第2章 第1节 染色体通过配子传递给子代-【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（浙科版）

第一节　染色体通过配子传递给子代 |学|习|目|标| 1.解释染色体的形态特征对识别染色体的意义。 2.说出减数分裂各个时期的染色体特征和减数分裂的遗传学意义。 3.认识建立物理模型是理解生物学过程的重要方法，通过尝试制作减数分裂过程模型，学会构建物理模型的方法。 [主干知识梳理] 一、每种生物的染色体形态与数目相对恒定 1.染色体的形态和结构及功能 (1)染色体的形态:染色质状态(间期)→染色体状态(分裂期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，着丝粒将一条染色体分为两个臂，即长臂和短臂。 (3)功能:是细胞核内遗传物质的载体。 2.染色体的类型及特点 (1)分类依据:根据染色体上着丝粒的位置。 (2)染色体的类型 中间着丝粒 染色体 近端着丝粒 染色体 端着丝粒染色体 两臂大致等长 一臂长、一臂短 着丝粒位于一端 (3)染色体的特点 ①对于同一种生物，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大多数生物的体细胞中染色体是成对存在的，而在生殖细胞中是成单存在的。 二、减数分裂产生只含有一半染色体的精细胞或卵细胞 1.减数分裂过程 时期 图像 染色体行为变化 间期 主要进行DNA复制和蛋白质合成 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可能发生交叉现象 中期Ⅰ ①各对同源染色体排列在细胞中央的赤道面上;②细胞两极发出的纺锤丝附着在染色体的着丝粒上 后期Ⅰ ①同源染色体分离;②非同源染色体自由组合 末期Ⅰ ①形成两个子细胞;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每条染色体含2条姐妹染色单体 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 染色体的着丝粒与纺锤丝相连，整齐排列在细胞中央的赤道面上 后期Ⅱ ①每条染色体的着丝粒一分为二;②染色单体变为染色体，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;②两个子细胞分裂成4个子细胞 2.减数分裂模型的制作研究 (1)实验目的:加深对减数分裂的理解。 (2)方法步骤 ①制作染色单体:用颜色相同的橡皮泥制作染色单体。 ②制作同源染色体:用颜色不同，大小、形态相同的橡皮泥表示。 ③绘制纺锤体:模拟减数第一次分裂绘制1个纺锤体，模拟减数第二次分裂绘制2个纺锤体，第二次绘制的纺锤体要与第一次绘制的纺锤体垂直。 ④减数分裂产生的细胞绘制:在移动到一起的染色体的外围画一个圆圈，代表新的细胞，共画4个圆圈。 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 概念 精子(雄配子)和卵细胞(雌配子)结合形成受精卵(合子)的过程 实质 精核与卵核发生融合 结果 受精卵中染色体数目又恢复到原来体细胞的染色体数目 2.减数分裂和受精作用的意义 (1)减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目的恒定。 (2)减数分裂为生物的变异提供了可能。 [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)真核细胞内每条染色体总是有一个着丝粒。 (√) (2)同源染色体的大小、形态完全相同，一条来自父方，一条来自母方。 (×) 提示:同源染色体一般大小、形态相似，但X、Y是一对特殊的同源染色体，两者形态差别相对较大。 (3)细胞减数第一次分裂过程中不会出现着丝粒的分裂。 (√) (4)非同源染色体的自由组合发生在同源染色体分离后。 (×) 提示:同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。 (5)同源染色体的姐妹染色单体交换与配子多样性的来源有关。 (×) 提示:减数第一次分裂过程中，发生交叉互换的是同源染色体的非姐妹染色单体。 (6)某雄性动物体细胞有20对同源染色体，则该动物某次级精母细胞也可能含有20对同源染色体。 (×) 提示:减数第一次分裂后期同源染色体分离，次级精母细胞(减数第二次分裂阶段)不含有同源染色体。 2.