2022-2023学年　人教版 必修二卵细胞的形成过程、减数分裂中染色体和DNA的变化规律 学案

第2课时卵细胞的形成过程、减数分裂中染色体和DNA的变化规律学习目标核心素养1.阐明卵细胞的形成过程。2．阐明减数分裂的概念。3．通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片加深对减数分裂过程的理解。1.科学思维：通过“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动，加深对染色体行为变化的认识和理解，便于领悟减数分裂的意义，培养了学生构建模型的科学思维。2．科学探究：“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”培养了学生动手动脑的能力，也让学生对观察到的染色体变化有了进一步的认识；“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动不仅培养了动手动脑能力，还能充分发掘学生的想象能力，去制作相应的模型，进一步去认识生物多样性的现象。知识点一卵细胞的形成过程和减数分裂的概念1.卵细胞的形成(1)哺乳动物卵细胞的形成场所：eq\o(□,\s\up3(01))卵巢。(2)卵细胞形成的起点：eq\o(□,\s\up3(02))卵原细胞。(3)卵细胞的形成过程卵细胞形成过程中，出现不均等分裂有什么意义？提示：不均等分裂导致卵细胞较大，有利于受精后为早期胚胎发育提供营养。(4)结果：一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个eq\o(□,\s\up3(08))卵细胞(三个eq\o(□,\s\up3(09))极体最终都退化消失)。2．精子与卵细胞形成过程的比较3．减数分裂的概念(1)范围：进行eq\o(□,\s\up3(18))有性生殖的生物。(2)时期：从eq\o(□,\s\up3(19))原始生殖细胞发展到eq\o(□,\s\up3(20))成熟生殖细胞的过程中。(3)特点：在减数分裂前，染色体复制eq\o(□,\s\up3(21))一次，而减数分裂过程中细胞连续分裂eq\o(□,\s\up3(22))两次。(4)结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比eq\o(□,\s\up3(23))原始生殖细胞的减少一半。4．探究·实践(1)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片①目的要求通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。②方法步骤a.在eq\o(□,\s\up3(24))低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。b.先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在eq\o(□,\s\up3(25))高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。c．根据观察结果，绘制减数分裂不同时期的细胞简图。(2)建立减数分裂中染色体变化的模型①目的要求通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。②主要步骤a.模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化。b.模拟减数分裂中eq\o(□,\s\up3(26))非同源染色体的自由组合。c．模拟减数分裂中四分体时期eq\o(□,\s\up3(27))非姐妹染色单体间的互换。知识点二减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律1．假设某雄性生物正常细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c，2.染色体数目和核DNA含量变化曲线分析(1)染色体第一次减半发生在eq\o(□,\s\up3(17))减数分裂Ⅰ结束，原因是eq\o(□,\s\up3(18))同源染色体分离，分别进入两个子细胞。(2)减数分裂Ⅱ后期，染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是eq\o(□,\s\up3(19))着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。(3)核DNA数目加倍的时期是eq\o(□,\s\up3(20))减数分裂前的间期，原因是eq\o(□,\s\up3(21))DNA复制。