学年高中生物第二章染色体与遗传第一节减数分裂中的染色体行为第1课时教学案浙科版必修2.docx
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学年高中生物第二章染色体与遗传第一节减数分裂中的染色体行为第1课时教学案浙科版必修2
第1课时 染色体与减数分裂过程中的染色体行为
知识内容
必考要求
加试要求
染色体的形态、结构及类型
a
a
减数分裂
b
b
活动：
减数分裂模型的制作研究
b
b
课时要求
1.结合图文分析，能够解释生物染色体数目及形态结构特征对染色体识别的意义。
2.结合教材图文分析，建立减数分裂的动态影像，重点注意各时期染色体的行为特征。
我们知道，进行有性生殖的多细胞生物体都是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化发育而来的，有性生殖的生物在性成熟后都要产生精子和卵细胞，精子和卵细胞是通过什么分裂方式产生的呢？
本课时将探讨这方面的内容。
解决学生疑难点
一、染色体的形态、结构及类型
1．概念
当细胞处于分裂期时，细胞核内的染色质经高度螺旋化和反复折叠，形成的线状或棒状小体。
染色体和染色质是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态。
2．成分和功能
染色体由DNA和蛋白质构成，是细胞核内遗传物质的载体。
3．染色体的类型（依据着丝粒的位置划分）
4．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，它们是人们识别染色体的重要标志。
同一生物体的细胞核内，染色体的数目也是恒定的。
（2）体细胞中成对存在，生殖细胞中成单存在。
结合如图分析：
1．该细胞中分别含有几条染色体和染色单体？
几个DNA分子？
答案 3条染色体，6条染色单体，6个DNA分子。
2．图中有几种染色体？
答案 根据大小和着丝粒的位置可判断有3种。
3．根据着丝粒的位置，①～③分别属于哪种类型的染色体？
答案 ①②是中间着丝粒染色体，③是端着丝粒染色体。
知识整合 复制后的染色体每条染色体中含有两条染色单体，两个DNA分子；根据染色体的形态、大小和着丝粒的位置可判断染色体的种类。
1．下图表示近端着丝粒染色体的是（ ）
答案 B
解析 A、C为端着丝粒染色体，B为近端着丝粒染色体，D为中间着丝粒染色体。
2．下列关于染色体的叙述，不正确的是（ ）
A．染色体的主要化学成分是蛋白质和DNA
B．染色质与染色体之间的关系类似于CO2与干冰
C．同一种生物细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置、数目等都是人们识别染色体的重要标志
D．染色体和染色质是不同细胞分裂时期的不同物质
答案 D
解析 染色体和染色质是细胞中的同一物质在不同时期的两种形态，类似于CO2与干冰。
二、减数分裂中的核心概念
1．减数分裂概念
（1）范围：
进行有性生殖的真核生物。
（2）时期：
从原始生殖细胞发育成成熟的生殖细胞。
（3）特点：
染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。
（4）结果：
生殖细胞内的染色体数目为体细胞的一半。
2．同源染色体与非同源染色体
（1）同源染色体：
减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
（2）非同源染色体：
形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。
3．联会和四分体
（1）联会：
同源染色体两两配对的现象。
（2）四分体：
联会后的每对同源染色体含有4条染色单体，叫做四分体。
下图表示减数分裂中某时期的图像，请分析：
甲 乙
1．图示染色体中是同源染色体的是哪些？
哪些是非同源染色体？
答案 A、B是一对同源染色体；C、D是另一对同源染色体。
属于非同源染色体的有：
AC、BC、AD、BD。
2．四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？
乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个（条）?
