2.1.1 染色体与减数分裂中的染色体行为-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第一节　染色体通过配子传递给子代 第1课时　染色体与减数分裂中的染色体行为 [学习目标]　1.说明染色体的形态、结构与类型。2.阐明减数分裂中的染色体行为。 一、每种生物的染色体形态与数目相对恒定 1．染色体的形态、结构及功能 (1)分裂前的间期：染色质状态→分裂期：染色体状态(染色质经高度螺旋化和反复折叠，形成线状或棒状的小体)。 (2)每条染色体上都有一个缢缩的着丝粒部位。一般情况下，着丝粒将一条染色体分为两个臂。 (3)功能：是细胞核内遗传物质的载体。 2．染色体的类型 (1)分类依据：染色体上着丝粒的位置。 (2)染色体的类型 (3)染色体的特点 ①同一种生物细胞核内染色体的形态、大小和着丝粒位置等都是相对恒定的。 ②大多数生物的体细胞中染色体是成对存在的，在生殖细胞中是成单存在的。 判断正误 (1)同一种生物，细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置等都是相对恒定的(　　) (2)每条染色体均含有一个长臂和一个短臂(　　) (3)染色质和染色体是细胞中的同种物质分别在分裂前的间期和分裂期的两种形态(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 解析　(2)端着丝粒的染色体只有一个臂。 任务一：染色体和DNA的关系 我们之所以拥有各自独特的身体，是因为从父母那里获得了构建身体的“设计图”，这种“设计图”就是DNA，如图是染色体、DNA的关系示意图。请思考并回答以下问题： 1．图示中①②③分别表示什么物质或结构？ 提示　①表示DNA分子，②表示蛋白质分子，③表示染色体。 2．所有生物都具有③结构吗？该结构存在于什么细胞的什么部位？ 提示　原核生物不具有③染色体，染色体存在于真核细胞的细胞核中。 3．图示中①②③展示了三者的什么关系？ 提示　图示展示了染色体主要是由DNA分子和蛋白质分子共同组成的。 　对染色体形态、结构及功能的细节分析 (1)染色体主要由DNA、蛋白质组成，还含有少量RNA。 (2)染色体与染色质为同一种物质，是不同时期的两种形态。 (3)每条染色体(或染色质)上最多含有2个DNA分子，最少含有1个DNA分子。 (4)染色体是细胞核中遗传物质的载体。 1．如图为三种形态的染色体，下列关于染色体的叙述，错误的是(　　) A．丙为近端着丝粒染色体 B．甲、乙、丙均主要由DNA和蛋白质组成 C．染色体复制后，甲有4个DNA，乙有2个DNA D．染色体和染色质是同一种物质 答案　C 解析　每条染色体复制后，DNA均由1个变成2个，C错误；染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态，D正确。 2．下列有关染色体的叙述，错误的是(　　) A．每条染色体都含有一条或两条染色单体 B．染色体由DNA、RNA和蛋白质组成 C．根据着丝粒位置不同，可分为端着丝粒染色体、中间着丝粒染色体和近端着丝粒染色体 D．染色体是细胞进入分裂期时的状态 答案　A 解析　染色体未复制时不含染色单体，染色体复制后每条染色体含有两条染色单体，A错误。 二、减数分裂过程中的染色体行为 1．减数分裂的概念 指进行有性生殖的生物，在产生配子时通过染色体复制一次、细胞分裂两次实现染色体数目减半的细胞分裂。 2．同源染色体和四分体 (1)同源染色体：减数分裂过程中相互配对的一对染色体，一条来自父方，另一条来自母方，其形态、大小基本相同。 (2)四分体：配对后的每对同源染色体含有4条染色单体，称为四分体。 3．减数分裂的过程 各时期特征(以体细胞含2对染色体的动物为例)： 时期 图像 特征 间期(分裂前) 发生了染色体DNA复制、相关蛋白质合成 减数第一次分裂 前期Ⅰ ①同源染色体相互配对； ②出现四分体； ③可能发生同源染色体非姐妹染色单体之间染色体片段的交换 中期Ⅰ ①同源染色体排列在细胞中央的赤道面上； ②从细胞相对的两极发出的纺锤丝分别与同源染色体的着丝粒相连 后期Ⅰ ①同源染色体分开； ②非同源染色体自由组合 末期Ⅰ ①形成2个子细胞； ②子细胞内染色体数目只有母细胞中的一半，且无同源染色体； ③每个染色体含2条染色单体 减数第二次分裂 前期Ⅱ ①时间短； ②每个染色体仍具有2条染色单体 中期Ⅱ ①染色体的着丝粒与纺锤丝相连； ②排列在子细胞中央的赤道面上 后期Ⅱ ①每个染色体的着丝粒一分为二； ②染色单体成为染色体，且在纺锤丝的牵引下移向两极 末期Ⅱ ①染色体平均分配到两极； ②2个子细胞各自分裂，最终形成4个子细胞 判断正误 (1)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第二次分裂(　　) (2)形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体(　　) (3)减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞成为成熟生殖细胞必须经历的过程(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√ 解析　(1)减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。 (2)形状和大小相同的两条染色体也可能是姐妹染色单体分离形成的两条染色体。 任务二：减数分裂的过程和特点分析 如图是减数分裂的过程示意图，请分析回答下列问题： 1．染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？ 提示　染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数第二次分裂的后期，即乙过程。 2．细胞B、C中有没有同源染色体，有没有姐妹染色单体？ 提示　细胞B、C中没有同源染色体，但是有姐妹染色单体。 3．不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑交叉互换呢？ 提示　不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是相同的；如果考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成不一定相同。 4．和有丝分裂相比，甲过程染色体有哪些特殊行为？ 提示　(1)同源染色体相互配对；(2)同源染色体的非姐妹染色单体间常发生染色体片段的交换；(3)同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。 1．减数分裂中染色体数、染色单体数、核DNA含量的变化 比较项目 间期 MⅠ MⅡ 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 分子数 2n ↓ 4n 4n 4n 4n 4n ↓ 2n 2n 2n 2n 2n ↓ n 染色单 体数 0 ↓ 4n 4n 4n 4n 4n ↓ 2n 2n 2n 0 0 同源染色体对数 n n n n n ↓ 0 0 0 0 0 2.物质变化模型 3．(2023·温州高一联考)某二倍体哺乳动物体细胞中有14条染色体。下列关于该动物细胞分裂的叙述，错误的是(　　) A．减数第一次分裂前的间期，核DNA复制，形成28个核DNA分子 B．减数第一次分裂前期，同源染色体联会，可形成14个四分体 C．有丝分裂中期，14条染色体的着丝粒排列在赤道面上 D．有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，均可发生着丝粒分裂 答案　B 解析　减数第一次分裂前的间期，DNA进行半保留复制，每个染色体含两条姐妹染色单体，形成28个核DNA分子，A正确；减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象称为联会，联会后的每对同源染色体含有4条染色单体，称为四分体，一共7对同源染色体，即7个四分体，B错误；有丝分裂中期，14条染色体的着丝粒排列在赤道面上，此时染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体形态、数目的最佳时期，C正确；有丝分裂后期和减数第二次分裂后期都有着丝粒分裂，发生染色单体的分离，此时染色体数目暂时加倍，D正确。 4.如图表示某细胞正在进行正常的减数分裂，下列有关该图的叙述正确的是(　　) A．处于减数第一次分裂时期，有4个四分体 B．有4对同源染色体，8条染色单体 C．1和2、1和3之间均可能发生交叉互换现象 D．减数分裂完成，每个子细胞中只有2条染色体 答案　D 题组一　染色体的形态、结构及类型 1．根据染色体上着丝粒的位置分类，染色体不包括下列哪种类型(　　) A．中间着丝粒染色体 B．近端着丝粒染色体 C．无着丝粒染色体 D．端着丝粒染色体 答案　C 2．下列有关染色体的说法中，错误的是(　　) A．在分裂前的间期，经复制后染色单体的数目是染色体的二倍 B．一个四分体中有四条染色单体 C．着丝粒的数目与染色体的数目相等，着丝粒分裂后，着丝粒的数目是染色单体的1/2 D．只有同源染色体才可以相互配对 答案　C 解析　染色体经过复制后，每条染色体含有两条染色单体，所以染色单体的数目是染色体的二倍，A正确；一个四分体中含有两条染色体(同源染色体)、四条染色单体，B正确；着丝粒分裂后，染色单体消失，C错误；在减数第一次分裂的前期，只有同源染色体才可以相互配对，D正确。 