第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用
一 減數(shù)分裂(Ⅰ)
[學生用書P18]
一、魏斯曼關(guān)于減數(shù)分裂的預(yù)測
在卵細胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數(shù)目減少一半；受精時，精子和卵細胞融合，染色體數(shù)目得以恢復正常。
二、精子的形成過程
1．場所：睪丸。
2．過程
(1)減數(shù)分裂前的間期：染色體復制。
(2)減數(shù)分裂分裂期
三、卵細胞的形成過程
1．場所：卵巢。
2．過程
(1)減數(shù)分裂前的間期：卵原細胞增大，染色體復制。
(2)減數(shù)分裂分裂期
①減數(shù)分裂Ⅰ
②減數(shù)分裂Ⅱ
四、減數(shù)分裂的概念
(1)所有的細胞都可進行減數(shù)分裂。(×)
(2)精原細胞形成精子的過程中，染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，故精子的染色體數(shù)比精原細胞減少一半。(√)
(3)形狀和大小相同的兩條染色體一定是同源染色體。(×)
(4)同源染色體一條來自父方，一條來自母方。(√)
(5)初級卵母細胞、次級卵母細胞和極體的分裂都是不均等的。(×)
(6)減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂形式，是進行有性生殖的生物的原始生殖細胞成為成熟生殖細胞必須經(jīng)歷的過程。(√)
知識點一 減數(shù)分裂中有關(guān)概念的比較[學生用書P19]
在減數(shù)分裂過程中，染色體發(fā)生了一系列變化，因而產(chǎn)生了幾組相似的概念，下面結(jié)合圖示對這幾組相關(guān)概念加以辨析。
1．同源染色體與非同源染色體
2．姐妹染色單體與非姐妹染色單體
3．聯(lián)會與四分體
(1)聯(lián)會：在減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。
(2)四分體：同源染色體的特殊存在形式，在減數(shù)分裂過程中，聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體，如A′與B′。
(3)四分體、同源染色體與染色單體的數(shù)量關(guān)系
1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體(含4個DNA分子)。
染色體和染色單體的判斷方法
(1)染色體的條數(shù)等于著絲粒的個數(shù)，有幾個著絲粒就有幾條染色體。
(2)染色體復制后，一個著絲粒上連接著兩條姐妹染色單體，其整體是一條染色體。
發(fā)展素養(yǎng)
1．形態(tài)、大小相同的染色體是否一定是同源染色體？減數(shù)分裂過程中，配對的兩條染色體是否一定是同源染色體？一條來自父方，一條來自母方的染色體是否一定是同源染色體？(生命觀念)
提示：不一定，若一條來自父方，一條來自母方，形態(tài)、大小相同的染色體是同源染色體，否則不是。配對的兩條染色體一定是同源染色體。一條來自父方，一條來自母方的染色體不一定是同源染色體。
2．有同源染色體的細胞是否都能進行減數(shù)分裂？是否都能配對形成四分體？(科學思維)
提示：不一定，有絲分裂中也存在同源染色體。只有在減數(shù)分裂過程中才能聯(lián)會形成四分體。
1．下列關(guān)于同源染色體和四分體的敘述，不正確的是( )
A．同源染色體是一條染色體經(jīng)復制后形成的兩條染色體
B．四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的前期
C．同源染色體是在減數(shù)分裂過程中能聯(lián)會的兩條染色體
D．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體
解析：選A。一條染色體復制后形成的是兩條姐妹染色單體，兩條姐妹染色單體的著絲粒一分為二后，是相同的染色體，并非同源染色體；四分體是減數(shù)分裂Ⅰ過程中所特有的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)在同源染色體聯(lián)會后，即前期；在減數(shù)分裂Ⅰ過程中，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象叫作聯(lián)會，配對的染色體稱為同源染色體；在減數(shù)分裂Ⅰ過程中，同源染色體聯(lián)會后形成四分體，所以每個四分體含有一對同源染色體的4條染色單體。
2．下列關(guān)于下圖的敘述，不正確的是( )
A．該細胞無細胞壁，有中心體⑨，所以可以判定其為動物細胞
B．④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，它們通過一個著絲粒②相連
C．細胞中含有兩對同源染色體，其中④和⑦為一對同源染色體
D．在后期時，移向同一極的染色體均為非同源染色體
