資源簡介

(共67張PPT)
第2章　基因和染色體的關系
第1節　減數分裂和受精作用
一　減數分裂
素養目標：1.生命觀念：從分子與細胞水平，利用結構與功能觀，理解減數分裂過程 中同源染色體的行為和數目變化。2.科學思維：根據同源染色體的概念，能夠識別細 胞分裂圖像中的同源染色體、非同源染色體和相同染色體。3.科學思維：通過比較精 子形成過程和卵細胞形成過程的異同，理解減數分裂的特征。4.科學探究：通過觀察 蝗蟲精母細胞減數分裂裝片，掌握實驗技能，達到對減數分裂的感性認識。
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研習任務一　精子的形成過程
梳理　教材
1. 形成場所： 。
2. 精子形成過程中各時期染色體的變化
（1）間期
－精原細胞的體積增大， ，
成為初級精母細胞
睪丸（曲細精管）　
染色體復制　
（2）減數分裂
結果：1個 細胞分裂成2個 細胞，染色體數目 。
初級精母　
次級精母　
減半　
（3）減數分裂Ⅱ
結果：經減數分裂Ⅱ，2個 細胞分裂成4個 。
（4）變形：4個精細胞經過變形，形成4個 。
次級精母　
精細胞　
精子　
3. 過程及結果：1個精原細胞→ 個初級精母細胞→ 個次級精母細胞 → 個精細胞→ 個精子。
4. 幾個重要概念
1　
2　
4　
4　
（1）同源染色體：減數分裂過程中 的兩條染色體，形狀、大小一般 都 ，一條來自 ，一條來自 。
（2）聯會：減數分裂過程中同源染色體兩兩 的現象。
（3）四分體：聯會后的每對同源染色體都含有4條染色單體，稱為1個四分體。
進行配對　
相同　
父方　
母方　
配對　
√
×
×
互動　探究
1. 減數分裂過程中染色體數目減半發生在減數分裂Ⅰ還是減數分裂Ⅱ？為什么？
提示：減數分裂Ⅰ。因為經過減數分裂Ⅰ產生的每個次級性母細胞中染色體數目是原始 生殖細胞的一半，而減數分裂Ⅱ前后每個細胞中染色體數目是相等的。
2. 若不考慮互換和突變，一個次級精母細胞經過減數分裂Ⅱ形成的兩個精細胞，其染 色體數目和類型是否完全相同？為什么？
提示：完全相同。因為減數分裂Ⅱ與有絲分裂過程相似，所以，根據有絲分裂的特點 可知，若不考慮互換和突變，一個次級精母細胞經過減數分裂Ⅱ形成的兩個精細胞， 其染色體數目和類型是完全相同的。
重點　理解
1. 減數分裂相關概念解釋、圖像及分析
概念 解釋 圖像及分析
同源染色體 ①來源：一條來自父方，一條來自 母方；
②形狀、大小：一般都相同（X、Y 不相同）；
③關系：在減數分裂過程中進行配 對的兩條染色體
染色體；1和3、2和4、1和4、2和3分別屬于非同源染色體
1和2、3和4分別屬于一對同源
概念 解釋 圖像及分析
非同源染色體 ①來源：可以相同，也可以不同；
②形狀、大小：一般不相同；
③關系：在減數分裂過程中不進行配對的染色體
1和2、3和4分別屬
于一對同源染色體；
1和3、2和4、1和4、
2和3分別屬于非同
源染色體
概念 解釋 圖像及分析
姐妹染色單體 同一著絲粒連接的兩條染色單體
a和a'、b和b'、c和c'、d和d'是姐妹染色單體；a和b（除a'外）等是非姐妹染色單體
非姐妹染色單體 連接在不同著絲粒上的兩條染色單體
概念 解釋 圖像及分析
聯會
在減數分裂過程中，同源染色體兩 兩配對的現象
四分體 聯會后的每對同源染色體含有四條 染色單體，稱為四分體，1個四分體 ＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條 染色單體（含4個DNA分子）
互換