答案 1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
乙图中2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
3．甲图中有染色单体吗？
乙图中的aa′是什么关系？
ab是什么关系？
答案 甲图中没有染色单体；乙图中的aa′是姐妹染色单体，ab是同源染色体中的非姐妹染色单体。
4．同源染色体是否大小、形态一定相同？
大小、形态都相同的是否就是同源染色体？
答案 同源染色体的形态、大小不一定相同，如性染色体X和Y。
大小、形态都相同的也不一定就是同源染色体，如减数第二次分裂后期因着丝粒分裂由两条姐妹染色单体变成的两条染色体。
知识整合 同源染色体的形态、大小一般相同（性染色体X和Y大小不同），一条来自父方，一条来自母方，减数分裂时联会形成四分体；1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
同一着丝粒连着的两条染色单体是姐妹染色单体，否则是非姐妹染色单体。
3．下面关于同源染色体的叙述中，不正确的是（ ）
A．同源染色体一条来自父方，一条来自母方
B．同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体
C．同源染色体的形状和大小一般都相同
D．一对联会的同源染色体含有一个四分体
答案 B
解析 同源染色体是指在减数分裂中配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，形状和大小一般都相同；由一条染色体经复制形成的是两条姐妹染色单体；联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫四分体。
4．下列关于减数分裂的说法，不正确的是（ ）
A．减数分裂包括连续两次的细胞分裂
B．所有的生物都可以进行减数分裂
C．减数分裂产生的成熟生殖细胞中染色体数目减半
D．减数分裂产生有性生殖细胞
答案 B
解析 减数分裂是进行有性生殖的生物产生成熟生殖细胞时进行的细胞分裂，只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂。
题后归纳
减数分裂发生在真核生物有性生殖的过程中，虽然包括连续两次的细胞分裂，但是产生的生殖细胞不再分裂，因此减数分裂没有细胞周期。
三、减数分裂过程中的染色体行为
1．减数分裂的过程（以体细胞含有两对染色体的雄性动物为例）
时期
图像
染色体特征
间期
发生了DNA复制和蛋白质合成
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各对同源染色体整齐地排列在细胞中央的赤道面上；②每两个未分开的同源染色体的着丝粒分别与从细胞相对的两极发出的纺锤丝相连
后期Ⅰ
①同源染色体分开；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每条染色体含两条染色单体
前期Ⅱ
①时间短；②每条染色体仍具有2条染色单体
中期Ⅱ
染色体的着丝粒与纺锤丝相连，整齐排列在子细胞中央的赤道面上
后期Ⅱ
①每条染色体的着丝粒都一分为二；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）制作染色单体模型：
用橡皮泥作出4条短染色单体（2个蓝色、2个红色），4条长的染色单体（2个蓝色、2个红色）
（2）模拟染色体复制：
把颜色、长度相同的两条染色单体用铁丝扎在一起，代表减数分裂开始时已完成复制的染色体。
（3）模拟MⅠ的前、中期：
让长度相同、颜色不同的两条染色体配对，若红色代表来自母方的染色体，蓝色就代表来自父方的染色体。
将已经配好对的两对染色体横向排列在纺锤体中部赤道面上。
（4）模拟完成MⅠ：
双手分别抓住并移动染色体的着丝粒，使红色和蓝色的染色体分离，分别移向细胞的两极，画出细胞轮廓，代表新细胞的生成。
（5）模拟MⅡ：
把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道面上，把姐妹染色单体分离，分别拉向细胞的两极，画出细胞轮廓。
下图是减数分裂的过程示意图，请分析回答：
1．和有丝分裂相比，甲过程染色体有哪些特殊行为？
答案
（1）同源染色体联会；
（2）四分体中的非姐妹染色单体间常发生交叉互换；（3）同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。
2．染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？
答案 染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数第二次分裂的后期，即乙过程。
3．细胞B、C中有没有同源染色体，有没有姐妹染色单体？
答案 没有同源染色体，但是有姐妹染色单体。
