2.1染色体通过配子传递给子代导学案-2024-2025学年高一下学期生物浙科版（2019）必修2

2.1 染色体通过配子传递给子代 学习目标 1.生命观念：理解染色体数目和形态在物种延续中的稳定性，形成 “染色体是遗传物质载体，在亲子代传递中保持遗传连续性” 的生命观念。 2.科学思维：通过分析减数分裂和受精作用过程中染色体的变化，培养归纳推理和模型构建能力，理解染色体行为与遗传规律的内在联系。 3.科学探究：通过模拟减数分裂过程，观察染色体的动态变化，提升实验操作与数据分析能力。 4.社会责任：认识染色体数目异常与遗传疾病的关系，关注遗传学在优生优育等领域的应用。 学习重难点 重点： 染色体的形态结构及数目在不同物种中的稳定性。 减数分裂过程中染色体数目减半的机制。 受精作用对维持物种染色体数目恒定的意义。 难点： 减数分裂各时期染色体的行为变化及其与遗传物质传递的关系。 减数分裂和受精作用在遗传和变异中的综合作用。 预习新知 知识点一：每种生物的染色体形态与数目相对恒定 1.染色体的形态与结构：染色体由______、蛋白质和少量______组成，在细胞分裂期，染色质高度螺旋化形成染色体。染色体的形态多样，根据着丝粒的位置，可分为____________、____________、____________和____________等类型。染色体的主要结构包括____________、____________和 ____________，其中______是纺锤丝附着的部位，与染色体的移动密切相关。 2.染色体的数目：每种生物的染色体数目具有物种特异性，且在体细胞中一般为______存在，称为______。例如，人类体细胞中含有______染色体，其中包括______和______ ；果蝇体细胞中有______染色体。生殖细胞（如精子和卵细胞）中的染色体数目是体细胞的______，称为______ 。 3.染色体组型：染色体组型又称______，是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。通过分析染色体组型，可以判断生物的______，诊断人类的______，如______患者的染色体组型中第 21 号染色体多了一条。 知识点二：减数分裂产生只含有一半染色体的精细胞或卵细胞 1.减数分裂的概念：减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目______的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制______，而细胞分裂______，最终产生的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少______。 2.减数分裂的过程 减数第一次分裂前的间期：细胞进行染色体的复制，包括______的复制和相关蛋白质的合成，此时每条染色体包含两条______，但染色体数目不变。 减数第一次分裂：前期同源染色体发生______，形成______，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生______ ；中期同源染色体排列在赤道面两侧；后期______分离，分别移向细胞两极；末期细胞一分为二，形成两个子细胞，染色体数目减半。 减数第二次分裂：前期无同源染色体，染色体散乱分布；中期染色体的______排列在赤道面上；后期______分裂，______分开成为子染色体，分别移向细胞两极；末期细胞再次一分为二，最终形成______染色体数目减半的生殖细胞。 3.精子和卵细胞的形成过程：在雄性动物的睾丸中，精原细胞经过减数分裂形成______，经过变形成为 ；在雌性动物的卵巢中，卵原细胞经过减数分裂形成______和______，极体最终退化消失。 知识点三：受精作用使受精卵中的染色体数目得到恢复 1.受精作用的过程：受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为______的过程。受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的______会合在一起。 2.受精作用的意义：受精作用使受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自______（父方），另一半染色体来自______（母方）。这对于维持每种生物前后代体细胞中______的恒定，以及生物的遗传和变异，都具有十分重要的意义。通过受精作用，来自父母双方的遗传物质重新组合，使子代具有双亲的遗传特性，有利于生物在______中进化。 知识点一参考答案 1.DNA；RNA；中着丝粒染色体；亚中着丝粒染色体；近端着丝粒染色体；端着丝粒染色体；着丝粒；长臂；短臂；着丝粒 2.成对；二倍体；23 对；22 对常染色体；1 对性染色体；4 对；一半；单倍体 3.染色体核型；亲缘关系；染色体病；21 - 三体综合征 知识点二参考答案 1.减半；一次；两次；一半 2.DNA；姐妹染色单体；联会；四分体；交叉互换；同源染色体；着丝粒；着丝粒；姐妹染色单体；四个 3.四个精细胞；精细胞；精子；一个卵细胞；三个极体 知识点三参考答案 1.受精卵；染色体 2.染色体数目；精子；卵细胞；染色体数目；自然选择 易错提示 1.混淆同源染色体和姐妹染色单体：同源染色体是一条来自父方，一条来自母方，形态、大小一般相同的染色体；姐妹染色单体是由一条染色体复制形成，由一个着丝粒连接的两条染色单体。 2.错误理解减数分裂过程中染色体数目变化：减数第一次分裂结束后，染色体数目减半；减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，末期又减半。 3.