聯會的一對同源染色體上，非姐妹 染色單體之間發生的片段互換
同源染色體1和2的非姐妹染色單體之間發生了片段互換
1和2聯會，3和4聯會；1和2
是一個四分體，3和4是一個
四分體
有同源染色體的存在≠進行減數分裂
（1）并不是只有能進行減數分裂的細胞才含有同源染色體，正常的體細胞中也含有 同源染色體。
（2）存在同源染色體的細胞并不都能配對形成四分體，只有在減數分裂過程中同源 染色體才能聯會形成四分體。
2. 解讀減數分裂過程
（1）減數第一次分裂與減數第二次分裂的比較（設體細胞內染色體數為2N）
比較項目 減數第一次分裂 減數第二次分裂
分裂前的間
期染色體復
制與否 復制 不復制
同源染色體 有，分離 無
著絲粒變化 不分裂 分裂
比較項目 減數第一次分裂 減數第二次分裂
染色體
主要行為 ①同源染色體聯會
②四分體中的非姐妹染色單體可能互換
③同源染色體分離，非同源染色 體自由組合 著絲粒分裂，姐妹染色單體分開
染色體
數目 2N→N（減半） N→2N→N（不減半）
核DNA分
子數目 4N→2N 2N→N
染色單體數 4N→2N 2N→0
（2）細胞核DNA分子數和染色體數目變化曲線（以體細胞含2N條染色體的生物 為例）
①染色體數目加倍：只在姐妹染色單體分開時加倍，即著絲粒分裂時（間期時染色體 復制但染色體數目不加倍）。
②DNA分子數加倍：只在間期DNA復制后加倍。
（3）減數分裂中相關柱形圖
引發相關物質數量變化的四大原因
隨堂　練習
A. 在前期時，④與⑦、⑤與⑥聯會，形成兩個四分體
B. 在后期時，移向同一極的染色體均含同源染色體
C. ④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，它們通過一個著 絲粒②相連
D. 細胞中含有兩對同源染色體，其中④和⑦為一對同源染色體
解析：題圖中④和⑦為一對同源染色體，⑤和⑥也為一對同源染色體。每條染色體均 包含兩條姐妹染色單體，且染色體的著絲粒均位于赤道板兩側，題圖細胞處于減數分 裂Ⅰ中期；在減數分裂Ⅰ前期時，同源染色體兩兩配對，發生聯會，形成四分體；在減 數分裂Ⅰ后期時，同源染色體分離，移向同一極的染色體均不含同源染色體，B錯誤。
B
A. ①中有同源染色體，染色體數目為2n，DNA數目為4a
B. ②中有姐妹染色單體，①和③也可能有姐妹染色單體
C. ②中有同源染色體，染色體數目為2n，DNA數目為4a
D. ③中無同源染色體，染色體數目為n，DNA數目為2a
C
解析：已知①③細胞都處于染色體的著絲粒向兩極移動的時期，則①表示有絲分裂后 期，細胞中含有同源染色體，染色體數目為4n，DNA數目為4a，A錯誤；②是初級 精母細胞，含有姐妹染色單體，①和③中著絲粒分裂，均沒有姐妹染色單體，B錯 誤；②初級精母細胞中有同源染色體，染色體數目為2n，DNA數目為4a，C正確； ③處于減數第二次分裂后期，無同源染色體，染色體數目加倍，染色體數目為2n， DNA數目為2a，D錯誤。
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研習任務二　卵細胞的形成過程
梳理　教材
1. 卵細胞的形過程
（1）場所：人和其他哺乳動物的 。
（2）過程
卵巢　
2. 減數分裂
×
√
√
×
×
×
×
互動　探究
1. 初級卵母細胞和次級卵母細胞的染色體精確分配而細胞質不均等分裂，有何 意義？
提示：初級卵母細胞和次級卵母細胞的染色體精確分配，使卵細胞中含有體細胞一半 的染色體，維持了有性生殖后代遺傳的穩定性；細胞質不均等分裂，能夠將更多的細 胞質分配到卵細胞中，可以為受精卵的早期發育提供更加充足的營養物質。