(4)核DNA第一次减半原因是减数分裂Ⅰ结束，eq\o(□,\s\up3(22))同源染色体分开进入两个子细胞；第二次减半原因是减数分裂Ⅱ结束，姐妹染色单体分开形成的染色体，分别进入两个子细胞。(5)各关键点变化的原因BC段——eq\o(□,\s\up3(23))DNA复制；DE(de)段——eq\o(□,\s\up3(24))同源染色体分离，DNA和染色体被平均分配到两个子细胞；ff′段——eq\o(□,\s\up3(25))着丝粒分裂，姐妹染色单体分开；GH(gh)段——姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。(6)不含同源染色体的是eq\o(□,\s\up3(26))EH(eh)段；不含染色单体的是eq\o(□,\s\up3(27))AC(ac)段和FH(f′h)段。3．减数分裂过程中每条染色体中DNA变化的曲线(1)每条染色体中只能含有eq\o(□,\s\up3(28))1个或者2个DNA分子，因此纵坐标只能是1或者2。(2)bc段的变化原因是eq\o(□,\s\up3(29))DNA复制，染色单体形成；cd段是存在eq\o(□,\s\up3(30))染色单体的时期，每条染色体中含有eq\o(□,\s\up3(31))2个DNA分子；de变化的原因是减数分裂Ⅱ后期eq\o(□,\s\up3(32))着丝粒分裂，eq\o(□,\s\up3(33))染色单体消失。1．(目标1)初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都出现的现象是()A．同源染色体分离 B．着丝粒分裂C．细胞质不均等分配 D．染色体复制答案C解析初级卵母细胞具有同源染色体的联会和分离，次级卵母细胞没有，A不符合题意；次级卵母细胞进行减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，初级卵母细胞着丝粒不分裂，B不符合题意；初级卵母细胞减数分裂Ⅰ和次级卵母细胞减数分裂Ⅱ都有细胞质的不均等分配，C符合题意；初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都不出现染色体复制，而是在减数分裂前的间期进行染色体的复制，D不符合题意。2．(目标1)家兔体细胞中有22对染色体，在减数分裂Ⅱ的后期，染色体的数目和形态分别是()①22条②44条③88条④每条染色体中含有两条姐妹染色单体⑤每条染色体中都不含有姐妹染色单体A．②和⑤B．③和⑤C．②和④D．①和④答案A解析家兔的体细胞中有22对染色体，因此，它的初级性母细胞中也有22对染色体，每条染色体中有两条姐妹染色单体。减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体分离分别进入到两个子细胞中；减数分裂Ⅱ后期，每条染色体中的两条姐妹染色单体彼此分开，但暂时还在同一个细胞中，因此在减数分裂Ⅱ的后期，减半的染色体数目又暂时加倍，有44条染色体，并且每条染色体中都不含姐妹染色单体。3．(目标2)下列关于减数分裂的叙述，不正确的是()A．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B．减数分裂的范围是所有能进行有性生殖的生物C．减数分裂的结果是成熟生殖细胞染色体数目减半D．在减数分裂前，染色体复制一次，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次答案A解析减数分裂形成的成熟生殖细胞一般不会再进行连续的细胞分裂，因此减数分裂没有细胞周期。4．(目标3)在显微镜下观察动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，有的是体细胞的2倍，该切片取自()A．人的小肠表皮 B．家兔胚胎C．绵羊肝脏 D．牛卵巢答案D解析该动物组织切片中的细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，说明能进行减数分裂，有的是体细胞的2倍，说明能进行有丝分裂。牛的卵巢中有的细胞能进行有丝分裂，有的细胞能进行减数分裂，D符合题意。5．(目标1)下图是同一种生物处于减数分裂不同时期的细胞分裂图，据图回答下列问题。(1)图A处于______________期，细胞中有________条染色单体。(2)图B处于______________期，此细胞名称是______________，它分裂后的子细胞叫________________。(3)图C处于______________期，此细胞名称是________________，它分裂后的子细胞为______________。(4)A、C两图中染色体数目之比为________，C图中染色单体数为________。