1 第1节 第1课时 减数分裂与精子的形成过程-【金版新学案】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 多选）

第1节　减数分裂和受精作用 第1课时　减数分裂与精子的形成过程 [学习目标]　1.阐述同源染色体、四分体、联会等概念。　2.描述精子形成过程中各时期染色体的行为变化。 知识点一　与减数分裂相关的概念 1．魏斯曼关于减数分裂的预测 (1)在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半。 (2)受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。 2．同源染色体、联会与四分体的概念 (1)同源染色体 (2)联会：同源染色体两两配对的现象。 (3)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。 提醒：人的X、Y两条性染色体为一对同源染色体，但形状、大小均不同，X染色体比Y染色体大得多。 [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。(×) 4．形状和大小相同的染色体是同源染色体。(×) 任务　减数分裂过程中的相关概念辨析 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A和B、C和D，属于非同源染色体的是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。 学生用书第33页 (4)图丙所示发生的生理过程是　　　　，该过程是如何发生的？ 提示：互换　四分体时期，同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕，并交换相应的片段。 应用1.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间的互换 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间的互换，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发生联会，此时一对同源染色体不是一个四分体，D错误。 应用2.如图所示为处于不同分裂时期的细胞示意图，下列相关叙述正确的是(多选)(　　) A．a、b、c细胞中都有2条染色体，且都有染色单体 B．a、b、c细胞中都有1对同源染色体 C．c细胞中有1个四分体 D．a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子 答案：BCD 解析：a、b、c细胞中都有2条染色体，其中a细胞不含染色单体，b和c细胞都含有染色单体，A错误；a、b、c细胞中都有1对同源染色体，B正确；四分体是由同源染色体两两配对形成的，因此c细胞中有1个四分体，C正确；a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子，D正确。 关于同源染色体的3个认识误区 1．大小相同的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，因不是一条来自父方，一条来自母方，所以不叫同源染色体。 2．同源染色体既可以是复制之前不含染色单体的染色体，也可以是复制之后含染色单体的染色体。 3．有丝分裂过程中存在同源染色体，但不出现同源染色体的联会现象和四分体，也不出现同源染色体的分离现象。 知识点二　精子的形成过程 1．场所 2．精子形成过程中各时期的变化 [精通教材] 1．（教材P20“旁栏思考”）减数分裂Ⅰ后期细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合在一起的。 学生用书第34页 2.（教材P20“旁栏思考”）在减数分裂Ⅰ中染色体出现了哪些特殊的行为？ 提示：出现了同源染色体联会、四分体的形成、同源染色体的非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为。 任务一　分析减数分裂过程和特点 1.如图为雄性动物体内减数分裂过程的示意图。请分析回答下列问题： (1)图中A、C、G的细胞名称分别是　　　　　　　　　　　　　。 提示：A为初级精母细胞，C为次级精母细胞，G为精细胞 (2)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生在　　　　　　　　　期。 提示：减数分裂Ⅰ的后 (3)染色体数目减半和染色单体消失分别发生在图中　　　　　　　　　过程。 提示：甲、乙 (4)细胞B、C中有没有同源染色体和染色单体？ 提示：细胞B、C中没有同源染色体，但有染色单体。 (5)细胞B与C的染色体组成是否相同？ 提示：不同。 (6)不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换呢？ 提示：相同；不一定相同。 2．比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ（以二倍体为例） 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 应用3.下列关于人的生殖细胞形成过程中减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较，正确的是(　　) A．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中染色体数目可能相同 B．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中核DNA含量可能相同 C．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中都有同源染色体 D．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中都有姐妹染色单体的分离 答案：A 解析：减数分裂Ⅱ后期，着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离形成子染色体，使染色体数目暂时加倍，故减数分裂Ⅰ末期结束之前和减数分裂Ⅱ后期的染色体数目相同，均为46条，A正确；减数分裂Ⅰ过程中核DNA数目为46×2＝92（个），减数分裂Ⅰ结束后核DNA平均分配到2个次级精母细胞（或极体和次级卵母细胞）中，核DNA数目减半为46个，故减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中核DNA含量不相同，B错误；减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体彼此分离、非同源染色体自由组合移向细胞两极，末期结束后，细胞中的同源染色体均被分配到2个不同的次级精母细胞（或极体和次级卵母细胞）中，故进入减数分裂Ⅱ的细胞中没有同源染色体，C错误；减数分裂Ⅰ没有姐妹染色单体的分离，减数分裂Ⅱ后期，着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离成为子染色体，D错误。 应用4.(2024·临沂月考)下列有关某雄性生物体中各细胞分裂示意图的判断，不正确的是(多选)(　　) A．图①处于减数分裂Ⅰ中期，细胞内有2对姐妹染色单体 B．