如图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定不是精子形成过程的是 (　　) 解析:选D　图A细胞同源染色体联会，处于减数第一次分裂四分体时期，可能是精子形成过程，A不符合题意;图B细胞处于减数第一次分裂后期，此时细胞质均等分裂，一定是精子形成过程，B不符合题意;图C细胞处于减数第二次分裂中期，可能是卵细胞、精子形成过程，也可能是第一极体分裂形成两个第二极体的过程，C不符合题意;图D细胞处于减数第二次分裂后期，此时细胞质不均等分裂，一定不是精子形成过程，D符合题意。 3.思考题 (1)阅读教材第25页“小资料”分析，在人的一个体细胞中，一般含有多少个着丝粒?最多可达到多少个? 提示:人的体细胞含有46条染色体，每条染色体有一个着丝粒，共有46个着丝粒。在有丝分裂后期，着丝粒一分为二，数目加倍可达到92个。 (2)被子植物的花粉是在雄蕊的花粉囊中形成的，利用这种材料，怎样才能观察减数分裂各个时期的细胞分裂相? 提示:在花蕾期，每天定时取被子植物的花粉囊，用合适的染液染色，制成装片在显微镜下观察，可以获得按时间排序的减数分裂各个时期的细胞分裂相。 (3)阅读教材第31页“课外读”分析，单卵性多胞胎的基因型一样吗?试简述理由。 提示:一样。单卵性多胞胎来自同一个受精卵的有丝分裂。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.染色质和染色体是细胞中的同种物质在不同时期的两种状态。 2.有性生殖亲代与子代遗传的稳定性，依赖于减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞和受精作用中精卵的随机结合。 3.减数分裂中染色体复制一次，细胞分裂两次;减数第一次分裂中同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体片段的交换和非同源染色体的自由组合增加了配子中染色体组成的多样性，使后代的基因组合有多种可能。 提能点(一)　减数分裂的过程及主要特征 [任务驱动] 　　下图是某种动物体内性腺中有关细胞分裂的一组图像。其中①是体细胞染色体示意图，②~⑥是该动物各时期的细胞分裂图。请据图思考并回答以下问题: (1)依据①~⑥中的哪组图示可判断该生物的性别?试说明原因。 提示:图②。图②表示减数第一次分裂后期，同源染色体分离，初级精母细胞均等分裂，初级卵母细胞不均等分裂。 (2)图示①~⑥中具有同源染色体的是　　　　。  提示:①②③⑤ (3)图示①~⑥可表示减数分裂过程的有哪些?并说明图示所处的时期。 提示:②④⑥。②表示减数第一次分裂后期;④表示减数第二次分裂后期;⑥表示减数第二次分裂中期。 (4)该动物在性腺发育过程中以及后来产生配子时，分别进行了不同形式的分裂，请按不同分裂发生的顺序将①~⑥图进行排序。 提示:①⑤③②⑥④。 [生成认知] 一、同源染色体和非同源染色体 1.同源染色体形态和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。如图中的A与B、C与D。 2.非同源染色体是指减数分裂中不同对的染色体，即除去与之互称同源染色体的其他染色体。如图中的A和C(D)、B和C(D)。 特例:雄性个体的体细胞中有X染色体和Y染色体，二者形态、大小虽然不同，但也是一对同源染色体。 3.判断姐妹染色单体和非姐妹染色单体，关键是看同源染色体中两条染色单体是否连接在同一个着丝粒上。姐妹染色单体是同一着丝粒连接的两条染色单体，如图中的a和a'、b和b'、c和c'、d和d';非姐妹染色单体是不同着丝粒连接着的两条染色单体，如图中的a和b(b')、a'和b(b')等。 二、同源染色体与四分体 1.四分体是同源染色体的特殊存在形式，在减数分裂过程中联会后的一对同源染色体含有4条染色单体才可称为四分体。 2.相关数量关系:1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。 3.四分体只存在于初级性母细胞中(减Ⅰ前期与中期)，次级性母细胞及整个有丝分裂过程不存在四分体(有丝分裂时可存在同源染色体，但无联会行为，故不形成四分体)。 