内容正文:
减数分裂和受精作用的过程
第2课时
3.2.1 阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞
3.2.2 说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代
课标要求
目录
再认再现——教材基础落实
课时跟踪检测
互动课堂——核心深化学习
再认再现——教材基础落实
一、减数分裂的相关概念
识图作答——辨析细胞分裂某时期的图像
(1)图甲中,属于同源染色体的是______________,属于非同源染色体的是_____________________________。
A和B、C和D
A和C、A和D、B和C、B和D
(2)图乙中,a、a'的关系是______________;a、b的关系是____________________________;a、c的关系是________________________________;a、a'和b、b'合称为________。
(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1个四分体=__条染色体=__条染色单体=__个核DNA分子。图乙中有__个四分体、__条染色体、__条染色单体。
(4)结合图丙,染色体互换发生的时期是_______________,其发生在同源染色体中的________________之间。
姐妹染色单体
同源染色体中的非姐妹染色单体
非同源染色体之间的非姐妹染色单体
四分体
2
4
4
2
4
8
减数分裂Ⅰ前期
非姐妹染色单体
(1)写出图中各种细胞的名称:a._________ ,b._____________ ,c.______________ ,d._______ ,e._____ 。
(2)染色体数目减半发生在______________期结束后,染色单体消失发生在______________期。
二、减数分裂的过程
1.识图作答——掌握精子的形成过程
观察精子形成过程示意图,回答下列问题:
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
减数分裂Ⅰ末
减数分裂Ⅱ后
(3)若某哺乳动物体细胞的基因型为AaBb,且A、a和B、b位于两对同源染色体上,不考虑互换,细胞e有__种,如果考虑互换,细胞e有__种。
2
4
2.识图作答——弄明卵细胞的形成过程
观察卵细胞形成过程示意图,回答下列问题:
(1)写出图中各种细胞的名称:a.__________ ,b.______________ ,c._____ ,d.______________ ,e._____ ,f._________ 。
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
次级卵母细胞
极体
卵细胞
(2)卵细胞形成过程中,细胞质是均等分裂吗?
提示:不是。卵细胞形成过程中初级卵母细胞、次级卵母细胞分裂时,细胞质都是不均等分裂的;极体分裂时,细胞质是均等分裂的。
(3)若某哺乳动物体细胞染色体数为2N,依据图中染色体和核DNA数目变化,用坐标图形式画出该哺乳动物形成卵细胞的过程中染色体、核DNA数目变化曲线。
提示:
三、配子的多样性和受精作用
1.识图作答——了解配子的多样性
下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体,分析回答下列问题:
(1)情况1中,最终产生的4个子细胞有__种类型,分别为________;情况2中,最终产生的4个子细胞有__种类型,分别为________,因此,此生物体的原始生殖细胞产生的配子可能有__种类型。
2
Ab和aB
2
AB和ab
4
(2)据此推断,在不考虑突变和互换的情况下,含有n对同源染色体的生物体可能产生的配子类型为__种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多,可能的原因是______________________________________。
2n
同源染色体的非姐妹染色单体发生了互换
概念 卵细胞和精子相互识别、融合成为________的过程
实质 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
结果 受精卵中的________数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)
意义 减数分裂和受精作用保证了每种生物______________________,维持了生物遗传的稳定性;对于生物的遗传和变异,都是十分重要的
2.填表作答——明确受精作用的概念
染色体
染色体
前后代染色体数目的恒定
受精卵
融通大概念——建构知识体系
互动课堂——核心深化学习
[系统知能]
1.比较减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的主要区别
核心点(一) 减数分裂过程及精子和卵细胞形成的异同辨析
项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
染
色
体 数目 2n→n,减半 n→2n→n,不减半
主要行为 同源染色体联会、分离 姐妹染色单体分开
同源染色体 有 无
着丝粒 不分裂 分裂
DNA数目 4n→2n,减半 2n→n,减半
2.辨析精子、卵细胞形成过程的图像
3.一表辨明精子和卵细胞形成过程的异同
项目 精子 卵细胞
产生部位 动物的睾丸 动物的卵巢
细胞质分裂方式 均等分裂 存在不均等分裂
是否变形 变形 不变形