忽视受精作用过程中遗传物质的来源：受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 深化探究 问题 1：减数分裂过程中，染色体数目减半发生在哪个阶段？为什么？ 参考答案：染色体数目减半发生在减数第一次分裂结束时。原因是在减数第一次分裂过程中，同源染色体分离，分别进入两个子细胞，导致每个子细胞中的染色体数目只有原始生殖细胞的一半。虽然减数第二次分裂后期着丝粒分裂使染色体数目暂时加倍，但随后细胞分裂又使染色体数目减半，最终形成的生殖细胞染色体数目减半。 问题 2：同源染色体的交叉互换发生在减数分裂的哪个时期？有什么意义？ 参考答案：同源染色体的交叉互换发生在减数第一次分裂前期（四分体时期）。其意义在于，交叉互换导致同源染色体上的非等位基因发生重新组合，增加了配子的多样性，进而使后代的遗传物质更加多样化，为生物的变异提供了丰富的来源，有利于生物在自然选择中进化。 问题 3：如果没有受精作用，生物的遗传和进化会受到怎样的影响？ 参考答案：如果没有受精作用，生物的遗传和进化将受到严重影响。从遗传角度看，减数分裂产生的生殖细胞染色体数目减半，若没有受精作用使染色体数目恢复，生物的染色体数目会逐代减半，导致遗传物质无法稳定传递，生物的遗传特性难以保持。从进化角度看，受精作用实现了来自父母双方遗传物质的重新组合，为生物的变异提供了更多可能，促进了生物的进化。没有受精作用，生物的变异来源减少，进化速度会大大减缓，甚至可能无法适应环境变化而面临灭绝。 巩固训练 1．下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是( ) A.四分体出现在减数分裂I的前期和有丝分裂的前期 B.四分体中的姐妹染色单体之间常互换相应的片段 C.减数分裂过程中联会的两条染色体是同源染色体 D.一条来自父方、一条来自母方的两条染色体是同源染色体 2．某生物（2n=10）的精巢中精原细胞进行不同方式的细胞分裂，下列相关叙述正确的是( ) A.有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期，细胞中的染色体数不同，但DNA数相同 B.在减数分裂Ⅰ的前期和后期，都有可能发生基因重组现象 C.有丝分裂后期细胞中有10对染色体，减数分裂Ⅱ后期细胞中有5对染色体 D.间期完成染色体复制后，DNA和染色体同时加倍 3．马蛔虫的精子和卵细胞中都只有2条染色体，雌虫的部分细胞分裂情况如图所示。下列叙述错误的是( ) A.图1细胞为初级卵母细胞 B.图1和图2细胞中，染色体数：染色单体数：核DNA数均为1：2：2 C.图2细胞的染色体数目、同源染色体数目均为图1细胞的一半 D.图2细胞可能是图1细胞分裂产生的 4．果蝇的体细胞有8条染色体，下列相关叙述错误的是( ) A.同一只雌果蝇在不同时期产生的卵细胞，染色体组合一般是相同的 B.受精时，雌雄配子间的随机结合是形成遗传多样性的重要原因之一 C.减数分裂和受精作用保证了果蝇的前后代染色体数目的恒定 D.受精卵中的核遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞 5．如图为处于不同时期的某种动物（2n=4）细胞分裂的示意图。下列相关叙述错误的是( ) A.甲细胞处于有丝分裂后期，其中同源染色体数目为4对 B.乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，细胞中DNA数目大于8个 C.丙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，该细胞不一定是次级卵母细胞 D.丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，能产生2个生殖细胞 6．如图为某哺乳动物（体细胞染色体数目为2n＝10）的一个细胞示意图，它属于下列何种细胞( ) A.极体 B.初级卵母细胞 C.肝细胞 D.卵细胞 7．基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交，子代中出现XBXbY的个体，关于该变异个体的叙述合理的是( )（不考虑基因突变） A.该变异个体的形成与父本减数第一次分裂异常有关 B.该变异个体的形成与父本减数第二次分裂异常有关 C.该变异个体的形成与母本减数第一次分裂异常有关 D.该变异个体的形成与母本减数第二次分裂异常有关 8．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（Ⅰ～Ⅳ）中遗传物质或其载体（①～③）的数量。下列表述与图中信息相符的是( ) A.Ⅱ所处阶段发生非同源染色体自由组合 B.Ⅲ代表初级精母细胞 C.②代表染色体 D.Ⅱ→Ⅲ的过程在有丝分裂和减数分裂中都会发生 9．如图表示某一昆虫个体的基因组成，以下判断正确的是（不考虑交叉互换）( ) A.基因A、a与B、b遗传时遵循自由组合定律 B.该个体的一个初级精母细胞产生2种精细胞 C.有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为ABC或abc D.该个体与另一相同基因型的个体交配，后代基因型比例为9：3：3：1 10．下图一表示某哺乳类动物细胞分裂不同时期的染色体与核DNA数目比；图二为该动物处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答： (1)图一中BC段形成的原因是_______，DE段对应图二中的_______细胞。 (2)图二中具有同源染色体的是_______细胞。丁细胞为次级卵母细胞，含有_______条染色单体。 (3)如果丁细胞中的①为X染色体，则②一定是_______。 (4)假设丁细胞中的①为X染色体，戊细胞产生的子细胞的基因组成是_______。 