第1章 第1节 第1课时 减数分裂产生精子或卵细胞-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（苏教版）

　生命观念 　科学思维 　科学探究 　社会责任 通过学习减数分裂和受精作用过程中染色体的变化,孟德尔对于生物体内的遗传因子(基因)的分析,有性生殖中基因的分离和重组导致后代的基因组合有多种可能,基因与染色体的关系等,帮助我们形成生命的物质观、生物进化观等。 通过孟德尔运用假说—演绎法揭示遗传的两大规律,摩尔根运用假说—演绎法证明基因位于染色体上,让我们理解和初步运用假说—演绎法分析问题;通过绘图或制作模型模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化培养我们的模型建构能力。 通过“观察植物细胞的减数分裂”“模拟哺乳动物精子和卵细胞的形成过程”“模拟动物性状分离比的杂交实验”以及“探究紫色花豌豆是否为纯合子”等活动培养我们的科学探究能力。 依据遗传规律设计动植物育种过程,预测杂交后代的遗传性状,特别是预测某些遗传病的患病概率。结合真实的问题情境,可训练我们基于遗传规律对遗传现象作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力。 第一节　减数分裂和受精作用 第1课时 减数分裂产生精子或卵细胞 学习目标 1.理解减数分裂的有关概念及主要特征。　 2.掌握减数分裂过程中各时期的特点。　　 3.理解减数分裂的意义,初步解释配子具有多样性的原因。 知识点(一)　减数分裂过程 [教材知识梳理] 　　(一)减数分裂的意义 1.子代既能有效地获得父母双方的遗传物质,确保遗传的稳定性,又能保持遗传的多样性,增强子代适应环境变化的能力。 2.减数分裂是生物有性生殖的基础,也是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要保证。 (二)减数分裂产生精子或卵细胞 1.减数分裂前间期 主要 变化 精原细胞经过生长发育,体积增大,细胞核中染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)后,发育成为初级精母细胞 结果 完成染色体复制后,每条染色体都含有两条姐妹染色单体,呈染色质状,由一个着丝粒连接 　　2.减数第一次分裂 时期 图像 主要变化 前期Ⅰ ①同源染色体联会形成四分体。 ②联会时,同源染色体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换,通过显微镜可以观察到交换后的交叉现象(如左图)。 ③核仁逐渐消失,核膜逐渐解体,纺锤体出现 中期Ⅰ ①同源染色体成对排列在赤道面的位置上。 ②每条染色体的着丝点分别与纺锤丝相连 后期Ⅰ ①同源染色体分离,在纺锤丝的作用下,分别移向细胞两极。 ②每条染色体仍然含有两条姐妹染色单体 末期Ⅰ ①染色体解螺旋,逐渐变为染色质。 ②核膜、核仁重新出现。 ③细胞缢裂,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。 ④次级精母细胞中染色体数量只有初级精母细胞中的一半 　　3.减数第二次分裂 时期 图像 主要变化 前期Ⅱ ①染色质再次螺旋化变成染色体。 ②核膜解体,核仁逐渐消失。 ③纺锤体再次出现 中期Ⅱ 在纺锤丝的作用下,染色体的着丝粒再次排列在赤道面的位置上 后期Ⅱ 两条姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下,分别移向细胞两极 末期Ⅱ ①细胞缢裂,两个次级精母细胞最终分裂成四个精细胞。 ②精细胞中染色体数量为体细胞的一半 　　 微提醒: 同源染色体的三个认识误区 (1)有丝分裂过程中也存在同源染色体,只是同源染色体不联会、不形成四分体,也没有同源染色体的分离过程。 (2)减数分裂过程中并不是都存在同源染色体,减数第一次分裂过程中存在同源染色体,减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。 (3)同源染色体形态和大小并不是都相同,如人类男性的两条性染色体形态和大小不同,但二者在减数分裂过程中能联会,为同源染色体。 [核心要点点拨] 　　(一)辨析与减数分裂有关的三组易混概念 1.同源染色体和非同源染色体 同源 染色体 形态、大小和着丝粒位置一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。如图甲(或图乙)中的A和B、C和D 非同源 染色体 形态、大小和着丝粒位置一般不相同,来源可能相同,也可能不同。如图甲(或图乙)中的A和C、B和D、A和D、B和C 　　2.姐妹染色单体与非姐妹染色单体 姐妹 染色单体 连在同一着丝粒上的两条染色单体。如图乙中的1和2、3和4、5和6、7和8 非姐妹 染色单体 染色体复制后不被同一着丝粒连接的两条染色单体。如图乙中的1和3、1和4等 　　3.联会和四分体 联会 同源染色体两两配对的现象,强调“配对”这一现象 四分体 联会的每对同源染色体因含有四条染色单体,称为四分体。