子细胞数目 4个精子 1个卵细胞、
3个极体(退化)
续表
相同点 ①染色体都在减数分裂前的间期复制一次;
②减数分裂Ⅰ都是同源染色体分开;
③减数分裂Ⅱ都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开;
④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半
[题点全练]
题点1 减数分裂过程
1.(2024·江西高考)与减数分裂相关的某些基因发生突变,会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应,判断它们影响减数分裂的先后顺序是( )
基因 M O P W
突变效应 影响联会配对 影响姐妹染色单体分离 影响着丝粒与纺锤丝结合 影响同源染色体分离
A.M-P-O-W B.M-P-W-O C.P-M-O-W D.P-M-W-O
解析:减数分裂Ⅰ开始不久,初级精母细胞中同源染色体配对(M基因突变影响该过程)。随后,同源染色体排列在赤道板两侧,每条染色体的着丝粒上都附着有纺锤丝(P基因突变影响该过程)。不久,在纺锤丝的牵引下,配对的两条同源染色体彼此分离(W基因突变影响该过程)。在减数分裂Ⅱ后期,每条染色体的着丝粒分裂,两条姐妹染色单体随之分开(O基因突变影响该过程),故B符合题意。
√
[微点拨]
关于同源染色体的两点提醒
(1)同源染色体的形状、大小未必都相同,如X、Y染色体形状不同,但属于同源染色体。
(2)形状、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,姐妹染色单体形成的两条染色体尽管大小、形状相同,但不是同源染色体。
2.如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像,有关说法正确的是 ( )
A.甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ中期
B.乙中染色体组数是丙中的两倍
C.乙中同源染色体对数是丙中的两倍
D.甲、丙中都含有4条染色单体
√
解析:甲中无同源染色体,姐妹染色单体分开成为两条染色体,被纺锤丝牵引到细胞两极,说明甲图像中细胞处于减数分裂Ⅱ后期,A错误。乙中同源染色体发生联会,说明细胞处于减数分裂Ⅰ前期,细胞中含有两个染色体组;丙中无同源染色体,且染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板位置,说明细胞处于减数分裂Ⅱ中期,细胞中含有一个染色体组,B正确,C错误。甲中不含染色单体,丙中含有4条染色单体,D错误。
[微技法]
巧记减数分裂过程的主要特征
“一复制、两分裂、四细胞、减数半”,即染色体复制一次,细胞分裂两次(第一次分裂的实质是同源染色体的分离,第二次分裂的实质是姐妹染色单体的分离),减数分裂形成了4个子细胞,细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半。
题点2 精子和卵细胞形成过程的异同
3.(2025·南通模拟)下列有关动物(性别决定方式为XY型)精子和卵细胞形成过程的叙述,错误的是( )
A.次级精母细胞可能含1条X染色体,次级卵母细胞可能含2条X染色体
B.精子的形成过程需要经过变形,卵细胞的形成不需要经过变形
C.不考虑突变,若细胞在减数分裂Ⅱ中期有22条染色体,则在减数分裂Ⅰ前期可产生11个四分体
D.一个精原细胞和一个卵原细胞经减数分裂产生的生殖细胞数量不同
√
解析:次级精母细胞可能含有0条、1条或2条X染色体,次级卵母细胞可能含1条或2条X染色体,A正确;精子的形成过程需要经过变形,而卵细胞的形成不需要经过变形,B正确;不考虑突变,若细胞在减数分裂Ⅱ中期有22条染色体,说明该生物的体细胞中含有22对同源染色体,则在减数分裂Ⅰ过程中可产生22个四分体,C错误;一个精原细胞经过减数分裂会形成四个精细胞,而一个卵原细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞和三个极体,D正确。
4.如图为某种高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是 ( )
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级卵母细胞
C.图丙为次级卵母细胞
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
√
解析:分析题图可知,图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期,其细胞质均等分裂,可能为次级精母细胞或极体,A错误;图乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期,其细胞质均等分裂,应是初级精母细胞,B错误;图丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期,其细胞质不均等分裂,应为次级卵母细胞,C正确;图丙细胞中的M、m不是同源染色体,而是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D错误。
[微点拨]
若减数分裂Ⅰ后期细胞质出现均等分裂,则一定为初级精母细胞;若减数分裂Ⅱ后期细胞质出现均等分裂,可能是次级精母细胞,也可能是极体。
[系统知能]
减数分裂中染色体、核DNA数量变化规律分析
1.数量变化(体细胞染色体数为2n)
核心点(二) 减数分裂过程中相关数量变化的综合分析