4．不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？
如果考虑交叉互换呢？
答案 不考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成是相同的；如果考虑交叉互换，细胞D、E的染色体组成不一定相同。
知识整合 和有丝分裂相比，减数第一次分裂过程有同源染色体联会、四分体中的非姐妹染色单体间交叉互换、同源染色体彼此分离、非同源染色体自由组合的特殊现象，减数第二次分裂没有同源染色体；不考虑交叉互换和突变，减数分裂产生的四个细胞染色体组成是“两两相同”的。
5．在减数第一次分裂中不出现的是（ ）
A．形成纺锤体
B．着丝粒一分为二
C．非同源染色体的自由组合
D．同源染色体分离
答案 B
解析 减数第一次分裂前期形成纺锤体，后期发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，A、C、D三项在减数第一次分裂都会出现。
而着丝粒一分为二出现在减数第二次分裂后期，故选B项。
6．下列关于如图所示的叙述不正确的是（ ）
A．该细胞为减数第一次分裂中期的动物细胞
B．④的①和③在减数第二次分裂后期分开
C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体
答案 D
解析 低等植物或动物细胞中含有中心体，该细胞有中心体，无细胞壁，为动物细胞。
减数第一次分裂中期特征是：
每对同源染色体排列在赤道面上。
染色体的数目＝着丝粒的数目；能进行联会的两条染色体为同源染色体，能进行同源染色体联会的细胞分裂方式一定是减数分裂；在减数第一次分裂后期的细胞中，移向同一极的染色体都是非同源染色体，因为同源染色体发生了分离。
1.如图是动物细胞进行减数分裂某时期的示意图，图中细胞（ ）
A．含有4对同源染色体
B．含有4条染色单体
C．正在发生同源染色体分离
D．正在发生姐妹染色单体分离
答案 C
解析 图示细胞处于MⅠ后期，含有2对同源染色体，8条染色单体，正在发生同源染色体分离。
2．一定是同源染色体的是（ ）
A．一条来自父方，一条来自母方的染色体
B．形态、大小基本相同的染色体
C．减数分裂过程中能够发生联会的染色体
D．只存在于减数第一次分裂时期的染色体
答案 C
解析 根据同源染色体的概念，来自父方和母方的染色体不一定是同源染色体，故A项错误；形态、大小相同的染色体也不一定是同源染色体，故B项错误；同源染色体在有丝分裂和减数第一次分裂中都存在，故D项错误。
3．下列有关染色体的说法中，错误的是（ ）
A．在分裂间期，经复制后染色单体的数目是染色体的二倍
B．一个四分体中有四条染色单体
C．着丝粒的数目与染色体的数目相等，着丝粒分裂后，着丝粒的数目是染色单体的
D．只有同源染色体才可以配对联会
答案 C
解析 染色体经过复制后，每条染色体含有两条染色单体，所以染色单体的数目是染色体的二倍；一个四分体中含有两条染色体（同源染色体）、四条染色单体；在减数第一次分裂的前期，只有同源染色体才可以配对联会；当着丝粒分裂后，染色单体消失，所以C项错误。
4．减数分裂过程中，同源染色体分离与非同源染色体自由组合发生在（ ）
A．减数第一次分裂、减数第二次分裂后期都出现
B．同时发生在减数第一次分裂后期
C．同时发生在减数第二次分裂后期
D．分离发生在MⅠ，自由组合发生在MⅡ
答案 B
解析 同源染色体分离发生在MⅠ后期，非同源染色体自由组合也发生在MⅠ后期。
5．如图表示处于细胞分裂过程某阶段的一个动物细胞，据图回答下列问题：
（1）该细胞处于________时期。
（2）细胞中有染色体________条，分别是________。
（3）细胞中有________对同源染色体，它们是______________，有________个四分体。
（4）细胞中有________条染色单体，它们是__________________。
答案
（1）四分体
（2）4 1、2、3、4
（3）2 1和2、3和4 2 （4）8 a、a1，b、b1，c、c1，d、d1
解析 该图表示减数第一次分裂前期的图像。
同源染色体联会形成四分体，每个四分体包含一对同源染色体，每条染色体又包含两条染色单体。
课时作业
[学考达标]
1．根据染色体上着丝粒的位置，染色体不包括下列哪种类型（ ）
A．中间着丝粒染色体B．近端着丝粒染色体
C．无着丝粒染色体D．端着丝粒染色体
答案 C
2．下列有关同源染色体的说法，正确的是（ ）
A．减数分裂中配对的两条染色体是一对同源染色体
B．有丝分裂的细胞中不含有同源染色体
C．形态、大小相同的两条染色体一定是同源染色体
D．MⅡ后期，同源染色体发生分离
答案 A
解析 有丝分裂的细胞中亦含同源染色体，只是不会发生配对、交叉互换、分离等特殊行为；MⅡ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成的两条染色体的形态和大小相同，但不是同源染色体；同源染色体分离发生在MⅠ后期。
