【主干知識(shí)梳理】一、觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片1．實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)細(xì)胞中的染色體 的變化，識(shí)別減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期。2．實(shí)驗(yàn)流程
二、配子中染色體組合的多樣性1．原因2．意義：導(dǎo)致了不同配子 的差異，加上受精過(guò)程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性，使同一雙親的后代必然呈現(xiàn) 。
三、受精作用1．概念：卵細(xì)胞與精子相互 、 成為受精卵的過(guò)程。2．過(guò)程
3．結(jié)果(1)受精卵中的 數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目。(2)受精卵中的 一半來(lái)自精子(父方)，另一半來(lái)自卵細(xì)胞(母方)。4．意義(1)后代呈現(xiàn)多樣性，有利于生物 多變的自然環(huán)境，有利于生物在 中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。(2)保證了每種生物(有性生殖的生物)前后代體細(xì)胞中 的恒定，維持了生物遺傳的穩(wěn)定性。因此，減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于生物的__________都具有重要意義。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】1．從減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的角度分析教材第25頁(yè)中“一母生九子，九子各不同”的原因。提示：親代生殖細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生多種多樣的配子，每次生育時(shí)參與受精作用的配子的染色體組成不完全相同。
2．下圖(教材第27頁(yè)圖2-7)為受精過(guò)程開始的掃描電鏡照片，據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)從細(xì)胞膜的成分分析，精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是__________________。精子與卵細(xì)胞融合的過(guò)程與生物膜 有關(guān)。(2)一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)人的遺傳物質(zhì)來(lái)自母親的要多于來(lái)自父親的，其原因是什么？提示：受精時(shí)，通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面。因此，受精卵細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，而細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自母親一半來(lái)自父親，所以一個(gè)人的遺傳物質(zhì)來(lái)自母親的要多于來(lái)自父親的。
教材問(wèn)題提示(一)探究·實(shí)踐(教材第26頁(yè))活動(dòng)二：?jiǎn)栴}思考1．細(xì)胞中至少需要2對(duì)染色體。2．有2種組合方式。假設(shè)分別用A、A′和B、B′表示2對(duì)染色體，則減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，非同源染色體的組合有2種：A、B和A′、B′；A、B′和A′、B。3．略。
活動(dòng)三：討論1．在減數(shù)分裂Ⅰ中，先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細(xì)胞的兩極等行為變化；減數(shù)分裂Ⅰ結(jié)束，細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半。在減數(shù)分裂Ⅱ中，每條染色體的著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體隨之分開，并分別移向細(xì)胞的兩極，最終進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。減數(shù)分裂產(chǎn)生了多種多樣的配子，配子中的染色體數(shù)目減半。這為之后通過(guò)受精作用使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，并維持每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定提供了保證。總的來(lái)講，減數(shù)分裂和受精作用共同保證了生物遺傳的穩(wěn)定性和多樣性。2．在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體分離、非同源染色體的自由組合、聯(lián)會(huì)時(shí)非姐妹染色單體間的互換，都會(huì)使減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子。3．略。
(二)思維訓(xùn)練(教材第27頁(yè))
新知探究(一)　配子中染色體組合的多樣性【探究·深化】[問(wèn)題驅(qū)動(dòng)]　下圖中的A、a和B、b表示原始生殖細(xì)胞中的兩對(duì)同源染色體，分析回答：
(1)情況1中，最終產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞有 種類型，分別為 ；情況2中，最終產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞有 種類型，分別為 ；因此，此原始生殖細(xì)胞產(chǎn)生的配子可能有 種類型。(2)據(jù)此推斷：含有n對(duì)同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型為 種。(3)含有n對(duì)同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型有時(shí)候要比上述結(jié)論多，可能的原因是______________________________________。
同源染色體中非姐妹染色單體發(fā)生了互換
[重難點(diǎn)撥]　1．減數(shù)分裂與配子多樣性(1)以二倍體生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂(不考慮互換)為例，如圖所示。
