三维设计 生物学 必修2(人教版适用) 教用 第2章 基因和染色体的关系

第2章基因和染色体的关系eq\a\vs4\al()解读章首图文培养学习志向·勇担社会责任章首页由引言、一首小诗和人体细胞染色体显微照片构成。章引言的第一段提出了3个问题：“基因在细胞中究竟有没有物质基础呢？孟德尔所假设的颗粒状的因子，究竟是不是物质的实体？如果是，又存在于细胞中什么位置？”这也是我们在学完第1章后所产生的疑问。在这里提出，既承上启下，也遵循我们的认知规律，同时引出我们感兴趣、想要继续探究的问题。第二段则概括了本章的主要内容，既简单解释了解决上述问题的研究历程，也回答了“怎样研究”的问题。对细胞分裂的深入研究和观察是研究的起始，但观察什么呢？章题图的人体细胞染色体显微照片透露出一些信息：图中展现了人体细胞完整的46条染色体。细心的同学还能发现，依据形态和大小可将这些染色体配成23对，这就表明，要观察细胞分裂中染色体数目和行为的变化。本章第1节《减数分裂和受精作用》就是沿着这个思路展开的。章首页的小诗除了给予我们美的熏陶，还揭示了科学探究的要点和艰辛的历程：科学探究要提出问题——如“基因在哪里？”；要有科学方法——如“观察和实验”；要有探索求真的科学精神——如“怀疑、争论”；要有严谨的科学思维——如“推理”；要付出艰苦的努力——如“悠悠百年，寻寻觅觅”。章首页恰到好处地激发了我们学习的兴趣，概括了本章学习的内容，提示了科学探究的要点。章首页与本章内容有机融合，是本章学习的起始。eq\a\vs4\al()理清本章架构初识概念体系·具备系统思维

第1节减数分裂和受精作用第1课时减数分裂学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.通过观察精子或卵细胞的形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程。2．模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。1.减数分裂的特点是染色体只复制一次，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。【主干知识梳理】一、精子的形成过程1．场所及细胞名称的变化(1)场所eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高等动植物：有性生殖器官内,人和其他哺乳动物：睾丸))(2)细胞名称的变化:2．染色体的变化(1)减数分裂前的间期:一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞，此时的染色体呈染色质丝的状态。(2)减数分裂过程:①减数分裂Ⅰ。时期分裂图像染色体行为前期同源染色体联会，形成四分体，此时同源染色体的非姐妹染色单体可以发生互换中期同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极末期细胞一分为二，染色体数目减半②减数分裂Ⅱ。时期分裂图像染色体行为间期通常没有或时间很短染色体不再复制前期染色体散乱地分布在细胞中中期染色体着丝粒排列在细胞中央的赤道板上后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极末期细胞一分为二(3)同源染色体、联会与四分体的概念:②联会：同源染色体两两配对的现象。③四分体：联会后的每对同源染色体含有4条染色单体。二、卵细胞的形成1．场所：卵巢。2．过程:三、减数分裂的概念【教材微点发掘】1．下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图，请分析回答：(1)图中A、C、G分别表示什么细胞？提示：初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞。(2)和有丝分裂相比，甲过程中染色体的特殊行为有哪些？提示：甲过程中染色体的特殊行为有：①同源染色体联会；②四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生互换；③同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合等。(3)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？提示：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数分裂Ⅱ的后期，即乙过程。2．如图为高等动物的细胞分裂示意图，写出甲、乙、丙三个细胞的名称。甲：次级精母细胞或(第一)极体；乙：初级精母细胞；丙：次级卵母细胞。3．气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防，采取这种措施的原因是什么？提示：水的比热容较大，水的温度相对不容易改变，当气温过低时，灌深水后稻田温度不会降低太多。新知探究(一)减数分裂过程中的相关概念辨析【探究·深化】[问题驱动](1)观察教材第18页果蝇体细胞和配子的染色体示意图，分析配子与体细胞中的染色体数目有何关系。提示：配子中染色体数目是体细胞中染色体数目的一半。(2)判断下列生物能否进行减数分裂并说明理由。①大肠杆菌，②果蝇，③变形虫。提示：大肠杆菌是原核生物，不能进行有性生殖；果蝇是能进行有性生殖的真核生物，能进行减数分裂；变形虫是真核生物，但不能进行有性生殖，不能进行减数分裂。(3)遗传物质的主要载体是染色体，此外遗传物质还分布在哪里？这些场所的遗传物质是否和染色体上的遗传物质一样也遵循孟德尔遗传规律？提示：线粒体和叶绿体。不遵循，只有染色体上的遗传物质才遵循孟德尔遗传规律。(4)形态、大小相同的染色体是否为同源染色体？减数分裂过程中，同源染色体形态、大小是否相同？提示：不一定，若一条来自父方，一条来自母方，且可以发生联会，则为同源染色体，否则不是。减数分裂过程中，同源染色体形态、大小不一定相同，如高等动物的性染色体。[重难点拨]1．图解相关概念2．