三、图示法分析交叉互换 图示 时期 MⅠ前期(四分体时期) 范围 同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段 互换 对象 含等位基因(如B与b)的染色单体片段发生交换 结果及 意义 导致基因重新组合产生多种配子，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换可产生AB、ab(未交换的染色单体)和Ab、aB(交换的结果)四种配子，属于可遗传的变异 四、减数第一次分裂(MⅠ)与第二次分裂(MⅡ)的区别 项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 着丝粒 不分裂 分裂 染色体 2n→n，减半 n→2n→n，不减半 核DNA数目 4n→2n，减半 2n→n，减半 染色体的 主要行为 同源染色体联会、非姐妹染色单体交叉互换，同源染色体分离 姐妹染色 单体分开 同源染色体 有 无 五、精子与卵细胞形成的主要差异(以哺乳动物为例) 项目 精子 卵细胞 部位 睾丸 卵巢 原始 生殖细胞 精原细胞 卵原细胞 减数 第一次 分裂 1个精原细胞→1个初级精母细胞→2个次级精母细胞(等大) 1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞+1个第一极体 减数 第二次 分裂 2个次级精母细胞→4个精细胞 ①1个次级卵母细胞→1个卵细胞+1个第二极体; ②1个第一极体→2个第二极体 是否变形 变形 不变形 细胞质 分裂情况 两次分裂都均等 只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等，其他分裂皆不均等 图形 比较 　　[例1]　(2025·湖州南浔中学月考)一个基因型为EeFf的卵原细胞，按自由组合定律遗传。若产生一个含EF的卵细胞，则同时产生的三个极体的基因型是 (　　) A.Ef　ef　ef B.ef　Ef　Ef C.EF　ef　ef D.EF　EF　EF [解析]　卵细胞的形成过程:卵原细胞(EeFf)→初级卵母细胞(EEeeFFff)→次级卵母细胞(EEFF)+第一极体(eeff)→1个卵细胞(EF)+3个极体(EF、ef、ef)，C正确。 [答案]　C 　　[例2]　(2025·浙江北斗联盟期中联考)如图为某生物体内处于不同分裂时期的细胞示意图，下列叙述错误的是 (　　) A.该生物可能为雌性动物 B.甲细胞可能是次级卵母细胞 C.乙细胞可能发生交叉互换 D.丙细胞分裂结束会产生生殖细胞 [解析]　根据题图分析可知，丙细胞处于后期Ⅱ，细胞质不均等分裂，该生物可能为雌性动物，A正确;甲细胞处于有丝分裂中期，不属于次级卵母细胞，B错误;乙细胞出现联会现象，处于前期Ⅰ，可能发生交叉互换，C正确;丙细胞处于后期Ⅱ，属于次级卵母细胞，其分裂结束会产生生殖细胞，D正确。 [答案]　B 　　[例3]　某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①~④表示染色体，a~h表示染色单体。下列叙述正确的是 (　　) A.图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为前期Ⅱ B.①与②的分离发生在后期Ⅰ，③与④的分离发生在后期Ⅱ C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍 D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16 [解析]　根据形成四分体可知，该时期处于前期Ⅰ，为初级卵母细胞，A错误;①与②为同源染色体，③与④为同源染色体，同源染色体的分离均发生在后期Ⅰ，B错误;该细胞的染色体数为4，核DNA分子数为8，减数分裂产生的卵细胞的染色体数为2，核DNA分子数为2，C错误;a和e进入同一个次级卵母细胞的概率为1/2×1/2=1/4，由次级卵母细胞进入同一个卵细胞的概率为1/2×1/2=1/4，因此a和e进入同一个卵细胞的概率为1/4×1/4=1/16，D正确。 [答案]　D [思维建模] 同源染色体的判断方法 (1)看有无染色体配对、形成四分体的现象:配对形成四分体的染色体为同源染色体。 (2)看有无交叉互换的发生:发生交叉互换的染色体为同源染色体。 (3)看细胞所处的时期 ①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。 ②减数第二次分裂后期，上下对应的大小、形态完全相同的染色体不是同源染色体，而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。 (4)看染色体的大小、形态 如果不是减数第二次分裂，则: ①有丝分裂后期，每一极中大小、形态相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。 ②其他时期，大小、形态相同的染色体一般为同源染色体。 [跟踪训练] 1.(2025·金华艾青中学月考)关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是 (　　) A.每个四分体都包含一对同源染色体的4条染色单体 B.哺乳动物精子形成时，在减数第一次分裂过程中均存在四分体 C.形态大小相同的染色体一定是同源染色体 D.同源染色体携带的遗传信息一定相同 解析:选A　四分体指减数第一次分裂同源染色体相互配对后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体，所以每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体，A正确;哺乳动物精子形成时，在减数第一次分裂的前期和中期存在四分体，B错误;形态、大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂产生的两条染色体，C错误;同源染色体携带的信息不一定相同，如位于同源染色体相同位置上的等位基因，D错误。 2.(2025·平湖中学月考)下列关于细胞增殖过程中染色体、染色单体、同源染色体的叙述，正确的是 (　　) A.交叉互换发生在任意的非姐妹染色单体之间 B.减数分裂过程中姐妹染色单体的分离与同源染色体的分离发生在同一时期 C.对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条染色单体 D.在玉米体细胞的有丝分裂过程中无同源染色体，玉米产生精子的过程中有同源染色体 解析:选C　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;减数分裂过程中姐妹染色单体的分离发生在MⅡ后期，同源染色体的分离发生在MⅠ后期，B错误;对人类而言，含有46条染色体的细胞，如果处于有丝分裂前期、中期，可能含有92条染色单体，如果处于MⅡ后期，无染色单体，C正确;在玉米体细胞的有丝分裂过程中有同源染色体，玉米产生精子的过程中，在MⅠ后期同源染色体分离之前存在同源染色体，D错误。 3.(2025·浦江中学、长兴中学、余杭高中联考)如图为某染色体数目为2n的植物减数分裂形成花粉的过程中几个阶段的显微照片，下列叙述正确的是 (　　) A.图中减数分裂的顺序为d→c→a→b B.图a、c所示细胞中含有同源染色体 C.图c所示细胞分裂产生的细胞为次级精母细胞 D.图c、d形成的子细胞内染色体数不同 解析:选C　根据题图分析，图a是中期Ⅱ，图b是末期Ⅱ完成，图c是后期Ⅰ，图d是后期Ⅱ，则图中减数分裂的顺序依次是c→a→d→b，A错误;图a所示细胞中没有同源染色体，B错误;图c所示细胞处于后期Ⅰ，且题图所示显微照片是植物减数分裂形成花粉的过程，则其分裂产生的细胞为次级精母细胞，C正确;图c、d形成的子细胞内染色体数相同，都是体细胞染色体数目的一半，D错误。 提能点(二)　细胞分裂中染色体、核DNA数目变化规律 　 [任务驱动] 　　DNA作为细胞内的遗传物质，染色体是DNA的主要载体。复制前的染色体含有一个DNA分子。下图1表示某基因型为AaBb(位于两对同源染色体上)的动物细胞分裂示意图，图2表示细胞分裂过程中每条染色体上DNA的含量变化曲线。据此回答下列问题: (1)细胞①和细胞③中染色体数目和核DNA数目分别是多少? 提示:染色体数目分别是4条和2条，核DNA数目分别是8个和4个。 (2)图1细胞所属的器官是什么?你的判断依据是什么? 提示:卵巢。图中细胞②的细胞质不均等分裂，该细胞为次级卵母细胞，所以图1细胞所属的器官是卵巢。 (3)图2中处于CD段的细胞内发生的主要变化是什么?发生在配子形成的哪个阶段? 提示:着丝粒分裂。发生在MⅡ后期。 [生成认知] 一、细胞分裂时每条染色体上DNA含量变化 上图所示曲线既适用于减数分裂，也适用于有丝分裂。相关分析如下: A→B B→C C→D D→E 图示 变化 特点 及其 变化 1条染色体 1个DNA分子 无染色单体→ 1条染色体 2个DNA分子 2条染色体单体 1条染色体 2个DNA 分子　 2条染色 单体　 着丝粒 分裂染色 体加倍 1条染色体 1个DNA 分子　　 无染色单体 减数分 裂对应 时期 MⅠ前的 间期 MⅠ全过程和MⅡ的前期、中期 MⅡ后期 MⅡ 末期 有丝分 裂对应 时期 分裂间期 前期和 中期 后期 末期 二、结合曲线模型图判断细胞分裂的曲线类型及细胞分裂方式 1.模型图示 2.判断方法 三、减数分裂和有丝分裂相关柱形图的比较 1.