题组二　减数分裂的相关概念 3．下列关于染色单体的叙述，不正确的是(　　) A．交叉互换发生在姐妹染色单体之间 B．姐妹染色单体在减数第二次分裂后期分离 C．有丝分裂后期姐妹染色单体随着丝粒分裂而分开 D．一条染色单体上只能有一个DNA 答案　A 解析　交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，A错误；有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，姐妹染色单体随着丝粒分裂而分开，B、C正确；存在染色单体时，一条染色单体只含有一个DNA分子，D正确。 4．(2023·丽水高一阶段检测)同源染色体是指(　　) A．减数分裂过程中配对的两条染色体 B．形状和大小大体相同的两条染色体 C．一条染色体复制形成的两条染色体 D．分别来自父方和母方的两条染色体 答案　A 解析　同源染色体的两两配对称为联会，所以减数分裂过程中配对的两条染色体一定是同源染色体，A正确；形态、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后形成的两条染色体，B错误；同源染色体不是复制形成的，而是一条来自父方、一条来自母方，一条染色体复制形成的两条染色体属于姐妹染色单体，C错误；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，如来自父方的2号染色体和来自母方的3号染色体，D错误。 5．(2023·宁波高一月考)下列与四分体有关的说法，正确的是(　　) A．四分体出现在有丝分裂前期和减数第一次分裂前期 B．四分体的姐妹染色单体间有可能会发生交叉互换 C．四分体中的两条染色体一条来自父方，一条来自母方 D．一个四分体中有4条染色单体，2个DNA 答案　C 解析　一般有丝分裂全程都有同源染色体，但不会出现联会形成四分体的现象，A错误；交叉互换发生在四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；四分体是联会的同源染色体，而同源染色体中的两条染色体一条来自父方，一条来自母方，大小和形态一般相同，C正确；一个四分体中含有一对同源染色体，有4条染色单体，4个DNA，D错误。 题组三　减数分裂的过程 6．同源染色体分离、非同源染色体自由组合、非姐妹染色单体之间的交换分别发生在减数分裂的时期是(　　) A．均发生在减数第一次分裂后期 B．减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期 C．均发生在减数第二次分裂后期 D．减数第一次分裂后期、减数第一次分裂后期、减数第一次分裂前期 答案　D 解析　在减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，发生在减数第一次分裂后期；在减数第一次分裂前期，同源染色体联会，形成四分体，同源染色体上的非姐妹染色单体可以发生交换。 7．下列是动物减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是(　　) A．③⑥④①②⑤ B．⑥③②④①⑤ C．③⑥④②①⑤ D．③⑥②④①⑤ 答案　D 8．(2023·台州高一期中)下列细胞中不存在同源染色体的是(　　) A．小麦根尖细胞 B．次级卵母细胞 C．受精卵 D．初级精母细胞 答案　B 解析　减数第一次分裂后期，同源染色体分离，因此次级卵母细胞不含同源染色体，B符合题意。 9．(2023·宁波高一期中)在减数第二次分裂后期，下列各组数量比例是1∶1的是(　　) A．染色体和染色单体 B．着丝粒和DNA C．DNA和四分体 D．着丝粒和染色单体 答案　B 解析　减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，细胞中不含染色单体，没有四分体，每条染色体含有一个DNA分子，因此着丝粒和DNA分子之比为1∶1，B符合题意。 10．通过减数分裂形成的成熟生殖细胞中染色体数目会减少，下列关于玉米(2n＝20)减数分裂过程的叙述正确的是(　　) A．减数分裂完成后，生殖细胞中同源染色体对数减少至5对 B．染色体数目减半和染色单体数目减半不能发生在同一时期 C．减数分裂中期Ⅱ可以观察到10种形态的染色体 D．染色体数目加倍的时期，可发生同源染色体分离 答案　C 解析　减数分裂完成后，成熟的生殖细胞中不再含有同源染色体，A错误；减数第一次分裂结束，染色体和染色单体数目均减半，B错误；减数分裂中期Ⅱ，非同源染色体各有一条，共10条，C正确；染色体数目加倍的时期是减数分裂后期Ⅱ，着丝粒分裂，此时无同源染色体，D错误。 11．