胞為初級卵母細胞(處于減數第一次分裂后期)；B細胞為次級卵母細胞(處于減數第二次分裂后期)；C細胞為初級精母細胞(處于減數第一次分裂后期)；D細胞為次級精母細胞或第一極體(處于減數第二次分裂后期)；E細胞為初級精(或卵)母細胞(處于減數第一次分裂前期)。(1)精子形成過程順序：E(初級精母細胞，減數第一次分裂前期)→C(初級精母細胞，減數第一次分裂后期)→D(次級精母細胞，減數第二次分裂后期)；卵細胞形成順序：E(初級卵母細胞，減數第一次分裂前期)→A(初級卵母細胞，減數第一次分裂后期) (2)A細胞(初級卵母細胞)產生的子細胞是第一極體和次級卵母細胞，最終產生的細胞是卵細胞和第二極體。 (3)同源染色體分離，非同源染色體自由組合發(fā)生在減數第一次分裂的后期即圖A、C；減數第一次分裂的前、中、后三個時期都存在同源染色體。 (4)一個E細胞(初級卵母細胞)實際上只產生1個卵細胞，染色體組成是1和3或1和4或2和3或2和4。 [對點訓練] 題組一　精子、卵細胞形成的過程 1.下列關于卵細胞形成過程的描述，錯誤的是(　　) A.DNA復制1次，細胞分裂兩次 B.1個卵原細胞經減數分裂可產生1個卵細胞 C.次級卵母細胞的細胞質分配不均等 D.卵巢中的細胞經分裂一定生成卵細胞 答案　D 解析　卵巢中的細胞有的進行減數分裂，有的進行有絲分裂，故細胞分裂后不一定生成卵細胞。 2.(2018浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)關于下圖的說法正確的是(　　) A.圖中所示分裂過程可發(fā)生于睪丸或卵巢中 B.該時期同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生片段交換 C.該生物體處于減數第二次分裂的細胞中含2或4條染色體 D.紡錘體在MⅠ末期不消失以便MⅡ前期繼續(xù)使用 答案　C 解析　題圖為減數第一次分裂后期，且為細胞質均等分裂，所以只發(fā)生于睪丸中，A錯誤；交叉互換發(fā)生于減數第一次分裂前期，B錯誤；該生物MⅡ的前期、中期含有2條染色體，MⅡ后期含有4條染色體，C正確；紡錘體在MⅠ末期消失，D錯誤。 3.(2018嘉興模擬)下列哪項不是動物卵細胞形成與精子形成的不同之處(　　) A.1個卵原細胞形成1個次級卵母細胞，1個精原細胞形成2個次級精母細胞 B.1個次級卵母細胞形成1個卵細胞，1個次級精母細胞形成2個精細胞 C.卵細胞不經過變形，精細胞要經過變形 D.減數分裂時，染色體復制的時期不同 答案　D 解析　減數分裂時，染色體復制的時期相同，都是減數第一次分裂前的間期。 4.如圖是二倍體生物減數分裂某時期的示意圖，該細胞是(　　) A.初級精母細胞 B.初級卵母細胞 C.次級精母細胞 D.次級卵母細胞 答案　D 解析　題圖細胞質不均等分裂，為雌性生殖細胞；染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開后正移向細胞兩極，屬于減數第二次分裂后期，則該細胞為次級卵母細胞。 題組二　減數分裂產生的配子種類 5.如圖所示，卵原細胞內含有Aa、Bb兩對同源染色體，已知此卵原細胞經減數分裂形成卵細胞的染色體組成為Ab，則其產生的3個極體的染色體組成分別為(不考慮交叉互換)(　　) A.AB、Ab、Ab B.Aa、Bb、AB C.Ab、aB、ab D.Ab、aB、aB 答案　D 解析　與卵細胞同時產生的極體，與卵細胞的染色體組成相同，是Ab染色體組成，第一極體的產生是由于減數第一次分裂后期同源染色體的分離，故第一極體的染色體組成為aB，其形成的極體也為aB。 6.(2018杭州聯(lián)考)某個生物三對等位基因分布在三對同源染色體上，其體細胞的基因型為(AaBbDd)，如圖表示該生物的精細胞，試根據細胞內基因的類型，判斷其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 答案　C 解析　一個精原細胞減數分裂形成4個精子，但只有2種基因型，則圖中精細胞：(1)①ABd和④abD可能來自同一個精原細胞；(2)②ABD和⑥abd可能來自同一個精原細胞；(3)③Abd和⑤AbD不可能來自同一個精原細胞。