2. 精子形成過程中，為什么細胞需要變形？
提示：精細胞經過變形產生了尾等結構，有利于精子的運動。
重點　理解
1. 精子和卵細胞形成過程的比較
比較項目 精子的形成 卵細胞的形成
不同點
場所 動物睪丸（精巢） 動物卵巢
細胞
質分裂 均等分裂 初級卵母細胞和次級卵母細胞不均等分裂，極體均等分裂
變形 精細胞變形成為精子 不經過變形
結果 產生4個精子 產生1個卵細胞，3個極體退化消失
相同點 染色體的行為變化相同：即在間期染色體先復制，在減數分裂 Ⅰ時同源染色體聯會，形成四分體，其中的非姐妹染色單體可以發生互換；同源染色體分離，非同源染色體自由組合，減數分裂 Ⅰ結束后染色體數目減半；減數分裂Ⅱ時著絲粒分裂，姐妹染色單體分離
2. 精子和卵細胞分裂圖像的判斷
判斷方法：
細胞圖像判斷的三個“不一定”
（1）含有同源染色體的不一定是減數第一次分裂，也可能是有絲分裂。
（2）著絲粒分裂的不一定是有絲分裂后期，也可能是減數第二次分裂后期。
（3）減數第二次分裂后期細胞質均等分裂不一定為次級精母細胞，也有可能為 極體。
3. 有絲分裂與減數分裂的比較
比較項目 減數分裂 有絲分裂
不同點
細胞類型 原始生殖細胞 體細胞或原始生殖細胞
發生場所 有性生殖
器官內 全身各處
細胞分裂
次數 兩次 一次
同源染色體
行為 同源染色體有聯會、互換行為 同源染色體沒有聯會、互換行為
比較項目 減數分裂 有絲分裂
不同點
非同源染色體行為 自由組合 無自由組合
親、子細胞
染色體數目關系 子細胞染色體數目減半 子細胞染色體數目不變
子細胞數
目及類型 4個精子或1個卵細胞、3個極體 2個體細胞或2個原始生殖細胞
相同點
①染色體都只復制一次；
②分裂過程中都出現紡錘絲，都有核膜、核仁的消失與重現；
③都有著絲粒分裂和姐妹染色單體分開現象
4. 減數分裂和有絲分裂的判斷
（1）結合染色體數的奇偶數識別細胞分裂方式
Ⅰ.三個前期圖的判斷
①判斷步驟：
②判斷結果：
A為有絲分裂前期，B為減數分裂Ⅰ前期，C為減數分裂Ⅱ前期。
（2）鑒別細胞分裂圖像的常用方法
Ⅱ.三個中期圖的判斷
①判斷步驟：
②判斷結果：
A為有絲分裂中期，B為減數分裂Ⅱ中期，C為減數分裂Ⅰ中期。
Ⅲ.三個后期圖的判斷
①判斷步驟：
②判斷結果：
A為有絲分裂后期，B為減數分裂Ⅱ后期，C為減數分裂Ⅰ后期。
（3）依據折線坐標圖判斷
5. 減數分裂異常情況分析
（1）如果減數分裂Ⅰ異常（同源染色體未分離），而減數分裂Ⅱ正常，則所形成的次 級精母細胞異常，進而使產生的配子全部異常，如圖所示（僅列舉一種情況）：
（2）如果減數分裂Ⅰ正常，減數分裂Ⅱ時一個次級精母細胞分裂異常（姐妹染色單體 分開后形成的染色體移向細胞同一極），則所產生的配子一半正常，一半異常，如圖 所示（僅列舉一種情況）：
隨堂　練習
A. 此細胞為次級精母細胞或次級卵母細胞或（第一）極體
B. 此細胞可能形成2個（第二）極體
C. 此細胞可能形成2個精子或1個卵細胞
D. 此動物體細胞內最多含有4條染色體
解析：由圖示可知，該細胞中無同源染色體，應處于減數分裂Ⅱ時期，此細胞可能為 次級精母細胞或次級卵母細胞或（第一）極體，A正確；此細胞如果為次級精母細 胞，則可形成2個精子，如果為次級卵母細胞，則可形成1個（第二）極體和1個卵細 胞，如果為（第一）極體，則可形成2個（第二）極體，B、C正確；該動物體細胞中 有4條染色體，有絲分裂后期時細胞內含有8條染色體，D錯誤。
D
圖1　 圖2
A. 若圖1表示減數分裂，則圖1的cd段表示同源染色體分開
