2018-2019学年高中生物 第二章 染色体与遗传 第一节 减数分裂中的染色体行为（Ⅱ）学案 浙科版必修2.doc

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第一节　减数分裂中的染色体行为(Ⅱ) [学习目标]　1.概述精子、卵细胞的产生和受精。2.比较精子和卵细胞形成过程的异同。3.概述受精作用的过程和减数分裂的意义。 一、精子与卵细胞的产生 1.精子的产生 (1)产生场所：睾丸。 (2)产生过程 ①过程图解 ②分裂过程中，染色体数、核DNA数目的变化(设体细胞中染色体数为2n，DNA分子数为2c) 时期 细胞名称 每个细胞中染色体数 每个细胞中核DNA分子数 间期 精原细胞 2n 2c→4c 减数第一次分裂 初级精母细胞 2n 4c 减数第二次分裂 次级精母细胞 n(后期为2n) 2c 减数分裂结束后 精细胞 n c 变形后 精子 n c 2.卵细胞的产生 (1)产生场所：卵巢。 (2)产生过程图解 3.精子和卵细胞形成过程的比较 项目 精子的形成 卵细胞的形成 产生部位 动物睾丸或精巢 动物卵巢 原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞 是否变形 是 否 结果 产生 4个精子 产生 1个卵细胞(3个极体消失) 例1　动物的卵细胞形成过程如下图所示，请据图回答： (1)该过程发生的场所是________。 (2)③是________细胞，有染色单体________条，四分体________个。用③中的数字表示该细胞分裂时，一定要分离的染色体是______________；在该分裂过程中，非同源染色体的组合是______________________________。 (3)指出下列过程各发生在减数分裂的哪个时期，并在括号内注明相应的序号。 a.同源染色体配对：[　　]______________。 b.同源染色体分离：[　　]______________。 c.染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开：[　　]________。 答案　(1)卵巢　(2)初级卵母　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杭州七校联考)下列有关两个细胞分裂图像的说法正确的是(　　) A.①②均是卵细胞形成过程中的细胞 B.①②中均含两对同源染色体 C.①能产生4种类型的生殖细胞 D.②能产生1种类型的生殖细胞 答案　D 解析　由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞①是初级精母细胞，正处于MⅠ后期，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)；细胞②是次级卵母细胞，正处于MⅡ后期，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。 方法点拨　精子与卵细胞形成过程中有关细胞的判断 判断规律： 例3　如图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是(　　) A.上述①、②、③细胞中染色体数与DNA分子数比例为1∶2 B.细胞①、②、③、⑤产生的子细胞中均有同源染色体 C.表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→① D.④细胞分裂前，细胞中染色体数与DNA分子数比例为1∶2 答案　D 解析　细胞中染色体数与DNA分子数的比例为1∶2的图形中，应有染色单体，据图可知，①中无染色单体，只有②③符合，故A项错误；有丝分裂是产生体细胞的分裂方式，分裂过程中同源染色体没有分离，因此细胞①③产生的子细胞有同源染色体，②产生的子细胞无同源染色体，而⑤是分裂间期，无法判断是有丝分裂间期还是减数第一次分裂前的间期，故B项错误；①为有丝分裂后期，②为减数第一次分裂后期，③为有丝分裂中期，故C项错误；④为减数第二次分裂后期，此细胞分裂前，细胞中有染色单体，染色体数与DNA分子数的比例为1∶2，故D项正确。 方法点拨　“三看法”判定细胞的分裂图像 二、受精作用和减数分裂的意义 1.受精作用 (1)概念：是指精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。 (2)实质：精核和卵核融合在一起。 (3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到原来体细胞的染色体数目(2n)，其中，一半的染色体来自精子(父方)，另一半的染色体来自卵细胞(母方)。 2.减数分裂的意义 (1)通过减数分裂和受精作用，保持了生物在不同世代间的染色体数目和遗传性状的相对稳定。 (2)减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化。 归纳总结 1.受精作用的细胞学基础 (1)质膜的识别功能：一般来说，只有同种生物的精子和卵细胞才能相互识别，进行融合完成受精作用。 (2)生物膜的流动性：使两性生殖细胞融合为一个受精卵。 2.有性生殖产生的后代呈现多样性的原因 (1)配子中染色体组合具有多样性： ①MⅠ后期非同源染色体自由组合，导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。 ②MⅠ前期四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，导致减数分裂产生的配子种类增多。 (2)受精时卵细胞和精子结合具有随机性。 3.受精卵中核内DNA一半来自父方，一半来自母方。细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。 例4　(2018浙江名校联考)图甲是某生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有(　　) A.①② B.①④ C.①③ D.②④ 答案　C 解析　减数第一次分裂的特点：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中。所以由同一精原细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体特点分析，①图与图甲的染色体组成互补，③图与图甲的染色体组成基本相同，由此可判断出①③与图甲精细胞来自同一个精原细胞。 例5　(2018富阳选考模拟)若A和a、B和b、C和c分别是三对同源染色体，来自同一个初级精母细胞的四个精子的是(　　) 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中虽然只有两种基因型，但缺少B基因，都有b基因，A错误；一个初级精母细胞减数分裂只能形成2种基因型的精子，B错误；一个初级精母细胞减数分裂只能形成2种基因型的精子，Abc和Abc是由同一个次级精母细胞分裂形成的，aBC和aBC是由另一个次级精母细胞分裂形成的，C正确；D中虽然只有两种基因型，但缺少b基因，都有B基因，D错误。 方法点拨　(1)配子中染色体组合种类(不考虑交叉互换) ①1个含有2对同源染色体的精原细胞产生4个精子，2种类型。 ②1个次级精母细胞产生2个精子，1种类型。 ③1个含n对同源染色体的雄性个体产生2n种精子。 ④1个含有2对同源染色体的卵原细胞产生1个卵细胞，1种类型。 ⑤1个次级卵母细胞产生1个卵细胞，只有1种类型。 ⑥1个含n对同源染色体的雌性个体产生2n种卵细胞。 (2)根据染色体组成判断配子方法的来源 ①若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。 ②若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。 ③若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。 1.下列有关精子和卵细胞形成的叙述，正确的是(　　) A.两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象 B.两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半 C.精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同 D.形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞 答案　A 解析　精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂，细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B项错误；精子与卵细胞形成过程中不同的地方除精子需变形外还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等，C项错误；1个精原细胞产生4个精子，只需25个精原细胞就能产生100个精子，D项错误。 2.在同一种生物的细胞核中，DNA和染色体数目不一定相同的是(　　) A.精细胞 B.卵细胞 C.极体 D.精子 答案　C 解析　精细胞、卵细胞和精子中不含染色单体，每条染色体上有一个DNA分子；而减数第一次分裂形成的第一极体中含有染色单体，每条染色体上含有两个DNA分子，DNA分子数目是染色体数目的2倍。 3.如图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝粒均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是(　　) A.图中细胞处于减数第二次分裂前期 B.图中细胞的染色体数是体细胞的2倍 C.染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离 D.