2023-2024学年 苏教版 必修二 减数分裂产生精子或卵细胞 学案

知识点(一)减数分裂过程[教材知识梳理](一)减数分裂的意义1．子代既能有效地获得父母双方的遗传物质，确保遗传的稳定性，又能保持遗传的多样性，增强子代适应环境变化的能力。2．减数分裂是生物有性生殖的基础，也是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要保证。(二)减数分裂产生精子或卵细胞1．减数分裂前间期主要变化精原细胞经过生长发育，体积增大，细胞核中染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)后，发育成为初级精母细胞结果完成染色体复制后，每条染色体都含有两条姐妹染色单体，呈染色质状，由一个着丝粒连接2．减数第一次分裂时期图像主要变化前期Ⅰ①同源染色体联会形成四分体。②联会时，同源染色体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换，通过显微镜可以观察到交换后的交叉现象(如左图)。③核仁逐渐消失，核膜逐渐解体，纺锤体出现中期Ⅰ①同源染色体成对排列在赤道面的位置上。②每条染色体的着丝点分别与纺锤丝相连后期Ⅰ①同源染色体分离，在纺锤丝的作用下，分别移向细胞两极。②每条染色体仍然含有两条姐妹染色单体末期Ⅰ①染色体解螺旋，逐渐变为染色质。②核膜、核仁重新出现。③细胞缢裂，一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。④次级精母细胞中染色体数量只有初级精母细胞中的一半3.减数第二次分裂时期图像主要变化前期Ⅱ①染色质再次螺旋化变成染色体。②核膜解体，核仁逐渐消失。③纺锤体再次出现中期Ⅱ在纺锤丝的作用下，染色体的着丝粒再次排列在赤道面的位置上后期Ⅱ两条姐妹染色单体分离，在纺锤丝的牵引下，分别移向细胞两极末期Ⅱ①细胞缢裂，两个次级精母细胞最终分裂成四个精细胞。②精细胞中染色体数量为体细胞的一半[微提醒]同源染色体的三个认识误区(1)有丝分裂过程中也存在同源染色体，只是同源染色体不联会、不形成四分体，也没有同源染色体的分离过程。(2)减数分裂过程中并不是都存在同源染色体，减数第一次分裂过程中存在同源染色体，减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。(3)同源染色体形态和大小并不是都相同，如人类男性的两条性染色体形态和大小不同，但二者在减数分裂过程中能联会，为同源染色体。[核心要点点拨](一)辨析与减数分裂有关的三组易混概念1．同源染色体和非同源染色体同源染色体形态、大小和着丝粒位置一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。如图甲(或图乙)中的A和B、C和D非同源染色体形态、大小和着丝粒位置一般不相同，来源可能相同，也可能不同。如图甲(或图乙)中的A和C、B和D、A和D、B和C2.姐妹染色单体与非姐妹染色单体姐妹染色单体连在同一着丝粒上的两条染色单体。如图乙中的1和2、3和4、5和6、7和8非姐妹染色单体染色体复制后不被同一着丝粒连接的两条染色单体。如图乙中的1和3、1和4等3.联会和四分体联会同源染色体两两配对的现象，强调“配对”这一现象四分体联会的每对同源染色体因含有四条染色单体，称为四分体。如图乙中，A和B组成一个四分体，C和D组成一个四分体数量关系一个四分体＝一对同源染色体＝两条染色体＝四条染色单体＝四个核DNA分子(二)运用图表总结减数分裂的规律1．减数第一次分裂和减数第二次分裂过程的不同点(以哺乳动物精子的形成过程为例，假设体细胞内染色体数目为2N)项目减数第一次分裂减数第二次分裂分裂过程中的细胞名称初级精母细胞→次级精母细胞次级精母细胞→精细胞着丝粒变化不分裂分裂染色体数目变化2N→N(减半)N→2N→N核DNA分子数目变化4N→2N(减半)2N→N(减半)染色单体有(4N)→有(2N)有(2N)→无(0)同源染色体有(N对)无染色体主要行为有联会现象；四分体的非姐妹染色单体可以发生交换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝粒分裂，姐妹染色单体分离2.减数分裂过程中一个细胞内染色体和核DNA分子数目的变化(如图所示，以体细胞含2n条染色体的雄性哺乳动物为例)[典例]下列对同源染色体的叙述正确的是()A．一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体B．形态、大小相同的两条染色体是同源染色体C．能联会的两条染色体是同源染色体D．进行减数分裂的细胞中才有同源染色体，进行有丝分裂的细胞中没有[解析]一条来自父方，一条来自母方的染色体不一定是同源染色体，需同时满足在减数第一次分裂前期能够配对的才是同源染色体，A错误；形态和大小都相同的染色体不一定是同源染色体，如减数第二次分裂后期两条姐妹染色单体分离后形成的两条染色体，B错误；能联会的两条染色体一定是同源染色体，C正确；进行有丝分裂的细胞中始终存在同源染色体，D错误。