第1課時 減數(shù)分裂與精子和卵細胞的形成
課堂互動探究案
課程標準
闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞或卵細胞
說明進行有性生殖的生物體，其遺傳信息通過配子傳遞給子代
素養(yǎng)達成
1．通過列表法比較減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的異同、精子形成與卵細胞形成的異同。(科學思維)
2．通過比較減數(shù)分裂的過程及精子、卵細胞形成過程，理解細胞生命活動的動態(tài)變化并建立辯證統(tǒng)一的觀點。(生命觀念)
3．通過總結(jié)配子多樣性的原因和分析細胞分裂中染色體、DNA數(shù)量變化及分裂圖像辨析，培養(yǎng)利用邏輯思維分析問題的能力。(科學思維)
4．通過觀察細胞的減數(shù)分裂，掌握實驗的操作技能。(科學探究)
5．通過識圖、繪圖法分析減數(shù)分裂各時期細胞中染色體形態(tài)、數(shù)目、行為的變化特征。(科學思維)
路易絲·布朗作為試管嬰兒的第一人，凝聚了人們太多的目光。路易絲的父母長期不育，科學家便從路易絲媽媽的卵巢中取出成熟的卵細胞，并用路易絲爸爸的精子與之進行體外受精，6天后，受精卵開始分裂，發(fā)育成一個多細胞的胚胎，又被移入路易絲媽媽的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，十月懷胎之后，路易絲來到了人間。請思考問題：
精子和卵細胞是如何產(chǎn)生的？
探究點一 減數(shù)分裂的相關(guān)概念
【師問導學】
一、對減數(shù)分裂概念的理解
1．觀察教材P18果蠅體細胞和配子的染色體示意圖，分析配子與體細胞中的染色體數(shù)目有何關(guān)系。
2．判斷下列生物能否進行減數(shù)分裂并說明理由：
(1)大腸桿菌：
(2)果蠅：
(3)變形蟲：
二、減數(shù)分裂中有關(guān)概念的比較
結(jié)合甲、乙兩圖對下列幾組概念進行辨析。
1．同源染色體和非同源染色體
同源染色體是指減數(shù)分裂中配對的兩條染色體，其形態(tài)、大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。非同源染色體是指形態(tài)、大小不相同，且在減數(shù)分裂過程中不配對的染色體。甲圖中的同源染色體有____________，非同源染色體有____________。
2．聯(lián)會和四分體
(1)聯(lián)會：是指減數(shù)第一次分裂前期同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象，該時期已完成染色體的復制，染色單體已形成，但螺旋程度低。
(2)四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。甲圖中含有____________個四分體，即1個四分體＝__________對同源染色體＝__________條染色單體。
3．姐妹染色單體和非姐妹染色單體
(1)姐妹染色單體是由同一著絲粒連著的兩條染色單體，這兩條染色單體是由同一條染色體復制而來的，如甲圖中的________________________________________________________________________。
(2)非姐妹染色單體是由不同著絲粒連接著的兩條染色單體，如甲圖中的____________。
4．請分析四分體、染色體、染色單體和DNA分子數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。
5．遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體，此外還分布在哪里？這些場所的遺傳物質(zhì)是否和染色體上的遺傳物質(zhì)一樣也遵循孟德爾遺傳規(guī)律？
6．形態(tài)、大小相同的染色體是否是同源染色體？減數(shù)分裂過程中，同源染色體形態(tài)、大小是否相同？
7．據(jù)圖回答下列問題。
(1)圖1中________、________各是一對同源染色體，1和3、1和4、________是非同源染色體。
(2)圖1中共含有________個四分體，1個四分體中含有________個DNA分子，________條脫氧核苷酸鏈。
(3)圖2表現(xiàn)________現(xiàn)象，從時間上看，該過程發(fā)生于________________，從范圍上看，發(fā)生在同源染色體的____________之間。
(4)由圖2可知，等位基因可位于同源染色體和____________上。
【智涂筆記】
易錯提醒：同源染色體的幾個認識誤區(qū)
誤區(qū)1.同源染色體大小一定相同。
同源染色體的形態(tài)、大小“一般”都相同，但存在例外，如性染色體X、Y，大小不同，但屬于同源染色體。
誤區(qū)2.同源染色體一定會形成四分體。
同源染色體只有在減數(shù)第一次分裂前期才會通過配對形成四分體，有絲分裂過程中不會形成四分體。
誤區(qū)3.同源染色體只存在于進行減數(shù)分裂的細胞中。
進行有絲分裂的細胞自始至終都存在同源染色體，只是沒有出現(xiàn)聯(lián)會、交叉互換這些特殊的行為變化而已。
誤區(qū)4.同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合存在先后順序。
同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合是同時進行的。
【師說核心】
1．減數(shù)分裂概念的理解
(1)范圍：進行有性生殖的生物。
(2)時期：產(chǎn)生生殖細胞時。
(3)特點：染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次。
(4)結(jié)果：新產(chǎn)生的成熟的生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞減少一半。