B. 若圖1表示減數分裂，則圖1的bc段一個細胞中可能含有0條或1條Y染色體
C. 若兩圖均表示有絲分裂，則兩圖的de段均有染色單體
D. 若圖1表示減數分裂、圖2表示有絲分裂，則兩圖的cd段都發生著絲粒分裂
B
解析：若圖1表示減數分裂，則圖1的cd段表示減數第二次分裂后期，著絲粒分裂，姐 妹染色單體分開，A錯誤；若圖1表示減數分裂，則圖1的bc段表示減數第一次分裂全 過程、減數第二次分裂前期和中期，其中減數第一次分裂時，一個細胞中含有1條Y 染色體；減數第二次分裂前期或中期時，一個細胞中可能含有0或1條Y染色體，B正 確；若兩圖均表示有絲分裂，則圖1中de段表示有絲分裂后期和末期，均無染色單 體，圖2中de段表示有絲分裂末期，無染色單體，C錯誤；若圖1表示減數分裂時，cd 段會發生著絲粒分裂，圖2表示有絲分裂時，cd段會發生細胞質分裂，D錯誤。
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研習任務三　觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片
梳理　教材
1. 實驗原理
蝗蟲的精母細胞要經過兩次細胞分裂形成精子。在此過程中，細胞中 的形 態、位置和數目不斷發生變化，可據此識別減數分裂的各時期。
染色體　
2. 方法步驟
雄性　
多于　
因為蝗蟲精巢中的精原細胞既進行有絲分裂，
又進行減數分裂，所以可以觀察到染色體數目為n、2n、4n等不同的細胞分裂圖像
√
√
×
互動　探究
1. 為什么選用雄性個體的生殖器官作為實驗材料？
提示：一般來說，雄性個體產生的雄配子數量遠遠多于雌性個體產生的雌配子數量。 其次是雌性動物排卵前后完成減數分裂Ⅰ，排出的卵子先在輸卵管中發育到減數分裂Ⅱ 的中期，然后在受精的過程中繼續進行減數分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的減數 分裂過程。
2. 用桃花雄蕊觀察減數分裂的過程，能觀察到細胞分裂的連續過程嗎？為什么？
提示：不能，在制作減數分裂臨時裝片的過程中，細胞已經被殺死，固定在某個分裂 時期，所以不能觀察到連續的細胞分裂過程。
重點　理解
選用雄性生殖器官的原因
（1）一般來說，雄性個體產生的雄配子數量遠遠多于雌性個體產生的雌配子的 數量。
（2）雌性動物排卵排出的細胞并非成熟的卵細胞，而是卵母細胞（初級卵母細胞或 次級卵母細胞），它先在輸卵管中發育到減數分列Ⅱ中期，只有在受精的過程中才能 繼續進行減數分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的減數分裂過程。
隨堂　練習
A. 用洋蔥根尖制成裝片，能觀察同源染色體聯會現象
B. 用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片中，更容易觀察到減數分裂現象
C. 在能觀察到減數分裂現象的裝片中，可能會觀察到同源染色體聯會現象
D. 可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察減數分裂
A
解析：用洋蔥根尖制成裝片，不能觀察同源染色體聯會現象，因為洋蔥根尖分生區細 胞只進行有絲分裂，而同源染色體聯會現象發生在減數分裂過程中，A項錯誤；由于 雄配子數量遠多于雌配子數量，所以用雄蕊觀察減數分裂更好，B項正確；同源染色 體聯會發生在減數分裂Ⅰ前期，所以在能觀察到減數分裂現象的裝片中，可能會觀察 到同源染色體聯會現象，C項正確；可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片 觀察細胞的減數分裂，D項正確。