如图乙中,A和B组成一个四分体,C和D组成一个四分体 数量关系 一个四分体=一对同源染色体=两条染色体=四条染色单体=四个核DNA分子 　　(二)运用图表总结减数分裂的规律 1.减数第一次分裂和减数第二次分裂过程的不同点(以哺乳动物精子的形成过程为例,假设体细胞内染色体数目为2N) 项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 分裂过程 中的细胞 名称 初级精母细胞→次级精母细胞 次级精母细胞→精细胞 着丝粒变化 不分裂 分裂 染色体数目 变化 2N→N(减半) N→2N→N 核DNA分子 数目变化 4N→2N(减半) 2N→N(减半) 染色单体 有(4N)→有(2N) 有(2N)→无(0) 同源染色体 有(N对) 无 染色体 主要行为 有联会现象;四分体的非姐妹染色单体可以发生交换;同源染色体分离,非同源染色体自由组合 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离 　　2.减数分裂过程中一个细胞内染色体和核DNA分子数目的变化(如图所示,以体细胞含2n条染色体的雄性哺乳动物为例) [经典考题探究] 　　[典例]　图甲表示某哺乳动物生殖细胞形成过程中细胞核内 DNA 含量变化情况,图乙表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。回答下列问题: (1)图甲中BC时期核DNA 含量变化是由于　　　　　　　。分裂过程中同源染色体相应区段互换,发生在图甲中的　　　　时期。  (2)根据图乙中的细胞　　　　可以判断该动物的性别,依据是　　　　　　　　　　　。图乙中b细胞的名称为　　　　　　细胞,对应图甲中的　　　　时期。图乙中含有同源染色体的细胞是　　　　。  (3)请在图丙中画出该动物细胞正常减数分裂过程中“染色体数与核DNA数之比”变化曲线(MⅠ、MⅡ分别指减数第一次分裂、减数第二次分裂,请标出纵坐标、画出曲线)。 [解析]　(1)图甲中BC时期核DNA 含量变化是由于DNA(染色体)复制。分裂过程中同源染色体中的非姐妹染色单体在减数第一次分裂前期有时会发生互换,发生在图甲中的CD时期。(2)根据图乙中的细胞d可以判断该动物的性别,因为该细胞处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,处于精子的形成过程中,因此该动物是雄性动物。图乙中b细胞中没有同源染色体,且染色体的着丝粒排在赤道板上,为减数第二次分裂的中期,b细胞的名称为次级精母细胞,对应图甲中的DE时期。图乙中含有同源染色体的细胞是c和d。(3)该动物细胞正常减数分裂过程中“染色体数与核DNA数之比”变化曲线见答案。 [答案]　(1)DNA(染色体)复制　CD　(2)d　该细胞处于减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂　次级精母　DE　c和d (3) 　　[方法规律]　“三看法”判断是否为同源染色体 [层级训练评价] (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)在减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象叫做联会,能联会的肯定是同源染色体。 (√) (2)减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样,但不是同源染色体。 (√) (3)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。 (×) 提示: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。 (4)四分体中非姐妹染色单体发生交叉后会交换对等片段。 (×) 提示:四分体中非姐妹染色单体发生对等片段的交换后会出现交叉现象。 (5)减数第一次分裂和减数第二次分裂都会出现染色体平分的现象。 (√) (二)落实知能 2.如图为某同学建构的减数分裂过程中染色体的变化模型图,虚线表示赤道面,其中建构错误的是 (　 ) 解析:选D　A、B项图中不含同源染色体,且着丝粒分裂,可表示后期Ⅱ;C项图中含有同源染色体,且同源染色体分别移向细胞两极,可表示后期Ⅰ;D项图中含有同源染色体,但同源染色体移向同一极,减数分裂过程中不存在该种情况。 3.[多选]下图为某动物精原细胞(染色体数目为2n,核DNA数目为2a)形成精子过程示意图。设①②细胞都处于后期。据图分析,下列叙述不正确的是 (　 ) A.①细胞的着丝粒分裂,染色体数目加倍为4n,核DNA数目为4a B.②细胞中有姐妹染色单体,染色体数目和体细胞染色体数目相等,核DNA数目为4a C.②细胞为次级精母细胞,此时着丝粒分裂,染色体数目为2n,核DNA数目为2a D.