模型图示 有丝 分裂 减数 分裂 图注 2.相关解读 (1)只有染色单体的数目才可能是0，染色体和核DNA的含量不可能是0。染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以柱形图中表示的某结构若出现0，则其一定表示染色单体。 (2)染色体的数目不可能超过核DNA。因为核DNA分子未复制时，其数目与染色体一样多，而复制后，每条染色体上含有2个DNA分子。核DNA∶染色体可能为1∶1或2∶1，但不可能是1∶2。 　　[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分别指减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ，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分裂Ⅰ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分裂Ⅰ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，为减数分裂Ⅱ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　该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分裂　次级精母　DE　c和d (3) [易错提醒] 易混的相关物质或结构变化的原因 [跟踪训练] 1.(2025·温州十校联合体期中联考)某动物的精原细胞在进行减数分裂的过程中形成了6个四分体，则该动物体内处于有丝分裂后期的体细胞染色体数目和减数第二次分裂中期的次级精母细胞染色体数分别是 (　　) A.24条、6条 B.24条、12条 C.12条、12条 D.12条、24条 解析:选A　某种动物的精原细胞在进行减数分裂时形成了6个四分体，则说明该动物体细胞含有12条染色体。有丝分裂后期，细胞中染色体数目是体细胞的2倍，因此细胞中有24条染色体。减数第二次分裂中期，细胞中染色体数目是体细胞的一半，因此细胞中含有6条染色体。 2.(2025·元济高级中学月考)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。下列叙述与图中信息相符的是 (　　) A.Ⅱ所处阶段可能发生同源染色体分离 B.Ⅲ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 解析:选A　分析题图可知，Ⅱ为初级精母细胞，在MⅠ后期可发生同源染色体分离，A正确;Ⅲ为次级精母细胞，B错误;①表示染色体，②表示染色单体，③表示核DNA，C错误;Ⅰ~Ⅳ中核DNA分子的数量比是2∶4∶2∶1，D错误。 3.如图表示一个细胞进行分裂的过程中，细胞核内染色体数目以及染色体上DNA分子数目的变化情况(设一个正常体细胞中的染色体数目为2n)。下列叙述错误的是 (　　) A.实线和虚线分别表示染色体数目和染色体上DNA分子数目的变化 B.两条曲线重叠的各段，每条染色体都含有一个DNA分子 C.在MN段，每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA D.在IJ段，可发生同源染色体的互换，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 解析:选A　由于间期核DNA复制加倍，图中实线表示细胞核内染色体上DNA分子数目的变化，虚线表示染色体数目的变化，A错误;两条曲线重叠的各段，染色体数与核DNA分子数相等，即每条染色体都含有一个DNA分子，B正确;MN段表示减数分裂Ⅱ的后期，每个细胞内都含有和体细胞数目相同的核DNA，C正确;IJ段是减数分裂Ⅰ，在四分体时期可发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，D正确。 提能点(三)　减数分裂模型的制作及受精作用 [任务驱动] 　　某学生兴趣小组进行了“建立减数分裂中染色体变化模型”的活动，模型建构活动如下。请思考并回答以下问题: 步骤一:用红色橡皮泥制作了两条大小、形状相同的染色单体，并在两条染色单体中部用红色小块橡皮泥粘起来，得到一条红色染色体(如图1)。 步骤二:用黄色橡皮泥重复步骤一的操作，得到大小、形状相同的一条黄色染色体(如图2)。 步骤三:在纸上画好细胞，再将大小、形状相同的红、黄两条染色体放在其中并进行配对(如图3)。 