[答案]C[方法规律]“三看法”判断是否为同源染色体[层级训练评价](一)澄清概念1．判断下列叙述的正误(1)在减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象叫做联会，能联会的肯定是同源染色体。(√)(2)减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样，但不是同源染色体。(√)(3)减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在减数第二次分裂。(×)提示：减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。(4)四分体中非姐妹染色单体发生交叉后会交换对等片段。(×)提示：四分体中非姐妹染色单体发生对等片段的交换后会出现交叉现象。(5)减数第一次分裂和减数第二次分裂都会出现染色体平分的现象。(√)(二)落实知能2．如图为某同学建构的减数分裂过程中染色体的变化模型图，虚线表示赤道面，其中建构错误的是()解析：选DA、B项图中不含同源染色体，且着丝粒分裂，可表示后期Ⅱ；C项图中含有同源染色体，且同源染色体分别移向细胞两极，可表示后期Ⅰ；D项图中含有同源染色体，但同源染色体移向同一极，减数分裂过程中不存在该种情况。3.(2023·苏州月考)如图为某二倍体高等雄性动物某细胞的部分染色体组成示意图，图中①②表示染色体，a、b、c、d表示染色单体。下列叙述错误的是()A．该细胞正处于减数第一次分裂前期B．细胞中有3个四分体、12条染色单体、12个DNA分子C．a、b为姐妹染色单体，a、c、d为非姐妹染色单体D．①②为同源染色体，在下一时期将会彼此分离解析：选D该细胞内同源染色体联会形成四分体，因此该细胞正处于减数第一次分裂前期，A正确；该细胞中有3对同源染色体，即3个四分体、12条染色单体、12个DNA分子，B正确；a、b是由同一个着丝粒连接的姐妹染色单体，a、c、d为非姐妹染色单体，C正确；①②为同源染色体，在减数第一次分裂后期将会彼此分离，而该细胞处于减数第一次分裂前期，下一个时期为减数第一次分裂中期，该时期同源染色体排列在赤道面的位置上，D错误。(三)迁移应用4．图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA分子数比例的变化关系，图2表示某雄性动物细胞分裂处于不同时期的图像。(1)图1中DE段形成的原因是__________，图2中的____________细胞处于图1中的CD段。(2)图2中的甲细胞中有____个染色体组，丙细胞中含有____条染色单体，丁细胞中含有____个DNA分子。(3)图2中丙细胞的名称为______________。解析：(1)图1中DE段形成的原因是着丝粒分裂，此时染色体由原来的每条染色体含有两个DNA分子变成了每条染色体含有一个DNA分子。处于CD段的细胞每条染色体含有两个DNA分子，图2中的细胞丙和丁处于图1的CD段。(2)图2中的甲细胞处于有丝分裂后期，有4个染色体组。丙细胞处于减数第一次分裂后期，含有8条染色单体。丁细胞处于减数第二次分裂前期，含有4个DNA分子。(3)丙细胞同源染色体分离，非同源染色体自由组合，且细胞质均等分裂，故为初级精母细胞。答案：(1)着丝粒分裂丙和丁(2)484(3)初级精母细胞知识点(二)减数分裂与有丝分裂、观察植物细胞的减数分裂[教材知识梳理](一)减数分裂与有丝分裂的区别1．减数分裂只发生在有性生殖细胞形成过程中的某个阶段。2．减数分裂前染色体只复制一次，减数分裂时细胞连续分裂两次，产生四个子代细胞，结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。3．减数分裂过程中会出现同源染色体配对(联会)，而同源染色体非姐妹染色单体之间还会发生交换和重组。(二)观察植物细胞的减数分裂1．观察植物细胞减数分裂的材料很多，常用的是花药中的花粉母细胞。2．下列是某同学观察到的细胞分裂图像，按减数分裂的过程排序为①④②⑤⑥⑦⑧③(填序号)。(三)减数分裂的概念是指进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。[核心要点点拨](一)通过图像比较细胞分裂方式和时期时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期有同源染色体，无联会，染色体散乱分布有同源染色体，且有联会和四分体无同源染色体，无联会，染色体散乱分布中期有同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上有同源染色体，同源染色体成对排列在赤道面的位置上无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞中有同源染色体同源染色体分开，每一极细胞中无同源染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，细胞中无同源染色体(二)归纳概括鉴别细胞分裂图像的常用方法前期中期后期[典例](2023·常州质检)如图所示，甲～丁是某动物生殖器官中的一些细胞分裂示意图，下列说法正确的是()A．