减数分裂和受精作用.docx
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减数分裂和受精作用
减数分裂和受精作用
[目标导读] 1.结合教材P16“问题探讨”，阐明减数分裂的概念。
2结合教材P18内容，阐述同源染色体、四分体、联会等概念。
3.结合教材P17图2－2，建立减数分裂的动态影像，重点注意各时期染色体的行为变化。
[重难点击] 1.减数分裂的动态过程。
2.同源染色体的概念。
1．真核细胞的分裂方式
分裂方式
2．有丝分裂的过程（以动物细胞为例）
示意图
主要特点
分裂
间期
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
②复制的结果，每条染色体都含有两条姐妹染色单体
分
裂
期
前
期
①核膜消失，核仁解体
②染色质丝高度螺旋成为染色体
③两组中心粒发出星射线，形成纺锤体
中
期
①染色体的着丝点整齐地排列在细胞中央的赤道板上
②染色体的形态比较稳定，数目清晰可数，便于观察
后
期
①每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开成为两条子染色体
②纺锤丝牵引染色体移向细胞两极
分裂
期末期
①染色体解螺旋成为染色质丝
②纺锤体消失
③核膜、核仁重新出现，形成两个新的细胞核
④细胞膜从中部向内凹陷，把细胞缢裂成为两个子细胞
课堂导入
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产生的呢？
探究点一 减数分裂及其相关概念
结合教材P16的问题探讨和P16～18内容，理解减数分裂的概念，并在此基础上理解同源染色体及其相关概念。
1．减数分裂的概念
（1）果蝇的体细胞中含有8条染色体，配子（生殖细胞）中含有4条染色体。
说明果蝇产生生殖细胞时，进行的是染色体数目减半的细胞分裂。
这个过程是一种特殊的有丝分裂，称为减数分裂。
（2）阅读教材P16减数分裂的概念，从以下几个方面加深认识：
（3）是否所有的精原细胞都进行减数分裂？
减数分裂有细胞周期吗？
答案
②减数分裂没有细胞周期。
2．减数分裂中的重要概念
（1）同源染色体和非同源染色体
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。
如图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。
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。
如图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。
（2）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。
如图中含有2个四分体。
（3）姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体：
同一着丝点连着的两条染色单体。
如图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。
②非姐妹染色单体：
不同着丝点连着的两条染色单体。
如图中的a和b等。
（4）形态、大小相同的染色体是否是同源染色体？
减数分裂过程中，配对的两条染色体是否是同源染色体？
答案 不一定，若一条来自父方，一条来自母方，则是同源染色体，否则不是。
配对的两条染色体是同源染色体。
（5）请分析四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系。
答案 1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
归纳提炼
1.进行减数分裂的细胞没有细胞周期。
2．减数分裂的发生部位是有性生殖器官，如哺乳动物的睾丸和卵巢、被子植物的花药和胚囊。
3．原始生殖细胞是指精原细胞和卵原细胞等，成熟生殖细胞是指精子和卵细胞等。
4．减数分裂是一种特殊的有丝分裂。
5．雄性个体的体细胞中有X染色体和Y染色体，二者大小虽然不同，但也是一对同源染色体。
活学活用
1．判断下列说法的正误。
（1）大肠杆菌能进行减数分裂（ ）
（2）减数分裂包括两次连续的细胞分裂（ ）
（3）减数分裂产生有性生殖细胞（ ）
（4）减数分裂产生的成熟生殖细胞内染色体数目减半（ ）
（5）形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体（ ）
（6）同源染色体一定形状、大小都相同（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）√ （4）√ （5）× （6）×
解析
（1）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。
（5）着丝点一分为二后的两条染色体形状和大小虽相同，但不是同源染色体。
（6）X和Y是一对同源染色体，但二者形状、大小不相同。
探究点二 精子的形成过程