联会和四分体的相互关系联会是同源染色体两两配对的过程，而四分体是联会的结果，是同源染色体的特殊存在形式。由上图可知：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。【典题·例析】[例1]下列关于同源染色体的叙述，错误的是()A．一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体B．同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分C．在人的正常精子中没有同源染色体D．减数分裂中联会的染色体是同源染色体[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。但并不是说一条来自父方、一条来自母方的染色体都是同源染色体，也可能是非同源染色体。故选A。[答案]A[例2]下列有关四分体的叙述，正确的是()A．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体B．经过复制的同源染色体都能形成四分体C．四分体时期可能发生姐妹染色单体间的互换D．四分体出现在减数分裂Ⅰ的每个时期[解析]四分体由一对同源染色体联会形成，含有4条染色单体，A正确；四分体只在减数分裂过程中存在，有丝分裂过程含有同源染色体，其复制后不联会，不形成四分体，B错误；四分体中的非姐妹染色单体之间可发生互换，C错误；四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期，D错误。[答案]A易错提醒—————————————————————————————————有关同源染色体认识的几个误区(1)误认为同源染色体大小一定相同同源染色体的形态、大小一般都相同，但存在例外，如X、Y性染色体，大小不同，但属于同源染色体。(2)误认为同源染色体一定会形成四分体同源染色体只有在减数分裂Ⅰ前期才会形成四分体，有丝分裂中不会形成四分体。(3)误认为同源染色体只存在于进行减数分裂的细胞中进行有丝分裂的细胞自始至终都存在同源染色体，只是没有出现联会、四分体这些特殊的行为变化，也没有同源染色体的分离过程。(4)误认为同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合存在先后顺序同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是同时进行的。—————————————————————————————————————【应用·体验】1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，也有细胞周期B．染色体复制两次，细胞分裂一次C．产生的子细胞中染色体数目减半D．精(卵)原细胞只可进行减数分裂解析：选C减数分裂是一种特殊的有丝分裂，但没有细胞周期，A错误；减数分裂是指在原始生殖细胞(如动物的精原细胞或卵原细胞)发展为成熟的生殖细胞(如精子或卵细胞)的过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，使新产生的生殖细胞中染色体数目减半的过程，B错误，C正确；精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂，D错误。2．下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述，错误的是()A．染色体是遗传物质的主要载体，一条染色体上只有一个DNA分子B．由同一个着丝粒连接的染色单体属于姐妹染色单体C．联会的结果是形成四分体，人的配子形成过程中会出现23个四分体D．染色单体因为着丝粒的分裂而消失解析：选A染色体是遗传物质的主要载体，一条染色体上有1个或2个DNA分子，A错误；染色体复制的结果是形成两条姐妹染色单体，由同一个着丝粒连接，B正确；联会形成四分体，有几对同源染色体就有几个四分体，因为人体细胞中有23对同源染色体，所以在配子形成过程中会形成23个四分体，C正确；着丝粒分裂导致姐妹染色单体彼此分离，各自成为一条染色体，D正确。新知探究(二)精子的形成过程【探究·深化】[问题驱动]观察精子形成过程示意图，回答下列问题：(1)写出图中各种细胞的名称：a.精原细胞，b.初级精母细胞，c.次级精母细胞，d.精细胞，e.精子。(2)染色体数目减半发生在图中b过程中，染色单体消失发生在图中c过程中。(3)不考虑互换，细胞e有2种，如果考虑互换，细胞e有4种。[重难点拨]1．减数分裂过程中两个分裂阶段的比较项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ间期DNA复制与否复制不复制同源染色体有，分离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，姐妹染色单体分开染色体数目2N→N(减半)N→2N→N(不减半)核DNA数目(2N→)4N→2N2N→N染色单体数(0→)4N→2N2N→02．减数分裂过程中染色体数、染色单体数与核DNA分子数含量的变化曲线分析(1)间期核DNA(染色体)复制，核DNA含量加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。(2)减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内核DNA和染色体、染色单体数目均减半。(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA含量不变。(4)减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中，核DNA和染色体数目再次减半。【典题·例析】[例1](2025·甘肃高考)某动物(2n＝4)的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a和B/b基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂(不考虑突变)，下列叙述错误的是()A．