染色体1与3必定会出现在同一子细胞中 答案　C 解析　图中含有同源染色体，故该细胞不可能处于减数第二次分裂过程，A错误；图中的染色体发生联会现象，处于减数第一次分裂的前期，故染色体数目不可能是体细胞的2倍，B错误；染色体1和2为同源染色体，在减数第一次分裂的后期将会分离，C正确；染色体1和3为非同源染色体，染色体1和4也是非同源染色体，由于减数分裂中非同源染色体自由组合，故染色体1和3不一定出现在同一子细胞中，D错误。 4.下列有关受精作用的叙述，错误的是(　　) A.受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半 B.受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合 C.受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同 D.受精卵中的染色体来自父母双方的各占一半 答案　A 解析　因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质(DNA)，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多，故A项错误。 5.下列是某种哺乳动物精子或卵细胞形成过程的细胞分裂图像。请据图回答下列问题： (1)精子形成过程的细胞分裂图像顺序：____________，卵细胞形成过程的细胞分裂图像顺序：______________(请填写字母)。 (2)A细胞的名称是__________________，其产生的子细胞名称是__________________，其最终产生的子细胞是__________________。 (3)图中发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合的时期是______；在A～E中存在同源染色体的是________。 (4)E细胞若是初级卵母细胞，一个E细胞产生的卵细胞实际的数目和种类为__________，写出其可能的染色体组成____________________。 答案　(1)E→C→D　 (2)初级卵母细胞　第一极体和次级卵母细胞　第二极体和卵细胞　(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　首先根据染色体的行为变化及细胞质分裂均等与否确定各细胞名称及时期：A细胞为初级卵母细胞(处于减数第一次分裂后期)；B细胞为次级卵母细胞(处于减数第二次分裂后期)；C细胞为初级精母细胞(处于减数第一次分裂后期)；D细胞为次级精母细胞或第一极体(处于减数第二次分裂后期)；E细胞为初级精(或卵)母细胞(处于减数第一次分裂前期)。(1)精子形成过程顺序：E(初级精母细胞，减数第一次分裂前期)→C(初级精母细胞，减数第一次分裂后期)→D(次级精母细胞，减数第二次分裂后期)；卵细胞形成顺序：E(初级卵母细胞，减数第一次分裂前期)→A(初级卵母细胞，减数第一次分裂后期) (2)A细胞(初级卵母细胞)产生的子细胞是第一极体和次级卵母细胞，最终产生的细胞是卵细胞和第二极体。 (3)同源染色体分离，非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂的后期即图A、C；减数第一次分裂的前、中、后三个时期都存在同源染色体。 (4)一个E细胞(初级卵母细胞)实际上只产生1个卵细胞，染色体组成是1和3或1和4或2和3或2和4。 [对点训练] 题组一　精子、卵细胞形成的过程 1.下列关于卵细胞形成过程的描述，错误的是(　　) A.DNA复制1次，细胞分裂两次 B.1个卵原细胞经减数分裂可产生1个卵细胞 C.次级卵母细胞的细胞质分配不均等 D.卵巢中的细胞经分裂一定生成卵细胞 答案　D 解析　卵巢中的细胞有的进行减数分裂，有的进行有丝分裂，故细胞分裂后不一定生成卵细胞。 2.(2018浙江名校协作体联考)关于下图的说法正确的是(　　) A.图中所示分裂过程可发生于睾丸或卵巢中 B.该时期同源染色体的非姐妹染色单体发生片段交换 C.该生物体处于减数第二次分裂的细胞中含2或4条染色体 D.纺锤体在MⅠ末期不消失以便MⅡ前期继续使用 答案　C 解析　题图为减数第一次分裂后期，且为细胞质均等分裂，所以只发生于睾丸中，A错误；交叉互换发生于减数第一次分裂前期，B错误；该生物MⅡ的前期、中期含有2条染色体，MⅡ后期含有4条染色体，C正确；纺锤体在MⅠ末期消失，D错误。 3.(2018嘉兴模拟)下列哪项不是动物卵细胞形成与精子形成的不同之处(　　) A.1个卵原细胞形成1个次级卵母细胞，1个精原细胞形成2个次级精母细胞 B.1个次级卵母细胞形成1个卵细胞，1个次级精母细胞形成2个精细胞 C.卵细胞不经过变形，精细胞要经过变形 D.减数分裂时，染色体复制的时期不同 答案　D 解析　减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数第一次分裂前的间期。 4.如图是二倍体生物减数分裂某时期的示意图，该细胞是(　　) A.初级精母细胞 B.初级卵母细胞 C.次级精母细胞 D.