答案(1)减数分裂Ⅰ前8(2)减数分裂Ⅰ后初级精母细胞次级精母细胞(3)减数分裂Ⅱ后次级卵母细胞卵细胞和极体(4)1∶10题型一精子和卵细胞形成过程的比较[例1]下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是()A．两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象B．两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞解题分析精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质经过2次不均等分裂，细胞质中的遗传物质不是正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B错误；精子与卵细胞形成过程中除精子需变形外，还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等区别，C错误；1个精原细胞产生4个精子，只需25个精原细胞就能产生100个精子，D错误。答案A[例2]下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像，请据图分析：(1)一定属于卵细胞形成过程的图有哪些？细胞的名称分别是什么？______________________________。(2)一定属于精子形成过程的图有哪些？细胞的名称分别是什么？______________________________。(3)A图中发生的现象叫什么？C中有无同源染色体？______________________________________________________________。(4)F的细胞名称是______________________________。答案(1)D次级卵母细胞和E初级卵母细胞(2)B初级精母细胞和G精子(3)联会；C中无同源染色体(4)次级精母细胞或者极体技法提升卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法题型二减数分裂过程中染色体数目和DNA含量变化分析[例3]研究人员对某哺乳动物细胞分裂中染色体形态、数目和分布进行了观察分析，图1和图2为其细胞分裂两个不同时期的示意图(仅显示部分染色体)，图3表示细胞分裂不同时期染色体与核DNA分子的数目比。下列叙述正确的是()A．图1细胞为处于减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞B．若图2细胞来自图1细胞，则其产生的子细胞是卵细胞和极体C．图3中B→C的原因是DNA复制，E→F的原因是膜向内凹陷缢裂D．图1细胞处于图3中的CE段，图2细胞处于图3中的FG段解题分析图1细胞处于减数分裂Ⅰ后期，由于细胞质不均等分裂，因此细胞名称为初级卵母细胞，A错误；图1细胞为初级卵母细胞，若图2细胞来自图1细胞，根据染色体组成可知，图2为次级卵母细胞，则其产生的子细胞是卵细胞和极体，B正确；图3中B→C的原因是DNA复制，E→F的原因是着丝粒分裂，C错误；图1处于减数分裂Ⅰ后期，图2处于减数分裂Ⅱ中期，染色体与核DNA分子的数目比皆为1/2，属于图3中的CE段，D错误。答案B[例4]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。下列表述与图中信息相符的是()A．Ⅱ所处阶段发生非同源染色体自由组合B．Ⅲ代表初级精母细胞C．②代表染色体D．Ⅱ→Ⅲ的过程在有丝分裂和减数分裂中都会发生解题分析根据图示分裂结果可以看出，该分裂为减数分裂，图中①是染色体，②是染色单体，③是DNA，C错误；Ⅱ所处阶段可以代表减数分裂Ⅰ前期、中期和后期，其中减数分裂Ⅰ后期可以发生非同源染色体的自由组合，A正确；Ⅲ可表示减数分裂Ⅱ前期和中期，为次级精母细胞，B错误；Ⅱ→Ⅲ的过程只能发生在减数分裂过程中，D错误。答案A技法提升1.明确减数分裂中染色体和DNA数量变化的四个关键时期(1)分裂前的间期eq\o(→,\s\up10(DNA复制))DNA数目加倍，染色体数目不变。(2)减数分裂Ⅰ结束eq\o(→,\s\up10(细胞),\s\do10(一分为二))DNA和染色体数目减半。(3)减数分裂Ⅱ后期eq\o(→,\s\up10(姐妹染色),\s\do10(单体分开))染色体数目加倍，DNA数目不变。(4)减数分裂Ⅱ结束eq\o(→,\s\up10(细胞),\s\do10(一分为二))染色体和DNA数目减半。2．减数分裂中染色体/DNA变化规律及原因1∶1eq\o(→,\s\up10(染色体复制),\s\do10(分裂前的间期))1∶2eq\o(→,\s\up10(着丝粒分裂),\s\do10(减数分裂Ⅱ后期))1∶1。[基础对点]知识点一卵细胞的形成过程和减数分裂的概念1.