图①②③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB和ab四种配子B．同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞C．非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞D．图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致[解析]图①②③和④细胞中无同源染色体且着丝粒分裂，属于减数分裂Ⅱ后期细胞，且该动物为雄性(从图⑤⑥细胞质均等分裂可判断)，经过减数分裂Ⅱ产生的是精细胞，则经减数分裂最终形成Ab、aB、AB和ab四种精细胞(不考虑突变)，A正确；观察图⑤，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质均等分裂，是减数分裂Ⅰ后期的细胞(雄性)，其产生的子细胞为次级精母细胞，对应图①和②两种子细胞，B正确；发生非姐妹染色单体互换会形成如图⑥所示的减数分裂Ⅰ后期细胞，其产生的子细胞为次级精母细胞，减数分裂Ⅱ后期时，一个细胞的一极含有基因A和B，另一极含有基因a和B，另一个细胞的一极含有基因A和b，另一极含有基因a和b，不符合图③和④，C错误；分析图⑦，有同源染色体且着丝粒分裂，为有丝分裂后期的细胞，有丝分裂产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致，D正确。[答案]C[例2]如图是某哺乳动物个体细胞分裂不同时期的分裂图像，下列说法正确的是()A．实验材料应选自该生物的精巢或卵巢B．图3所示的细胞中存在同源染色体C．与图1中ef段相对应的是图2和图3D．图4所示细胞中含有4对同源染色体[解析]根据图2和图3可知，该生物的性别为雄性，且实验材料中的细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，应该取自生物的精巢，A错误；图3所示的细胞处于减数分裂Ⅱ，不存在同源染色体，B错误；图1中的ef段表示减数分裂Ⅱ后期，对应图3，C错误；图4所示细胞处于有丝分裂后期，含有4对同源染色体，D正确。[答案]D易错提醒————————————————————————————————有关减数分裂过程中的两点提醒(1)减数分裂过程中，染色体复制1次、细胞分裂2次、着丝粒分裂1次、染色体减半1次、核DNA减半2次。(2)在减数分裂过程中，核DNA数量最大值为4N，而染色体数量最大值为2N。—————————————————————————————————————【应用·体验】1．(2025·安徽高考)某动物初级精母细胞中，一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换，产生了4种精细胞，如图所示。若该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是()A．2%B．4%C．8%D．16%解析：选D设发生交换的初级精母细胞的比例为X。因为一个发生交换的初级精母细胞产生的精细胞中，精细胞2(或精细胞3)占1/4，已知该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则对于精细胞2(或精细胞3)来说，可列出等式：1/4X＝4%，X＝16%。所以，减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%，故选D。2．(2023·浙江1月选考)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。下列叙述正确的是()A．甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象B．乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体C．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个D．该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同解析：选D乙时期细胞中着丝粒已经分裂，无染色单体，C项错误。因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了交换，所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY，D项正确。新知探究(三)卵细胞的形成过程【探究·深化】[问题驱动]观察卵细胞形成过程示意图，思考下列问题：(1)写出图中各种细胞的名称：a.卵原细胞，b.初级卵母细胞，c.极体，d.次级卵母细胞，e.极体，f.卵细胞。(2)卵细胞形成过程中，细胞质是均等分裂吗？提示：不是。卵细胞形成过程中初、次级卵母细胞分裂时，细胞质都是不均等分裂的；极体分裂时，细胞质是均等分裂的。(3)依据图中染色体和核DNA数目变化规律，用坐标图形式画出染色体、核DNA数目变化曲线。提示：[重难点拨]1．比较精子和卵细胞形成过程的异同异同精子的形成过程卵细胞的形成过程不同点场所睾丸卵巢细胞质分裂均等分裂不均等分裂(极体均等分裂)是否变形是否子细胞数目1个精原细胞→4个精子1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(消失)相同点染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞内染色体和核DNA数均减半2．分裂图像的辨析(1)减数分裂Ⅰ后期：(2)减数分裂Ⅱ后期：【典题·例析】[例1]动物卵细胞形成与精子形成的不同点是()①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞③一个卵原细胞经过染色体复制后形成一个初级卵母细胞④卵细胞不经过变形阶段⑤一个初级卵母细胞分裂成的两个细胞大小不等⑥卵细胞中的染色体数目是初级卵母细胞的一半A．