綜合以上可知，圖中6個精細胞至少來自4個精原細胞。 題組三　受精作用 7.(2018金華十校聯(lián)考)下面是對高等動物通過減數分裂形成的雌雄配子及受精作用的敘述，其中正確的是(　　) A.每個卵細胞繼承了初級卵母細胞核中的遺傳物質 B.雌雄配子彼此結合的機會相等，因為它們的數目相等 C.進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質 D.受精作用與細胞膜的流動性無關 答案　C 解析　減數分裂過程中，每個卵細胞繼承了初級卵母細胞核中的遺傳物質；高等生物產生的雌配子數量一般遠比雄配子少；在受精作用發(fā)生時，精子僅包含細胞核的頭部進入卵細胞，所以進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質；受精作用與細胞膜的流動性有關，需要精子與卵細胞的細胞膜融合；所以C選項正確。 8.下列有關受精作用的敘述，錯誤的是(　　) A.精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面 B.精子的細胞核與卵細胞的細胞核融合 C.受精后，卵細胞細胞呼吸和物質合成進行得比較緩慢 D.受精后的卵細胞能阻止其他精子的進入 答案　C 解析　受精時，精子的頭部進入卵細胞，尾部留在細胞外；精子進入卵細胞后，其細胞核與卵細胞的細胞核融合；受精前，卵細胞代謝緩慢，受精過程使卵細胞變得十分活躍，然后受精卵迅速進行細胞分裂、分化，開始了個體發(fā)育的過程；精子進入卵細胞后，卵細胞的細胞膜發(fā)生一些生理變化，阻止其他精子進入。 9.家鴿是進行有性生殖的生物，它之所以能保持染色體數目的恒定，是因為在生殖過程中要進行(　　) A.減數分裂和受精作用 B.有絲分裂和受精作用 C.減數分裂和有絲分裂 D.染色體的復制和平均分配 答案　A 解析　家鴿有性生殖過程中通過減數分裂產生了染色體數目減半的雌、雄生殖細胞；通過受精作用，雌、雄配子結合形成受精卵，染色體數目恢復正常。 題組四　減數分裂的綜合應用 10.下列關于減數分裂的敘述，正確的是(　　) ①減數分裂包括兩次連續(xù)的分裂?、谠诖渭壘讣毎写嬖谕慈旧w?、壑z粒在MⅠ后期一分為二?、軠p數分裂的結果是染色體數目減半，DNA數目不變?、萃慈旧w分離，導致染色體數目減半?、夼鋵笕旧w復制，形成四分體?、呷旧w數目減半發(fā)生在減數分裂的MⅡ末期 A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.⑥⑦ 答案　C 解析　次級精母細胞中不存在同源染色體，在MⅠ后期同源染色體分開；著絲粒是在MⅡ后期而非MⅠ后期一分為二的；減數分裂的結果是生殖細胞中的染色體數和核DNA分子數都減半；染色體復制是在配對之前完成的；染色體數目減半發(fā)生在MⅠ末期形成子細胞后。 11.(2018寧波慈溪聯(lián)考)如圖為動物細胞示意圖，它屬于(　　) A.第一極體 B.第二極體 C.卵原細胞 D.卵細胞 答案　A 解析　圖示細胞不含同源染色體，處于減數第二次分裂前期，可能是第一極體，A正確；第二極體是減數第二次分裂結束形成的，而圖示細胞處于減數第二次分裂前期，B錯誤；圖示細胞中的染色體已經復制過，不可能為卵原細胞，C錯誤；卵細胞是減數第二次分裂結束形成的配子，而圖示細胞處于減數第二次分裂前期，D錯誤。 12.(2017寧波市余姚中學高三期中)如圖是某動物組織切片顯微圖像，下列敘述正確的是(　　) A.該組織切片取自某一雄性動物的精巢 B.細胞①處于MⅠ前期，不一定會發(fā)生互換現象 C.細胞分裂先后經過①→②→③過程 D.