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细胞分裂　②在减数第一次分裂后形成的细胞中存在同源染色体　③着丝粒在减数第一次分裂后期一分为二　④减数分裂的结果是染色体数减半，核DNA数不变　⑤同源染色体分离，导致染色体数目减半　⑥联会后染色体复制，形成四分体　⑦染色体数目减半发生在减数第二次分裂的末期 A．①②③ B．④⑤⑥ C．①⑤ D．⑥⑦ 答案　C 12.(2023·温州高一期中)水稻为雌雄同花，如图为水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像，下列叙述正确的是(　　) A．图中的水稻花粉母细胞处于减数第二次分裂前期 B．该细胞时期既含有同源染色体又有染色体倍增的情况 C．水稻花粉母细胞含有24条染色单体 D．四分体的非姐妹染色单体之间可能已发生片段交换 答案　D 解析　图中形成了四分体，即同源染色体正在联会，处于减数第一次分裂前期，A错误；该细胞时期同源染色体正在联会，即含有同源染色体，但是着丝粒没有分裂，没有染色体倍增的情况，B错误；图中共有12个四分体，即含有24条染色体，每条染色体上含有2条染色单体，因此细胞内含48条染色单体，C错误；在减数第一次分裂的前期，同源染色体上的非姐妹染色单体可能会发生交叉互换，即四分体的非姐妹染色单体之间可能已发生片段交换，D正确。 13．如图是果蝇的一个精原细胞(为性母细胞)分裂过程中核DNA分子数的变化图，下列相关说法不正确的是(　　) A．图中表示精原细胞经历了一次有丝分裂和减数分裂 B．cd段和gh段染色体数目都相等 C．gh段都存在染色单体 D．最后形成的生殖细胞中，染色体数和核DNA分子数都是体细胞的一半 答案　B 解析　分析曲线变化可知，ce段核DNA分子数一次减半，应表示有丝分裂；gk段核DNA分子数连续两次减半，应表示减数分裂，A正确；cd段细胞内染色体数目为8条或16条，gh段为减数第一次分裂，细胞内染色体数目为8条，并且存在染色单体，B错误，C正确。 14.(2023·宁波高一检测)如图1表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了图2中①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是(　　) A．①与② B．①与③ C．②与③ D．②与④ 答案　C 解析　正常情况下来自同一个次级精母细胞的精细胞中的染色体形态和数目应该是相同的，由图示分析，若发生交叉互换则染色体的颜色大部分相同，而交叉互换的部分颜色不同。根据题意，减数第一次分裂前期，四分体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，所以来自同一个次级精母细胞的是②与③，①与④。 15．如图甲表示一条染色体，图乙表示一个细胞中的染色体分布状况，请据图回答下列问题： (1)图甲中的染色体是否经过了复制？为什么？______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)图甲中的染色体具有________个DNA分子，染色体的主要成分除了DNA外，还有________。 (3)根据图甲中着丝粒的位置可以判断，该染色体的类型属于________________________。 (4)图乙中有________条染色体，________条染色单体，________对同源染色体。 答案　(1)经过了复制；因为该染色体具有两条姐妹染色单体　(2)2　蛋白质　(3)中间着丝粒染色体　(4)4　8　2 16．如图表示某动物体内处于不同分裂时期的细胞，请据图回答下列问题： (1)图中A～E细胞中具有同源染色体的细胞有________(用字母表示)。 (2)B细胞中有核DNA分子________个。D细胞所处的分裂时期是______________________。 (3)理论上，从染色体组成上分析，这种动物可产生____种生殖细胞。 (4)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是__________________________(用图中字母和箭头表示)。 答案　(1)A、B、D　(2)8　减数第一次分裂后期　(3)4　(4)A→D→C→E 解析　(1)同源染色体一般是大小和形态基本相同、来源不同的一对染色体，图中A～E细胞中具有同源染色体的细胞有A、B、D。(2)有染色单体存在时，核DNA分子数和染色单体数相同，没有染色单体时，核DNA分子数与染色体数相同，故B细胞中有8个核DNA分子。D细胞同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期。(3)这种动物体细胞中含有两对同源染色体，理论上可产生2×2＝4(种)生殖细胞。 学科网（北京）股份有限公司 $$