步骤四:将红、黄两条染色体横向排列在所画细胞赤道面的两侧，抓住并移动染色体，使红色和黄色染色体分离，分别移向细胞两极(如图4)。 (1)步骤一中“红色小块橡皮泥”代表什么?将两条染色单体粘起来又代表什么? 提示:“红色小块橡皮泥”代表着丝粒;将两条染色单体粘起来代表染色体已经完成了复制。 (2)步骤三中进行染色体配对的操作，模拟的是减数分裂的什么阶段? 提示:染色体配对模拟的是减数第一次分裂前期同源染色体的联会过程。 (3)步骤四所模拟的过程，发生在什么时期? 提示:发生在减数第一次分裂的后期。 [生成认知] 一、减数分裂模型制作的细节分析 1.制作减数分裂模型时，相同颜色、相同大小的染色单体表示姐妹染色单体，不同颜色、相同大小的染色体表示同源染色体。 2.铁丝表示着丝粒，模拟减数第一次分裂前期时，将两条颜色及大小均相同的染色单体捆扎在一起，表示染色体已复制;模拟减数第二次分裂后期时，解开铁丝，表示着丝粒分裂。 3.模拟减数分裂过程，需绘制3个纺锤体。减数第一次分裂时绘制1个纺锤体，减数第二次分裂时绘制2个纺锤体，减数第二次分裂所绘制的纺锤体与减数第一次分裂所绘制的纺锤体垂直。 二、减数分裂与受精作用过程中染色体数目的变化 三、利用模型方法解释生物学现象 用模型解释许多生物学现象时，这些现象往往会变得直观、易懂。如下图可以直观演示减数分裂过程中染色体等结构的行为变化规律。 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述。这种描述可以是定性的，也可以是定量的;有的借助具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。减数分裂的模型制作就是构造的物理模型。 四、运用模型分析减数分裂产生配子的种类 原始生殖细胞减数分裂产生配子情况(以AaBb为例，没有突变和互换)如下图: 分析产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 (1)一个个体有很多性原细胞，如图各种情况都可以发生，因此可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数。 (2)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞，因此只能产生1种配子。 (3)一个精原细胞只能发生图中的一种情况，因此可产生4个精细胞，这4个细胞“两两相同”，因此可产生2种配子。 (4)若仅发生基因突变，一个精原细胞可能会产生3种精细胞。 (5)若仅发生交叉互换，一个精原细胞可能会产生4种精细胞。 　　[例1]　(2022·浙江1月选考)在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色(2个5 cm、2个8 cm)和4个红色(2个5 cm、2个8 cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程。下列叙述错误的是 (　　) A.将2个5 cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体 B.将4个8 cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对 C.模拟减数分裂后期Ⅰ时，细胞同一极的橡皮泥条颜色要不同 D.模拟减数分裂后期Ⅱ时，细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同 [解析]　颜色、长度相同的橡皮泥条扎在一起表示染色体已复制完成，A正确;4条长度相同的橡皮泥条，将颜色相同的扎在一起，再将两条扎好的放在一起就是一对同源染色体，B正确;减数分裂后期Ⅰ移向同一极的橡皮泥条颜色可以相同，但长度应不同，C错误;减数分裂后期Ⅱ，姐妹染色单体分离，因此细胞一极的橡皮泥条的颜色、长度与另一极相同，D正确。 [答案]　C 　　[例2]　(2025·浦江、长兴、余杭联考)如图为进行有性生殖的生物个体发育过程示意图，下列叙述错误的是 (　　) A.非同源染色体自由组合可发生在Ⅰ过程 B.Ⅱ过程和Ⅲ过程可保持生物染色体数目的恒定 C.Ⅲ过程通过细胞分裂、细胞分化发育成新个体 D.完成Ⅱ过程的实质是精核和卵核发生融合 [解析]　非同源染色体自由组合只能发生在减数分裂中，故发生在Ⅰ过程，A正确;Ⅰ过程减数分裂产生的精子和卵细胞中染色体数目减半，而Ⅱ过程受精作用通过精卵细胞的结合使细胞中染色体恢复到亲代个体体细胞中染色体数目，故减数分裂和受精作用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，B错误;Ⅲ过程是个体发育过程，包含细胞分裂和细胞分化等过程，C正确;Ⅱ过程是受精作用，完成受精作用的实质是精核和卵核发生融合，D正确。 [答案]　B [跟踪训练] 1.(2025·湖州德清月考)下列关于减数分裂和受精作用的叙述，错误的是 (　　) A.卵细胞和精子在受精过程中是随机结合的 B.减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础 C.减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目的恒定 D.减数第二次分裂后期发生了基因的分离和自由组合 解析:选D　减数分裂产生的卵细胞和精子在受精过程中是随机结合的，结合的机会相等，形成多种类型的受精卵，从而使后代表现出多样性，A正确;减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化，B正确;减数分裂使配子中染色体数目减半，受精作用使合子中染色体数目恢复，所以减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性具有十分重要的意义，C正确;减数第一次分裂后期发生同源染色体上等位基因的分离和非同源染色体上非等位基因的自由组合，D错误。 2.下列关于“减数分裂模型的制作研究”活动的叙述，错误的是 (　　) A.长度、颜色相同的两个染色单体用铁丝扎起来，代表一条已复制的染色体 B.在纸上画MⅠ时期的纺锤体和MⅡ时期纺锤体要相互垂直 C.模拟3对同源染色体，仅需要2种颜色的橡皮泥 D.模拟后期Ⅰ时，颜色相同的染色体必须移向同一极 解析:选D　长度、颜色相同的两个染色单体用铁丝扎起来，代表一条已复制的染色体，A正确;在纸上画MⅠ时期的纺锤体和MⅡ时期纺锤体要相互垂直，B正确;模拟3对同源染色体，仅需要2种颜色的橡皮泥，一种颜色代表来自父方的染色体，另一种颜色代表来自母方的染色体，C正确;模拟后期Ⅰ时，同源染色体分离，随机移向两极，因此移向同一极的不一定是颜色相同的染色体，D错误。 3.某同学用红色和蓝色橡皮泥及铁丝等材料模拟雌果蝇(体细胞含有8条染色体)的减数分裂过程，下列相关叙述正确的是 (　　) A.该同学需捏出2种形态的橡皮泥模拟果蝇染色体 B.绘制中期Ⅰ纺锤体时，每条染色体着丝粒只与一极发出的纺锤丝相连 C.若模拟同源染色体非姐妹染色单体片段的交换，则所得卵细胞中含有双色染色体 D.活动最后，需在每4条分到一起的染色体外围画大小相同的圆圈 解析:选B　由于是雌果蝇，所以该同学需捏出4种形态的橡皮泥模拟果蝇染色体，A错误;绘制中期Ⅰ纺锤体时，同源染色体排列在赤道面两侧，所以每条染色体着丝粒只与一极发出的纺锤丝相连，B正确;若模拟同源染色体非姐妹染色单体片段的交换，则所得的一个卵细胞中可能含有双色染色体，也可能不含双色染色体，C错误;活动最后，需在每4条分到一起的染色体外围画3个大小相同的小圆圈和1个大圆圈，D错误。 4.(2025·云南高考)某二倍体动物(2n=4)的基因型为GgFf，等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是 (　　) 解析:选B　A项所示细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，正常情况下姐妹染色单体上的基因应相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体若发生互换，可出现A项所示情况，A不符合题意;由A项分析可知，B项所示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因，如C项和D项图中的情况，而不是只含G和f，所以不可能出现B项所示情况，B符合题意，C、D不符合题意。 科学思维——基于特定时期分裂图示比较减数分裂与有丝分裂 　　细胞分裂时期和分裂方式的判断 三个前期 图示比较 判断步骤 是否出现四分体 三个中期 图示比较 判断步骤 着丝粒是否排列在赤道面上 三个后期 图示比较 判断步骤 细胞中是否含有染色单体 [素养训练] 1.(2025·宁波慈溪月考)如图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是 (　　) A.甲、乙、丙中都有同源染色体 B.卵巢中不可能同时出现这三种细胞 C.能够出现非同源染色体自由组合的是乙细胞 D.