細胞①中有2對同源染色體，4條染色體，8條染色單體 答案　D 解析　根據②細胞質的不均等分裂可知，該細胞取自雌性動物，A錯誤；細胞①處于減數第一次分裂中期，不會發(fā)生互換現象，互換是指同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換，發(fā)生在減數第一次分裂前期，B錯誤；從圖中所示細胞可知，細胞①處于減數第一次分裂中期、細胞②處于減數第二次分裂后期、細胞③處于減數第二次分裂前期，所以細胞分裂先后經過①→③→②過程，C錯誤；從圖中所示細胞可知，細胞①中有2對同源染色體，4條染色體，8條染色單體，D正確。 [綜合強化] 13.某研究者對非洲爪蟾的精巢切片進行顯微觀察，繪制了以下示意圖。請回答下列問題： 上圖中甲、乙、丙、丁細胞含有同源染色體的有____________；稱為初級精母細胞的有________。 答案　甲、丙、丁　甲、丁 解析　根據有絲分裂和減數分裂的特征可以判斷：甲為減數第一次分裂的中期、乙為減數第二次分裂的后期、丙為有絲分裂的后期、丁為減數第一次分裂的后期。二倍體生物有絲分裂(圖丙)和減數第一次分裂(圖甲、圖丁)有同源染色體，減數第二次分裂(圖乙)無同源染色體；雄性生物減數第一次分裂的前期、中期(圖甲)、后期(圖丁)的細胞均稱為初級精母細胞。 14.如圖表示高等生物的生活史示意圖，據圖回答下列問題： (1)過程A表示______________，它發(fā)生在哺乳動物的________________中。 (2)過程B表示__________，其實質是____________________________________________。 (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__________開始的，主要進行________分裂。 (4)假設成體Ⅰ的染色體數目為20條，那么圖中Ⅲ和Ⅳ的染色體數目依次為__________________。 (5)若人的成熟神經細胞核中DNA含量為a，下列各項核DNA含量分別為2a、a、0.5a的是(　　) A.初級精母細胞、次級精母細胞、精子 B.精原細胞減數分裂間期、精細胞、第二極體 C.精原細胞有絲分裂后期、口腔上皮細胞、成熟紅細胞 D.正在發(fā)生凋亡的細胞、癌細胞、卵細胞 答案　(1)減數分裂　睪丸或卵巢　(2)受精作用 精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合　(3)受精卵　有絲　(4)10條和20條　(5)A 15.下圖中甲、乙、丙分別表示某種生物(只含兩對同源染色體)的三個正在進行分裂的細胞，請據圖回答下列問題： (1)甲圖表示____________________期細胞，分裂后產生的子細胞名稱是________________。 (2)乙圖表示__________________期細胞，有同源染色體________對，產生的子細胞為________。 (3)丙圖表示__________________期細胞，該細胞名稱是__________________，分裂后產生的子細胞是__________________________________。 答案　(1)減數第一次分裂后　次級精母細胞 (2)有絲分裂后　4　體細胞 (3)減數第二次分裂后　次級卵母細胞　卵細胞和第二極體 解析　審題時要注意：“只含兩對同源染色體”的限制條件，識圖時要比較三個細胞的形態(tài)和各細胞內染色體的排布狀態(tài)。三幅圖均顯示：染色體平均分布到細胞兩極和細胞形態(tài)伸長，可以斷定它們均處于分裂后期。再比較甲、乙兩圖：甲圖中染色體存在染色單體，且又是同源染色體分離，可以確定甲圖為減數第一次分裂后期，乙圖中著絲粒分裂，且細胞的兩極可找到成對的同源染色體，可確定乙圖為有絲分裂后期。最后比較乙、丙兩圖：丙圖染色體比乙圖減少一半，且移向兩極的染色體無染色單體存在，加上丙圖細胞質出現不均等分裂，所以可以確定丙圖為減數第二次分裂后期，丙圖細胞為次級卵母細胞，它分裂后產生的子細胞一大一小，分別為卵細胞和第二極體。