减数分裂是一个比较复杂的过程，请结合教材P17图2－2，以精子的形成过程为例，探究减数分裂的过程。
1．精子的发生场所
观察上图，结合教材内容回答：
图示为高等雄性哺乳动物精子的形成场所：
睾丸。
此器官中存在着原始雄性生殖细胞：
精原细胞，在雄性动物性成熟时，精原细胞经过减数分裂形成精细胞，再经过精细胞的变形成为精子。
2．减数分裂的过程
3．结合上述减数分裂过程回答以下问题
（1）减数分裂过程中，染色体的数目减半发生在哪个分裂时期？
答案 减数第一次分裂末期。
（2）减数第二次分裂中还有同源染色体吗？
试分析原因。
答案 没有。
因为减数第一次分裂后，同源染色体已分离。
（3）减数第一次分裂和减数第二次分裂最主要的区别是什么？
答案 减数第一次分裂发生了联会、同源染色体分离等现象，减数第二次分裂发生了姐妹染色单体分开，且没有同源染色体。
4．有丝分裂、减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较（以动物为例，填“是”或者“否”）
时期
项目
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
间期
是否有DNA的复制
是
是
否
是否有中心体的复制
是
是
是
前期
是否有同源染色体
是
是
否
是否有联会、交叉互换现象
否
是
否
中期
染色体的着丝点是否排列在赤道板上
是
否
是
后期
同源染色体是否分离
否
是
否
姐妹染色单体是否分离
是
否
是
归纳提炼
活学活用
2．下列是减数分裂过程中的几个步骤，正确的顺序是（ ）
①形成四分体 ②同源染色体分离 ③交叉互换 ④细胞质分离 ⑤联会 ⑥染色体复制 ⑦染色单体分离 ⑧着丝点分裂
A．②①③④⑤⑧⑥⑦④B．④⑥③②⑧⑤⑦①④
C．⑥⑤①③②④⑧⑦④D．⑥⑤③⑧④⑦②①③
答案 C
解析 减数分裂过程包括减数第一次分裂和减数第二次分裂。
在时间顺序上依次是减数第一次分裂：
染色体复制、联会、四分体、交叉互换、同源染色体分离和细胞质分离；减数第二次分裂：
着丝点分裂、染色单体分离和细胞质分离。
1．减数分裂过程中，染色体的复制及减半发生在（ ）
A．减数第一次分裂前的间期和末期
B．减数第一次分裂前的间期和减数第二次分裂的中期
C．减数第二次分裂前的间期和后期
D．减数第一次分裂前的联会和中期
答案 A
2．下列有关四分体的叙述正确的是（ ）
A．四分体中的姐妹染色单体间常发生交叉互换
B．一对联会的同源染色体含有四条染色单体
C．四分体是含染色单体的任意两条染色体
D．形状和大小相同的两条染色体含有四个DNA分子
答案 B
解析 减数分裂过程中，联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫四分体，四分体中的非姐妹染色单体间常发生交叉互换。
3．减数第一次分裂的主要特征是（ ）
A．染色体自我复制
B．着丝点不分裂，同源染色体分开
C．着丝点分裂为二、两条染色单体分开
D．染色体恢复成染色质丝
答案 B
4．下图是减数分裂过程示意图，请结合图解分析回答：
（1）如果该过程发生在动物的精巢中，A、C、G分别表示什么细胞？
A．________________；C.________________；G.____________。
（2）甲过程染色体有哪些特殊行为？
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
（3）染色体数目减半发生在图中的________过程，染色单体消失发生在图中的________过程。
答案
（1）初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞
（2）①同源染色体联会 ②四分体中的非姐妹染色单体经常发生交叉互换 ③同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合 （3）甲 乙
解析
（1）如果该过程发生在动物的精巢中，那图示就是精子的形成过程，A为初级精母细胞，C为次级精母细胞，G为精细胞。
（2）减数第一次分裂过程中染色体最显著的特征是：
同源染色体联会，形成四分体，四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体有可能发生交叉互换；同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。
（3）染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中，即甲过程；染色单体消失发生在减数第二次分裂的后期，即乙过程。
基础过关
知识点一 减数分裂及其相关概念
1．下列生物的生殖过程中，能进行减数分裂的是（ ）
A．变形虫B．细菌
C．玉米D．衣藻
答案 C
解析 减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
变形虫、衣藻是单细胞的真核生物，通过有丝分裂产生新个体；细菌是原核生物，不会发生减数分裂；玉米是多细胞的真核生物，通过减数分裂产生染色体数目减半的配子，两性配子结合产生受精卵，继而发育成新个体。
