2.1.1 减数分裂的相关概念、精子的形成过程-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（人教版2019，苏冀）

第1节　减数分裂和受精作用 第1课时　减数分裂的相关概念、精子的形成过程 [学习目标]　1.理解并阐明减数分裂的过程及相关概念。2.描述精子的形成过程。 一、减数分裂的相关概念 1．同源染色体与非同源染色体 (1)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。 (2)非同源染色体：形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。 2．联会和四分体 (1)联会：在减数分裂过程中，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，叫作四分体。 判断正误 (1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性(　　) (2)对于雄性哺乳动物来说，同源染色体只存在于精原细胞中，而不存在于其他体细胞中(　　) (3)细胞内的同源染色体都会形成四分体(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 任务一：辨析减数分裂的相关概念 如图表示细胞分裂某时期的图像，请分析并回答下列问题： (1)图甲染色体中属于同源染色体的是哪些？哪些是非同源染色体？ 提示　A、B是一对同源染色体；C、D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有：A、C，A、D，B、C，B、D。 (2)图乙中，a、a′的关系是姐妹染色单体。 a、b的关系是同源染色体中的非姐妹染色单体。 a、c的关系是非同源染色体之间的非姐妹染色单体。 a、a′和b、b′合称四分体。 (3)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子数之间的数量关系是怎样的？图乙中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)? 提示　1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个核DNA分子。图乙中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。 (4)互换(结合图丙作答) ①时期：减数分裂Ⅰ前期。 ②范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换一部分片段。 1．下列关于同源染色体的叙述，错误的是(　　) A．同源染色体的形状、大小不一定相同 B．形状、大小相同的染色体不一定是同源染色体 C．在减数分裂中配对的两条染色体是同源染色体 D．一条来自父方一条来自母方的染色体一定是同源染色体 答案　D 2．下列关于同源染色体和四分体“一定”的叙述，正确的是(　　) A．四分体时期一定不会发生非姐妹染色单体的互换 B．含有四条姐妹染色单体的一定是四分体 C．一个四分体一定是一对同源染色体 D．一对同源染色体一定是一个四分体 答案　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。 二、精子的形成过程 1．形成场所：人和其他哺乳动物的睾丸(曲细精管)。 2．染色体的主要行为 判断正误 (1)精原细胞是特殊的体细胞，既能通过有丝分裂增殖，又能通过减数分裂产生精子(　　) (2)玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，花粉中有5对同源染色体(　　) (3)减数分裂Ⅱ后期，大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)× 解析　(2)玉米的花粉中不含有同源染色体。 (3)减数分裂Ⅱ后期，大小、形状相同的两条染色体来源于同一条染色体，它们不是同源染色体。 任务二：比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ(二倍体为例) 比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 分裂前的间期DNA复制与否 复制 不复制 同源染色体 有 无 着丝粒变化 不分裂 分裂 染色体主要行为 ①同源染色体联会； ②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换； ③同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极 3．(多选)在减数分裂前及分裂过程中，下列有关染色体变化的叙述，正确的是(　　) A．着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂，染色体数目加倍 B．在减数分裂前，染色体只复制一次 C．在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离 D．细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍 答案　BC 解析　着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，A错误；在减数分裂前的间期，染色体复制一次，细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，B正确；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，C正确；细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞，使得细胞中染色体数目减半，导致染色体数目加倍的是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，D错误。 