2．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。
①同源染色體的概念：形狀和大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。如圖甲中A和B，C和D為同源染色體。
②非同源染色體的概念：形狀和大小一般不相同，來源可能相同，也可能不同。
(2)姐妹染色單體與非姐妹染色單體。
姐妹染色單體：連在同一個著絲粒上的染色單體。
如圖乙中1和2、3和4、5和6、7和8為姐妹染色單體；而1和3、4、5、6、7、8為非姐妹染色單體。
(3)聯(lián)會和四分體。
①聯(lián)會：同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。
②四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有4條染色單體。
③相互關(guān)系：
同源染色體eq \(――→,\s\up15(復制、聯(lián)會))四分體
④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＝4個DNA分子。
【針對檢測】
1．下列關(guān)于減數(shù)分裂的敘述，正確的是( )
A．減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，也有細胞周期
B．染色體復制兩次，細胞分裂一次
C．產(chǎn)生的子細胞中染色體數(shù)目減半
D．精(卵)原細胞只可進行減數(shù)分裂
2．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)第一次分裂的前期和中期
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
3．(等級考選做，多選)下列關(guān)于染色體、染色單體、聯(lián)會和四分體的敘述中，錯誤的是( )
A．染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，一條染色體上只有一個DNA分子
B．由同一個著絲粒連著的染色單體屬于姐妹染色單體
C．聯(lián)會的結(jié)果是形成四分體，人的配子形成過程中會出現(xiàn)46個四分體
D．染色單體因為著絲粒的分裂而消失
4．(等級考選做，多選)如圖表示某細胞正在進行正常的減數(shù)分裂，下列有關(guān)該圖的敘述，正確的是( )
A．處于減數(shù)第一次分裂時期，有4個四分體
B．有2對同源染色體，8條染色單體
C．1和2、1和3之間均可能發(fā)生交叉互換現(xiàn)象
D．減數(shù)分裂完成，每個子細胞中只有2條染色體
探究點二 配子的形成過程
【師問導學】
一、精子的形成過程
1．觀察教材P18～19圖2－2，討論并分析下列問題：
(1)減數(shù)第一次分裂前的間期，染色體進行復制后，其數(shù)目和形態(tài)結(jié)構(gòu)有何變化？
(2)染色體數(shù)目減半發(fā)生在哪個分裂期？減半的原因是什么？
(3)經(jīng)減數(shù)第一次分裂形成的兩個次級精母細胞中染色體在形態(tài)、大小上有什么不同？
(4)在減數(shù)第一次分裂后期的初級精母細胞和減數(shù)第二次分裂后期的次級精母細胞中，移向細胞一極的染色體數(shù)目和形態(tài)結(jié)構(gòu)相同嗎？
(5)1個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂后產(chǎn)生幾種類型的精子？說明原因。
二、卵細胞的形成過程
1．閱讀教材P21～22內(nèi)容，觀察分析教材P22圖2－5，探討下列問題：
(1)試從染色體的行為、數(shù)目變化角度，比較精子和卵細胞形成過程的相同點。
(2)精子和卵細胞形成過程中，細胞質(zhì)分裂有哪些異同點？
三、如圖是某動物細胞減數(shù)分裂各時期的示意圖，請據(jù)圖思考下列問題：
(1)如圖所示的是精子形成過程還是卵細胞的形成過程？請簡述判斷的理由。
(2)非姐妹染色單體的交叉互換發(fā)生于哪個圖所處時期？
(3)同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合發(fā)生于圖中的哪個圖像中？兩種變化是否同時發(fā)生？
(4)減數(shù)第二次分裂中還有同源染色體嗎？試分析其原因。
(5)減數(shù)第一次分裂后期的初級精母細胞和減數(shù)第二次分裂后期的次級精母細胞中分配到兩極的兩組染色體之間分別是什么關(guān)系？
四、如圖是某種動物細胞分裂不同時期的圖像。
(1)圖甲是什么細胞？含有幾對同源染色體？
(2)圖乙是什么細胞？含有幾對同源染色體？其子細胞的名稱是什么？
(3)圖丙可能是什么細胞？
【智涂筆記】
1．“三看法”判斷同源染色體
2．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。
【師說核心】
1．減Ⅰ和減Ⅱ過程的比較(假設(shè)體細胞內(nèi)染色體數(shù)為2N)
2.精子和卵細胞形成過程比較
(1)精子形成過程圖解(假設(shè)體細胞中染色體數(shù)為2n)
(2)卵細胞形成過程圖解(假設(shè)體細胞中染色體數(shù)為2n)
(3)精子和卵細胞形成過程的不同點
(4)精子和卵細胞形成過程的相同點——染色體的行為和數(shù)目變化規(guī)律完全相同
【針對檢測】
1．如圖為動物細胞減數(shù)分裂示意圖，下列各項能正確表示分裂過程順序的是( )
A．③⑥④①②⑤ B．⑥③②④①⑤
C．③⑥④②①⑤ D．③⑥②④①⑤
2．人的體細胞有23對同源染色體，減數(shù)第一次分裂的初級精母細胞中有四分體( )
A．46個 B．92個
C．184個 D．23個
3．在減數(shù)分裂過程中，沒有染色單體的時期是( )