由①细胞分裂到②细胞,两时期细胞内染色体的数目相等 解析:选AB　①②细胞都处于后期,则①为减数分裂Ⅰ后期,因此①细胞的着丝粒未分裂,染色体数目为2n,核DNA数目为4a,A错误;②细胞处于减数分裂Ⅱ后期,没有染色单体,核DNA数目为2a,B错误;②细胞为次级精母细胞,处于减数分裂Ⅱ后期,此时着丝粒分裂,染色体数目为2n,核DNA数目为2a,C正确;①细胞处于减数分裂Ⅰ后期,②细胞处于减数分裂Ⅱ后期,两时期细胞内染色体的数目均为2n,D正确。 (三)迁移应用 4.图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA分子数比例的变化关系,图2表示某雄性动物细胞分裂处于不同时期的图像。 (1)图1中DE段形成的原因是　　　　　,图2中的　　　　　　细胞处于图1中的CD段。  (2)图2中的甲细胞中有　　个染色体组,丙细胞中含有　　条染色单体,丁细胞中含有　　个DNA分子。  (3)图2中丙细胞的名称为　　　　　　　。  解析:(1)图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂,此时染色体由原来的每条染色体含有两个DNA分子变成了每条染色体含有一个DNA分子。处于CD段的细胞每条染色体含有两个DNA分子,图2中的细胞丙和丁处于图1的CD段。(2)图2中的甲细胞处于有丝分裂后期,有4个染色体组。丙细胞处于减数第一次分裂后期,含有8条染色单体。丁细胞处于减数第二次分裂前期,含有4个DNA分子。(3)丙细胞同源染色体分离,非同源染色体自由组合,且细胞质均等分裂,故为初级精母细胞。 答案:(1)着丝粒分裂　丙和丁　(2)4　8　4　(3)初级精母细胞 知识点(二)　减数分裂与有丝分裂、观察植物细胞的减数分裂 [教材知识梳理] 　　(一)减数分裂与有丝分裂的区别 1.减数分裂只发生在有性生殖细胞形成过程中的某个阶段。 2.减数分裂前染色体只复制一次,减数分裂时细胞连续分裂两次,产生四个子代细胞,结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。 3.减数分裂过程中会出现同源染色体配对(联会),而同源染色体非姐妹染色单体之间还会发生交换和重组。 (二)观察植物细胞的减数分裂 1.观察植物细胞减数分裂的材料很多,常用的是花药中的花粉母细胞。 2.下列是某同学观察到的细胞分裂图像,按减数分裂的过程排序为①④②⑤⑥⑦⑧③(填序号)。 (三)减数分裂的概念 是指进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。 [核心要点点拨] 　　(一)通过图像比较细胞分裂方式和时期 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 有同源染色体,无联会,染色体散乱分布 有同源染色体,且有联会和四分体 无同源染色体,无联会,染色体散乱分布 中期 有同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上 有同源染色体,同源染色体成对排列在赤道面的位置上 无同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上 后期 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,细胞中有同源染色体 同源染色体分开,每一极细胞中无同源染色体 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,细胞中无同源染色体 　　(二)归纳概括鉴别细胞分裂图像的常用方法 前期 中期 后期 [经典考题探究] 　　[典例]　(2025·连云港期中)如图是某动物细胞分裂的一组图像,下列叙述正确的是 (　 ) A.图①③表示有丝分裂,图②④表示减数分裂 B.具有同源染色体的细胞有图①②③④ C.图②③表示将发生同源染色体的分离 D.细胞中含有8条染色单体的是图①②③ [解析]　分析图示,图①③分别表示有丝分裂的后期和中期,图②④分别表示减数第一次分裂中期和减数第二次分裂后期,A正确;有丝分裂和减数第一次分裂过程中含有同源染色体,所以具有同源染色体的细胞有图①②③,B错误;图③为有丝分裂中期,不能发生同源染色体的分离,C错误;图①④细胞中着丝粒已经分裂,不含染色单体,图②③中含有8条染色单体,D错误。 [答案]　A [归纳拓展] 引起相关物质或结构数量变化的四大原因 [层级训练评价] (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)有同源染色体的细胞,分裂过程都会产生四分体。有丝分裂的细胞内因为没有同源染色体,所以也就不存在四分体。 (×) 提示:真核细胞减数分裂过程中一般会产生四分体,有丝分裂的细胞内有同源染色体,但分裂过程中不形成四分体。 (2)二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子,且细胞膜开始缢缩,则该细胞处于有丝分裂后期或者后期Ⅱ。 (√) (3)观察植物细胞的减数分裂的材料,常用的是花药中的花粉母细胞。 (√) (4)减数分裂和有丝分裂前染色体都会因复制而加倍。 (×) 提示:减数分裂和有丝分裂前染色体复制导致核DNA分子数目加倍,而染色体数目不变。 (二)落实知能 2.(2025·徐州检测)关于某哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,正确的是 (　 ) A.处于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的细胞,染色体数相等 B.有丝分裂前期和减数第一次分裂前期都发生同源染色体联会 C.有丝分裂后期与减数第一次分裂后期都发生染色单体分离 D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在细胞板上 解析:选A　有丝分裂中期染色体数目和体细胞相同,减数第一次分裂末期染色体数减半,减数第二次分裂后期,染色体再加倍,因此处于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的细胞,染色体数相等,A正确;同源染色体联会发生在减数第一次分裂前期,有丝分裂前期不发生同源染色体联会,B错误;减数第一次分裂后期同源染色体分离,染色单体不分离,染色单体分离发生在减数第二次分裂后期,C错误;有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上,细胞板是植物细胞末期出现的结构,D错误。 3.图甲表示某植物细胞分裂过程中一条染色体(质)的行为变化过程,图乙表示该细胞不同分裂时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关叙述错误的是 (　 ) A.图甲中①过程发生了染色质的复制 B.图甲中②过程可发生在减数分裂过程中 C.图甲中③过程可以对应图乙中的DE段 D.图乙只能表示有丝分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化 解析:选D　图甲中①过程使得每条染色体上含有两条姐妹染色单体,呈染色质状,发生了染色质的复制,A正确;图甲中②过程染色质高度螺旋变短变粗成为染色体,可发生在减数第一次分裂前期,B正确;图甲中③过程着丝粒分裂,每条染色体的DNA数由2个变成1个,对应图乙中的DE段,C正确;图乙可表示有丝分裂和减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化,D错误。 (三)科学探究 4.下图中编号a~g的图像是显微镜下某植物(2n=24)减数分裂不同时期的细胞图像。 (1)取该植物解离后的花药,用镊子捏碎后置于载玻片上,滴加　　　　　染色,加上盖玻片,压片后做成临时装片。在光学显微镜下,观察细胞中染色体的形态、数目和分布,以此作为判断该细胞所处分裂时期的依据。  (2)若将上述全部细胞图像按减数分裂的时序进行排序,则最合理的顺序为a→　　　　　　　　　　→f(用编号和箭头表示)。  (3)上述细胞分裂图像中,具有同源染色体的细胞有　　　　　(填图中编号)。在图d的细胞中,同源染色体发生　　　现象,此时细胞中有　　　个四分体。  (4)图g中的细胞所处的细胞分裂时期是　　　　　　　期,该细胞中有　　　条染色单体。  解析:(1)在观察细胞分裂过程中,需要加入碱性染料(如苯酚品红溶液)将染色体染色,通过观察染色体的形态、数目和分布确定细胞所处的分裂时期。(2)根据图中染色体形态、数量、分布特征,可初步确定图a表示减数分裂前间期,图b表示减数第一次分裂中期,图c表示减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期,图d表示减数第一次分裂前期,图e表示减数第二次分裂后期,图f表示减数第二次分裂末期,图g表示减数第一次分裂后期,所以分裂图的先后顺序为a→d→b→g→c→e→f。(3)根据以上分析可知,图a、b、d、g的细胞中含有同源染色体,在图d的细胞中,同源染色体发生联会,此时细胞中有12个四分体。(4)图g细胞处于减数第一次分裂后期,因为每条染色体上含2条染色单体,所以该细胞中有48条染色单体。 答案:(1)碱性染料(或苯酚品红溶液)　(2)d→b→g→c→e　(3)a、b、d、g　联会　12　(4)减数第一次分裂后　48 /课堂小结与随堂训练/ 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.减数分裂的意义:子代既能有效地获得父母双方的遗传物质,确保遗传的稳定性,又能保持遗传的多样性,增强子代适应环境变化的能力。 2.精原细胞通过有丝分裂增殖,通过减数分裂形成精细胞。 3.减数第一次分裂的主要特征:同源染色体联会形成四分体;四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换;同源染色体分离,分别移向细胞两极。 4.减数第二次分裂的主要特征:每条染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极。 