由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成完全相同，分別來(lái)自同一次級(jí)精母細(xì)胞C、D；②E(F)與G(H)中的染色體“互補(bǔ)”，來(lái)自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。(2)二倍體生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂(考慮互換)，如圖所示。由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成大同小異，分別來(lái)自同一次級(jí)精母細(xì)胞C、D；②E、F與G、H中的染色體“互補(bǔ)”，來(lái)自同一初級(jí)精母細(xì)胞。
2．一般情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)只考慮非同源染色體自由組合，不考慮互換的情況。(Y與y、R與r分別表示兩對(duì)同源染色體)(2)若考慮互換，會(huì)增加配子的種類，如一個(gè)含n對(duì)同源染色體的生物產(chǎn)生的配子種類會(huì)大于2n種。
【典題·例析】[例1]　果蠅的體細(xì)胞中含有四對(duì)同源染色體(A與a、B與b、C與c、D與d)，在不發(fā)生互換的情況下，它的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂后能形成幾種類型的精子(　　)A．2種　　　　　　　　B．4種C．8種 D．16種[解析]　一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞無(wú)論含有多少對(duì)同源染色體，在不發(fā)生互換的情況下，經(jīng)減數(shù)分裂都只形成2種類型的精子。故選A。[答案]　A
[例2]　如圖1是某生物的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，圖2是該生物的五個(gè)精細(xì)胞。最可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是 (　　)A．①和② B．②和④ C．③和⑤ D．①和④[解析]　減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，因?yàn)橥慈旧w分離，非同源染色體自由組合，所以一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級(jí)精母細(xì)胞；減數(shù)分裂Ⅱ類似于有絲分裂，因此每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生2個(gè)基因型相同的精細(xì)胞。若發(fā)生互換，則來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的兩個(gè)精細(xì)胞的染色體組成大體相同，只有很小部分顏色有區(qū)別。所以，圖中最可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是②和④。故選B。
方法規(guī)律———————————————————————————根據(jù)染色體組成判斷配子來(lái)源的方法————————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．下列符號(hào)代表精子的染色體，A 和 a 是一對(duì)同源染色體，依此類推，下列哪個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)精子來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞的是(　　)A．Abc、Abc、abC、AbcB．a(chǎn)Bc、AbC、ABC、ABCC．Abc、aBC、Abc、aBCD．ABC、Abc、abc、aBC解析：由于A和a是一對(duì)同源染色體，其余類推，所以在減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合。由于一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級(jí)精母細(xì)胞，進(jìn)而產(chǎn)生2種基因型不同的精細(xì)胞，所以只有C項(xiàng)中Abc、aBC、Abc、aBC四個(gè)精子來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞。答案：C　
2．如圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產(chǎn)生的精細(xì)胞。試根據(jù)細(xì)胞內(nèi)染色體的組合分析，在不考慮互換的情況下，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．上述精細(xì)胞至少來(lái)自4個(gè)精原細(xì)胞B．⑤⑧可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞C．上述精細(xì)胞至少來(lái)自8個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞D．①⑦可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞
解析：由于生殖細(xì)胞中含有3對(duì)同源染色體，最多能產(chǎn)生8種配子，如題圖所示，每種精原細(xì)胞在不發(fā)生互換時(shí)，只能產(chǎn)生2種配子，所以上述細(xì)胞至少來(lái)自4個(gè)精原細(xì)胞、8個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，A、C正確；圖中任何2個(gè)精細(xì)胞的染色體若能組合成AaCcDd，那么這2個(gè)細(xì)胞可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，如⑤與⑧、③與⑦等，B正確；①和⑦的染色體組合為AaCCDd，兩者不可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，D錯(cuò)誤。答案：D　
新知探究(二)　減數(shù)分裂與有絲分裂過(guò)程【探究·深化】[問(wèn)題驅(qū)動(dòng)]　1．結(jié)合不同分裂時(shí)期特點(diǎn)判斷細(xì)胞分裂方式及時(shí)期(1)三個(gè)前期圖的判斷
①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為 前期，B為 前期，C為 前期。(2)三個(gè)中期圖的判斷
①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為 中期，B為 中期，C為 中期。(3)三個(gè)后期圖的判斷
①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為 后期，B為 后期，C為 后期。
2．結(jié)合減數(shù)分裂和有絲分裂過(guò)程中的染色體與核DNA數(shù)量變化模型判斷細(xì)胞分裂方式(1)模型