[知識結構]
[主題要點]
1. 減數分裂Ⅰ的主要特點：同源染色體配對——聯會；四分體中的非姐妹染色單體可 以發生互換；
同源染色體分離，分別移向細胞的兩極。減數分裂Ⅱ的主要特點：每條染色體的著絲 粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞的兩極。
2. 在減數分裂前的間期，每個精原細胞的染色體復制一次，而細胞在減數分裂過程 中連續分裂兩次，最后形成四個精細胞。這兩次分裂分別叫作減數分裂Ⅰ（也叫減數 第一次分裂）和減數分裂Ⅱ（也叫減數第二次分裂）。減數分裂過程中染色體數目的 減半發生在減數分裂Ⅰ。
3. 配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方、一條來自母方，叫 作同源染色體。在減數分裂過程中，同源染色體兩兩配對的現象叫作聯會。聯會后的 每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體。
4. 減數分裂是進行有性生殖的生物，在產生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半 的細胞分裂。
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課堂小測試
A. 一條染色體復制后形成的兩條染色體
B. 來自父方和母方的任意兩條染色體
C. 形態、大小相同的兩條染色體
D. 減數分裂過程中聯會的兩條染色體
解析：一條染色體復制后形成的是兩條姐妹染色單體，故A項錯誤。來自父方和母方 的任意兩條染色體不一定是同源染色體，故B項錯誤。形態、大小相同的兩條染色體 不一定是同源染色體，故C項錯誤。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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16
17
18
19
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21
22
23
24
A. 圖甲中發生了同源染色體上非姐妹染色單體之間的交換
B. 圖甲中同源染色體的對數是圖乙中同源染色體對數的兩倍
C. 圖乙細胞分裂結束后將得到兩個基因型不同的極體
D. 圖乙中同源染色體分離而實現了等位基因A和a的分離
C
解析：甲細胞含有同源染色體，且著絲粒已經分離，為有絲分裂后期，不會發生同源 染色體上非姐妹染色單體之間的交換，A錯誤；乙細胞不含同源染色體，B錯誤；圖 乙細胞不含同源染色體，姐妹染色單體分開移向細胞兩極，細胞均等分裂，是第一極 體，據圖可知，分裂結束后將得到兩個基因型不同的極體，C正確；圖乙中姐妹染色 單體分離而實現了等位基因A和a的分離，D錯誤。
A. 圖甲細胞進行兩次連續的分裂后，可得到4種精細胞
B. 圖甲處于減數第一次分裂前期，①②是一對同源染色體
C. 圖甲中等位基因A、a的分離僅發生在減數第一次分裂后期
D. 若乙和甲來自同一個精原細胞，則乙中a來自四分體時期 的同源染色體互換
C
解析：分析題圖甲，可知經過減數第一次分裂后，子細胞基因組合是Aabb和AaBB， 經過減數第二次分裂后，四個精細胞中基因組合分別為：Ab、ab、aB、AB，A正 確；題圖甲中同源染色體進行聯會，形成了四分體，①、②為一對同源染色體，B正 確；圖甲中等位基因A、a的分離既可發生在減數第一次分裂后期，又可發生在減數 第二次分裂后期，C錯誤；若乙和甲來自同一個精原細胞，則以甲的顏色和形態為依 據可推斷乙中a來自甲時期的同源染色體非姐妹染色單體的互換，D正確。
