2.1 减数分裂和受精作用-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版2019）

（人教版）高 中 生 物 必 修 2 第 2 章 基因和染色体的关系 第 1节 减数分裂和受精作用 学习手册 知识点一 减数分裂 知识梳理 有性生殖 原始生殖 成熟 一 连续 两 一半 教材拓展 1. 有性生殖是指由亲本产生有性生殖细胞 （配子）， 经过两性生殖细胞 （例如精子和卵细胞） 的结合， 成为 合子 （例如受精卵）， 再由合子发育成为新个体的生殖方 式。 概括地说， 经过减数分裂的生殖方式就是有性生殖。 2. 提示： 进行有性生殖的生物中， 只有原始的生殖 细胞 （如动物的精原细胞、 卵原细胞） 才有可能进行减 数分裂。 要点精析 变式训练 1 C 知识点二 精子的形成 知识梳理 1. 有性生殖器官 睾丸 曲细精管 精原细胞 精 原细胞 有丝分裂 相同 精原细胞 减数分裂 精细胞 2. 一 两 四 减数分裂 Ⅰ （减数第一次分裂） 减数分裂 Ⅱ （减数第二次分裂） 变形 3. 两两配对 同源染色体 联会 四分体 减数分 裂 Ⅰ 4. 1 2 1 1 2 4N 2N 5. ① 蛋白质 ② 四分体 ③ 非姐妹染色单体 ④ 同 源染色体 ⑤ 初级 ⑥ 同源染色体 ⑦ 非同源染色体 ⑧ 减半 ⑨ 染色体 ⑩ 着丝粒 輥輯訛 次级 輥輰訛 着丝粒 輥輱訛2 教材拓展 （ 1 ） ① 睾丸 ② 初级精母细胞 次级精母细胞 精 细胞 ③ 减数分裂 Ⅰ 甲 减数分裂 Ⅱ 乙 ④ 没有 ⑤ 细胞 B 与 C 的染色体组成不同， 而细胞 D 与 E 的染 色体组成相同 （ 2 ） ①8→3→4→6→5→2→7→1 ② 染色体数目不 发生变化， 染色体结构发生变化， 一条染色体中有两条 姐妹染色单体。 ③ 染色体数目减半发生在减数分裂 Ⅰ ， 原因是同源染色体分离， 并分别进入两个子细胞 中。 ④ 同源染色体分离 染色体着丝粒分裂 要点精析 变式训练 2 A 知识点三 卵细胞的形成 知识梳理 1. （ 1 ） 卵巢 卵泡 卵细胞 （ 2 ） 卵原细胞 2. 初级卵母 极体 极体 次级卵母 卵细胞 3. 卵细胞 极体 教材拓展 提示： 形成的卵细胞较大， 便于储存丰富的营养 物质。 知识点四 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 知识梳理 1. （ 1 ） 低倍 初级精母细胞、 次级精母细胞和精细 胞 （ 2 ） 低倍镜 减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 不同时 期 高倍镜 染色体 形态、 位置和数目 （ 3 ） 不同 时期 2. 同源染色体 着丝粒 一半 同源染色体 3. 雄性 多于 n 、 2n 、 4n 到甲的雌蕊柱头后， 再套袋隔离。 （ 2 ） 根据分析及题 干信息 “乙和丁杂交， F 1 全部表现为雌雄同株”， 可知 乙基因型为 BBtt ， 丁的基因型为 bbTT ， F 1 基因型为 BbTt ， F 1 自交 F 2 基因型及比例为 9B＿T＿ （雌雄同株） ∶ 3B＿tt （雌株） ∶ 3bbT＿ （雄株） ∶ 1bbtt （雌株）， 故 F 2 中雌 株所占比例为 1/4 ， 雄株的基因型为 bbTT 、 bbTt ， 雌株 中与丙基因型相同的比例为 1/4 。 （ 3 ） 假设糯和非糯这 对相对性状受 A/a 基因控制， 因为两种玉米均为雌雄同 株植物， 间行种植时， 既有自交又有杂交。 若糯性为显 性， 基因型为 AA ， 非糯基因型为 aa ， 则糯性植株无论 自交还是杂交， 糯性植株上全为糯性籽粒， 非糯植株杂 交子代为糯性籽粒， 自交子代为非糯籽粒， 所以非糯植 株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。 同理， 非糯为显性 时， 非糯性植株上只有非糯籽粒， 糯性植株上既有糯性 籽粒又有非糯籽粒。 9. （ 1 ） 白色 ∶ 红色 ∶ 紫色 =2 ∶3 ∶3 AAbb 、 Aabb 1/2 （ ２ ） 选用的亲本基因型为： AAbb ； 预期的实验结果 及结论： 若子代花色全为红花， 则待测白花纯合体基因 型为 aabb ； 若子代花色全为紫花， 则待测白花纯合体基 因型为 aaBB 【解析】 根据题意， Aa 和 Bb 两对基因遵循自由组 合定律， A_B_ 表现为紫花， A_bb 表现为红花， aa_ _ 表现为白花 。 （ １ ） 紫花植株 （ AaBb ） 与红花杂合体 （ Aabb ） 杂交， 子代可产生 6 种基因型及比例为 AABb （紫花 ） ∶ AaBb （紫花 ） ∶ aaBb （白花 ） ∶ AAbb （红花 ） ∶ Aabb （红花） ∶ aabb （白花） =1 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 1 。 故子代植 株表型及比例为白色 ∶ 红色 ∶ 紫色 =2 ∶ 3 ∶ 3 ； 子代中红花 植株的基因型有 2 种： AAbb 、 Aabb ； 子代白花植株中 纯合体 （ aabb ） 占的比例为 1/2 。 （ ２ ） 白花纯合体的基 因型有 aaBB 和 aabb 两种。 要检测白花纯合体植株甲的 基因型， 可选用 AAbb 植株与之杂交， 若基因型为 aaBB 则实验结果为： aaBB×AAbb→AaBb （全为紫花）； 若基 因型为 aabb 则实验结果为： aabb×AAbb→Aabb （全为红 花）。 这样就可以根据子代的表型将白花纯合体的基因 型推出。 50 参考答案与解析 教材拓展 提示： ① 雄性个体产生的精子数多于雌性个体产生 的卵细胞数； ② 在大多数动物卵巢内的减数分裂没有进 行彻底， 排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞， 只有和精 子相遇后， 在精子的刺激下， 才继续完成减数分裂 Ⅱ 。 知识点五 受精作用 知识梳理 （一） 1. 识别 融合 2. （ 2 ） 细胞膜 （ 3 ） 细胞核 细胞核 3. （ 1 ） 染色体 4. （ 1 ） 自然选择 （ 2 ） 染色体数目 遗传和变异 （二） 1. （ 1 ） 非同源染色体 （ 2 ） 非姐妹染色单体 2. 随机性 知识点六 建立减数分裂中染色体变化的模型 知识梳理 1. 两条染色单体 同源染色体 同源染色体 父方 和母方 2. 初级精母细胞 中心体和纺锤体 3. 颜色不同 赤道板 着丝粒 两种颜色 4. 次级精母细胞 中心体和纺锤体 移到细胞两极 5. 赤道板 着丝粒分离 染色体 练习手册 基础练习 1. B 【解析】 减数分裂过程中染色体复制一次， A 错误； 减数分裂过程中细胞连续分裂两次， B 正确； 姐 妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂， C 错误； 同 源染色体的分离发生在减数第一次分裂， D 错误。 2. C 【解析】 四分体时期可能发生非姐妹染色单体 的互换， A 错误； 复制后的两条非同源染色体也含有四 条姐妹染色单体， 但不是四分体， B 错误； 四分体是由 同源染色体联会形成的， 一个四分体一定是一对同源染 色体， C 正确； 同源染色体联会后才形成四分体， 在有 丝分裂过程中同源染色体不会发生联会， 此时一对同源 染色体不是一个四分体， D 错误。 