解析：選D。圖示細胞含有中心體，但不含細胞壁，屬于動物細胞，A正確；④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，它們通過著絲粒②相連，B正確；細胞中含有兩對同源染色體，即④和⑦、⑤和⑥，C正確；由圖可知，該細胞處于有絲分裂中期，故在后期時，移向同一極的染色體是該生物體細胞中所有的染色體，所以移向同一極的染色體既有同源染色體，也有非同源染色體，D錯誤。
知識點二 減數(shù)分裂過程分析[學生用書P20]
1．減數(shù)分裂過程中兩個分裂階段的比較
2.精子與卵細胞形成過程的比較
(1)不同點
(2)相同點
①染色體都在減數(shù)分裂前的間期復制一次。
②減數(shù)分裂Ⅰ時同源染色體分開。
③減數(shù)分裂Ⅱ時姐妹染色單體分開。
④形成的精子和卵細胞中染色體數(shù)目都減半。
發(fā)展素養(yǎng)
1．在卵細胞的形成過程中，由于細胞質(zhì)不均等分裂，導致卵細胞的體積較大、含有較多的細胞質(zhì)，請分析這種變化有何意義。(生命觀念)
提示：卵細胞含有較多的細胞質(zhì)，有利于在受精后，為早期胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)。
2．某同學學完“減數(shù)分裂”相關(guān)內(nèi)容后，寫下“我弟弟細胞內(nèi)的每一對同源染色體大小都是相同的”這樣一句話。該說法正確嗎？同源染色體最本質(zhì)的特征是什么？(科學思維)
提示：不正確，同源染色體一般大小相同，但人體的兩條性染色體X、Y大小不同，仍屬于同源染色體。同源染色體最本質(zhì)的特征是能聯(lián)會。
1．同源染色體的分離和著絲粒的分裂分別發(fā)生在減數(shù)分裂的( )
A．減數(shù)分裂前的間期、減數(shù)分裂前的間期
B．減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ
C．減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅰ
D．減數(shù)分裂Ⅱ、減數(shù)分裂Ⅱ
解析：選B。減數(shù)分裂Ⅰ過程中發(fā)生同源染色體的分離；減數(shù)分裂Ⅱ過程中發(fā)生著絲粒的分裂。
2．下圖中不屬于精子形成過程的是( )
解析：選C。卵細胞與精子的產(chǎn)生過程基本相同，它們的不同點主要集中在產(chǎn)生部位、分裂后形成的生殖細胞的數(shù)量、細胞質(zhì)的分配特點及是否變形等。卵細胞形成過程中的兩次分裂后期細胞質(zhì)都是不均等分裂。
[隨堂檢測][學生用書P21]
1．(2020·山東德州期末)下列關(guān)于減數(shù)分裂的敘述，不正確的是( )
A．同源染色體分離，導致染色體數(shù)目減半
B．每個原始生殖細胞均能產(chǎn)生四個生殖細胞
C．著絲粒分裂一次，細胞核DNA數(shù)目減半兩次
D．DNA和染色體數(shù)目加倍不可能發(fā)生在同一時期
解析：選B。減數(shù)分裂Ⅰ過程中由于同源染色體分離，導致子細胞中染色體數(shù)目減半，A正確；每個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂能產(chǎn)生四個生殖細胞，而每個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂只產(chǎn)生一個卵細胞，B錯誤；減數(shù)分裂Ⅱ的后期著絲粒分裂一次，由于經(jīng)過兩次分裂過程，故細胞核DNA數(shù)目減半兩次，C正確；DNA加倍發(fā)生在減數(shù)分裂前的間期，而染色體數(shù)目暫時加倍發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ的后期，D正確。
2．下列有關(guān)四分體的敘述，正確的是( )
A．每個四分體包含一對同源染色體的四條染色單體
B．經(jīng)過復制的同源染色體都能形成四分體
C．四分體時期姐妹染色單體間可能交換相應(yīng)片段
D．四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的每個時期
解析：選A。四分體由一對同源染色體聯(lián)會形成，含有四條染色單體，A正確；四分體只在減數(shù)分裂過程中存在，有絲分裂過程中含有同源染色體，其復制后不聯(lián)會，不形成四分體，B錯誤；四分體中的非姐妹染色單體之間可能交換相應(yīng)片段，C錯誤；減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體分離，四分體消失，D錯誤。
3．下圖為動物細胞減數(shù)分裂示意圖，下列各項能正確表示分裂過程順序的是( )
A．③→⑥→④→①→②→⑤
B．⑥→③→②→④→①→⑤
C．③→⑥→④→②→①→⑤
D．③→⑥→②→④→①→⑤