A．減Ⅰ后期 B．減Ⅱ后期
C．減Ⅱ前期 D．分裂間期
4．初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂過程中都會出現(xiàn)( )
A．同源染色體分離 B．著絲粒分裂
C．細胞質(zhì)不均等分裂 D．染色體復制
5．(等級考選做，多選)下列有關(guān)人的減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ的比較，正確的是( )
A．在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中都有同源染色體
B．在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中都有姐妹染色單體的分離
C．減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中染色體數(shù)目可能相同
D．減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中核DNA含量不可能相同
6．(等級考選做)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．一個精原細胞經(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
探究點三 細胞分裂圖像和曲線分析
【師問導學】
一、如圖為有絲分裂和減數(shù)分裂各個時期的細胞分裂圖像(不是同一種生物的細胞分裂圖像)，請據(jù)圖思考下列問題：
(1)圖中哪些屬于前期、中期和后期的分裂圖像？
(2)圖中哪些是有絲分裂圖像？哪些是減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂圖像？
(3)請用字母表示出減數(shù)分裂的分裂過程(只表示分裂期)。
二、在減數(shù)分裂過程中，染色體和核DNA均發(fā)生了變化，但是變化規(guī)律不同，請找出它們的不同。
1．細胞中染色體、染色單體、核DNA數(shù)量的變化規(guī)律
(1)染色體數(shù)目的變化
在下列坐標中畫出減數(shù)分裂過程中的染色體數(shù)目的變化。
(2)染色單體數(shù)目的變化
請在下列坐標中畫出減數(shù)分裂過程中染色單體數(shù)目的變化。
(3)核DNA數(shù)目的變化
在下列坐標中畫出減數(shù)分裂過程中核DNA數(shù)目的變化。
2．下圖表示細胞分裂過程中核DNA數(shù)目的變化，請據(jù)圖思考下列問題：
(1)圖中的m和n分別表示哪種方式的細胞增殖？
(2)DNA數(shù)目增加的原因是什么？染色體是在哪種結(jié)構(gòu)的牽引下才平均分配到細胞兩極的？
3．下圖Ⅰ～Ⅳ表示某動物(體細胞中有8條染色體)體內(nèi)某器官中處于不同分裂階段的四個細胞。請據(jù)圖思考下列問題：
(1)圖中①②③分別表示什么含義(染色體/核DNA/染色單體)?
(2)圖中Ⅱ可以表示哪種細胞增殖的哪個時期？哪些只能表示減數(shù)分裂過程中的數(shù)量變化？
【智涂筆記】
分裂圖像的判別
(1)三看識別法

(2)卵細胞和精子形成過程中圖像的判斷方法
歸納概括
有絲分裂和減數(shù)分裂中染色體、核DNA數(shù)量變化的判斷
(1)染色體數(shù)量變化：減數(shù)分裂中染色體數(shù)量最大為2N，數(shù)量變化為2N→N→2N→N。有絲分裂中染色體數(shù)量最大為4N，數(shù)量變化為2N→4N→2N。
(2)核DNA數(shù)量變化：有絲分裂和減數(shù)分裂中核DNA加倍都在間期，但有絲分裂只有一次減半，減數(shù)分裂兩次減半。
(3)染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，原因是同源染色體分離。減數(shù)第二次分裂后期，染色體數(shù)目暫時加倍到與體細胞一樣，原因是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。
(4)染色單體形成于減數(shù)第一次分裂前的間期，可見于減數(shù)第一次分裂前、中、后、末期以及減數(shù)第二次分裂前、中期，消失于減數(shù)第二次分裂后期。
(5)核DNA數(shù)目的加倍發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前的間期，原因是DNA分子的復制。核DNA數(shù)目減半發(fā)生了兩次，原因分別是：減數(shù)第一次分裂，同源染色體分開分別進入兩個子細胞，導致子細胞核DNA數(shù)目減半；減數(shù)第二次分裂，分開后的姐妹染色單體，成為染色體，分別進入兩個子細胞，導致子細胞核DNA數(shù)目減半。
方法規(guī)律：曲線判斷方法
【師說核心】
一、細胞分裂圖像鑒別
1．常見的前期、中期、后期的分裂圖像(以2N＝4為例)比較
2.鑒別細胞分裂圖像的常用方法
(1)前期的鑒別
(2)中期的鑒別

(3)后期的鑒別
二、減數(shù)分裂過程中，一個細胞中染色體數(shù)目和核DNA含量的變化
(1)曲線變化
(2)曲線分析
①染色體數(shù)目的變化和核DNA分子含量的變化不是完全平行的，因為復制后的染色體數(shù)目沒加倍，而DNA分子含量已加倍。
②在間期DNA復制之前(AB段和ab段)和減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂之后(FH段和fh段)，染色體:DNA＝1:1。
③在間期完成DNA復制之后到減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂之前(CF段和cf段)，染色體:核DNA＝1:2。
④BC(bc)段表示間期DNA(染色體)的復制，核DNA含量加倍，但是染色體數(shù)目不變。