4．如图①～⑥为细胞分裂模式图。下列各项中能正确表示同种生物减数分裂过程顺序的是(　　) A．②⑤④① B．⑤③①⑥ C．⑤①④⑥ D．①③②⑥ 答案　B 题组一　减数分裂的相关概念 1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是(　　) A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体 B．同源染色体的大小一定相同 C．四分体在减数分裂和有丝分裂过程中均可出现 D．四分体中的非姐妹染色单体之间可发生互换 答案　D 解析　在减数分裂过程中，能联会的两条染色体是同源染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A错误；同源染色体的形状、大小一般都相同，但也有大小不同的，B错误；有丝分裂过程中没有四分体出现，C错误。 2．下列关于同源染色体概念的叙述，最合理的是(　　) A．构成一个四分体的两条染色体 B．分别来自父母双方的两条染色体 C．减数分裂Ⅱ时向两极移动的两条染色体 D．形状、大小相同的两条染色体 答案　A 解析　减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会后形成四分体，A正确；分别来自父母双方的两条染色体可能是非同源染色体，B错误；减数分裂Ⅱ时向两极移动的两条染色体原来是姐妹染色单体，C错误；形状、大小一般相同的两条染色体可能是姐妹染色单体，分开后形成的两条染色体，D错误。 3．(2023·河北石家庄高一检测)下列关于四分体的叙述，正确的是(　　) A．一个四分体由4条染色体组成 B．一个四分体有4条姐妹染色单体 C．一个四分体有4个核DNA分子 D．含有四分体的细胞中，染色体数目与核DNA数目相等 答案　C 解析　一个四分体由2条染色体组成，A错误；一个四分体含有4条染色单体，这4条染色单体并非都是姐妹染色单体，连接在同一个着丝粒上的2条染色单体才能称为姐妹染色单体，B错误；在四分体中，染色体数∶核DNA数＝1∶2，D错误。 题组二　精子的形成过程 4．(2023·江苏淮安高一期中)减数分裂的最重要特征是分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半，导致染色体数目减半的原因是(　　) A．染色体复制形成姐妹染色单体 B．四分体时期同源染色体联会 C．减数分裂Ⅰ发生了同源染色体的分离 D．减数分裂Ⅱ发生了着丝粒的分裂 答案　C 解析　减数分裂是指染色体复制一次，细胞连续分裂两次的分裂，其结果是分裂形成的子代细胞中染色体数目是亲代的一半。而染色体数目减半的根本原因是在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离并分别进入两个子细胞中，C符合题意。 5．在减数分裂Ⅰ过程中，不会出现的现象是(　　) A．出现纺锤丝 B．着丝粒一分为二 C．非同源染色体的自由组合 D．同源染色体分离 答案　B 解析　着丝粒一分为二发生在减数分裂Ⅱ后期，B符合题意。 6.关于如图的叙述，不正确的是(　　) A．在减数分裂Ⅰ前期，④与⑦、⑤与⑥联会，形成两个四分体 B．在减数分裂Ⅰ后期，移向同一极的染色体均含同源染色体 C．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连 D．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体 答案　B 解析　减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞的每一极都不再具有同源染色体，B错误。 7．精细胞的形成过程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．过程①是原始生殖细胞的增殖过程，增殖方式为有丝分裂 B．过程①②中均会形成姐妹染色单体 C．过程③同源染色体联会，形成四分体，着丝粒排列在细胞板两侧 D．过程①④中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程 答案　C 解析　分析图示可知，过程①是原始生殖细胞的增殖过程，包括有丝分裂前的间期和有丝分裂，A正确；②表示减数分裂前的间期，与①中有丝分裂前的间期一样，完成DNA复制和有关蛋白质的合成，从而形成姐妹染色单体，B正确；过程③中，形成四分体后，着丝粒会排列在赤道板两侧，C错误；①有丝分裂和④减数分裂Ⅱ过程中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程，D正确。 8．如图是某种生物的精细胞，根据图中染色体类型和数目，则来自同一个次级精母细胞的是(　　) A．①③ B．②⑤ C．③④ D．①④ 答案　D 解析　减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个相同的精细胞，则图中来自同一个次级精母细胞的是染色体组成相同的①④，D符合题意。 9．一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞的减数分裂Ⅰ正常，在减数分裂Ⅱ时有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应是(　　) A．两者产生的配子全部都不正常 B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常 C．两者都产生一半不正常的配子 D．前者产生的配子都不正常，后者只产生一半不正常的配子 答案　D 解析　一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的2个次级精母细胞均不正常(一个次级精母细胞多一条染色体，另一个次级精母细胞少一条染色体)，因此这两个次级精母细胞形成的4个精细胞均不正常；另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开，则这个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞均不正常，而另一个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞均正常。 