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1、第2 2章 基因和染色体的关系 第第1 1节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用 一二三四五 一、减数分裂 一二三四五 二、哺乳动物精子的形成过程 1.场所:哺乳动物的睾丸 2.细胞名称的变化(填名称) 一二三四五 3.染色体的变化 一二三四五 预习反馈 1.判断正误。 (1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,也具有细胞周期。 ( ) (2)所有的细胞都可进行减数分裂。( ) (3)精原细胞自身增殖的方式是减数分裂。( ) (4)精原细胞形成精子的过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂 两次,故精子的染色体数比精原细胞减少一半。( ) (5)一个精原细胞能形成四个精子。( ) 一二三四五 2
2、.识图。 下图为某动物细胞减数第一次分裂过程中的不同时期的示意图, 据图回答问题。 (1)A为 ,理由是A图中有 现象。 (2)B为 。 (3)C为 ,理由是C图中发生 了同源染色体分离。 答案:(1)减数第一次分裂的前期 联会 (2)减数第一次分裂的中期 (3)减数第一次分裂的后期 一二三四五 3.连线 一二三四五 三、卵细胞的形成过程 1.形成场所:动物的卵巢 2.细胞数目与名称的变化 一二三四五 3.染色体的变化:与精子的形成过程基本相同。 4.精子和卵细胞形成的区别 一二三四五 预习反馈 下图是某高等动物细胞分裂的示意图(或局部)。请分析回答问 题。 (1)图中甲细胞为 ,正在进行 分
3、裂。 (2)图中同源染色体的分离发生在 细胞中,着丝点分裂发生 在 细胞中。 答案:(1)初级卵母细胞 减数第一次 (2)甲 乙、丙 一二三四五 四、配子中染色体组合的多样性 一二三四五 五、受精作用 1.概念 受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.过程 精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面;与此同时,卵细胞的细胞 膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入;精子的细胞核 与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。 3.结果 受精卵中染色体数目又恢复到体细胞中的数目。 4.意义 (1)子代呈现多样性,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性 生殖的优越性。 一二三四
4、五 (2)维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目 的恒定,对于生物的遗传和变异都具有重要意义。 预习反馈 判断正误。 (1)配子的多样性除了与非同源染色体的自由组合有关外,还与四 分体中的非姐妹染色单体交叉互换有关。 ( ) (2)一个卵细胞一般只能与一个精子结合,形成受精卵。( ) (3)人类的一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223。 ( ) (4)受精的实质是精子与卵细胞的融合。( ) (5)人类受精卵中的DNA分子数目是46。( ) 探究点一探究点二探究点三 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点四温故知新 减数分裂中有关概念的比较减数分裂中有关概念的比较
5、大小相同、来源相同的染色体是同源染色体吗?同源染色体与四 分体在数量上存在什么关系? 据图回答下列问题。 1.图中哪些是同源染色体?它们在形态和来源上具有什么特点? 答案:1和2、3和4互为同源染色体。它们的形态、大小都相同, 一条来自父方,一条来自母方。 探究点一探究点二探究点三 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点四温故知新 2.图中有几个四分体?一个四分体含几条染色体、几条染色单体、 几个DNA分子? 答案:2,2,4,4。 3.图中称为姐妹染色单体的是a与a、b与b、c与c、d与d。a与b 称为非姐妹染色单体。交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色 单体之间。 4.此细胞分裂后形成的
6、子细胞中有几对同源染色体? 答案:0对。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 下列关于右图的叙述,不正确的是( ) A.该细胞无细胞壁,有中心体,所以可以判定其为动物细胞 B.是一条染色体,包含两条染色单体和,它们通过一个着丝 点相连 C.细胞中含有两对同源染色体,其中和为一对同源染色体 D.在后期时,移向同一极的染色体均为非同源染色体 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 解析:图中细胞无细胞壁,有中心体,可判定该细胞为动物细 胞;和为一对同源染色体,和也为一对同源染色体;每条染 色体均包含两条姐妹染色单体,且染色