丙的子细胞是精细胞 解析:选C　分析图示可知，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞处于减数第一次分裂中期，丙细胞处于减数第二次分裂后期，甲、乙含有同源染色体，丙不含同源染色体，A错误;卵巢中的卵原细胞可进行有丝分裂和减数分裂，因此可同时出现这三种细胞，B错误;乙细胞处于减数第一次分裂中期，能够出现非同源染色体自由组合，C正确;丙处于减数第二次分裂后期，此时细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞，其分裂形成的子细胞是卵细胞和第二极体，D错误。 2.假定某动物体细胞染色体数目为2n=4，据图分析，下列叙述不正确的是 (　　) A.②为减数第一次分裂四分体时期，③为有丝分裂中期 B.③④细胞中染色体上的DNA含量相等 C.⑤为有丝分裂后期，⑥为减数第二次分裂后期 D.图中每个细胞中至少含有两对同源染色体 解析:选D　②细胞处于减数第一次分裂前期(四分体时期)，③细胞处于有丝分裂中期，A正确;③④细胞中染色体上的DNA含量相等，都是8个，B正确;⑤为有丝分裂后期，⑥为减数第二次分裂后期，C正确;图中⑥细胞不含同源染色体，D错误。 3.(2025·浙江精诚联盟开学考改编)图1表示某动物进行细胞增殖过程中的一组细胞分裂图示，图2表示该动物细胞分裂过程中不同时期每条染色体上DNA含量的变化。请回答下列问题: (1)图1甲细胞为　　　　分裂　　　期的图示，该细胞含有　　　　对同源染色体。  (2)图1乙细胞表示　　　　　　　　　　　的图示，此时细胞中含有　　　　个核DNA分子。丙细胞的名称是　　　　　　。  (3)图2中CD段变化的原因是　　　　　　　　　　　　　，图1中处于图2中BC段所对应时期的细胞有　　　　。  (4)生物有性生殖过程中，既能保持遗传稳定性，又表现出遗传多样性。请从配子形成的角度分析，产生遗传多样性的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(请答出2点)。  解析:(1)由图1可知，甲细胞含有同源染色体，且着丝粒分离，因此处于有丝分裂后期。该细胞含有4对同源染色体。(2)图1乙细胞表示初级卵母细胞，处于减数第一次分裂后期，此时细胞中含有8个核DNA分子。丙细胞是由乙细胞(初级卵母细胞)分裂产生的，表示第一极体。(3)图2中CD段每条染色体上DNA含量由2变到1，原因是着丝粒分裂。处于图2中BC段所对应时期的细胞含有姐妹染色单体，图1的乙细胞属于该时期的细胞。(4)生物遗传多样性的原因与非同源染色体的自由组合及同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体片段的交换有关，前者发生在减数第一次分裂后期，后者发生在减数第一次分裂前期。 答案:(1)有丝　后　4　(2)减数第一次分裂后期　8　第一极体　(3)着丝粒分裂　乙　(4)减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合和减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生染色体片段的交换 　　　　教材活动讨论题与课后习题参考答案 Ⅰ.活动“减数分裂模型的制作研究”讨论题参考答案(教材P28) 1.提示:一个细胞减数分裂结束时形成了4个子细胞。末期Ⅰ时细胞内的染色体数目减半，后期Ⅱ时细胞内的染色体数目暂时恢复，末期Ⅱ结束时细胞内的染色体数目减半。 2.提示:具有两对染色体的一个细胞，在不考虑交叉互换的情况下会形成2种子细胞，在考虑交叉互换的情况下可能会形成4种子细胞。若该种细胞不止1个，在不考虑交叉互换的情况下可能会形成4种子细胞，在考虑交叉互换的情况下，由于交叉互换发生的位置和次数可不相同，因此可以产生远大于4种的子细胞。 3.提示:开放性思考题，可以有不同的答案，合理即可。 Ⅱ.课后习题参考答案(教材P31) 一、选择题 1.B　2.C　3.A　4.B 二、简答题 提示:同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，可以使连锁于同一条染色体上的非等位基因出现新的组合形式，从而增加配子的基因组合种类。在不考虑变异的情况下，无性生殖只能通过有丝分裂，产生与亲代染色体组成相同的后代;有性生殖可以通过减数分裂过程中同源染色体的交叉互换和非同源染色体的自由组合，产生基因组合多样的配子，经过受精作用，后代的基因型和表型都有更多的组合形式，增加了后代的多样性。 学科网（北京）股份有限公司 $