参考答案 1．答案：C 解析：AC、四分体是在减数分裂过程中联会的两条同源染色体，可出现在减数第一次分裂的前期和中期，A错误，C正确； B、四分体中的非姐妹染色单体之间常互换相应的片段，B错误； D、一条来自父方，一条来自母方的两条染色体不一定是同源染色体，如来自父本的2号染色体和来自母本的3号染色体，D错误。 2．答案：B 解析：A、有丝分裂前期细胞中染色体数目是10，核DNA是20，减数分裂Ⅱ前期染色体数是5，核DNA是10，A错误； B、在减数分裂Ⅰ的前期会发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换/互换，后期会发生非同源染色体的非等位基因的自由组合，故都有可能发生基因重组现象，B正确； C、减数分裂II过程中不存在同源染色体，C错误； D、间期完成染色体复制后，DNA加倍，但染色体数目不变，D错误。 故选B。 3．答案：C 解析：A、图1处于减数分裂Ⅰ后期且细胞质不均等分裂，故为初级卵母细胞，A正确； B、图1和图2细胞中均存在染色单体，染色体数：染色单体数：核DNA数均为1：2：2，B正确； C、图2处于减数分裂Ⅱ中期，没有同源染色体，C错误； D、根据染色体的形态和颜色，图1细胞可能会产生图2细胞，D正确。 故选C。 4．答案：A 解析：A、由于减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性，A错误； B、受精时，雌雄配子间的随机结合导致受精卵具有多样性，从而导致同一双亲后代呈现多样性，是形成遗传多样性的重要原因，B正确； C、减数分裂使成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半，受精作用使染色体数目恢复到体细胞数目，因此减数分裂和受精作用保证了大熊猫的前后代染色体数目恒定，C正确； D、受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞，细胞质遗传物质主要来自卵细胞，D正确。 故选A。 5．答案：D 解析：A、甲细胞处于有丝分裂后期，其中每一极有2对同源染色体，共4对，A正确； B、乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，其中有8个核DNA，另有一定数量的质DNA，DNA总数大于8个，B正确； C、丙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，该细胞可能是次级精母细胞、次级卵母细胞或极体，C正确； D、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，该细胞为次级卵母细胞，只能产生一个生殖细胞，D错误。 故选D。 6．答案：A 解析：A、该细胞不含同源染色体，应该处于减数第二次分裂，可能是第一极体，A正确； B、初级卵母细胞含有同源染色体，而该细胞不含同源染色体，B错误； C、肝细胞含有同源染色体，而该细胞不含同源染色体，C错误； D、该细胞中着丝点还未分裂，说明减数分裂还未结束，因此该细胞不可能是卵细胞，D错误。 故选A。 7．答案：A 解析：分析题意，基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交，子代中出现XBXbY的个体，该变异个体是由XbY的雄配子和XB的雌配子结合得到的合子发育而来，所以其形成与父本减数第一次分裂X染色体和Y染色体未分离，产生异常雄配子有关。 故选A。 8．答案：A 解析：根据以上分析已知，Ⅱ所处阶段可以代表减数第一次分裂的前期、中期和后期，其中减数第一分裂后期可以发生非同源染色体的自由组合，A正确；Ⅲ可表示减数第二次分裂的前期和中期，为次级精母细胞，B错误；根据以上分析已知，②代表染色单体，C错误；Ⅱ→Ⅲ的过程只能发生在减数分裂过程中，D错误。 9．答案：B 解析：A、基因A、a与B、b位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，A错误； B、一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型只有2种，即ABC和abc或ABc和abC，B正确； C、有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因AaBbCc，C错误； D、不考虑交叉互换，该个体产生的配子种类及比例为：ABC：abc：ABc：abC，其自交后代基因型有9种，比例为1:2:2:1:4:1:2:2:1，D错误。 10．答案：(1)DNA复制；甲和戊 (2)甲、乙、丙4 (3)常染色体 (4)HXr 解析：（1）图一中BC段染色体与核DNA数目比由1变为0.5，说明该段每条染色体的DNA数目由1变为2，形成的原因是DNA的复制；DE段染色体与核DNA比由0.5变为1，形成的原因是着丝粒的分裂，细胞处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，对应图二中的甲和戊细胞。 （2）减数第一次分裂后期同源染色体分离，因此减数第二次分裂的细胞及减数分裂形成的配子中不含同源染色体，有丝分裂和减数第一次分裂过程中的细胞都含有同源染色体，因此图二中，甲、乙、丙细胞具有同源染色体；丁细胞含有2条染色体、4条染色单体。 （3）丁细胞处于减数第二次分裂前期，不含同源染色体，如果丁细胞中的①为X染色体，则②一定是常染色体。 （4）根据图二乙中染色体大小和颜色以及含有的基因可判断戊细胞产生的子细胞的基因组成是Hr，由于r基因在X染色体上，所以子细胞基因型为HXr。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$