7、体的着丝点均位于赤道板上, 表示处于有丝分裂中期,在后期,着丝点分裂,移向两极的均是两对 同源染色体。 答案:D 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 1.同源染色体和非同源染色体 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 2.联会、四分体 特别提示同源染色体既存在于减数分裂过程中,也存在于有丝分 裂过程中,但在有丝分裂过程中没有同源染色体的行为变化(联会、 四分体、分离)。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知
8、新 1.同源染色体一般是指( ) A.一条染色体复制形成的两条染色体 B.分别来自父方和母方的两条染色体 C.形态特征大体相同的两条染色体 D.减数分裂过程中联会的两条染色体 答案:D 2.下列有关四分体的叙述,不正确的是( ) A.交叉互换发生在四分体中的姐妹染色单体间 B.一对联会的同源染色体含有4条染色单体 C.出现在减数分裂第一次分裂前期 D.一个四分体含有4个DNA分子 答案:A 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 减数分裂过程中染色体行为、数目的变化减数分裂过程中染色体行为、数目的变化 减数分裂过程中染色体的行为和数目发生了怎样的变化? (1
9、)整个减数分裂过程中染色体共复制了几次?复制发生在什么 时期? 答案:一次。减数第一次分裂前的间期。 (2)减数第一次分裂过程中染色体出现了哪些特殊的行为?后期, 同源染色体和非同源染色体发生了什么变化?产生的结果是什么? 此时,着丝点有没有分裂? 答案:染色体联会,形成四分体以及同源染色体分离。后期,同源 染色体分离,导致子细胞中染色体数目减半;非同源染色体发生自 由组合,导致子细胞中染色体组合的多样性。此时,着丝点并没有 分裂。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 (3)减数第二次分裂过程中染色体的行为变化有哪些? 问题导引典例剖析归纳提升活学活练
10、探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 (4)在减数分裂过程中染色体数和核DNA分子数的变化规律(设 精原细胞染色体数为2N,核内DNA分子数目为2C)为 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 (5)根据以上分析,在下列坐标中用曲线表示在减数分裂过程中染 色体数和核内DNA分子数的变化情况。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 答案: 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞 ()中遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中
11、信息 相符的是( ) A.所处阶段发生同源染色体分离 B.代表初级精母细胞 C.代表染色体 D.中的数量比是2 4 4 1 解析:分析图示可知:为精原细胞,为初级精母细胞,在减数第 一次分裂后期可发生同源染色体分离,为次级精母细胞,为精 细胞;表示染色体,表示染色单体,表示DNA。中,DNA 分子的数量比是2 4 2 1,故A项正确。 答案:A 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三
12、探究点四温故知新 2.减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目和核DNA分子数目的 变化 (1)变化曲线 (2)曲线分析 染色体数目的变化和核DNA分子数目的变化不是完全平行的, 因为复制后核DNA分子数目加倍,而染色体数目暂时不加倍。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 在间期DNA复制之前(AB段和AB段)和减数第二次分裂后期 着丝点分裂之后(FH段和FH段),染色体数 核DNA分子数 =1 1。 在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂 之前(CF段和CF段),染色体数 核DNA分子数=1 2。 BC(BC)段表示间期核DNA(染色体)的
13、复制,核DNA分子数目 加倍,但是染色体数目不变。 DE(DE)段表示减数第一次分裂结束时,同源染色体分配到两 个子细胞中,每个细胞内核DNA分子和染色体数目均减半。 FF段表示着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍, 但是核DNA分子数目不变。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞核内DNA分子数 量的变化。下列对本图的解释完全正确的是( ) A.同源染色体的联会发生在DE初期 B.E点染色体数目为n,F点染色体数目又出现短时间的加倍 C.E点同源染色体分离,F点染色体的着丝点分裂 D.AC是间期,CF是分