⑤DE(de)段表示減數(shù)第一次分裂結(jié)束時，同源染色體分配到兩個子細胞中，每個細胞內(nèi)核DNA和染色體數(shù)目均減半。
⑥ff′段表示著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)目加倍，但是核DNA含量不變。
⑦H(h)點表示減數(shù)第二次分裂結(jié)束后，由姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體分別分配到兩個子細胞中。
三、每條染色體中DNA含量的變化
對上圖曲線的解釋：
四、同源染色體“對”數(shù)的曲線變化
五、細胞分裂過程中染色體和核DNA數(shù)量變化曲線的變式——直方圖
直方圖實質(zhì)上是坐標曲線圖的變形，也可反映染色體、核DNA或染色單體數(shù)量的變化。在直方圖中，染色體和核DNA的含量不可能是0，但染色單體會因著絲點的分裂而消失，所以直方圖中表示的某結(jié)構(gòu)如出現(xiàn)0，則其一定表示染色單體。如圖所示：
【針對檢測】
1．下列有關(guān)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(chǎn)生4種類型的生殖細胞
D．②能產(chǎn)生1種類型的生殖細胞
2．若細胞分裂過程中一條染色體上DNA數(shù)量的變化情況如圖所示。下列有關(guān)圖示信息的敘述中，不正確的是( )
A．A→B可表示染色體復制
B．B→C可表示有絲分裂前期和中期
C．C→D可表示染色體的著絲粒分裂
D．D→E可表示減數(shù)第二次分裂全過程
3．下圖中橫坐標甲、乙、丙、丁表示某種哺乳動物(2n)在有性生殖過程中某些時期的細胞。圖中a、b、c表示各種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)在不同時期的連續(xù)數(shù)量變化，可以與圖中甲、乙、丙、丁相對應的細胞是( )
A．初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞、精子
B．精原細胞、初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞
C．卵原細胞、次級卵母細胞、第一極體、第二極體
D．卵原細胞、初級卵母細胞、次級卵母細胞、第一極體
4．(等級考選做，多選)如圖是果蠅的一個精原細胞分裂過程中核DNA分子數(shù)的變化圖，下列相關(guān)說法，正確的是( )
A．AE段表示有絲分裂，F(xiàn)K段表示減數(shù)分裂
B．CD段和GH段染色體數(shù)目都相等
C．GH段都存在染色單體
D．最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細胞的一半
5．(等級考選做)圖1表示某基因型為AaBb(兩對基因分別位于兩對同源染色體上)的動物組織切片顯微圖像，圖2表示該動物細胞分裂過程中不同時期染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA分子數(shù)的關(guān)系。分析并回答下列問題：
圖1
圖2
(1)圖1中，具有同源染色體的細胞是________。
(2)圖1中，細胞②的名稱為________，該細胞產(chǎn)生的子細胞的基因型可能為________。
(3)圖2中，________(填字母)表示染色單體數(shù)。圖1中的細胞________(填序號)處于圖2中的甲時期。
(4)在圖2中丙處繪出細胞③產(chǎn)生的子細胞中染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA分子數(shù)的柱形圖。
【網(wǎng)絡建構(gòu)】
【主干落實】
1．減數(shù)分裂的特點是染色體只復制一次，而細胞分裂兩次，導致染色體數(shù)目減半。
2．精卵原細胞通過有絲分裂增殖，通過減數(shù)分裂形成精卵細胞。
3．減數(shù)第一次分裂的主要特征：同源染色體聯(lián)會形成四分體；四分體中的非姐妹染色單體之間可發(fā)生交叉互換；同源染色體分離，分別移向細胞兩極。
4．減數(shù)第二次分裂的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞的兩極。
5．1個四分體包含2條染色體，4條染色單體，4個DNA分子。
6．卵細胞與精子形成過程的最大區(qū)別在于初級卵母細胞和次級卵母細胞的分裂是不均等的。
1．下列關(guān)于減數(shù)分裂的敘述，正確的是( )
A．只有進行有性生殖的生物才進行減數(shù)分裂，減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，同樣具有細胞周期
B．高等動物的減數(shù)分裂發(fā)生在睪丸(精巢)或卵巢中
C．減數(shù)分裂過程中染色體復制兩次，細胞分裂一次
D．玉米體細胞中有10對染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后，卵細胞中有5對染色體
2．[2020·安徽宣城期中]下列有關(guān)果蠅精子形成過程中減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ的比較，正確的是( )
A．都有同源染色體
B．都有姐妹染色單體的分離
C．染色體數(shù)目可能相同
D．核DNA分子的含量可能相同
3．[2020·遼寧葫蘆島期末]如圖是來自同一動物體內(nèi)、處于不同時期的細胞分裂圖像。下列有關(guān)敘述，正確的是( )
A．根據(jù)圖④不能準確判斷該個體的性別
B．圖①與圖③所示細胞中染色單體數(shù)相等
C．該生物的正常體細胞中含有16條染色體
D．圖②和圖④所示細胞都是產(chǎn)生體細胞的細胞
4．如圖曲線表示某生物(2n＝4)的體細胞分裂過程及精子形成過程中某些物質(zhì)含量的變化。a～e分別表示分裂過程中的某時期的細胞分裂圖。請據(jù)圖回答下列問題。
