2023-2024学年 人教版 必修二 减数分裂的相关概念、精子的形成过程 学案

第1节减数分裂和受精作用第1课时减数分裂的相关概念、精子的形成过程课标内容(1)阐明减数分裂的相关概念。(2)描述精子的形成过程。知识点1减数分裂的相关概念1.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。2.联会和四分体(1)联会：在减数分裂过程中，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四条染色单体，叫作四分体。仔细观察下边的图解，思考以下问题：(1)该细胞中有几条染色体？有几条染色单体？提示：4条染色体。8条染色单体。(2)姐妹染色单体之间在遗传物质的组成上有什么特点？为什么？提示：一对姐妹染色单体上的遗传物质相同。它们由一个染色体复制而来。(3)同源染色体在形态结构上有什么特点？图中有几对同源染色体？提示：同源染色体在形态上一般相同。2对。(4)图示细胞中含有的四分体、染色体、染色单体及核DNA分子数分别是多少？提示：图示细胞中含有2个四分体，4条染色体，8条染色单体，8个核DNA分子。知识点2精子的形成过程1.场所及细胞名称的变化(1)场所睾丸(曲细精管)(2)细胞名称的变化2.精子形成过程中各时期染色体的变化(1)减数分裂前的间期主要特征：DNA的复制和有关蛋白质的合成(2)减数分裂的过程①减数分裂Ⅰ②减数分裂Ⅱ已无同源染色体(1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性。(×)提示：减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，但其不具有周期性。(2)细胞内的同源染色体在细胞分裂过程中都会形成四分体。(×)提示：在减数分裂过程中，细胞内的同源染色体会形成四分体，有丝分裂过程中不形成四分体。(3)染色单体因为着丝粒的分裂而消失。(√)(4)同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅱ后期。(×)提示：同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期。(5)减数分裂过程中，若染色单体存在，则核DNA数目与染色单体的数目相等。(√)一、精子的形成过程【情境探疑】如图为雄性动物体内减数分裂过程的示意图。请分析回答下列问题：(1)图中A、C、G分别表示什么细胞？提示：A为初级精母细胞，C为次级精母细胞，G为精细胞。(2)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合分别发生在什么时期？提示：均发生在减数分裂Ⅰ的后期。(3)染色体数目减半和染色单体消失分别发生在图中哪个过程？提示：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，即甲过程中；染色单体消失发生在减数分裂Ⅱ，即乙过程中。(4)细胞B、C中有没有同源染色体和染色单体？提示：细胞B、C中没有同源染色体，但有染色单体。(5)细胞B与C的染色体组成是否相同？提示：细胞B与C的染色体组成不同。(6)不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换呢？提示：相同；不一定相同。【典例应用】例1(2022·全国乙卷，1)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是()A.有丝分裂的后期 B.有丝分裂的末期C.减数第一次分裂 D.减数第二次分裂答案D解析在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是减数第二次分裂的后期，D正确。例2结合下图完成填空：(1)表示初级精母细胞的有________。(2)表示次级精母细胞的有________。(3)[________]精细胞→[________]精子需要经过变形。(4)发生联会并会互换片段的细胞是____________________________________。(5)按照精子形成过程将上述细胞进行排序：_______________________________________________________________。(6)含有同源染色体的细胞有________。答案(1)A、E、G(2)B、C、F(3)DH(4)A(5)A→G→E→B→F→C→D→H(6)A、E、G二、减数分裂中相关物质数量变化规律【情境探疑】结合(2N＝4)减数分裂不同时期的细胞图，思考讨论回答：1.染色体的数目变化(1)各时期细胞中染色体数目变化：分期时期细胞名称数目减数分裂前的间期精原细胞4减数分裂Ⅰ初级精母细胞4减数分裂Ⅱ次级精母细胞2→4分裂结束精细胞(精子)2(2)根据各时期细胞中染色体数目变化，将数据转化为坐标曲线图。提示：2.核DNA的数目变化(1)各时期细胞中核DNA数目变化：分裂时期数目变化减数分裂前的间期4→8减数分裂Ⅰ8减数分裂Ⅱ4分裂结束2(2)根据各时期细胞中核DNA数目变化，将数据转化为坐标曲线图。提示：3.结合染色体和核DNA数目变化曲线，分析讨论回答：(1)染色体和核DNA数目增加分别在什么时期？其原因主要是什么？提示：染色体数目增加发生在减数分裂Ⅱ后期着丝粒的分裂，核DNA数目增加发生在减数分裂前的间期DNA的复制。