14、裂期,FG是精细胞变形的阶段 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 解析:细胞分裂间期,染色体完成复制,进入分裂期后,同源染色体 出现联会现象,发生在CD初期。E点完成减数第一次分裂,同源染 色体发生了分离,染色体数目变为n;F点完成减数第二次分裂,每个 子细胞中染色体数目仍为n条。E点表示同源染色体分离后进入了 两个子细胞中;F点表示着丝点分裂后形成的两条染色体分别进入 到两个子细胞中。AC段完成DNA的复制,表示间期;CF段DNA连续 两次减半,表示分裂期;FG表示完成分裂后精细胞变形为精子。 答案:D 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点
15、二探究点三探究点四温故知新 配子中染色体组合的多样性配子中染色体组合的多样性 为什么配子中染色体组合具有多样性? 在不考虑交叉互换的情况下,分析产生配子的种类。 (1)下图为含有一对同源染色体的性原细胞,请回答下列问题。 若上图为精原细胞,则形成2种精子,即A、a。 若上图为卵原细胞,则形成1种卵细胞,即A或a。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 (2)下图为含有两对同源染色体的性原细胞,请回答下列问题。 1个上图所示精原细胞,能形成多少种精子?若上图所示精原细 胞数量足够多,则能产生多少种精子? 答案:1个题图所示精原细胞可以形成2种精子,即AB和a
16、b或Ab和 aB。数量足够多时可产生4种精子,即AB、ab、Ab和aB。 1个上图所示卵原细胞,能形成多少种卵细胞?若上图所示卵原 细胞数量足够多,则能产生多少种卵细胞? 答案:1个题图所示卵原细胞可以形成1种卵细胞,既可能是AB和 ab中的一种,也可能是Ab和aB中的一种。数量足够多时可产生4种 卵细胞,即AB、ab、Ab和aB。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 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.B.C.D. 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新
17、 解析:减数第一次分裂的特点是同源染色体分离;减数第二次分 裂的特点是次级精母细胞内由同一着丝点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,图与图甲的染色体 组成互补,图与图甲的染色体组成基本相同,由此可判断出图 与图甲所示精细胞来自同一个精原细胞。 答案:C 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 1.配子的种类(染色体组合) (1)若只考虑非同源染色体的自由组合,不考虑交叉互换,则含n对 同源染色体的精(卵)原细胞产
18、生的配子如下(m足够大): (2)考虑是否发生交叉互换。交叉互换会增加配子的种类,如一个 含n对同源染色体的生物产生配子的种类数会大于2n种。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 2.配子来源的判断方法 (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)若两个精细胞中的染色体恰好“互补”,则它们可能来自由同一 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,则只能判定其可 能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温
19、故知新 1.基因型为AaXBY的果蝇的一个次级精母细胞产生的两个精子 的基因型可能依次是(不考虑交叉互换)( ) A.AA、aaB.XBXB、YY C.AXB、aY D.aXB、aXB 解析:若不考虑交叉互换,一个次级精母细胞产生的两个精子的 基因型相同。 答案:D 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 2.图1所示为动物细胞中两对同源染色体,其减数分裂过程中发 生交叉互换形成了图2所示的四个精子,则来自同一个次级精母细 胞的是( ) A.B. C.D. 答案:B 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 细胞分裂图像的判
20、断细胞分裂图像的判断 有丝分裂与减数分裂的细胞图像如何区分呢? 下图为某二倍体(AaBb)高等动物细胞分裂的图像,据图回答问题。 1.甲、乙、丙、丁可同时出现在睾丸中。 2.甲、乙、丙中的染色体数分别为8、4、4,丁的染色体数和核 DNA分子数之比为1 2。 3.丙中正在进行同源染色体的分离。 4.若丁中的两个A基因进入同一配子,则由乙细胞产生的配子基 因型可能是AAB、B、ab、ab。 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 图甲、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)图甲表示 期细胞,有 条