(1)曲線中①～③段可表示細胞進行________分裂過程中的________數(shù)量變化。
(2)圖a～e中與曲線②⑤位置相對應的細胞分別是________________________________________________________________________。
(3)細胞a、b、c、d、e中具有同源染色體的是________，曲線中不含同源染色體的時期是________。
(4)與體細胞相比，a～e細胞中，核內(nèi)DNA含量加倍的是________。
(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是________________________。
教材第18頁?【問題探討】
1．配子的染色體與體細胞的染色體的差別在于：(1)配子染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的一半；(2)配子的染色體是從體細胞中每對同源染色體中分別取出一條組成的。
2．提示：本題是一道開放性題目，可根據(jù)配子染色體的形態(tài)、大小不同提出不同的問題或猜想。
教材第19～21頁?【旁欄思考題】
1．配子中含有與體細胞數(shù)目一樣的染色體。
2．初級精母細胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。
3．在減數(shù)分裂Ⅰ中，同源染色體聯(lián)會，四分體形成，四分體中的非姐妹染色單體間發(fā)生互換，同源染色體分離，使得細胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細胞中染色體數(shù)目減少為初級精母細胞的一半。上述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結(jié)合成合子的受精作用，就能維持生物前后代體細胞染色體數(shù)目的恒定，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型多樣，從而增加生物的變異，增強生物適應環(huán)境的能力，有利于生物的進化。
4．精細胞變形之后形成精子，精子呈蝌蚪狀，頭部含有細胞核，尾長，能夠擺動，有利于與卵細胞結(jié)合。
教材第23頁?【練習與應用】
一、概念檢測
1．(1)× 玉米卵細胞的染色體數(shù)目與體細胞相比減少一半，有10條。但不能說有5對，因為“對”其實是指“同源染色體對”。由于卵細胞不含同源染色體，所以只能說卵細胞中有10條染色體。
(2)√ 在減數(shù)分裂Ⅰ中，由于同源染色體分離，并分別進入兩個子細胞中，使得所形成的次級精母細胞或次級卵母細胞(第一極體)染色體數(shù)目減半。
2．B 同源染色體聯(lián)會和四分體形成發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。
3．C 從圖中可以看出此細胞內(nèi)藍色的染色體無同源染色體，且染色體上有姐妹染色單體，由此可以判斷出該細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ前期，可能是次級卵母細胞。
4．(1)這個細胞正在進行減數(shù)分裂，因為該細胞中出現(xiàn)了四分體。
(2)細胞中有4條染色體，8條染色單體。
(3)細胞中有2對同源染色體。其中染色體A與C、A與D、B與C、B與D是非同源染色體。
(4)細胞中a與a′、b與b′、c與c′、d與d′是姐妹染色單體。
(5)該細胞分裂完成后，子細胞中有2條染色體。
(6)略。
二、拓展應用
1．提示：減數(shù)分裂Ⅰ會出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對排列、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。減數(shù)分裂Ⅱ的中期，非同源染色體成單排列在細胞赤道板位置，移向細胞兩極的染色體不含染色單體。
2．提示：不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況，比如減數(shù)第一次分裂時，聯(lián)會的同源染色體有一對或幾對沒有分別移向細胞兩極而是集中到一個次級精母細胞中，再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的精子中的染色體數(shù)目就會比正常的多(少)一條或幾條。再如減數(shù)分裂(無論是減數(shù)第一次分裂還是減數(shù)第二次分裂)過程中，染色體已移向細胞兩極，但因某種原因細胞未分裂成兩個子細胞，這樣就可能出現(xiàn)精子或卵細胞中染色體數(shù)目加倍的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則受精卵中染色體數(shù)目就會出現(xiàn)異常，由該受精卵發(fā)育成的個體細胞中染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的，那么當該個體的遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時，性狀也會出現(xiàn)異常。
3．提示：(1)細胞核內(nèi)含有遺傳物質(zhì)以便傳給下一代；(2)丟掉大部分細胞質(zhì)和細胞器，可使精子體積減小，運動便捷；(3)精子快速運動主要依靠尾部的擺動，其運動的動力主要來自于線粒體；(4)全部線粒體被保留下來的意義：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，通過線粒體的生理活動能形成精子運動所需的能量。
eq \x(溫馨提示：請完成課后分層檢測案5)
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
第1課時 減數(shù)分裂與精子和卵細胞的形成
互動·探究·智涂