解析：選D。①圖中有兩個細胞，各細胞中的著絲粒已經(jīng)分裂，且無同源染色體，表示減數(shù)分裂Ⅱ后期。②圖所示細胞中有同源染色體，同源染色體移向細胞的兩極，細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期。③圖所示細胞中形成四分體，但四分體不在赤道板兩側(cè)，細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ前期。④圖中有兩個細胞，細胞中均沒有同源染色體，但含有染色單體，染色體不在赤道板兩側(cè)，細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ前期。⑤圖中有四個細胞，表示減數(shù)分裂Ⅱ末期結(jié)束。⑥圖所示細胞中含有四分體，且各對同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側(cè)，細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ中期。
4．下圖為初級精母細胞減數(shù)分裂時的一對同源染色體示意圖，圖中1～8表示基因。在不考慮突變的情況下，下列敘述正確的是( )
A．1與2、3、4互為等位基因，與6、7、8互為非等位基因
B．同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1～8
C．1與3都在減數(shù)分裂Ⅰ分離，1與2都在減數(shù)分裂Ⅱ分離
D．1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子
解析：選B。1與2是相同基因，1與3、4可能互為等位基因，1與6、7、8互為非等位基因，A錯誤；精原細胞有絲分裂前期與其進行減數(shù)分裂時形成的初級精母細胞含有的染色體數(shù)目和基因種類、數(shù)目均相同，故均含有基因1～8，B正確；若不考慮互換，1與3會在減數(shù)分裂Ⅰ的后期隨同源染色體的分開而分離，1與2會在減數(shù)分裂Ⅱ的后期隨姐妹染色單體的分開而分離，若考慮互換，則1與2可能會在減數(shù)分裂Ⅰ的后期隨同源染色體分開而分離，1與3可能在減數(shù)分裂Ⅱ的后期隨姐妹染色單體的分開而分離，C錯誤；1與6的組合不能形成重組配子，因為1與5在同一條姐妹染色單體上，且5與6相同，D錯誤。
5．下圖表示某種動物不同個體中某些細胞的分裂過程，下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A．四個細胞中均有同源染色體
B．與減數(shù)分裂Ⅱ中期相比，乙、丁細胞中染色體數(shù)目暫時加倍
C．甲、丙均可表示處于減數(shù)分裂Ⅰ后期的細胞
D．丁細胞表示次級精母細胞或第一極體
解析：選A。四個細胞中，甲與丙均有同源染色體，乙與丁沒有同源染色體，A錯誤；與減數(shù)分裂Ⅱ中期相比，乙、丁細胞均處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，二者細胞中的染色體數(shù)目都暫時加倍，B正確；甲、丙都是同源染色體分離，均可表示處于減數(shù)分裂Ⅰ后期的細胞，C正確；丁細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，進行均等分裂，因此丁細胞可表示次級精母細胞或第一極體，D正確。
6．下列關(guān)于觀察細胞減數(shù)分裂過程的實驗的敘述，錯誤的是( )
A．可用蝗蟲卵母細胞、蠶豆花粉母細胞的裝片觀察減數(shù)分裂
B．用桃花的雄蕊制成裝片比用桃花的雌蕊制成裝片更容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象
C．能觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中，可能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象
D．用洋蔥根尖制成裝片，能觀察到同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象
解析：選D?；认x卵母細胞和蠶豆花粉母細胞都屬于原始生殖細胞，可以進行減數(shù)分裂，可以作為觀察減數(shù)分裂的實驗材料，A正確；桃花的雄蕊中進行減數(shù)分裂的花粉母細胞數(shù)量較多，而桃花的雌蕊中進行減數(shù)分裂的胚囊母細胞數(shù)量較少，故用桃花的雄蕊制成裝片比用桃花的雌蕊制成裝片更容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象，B正確；減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生同源染色體聯(lián)會，可以通過觀察細胞減數(shù)分裂裝片來觀察聯(lián)會現(xiàn)象，C正確；洋蔥根尖細胞進行有絲分裂，不進行減數(shù)分裂，用洋蔥根尖制成的裝片可以用來觀察有絲分裂，有絲分裂過程中沒有同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象發(fā)生，D錯誤。
7．根據(jù)下面的某雄性動物生殖器官細胞分裂圖，回答下列問題：
(1)圖A表示細胞分裂的方式是________，處于__________________________期。細胞中有________條染色體，________條染色單體。
(2)圖B所示細胞分裂產(chǎn)生的細胞名稱是________，每個子細胞中有________條染色體。
(3)圖A、B兩個細胞中，具有同源染色體的細胞為圖________，圖A、B中核DNA分子數(shù)之比為________。