乙图所示细胞中存在同源染色体，甲、丙、丁图所示细胞中无同源染色体B．甲图的子细胞可能进行乙图所示的分裂方式C．丙图和丁图所示细胞中含有相同的染色体个数和核DNA分子数D．图示的四个细胞不可能同时存在于同一个体中[解析]甲图和乙图所示细胞中都存在同源染色体，丙图和丁图所示细胞中不存在同源染色体，A错误；精原细胞可进行有丝分裂，也可进行减数分裂，若甲图所示细胞为精原细胞，其子细胞可能进行减数分裂(乙图所示的分裂方式)，B正确；丙图所示细胞处于中期Ⅱ，细胞内含有2条染色体和4个核DNA分子，而丁图所示细胞为生殖细胞，细胞内含有2条染色体和2个核DNA分子，C错误；图示甲、乙、丙、丁四个细胞可同时存在于同一个体中，D错误。[答案]B[归纳拓展]引起相关物质或结构数量变化的四大原因[层级训练评价](一)澄清概念1．判断下列叙述的正误(1)有同源染色体的细胞，分裂过程都会产生四分体。有丝分裂的细胞内因为没有同源染色体，所以也就不存在四分体。(×)提示：真核细胞减数分裂过程中一般会产生四分体，有丝分裂的细胞内有同源染色体，但分裂过程中不形成四分体。(2)二倍体动物的某细胞内有10条染色体、10个DNA分子，且细胞膜开始缢缩，则该细胞处于有丝分裂后期或者后期Ⅱ。(√)(3)观察植物细胞的减数分裂的材料，常用的是花药中的花粉母细胞。(√)(4)减数分裂和有丝分裂前染色体都会因复制而加倍。(×)提示：减数分裂和有丝分裂前染色体复制导致核DNA分子数目加倍，而染色体数目不变。(二)落实知能2．下列关于某二倍体生物有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是()A．二者分裂前的间期都存在DNA复制，核DNA数目和染色体数目同时加倍B．有丝分裂前期和减数第二次分裂前期均存在同源染色体C．有丝分裂中期和减数第一次分裂中期的染色体组数目分别是2、1D．减数第二次分裂后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半解析：选D二者分裂前的间期都存在DNA复制，复制后核DNA数目加倍，但染色体数目不变，A错误；减数第二次分裂中不存在同源染色体，B错误；二倍体生物体细胞含有2个染色体组，有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都是2个染色体组，C错误；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，减数第二次分裂后期染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，故减数第二次分裂后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半，D正确。3．(2023·徐州检测)图甲表示某植物细胞分裂过程中一条染色体(质)的行为变化过程，图乙表示该细胞不同分裂时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关叙述错误的是()A．图甲中①过程发生了染色质的复制B．图甲中②过程可发生在减数分裂过程中C．图甲中③过程可以对应图乙中的DE段D．图乙只能表示有丝分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化解析：选D图甲中①过程使得每条染色体上含有两条姐妹染色单体，呈染色质状，发生了染色质的复制，A正确；图甲中②过程染色质高度螺旋变短变粗成为染色体，可发生在减数第一次分裂前期，B正确；图甲中③过程着丝粒分裂，每条染色体的DNA数由2个变成1个，对应图乙中的DE段，C正确；图乙可表示有丝分裂和减数分裂过程中染色体与核DNA数目比的变化，D错误。(三)科学探究4．下图中编号a～g的图像是显微镜下某植物(2n＝24)减数分裂不同时期的细胞图像。(1)取该植物解离后的花药，用镊子捏碎后置于载玻片上，滴加__________染色，加上盖玻片，压片后做成临时装片。在光学显微镜下，观察细胞中染色体的形态、数目和分布，以此作为判断该细胞所处分裂时期的依据。(2)若将上述全部细胞图像按减数分裂的时序进行排序，则最合理的顺序为a→____________________→f(用编号和箭头表示)。(3)上述细胞分裂图像中，具有同源染色体的细胞有__________(填图中编号)。在图d的细胞中，同源染色体发生______现象，此时细胞中有______个四分体。(4)图g中的细胞所处的细胞分裂时期是______________期，该细胞中有______条染色单体。