探究點一
【師問導學】
一、
1．提示：配子中染色體數(shù)目是體細胞中染色體數(shù)目的一半。
2．(1)提示：不能。大腸桿菌是原核生物，不能進行有性生殖。
(2)提示：能。果蠅是能進行有性生殖的真核生物。
(3)提示：不能。變形蟲是真核生物，但不能進行有性生殖。
二、
1．1和2、3和4 1和3、1和4、2和3、2和4
2．(2)2 1 4
3．(1)a和a′、b和b′、c和c′、d和d′ (2)a和b(b′)、a′和b(b′)
4．提示：1個四分體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子。
5．提示：線粒體和葉綠體也有遺傳物質(zhì)，這些遺傳物質(zhì)不遵循孟德爾定律，只有染色體上的遺傳物質(zhì)才遵循。
6．提示：不一定，若一條來自父方，一條來自母方，且可以發(fā)生聯(lián)會，則為同源染色體，否則不是。同源染色體形態(tài)、大小不一定相同，如高等動物的性染色體。
7．(1)1和2 3和4 2和3、2和4 (2)2 4 8 (3)交叉互換 減數(shù)第一次分裂前期 非姐妹染色單體 (4)姐妹染色單體
【針對檢測】
1．解析：減數(shù)分裂是指在原始生殖細胞(如動物的精原細胞或卵原細胞)發(fā)展為成熟的生殖細胞(如精子或卵細胞)的過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次，使新產(chǎn)生的生殖細胞中染色體數(shù)目減半的過程。精(卵)原細胞自身的增殖方式是有絲分裂。
答案：C
2．解析：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)第一次分裂過程中所特有的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)在同源染色體聯(lián)會后，即前期和中期，在后期同源染色體分開，四分體消失；在減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象叫做聯(lián)會，配對的染色體稱為四分體；在減數(shù)第一次分裂過程中，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。
答案：A
3．解析：染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，一條染色體上有1個或2個DNA分子，A錯誤；染色體復制的結(jié)果是形成兩條姐妹染色單體，由同一個著絲粒連接，B正確；聯(lián)會形成四分體，有幾對同源染色體就有幾個四分體，因為人體細胞中有23對同源染色體，所以在配子形成過程中會形成23個四分體，C錯誤；著絲粒分裂導致姐妹染色單體彼此分離，各自成為一條染色體，D正確。
答案：AC
4．解析：該細胞處于減數(shù)第一次分裂前期，有2個四分體，A錯誤；細胞內(nèi)A和B為同源染色體，C和D為同源染色體，有2對同源染色體，B正確；交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，C錯誤；減數(shù)分裂完成產(chǎn)生的生殖細胞中染色體數(shù)目減半，每個子細胞中只有2條染色體，D正確。
答案：BD
探究點二
【師問導學】
一、
1．(1)提示：染色體數(shù)目不發(fā)生變化；染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，一條染色體中有兩條姐妹染色單體。
(2)提示：染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的末期；原因是同源染色體分離，并分別進入兩個子細胞中。
(3)提示：兩個次級精母細胞中染色體(一般情況下)形態(tài)大小一一對應兩兩相同。
(4)提示：數(shù)目相同，形態(tài)結(jié)構(gòu)不同。初級精母細胞中的染色體含有姐妹染色單體。
(5)提示：兩種類型。原因是由于同源染色體分離。
二、
1．(1)提示：Ⅰ.行為變化：①染色體復制；②聯(lián)會、形成四分體、交叉互換；③同源染色體分離，非同源染色體自由組合；④減數(shù)第二次分裂后期染色體著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。
Ⅱ.數(shù)目變化：①減數(shù)第一次分裂形成的子細胞中染色體數(shù)目減半；②減數(shù)第二次分裂形成的子細胞中染色體數(shù)目不變。
(2)提示：精子形成過程中兩次細胞分裂細胞質(zhì)均為均等分裂；卵細胞形成過程中初、次級卵母細胞分裂時，細胞質(zhì)都是不均等分裂，但極體分裂時，細胞質(zhì)是均等分裂的。
三、
(1)提示：精子形成過程，因為減數(shù)第一次分裂末期形成的兩個子細胞的細胞質(zhì)是均等分裂的。
(2)提示：③。
(3)提示：②，同時發(fā)生。
(4)提示：沒有。因為減數(shù)第一次分裂后，同源染色體已分離。
(5)提示：減數(shù)第一次分裂后期分配到兩極的兩組染色體之間是同源染色體，而減數(shù)第二次分裂后期分配到兩極的是復制形成的形態(tài)大小相同的子染色體。
四、
(1)提示：初級精母細胞；兩對同源染色體。
(2)提示：次級卵母細胞；不含同源染色體；卵細胞和極體(或第二極體)。
(3)提示：次級精母細胞或(第一)極體。
【針對檢測】
1．解析：①圖中有2個細胞，各細胞中著絲粒已經(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2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4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。
答案：D
2．解析：一個四分體含有一對同源染色體。由題意可知人的體細胞有23對同源染色體故減數(shù)第一次分裂的初級精母細胞中有四分體23個。