哺乳动物卵细胞形成过程中，卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、卵细胞数量的比例是()A.1∶1∶2∶4B．1∶1∶1∶2C.1∶1∶4∶4D．1∶1∶1∶1答案D解析卵细胞形成的过程为：1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞和1个第一极体→1个卵细胞和3个第二极体。2．如图为某高等哺乳动物的一个细胞示意图，该细胞属于()A.卵原细胞 B．初级卵母细胞C.次级卵母细胞 D．卵细胞答案C解析图中无同源染色体且着丝粒已分裂，染色体移向两极，细胞质为不均等分裂，为次级卵母细胞。3．如图是某二倍体生物体内某个细胞连续变化过程图。下列说法错误的是()A.该二倍体生物是雌性动物B.丁图可能是卵细胞C.图示涉及两种分裂方式D.丙图为次级卵母细胞答案B解析由于乙细胞中同源染色体正在分离，且细胞质不均等分裂，所以该二倍体生物是雌性动物，A正确；由于题图为二倍体生物体内某个细胞连续变化过程图，再根据乙图中染色体大小和颜色可知，丁图是第二极体，丙图为次级卵母细胞，B错误，D正确；图甲表示有丝分裂后期，图乙、丙、丁表示减数分裂，C正确。4．人体内某一细胞正在进行减数分裂，其内有44条常染色体与2条X染色体，此细胞不可能是()①初级精母细胞②次级精母细胞③初级卵母细胞④卵细胞A.①④B．①③C．①②D．①②③答案A解析人的初级精母细胞中所含染色体数目与其体细胞中相同，即44＋XY，①符合题意；次级精母细胞在减数分裂Ⅱ的前、中期染色体数目为22＋X或22＋Y，减数分裂Ⅱ后期为44＋XX或44＋YY，②不符合题意；初级卵母细胞染色体数目与其体细胞相同，即44＋XX，③不符合题意；卵细胞中染色体数目减半，为22＋X，④符合题意。5．动物卵细胞的形成与精子形成过程的不同点是()①一个卵原细胞最终分裂只形成一个卵细胞②一个卵原细胞经复制后形成一个初级卵母细胞③卵细胞不经过变形阶段④一个初级卵母细胞分裂成的两个细胞大小不等⑤卵细胞中的染色体数目是初级卵母细胞的一半A.①③④B．②③⑤C.①②⑤D．①③⑤答案A解析一个精原细胞减数分裂形成4个精细胞，而一个卵原细胞减数分裂最终只能形成一个卵细胞，①符合题意；一个精原细胞复制后形成一个初级精母细胞，一个卵原细胞经复制后也形成一个初级卵母细胞，②不符合题意；精子的形成需要经过变形过程，而卵细胞不经过变形阶段，③符合题意；一个初级精母细胞分裂形成的两个子细胞大小相等，而一个初级卵母细胞分裂成的两个细胞大小不等，④符合题意；精子中的染色体数目是初级精母细胞的一半，卵细胞中的染色体数目也是初级卵母细胞的一半，⑤不符合题意。6．减数分裂发生在()A.体细胞分裂过程中B.原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中C.性原细胞增殖过程中D.成熟生殖细胞分裂的过程中答案B7．下列有关减数分裂的叙述，错误的是()A.减数分裂前染色体复制一次，而减数分裂过程细胞分裂两次B.在减数分裂Ⅰ过程中发生染色体数目减半C.着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ过程中D.减数分裂的结果是形成四个成熟的生殖细胞答案D解析原始生殖细胞经过减数分裂可形成四个精细胞或一个卵细胞，D错误。知识点二减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律8.下图是某基因型为TtRr的动物睾丸内细胞进行分裂时细胞内同源染色体对数的变化曲线(已知Tt、Rr分别位于两对同源染色体上，不考虑染色体互换等特殊情况)，下列叙述正确的是()A.处于AF段的细胞是初级精母细胞，处于FI段的细胞是次级精母细胞B.若该动物产生基因组成为Ttr的配子，则分裂异常发生在FG段C.同一精原细胞分裂形成的次级精母细胞基因型不同，分别是TR和trD.AF段所对应的细胞能发生同源染色体联会答案B解析纵坐标是细胞内同源染色体对数，在AF段一直存在同源染色体并出现对数增加，说明是有丝分裂，GH段同源染色体对数变为0，说明减数分裂Ⅰ使同源染色体分离，并分别进入两个次级精母细胞，则初级精母细胞属于FG段，次级精母细胞属于HI段，A错误；T、t为等位基因，若该动物产生基因组成为Ttr的配子，则分裂异常发生在FG段，即含有T、t的同源染色体没有分离，B正确；正常情况下，同一精原细胞分裂形成的次级精母细胞基因型不同，其基因型应为TTRR、ttrr或TTrr、ttRR，C错误；AF段为有丝分裂，AF段所对应的细胞不能发生同源染色体联会，D错误。9．下图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞内DNA分子数量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是()A.