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．仅在减数分裂过程中出现，而有丝分裂过程中不出现的选项是（多选）（ ）
A．分裂间期DNA复制与相关蛋白质合成
B．姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞
C．联会后非姐妹染色单体发生部分DNA交换
D．同源染色体分开分别进入两个子细胞
答案 CD
解析 联会和同源染色体分开是减数分裂过程中特有的，因此选C、D项。
知识点二 精子的形成过程
4.对下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．减数第二次分裂的中期
D．姐妹染色单体排列在赤道板上
答案 B
解析 从图上看，同源染色体排列在赤道板上，属于减数第一次分裂中期。
非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，故交换结束。
5．如图是动物细胞减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是（ ）
A．③⑥④①②⑤B．⑥③②④①⑤
C．③⑥④②①⑤D．③⑥②④①⑤
答案 D
解析
图像
特征
对应时期
①
无同源染色体，着丝点一分为二
减数第二次分裂后期
②
同源染色体分离
减数第一次分裂后期
③
同源染色体联会
减数第一次分裂前期
④
细胞一分为二，每个细胞中均无同源染色体，着丝点未分裂
减数第一次分裂末期
⑤
形成四个子细胞
减数第二次分裂末期
⑥
同源染色体排列在赤道板上
减数第一次分裂中期
6.一动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则次级精母细胞中期染色体、染色单体和DNA分子数依次是（ ）
A．4、8、8B．2、4、8
C．8、16、16D．8、0、8
答案 A
解析 1个四分体含一对同源染色体，4条染色单体，4个DNA分子，则含4个四分体的动物的体细胞和精原细胞中含有8条染色体。
由精原细胞形成的初级精母细胞含8条染色体、16条染色单体、16个DNA分子。
因初级精母细胞形成2个次级精母细胞的过程中，同源染色体分离，着丝点不分裂，染色体和DNA分子数都减半，所以形成的次级精母细胞在前、中期时含4条染色体、8条染色单体、8个DNA分子。
7．在减数第一次分裂后期，父方和母方的染色体各向两极如何移动（ ）
A．父方和母方染色体在两极随机地结合
B．通常母方染色体移向一极而父方染色体移向另一极
C．父方和母方染色体中各有一半移向一极，另一半移向另一极
D．未发生交叉互换的染色体移向一极，而发生交叉互换的染色体移向另一极
答案 A
解析 在减数第一次分裂后期，同源染色体分开，非同源染色体自由组合，由于一对同源染色体由1条父方染色体和1条母方染色体组成，当然这2条染色体一般形状和大小都相同。
一对同源染色体的父方染色体和母方染色体要分开，移向两极是随机的。
其余各对同源染色体也是如此，因此父方染色体和母方染色体是随机组合的。
8．在减数分裂的整个过程中，细胞分裂次数、染色体复制次数、着丝点分裂次数、染色体数减半次数、DNA分子数减半次数依次是（ ）
A．1、2、2、1、2B．1、1、1、2、1
C．2、1、1、2、1D．2、1、1、1、2
答案 D
解析 减数分裂中染色体复制1次，细胞分裂2次，着丝点分裂1次，染色体数减半1次，DNA分子数减半2次。
能力提升
9．下列关于减数分裂的叙述中，正确的是（ ）
①减数分裂发生在能够进行有性生殖的生物中 ②减数分裂的过程是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程 ③减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次，而细胞连续分裂两次 ④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 ⑤减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有一定的细胞周期
A．①②③④B．②③④⑤
C．①③④⑤D．①②③④⑤
答案 A
解析 原始生殖细胞经减数分裂形成成熟有性生殖细胞后不再继续分裂，所以没有细胞周期。
10．下列关于减数分裂和有丝分裂共同点的描述，正确的是（ ）
A．染色体复制一次，着丝点分裂一次
B．染色体和DNA均等分配
C．细胞质和细胞核均等分配
D．同一生物的不同细胞分别进行一次有丝分裂和减数分裂形成的子细胞中，染色体和DNA数目均与分裂前的细胞相同
答案 A
解析 对于减数分裂和有丝分裂过程，从中找出共同点和区别：
①减数分裂和有丝分裂过程中，染色体和DNA都复制一次，着丝点分裂一次；②在两种分裂过程中，染色体和细胞核内DNA都能均等分配，但细胞质内的DNA不能均等分配；③在有丝分裂前后细胞的染色体、DNA数目不变，而减数分裂后子细胞的染色体、DNA数目是亲代细胞的一半。
11．如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误的是（ ）