3．下列关于染色体和染色单体的叙述中，错误的是（ ）
A．只有真核细胞有染色体，原核细胞没有
B．染色体的主要成分是蛋白质和DNA
C．染色体经过复制以后，数目增加一倍
D．着丝粒数目和染色体数目相等
答案 C
解析 原核细胞的DNA不与蛋白质结合，所以没有染色体；染色体的主要成分是蛋白质和DNA，染色体是DNA的主要载体；染色体经过复制以后，染色体数目并未增加，只是每条染色体上出现了两条染色单体；染色体数目与着丝粒数目相等。
4.对右图中减数分裂过程某阶段的描述，正确的是（ ）
A．同源染色体移向两极
B．非姐妹染色单体交换结束
C．第二次分裂中期
D．姐妹染色单体排列在赤道面上
答案 B
解析 从图上看，同源染色体排列在赤道面上，属于第一次分裂中期。
非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，即减数第一次分裂前期，故交换结束。
5．下列关于减数分裂过程中染色体的描述，正确的是（ ）
A．第一次分裂，着丝粒分裂，同源染色体不配对
B．第一次分裂，着丝粒不分裂，同源染色体配对
C．第二次分裂，着丝粒分裂，同源染色体配对
D．第二次分裂，着丝粒不分裂，同源染色体不配对
答案 B
解析 第一次分裂的染色体行为变化主要是进行同源染色体的联会（配对），并在分裂后期彼此分离，分别进入两个子细胞中，这个过程中，没有发生染色体着丝粒分裂的现象；第二次分裂后期发生着丝粒分裂的现象。
6．关于“减数分裂模型的制作研究”，下列哪项说法不正确（ ）
A．通过制作减数分裂的模型，可加深对减数分裂的理解
B．该活动不能模拟同源染色体间的交换现象
C．铁丝可代表着丝粒
D．减数第二次分裂中的两个纺锤体的制作应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心
答案 B
解析 该活动中，分别用红色和蓝色橡皮泥各制作两条染色单体，每两条相同的染色单体制作成一条染色体，在四分体时期可通过交换橡皮泥的一部分模拟同源染色体间的交换现象。
[高考提能]
7．下列关于减数分裂的叙述，正确的是（ ）
①减数分裂包括两次连续的细胞分裂 ②在第二次分裂中存在同源染色体 ③着丝粒在第一次分裂后期一分为二 ④减数分裂的结果是染色体数减半，DNA数不变
⑤同源染色体分离，导致染色体数目减半 ⑥联会后染色体复制，形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在第二次分裂的末期
A．①②③B．④⑤⑥C．①⑤D．⑥⑦
答案 C
解析 在减数第一次分裂后期同源染色体分离，所以在第二次分裂中不含有同源染色体，②错误；减数分裂过程中着丝粒的分裂发生于第二次分裂后期，③错误；减数分裂导致细胞核中染色体和DNA数目均减半，④错误；染色体的复制发生于减数分裂前的间期，四分体形成于第一次分裂前期，是同源染色体联会的结果，⑥错误；染色体数目减半的原因是减数第一次分裂后期同源染色体的分离，⑦错误。
8．下列有关联会的叙述中，错误的是（ ）
A．联会发生于减数第一次分裂过程中
B．联会后的染色体将进行复制
C．只有同源染色体才能联会
D．联会后形成的每个四分体含有4个DNA分子
答案 B
解析 联会发生于减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对，A正确；染色体进行复制发生在减数第一次分裂前的间期，而联会发生在减数第一次分裂前期，B错误；在减数第一次分裂过程中，只有同源染色体才能联会，C正确；联会后形成的每个四分体含有2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子，D正确。
9．同源染色体与姐妹染色单体的共同点是（ ）
A．它们中的一条都是以另一条为模板复制而来的
B．它们的形状、大小、结构一般都是相同的
C．它们所含的基因都是相同的
D．一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的
答案 B
解析 同源染色体不是复制形成的，而是一条来自父方，另一条来自母方，A错误；同源染色体的形态、大小和结构一般相同，姐妹染色单体是间期复制形成的，其形态、大小和结构也相同，B正确；姐妹染色单体所含的基因相同，但同源染色体所含的基因不一定相同，也可能是等位基因，C错误；一对同源染色体含有2个或4个DNA分子，而一对姐妹染色单体含有2个DNA分子，因此一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数不一定相同，D错误。
10．细胞分裂过程中不会出现的变化是（ ）
A．随着着丝粒的分裂DNA分子数加倍
B．遗传物质复制一次，细胞分裂两次
C．同源染色体交叉互换
D．在赤道面的位置上出现细胞板
答案 A
解析 DNA复制后加倍，着丝粒分裂后染色体数目加倍。
11．下图甲表示一条染色体，乙表示一个细胞中的染色体分布状况，请据图回答下列问题：