5.1个四分体包含2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子。染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。 6.减数分裂前染色体只复制一次,减数分裂时细胞连续分裂两次,产生四个子代细胞,结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。 三、素养好题训练 1.以下实验材料中,可用于观察减数分裂的是 (　 ) A.蝗虫精巢 B.菠菜叶片 C.蚕豆根尖分生区 D.蛙的红细胞 解析:选A　一般来说,雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量。因此在选择观察减数分裂的材料时,要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官,如蝗虫精巢,A符合题意;菠菜叶片不能进行减数分裂,B不符合题意;蚕豆根尖分生区细胞进行的是有丝分裂,C不符合题意;蛙的红细胞进行的是无丝分裂,D不符合题意。 2.(2025·泰州月考)“一母生九子,九子各不同”,这句话体现了有性生殖产生的后代具有多样性,下列叙述不属于其原因的是 (　 ) A.减数分裂时,染色体经复制后平均分配到子细胞 B.减数分裂时,非同源染色体的自由组合 C.减数分裂时,同源染色体上非姐妹染色单体之间对等片段的交换 D.受精时,雌雄配子的随机结合 解析:选A　减数分裂时,染色体经复制后平均分配到子细胞,保证了亲子代之间遗传性状的稳定性,不能体现有性生殖产生的后代具有多样性,A符合题意;减数分裂时,非同源染色体自由组合的同时,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,形成了多种多样的配子,B不符合题意;减数分裂时,同源染色体上非姐妹染色单体之间对等片段的交换,导致基因重组,形成了多种多样的配子,C不符合题意;受精时,雌雄配子的随机结合,导致受精卵中出现多种基因型组合,D不符合题意。 3.(2025·安徽高考)某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是 (　 ) A.2% B.4% C.8% D.16% 解析:选D　设发生交换的初级精母细胞的比例为X。因为一个发生交换的初级精母细胞产生的精细胞中,精细胞2(或精细胞3)占1/4,已知该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则对于精细胞2(或精细胞3)来说,可列出等式:1/4X=4%,X=16%。所以,减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%,故选D。 4.如图是二倍体高等雄性动物的细胞分裂模式图,相关叙述正确的是 (　 ) A.该细胞处于有丝分裂中期 B.该细胞中有3对同源染色体 C.该动物正常体细胞中有6条染色体 D.该细胞是初级精母细胞 解析:选C　结合题图分析可知,该细胞中有3条染色体,不含同源染色体,该细胞处于中期Ⅱ,其正常体细胞中有6条染色体,A、B错误,C正确;该细胞处于中期Ⅱ,故该细胞是次级精母细胞,D错误。 5.图1中①~⑤是在显微镜下小鼠(2n)睾丸内生殖细胞形成过程中不同时期的图像,图2表示小鼠精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线。请回答下列问题: (1)⑤所处时期是　　　　　　　,对应图2中的　　　段。①所处的时期中,细胞核内发生的　　　　　　　　为细胞分裂准备物质条件。  (2)图2中CD段表示　　　　　　期,含有　　　个染色体组。GH段形成的原因是　　　　　分离,平均分配到两个子细胞中。HI段细胞内染色体与核DNA数之比是　　　　　。  解析:(1)依据图1各细胞中的染色体行为特点及其细胞数目等可推知⑤所处时期是减数第二次分裂后期,此时期细胞内没有同源染色体,即对应图2中的HI段。①为减数分裂前间期,细胞核内发生的染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质的合成)为细胞分裂准备物质条件。(2)图2中CD段同源染色体对数加倍,表示有丝分裂后期。小鼠染色体数为2n,体细胞含有2个染色体组,则CD段含4个染色体组。GH段同源染色体数减为0,说明该段发生同源染色体分离,平均分配到两个子细胞中,故子细胞中不含同源染色体。HI段细胞内没有同源染色体,表示减数第二次分裂,处于减数第二次分裂前期和中期的细胞内含姐妹染色单体,故染色体与核DNA数之比是1∶2,而处于减数第二次分裂后期和末期的细胞内没有姐妹染色单体,故染色体与核DNA数之比是1∶1。 答案:(1)减数第二次分裂后期　HI　染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质的合成)　(2)有丝分裂后　4　同源染色体　1∶2或1∶1 学科网（北京）股份有限公司 $