3. D 4. D 【解析】 若某动物的精子内含有 10 条染色体， 则该动物的体细胞中含有 20 条染色体， 因为它体内的 一个细胞含有的染色体数与正常的体细胞相同， 且不存 在染色单体， 所以该细胞可能处于减数分裂 Ⅱ 后期， D 正确。 5. C 【解析】 原始生殖细胞如精原细胞， 经过染色 体复制， 成为初级精母细胞， 初级精母细胞经过减数第 一次分裂， 产生两个次级精母细胞， 次级精母细胞再通 过减数第二次分裂产生四个精细胞。 减数分裂的特点是 细胞经过两次连续的分裂， 但染色体只复制一次。 因 此， 生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半。 染色体是 核基因的载体， 其中等位基因位于同源染色体上， 随着同 源染色体的分离等位基因进入不同的配子中。 基因 AA 是 随着着丝点分裂姐妹染色单体的分离而分开， 发生在减数 第二次分裂后期， 即在次级精母细胞形成精细胞的过程中。 6. D 【解析】 通常情况下精原细胞中具有一条 X 染 色体， 一条 Y 染色体， 而在有丝分裂后期， 由于着丝粒 的分裂， 染色体数目加倍， 存在 2 条 X 染色体， A 正 确； 图 ② 中， 一条染色体上有 2 个 DNA 分子， B 正确； 图 ③ 细胞为有丝分裂中期， 此时细胞中存在 2 对同源染 色体， C 正确； 图 ④ 细胞为次级精母细胞， 由于同源染 色体在减数第一次分裂分离， 因此该细胞中可能含有 2 条 X 染色体或含有 2 条 Y 染色体， D 错误。 7. D 【解析】 分析题图可知， 图中所示细胞细胞质 不均等分裂， 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开， 为次级 卵母细胞， 处于减数分裂 Ⅱ 后期， A 错误； 细胞中没有 同源染色体， 有 4 个核 DNA 分子， 4 条染色体， B 、 C 错误； 该细胞分裂形成一个卵细胞和一个极体， 其中只 有卵细胞具有生殖能力， D 正确。 8. 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 错 误； 精子与卵细胞形成过程中除精子需变形外， 还有细 胞质的分配情况不同、 分裂结果不同等区别， C 错误； 1 个精原细胞可产生 4 个精子， 产生 100 个精子只需 25 个精原细胞， D 错误。 9. A 【解析】 牡丹花药中小孢子母细胞通过减数分 裂形成小孢子， 因此可以作为观察减数分裂的材料， A 正确； 马蛔虫受精卵进行的是有丝分裂， 不能进行减数 分裂， B 错误； 蝗虫的精子是通过减数分裂形成的生殖 细胞， 不能继续进行减数分裂， C 错误； 人的血液含有 的血细胞是成熟的动物细胞， 不进行细胞分裂， 因此观 察不到减数分裂， D 错误。 10. B 【解析】 赤道板不是真实存在的结构， 在显微 镜下观察不到， B 错误； 减数分裂 Ⅰ 后期， 同源染色体 分开， 分别移向细胞两极， C 正确。 11. D 12. A 13. B 14. A 【解析】 据题图可知， 图中虚线数目加倍一 次， 但连续减半两次， 因此该虚线应表示减数分裂过程 中核 DNA 分子的变化相对值， 实线表示染色体变化的 相对值， 其中 O~a 表示减数分裂前的间期， b 为减数分 裂 Ⅰ 末期结束时， 同源染色体彼此分离， 进入两个子细 胞中， b~c 段处于次级性母细胞阶段， 无同源染色体， c 点为姐妹染色单体彼此分离形成子染色体时。 处于 a~c 段 （不含 a 、 c 点） 的细胞始终存在染色单体， 并且染 色体和核 DNA 分子数之比一直为 1 ∶ 2 ， A 正确。 15. C 【解析】 由 A 细胞可知， 该哺乳动物为雄性， 因此 C 细胞应为处于减数分裂 Ⅱ 后期的次级精母细胞， 其子细胞的名称是精细胞， C 错误。 16. D 【解析】 减数第一次分裂前的间期和有丝分裂 间期均出现 DNA 复制和蛋白质合成， 形成姐妹染色单 体； 减数第二次分裂后期和有丝分裂后期， 姐妹染色单 51 （人教版）高 中 生 物 必 修 2 体分离进入两个子细胞； 同源染色体分开分别进入两个 子细胞仅发生于减数分裂过程中， D 正确。 17. D 【解析】 有丝分裂过程含有同源染色体， 只是 不发生联会， A 错误； ⑤ 细胞产生的子细胞不一定含有 同源染色体， B 错误； 由 ② 细胞质均等分裂可推知， 该 动物为雄性， 则 ④ 应为次级精母细胞， 其子细胞为精细 胞， C 错误； 精巢中的精原细胞既可以进行有丝分裂， 又可以进行减数分裂， 根据 5 个细胞所处的时期可知， 其分裂顺序为 ⑤→③→①→②→④ ， D 正确。 提升练习 1. BCD 【解析】 减数分裂 Ⅰ 前期， 细胞的同源染色 体之间发生联会， A 正确； 减数分裂 Ⅰ 后期同源染色体分 离， 此时移向细胞两极的染色体组成不完全相同， B 错 误； 染色体复制发生在减数分裂前的间期， 减数分裂 Ⅱ 后 期着丝粒分裂， C 错误； 染色体数目减半发生在减数分裂 Ⅰ ， 减数分裂 Ⅰ 后期细胞的同源染色体分离， D 错误。 2. BCD 【解析】 一条染色体复制后形成的是两条姐 妹染色单体， 两条姐妹染色单体的着丝粒一分为二后， 形成相同的染色体， 并非同源染色体， A 错误； 四分体 是同源染色体配对、 联会形成的， 出现在减数分裂 Ⅰ 的 前期， B 正确； 在减数分裂 Ⅰ 过程中， 同源染色体两两 配对， 只有配对的染色体才能称为同源染色体 ， C 正 确； 在减数分裂 Ⅰ 过程中， 复制后的同源染色体配对后 形成四分体， 因此每个四分体包含一对同源染色体的 4 条染色单体， D 正确。 3. ABC 【解析】 在不考虑同源染色体非姐妹染色单 体互换的情况下， 每个精原细胞产生 2 个不同的次级精 母细胞， 每个次级精母细胞产生 2 个基因组成相同的精 细胞， 图中 ① 和 ④ 可能来自同一个精原细胞， ② 和 ⑥ 可 能来自同一个精原细胞， ③ 和 ⑦ 可能来自同一个精原细 胞， ⑤ 和 ⑧ 可能来自同一个精原细胞。 因此上述精细胞 至少来自 4 个精原细胞， A 、 B 正确； 1 个次级精母细胞 能产生 2 个相同的精细胞， 图中 8 个精细胞至少来自 8 个次级精母细胞， C 正确； ① 和 ⑦ 不可能来自同一个精 原细胞， D 错误。 4. AC 【解析】 动物的精原细胞能通过有丝分裂增 加精原细胞数量， 也能通过减数分裂产生精细胞进行生 殖， A 正确； 精原细胞若进行减数分裂， 在减数第二次 分裂前期、 中期和末期， 以及产生的子细胞中染色体数 目均为 n ， B 错误； 在有丝分裂后期不会发生同源染色 体分离现象， 该现象发生在减数第一次分裂过程， C 错 误； 经过染色体复制产生的初级精母细胞中含有同源染 色体， 减数第一次分裂后期同源染色体分离， 产生的次 级精母细胞中不含同源染色体， D 错误。 