（1）甲图中的染色体是否经过了复制？
为什么？
________________________________________________________________________。
（2）甲图中的染色体具有________个DNA分子，染色体除了DNA这种成分外，还有________成分。
（3）根据甲图中着丝粒的位置可以判断，该染色体的类型属于____________________。
（4）乙图中有________条染色体，________条染色单体，________对同源染色体。
答案
（1）经过了复制。
因为该染色体具有两条染色单体
（2）2 蛋白质 （3）中间着丝粒染色体 （4）4 8 2
解析 甲图表示一条经过复制的染色体，因为该染色体具有两条姐妹染色单体。
每条染色单体中含有1个DNA分子，所以该染色体具有2个DNA分子。
染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA是遗传物质。
根据甲图中着丝粒的位置可以判断该染色体属于中间着丝粒染色体。
乙图中具有4条染色体，8条染色单体，2对同源染色体。
12．下图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。
请据图回答下列问题：
（1）图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①______________、②________________、③__________________。
（2）C细胞含有同源染色体________对。
（3）在方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图，请注意染色体的形态和数目。
答案
（1）有丝分裂 减数第一次分裂减数第二次分裂
（2）0 （3）如图
解析 图A表示雄性动物个体的体细胞；图B中含有8条染色体，不含染色单体，所以应该表示有丝分裂后期；图C中含有2条染色体，4条染色单体，但是不含同源染色体，所以应为次级精母细胞。
C和D是由A经减数第一次分裂同源染色体分开所形成的，所以C、D中含有的染色体应该是“互补”的关系。
13．根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，回答下列问题：
（1）A图表示细胞分裂的方式是__________________，处于______________期。
细胞中有________条染色体，________条染色单体。
（2）B图所示细胞分裂产生的子细胞中有________条染色体。
（3）A、B两个细胞中，具有同源染色体的细胞为______，A、B两图中DNA分子数之比为__________________。
答案
（1）减数分裂 减数第一次分裂后 6 12
（2）3 （3）A 2∶1
[真题体验]
14．（2015·浙江，2）下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述，正确的是（ ）
A．不同生物的细胞大小和数目不同，但细胞周期长短相同
B．同一生物各种组织的细胞周期长短相同，但G1、S、G2和M期长短不同
C．若在G2期加入DNA合成抑制剂，则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体，子细胞染色体数目与母细胞的相同
D．减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对，每条染色体含有4条染色单体，子细胞染色体数目为母细胞的一半
答案 C
解析 不同生物的细胞大小和数目一般是不同的，它们的细胞周期长短一般也不相同，A错误；同一生物体内的各种组织的细胞周期长短往往不同，G1、S、G2和M期的长短也不相同，比如干细胞分裂速度快，细胞周期要短些，B错误；G2期的特点是合成分裂期所需要的蛋白质，时间是在S期之后，所以在这个时期加入DNA合成抑制剂后，每条染色体上仍存在2条染色单体，有丝分裂结束后子代细胞中染色体数目和母细胞中相同，C正确；减数第一次分裂前期的特点是有联会现象，同时形成四分体，一个四分体中有2条染色体，每条染色体上含有2条染色单体，D错误。
15．（2014·江苏，28改编）某研究者对非洲爪蟾的精巢切片进行显微观察，绘制了以下示意图。
请回答下列问题：
上图中甲、乙、丙、丁细胞含有同源染色体的有________________；处于减数第一次分裂的有____________。
答案 甲、丙、丁 甲、丁
解析 根据有丝分裂和减数分裂的特征可以判断：
甲为减数第一次分裂的中期、乙为减数第二次分裂的后期、丙为有丝分裂的后期、丁为减数第一次分裂的后期。
二倍体生物有丝分裂（图丙）和减数第一次分裂（图甲、图丁）有同源染色体，减数第二次分裂（图乙）无同源染色体。
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