答案：(1)減數(shù)分裂 減數(shù)分裂Ⅰ后 6 12
(2)精細胞 3 (3)A 2∶1
[課時作業(yè)][學生用書P105(單獨成冊)]
1．下列關(guān)于減數(shù)分裂的說法，不正確的是( )
A．減數(shù)分裂包括兩次細胞分裂
B．所有的生物都可以進行減數(shù)分裂
C．減數(shù)分裂產(chǎn)生的成熟生殖細胞染色體數(shù)目減半
D．減數(shù)分裂產(chǎn)生有性生殖細胞
解析：選B。減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的細胞分裂，只有進行有性生殖的生物才進行減數(shù)分裂。
2．下列關(guān)于同源染色體的敘述，不正確的是( )
A．一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體
B．同源染色體上的非姐妹染色單體間能交換相應(yīng)片段
C．在人的正常精子中沒有同源染色體
D．減數(shù)分裂中聯(lián)會的染色體是同源染色體
解析：選A。一條來自父方、一條來自母方的染色體可能是同源染色體，也可能是非同源染色體。
3．(2020·湖南湘西高一期中)下列關(guān)于四分體的敘述，正確的是( )
A．有絲分裂和減數(shù)分裂過程中都會出現(xiàn)四分體
B．一個四分體中含有四條染色體和四個DNA分子
C．次級精母細胞中的四分體數(shù)是初級精母細胞中的1/2
D．人的初級精母細胞在減數(shù)分裂Ⅰ前期可形成23個四分體
解析：選D。在減數(shù)分裂Ⅰ前期，聯(lián)會后的每對同源染色體叫四分體，含有四條染色單體，而有絲分裂過程中不會出現(xiàn)四分體，A錯誤；一個四分體中含有兩條染色體、四條染色單體和四個DNA分子，B錯誤；次級精母細胞中不存在四分體，C錯誤；人的精原細胞中含有23對同源染色體，在減數(shù)分裂前的間期，一部分精原細胞的體積增大，染色體復制后成為初級精母細胞，此時細胞中的染色體數(shù)目不變，因此人的初級精母細胞在減數(shù)分裂Ⅰ前期可形成23個四分體，D正確。
4．下列關(guān)于精子和卵細胞形成過程的敘述，錯誤的是( )
A．精子形成過程需要變形，而卵細胞形成過程不需要變形
B．卵細胞形成過程中細胞質(zhì)都是不均等分裂
C．1個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂可形成4個精細胞
D．精子與卵細胞形成過程中，都是染色體復制一次，細胞分裂兩次
解析：選B。精子形成過程需要變形，而卵細胞形成過程不需要變形，A正確；卵細胞形成過程中，第一極體分裂形成第二極體時細胞質(zhì)是均等分裂的，B錯誤；一個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂可形成4個精細胞，C正確；精子與卵細胞形成過程中，都是染色體復制一次，細胞分裂兩次，D正確。
5．(2020·浙江寧波期末)100個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂后，理論上可以形成的精子數(shù)有( )
A．25個 B．100個
C．200個 D．400個
解析：選D。一個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂可以形成4個精子，100個精原細胞理論上可以產(chǎn)生的精子數(shù)目為100×4＝400(個)，故D符合題意。
6．(2020·湖南懷化期末)下圖為精子形成過程中某些時期的示意圖，屬于減數(shù)分裂Ⅰ的是( )
解析：選A。由圖可知，A細胞同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的后期；B細胞無同源染色體，屬于減數(shù)分裂Ⅱ的前期；C細胞著絲粒分裂，無同源染色體，為減數(shù)分裂Ⅱ的后期；D細胞屬于減數(shù)分裂Ⅱ末期結(jié)束后的子細胞。
7.右圖是某生物的細胞分裂模式圖，以下說法錯誤的是( )
A．該細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ后期
B．該細胞不含同源染色體
C．該細胞是次級精母細胞或次級卵母細胞
D．該細胞分裂形成的子細胞不一定是兩個精細胞
解析：選C。該細胞分裂模式圖中不存在同源染色體，也不存在姐妹染色單體，處于減數(shù)分裂Ⅱ后期，A、B正確；細胞質(zhì)進行的是均等分裂，則該細胞可能是次級精母細胞或第一極體，C錯誤，D正確。
8．下圖所示為某高等生物細胞局部結(jié)構(gòu)模式圖。下列相關(guān)敘述不正確的是( )
A．該細胞內(nèi)含有8個DNA分子
B．該生物細胞中染色體最多有8條
C．要鑒定圖中1的某成分，鑒定試劑可能是雙縮脲試劑
D．該細胞中沒有同源染色體的存在
解析：選B。每條染色體上含有2個DNA分子，故該細胞內(nèi)含有8個DNA分子，A正確；該細胞(含有4條染色體)所含染色體數(shù)目是體細胞的一半，因此該生物體細胞含有8條染色體，該生物細胞中染色體數(shù)目在有絲分裂后期達到最大值，即16條，B錯誤；染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成，其中蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，C正確；該細胞中沒有兩條形態(tài)、大小相同的染色體，所以沒有同源染色體，D正確。