5. CD 【解析】 在细胞分裂前的间期 DNA 复制后， 细胞中染色体数 ∶ 核 DNA 数 ＝1 ∶ 2 ， 在有丝分裂后期或 减数分裂 Ⅱ 后期， 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开， 细 胞中染色体数 ∶ 核 DNA 数 ＝1 ∶ 1 ， 故图中 a （即空白柱） 形图为染色体数， b （即阴影柱） 形图为核 DNA 数， 图 ②③ 所示时期的细胞中不存在姐妹染色单体， A 正确、 D 错误； ① 中染色体数 ∶ 核 DNA 数 ＝1 ∶ 2 ， 可表示有丝 分裂 （含同源染色体）， 也可表示减数分裂 Ⅰ （含同源 染色体）； ② 中染色体数 ∶ 核 DNA 数 ＝1 ∶ 1 ， 且染色体数 和核 DNA 数均为 4n ， 只能表示有丝分裂 （含同源染色 体）； ③ 中染色体数 ∶ 核 DNA 数 ＝1 ∶ 1 ， 且染色体数和核 DNA 数均为 2n ， 可表示有丝分裂 （含同源染色体 ）， 也可以表示减数分裂 Ⅱ （不含同源染色体）， B 正确， C 错误。 6. ACD 【解析】 图中是初级卵母细胞发生了同源染 色体非姐妹染色单体的互换， A 错误； 图中四分体每条染 色体都有一条染色单体的 DNA 含 32 P ， 其余染色单体只含 31 P ， 若该时期互换的是两条 31 P 的单体， 则含 32 P 的 DNA 可能为 2 条； 若互换的是含 32 P 和只含 31 P 的单体， 则含 32 P 的 DNA 可能为 3 条， B 正确； 该细胞只能产生一个卵细 胞， C 错误； 互换发生在减数分裂， 重组配子的产生， 可 以为真核有性生殖的生物变异提供物质基础， D 错误。 7. BCD 【解析】 图中 a 表示减数分裂 Ⅰ 过程， 在同 源染色体联会后， 四分体中的非姐妹染色单体之间可以 发生互换， A 正确； b 表示减数分裂 Ⅱ ， 在着丝粒没有 分裂前， 仍有染色单体， B 错误； c 过程发生受精作用， 精子与卵细胞结合， 使染色体数目加倍， C 错误； d 表 示有丝分裂过程 ， 该过程中始终存在同源染色体 ， D 错误。 8. ABD 【解析】 图示是在光学显微镜下拍到的二倍 体百合某个细胞的减数分裂不同时期的图像。 其中 ① 细 胞处于减数第一次分裂间期； ② 细胞处于减数第一次分 裂后期； ③ 细胞处于减数第一次分裂前期； ④ 细胞处于 减数第二次分裂末期； ⑤ 细胞处于减数第二次分裂后 期。 根尖细胞不能进行减数分裂， 不能用于观察细胞的 有丝分裂， A 错误； 图 ② 细胞中非同源染色体的组合方 式是确定的， 该生物体内非同源染色体的自由组合方式 有 2 12 种， B 错误； 图 ③ 细胞中有 12 个四分体， 可能发 生同源染色体的非姐妹染色单体的互换， C 正确； 图中 细胞分裂时序排序为 ①→③→②→⑤→④ ， D 错误。 9. BCD 【解析】 在精子和卵细胞形成过程中， 染色 体数目减半都发生在减数分裂 Ⅰ 过程中， 时期相同， A 错误； 在精子和卵细胞形成过程中， 次级性母细胞的数 目比为 2 ∶ 1 ， B 正确； 在精子形成过程中， 细胞质均等 分配， 在卵细胞形成过程， 初级卵母细胞和次级卵母细 胞的细胞质都是不均等分配的， C 正确； 在精子和卵细 胞形成过程中， 成熟生殖细胞的数目比为 4 ∶ 1 ， D 正确。 10. ABD 【解析】 图 1 表示有丝分裂的细胞， 无法 判定性别， A 错误； 只处于有丝分裂的是 a ， 处于有丝 分裂后期， b 有可能是有丝分裂前、 中期， 也有可能是 减数分裂 Ⅰ ， B 错误； 孟德尔的分离定律或自由组合定 律都发生于减数分裂 Ⅰ 后期， 对应的是图 2 的 b 类型细 胞， C 正确； c 类型细胞可能是减数分裂 Ⅱ 后期或末期 的细胞， 细胞中没有同源染色体， D 错误。 52 参考答案与解析 11. （ 1 ） AC BDE （ 2 ） 8 8 有丝分裂后 （ 3 ） ABCE （ 4 ） AD （ 5 ） AD （ 6 ） 体细胞 4 【解析】 （ 1 ） 由图分析可知， 图中 AC 属于有丝分 裂， BDE 属于减数分裂。 （ 2 ） A 细胞含有同源染色体， 且着丝点分裂， 处于有丝分裂后期， 含有 8 条染色体， 8 个 DNA 分子 。 （ 3 ） 图中 ABCE 细胞含有同源染色 体。 （ 4 ） 着丝点分裂会使染色体数目暂时加倍， 因此 图中 A 和 D 细胞中染色体暂时加倍。 （ 5 ） 染色单体从 间期复制后出现到着丝粒分裂后消失， 因此不具有姐妹 染色单体的细胞有 AD 。 （ 6 ） A 细胞含有 8 条染色体， 进行的是有丝分裂， 因此其分裂形成的子细胞是体细 胞， 含有 4 条染色体。 12. （ 1 ） （第一 ） 极体 0 3 （第二 ） 极体 （ 2 ） 8～9 Ⅲ Ⅱ 【解析】 （ 1 ） 图 A 细胞处于减数第二次分裂后期， 且细胞质均等分裂， 称为第一极体， 其分裂形成的子细 胞为第二极体； 该细胞不含同源染色体； 该细胞中所含 染色体数目与体细胞相同， 说明该生物体细胞含有 6 条 染色体， 即 3 对同源染色体。 （ 2 ） 图中 A 细胞处于减 数第二次分裂后期， 对应图 B 中的 8～9 时段； 图 B 的 6～8 时段表示减数第二次分裂前期和中期， 对应图 C 中 的 Ⅲ ； 若该动物的卵原细胞进行有丝分裂， 则中期染色 体数 ∶ 染色单体数 ∶DNA 分子数 ＝1 ∶ 2 ∶ 2 ， 且染色体数目 与体细胞中相同， 可用图 C 中的 Ⅱ 表示。 13. （ 1 ） 减数分裂 Ⅰ 前 2 （ ２ ） 3 或 4 （ ３ ） 0 1 、 3 和 2 、 4 或 1 、 4 和 2 、 3 （ ４ ） DNA 蛋白质 甲 紫溶液 【解析】 （ 1 ） 图示细胞正在进行同源染色体的联 会， 因此处于减数分裂 Ⅰ 前期 （四分体时期）； 四分体 是同源染色体两两配对形成的， 即一个四分体就是一对 联会的同源染色体， 因此该细胞含有 2 个四分体。 （ 2 ） 减数分裂过程中， 非同源染色体可以自由组合， 故 1 可 以与 3 自由组合， 也可以与 4 自由组合。 （ 3 ） 减数分 裂 Ⅰ 后期同源染色体分离， 因此该细胞分裂形成的子细 胞中不含同源染色体。 根据自由组合定律， 同源染色体 分离， 非同源染色体自由组合， 则子细胞的染色体组合 为 1 、 3 和 2 、 4 或 1 、 4 和 2 、 3 。 （ 4 ） 染色体主要是由 DNA 和蛋白质组成的。 染色体可以被碱性染料染成深 色， 如甲紫溶液， 染色之后可以在显微镜下观察到。 14. （ 1 ） 有丝分裂 减数分裂 减数分裂和受精作 用 （ 2 ） 染色体复制 受精作用 （ 3 ） 染色体复制， 每条染色体由两条姐妹染色单体构成 同源染色体联 会， 形成四分体， 同源染色体在赤道板位置成对排列， 同源染色体分离， 分别移向细胞两极 （ 4 ） 分裂过程 中有联会行为并出现四分体 【解析】 （ 1 ） 图甲分裂前后 DNA 含量不变， 表示 有丝分裂； 图乙 DNA 复制一次、 连续分裂两次， 最后 DNA 含量减半， 表示减数分裂； 图丙前段和图乙一样 表示减数分裂， 后段 DNA 含量恢复到体细胞 DNA 含 量， 表示受精作用。 （ 2 ） b~c 段 DNA 的含量加倍是由 于染色体复制； h~i 恢复到体细胞数目是由于受精作用。 （ 3 ） 图甲的 b~c 段， 染色进行了复制， 每条染色体由两 条姐妹染色单体构成， 图乙的 c~e 段是减数第一次分裂 的过程， 同源染色体联会， 形成四分体， 同源染色体在 赤道板位置成对排列， 同源染色体分离， 分别移向细胞两 极。 （ 4 ） 与图甲中的 cd 段表示有丝分裂前期、 中期和 后期， 而图乙中的 cd 段表示减数第一次分裂， 后者细胞 分裂的显著特点是分裂过程中有联会行为且出现四分体。 