21、染色单体,分裂后产生的子细胞名称是 。 (2)图乙表示 期细胞,有同源染色体 对, 产生的子细胞是 。 (3)图丙表示 期细胞,细胞名称是 ,分裂后产 生的子细胞是 。 (4)画出图甲最终产生的生殖细胞内的染色体组成图。 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 解析:三幅图均显示:染色体平均分布在细胞两极,细胞膜向中间 凹陷,可以判定它们均处于分裂后期。再比较甲、乙两图:图甲中 的染色体存在染色单体,且同源染色体分离,可以确定图甲表示减 数第一次分裂后期(不能答成减数分裂后期)细胞,图乙中着丝点分 裂,且细胞的两极可找到成对的同源染色体,可确定图乙表示有丝
22、分裂后期细胞。最后比较乙、丙两图:图丙染色体比图乙减少一半, 且移向两极的每条染色体成单存在,但图丙细胞出现不均等内缢, 所以可以确定图丙所示细胞处于减数第二次分裂后期,为次级卵母 细胞(不能答成次级性母细胞),它分裂后产生的子细胞一大一小,分 别为卵细胞和极体(不能答成产生生殖细胞,或只答产生卵细胞)。 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 答案:(1)减数第一次分裂后 8 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 卵细胞和极体 (4)如下图 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活
23、练 细胞分裂图像的识别 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 方法技巧鉴别细胞分裂方式的方法 注:只要有一项符合,则可判定为减数第一次分裂。 特别提示细胞质不均等分裂也是判断细胞进行减数分裂(卵细胞 形成过程)的一种方法。 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 1.下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( ) A.图甲一定为次级精母细胞 B.图乙一定为初级精母
24、细胞 C.图丙为次级卵母细胞或极体 D.图丙中的M、m为一对同源染色体 解析:图甲处于减数第二次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,可 能为次级精母细胞或第一极体,A项错误;图乙处于减数第一次分裂 后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞,B项正确;图 丙处于减数第二次分裂后期,其细胞质不均等分裂,应是次级卵母 细胞,不可能为极体,C项错误;图丙中的M、m不是同源染色体,应是 姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D项错误。 答案:B 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 2.下图为某种动物细胞不同分裂时期的示意图,可能属于卵细胞 形成过程的是( )
25、A.B. C.D. 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 解析:图染色单体分开,向两极移动,每极都有同源染色体,表示 有丝分裂后期。图同源染色体分开,每条染色体中仍含有两条染 色单体,表示减数第一次分裂后期;又因为图中细胞质均等分裂, 所以表示精子的形成过程。图只有两条染色体,且含有染色单体, 表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体。图染色单体分 开,每极中无同源染色体,而且细胞质不均等分裂,表示次级卵母细 胞,处于减数第二次分裂后期。 答案:C 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 1.减数分裂的概念理解 (1)范围:进行有性生殖的生物。 (2)时
26、期:从原始生殖细胞到成熟生殖细胞。 (3)特点:染色体只复制一次,细胞连续分裂两次。 (4)结果:成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。 2.卵细胞形成过程不同于精细胞形成过程的两大特点 (1)初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分裂。 (2)一个卵原细胞一次只能产生一个成熟的卵细胞。 探究点一探究点二探究点三探究点四温故知新 3.减数分裂的四个重要概念 (1)联会:减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现 象。 (2)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四 分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。 (3)同源染色体:减数分裂中配对的两条染色体,形态、大小一般 都相同,一条来自父方,一条来自母方。 (4)非同源染色体:形态、大小不相同,且在减数分裂过程中不配 对的染色体。 4.减数第一次分裂过程中的四个特殊现象 (1)染色体复制后:同源染色体联会形成四分体。 (2)前期:同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。 (3)中期:同源染色体分布于赤道板两侧。 (4)后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。