9．下圖為某二倍體高等雄性動物細胞示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)該細胞處于__________________期，產(chǎn)生的子細胞為______________。
(2)該細胞中有________條染色體，________條染色單體，有________對同源染色體。
(3)該動物體細胞中染色體數(shù)目最多的時期為__________________。
(4)該動物精巢細胞中的染色體數(shù)目可能為__________。
(5)圖中A、B的關(guān)系為________；a、a′的關(guān)系為__________________，它們是在__________________期形成的。
(6)圖中A與B彼此分離發(fā)生在____________________期，a與a′彼此分離發(fā)生在______________________期。
(7)若該細胞僅是在減數(shù)分裂Ⅰ時，A、B未分開，則其形成的正常和異常精子的比例為_________________________________________________________；
若僅是在減數(shù)分裂Ⅱ時，a、a′未能分開，則其形成的正常和異常精子的比例為________。
答案：(1)減數(shù)分裂Ⅰ前(四分體時) 次級精母細胞
(2)4 8 2 (3)有絲分裂后期 (4)2條或4條或8條
(5)同源染色體 姐妹染色單體 減數(shù)分裂前的間
(6)減數(shù)分裂Ⅰ后 減數(shù)分裂Ⅱ后 (7)0∶4 1∶1
10．下圖為某動物精細胞形成過程中幾個時期的細胞模式圖，據(jù)圖回答下列問題：
(1)染色體復制發(fā)生在圖________，稱為________細胞。
(2)精子形成過程的順序為________________________(用圖中字母和箭頭表示)。
(3)圖B稱為________細胞，該圖中染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為________。
(4)圖C中染色體1和2或3和4的分離發(fā)生在______________________期。
答案：(1)A 精原 (2)A→C→B→D (3)次級精母 1∶2
(4)減數(shù)分裂Ⅰ后課標要求
核心素養(yǎng)
闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體
數(shù)量減半的精子或卵細胞的形成過程。
1.生命觀念：(1)闡述同源染色體、四分體、聯(lián)會等概念；
(2)闡明減數(shù)分裂的概念。
2.科學思維：描述精子和卵細胞形成過程中各時期染色體的行為和數(shù)量的變化。
項目
同源染色體
非同源染色體
來源
一條來自父方，一條來自母方
可以相同，也可不同
形狀和大小
一般相同(X、Y染色體不相同)
一般不相同
關(guān)系
在減數(shù)分裂過程中兩兩配對
在減數(shù)分裂過程中不進行配對
實例
A與B；C與D
A與C、D；B與C、D
項目
減數(shù)分裂Ⅰ
減數(shù)分裂Ⅱ
同源染色體
有，分離
無
著絲粒變化
不分裂
分裂
染色體主要行為
①同源染色體聯(lián)會；
②四分體中非姐妹染色單體可以交換相應(yīng)片段；
③同源染色體分離，非同源染色體自由組合
著絲粒分裂，姐妹染色單體分開
染色體數(shù)目
2N→N(減半)
N→2N→N(不減半)
DNA數(shù)目
2N→4N→2N
2N→N
染色單體數(shù)
0→4N→2N
2N→0
核心知識小結(jié)
[要點回眸]
[規(guī)范答題]
1.減數(shù)分裂的特點是染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，導致染色體數(shù)目減半。
2.精原細胞通過有絲分裂增殖，通過減數(shù)分裂形成精子。
3.減數(shù)分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色體聯(lián)會形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體可以交換相應(yīng)片段；③同源染色體分離，分別移向細胞兩極。
4.減數(shù)分裂Ⅱ的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞兩極。
5.一個四分體包含兩條染色體，四條染色單體，四個DNA分子。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進化》電子課本

一 減數(shù)分裂

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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