15. （ 1 ） 减数分裂 受精作用 保证了每种生物前 后代染色体数目的恒定， 维持了生物遗传的稳定性， 对 于生物的遗传和变异是十分重要的 （ 2 ） ②④ ①③ （ 3 ） 1 ∶ 2 ∶ 2 （ 4 ） 极体或次级精母细胞 （ 5 ） ①② ③ 4 、 2 、 2 【解析】 （ 1 ） 产生精子和卵细胞的过程属于减数分 裂， 精子和卵细胞结合形成受精卵属于受精作用。 （ 2 ） ① 细胞中姐妹染色单体分离， 每一极都有同源染色体， 属于有丝分裂后期； ② 细胞中联会的同源染色体排列在 赤道板两侧， 属于减数分裂 Ⅰ 中期； ③ 细胞中有同源染 色体但不联会， 着丝粒排列在赤道板上， 属于有丝分裂 中期； ④ 细胞中没有同源染色体， 着丝粒分裂， 属于减 数分裂 Ⅱ 后期。 （ 4 ） ④ 细胞处于减数分裂 Ⅱ 后期， 而 且细胞质均等分裂， 可能是次级精母细胞或极体。 第 2节 基因在染色体上 学习手册 知识点一 萨顿的假说 知识梳理 1. 染色体 基因在染色体上 2. 平行关系 3. 完整性和独立性 形态结构 父方 母方 非等 位基因 非同源染色体 教材拓展 1. 提示： 萨顿通过观察蝗虫精子和卵细胞的形成， 发现孟德尔实验中的遗传因子的分离与减数分裂中同源 染色体的分离非常相似。 2. 提示： 不是， 萨顿提出的假说内容并未经过实验 的检验， 要判断假说是否正确必须经过实验的验证。 知识点二 基因位于染色体上的实验证据 知识梳理 1. 摩尔根 2. 假说—演绎法 4. （ 1 ） 3 ∶ 1 显性 基因分离 雄性 （ 2 ） ①X 等位基因 ②X W X w X W X W X W Y （ 3 ） 测交 （ 4 ） X 染色体上 5. （ 1 ） 许多 （ 2 ） 线性排列 知识点三 孟德尔遗传规律的现代解释 知识梳理 1. （ 1 ） 等位基因 （ 2 ） 等位基因 两个配子 53 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 核 心 素 养 1. 掌握同源染色体、 联会、 四分体、 染色单 体等概念。 （生命观念） 2. 通过分析染色体的行为和数目变化过程理 解细胞生命活动的动态变化。 （生命观念） 3. 比较减数分裂 Ⅰ 与减数分裂 Ⅱ 的异同 。 （科学思维） 4. 建构细胞减数分裂的模型， 并运用模型理 解配子中染色体组合的多样性。 （科学 思维） 5. 由非同源染色体的组合和受精作用， 理解 有性生殖的变化与稳定。 （科学思维） 知识点一 减数分裂 知 识 梳 理 减数分裂的概念 教 材 拓 展 1. 有性生殖是指什么？ 2. 进行有性生殖的生物， 所有细胞都能进行 减数分裂吗？ 要 点 精 析 减数分裂概念理解： 是一种特殊方式的有丝分裂。 例 1 （不定项） 下列关于减数分裂的叙述， 错误的是 （ ） A. 所有真核生物都能进行减数分裂 B. 减数分裂形成的子细胞中染色体数与亲 代细胞相同 C. 减数分裂过程中也能形成纺锤体 D. 减数分裂过程中染色体不会出现暂时加 倍的现象 答案： ABD 解析： 所有进行有性生殖的真核生物， 都能 进行减数分裂， A 错误； 减数分裂形成的子 细胞中的染色体数是亲代细胞的一半， B 错 误； 减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂， 因此减数分裂过程中也能形成纺锤体， C 正 确； 在减数分裂 Ⅱ 的后期， 着丝粒分裂， 导 致细胞中的染色体数目暂时加倍， D 错误。 第 1节 减数分裂和受精作用 第 2章 基因和染色体的关系 范围 进行 的生物 特点 染色体只复制 次， 细胞 分裂 次 结果 成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细 胞中的 减 数 分 裂 时期 从 细胞 生殖细胞 18 学 第 2章 基因和染色体的关系 1 变式训练 下列有关细胞分裂的叙述， 正确的是 （ ） A. 减数分裂是一种特殊的有丝分裂， 不同 生物减数分裂的细胞周期也是不同的 B. 动物的红细胞都没有细胞核， 所以无分 裂能力 C. 无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色 体的变化 D. 动物细胞在有丝分裂过程中凹陷缢裂 ， 所以不出现纺锤体 知识点二 精子的形成 知 识 梳 理 1. 人和其他哺乳动物精子形成的场所： 高等 动植物细胞的减数分裂发生在 内。 人和其他哺乳动物的精子是在 中形成的， 睾丸里有许多弯弯曲曲的 ， 其中有大量 。 是 原始的雄性生殖细胞， 通过 进行 增殖， 每个细胞中的染色体数目都与体细 胞的 。 当雄性动物性成熟时， 睾 丸里的一部分 就开始进行 ， 形成 。 2. 在减数分裂前， 每个精原细胞的染色体复 制 次， 而细胞在减数分裂过程中 连续分裂 次， 最后形成 个精细胞。 这两次分裂分别叫作 和 。 精细胞再经过 ， 就 形成了成熟的雄性生殖细胞——精子。 3. 减数分裂 Ⅰ 开始不久， 初级精母细胞中原 来分散的染色体缩短变粗并 。 配 对的两条染色体， 形状和大小一般都相 同， 一条来自父方、 一条来自母方， 叫作 。 在减数分裂过程中， 同源染色 体两两配对的现象叫作 。 由于每 条染色体都含有两条姐妹染色单体， 因 此， 联会后的每对同源染色体含有四条染 色单体， 叫作 。 减数分裂过程中 染色体数目的减半发生在 。 4. 减数分裂过程中， 染色体复制 次， 细胞连续分裂 次、 着丝粒分 裂 次、 染色体数目减半 次、 DNA 数减半 次； 一般情况 下在减数分裂过程中， 核 DNA 数量最大 值为 ， 而染色体数量最大值为 。 5. 精子的形成过程 时间 图像 染色体行为 细胞名称 减数分裂 前的间期 DNA 复制 ， 相 关 ① 合成， 细胞体积 增大 精原细胞 前 期 同源染色体发生 联会形成 ② ， 其上的 ③ 间可 以发生互换 中 期 各对 ④ 排列在细胞中央 的赤道板两侧 后 期 配对的两条 ⑥ 彼此分离， 分别移向细胞的 两极 ， ⑦ 自由组合 减 数 分 裂 Ⅰ ⑤ 精母细胞 末 期 细胞质分裂， 形 成 2 个子细胞， 细胞中染色体数 目 ⑧ 19 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 教 材 拓 展 如图 1 为雄性动物体 内减数分裂的过程示意图， 图 2 为精子的形成过程细 胞图像。 （ 1 ） 分析图 1 ， 回答以下问题： ① 该过程发生的器官是 。 ② 图中 A 、 C 、 G 分别表示的细胞是： A. ， C. ， G. 。 ③ 染色体数目减半发生的时期是 ， 对应过程 。 姐妹染色单体消失发 生的时期是 ， 对应过程 。 ④ 细胞 B 、 C 中 （填 “有” 或 “没 有”） 同源染色体。 ⑤ 不考虑变异的情况下， 细胞 B 与 C 、 D 与 E 的染色体组成是否相同？ 。 （ 2 ） 分析图 2 ， 回答以下问题： ① 根据精子的形成过程， 对上述细胞图像进 行正确的排序： 。 ② 减数分裂前的间期， 染色体进行复制后， 其数目和形态结构有何变化？ ③ 染色体数目减半发生在哪个分裂期， 减半 的原因是什么？ ④ 减数分裂 Ⅰ 发生的主要变化是 ， 减数分裂 Ⅱ 发生的主要变化是 。 要 点 精 析 1. 