答案：D
3．解析：減數(shù)第二次分裂后期由于著絲粒分裂，姐妹染色單體分開形成染色體，所以不存在染色單體。
答案：B
4．解析：同源染色體的分離只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，即只在初級卵母細胞中出現(xiàn)；著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，即只在次級卵母細胞中出現(xiàn)；初級卵母細胞和次級卵母細胞都是不均等分裂；染色體的復制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前的間期，在初級卵母細胞和次級卵母細胞中都不會出現(xiàn)。
答案：C
5．解析：減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，因此減數(shù)分裂Ⅱ過程中不含同源染色體，A錯誤；在減數(shù)分裂Ⅰ過程中沒有姐妹染色單體的分離，B錯誤；減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ后期染色體數(shù)目相同，C正確；減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中核DNA含量不可能相同，D正確。
答案：CD
6．解析：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。
答案：B
探究點三
【師問導學】
一、
(1)提示：前期：CFG，中期：ADI，后期：BEH。
(2)提示：有絲分裂：ABC；減數(shù)第一次分裂：EFI；減數(shù)第二次分裂：DGH。
(3)提示：F→I→E→G→D→H。
二、
1．(1)提示：
(2)提示：
(3)提示：
2．(1)提示：m表示有絲分裂，n表示減數(shù)分裂。
(2)提示：DNA數(shù)目增加的原因是DNA的復制；染色體是在紡錘絲(或星射線)的牽引下移向細胞兩極的。
3．(1)提示：①表示染色體，②表示染色單體，③表示核DNA。
(2)提示：Ⅱ可以表示有絲分裂的前期和中期、減數(shù)第一次分裂的前期、中期、后期和末期。Ⅲ和Ⅳ。
【針對檢測】
1．解析：由細胞中染色體變化的規(guī)律及細胞質(zhì)的分裂情況可知，細胞①是初級精母細胞，正處于減Ⅰ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(chǎn)生2種(4個)生殖細胞(精細胞)；細胞②是次級卵母細胞，正處于減Ⅱ后期，不含同源染色體，只能產(chǎn)生1種(1個)生殖細胞(卵細胞)。
答案：D
2．解析：圖中A→B段表示每條染色體上的DNA數(shù)目由1變?yōu)?，這是由于間期DNA復制形成的，即進行了染色體復制；B→C段表示DNA復制完成而染色單體未發(fā)生分離，既可表示有絲分裂前期和中期，也可以表示減數(shù)第一次分裂過程和減數(shù)第二次分裂前期、中期；C→D段表示每條染色體上的DNA數(shù)目由2變?yōu)?，這是由后期著絲粒分裂導致的；D→E表示每條染色體含有1個DNA分子，即染色單體已發(fā)生分離，可表示有絲分裂后期和末期，也可表示減數(shù)第二次分裂后期和末期。
答案：D
3．解析：由圖可知，c的數(shù)目可以為0，則c表示染色單體；當細胞中存在染色單體時，染色單體數(shù)目＝核DNA分子數(shù)目＝2×染色體數(shù)目，則a表示核DNA分子數(shù)目，b表示染色體數(shù)目；初級精(卵)母細胞、處于減數(shù)第二次分裂前期和中期的次級精(卵)母細胞(或第一極體)中染色體數(shù)目:核DNA分子數(shù)目:染色單體數(shù)目＝1:2:2，但初級精(卵)母細胞中的染色體數(shù)是次級精(卵)母細胞(或第一極體)中的2倍，故乙、丙對應的細胞分別是初級精(卵)母細胞、次級精(卵)母細胞(或第一極體)；DNA復制前的精(卵)原細胞中無染色單體，染色體數(shù)目和核DNA分子數(shù)目相同，精細胞(精子)或卵細胞、第二極體中無染色單體，且染色體數(shù)是精(卵)原細胞的一半，故甲、丁分別對應精(卵)原細胞、精細胞(精子)或卵細胞、第二極體。
答案：B
4．解析：分析曲線變化可知，AE段核DNA分子數(shù)一次加倍一次減半，應表示有絲分裂；FK段核DNA分子數(shù)加倍一次，連續(xù)兩次減半，應表示減數(shù)分裂，A正確；CD段包括有絲分裂前、中、后期，細胞內(nèi)染色體數(shù)量為8條或16條，GH段為減數(shù)第一次分裂，細胞內(nèi)染色體數(shù)目為8條，存在染色單體，B錯誤，C正確；最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細胞的一半，D正確。
答案：ACD
5．解析：由圖可知，細胞①處于減數(shù)第一次分裂前期，細胞②處于減數(shù)第二次分裂后期，細胞③處于減數(shù)第二次分裂前期，細胞④處于有絲分裂中期。(1)進行有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的細胞均含有同源染色體。(2)細胞②中無染色單體，細胞質(zhì)不均等分裂，故細胞②表示次級卵母細胞，其子細胞不會含有等位基因，非同源染色體上的非等位基因可自由組合，故其子細胞基因型可能為AB或Ab或aB或ab。(3)圖2中只有b的數(shù)目可以為0，所以b表示染色單體數(shù)目；甲的染色體、染色單體和核DNA分子數(shù)目分別為4、8、8，則圖1中的①④處于圖2中的甲時期。(4)細胞③產(chǎn)生的子細胞中染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA分子數(shù)分別為2、0、2。
答案：(1)①④ (2)次級卵母細胞 AB或Ab或aB或ab (3)b ①④ (4)如圖所示：
歸納·提升·素養(yǎng)