(2)判斷
[重難點(diǎn)撥]　1．每條染色體中DNA含量的變化
2．同源染色體對(duì)數(shù)的曲線
3．細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體、染色單體和核DNA數(shù)量變化曲線的變式——直方圖直方圖實(shí)質(zhì)上是坐標(biāo)曲線圖的變形，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(huì)因著絲粒的分裂而消失，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：
【典題·例析】[例1]　 (2022·全國(guó)乙卷)有絲分裂和減數(shù)分裂是哺乳動(dòng)物細(xì)胞分裂的兩種形式。某動(dòng)物的基因型是Aa，若該動(dòng)物的某細(xì)胞在四分體時(shí)期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了互換，則通常情況下姐妹染色單體分離導(dǎo)致等位基因A和a進(jìn)入不同細(xì)胞的時(shí)期是(　　)A．有絲分裂的后期　　B．有絲分裂的末期C．減數(shù)第一次分裂 D．減數(shù)第二次分裂
[解析]　有絲分裂過(guò)程中不會(huì)發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體的過(guò)程，也不會(huì)發(fā)生互換，不會(huì)發(fā)生姐妹染色單體分離導(dǎo)致等位基因A和a進(jìn)入不同細(xì)胞的現(xiàn)象，A、B錯(cuò)誤。根據(jù)題意，某動(dòng)物基因型是Aa，經(jīng)過(guò)間期復(fù)制，初級(jí)性母細(xì)胞中有AAaa四個(gè)基因，該動(dòng)物的某細(xì)胞在四分體時(shí)期發(fā)生互換，涉及A和a的交換，交換后兩條同源染色體的姐妹染色單體上均分別具有A和a基因，減數(shù)第一次分裂時(shí)，同源染色體分開，兩組Aa彼此分開進(jìn)入次級(jí)性母細(xì)胞，至此減數(shù)第一次分裂完成，所以不會(huì)發(fā)生姐妹染色單體分離導(dǎo)致等位基因A和a進(jìn)入不同細(xì)胞的現(xiàn)象；而在減數(shù)第二次分裂時(shí)，姐妹染色單體分離，導(dǎo)致其上的等位基因A和a分開進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，C錯(cuò)誤，D正確。[答案]　D
[例2]　如圖是果蠅的一個(gè)精原細(xì)胞分裂過(guò)程中核DNA分子數(shù)的變化圖，下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．有絲分裂發(fā)生在ae中，減數(shù)分裂發(fā)生在fl中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(xì)胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細(xì)胞的一半
[解析]　分析圖中曲線變化可知，ae段核DNA分子數(shù)一次加倍一次減半，故有絲分裂發(fā)生在其中；fl段核DNA分子數(shù)一次加倍，連續(xù)兩次減半，故減數(shù)分裂發(fā)生在其中，A正確。cd段包括有絲分裂前期、中期、后期，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)量為8條或16條；gh段為減數(shù)分裂Ⅰ，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為8條，存在染色單體，B錯(cuò)誤，C正確。精細(xì)胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細(xì)胞的一半，D正確。[答案]　B
【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．某植物的正常細(xì)胞中含10條染色體、10個(gè)核DNA分子，且細(xì)胞中存在紡錘絲，則該細(xì)胞可能處于(　　)A．有絲分裂中期　　　　B．有絲分裂末期C．減數(shù)分裂Ⅰ后期 D．減數(shù)分裂Ⅱ后期解析：由細(xì)胞中染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶1可知，細(xì)胞中沒(méi)有染色單體，又由細(xì)胞中存在紡錘絲可知，該細(xì)胞可能處于有絲分裂后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期。故選D。答案：D　
2．下列三條曲線表示某生物細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體數(shù)目變化情況，在如圖甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色體數(shù)目減半，其中“減半”的原因完全相同的一組是(　　)A．①② B．①③C．②③ D．②④解析：①②下降的原因均是同源染色體分離后進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，③④下降均是由于著絲粒分裂。因此，①～④中染色體數(shù)目減半的原因完全相同的是①和②、③和④。故選A。
3．圖1表示細(xì)胞分裂的不同時(shí)期與每條染色體上DNA含量變化的關(guān)系；圖2表示處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖1中AB段形成的原因是__________________，CD段形成的原因是__________________。(2)圖2中________細(xì)胞處于圖1中的BC段，________細(xì)胞處于圖1中的DE段。(3)就圖2乙細(xì)胞分析可知，該細(xì)胞含有________條染色單體，染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為________，該細(xì)胞處于______________(填分裂時(shí)期)的________期，其產(chǎn)生的子細(xì)胞名稱為______________________。