减数分裂过程中几组概念的比较 （ 1 ） 同源染色体和非同源染色体 E F A C D G B 甲 乙 乙 图 1 形态 大小 一般相同 （但 X 、 Y 不相同） 一般不同 （着丝粒 分裂的子染色体相同） 项目 同源染色体 非同源染色体 核心 概念 减数分裂中能配对的 染色体 减数分裂中不能配 对的染色体 来源 一条来自父方， 一条 来自母方 可以相同也可不同 图形 1 2 3 4 5 6 7 8 续表 减 数 分 裂 Ⅱ 前 期 ⑨ 散 乱分布在细胞中 輥輯訛 精母细胞 中 期 染色体的 ⑩ 排列在赤 道板上 后 期 每条染色体的 輥輰訛 分 裂 ， 姐妹染色 单体分开 ， 移 向细胞的两极 末 期 细胞质分裂， 一 个细胞分裂成 为 輥輱訛 个子细胞 精细胞 时间 图像 染色体行为 细胞名称 1 2 3 4 5 6 7 8 图 2 20 学 第 2章 基因和染色体的关系 （ 2 ） 同源染色体与四分体 ① 四分体是同源染色体的特殊存在形式， 在 减数分裂过程中， 配对后的一对同源染色 体因含有 4 条染色单体被称为四分体。 ② 在有丝分裂过程中始终存在同源染色体， 复制后每一对同源染色体也包含 4 条染色 单体， 但由于不发生同源染色体的配对， 所以细胞中不存在四分体。 （ 3 ） 联会 指两条同源染色体两两配对的现象。 注意： 联会是减数分裂 Ⅰ 特有的现象。 （ 4 ） 互换 ① 概念： 减数分裂 Ⅰ 前期， 同源染色体的非 姐妹染色单体之间互换片段的现象。 ② 时期： 减数分裂 Ⅰ 前期。 ③ 意义： 进一步丰富了配子的类型， 增强了 有性生殖生物的多样性。 （ 5 ） 姐妹染色单体和非姐妹染色单体 ① 姐妹染色单体： 由同一着 丝粒连着的两条染色单体， 如图中的 a 和 a′ 、 b 和 b′ 、 c 和 c′ 、 d 和 d′ 。 ② 非姐妹染色单体： 不同着丝粒连着的两条 染色单体， 如图中的 a′ 和 b 、 a 和 c 等。 （ 6 ） 染色体、 姐妹染色单体、 着丝粒、 DNA 的关系 ① 不管一个着丝粒是否含有染色单体， 细胞 中染色体的数目都是以着丝粒的数目来确 定的。 ② 存在染色单体的时期是 DNA 复制期染色 体复制之后、 后期着丝粒分裂之前的一段 时期， 如有丝分裂的前期、 中期， 整个减 数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 的前期、 中期。 例 2 （不定项） 在减数分裂过程中， 有关 同源染色体的叙述， 正确的是 （ ） A. 在减数分裂中能够发生互换的两条染色体 B. 在减数分裂过程中， 同源染色体的分离 发生在减数分裂 Ⅰ C. 一条来自父方， 一条来自母方的两条染 色体 D. 存在于一个四分体中的两条染色体 答案： ABD 解析： 减数第一次分裂过程中， 同源染色体 中的非姐妹染色单体可以发生互换， 能够发 生互换的两条染色体是同源染色体， A 正 确； 减数分裂 Ⅰ 过程中， 同源染色体分离， B 正确； 同源染色体一条来自父方， 一条来 自母方， 但一条来自父方、 一条来自母方的 染色体不一定是同源染色体， C 错误； 联会 的一对同源染色体构成一个四分体， 存在于 一个四分体的两个染色体属于同源染色体， D 正确。 2 变式训练 四分体是细胞在减数分裂过程中 （ ） A. 一对同源染色体配对时的四条染色单体 说明 ①1 和 2 、 3 和 4 分别属于一对同源染色体 ②1 和 3 、 2 和 4 、 1 和 4 、 2 和 3 分别属于 非同源染色体 ③5 和 6 （ 7 和 8 ） 不是同源染色体， 也不 是非同源染色体， 而是一条染色体中的两 条染色单体分开后形成的两条一模一样 （相同） 的子染色体 续表 A B a b A B a b a b A B a b A B a′ b′ c′ d′ a b c d 21 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） B. 互相配对的四条染色体 C. 大小形态相同的四条染色体 D. 两条染色体的四条染色单体 2. 减数分裂过程： 以精子形成为例。 例 3 图 ①～④ 表示人类精子产生过程中染 色体的部分行为。 下列叙述错误的是 （ ） A. 图中各行为出现的先后顺序是 ①③②④ B. 图 ① 中的交叉现象在精子产生过程中常 有发生 C. 图 ③ 所示行为发生的同时， 非同源染色 体自由组合 D. 发生图 ④ 所示行为的细胞是初级精母细胞 答案： D 解析： 据图分析， 图 ① 为同源染色体配对， 同源染色体的非姐妹染色单体发生互换染色 体片段， 导致交叉现象， 发生在减数分裂 Ⅰ 前期； 图 ② 染色体的着丝粒排列在细胞中央 的赤道板上， 染色体的着丝粒和细胞两极发 出的纺锤丝相连， 处于减数分裂 Ⅱ 中期； 图 ③ 发生同源染色体分离， 为减数分裂 Ⅰ 后 期； 图 ④ 发生着丝粒分裂， 为减数分裂 Ⅱ 后 期。 因此， 图中各行为出现的先后顺序应为 ①③②④ ， A 正确； 交叉现象常发生在精子 形成过程中的减数分裂 Ⅰ 前期， B 正确； 减 数分裂 Ⅰ 后期， 同源染色体分离的同时非同 源染色体自由组合， C 正确； 图 ④ 表示着丝 粒分裂， 为减数分裂 Ⅱ 后期， 此时细胞为次 级精母细胞， D 错误。 3. 减数分裂的几种数量关系： 1 个四分体 ＝1 对同源染色体 ＝2 条染色 体 ＝4 条染色单体 ＝4 个 DNA 分子。 4. 减数分裂 Ⅰ 与减数分裂 Ⅱ 的比较 （设体细 胞内染色体数为 2n ， 核 DNA 数为 2a ） 5. 减数分裂过程中染色体数目和核 DNA 含 量变化细胞中染色体数目和核 DNA 含量 的变化规律 项目 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ 分裂前 是否复制 复制 不复制 起始细胞名称 初级精 （卵） 母细胞 次级精（卵）母细 胞（或第一极体） 染色体 数目变化 2n→n （减半） n→2n→n （不变） 核 DNA 数目变化 4a→2a （减半） 2a→a （减半） 染色体 主要行为 染色体复制、 同 源染色体配对、 四分体互换、 同 源染色体分离、 非同源染色体 自由组合 着丝粒分裂， 姐妹染色单体 分开 同源染色体 含有 （ n 对） 无 （一般称 0 对） 子细胞 名称 次级精 （卵） 母 细胞 （或第一 极体） 精细胞、 卵细胞 （或第二极体） 项目 精原 细胞 初级 精母 细胞 次级精 母细胞 精细 胞 精子 前期、 中期 后期 染色体 数目 2N 2N N 2N N N 核 DNA 数目 2a 4a 2a 2a a a 交叉 着丝粒 纺锤丝 ① ② ③ ④ 22 学 第 2章 基因和染色体的关系 6. 归纳引发相关物质数量变化的四大原因： 例 4 下面为精原细胞增殖以及形成精细胞 过程的示意图。 图中标明了部分染色体与染 色体上的基因。 设 ① 和 ③ 细胞都处于染色体 的着丝粒向两极移动的时期。 下列关于图解 的叙述正确的是 （ ） A. ① 中有同源染色体， 染色体数目为 2n ， DNA 数目为 4a B. ② 有姐妹染色单体， ① 和 ③ 也可能有姐 妹染色单体 C. ② 中有同源染色体， 染色体数目为 2n ， DNA 数目为 4a D. ③ 中无同源染色体， 染色体数目为 n ， DNA 数目为 2a 答案： C 解析： ① 表示有丝分裂过程后期的细胞， 含 有同源染色体， 着丝粒已分裂， 染色体数暂 时加倍为 4n ， DNA 分子数为 4a ； ② 为初级 精母细胞， 含有染色单体， 在有丝分裂后期 （ ① ） 及减数分裂 Ⅱ 后期 ③ 的细胞中不含姐 妹染色单体； ② 中有同源染色体， 染色体数 目为 2n ， DNA 数目为 4a ； ③ 为次级精母细 胞处于减数分裂 Ⅱ 后期， 由于着丝粒分裂染 色体数暂时加倍为 2n 。 