次级卵母细胞 答案　D 解析　题图细胞质不均等分裂，为雌性生殖细胞；染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开后正移向细胞两极，属于减数第二次分裂后期，则该细胞为次级卵母细胞。 题组二　减数分裂产生的配子种类 5.如图所示，卵原细胞内含有Aa、Bb两对同源染色体，已知此卵原细胞经减数分裂形成卵细胞的染色体组成为Ab，则其产生的3个极体的染色体组成分别为(不考虑交叉互换)(　　) A.AB、Ab、Ab B.Aa、Bb、AB C.Ab、aB、ab D.Ab、aB、aB 答案　D 解析　与卵细胞同时产生的极体，与卵细胞的染色体组成相同，是Ab染色体组成，第一极体的产生是由于减数第一次分裂后期同源染色体的分离，故第一极体的染色体组成为aB，其形成的极体也为aB。 6.(2018杭州联考)某个生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，其体细胞的基因型为(AaBbDd)，如图表示该生物的精细胞，试根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)(　　) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 答案　C 解析　一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型，则图中精细胞：(1)①ABd和④abD可能来自同一个精原细胞；(2)②ABD和⑥abd可能来自同一个精原细胞；(3)③Abd和⑤AbD不可能来自同一个精原细胞。综合以上可知，图中6个精细胞至少来自4个精原细胞。 题组三　受精作用 7.(2018金华十校联考)下面是对高等动物通过减数分裂形成的雌雄配子及受精作用的叙述，其中正确的是(　　) A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中的遗传物质 B.雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数目相等 C.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质 D.受精作用与细胞膜的流动性无关 答案　C 解析　减数分裂过程中，每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中的遗传物质；高等生物产生的雌配子数量一般远比雄配子少；在受精作用发生时，精子仅包含细胞核的头部进入卵细胞，所以进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质；受精作用与细胞膜的流动性有关，需要精子与卵细胞的细胞膜融合；所以C选项正确。 8.下列有关受精作用的叙述，错误的是(　　) A.精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 B.精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合 C.受精后，卵细胞细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢 D.受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入 答案　C 解析　受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在细胞外；精子进入卵细胞后，其细胞核与卵细胞的细胞核融合；受精前，卵细胞代谢缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵迅速进行细胞分裂、分化，开始了个体发育的过程；精子进入卵细胞后，卵细胞的细胞膜发生一些生理变化，阻止其他精子进入。 9.家鸽是进行有性生殖的生物，它之所以能保持染色体数目的恒定，是因为在生殖过程中要进行(　　) A.减数分裂和受精作用 B.有丝分裂和受精作用 C.减数分裂和有丝分裂 D.染色体的复制和平均分配 答案　A 解析　家鸽有性生殖过程中通过减数分裂产生了染色体数目减半的雌、雄生殖细胞；通过受精作用，雌、雄配子结合形成受精卵，染色体数目恢复正常。 题组四　减数分裂的综合应用 10.下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　　) ①减数分裂包括两次连续的分裂　②在次级精母细胞中存在同源染色体　③着丝粒在MⅠ后期一分为二　④减数分裂的结果是染色体数目减半，DNA数目不变　⑤同源染色体分离，导致染色体数目减半　⑥配对后染色体复制，形成四分体　⑦染色体数目减半发生在减数分裂的MⅡ末期 A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.⑥⑦ 答案　C 解析　次级精母细胞中不存在同源染色体，在MⅠ后期同源染色体分开；着丝粒是在MⅡ后期而非MⅠ后期一分为二的；减数分裂的结果是生殖细胞中的染色体数和核DNA分子数都减半；染色体复制是在配对之前完成的；染色体数目减半发生在MⅠ末期形成子细胞后。 