图②处于减数分裂Ⅱ后期，细胞内有2对姐妹染色单体 C．图③处于减数分裂Ⅱ中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条 D．四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子的形成过程中 答案：ABC 解析：据题图分析可知，图①处于减数分裂Ⅰ中期，每条染色体都含1对姐妹染色单体，共有4对姐妹染色单体，A错误。图②处于减数分裂Ⅱ后期，染色体的着丝粒已分裂，无姐妹染色单体，B错误。图③处于减数分裂Ⅱ中期，细胞中有2条染色体，说明正常体细胞染色体数为4条；当体细胞处于有丝分裂后期时，染色体数才为8条，C错误。图示过程发生在雄性生物体内，故为精子的形成过程，可排序为①③②④，D正确。 任务二　分析减数分裂染色体和DNA数量变化 3．减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA数的变化（假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c）。 细胞分裂图像 相关时期 染色体数 核DNA数 染色单体数 间期 2n 2c→4c 0→4n 减数分裂Ⅰ 前期 2n 4c 4n 中期 2n 4c 4n 学生用书第35页 减数分裂Ⅰ 后期 2n 4c 4n 末期 2n→n 4c→2c 4n→2n 减数分裂Ⅱ 前期 n 2c 2n 中期 n 2c 2n 后期 2n 2c 0 末期 2n→n 2c→c 0 4.结合上表数据，在给出的坐标系中画出染色体数目和核DNA含量的变化曲线。 提示：如图 [核心归纳] 归纳减数分裂中染色体、核DNA、染色单体数量变化规律 1．甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 2．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，是由同源染色体分离，并分别进入两个子细胞造成的，减数分裂Ⅱ时染色体数变化为n→2n→n，没有减半。 3．减数分裂Ⅱ后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。 4．染色体/核DNA数的比值的变化规律及原因： 1∶11∶21∶1。 应用5. 如图是细胞分裂过程中相关物质或结构的变化曲线图，下列有关图中a～c段（不含a、c两点）的叙述，正确的是(　　) A．细胞中始终存在同源染色体 B．细胞中始终存在姐妹染色单体 C．细胞中染色体数与核DNA分子数的比由1∶2变为1∶1 D．细胞名称为初级精母细胞 答案：B 解析：a～c段（不含a、c两点）包括减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的前期、中期，b～c段不含同源染色体，A错误；a～c段，着丝粒没有分裂，始终存在姐妹染色单体，细胞中染色体数与核DNA分子数的比一直是1∶2，B正确，C错误；a～b段细胞可表示初级精母细胞，b～c段细胞可表示次级精母细胞，D错误。 应用6.如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(Ⅰ～Ⅳ)中相关物质(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是(　　) A．Ⅱ所处阶段可发生非同源染色体的自由组合 B．Ⅲ可代表初级精母细胞 C．②代表染色体 D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1 答案：A 解析：Ⅱ可代表初级精母细胞，所处阶段可发生非同源染色体的自由组合，A正确；Ⅲ可代表次级精母细胞，B错误；①代表染色体，②代表染色单体，③代表核DNA分子，C错误；由图可知，Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶2∶1，D错误。 学生用书第36页 思维导图 要语必背 1.减数分裂的特点是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半。 2.减数分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色体配对——联会，形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体之间可以发生互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 3.减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。 1．（2023·江苏连云港学业考试）减数分裂中染色体数目减半的原因是(　　) A．四分体出现 B．同源染色体分离 C．着丝粒分裂 D．染色单体分离 答案：B 解析：减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次，细胞连续分裂两次，其结果是生殖细胞中染色体数目减半，而在减数分裂过程中染色体数目减半的关键原因是同源染色体分离，该过程发生在减数分裂Ⅰ，B正确。 2．（2023·贵州铜仁期中）果蝇有4对同源染色体，在减数分裂过程中，能形成的四分体个数是(　　) A．1 B．16 C．4 D．8 答案：C 解析：果蝇有4对同源染色体，在减数分裂Ⅰ过程中，每一对同源染色体形成一个四分体，共形成4个四分体，C正确，A、B、D错误。 3.（2023·湖北高一学业考试）高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。如图为正在进行分裂的动物细胞示意图，该细胞处于(　　) A．减数分裂Ⅰ中期 B．减数分裂Ⅰ后期 C．减数分裂Ⅱ中期 D．减数分裂Ⅱ后期 答案：B 解析：分析题图，图示细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，A、C、D错误，B正确。 4．(2023·江苏盐城高一开学考试)如图是某种雄性动物细胞分裂示意图。下列叙述不正确的是(多选)(　　) A．在卵巢中可能同时存在图甲、图乙两种分裂图像 B．若图甲中的2和6表示两个Y染色体，则此图表示次级精母细胞的分裂 C．图甲的细胞中有四对同源染色体，图乙的细胞中有1个四分体 D．图乙细胞的Y染色体中含有2个核DNA，该细胞分裂产生的子细胞是精细胞 答案：ABC 解析：由于该个体为雄性个体，图甲为有丝分裂后期，图乙为次级精母细胞，在精巢中既有有丝分裂的细胞，也有减数分裂的细胞，所以可能同时存在图甲、图乙两种分裂图像，但卵巢的细胞中无Y染色体，故卵巢中不存在图甲、图乙两种分裂图像，A错误；图甲表示的是体细胞的有丝分裂，不可能是次级精母细胞，B错误；图乙的细胞处于减数分裂Ⅱ，无同源染色体，无四分体，C错误；图乙的细胞处于减数分裂Ⅱ中期，细胞的Y染色体中含有2个核DNA，该细胞分裂产生的子细胞是精细胞，D正确。 5．（2023·六安高一检测）某动物体细胞中核DNA含量为2n。下图分别为雄性动物生殖细胞形成过程中核DNA含量变化的曲线图和细胞示意图。请回答： (1)细胞A的名称是　　　　　　　　。 (2)细胞C的名称是　　　　　　　　，与之相对应的曲线段是　　　　（以横轴上的数字段表示）。 (3)曲线段2～3时期核DNA含量变化是　　　　　　　　的结果。 答案：(1)次级精母细胞　(2)初级精母细胞　3～4　(3)核DNA复制 学科网（北京）股份有限公司 $$