7. 减数分裂过程中染色体数目和核 DNA 含 量变化曲线分析 （ 1 ） 各关键点变化的原因： BC 段—— DNA 复制； DE （ de ） 段——同源染色体分离； ff′ 段——着丝粒分裂 ， 姐妹染色单体 分开； H （ h ） 点 姐妹染色单体分开后形成 的子染色体平均分配到了两个子细胞。 （ 2 ） 两个重要结论： ① 在间期 DNA 复制之前 （ AB 段和 ab 段） 和减数分裂 Ⅱ 后期着丝粒分裂之后 （ FH 和 fh 段）， 染色体 ∶ 核 DNA＝1 ∶ 1 。 ② 在间期完成 DNA 复制之后到减数分裂 Ⅱ 后期着丝粒分裂之前 （ CF 和 cf 段）， 染 色体 ∶ 核 DNA＝1 ∶ 2 。 例 5 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 各项中对本图的解释完全正确的是 （ ） A. 同源染色体的联会发生在 d～e 的初期 B. e 点染色体数目为 n ， f 点染色体数目又 原因一 DNA 分子复制 ① 核 DNA 加倍 ② 染色单体形成 ③ 染色体与 DNA 数目之比由 1 ∶ 1→1 ∶ 2 2 $ $ $ # $ $ $ $ % 原因二 着丝粒 分裂 ① 染色单体消失 （变为 0 ） ② 染色体数目加倍 ③ 染色体与 DNA 数目之比由 1 ∶ 2→1 ∶ 1 1 $ $ $ $ # $ $ $ $ % 原因三 同源染色体分离 分别进入 2 个子细胞 同源染色体消失 （对数变为 0 ） 原因四 细胞 一分为二 染色体或 DNA 分别进入 2 个子细胞， 数量减半 A a B b ① ③ ② A a B b A b 染色体染色体 复制 染色体 复制平均分配 初级精 母细胞 次级精 母细胞 精细胞 精原细胞 染色体数目 2n DNA 数目 2a e fa b c d g O 4n 2n 3n n 时间 DNA 含量 E FA B C D G H 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ e f a b c d g h f′ 核 DNA 染色体 4N 2N 3N N O 23 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 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 粒分裂 D. a～c 是间期， c～f 是分裂期， f～g 是精细胞 变形的阶段 答案： D 解析： 间期染色体完成复制， 进入分裂期 后， 同源染色体出现配对现象， 应发生在 c～d 的初期， A 错误； e 点完成减数分裂 Ⅰ ， 同源染色体发生了分离， 染色体数目变为 n ， f 点完成减数分裂 Ⅱ ， 每个子细胞中染色 体数目仍为 n 条， B 错误； e 点表示同源染 色体的分离并进入了两个子细胞中， f 点表 示着丝粒分裂后形成的两条染色体分别进入 到两个子细胞中， C 错误； a～c 段完成 DNA 的复制， 表示间期， c～f 段 DNA 连续两次减 半， 表示分裂期， f～g 表示完成分裂后精细 胞变形为精子， D 正确。 知识点三 卵细胞的形成 知 识 梳 理 1. 卵细胞的形成 （ 1 ） 哺乳动物卵细胞的形成场所： ， 卵巢内部有许多发育程度不同的 ， 在卵泡中央的一个细胞将会发育为 。 （ 2 ） 卵细胞形成的起点： 。 2. 卵细胞的形成过程 3. 结果： 一个卵原细胞经过减数分裂只形成 一个 ， 三个 最终都退化 消失。 教 材 拓 展 胚胎发育早期分裂活动旺盛， 却不从外 界摄取营养物质。 据此分析卵母细胞进行不 均等分裂， 最终只产生一个卵细胞的意义是 什么。 要 点 精 析 1. 精子与卵细胞形成过程比较 减数分裂 前的间期 卵原细胞 减数分裂 Ⅰ 联会 细胞 精子的形成 卵细胞的形成 部位 睾丸 卵巢 原始 细胞 一个精原细胞 一个卵原细胞 减数 分裂 Ⅰ 一个初级精母细胞 两个次级精母细胞 （大小相同） 一个初级卵母细胞 一个次 极体 （小） 级卵母 细胞（大） 减数 分裂 Ⅱ 四个精细胞 一个 一个 两个 卵细 极体 极体 胞（大） 不 同 点 均等分裂 均等 分裂 # " # $ 三个极体 （退化消失） 不均等 分裂 不均等 分裂 #### " #### $ #### & #### ' 减 数 分 裂 Ⅱ 细胞 # " # $ #### " #### $ # # # # # # # & # # # # # # # ' ### " ### $ 24 学 第 2章 基因和染色体的关系 例 6 与精子的形成过程相比， 卵细胞的形 成过程中不会出现的是 （ ） A. 卵原细胞先进行减数分裂， 再通过变形形 成成熟卵细胞 B. 染色体复制一次， 细胞连续分裂两次 C. 初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细 胞质不均等分裂 D. 减数分裂结束后， 卵细胞的染色体数目 只有体细胞染色体数目的一半 答案： A 解析： 卵细胞的形成不需经过变形， A 错 误； 卵细胞的形成过程中， 染色体复制一 次， 细胞连续分裂两次， 所以卵细胞中染色 体数目只有体细胞数目的一半， B 、 D 正确； 在减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 过程中， 初级卵 母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等 分裂， C 正确。 2. 减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 的关系 （ 1 ） 减数分裂 Ⅰ 的主要特点是同源染色体分 离。 减数分裂 Ⅱ 的主要特点是着丝粒分 裂， 姐妹染色单体分离。 （ 2 ） 减数分裂 Ⅰ 分开的是同源染色体， 减数 分裂 Ⅱ 分开的是姐妹染色单体。 （ 3 ） 减数分裂 Ⅰ 导致染色体数减半， 减数分 裂 Ⅱ 前后染色体数未变 （相当于一次有 丝分裂）。 两次分裂都导致 DNA 数减半。 3. 减数分裂过程中各时期一个细胞内染色 体、 核 DNA 、 染色单体的数量变化 （设 正常体细胞染色体数为 2N ， 核内 DNA 含 量为 2a ） 例 7 观察到某生物的精原细胞经减数分裂 后形成了某种精细胞如下图所示。 下列解释 合理的是 （ ） A. 精细胞中发生了同源染色体的互换 B. 减数分裂 Ⅱ 中一对染色单体没有相互分离 C. 减数分裂 Ⅱ 前期两条染色体多复制一次 D. 减数分裂 Ⅰ 中同源染色体没有相互分离 答案： D 解析： 由图可知， 精细胞中染色体没有发生 互换， 其形成原因是减数分裂 Ⅰ 中同源染色 体没有分离， 而减数分裂 Ⅱ 中姐妹染色单体 正常分离。 是否 需要 变形 需要 不需要 分裂 结果 形成四个精子 形成一个卵细胞 相 同 点 ① 形成过程基本相同 首先， 在减数分裂前的间期， 性原细胞增大， 染色体复制， 性原细胞成为初级性母细胞。 