10．(多选)联会复合体(SC)是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构。如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成，则SC不能形成，并将导致同源染色体的配对过程受阻，也不会发生同源染色体的互换。研究发现，用RNA酶处理可使SC结构破坏，在减数分裂Ⅰ前期的晚期联会复合体解体消失。下列有关叙述正确的是(　　) A．细胞减数分裂Ⅰ前期可能合成某些DNA B．SC在姐妹染色单体分离时发挥重要作用 C．SC只会在减数分裂过程中发挥作用 D．SC的基本组成单位中可能有氨基酸 答案　ACD 解析　SC是减数分裂过程中在一对同源染色体之间形成的一种梯状结构，而姐妹染色单体分离发生在减数分裂Ⅱ后期，此时细胞中无同源染色体，故SC在姐妹染色单体分离时不存在，B错误；据题干信息，如果在减数分裂Ⅰ前期的早期抑制DNA合成或蛋白质合成，则SC不能形成，因此SC的组成成分可能有蛋白质，基本组成单位中可能有氨基酸，D正确。 11．(多选)(2023·江苏常州高一检测)如图为精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图。下列有关叙述正确的是(　　) A．精细胞形成过程的顺序为甲→丙→乙→丁 B．图甲细胞中不含同源染色体 C．图乙细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1∶2 D．图丙细胞中有2个四分体 答案　ACD 解析　分析题图可知，甲细胞为精原细胞，乙细胞为次级精母细胞(处于减数分裂Ⅱ前期)，丙细胞为初级精母细胞(处于减数分裂Ⅰ前期)，丁细胞为精细胞，故精细胞形成过程的顺序为甲→丙→乙→丁，A正确；图甲细胞中含有两对同源染色体，B错误；图乙细胞中，每条染色体上都含有2个DNA分子，此时染色体数与核DNA分子数之比为1∶2，C正确；1个四分体是由1对同源染色体两两配对形成的，因此图丙细胞中有2个四分体，D正确。 12．(多选)(2023·吉林白城高一检测)蜜蜂中工蜂和蜂王是由受精卵发育而来的，体细胞含有32条染色体(2n＝32)；雄蜂由亲代雌蜂的卵细胞发育而来，体细胞含有16条染色体(n＝16)，雄蜂可通过一种特殊的减数分裂方式形成精子，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．一个初级精母细胞中含有16个核DNA分子 B．雄蜂的体细胞有丝分裂前期含有16条非同源染色体 C．在精子形成过程中，着丝粒会发生一分为二的现象 D．若不考虑其他变异，一只雄蜂只能产生一种类型的精子 答案　BCD 解析　一个初级精母细胞中DNA已经完成复制，含有32个核DNA分子，A错误；雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，其体细胞中有16条染色体，且没有同源染色体，雄蜂的体细胞有丝分裂前期含有16条非同源染色体，B正确；在精子形成过程中，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒会发生一分为二的现象，C正确；由题图可知，若不考虑其他变异，减数分裂Ⅰ时，所有的染色体都分配到一极，形成一个次级精母细胞，然后一个次级精母细胞分裂成两个精细胞，这两个精细胞的染色体组合相同，一只雄蜂只能产生一种类型的精子，D正确。 13．如图为细胞分裂某一时期的示意图。请据图回答下列问题： (1)此细胞处于________________期，此时有四分体________个。 (2)减数分裂过程中，可以和“1”染色体自由组合的是__________(填数字)染色体。 (3)此细胞分裂后产生的2个子细胞中，每个子细胞含有同源染色体________对。子细胞染色体的组合为______________________。 (4)染色体主要是由________和________组成的。光学显微镜观察细胞中的染色体，需先用______________染色。 答案　(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，染色之后可以在光学显微镜下观察到。 14．如图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题： (1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①_________________________________、②_____________________________________________________________________________、 ③____________________。 (2)C细胞的名称是________________，它含有同源染色体________对。 (3)在上面方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图， 请注意染色体的形态和数目。 答案　(1)有丝分裂　减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ　(2)次级精母细胞　0　 (3)如图所示 解析　图A表示某雄性动物个体的体细胞；图B中含有8条染色体，含有同源染色体，不含染色单体，处于有丝分裂后期，因此①表示有丝分裂；图C中含有2条染色体，4条染色单体，但是不含同源染色体，处于减数分裂Ⅱ中期，因此②表示减数分裂Ⅰ，③表示减数分裂Ⅱ。C和D是由A经减数分裂Ⅰ同源染色体分离所形成的，所以C、D中含有的染色体应该是“互补”的关系。 学科网（北京）股份有限公司 $$