(2)染色体和核DNA数目均与体细胞数目相同在哪些时期？提示：减数分裂Ⅱ的后期和末期。(3)减数分裂中染色体∶核DNA数＝1∶2有哪些时期？提示：减数分裂Ⅰ，减数分裂Ⅱ的前期和中期。减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)比较项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ分裂前的间期DNA的复制与否复制不复制同源染色体有无着丝粒变化不分裂分裂染色体主要行为①同源染色体联会；②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极染色体数目2n→nn→2n→n核DNA数目4n→2n2n→n染色单体数4n→2n2n→0【典例应用】例3如图表示某哺乳动物精子的形成过程中，一个细胞内染色体数目的变化。下列有关叙述正确的是()A.AB段和EF段细胞内的染色体数目相同，核DNA分子数也相同B.BC段表示分离的同源染色体分别进入两个子细胞，DE段表示着丝粒分裂C.AB段细胞的名称是初级精母细胞，CG段细胞的名称是精子D.CD段含有同源染色体，染色体数是核DNA分子数的1/2答案B解析由题分析可知，AB段细胞内有2N条染色体，核DNA分子数为4N个；BC段分离的同源染色体分别进入两个子细胞，使得一个细胞内染色体数目减半；CD段不含同源染色体，有N条染色体，核DNA分子数为2N个；DE段着丝粒分裂，导致染色体数目暂时恢复；EF段细胞内有2N条染色体，核DNA分子数为2N个，A、D错误，B正确；AC段表示减数分裂前的间期和减数分裂Ⅰ，包含了精原细胞和初级精母细胞；CG段表示减数分裂Ⅱ，细胞名称是次级精母细胞，C错误。例4（多选）（(2023·德州高一检测)如图表示某二倍体雄性生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是()A.是次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期B.含同源染色体0对、核DNA分子4个、染色单体0个C.该细胞正在进行同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合D.该细胞将产生两个次级精母细胞答案AB解析图示表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，该细胞不含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，由题干可知该生物为雄性，故是次级精母细胞，分裂产生的子细胞为精细胞，A正确，D错误；该次级精母细胞中无同源染色体,含染色单体0个，核DNA分子4个，B正确；图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中不含同源染色体，同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，C错误。思维导图晨读必背1.减数分裂的特点是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半。2.减数分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色体配对——联会，形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体之间可以发生互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合。3.减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。随堂检测1.下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是()A.同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体B.同源染色体的大小一定相同C.四分体在减数分裂和有丝分裂过程中均可出现D.四分体中的非姐妹染色单体之间常发生互换答案D解析配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A错误；同源染色体的形状、大小一般都相同，但也有大小不同的，B错误；在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体，有丝分裂过程中没有四分体出现，四分体中的非姐妹染色单体之间常发生互换，C错误，D正确。2.(2023·哈尔滨高一检测)下列关于四分体和联会叙述正确的是()A.联会的染色体经过复制形成四分体，一个四分体包含一对同源染色体B.联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，一个四分体由4条染色体组成C.四分体时期位于同源染色体上的姐妹染色单体间可能交换相应片段D.一个四分体包含了4条染色单体，有4个DNA分子答案D解析联会发生在减数分裂Ⅰ前期，而染色体在间期已完成了复制，A错误；联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，一个四分体含一对同源染色体、2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子，B错误，D正确；四分体时期位于同源染色体上的非姐妹染色单体间可能交换相应片段，C错误。