A. 在有絲分裂后期和減數分裂過程的兩次后期，著絲粒均發生了分裂
B. 中心體和染色體的復制都發生在細胞分裂間期
C. 有絲分裂過程中核DNA數目和染色體數目加倍發生在同一時期
D. 卵細胞形成過程中細胞質的分裂都是不均等的
解析：在減數第一次分裂后期，著絲粒未分裂，在有絲分裂后期和減數第二次分裂后 期，著絲粒一分為二，A錯誤；中心體和染色體的復制均發生在細胞分裂間期，B正 確；DNA在有絲分裂前的間期復制后加倍，染色體的加倍發生在有絲分裂后期，C錯 誤；卵細胞形成過程中（第一）極體的分裂是均等分裂，D錯誤。
B
　 　 　 甲
乙
A
A. ①③④中依次有8、4、2個核DNA分子，這三個細胞均對應乙圖的DE段
B. 若圖示細胞分裂有連續性，則順序為①②③④，其分裂方式屬于減數分裂
C. 圖③為次級精母細胞或極體，出現在減數第二次分裂后期，對應于DE段
D. 圖②細胞為初級卵母細胞，正在進行同源染色體的分離，對應于CD段
解析：①③④中依次有8、4、2個核DNA分子，①③④中著絲粒都已分裂，所以都沒 有染色單體，這三個細胞均對應乙圖的DE段，A正確；若圖示細胞分裂有連續性，則 順序為①②③④，①為卵原細胞的有絲分裂，B錯誤；因為②的細胞質不均等分裂， 所以該哺乳動物為雌性動物，因此③為（第一）極體，不可能是次級精母細胞，C錯 誤；圖②細胞中含有同源染色體，且同源染色體分離，處于減數第一次分裂后期，為 初級卵母細胞，每條染色體上有兩條DNA，對應于乙圖的BC段，D錯誤。
6. 下列圖1和圖2分別表示一個基因型為AaBb動物（2n＝4）體內細胞正常分裂過程 中不同時期細胞內染色體、染色單體和DNA含量的關系及細胞分裂圖像，請回答：
圖1
圖2
（1）根據圖 可以判斷該生物為 性，該動物可以產生 種成熟的生殖 細胞。
解析：（1）乙細胞同源染色體分離，處于減數第一次分裂后期，并且細胞質不均等 分裂，因此該細胞為初級卵母細胞，則該動物為雌性。該細胞有兩對同源染色體，減 數分裂時由于非同源染色體的自由組合，該動物能夠產生4種卵細胞。
（2）圖2中具有同源染色體的細胞有 ，染色體數∶染色單體數∶核DNA 數＝1∶2∶2 的細胞是 。
解析：（2）由圖分析可知，圖2中具有同源染色體的細胞有甲、乙，染色體數∶染色 單體數∶核DNA數＝1∶2∶2的細胞是乙、丙。
乙
雌
4
甲、乙
乙、丙
（3）圖2中丙細胞名稱為 。
解析：（3）由于該動物為雌性動物，因此圖2中處于減數分裂Ⅱ中期的細胞為（第 一）極體或次級卵母細胞。
（4）圖1中a、b、c柱表示核DNA數量變化的是 。細胞分裂中A和A分開可能對 應圖1和圖2中 圖像對應時期（圖1用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示，圖2用甲、乙、丙 表示）。
解析：（4）由圖分析可知，圖1中a、b、c柱表示核DNA數量變化的是c。細胞分裂中 A和A分開可能對應圖1的Ⅰ對應的時期（減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂），對應圖2中甲 圖像對應時期（有絲分裂后期著絲粒分裂）。
次級卵母細胞或（第一）極體
c
Ⅰ、甲

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