性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞
间期 减Ⅰ 减Ⅱ前、中 减Ⅱ后 减Ⅱ末
染色体数2n 2n→n n 2n 2n→n
核DNA数2n→4n 4n→2n 2n 2n 2n→n
2.典型图示分析(以哺乳动物精子的形成过程为例)
(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末期结束后,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)染色体与核DNA数的比值的变化规律及原因:
1∶1 1∶2 1∶1。
[题点全练]
1.如图表示哺乳动物(体细胞染色体数为2n)精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。下列各项中对图示的解释正确的是 ( )
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点染色体数目又出现短时间的加倍
C.e点时同源染色体分离,f点时染色体的着丝粒分裂
D.a~c是间期,c~f是分裂期,f~g是精细胞变形阶段
√
解析:据题图可知,c~e为减数分裂Ⅰ时期,同源染色体的联会发生在c~d的初期,即减数分裂Ⅰ前期,A错误;e点时为次级精母细胞,染色体数目为n,f点为减数分裂Ⅱ完成,染色体数目暂时加倍发生在f点之前,即减数分裂Ⅱ后期,B错误;e点为减数分裂Ⅰ结束,同源染色体分离发生在e点之前,即减数分裂Ⅰ后期,f点为减数分裂Ⅱ结束,着丝粒分裂发生在f点之前,即减数分裂Ⅱ后期,C错误;由题图分析可知,a~c为减数分裂前的间期,c~f为减数分裂期,f~g为精细胞变形阶段,D正确。
[微技法]
“三看法”判断曲线图中的细胞分裂方式
一看染色体数峰值:4n为有丝分裂,2n为减数分裂;
二看核DNA升与降的次数:升一次降一次为有丝分裂,升一次降两次为减数分裂;
三看结果:数目不变的为有丝分裂,数目减半的为减数分裂。
2.(2024·沧州模拟)如图甲、乙、丙为某二倍体雄性生物(性别决定方式为XY型)细胞分裂的相关示意图。图甲为细胞分裂某时期的模式图,图乙为每条染色体上的DNA相对含量在细胞分裂各时期的变化,图丙为细胞分裂各时期染色体与核DNA的相对含量。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.图甲细胞为次级精母细胞,此时可能发生等位基因的分离
B.处于图乙BC段的细胞中可能含有0条或1条Y染色体
C.图甲所示细胞所处的时期可对应图乙的CD段和图丙的c时期
D.图甲细胞分裂后形成的子细胞可对应图乙的DE段和图丙的d时期
√
解析:图甲细胞不含同源染色体,着丝粒分裂,结合题干可知,该生物为雄性,故图甲细胞为次级精母细胞,若发生了互换或基因突变,此时可能发生等位基因的分离,A正确;BC段每条染色体上的DNA数目为2,对应的分裂时期为有丝分裂前期和中期、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期和中期,故处于图乙BC段的细胞中可能含有0条或1条Y染色体,B正确;图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期,可对应图乙的DE段和图丙的c时期,C错误;图甲细胞分裂后形成的子细胞为精细胞,可对应图乙的DE段和图丙的d时期,D正确。
1.减数分裂Ⅰ的主要特征是什么?
提示:同源染色体配对——联会;四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换;同源染色体分离,分别移向细胞的两极。
2.减数分裂Ⅱ的主要特征是什么?
提示: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。
主攻学困点——强化规范表达
3.减数分裂和受精作用的意义是什么?
提示: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十分重要。
4.有性生殖过程中,形成后代呈现多样性的原因是什么?
提示:在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。
5.减数分裂形成的配子具有多样性的原因是什么?
提示:减数分裂Ⅰ前期,联会的同源染色体中的非姐妹染色单体可以发生互换;减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合。
6.减数分裂Ⅰ结束后,染色体数目减半的原因是什么?
提示: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。
7.卵细胞产生过程中,细胞质不均等分裂,其意义是什么?
提示:保证卵细胞有较多的营养物质,以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需求。
8.宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂的实验材料,原因是什么?
提示:①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。②在动物卵巢内的减数分裂Ⅱ没有完成,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,其只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ。
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