解析：(1)在观察细胞分裂过程中，需要加入碱性染料(如苯酚品红溶液)将染色体染色，通过观察染色体的形态、数目和分布确定细胞所处的分裂时期。(2)根据图中染色体形态、数量、分布特征，可初步确定图a表示减数分裂前间期，图b表示减数第一次分裂中期，图c表示减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期，图d表示减数第一次分裂前期，图e表示减数第二次分裂后期，图f表示减数第二次分裂末期，图g表示减数第一次分裂后期，所以分裂图的先后顺序为a→d→b→g→c→e→f。(3)根据以上分析可知，图a、b、d、g的细胞中含有同源染色体，在图d的细胞中，同源染色体发生联会，此时细胞中有12个四分体。(4)图g细胞处于减数第一次分裂后期，因为每条染色体上含2条染色单体，所以该细胞中有48条染色单体。答案：(1)碱性染料(或苯酚品红溶液)(2)d→b→g→c→e(3)a、b、d、g联会12(4)减数第一次分裂后48/课堂小结与随堂训练/一、知识体系构建二、关键语句必背1．减数分裂的意义：子代既能有效地获得父母双方的遗传物质，确保遗传的稳定性，又能保持遗传的多样性，增强子代适应环境变化的能力。2．精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精细胞。3．减数第一次分裂的主要特征：同源染色体联会形成四分体；四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换；同源染色体分离，分别移向细胞两极。4．减数第二次分裂的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极。5．1个四分体包含2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子。染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。6．减数分裂前染色体只复制一次，减数分裂时细胞连续分裂两次，产生四个子代细胞，结果子代细胞中染色体数量为原先的一半。三、素养好题训练1．以下实验材料中，可用于观察减数分裂的是()A．蝗虫精巢 B．菠菜叶片C．蚕豆根尖分生区 D．蛙的红细胞解析：选A一般来说，雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量。因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如蝗虫精巢，A符合题意；菠菜叶片不能进行减数分裂，B不符合题意；蚕豆根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，C不符合题意；蛙的红细胞进行的是无丝分裂，D不符合题意。2．“一母生九子，九子各不同”，这句话体现了有性生殖产生的后代具有多样性，下列叙述不属于其原因的是()A．减数分裂时，染色体经复制后平均分配到子细胞B．减数分裂时，非同源染色体的自由组合C．减数分裂时，同源染色体上非姐妹染色单体之间对等片段的交换D．受精时，雌雄配子的随机结合解析：选A减数分裂时，染色体经复制后平均分配到子细胞，保证了亲子代之间遗传性状的稳定性，不能体现有性生殖产生的后代具有多样性，A符合题意；减数分裂时，非同源染色体自由组合的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成了多种多样的配子，B不符合题意；减数分裂时，同源染色体上非姐妹染色单体之间对等片段的交换，导致基因重组，形成了多种多样的配子，C不符合题意；受精时，雌雄配子的随机结合，导致受精卵中出现多种基因型组合，D不符合题意。3．(2023·无锡月考)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是()A．有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B．有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C．分别进行一次有丝分裂与一次减数分裂，染色体的复制次数相同D．有丝分裂中期着丝粒排列在赤道面的位置上解析：选B有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生着丝粒分裂、姐妹染色单体分离，A正确；有丝分裂过程中无同源染色体联会，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，B错误；进行有丝分裂时染色体复制一次，发生在分裂间期，进行减数分裂时染色体也复制一次，发生在减数分裂前间期，C正确；有丝分裂中期，染色体的着丝粒排列在赤道面的位置上，D正确。4.如图是二倍体高等雄性动物的细胞分裂模式图，相关叙述正确的是()A．该细胞处于有丝分裂中期B．该细胞中有3对同源染色体C．该动物正常体