【網(wǎng)絡建構(gòu)】
①初級精母細胞 ②次級精母細胞 ③精細胞 ④初級卵母細胞 ⑤次級卵母細胞 ⑥卵細胞 ⑦受精卵 ⑧有絲分裂
當堂·即時·反饋
1．解析：減數(shù)分裂發(fā)生在原始生殖細胞形成成熟生殖細胞的過程中，只有進行有性生殖的生物才進行減數(shù)分裂，減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，但無細胞周期，A錯誤；高等動物的減數(shù)分裂發(fā)生在睪丸(精巢)或卵巢中，B正確；減數(shù)分裂過程中染色體只復制一次，細胞分裂兩次，C錯誤；玉米體細胞中有10對染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后，同源染色體分離，染色體數(shù)目減半，所以卵細胞中染色體數(shù)為10條，沒有成對的染色體，D錯誤。
答案：B
2．解析：減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，因此減數(shù)分裂Ⅱ中不含同源染色體，A錯誤；在減數(shù)分裂Ⅰ過程中沒有姐妹染色單體的分離，B錯誤；減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ后期、末期染色體數(shù)目相同，C正確；減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ中核DNA分子含量不相同，D錯誤。
答案：C
3．解析：由于圖④中細胞質(zhì)均等分裂，可以表示第一極體，也可以表示次級精母細胞，因此不能準確判斷該個體的性別，A正確；圖①所示細胞中著絲粒已分裂，沒有染色單體，而圖③所示細胞中含有8條染色單體，B錯誤；圖①所示細胞處于有絲分裂后期，其所含染色體數(shù)目是體細胞的2倍，因此該生物的正常體細胞含有4條染色體，C錯誤；圖②和圖④所示細胞處于減數(shù)分裂過程，因此都不是產(chǎn)生體細胞的細胞，D錯誤。
答案：A
4．解析：(1)題圖曲線可代表染色體的數(shù)量變化，在②階段，染色體數(shù)目與體細胞相比增加了一倍，故①～③可表示有絲分裂過程。(2)曲線中②⑤時期染色體數(shù)量均加倍，說明此時細胞處于分裂的后期，從染色體的數(shù)量上看，②為4n、⑤為2n，則②表示有絲分裂后期，⑤表示減數(shù)第二次分裂后期，分別對應e、b細胞。(3)a～e細胞分別表示減數(shù)第一次分裂的四分體時期、減數(shù)第二次分裂后期、減數(shù)第二次分裂前期、有絲分裂中期和有絲分裂后期的圖像，含有同源染色體的有a、d、e。曲線中從④開始，染色體數(shù)目減半，說明已經(jīng)進入減數(shù)第二次分裂時期，處于④⑤⑥時期的細胞內(nèi)均不含同源染色體。(4)與體細胞相比，核內(nèi)DNA含量加倍為4n的細胞為a、d、e。(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是著絲粒分裂，染色單體分開成為染色體。
答案：(1)有絲 染色體 (2)e、b (3)a、d、e ④⑤⑥ (4)a、d、e (5)著絲粒分裂，染色單體分開成為染色體
項目
減數(shù)第一次分裂
減數(shù)第二次分裂
染色體間期
是否復制
復制
不復制
分裂過程中
細胞名稱
性原細胞→初級性母細胞→次級性母細胞(或極體)
次級性母細胞(或極體)→精細胞或卵細胞(或極體)
著絲粒變化
不分裂
分裂
染色體數(shù)
目變化
2N→N(減半)
N→2N→N
DNA數(shù)
目變化
2N→4N→2N
2N→N(減半)
染色體主
要行為
有聯(lián)會現(xiàn)象；四分體的非姐妹染色單體交叉互換；同源染色體分離，非同源染色體自由組合
著絲粒分裂，染色單體分開
染色單體
無(0)→有(4N)→有(2N)
有(2N)→無(0)
同源染色體
有(N對)
無
時期
變化
①減數(shù)分裂前的間期
染色體復制
②減數(shù)分裂Ⅰ前期
同源染色體聯(lián)會形成四分體，四分體中非姐妹染色單體有可能發(fā)生部分交叉互換
③減數(shù)分裂Ⅰ后期
同源染色體分開，非同源染色體自由組合
④減數(shù)分裂Ⅰ末期結(jié)束
1個原始生殖細胞形成2個子細胞，子細胞中染色體數(shù)目減半
⑤減數(shù)分裂Ⅱ后期
著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數(shù)目暫時加倍
⑥減數(shù)分裂Ⅱ末期結(jié)束
1個原始生殖細胞最終形成4個子細胞，且子細胞中染色體數(shù)目是原始生殖細胞的一半
時期
有絲分裂
減數(shù)第一次分裂
減數(shù)第二次分裂
前期
有同源染色體，無聯(lián)會，染色體散亂分布，每條染色體含2條姐妹染色單體
有同源染色體，且有聯(lián)會和四分體，每條染色體含2條姐妹染色單體
無同源染色體，無聯(lián)會，染色體散亂分布，每條染色體含2條姐妹染色單體
中期
有同源染色體，染色體的著絲粒排列在赤道板上，每條染色體含2條姐妹染色單體,
有同源染色體，同源染色體的著絲粒排列在赤道板兩側(cè)，每條染色體含2條姐妹染色單體
無同源染色體，染色體的著絲粒排列在赤道板上，每條染色體含2條姐妹染色單體
后期
著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，每一極細胞中均有同源染色體
同源染色體分開，每條染色體含2條姐妹染色單體，每一極細胞中均無同源染色體
著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，每一極細胞中均無同源染色體
A→B
B→C
C→D
D→E
減數(shù)分裂對應時期
MⅠ前的間期
MⅠ全過程和MⅡ前期、MⅡ中期
MⅡ后期
MⅡ末期
有絲分裂對應時期
間期
前期和中期
后期
末期
有絲分裂
減數(shù)分裂
圖注

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