然后， 初级性母细胞经过减数分裂 Ⅰ 和减数 分裂 Ⅱ ， 形成生殖细胞 ② 染色体行为变化相同 不 同 点 精子的形成 卵细胞的形成 续表 项目 减数分裂 间 期 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ 前 期 中 期 后 期 末 期 前 期 中 期 后 期 末 期 染色 体数 2N 2N 2N 2N 2N →N N N 2N 2N →N 核 DNA 含量 2a → 4a 4a 4a 4a 4a → 2a 2a 2a 2a 2a →a 染色 单体 数 0→ 4N 4N 4N 4N 4N → 2N 2N 2N 0 0 A a A a 精原细胞 精细胞 25 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 知识点四 观察蝗虫精母细胞减数分裂 装片 知 识 梳 理 1. 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片的步骤是： （ 1 ） 在 镜下观察蝗虫精母细胞减数 分裂装片， 识别 。 （ 2 ） 先在 下一次找到 的细胞， 再在 下 仔细观察 的 。 （ 3 ） 根据观察结果， 尽可能多地绘制减数分 裂 的细胞简图。 2. 在减数分裂 Ⅰ 中期， 可以看到 有序地排列在赤道板两侧 （不是着 丝粒排列在赤道板上， 这是与有丝分裂相 区别的地方 ） ； 在减数分裂 Ⅱ 过程中 ， 将会排列在赤道板上， 次级精母 细胞 （减数分裂 Ⅱ 后期除外） 中的染色体 数目是正常体细胞染色体数目的 ， 且次级精母细胞中没有 。 3. 观察细胞的减数分裂时， 宜选用 （填 “雄性” 或 “雌性”） 个体的生殖器官 作为实验材料， 这是因为雄性个体产生的 雄配子数量远远 雌性个体产生的 雌配子的数量。 观察蝗虫精原细胞 （正常 体细胞染色体数为 2n ） 的减数分裂装片 时， 能看到 不同染色体 数目的细胞分裂图像。 教 材 拓 展 本实验宜选用雄性个体生殖器官， 其原 因是什么？ 要 点 精 析 注意实验基础 识别教材 P24 “探究·实践” 中显微照片。 例 8 下列有关观察减数分裂实验的叙述， 错误的是 （ ） A. 一般选用雄性个体的生殖器官作为实验 材料 B. 可用蚕豆花粉母细胞减数分裂装片进行 观察 C. 在能观察到减数分裂的装片中， 可能观 察到同源染色体联会现象 D. 用洋葱根尖制成装片， 能观察到同源染 色体联会现象 答案： D 解析： 洋葱根尖细胞只能发生有丝分裂， 有 丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发 生， D 错误。 例 9 下图 ①～⑤ 是用某种方法在显微镜 （不用染色） 下拍到的二倍体百合 （ 2n＝24 ） 某个细胞的减数分裂不同时期的图像。 下列 相关叙述不正确的是 （ ） ① ② ③ ④ ⑤ 26 学 第 2章 基因和染色体的关系 A. 图中细胞分裂顺序为 ①→③→②→⑤→④ B. 图 ① 细胞内 DNA 和染色体数目加倍 C. 图 ③ 细胞中可能发生染色体间互换 D. 图 ②③⑤ 细胞含有染色体数目均与体细 胞相同 答案： B 解析： 根据染色体的行为可判断， ①～⑤ 分 别为减数分裂 Ⅰ 前的间期、 减数分裂 Ⅰ 后 期、 减数分裂 Ⅰ 前期、 减数分裂 Ⅱ 末期、 减 数分裂 Ⅱ 后期， 其顺序是 ①→③→②→⑤→ ④ ， A 正确； 图 ① 为减数分裂 Ⅰ 前的间期， 此时细胞中进行染色体的复制， 但染色体数 目保持不变， B 错误； 互换发生在减数分裂 Ⅰ 前期， 如图 ③ ， C 正确； 图 ②③⑤ 细胞中 所含染色体数目均与体细胞相同， 都含有两 个染色体组， D 正确。 知识点五 受精作用 知 识 梳 理 （一） 受精作用 1. 概念： 卵细胞和精子相互 、 成为受精卵的过程。 2. 过程 （ 1 ） 精子的头部进入卵细胞， 尾部留在外面。 （ 2 ） 卵细胞的 发生复杂的生理反 应， 阻止其他精子再进入。 （ 3 ） 精子的 与卵细胞的 融 合， 使彼此的染色体会合在一起。 3. 结果 （ 1 ） 受精卵中的 数目又恢复到体细 胞中的数目， 保证了物种染色体数目的 稳定。 （ 2 ） 受精卵中的染色体一半来自精子 （父 方）， 另一半来自卵细胞 （母方）。 4. 意义 （ 1 ） 后代呈现多样性， 有利于生物在 中进化， 体现了有性生殖 的优越性。 （ 2 ） 对于维持每种生物 （有性生殖的生物） 前后代体细胞中 的恒定， 对于 生物的 都具有重要意义。 （二） 有性生殖产生后代呈现多样性的原因 1. 配子中染色体组合具有多样性 （ 1 ） 减数分裂 Ⅰ 后期， 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。 （ 2 ） 减数分裂 Ⅰ 前期， 四分体中同源染色体 的 间的互换， 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 。 要 点 精 析 1. 减数分裂和受精作用意义 维持每种生物前后代体细胞染色体数目 恒定， 对于生物的遗传和变异十分重要。 2. 减数分裂与受精作用过程中染色体数目的 变化 3. 具有 n 对同源染色体的个体产生配子情况 （不考虑基因突变和互换） 卵细胞 （ N ） 精子 （ N ） 减 数 分 裂 减 数 分 裂 卵原细胞 （ 2N ） ♀ 受精 作用 合子 （受精卵） （ 2N ） 有丝分裂 动物 （ 2N ） 有丝分裂 有丝分裂 精原细胞 （ 2N ） 27 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 4. 配子的种类和来源的分析 例 10 下列有关减数分裂和受精作用的叙 述， 错误的是 （ ） A. 减数分裂对生物多样性的形成有重要意义 B. 精卵相互识别， 说明细胞膜具有信息交 流的功能 C. 精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的 直接接触完成的 D. 受精作用 （减数分裂过程中核 DNA 数 目） 减半只发生在减数分裂 Ⅱ 答案： D 解析： 减数分裂过程中会发生同源染色体的 非姐妹染色单体之间的互换和非同源染色体 的自由组合， 对生物多样性的形成有重要意 义， A 正确； 受精作用是精子和卵细胞相互 识别， 融合为受精卵的过程， 在此过程中， 精子和卵细胞相互识别体现了细胞膜具有信 息交流的功能， B 正确； 精子和卵细胞的细 胞接触， 它们之间相互识别完成受精作用， C 正确； 减数分裂过程中核 DNA 数目的减 半发生在减数分裂 Ⅰ 和减数分裂 Ⅱ 过程中， D 错误。 例 11 与有性生殖后代中染色体组成多样 性的成因无关的是 （ ） A. 减数分裂产生配子时， 非同源染色体的 自由组合 B. 减数分裂产生配子时， 同源染色体上非 姐妹染色单体间的交换 C. 受精作用时， 雌、 雄配子的随机结合 D. 相关相对性状之间易于区分 答案： D 解析： 相对性状之间易于区分与有性生殖后 代中染色体组成多样性的成因无关， 故选 D 。 知识点六 建立减数分裂中染色体变化 的模型 知 识 梳 理 1. 用两种颜色的橡皮泥分别制作两条大小不 同的染色体， 每条染色体由 组成。 两条长的染色体为一对 ， 两条短的染色体为另一对 ， 两种颜色分别代表来自 。 