11.(2018宁波慈溪联考)如图为动物细胞示意图，它属于(　　) A.第一极体 B.第二极体 C.卵原细胞 D.卵细胞 答案　A 解析　图示细胞不含同源染色体，处于减数第二次分裂前期，可能是第一极体，A正确；第二极体是减数第二次分裂结束形成的，而图示细胞处于减数第二次分裂前期，B错误；图示细胞中的染色体已经复制过，不可能为卵原细胞，C错误；卵细胞是减数第二次分裂结束形成的配子，而图示细胞处于减数第二次分裂前期，D错误。 12.(2017宁波市余姚中学高三期中)如图是某动物组织切片显微图像，下列叙述正确的是(　　) A.该组织切片取自某一雄性动物的精巢 B.细胞①处于MⅠ前期，不一定会发生互换现象 C.细胞分裂先后经过①→②→③过程 D.细胞①中有2对同源染色体，4条染色体，8条染色单体 答案　D 解析　根据②细胞质的不均等分裂可知，该细胞取自雌性动物，A错误；细胞①处于减数第一次分裂中期，不会发生互换现象，互换是指同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，发生在减数第一次分裂前期，B错误；从图中所示细胞可知，细胞①处于减数第一次分裂中期、细胞②处于减数第二次分裂后期、细胞③处于减数第二次分裂前期，所以细胞分裂先后经过①→③→②过程，C错误；从图中所示细胞可知，细胞①中有2对同源染色体，4条染色体，8条染色单体，D正确。 [综合强化] 13.某研究者对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。请回答下列问题： 上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有____________；称为初级精母细胞的有________。 答案　甲、丙、丁　甲、丁 解析　根据有丝分裂和减数分裂的特征可以判断：甲为减数第一次分裂的中期、乙为减数第二次分裂的后期、丙为有丝分裂的后期、丁为减数第一次分裂的后期。二倍体生物有丝分裂(图丙)和减数第一次分裂(图甲、图丁)有同源染色体，减数第二次分裂(图乙)无同源染色体；雄性生物减数第一次分裂的前期、中期(图甲)、后期(图丁)的细胞均称为初级精母细胞。 14.如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答下列问题： (1)过程A表示______________，它发生在哺乳动物的________________中。 (2)过程B表示__________，其实质是____________________________________________。 (3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从__________开始的，主要进行________分裂。 (4)假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为__________________。 (5)若人的成熟神经细胞核中DNA含量为a，下列各项核DNA含量分别为2a、a、0.5a的是(　　) A.初级精母细胞、次级精母细胞、精子 B.精原细胞减数分裂间期、精细胞、第二极体 C.精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞 D.正在发生凋亡的细胞、癌细胞、卵细胞 答案　(1)减数分裂　睾丸或卵巢　(2)受精作用 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合　(3)受精卵　有丝　(4)10条和20条　(5)A 15.下图中甲、乙、丙分别表示某种生物(只含两对同源染色体)的三个正在进行分裂的细胞，请据图回答下列问题： (1)甲图表示____________________期细胞，分裂后产生的子细胞名称是________________。 (2)乙图表示__________________期细胞，有同源染色体________对，产生的子细胞为________。 (3)丙图表示__________________期细胞，该细胞名称是__________________，分裂后产生的子细胞是__________________________________。 答案　(1)减数第一次分裂后　次级精母细胞 (2)有丝分裂后　4　体细胞 (3)减数第二次分裂后　次级卵母细胞　卵细胞和第二极体 解析　审题时要注意：“只含两对同源染色体”的限制条件，识图时要比较三个细胞的形态和各细胞内染色体的排布状态。三幅图均显示：染色体平均分布到细胞两极和细胞形态伸长，可以断定它们均处于分裂后期。再比较甲、乙两图：甲图中染色体存在染色单体，且又是同源染色体分离，可以确定甲图为减数第一次分裂后期，乙图中着丝粒分裂，且细胞的两极可找到成对的同源染色体，可确定乙图为有丝分裂后期。最后比较乙、丙两图：丙图染色体比乙图减少一半，且移向两极的染色体无染色单体存在，加上丙图细胞质出现不均等分裂，所以可以确定丙图为减数第二次分裂后期，丙图细胞为次级卵母细胞，它分裂后产生的子细胞一大一小，分别为卵细胞和第二极体。