3.(2023·西安高一检测)下列为某二倍体植物处于不同分裂时期的细胞示意图，其中和该植物正常体细胞中染色体、DNA数目都相同的是()答案A解析A图示细胞不含同源染色体，着丝粒已经分裂，为减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体、核DNA数目均与体细胞相同，A正确；B图示同源染色体正在分离，为减数分裂Ⅰ后期，此时细胞内的核DNA是体细胞的2倍，B错误；C图示细胞中同源染色体排列在赤道板两侧，为减数分裂Ⅰ中期，此时细胞内的核DNA是体细胞的2倍，C错误；D图示不含同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上，为减数分裂Ⅱ中期，染色体数是体细胞的一半，D错误。4.下图中能表示人的精原细胞在减数分裂过程中核DNA变化的是()答案D解析在减数分裂前的间期DNA复制导致核DNA的数目加倍；在减数分裂Ⅰ结束，由于同源染色体的分开，分别到达2个细胞中而减半；在减数分裂Ⅱ的末期结束时，由于形成2个子细胞，核DNA的数量再次减半，D图符合。课时精练(时间：30分钟)【基础对点】知识点1减数分裂的相关概念1.下列关于同源染色体概念的叙述，最合理的是()A.构成一个四分体的两条染色体B.分别来自父母双方的两条染色体C.减数分裂Ⅱ时向两极移动的两条染色体D.形状、大小相同的两条染色体答案A解析减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会后形成四分体，A正确；分别来自父母双方的两条染色体可能是非同源染色体，B错误；减数分裂Ⅱ时向两极移动的两条染色体原来是姐妹染色单体，C错误；形状、大小一般相同的两条染色体可能是姐妹染色单体分开后形成的两条染色体，D错误。2.如图所示为处于不同分裂时期的细胞示意图，下列相关叙述错误的是()A.a、b、c细胞中都有2条染色体，且都有染色单体B.a、b、c细胞中都有1对同源染色体C.c细胞中有1个四分体D.a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子答案A解析a、b、c细胞中都有2条染色体，其中a细胞不含染色单体，b和c细胞都含有染色单体，A错误；a、b、c细胞中都有1对同源染色体，B正确；四分体是由同源染色体两两配对形成的，因此c细胞中有1个四分体，C正确；a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子，D正确。3.如图表示一个四分体的互换过程。则下列叙述正确的是()A.此过程发生在减数分裂Ⅰ中期同源染色体联会时B.a和a′属于同源染色体，a和b属于非同源染色体C.互换发生在同源染色体上的姐妹染色单体之间D.发生互换的前提是同源染色体配对答案D解析图示过程表示四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，该过程发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时，A错误；a和a′属于姐妹染色单体，a和b是位于同源染色体上的非姐妹染色单体，B错误；互换发生在同源染色体中的非姐妹染色单体之间，C错误；减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对联会形成四分体，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生互换，D正确。知识点2精子的形成过程4.下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A.减数分裂Ⅰ时，着丝粒分裂，同源染色体不配对B.减数分裂Ⅰ时，着丝粒不分裂，同源染色体配对C.减数分裂Ⅱ时，着丝粒分裂，同源染色体配对D.减数分裂Ⅱ时，着丝粒不分裂，同源染色体不配对答案B解析减数分裂Ⅰ时，同源染色体配对，着丝粒不分裂，A错误，B正确；减数分裂Ⅱ时，着丝粒分裂，细胞中不含同源染色体，C、D错误。5.下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A.着丝粒在减数分裂Ⅰ后期一分为二B.减数分裂的结果是染色体数目减半，核DNA分子数目不变C.同源染色体分离，分别进入两个子细胞，导致染色体数目减半D.染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ结束时答案C解析减数分裂过程中，着丝粒一分为二发生在减数分裂Ⅱ后期，A错误；减数分裂的结果是染色体数目减半，核DNA分子数目也减半，B错误；染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ结束时，D错误。6.关于下图的叙述，错误的是()A.在减数分裂Ⅰ前期，④与⑦、⑤与⑥联会，形成两个四分体B.在减数分裂Ⅰ后期，移向同一极的染色体均含同源染色体C.④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连D.细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体答案B解析