2. 在纸上画一个足够大的 的 轮廓， 画出 等结构。 3. 把做好的染色体放在画好的细胞内， 让长 度相同、 的两条染色体配对， 使 着丝粒靠近。 将两对染色体横向分别排列 在细胞中央的 两侧。 双手分别抓 住并移动染色体的 ， 使 的染色体分离， 分别移向细胞的两极。 项目 可能产生 配子的种类 实际能产生 配子的种类 1 个精原细胞 2 n 种 2 种 1 个雄性个体 2 n 种 2 n 种 1 个卵原细胞 2 n 种 1 种 1 个雌性个体 2 n 种 2 n 种 两个精细胞染 色体完全相同 来源于 同一 次级精母细胞 简记为 同为 同一次 两个精细胞染 色体 “互补” 来源于 同一初级精母 细胞分裂产生 的两个次级精 母细胞 简记为 补为 同一初 两个精细胞染 色体有的相同， 有的互补 来源于 同一个体的 不同精原细胞 简记为 同、 补 同一体 28 学 第 2章 基因和染色体的关系 4. 在另一张纸上再画两个 的轮廓， 并画出 。 将已 经 的染色体分 别放到这两个新细胞中。 5. 把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央 的 处。 平均分开每条染色体上 连接染色单体的小块橡皮泥——相当于 。 再将染色体分别拉向 细胞的两极。 然后， 在两极有 的 部分画出细胞轮廓， 代表新细胞生成。 要 点 精 析 建立减数分裂中染色体变化的模型 例 12 下列关于 “建立减数分裂中染色体 变化的模型” 活动的描述， 错误的是 （ ） A. 用两种颜色橡皮泥制作的两种染色体分 别表示来自不同亲本 B. 将两条颜色、 长度相同的染色单体中部 用同种颜色的小块橡皮泥粘起来， 小块 橡皮泥代表着丝粒 C. 演示减数分裂过程中非同源染色体的自 由组合， 最少需要红色橡皮泥和黄色橡 皮泥制作的染色体各一条 D. 该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色 单体间的交叉互换 答案： C 解析： 减数分裂过程中， 为演示减数分裂 Ⅰ 后期非同源染色体的自由组合， 至少需要用 橡皮泥先制作 2 条黄色和 2 条红色的染色单 体； 再用同样的方法制作 2 条黄色和 2 条红 色的染色单体， 但比上一次制作的长或短一 些， C 错误。 知识点七 减数分裂和有丝分裂的综合 题型解题规律 要 点 精 析 题型 1 减数分裂与有丝分裂细胞图像 题分析 1. 前期图的判断 判断步骤： 结论： A 为有丝分裂前期 B 为减数分裂 Ⅰ 前期 C 为减数分裂 Ⅱ 前期 2. 中期图的判断 判断步骤： 着丝粒是否排列在赤道板上 结论： A 为有丝分裂中期 B 为减数分裂 Ⅱ 中期 C 为减数分裂 Ⅰ 中期 3. 后期图的判断 A B C 是否出现 四分体 有 → 减数分裂 Ⅰ 前期 无 → 细胞中是否具 有同源染色体 体 $ $ $ $ # $ $ $ $ % & & 有 → 有丝分裂前期 无 → 减数分裂 Ⅱ 前期 A B C A B C D E 29 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 判断步骤： 染色体是否含有染色单体 结论： A 为有丝分裂后期 B 为减数分裂 Ⅱ 后期 （次级精母细胞 或第一极体） C 为减数分裂 Ⅰ 后期（初级精母细胞） D 为减数分裂 Ⅰ 后期 （初级卵母细胞） E 为减数分裂 Ⅱ 后期 （次级卵母细胞） 例 13 （不定项） 下图是同一种动物体内 有关细胞分裂的一组图像， 下列叙述中错误 的是 （ ） A. 具有同源染色体的细胞只有 ② 和 ③ B. 动物睾丸中不可能同时出现以上细胞 C. 上述细胞中有 8 个染色单体的是 ①②③ D. ③ 所示的细胞中不可能有同源染色体的 分离 答案： ABC 解析： 图中 ①②③ 细胞都含有同源染色体， A 错误； 精原细胞经过有丝分裂增殖， 经过 减数分裂形成精细胞， 因此动物睾丸中可能 同时出现以上细胞， B 错误； 图中 ① 细胞中 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分离， 不含染色 单体， C 错误； 同源染色体的分离发生在减 数分裂 Ⅰ 过程中， 而 ③ 进行的是有丝分裂， D 正确。 题型 2 减数分裂和有丝分裂的曲线题 分析 1. 染色体与核 DNA 数目变化曲线的判断 （ 1 ） 曲线模型 （ 2 ） 判断方法 2. 染色单体数目变化的曲线分析 （ 1 ） 曲线模型 （ 2 ） 相关解读 ① 有丝分裂： 染色单体变化 0 间期 4n 后期 0 ② 减数分裂： 染色单体变化 0 间期 4n 2n 后期 0 例 14 下图表示细胞分裂和受精作用过程 中， 核 DNA 含量和染色体数目的变化， 据 图分析正确的是 （ ） A. 具有染色单体的时期只有 CD 、 GH 、 MN 段 ① ② ③ ④ 有丝分裂 减数分裂 时期 受精 受精卵 精（卵）原细胞 作用 有丝分裂 4n 2n n O DNA 染色体 “斜线” 有无 DNA 变化 连续 2 次 直线下降 1 次直线 下降 减数分裂 有丝分裂 染色体变化 先减再增 终减半 加倍后再 恢复 减数分裂 有丝分裂 有 无 减数分裂 有丝分裂 时期 染色单体数目 4n O 时间 相 对 值 E F O M A B C D N P G Q K L H I J O a b c 核 DNA 含量 染色体数目 30 学 第 2章 基因和染色体的关系 B. 着丝点分裂只发生在 DE 、 NO 段 C. GH 段和 OP 段， 细胞中含有的染色体数 是相等的 D. MN 段相对于 AB 段发生了核 DNA 含量 的加倍 答案： D 解析 ： 具有染色单体的时期为 CD 、 GH 、 IJ 、 MN 段； 着丝点分裂发生于有丝分裂后 期和减数第二次分裂后期， 发生在 CD 、 IJ 、 NO 过程中； GH 段为减数第一次分裂， 为 正常体细胞染色体数， OP 段为有丝分裂后 期， 为正常体细胞染色体数的二倍； MN 段 包括间期、 前期和中期， 间期发生了 DNA 的复制， 复制后 DNA 数是 AB 段的 2 倍。 核 心 素 养 1. 理解萨顿是如何提出基因位于染色体上 的。 （科学思维） 2. 掌握摩尔根运用假说—演绎法证明基因在 染色体上的过程。 （科学探究） 3. 说出孟德尔遗传规律的实质。 （生命观念） 4. 认同科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的 精神。 （社会责任） 知识点一 萨顿的假说 知 识 梳 理 1. 内容： 基因 （遗传因子） 是由 携带着从亲代传递给下一代的， 即 。 2. 依据： 基因和染色体的行为存在着明显的 。 3. 基因和染色体行为比较 教 材 拓 展 1. 萨顿是如何提出基因位于染色体上的？ 2. 萨顿提出的假说结论， 是否一定是正确的 呢？ 为什么？ 要 点 精 析 1. 基因在染色体上 例 1 下列关于基因和染色体平行关系的叙 述， 不正确的是 （ ） 第 2节 基因在染色体上 项目 基因 染色体 生殖过程中 在杂交过程中保 持 在配子形成和受 精过程中， 有相 对稳定的 存在 体细胞 成对 成对 配子 单个 单条 体细胞中来源 成对基因一个来 自 ， 一 个来自母方 同源染色体一 条来自父方， 一 条来自 形成配子时 自由 组合 自由 组合 项目 基因 染色体 续表 31