A．1的染色单体与2的染色单体之间发生了交叉互换
B．B与b的分离发生在减数第一次分裂
C．A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D．A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
答案 C
解析 由图示可看出，发生交叉互换后，等位基因A与a在同源染色体上、姐妹染色单体上均有分布，故A与a的分离发生在减数第一次分裂同源染色体分开和减数第二次分裂姐妹染色单体分开时。
12．下列有关某生物体各细胞分裂示意图的叙述，正确的是（ ）
A．图①处于减数第一次分裂的中期，细胞内有2对姐妹染色单体
B．图②处于减数第二次分裂的后期，细胞内有2对姐妹染色单体
C．图③处于减数第二次分裂的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条
D．四幅图可排序为①③②④，可出现在该生物体精子的形成过程中
答案 D
解析 图①表示减数第一次分裂中期，其内含2对同源染色体；图②表示减数第二次分裂后期，其内无姐妹染色单体；图③表示减数第二次分裂中期，该生物体细胞内染色体数为4条，此分裂过程可能是精子的形成过程。
13．某生物有四对染色体。
假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为（ ）
A．1∶1B．1∶2
C．1∶3D．0∶4
答案 A
解析 一个初级精母细胞产生精细胞的过程中，可以产生两个次级精母细胞。
其中一个次级精母细胞发生了不正常的分裂，所以只产生两个异常的精细胞，另一个次级精母细胞产生的两个精子是正常的。
14．如图为某雄性动物生殖器官中的细胞分裂图，据图回答问题：
（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细胞名称是___________，每个子细胞中有___________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）精细胞 3 （3）A 2∶1
15．如图为某动物精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，据图回答下列问题。
（1）染色体复制发生在________图，称为________细胞。
（2）按精子形成过程的顺序排列为_________________________________（用图中A～D表示）。
（3）图中B称为______________细胞，该图中染色体与DNA分子数之比为________。
（4）C图中染色体1和2或3和4的分离发生在__________________期。
答案
（1）A 精原
（2）A→C→B→D （3）次级精母 1∶2 （4）减数第一次分裂后
个性拓展
16．减数分裂包括两次连续的分裂过程，即包括减数第一次分裂阶段和减数第二次分裂阶段。
某生物小组要探究减数分裂两个阶段所占时间长短，请帮助他们选择合适的材料和试剂，完成实验。
供选材料及用具：
小鼠的肝脏、睾丸、肾脏、苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、健那绿染液、解离固定液。
（1）选材：
用______________作实验材料。
（2）制片：
①取少量组织液低渗处理后，放在__________中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织液放在载玻片上，滴加适量________________。
③一定时间后加盖玻片，________。
（3）观察计算：
①观察多个视野，计数____________________________________________________________
______________及视野中细胞的总数。
②算出每个视野中不同分裂阶段细胞所占比例。
③最后，________________________________________________________________________
________，即可大体表示不同分裂阶段所占的时间比例。
答案
（1）小鼠睾丸
（2）①解离固定液 ②醋酸洋红染液 ③压片 （3）①每个视野中处于不同分裂阶段细胞的数目 ③求不同视野中相同分裂阶段细胞所占比例的平均值
解析 要探究减数分裂两个阶段所占时间长短，应先制备减数分裂装片，再统计每个阶段细胞数目多少，最后通过求不同视野中，相同分裂阶段所占比例的平均值，得出结论。
（1）小鼠的肝脏和肾脏内的细胞无法进行减数分裂，只有睾丸内才可发生减数分裂产生生殖细胞。
（2）制片时应遵循解离→固定→染色→压片的步骤。
选择染色剂时应注意醋酸洋红染液可将细胞内的染色体染成红色，便于观察；而苏丹Ⅲ染液是鉴定脂肪的，健那绿染液是染线粒体的。
（3）每个视野中每个分裂阶段中细胞数目占细胞总数的比例可以反映出该阶段持续时间的长短，为了结果的准确性，应求平均值。
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