解析：(1)由圖示可知，圖1為細(xì)胞分裂各時(shí)期每條染色體上的DNA含量變化情況，AB段為分裂間期。圖1中AB段形成的原因是細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制(或染色體復(fù)制)，圖1中CD段每條染色體上的DNA含量減半，是因?yàn)橹z粒分裂，姐妹染色單體分開。(2)圖2中甲細(xì)胞處于有絲分裂后期，每條染色體上只有1個(gè)DNA分子，應(yīng)處于圖1中的DE段；圖2中乙細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，丙細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅱ中期，每條染色體都有2條染色單體，因此都有2個(gè)DNA分子，處于圖1中的BC段。(3)圖2中乙細(xì)胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，共有4條染色體、8條染色單體、8個(gè)核DNA分子，染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶2；乙細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)不均等分裂，該細(xì)胞產(chǎn)生的子細(xì)胞是次級(jí)卵母細(xì)胞和(第一)極體。答案：(1)DNA復(fù)制(或染色體復(fù)制)　著絲粒分裂(2)乙、丙　甲　(3)8　1∶2　減數(shù)分裂Ⅰ　后　次級(jí)卵母細(xì)胞和(第一)極體
科學(xué)視野——受精作用與雙胞胎的形成同卵雙胞胎：一個(gè)精子與一個(gè)卵細(xì)胞結(jié)合完成受精作用后，受精卵一分為二變?yōu)?個(gè)一樣的細(xì)胞，然后發(fā)育成為2個(gè)個(gè)體，因?yàn)?個(gè)個(gè)體源自同一個(gè)受精卵，所以叫同卵雙胞胎。這種相似不僅外形相似，而且血型、智力、甚至某些生理特征，對(duì)疾病的易感性等都很一致。我們常說(shuō)的連體嬰兒，實(shí)際上就是這種單卵雙胎，只是由于當(dāng)初受精卵分裂時(shí)的不完全造成了某些部位相連。正是因?yàn)槿绱送央p胞胎絕大部分是同性，一般不出現(xiàn)一個(gè)是男孩一個(gè)是女孩的現(xiàn)象。異卵雙胞胎：婦女每月排卵1次，有時(shí)因某種原因同時(shí)排出兩個(gè)卵細(xì)胞并同時(shí)受精，就產(chǎn)生了兩個(gè)不同的受精卵。這兩個(gè)受精卵各有自己的一套胎盤，相互間沒(méi)有什么聯(lián)系，叫作異卵雙胞胎。相貌方面生出來(lái)就像普通的兄弟姐妹。龍鳳胎絕大部分是異卵雙胞胎而不大可能是同卵雙胞胎。
【素養(yǎng)評(píng)價(jià)】1．下列說(shuō)法中，正確的是(　　)A．同一生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞染色體數(shù)目一般相同，染色體組成一般不同B．一個(gè)卵細(xì)胞一般只能同一個(gè)精子結(jié)合形成受精卵，少數(shù)情況下也可以同2個(gè)精子結(jié)合發(fā)育形成雙胞胎C．玉米體細(xì)胞中有10對(duì)染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后卵細(xì)胞中染色體為5對(duì)D．人的精子中有23條染色體，則人的神經(jīng)細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞、卵細(xì)胞中分別含有46、46、23條染色體，0、46、23條染色單體
解析：由于同一生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞的過(guò)程中，非同源染色體是隨機(jī)組合的，所以染色體組成一般是不相同的；但染色體數(shù)目一般相同，都是體細(xì)胞的一半，A正確。一個(gè)卵細(xì)胞只能與一個(gè)精子結(jié)合形成受精卵，B錯(cuò)誤。玉米體細(xì)胞中有10對(duì)同源染色體，經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂后，不含同源染色體，所以卵細(xì)胞中染色體數(shù)目為10條，不能表示為5對(duì)，C錯(cuò)誤。人的精子中有23條染色體，為體細(xì)胞的一半，則人的神經(jīng)細(xì)胞、初級(jí)卵母細(xì)胞、卵細(xì)胞中分別含有46、46、23條染色體，0、92、0條染色單體，D錯(cuò)誤。答案：A　
2．一對(duì)夫婦基因型均是AaBb(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)，圖1為其一種細(xì)胞分裂方式的DNA含量變化曲線圖，圖2為該夫婦產(chǎn)生一對(duì)雙胞胎后代的示意圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)A．基因A與a、基因B與b的分離，A與B(或b)、a與b(或B)的隨機(jī)組合發(fā)生在圖1中的D時(shí)期B．胎兒甲基因型為AaBb的概率為1/4C．若該女士在A時(shí)期某一DNA分子復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)，則胎兒甲和乙均出現(xiàn)突變性狀D．該女士在此次生殖過(guò)程中，至少有2個(gè)卵原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂
解析：基因A與a、B與b的分離，A與B(或b)、a與b(或B)的隨機(jī)組合發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，即圖1中D時(shí)期，A正確；一對(duì)夫婦基因型均是AaBb，所以后代中個(gè)體基因型為AaBb的概率為4/16＝1/4，B正確；若該女士在A時(shí)期某一DNA分子復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)，但經(jīng)減數(shù)分裂后卵細(xì)胞中不一定含有突變基因，所以胎兒甲和乙不一定出現(xiàn)突變性狀，C錯(cuò)誤；由于1個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂只能產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞，所以該女士在此次生殖過(guò)程中，至少有2個(gè)卵原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，D正確。答案：C　
3．某婦女在一次生殖過(guò)程中生出一對(duì)雙胞胎，如圖所示；(1)過(guò)程Y的細(xì)胞增殖方式是____________。(2)同一個(gè)體中細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ和有絲分裂相比較，兩者前期染色體數(shù)目________(填“相同”或“不相同”)，兩者中期核DNA分子數(shù)目________(填“相同”或“不相同”)。(3)若甲、乙兩人成年后分別與一對(duì)同卵雙胞胎女性結(jié)婚，這兩對(duì)夫婦各有一個(gè)男孩，而這兩個(gè)男孩的性狀相差很大，主要原因是____________________。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

一 減數(shù)分裂

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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