同源染色体的联会发生在d～e的初期B.e点染色体数目为n，f点染色体数目又出现短时间的加倍C.f点染色体的着丝粒分裂D.a～c是分裂前的间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形的阶段答案D解析a～c段完成DNA的复制，表示分裂前的间期，c～f段DNA连续两次减半，表示分裂期，其中c～e表示减数分裂Ⅰ，e～f表示减数分裂Ⅱ，f～g表示完成分裂后精细胞变形为精子，D正确；减数分裂Ⅰ前期同源染色体出现联会现象，应发生在c～d初期，A错误；e点完成减数分裂Ⅰ，胞质分裂，染色体数目变为n，f点完成减数分裂Ⅱ，细胞一分为二，每个子细胞中染色体数目仍为n条，B、C错误。10．如图表示玉米(2n＝20)某次细胞分裂时有关物质或结构的数量变化曲线。下列相关叙述，错误的是()A.若该图表示减数分裂过程中核DNA分子数目变化的部分曲线，则a可能等于20B.若该图表示有丝分裂每条染色体上DNA分子数目变化的部分曲线，则a等于1C.若该图表示有丝分裂过程中核DNA分子数目变化的部分曲线，则a等于10D.若该图表示减数分裂染色体数目变化的部分曲线，则a一定等于10答案C解析减数分裂过程中，核DNA分子数目变化为40→20→10，因此a可能等于20，A正确；有丝分裂过程中，每条染色体上DNA数目为1或2，因此a＝1，B正确；有丝分裂过程中核DNA数目变化为20→40→20，因此a＝20，C错误；减数分裂过程中，染色体数目变化为20→10→20→10，因此a一定为10，D正确。[能力提升]11．在某哺乳动物(体细胞染色体数＝24)的睾丸中，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式判断正确的是()A.细胞甲、乙可能都在进行减数分裂B.细胞甲、乙可能都在进行有丝分裂C.细胞甲不可能进行减数分裂，细胞乙可能进行有丝分裂D.细胞甲不可能进行有丝分裂，细胞乙可能进行减数分裂答案A解析该哺乳动物体细胞染色体数目为24条，细胞甲中染色体、染色单体、核DNA数量依次为24、48、48，可以推测细胞甲可能处于有丝分裂前、中期或减数分裂Ⅰ过程中；细胞乙中染色体、染色单体、核DNA数量依次为12、24、24，细胞中染色体数目减半，可以推测细胞乙处于减数分裂Ⅱ前、中期，A正确。12．某生物兴趣小组观察了几种二倍体生物不同分裂时期的细胞，并根据观察结果绘制出如下图形。下列与图形有关的说法中正确的是()A.甲图所示细胞处于有丝分裂后期，在此时期之前细胞中央出现了赤道板B.乙图所示细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期，此阶段发生同源染色体的分离C.乙图所示细胞可能处于有丝分裂中期，此阶段染色体着丝粒发生分裂D.如果丙图表示精巢内的几种细胞，则C组细胞可能发生联会并产生四分体答案B解析赤道板是一个虚拟的结构，在细胞有丝分裂过程中不会出现，A错误；乙图细胞中染色体、DNA与染色单体数目之比为1∶2∶2，此时可能处于减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期、中期，如果处于减数分裂Ⅰ后期，细胞内发生同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合，B正确；有丝分裂中期时，染色体着丝粒不发生分裂，C错误；丙图中C组细胞染色体数为4n，为有丝分裂的后期，染色体联会产生四分体发生在减数分裂Ⅰ的过程中，D错误。13．如图甲、乙、丙分别表示某个生物体内的三个正在分裂的细胞，请据图回答下列问题：(1)甲图表示________细胞，处于__________________期，有________条染色单体，分裂产生的子细胞名称是__________________________________。(2)乙图表示______________期细胞，有________对同源染色体，产生的子细胞名称是___________。(3)丙图处于__________________期，名称是________，有________对同源染色体。(4)如果该生物有19对同源染色体，那么在该生物性成熟时(不考虑染色体互换等特殊情况)，能产生几种染色体组合不同的配子？为什么？(5)根据所学知识，阐述该生物产生配子多样性的原因。(答出两点)答案(1)初级卵母减数分裂Ⅰ后8极体和次级卵母细胞(2)有丝分裂后4体细胞(3)减数分裂Ⅱ后极体0(4)219种。在减数分裂Ⅰ时，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。(5)减数分裂Ⅰ非同源染色体自由组合，产生的配子染色体组合具有多样性；减数分裂Ⅰ发生染色体互换。解析(1)甲图中发生细胞质不均等分裂，含有同源染色体，同源染色体分离并移向两极，可以确定细胞处于减数分裂Ⅰ后期，细胞名称是