②④⑤ B．①③⑤C．②③⑥ D．①④⑥[解析]次级卵母细胞和次级精母细胞进行的都是减数分裂Ⅱ，①不符合题意；一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞，一个精原细胞可形成4个精子，②符合题意；一个卵原细胞和一个精原细胞经过染色体复制后，分别形成一个初级卵母细胞和初级精母细胞，③不符合题意；卵细胞形成时不经过变形，精子形成过程有变形阶段，④符合题意；初级卵母细胞不均等分裂，形成的两个细胞大小不等，而初级精母细胞均等分裂，形成的两个子细胞大小相等，⑤符合题意；卵细胞和精细胞中的染色体数目都是初级性母细胞的一半，⑥不符合题意。故选A。[答案]A[例2]下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是()A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞B．①②中均含两对同源染色体C．正常情况下，①能产生2种类型的生殖细胞D．②能产生2种类型的生殖细胞[解析]由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞①是初级精母细胞，正处于减数分裂Ⅰ后期，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)，若发出交叉互换时可产生4种生殖细胞；细胞②是次级卵母细胞，正处于减数分裂Ⅱ后期，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。故选C。[答案]C【应用·体验】1．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都会出现的现象是()A．同源染色体分离 B．着丝粒分裂C．细胞质不均等分裂 D．染色体复制解析：选C初级卵母细胞不会发生着丝粒分裂；次级卵母细胞不会发生同源染色体分离；染色体复制发生在初级卵母细胞形成之前。故选C。2．某生物含有3对同源染色体，分别用A/a、B/b和C/c表示，不考虑互换，其一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比为()A．4∶1 B．2∶1C．1∶2 D．1∶1解析：选D一个初级精母细胞通过减数分裂产生4个精子，这4个精子两两相同，即只有2种精子(可能是ABC、abc或ABc、abC或Abc、aBC或AbC、aBc)，一个次级精母细胞只能产生两个相同的精细胞，即产生1种类型的精细胞；一个初级卵母细胞经过减数分裂只能产生一个卵细胞，这个卵细胞的基因型可能是8种中的1种。因此一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比例为1∶1。[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。(1)只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。(√)(2)精原细胞是通过减数分裂形成的。(×)(3)减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。(√)(4)在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分开发生在初级卵母细胞中。(×)(5)一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的数量相同。(×)2．下列有关减数分裂的叙述，正确的是()A．可以发生于原核生物B．在形成有性生殖细胞的过程中发生C．染色体复制两次，细胞分裂两次D．一个性原细胞分裂的结果必定是形成4个生殖细胞解析：选B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染色体数目减半的细胞分裂，原核生物不能发生减数分裂，A错误，B正确；减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞分裂两次，C错误；一个卵原细胞减数分裂只形成一个卵细胞，一个精原细胞减数分裂可形成4个精细胞，D错误。3．在减数分裂过程中，着丝粒分裂、同源染色体分离的时期分别是()A．同时发生于减数分裂Ⅰ后期B．同时发生于减数分裂Ⅱ后期C．前者发生于减数分裂Ⅱ后期，后者发生于减数分裂Ⅰ后期D．前者发生于减数分裂Ⅰ后期，后者发生于减数分裂Ⅱ后期解析：选C根据减数分裂过程中染色体变化规律可知，着丝粒的分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期。故选C。4．在减数分裂Ⅰ过程中，染色体变化的顺序是()①同源染色体分离②四分体③染色体分配到两个细胞中④联会A．①③④② B．④②①③C．③①②④ D．①③②④解析：选B①同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期；②四分体是减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会后形成的；③减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分配到两个细胞中；④同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期。因此，在减数分裂Ⅰ过程中，染色体的变化顺序为④②①③。故选B。5．下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述，错误的是()A．相同数量的精原细胞和卵原细胞经减数分裂所产生的生殖细胞数量之比为4∶1B．精子和卵细胞形成过程中都出现染色体复制、同源染色体联会和分离现象C．精子形成过程中染色体的行为变化和核DNA的数量变化与卵细胞完全相同D．精子和卵细胞的形成均需要经过变形解析：选D每个精原细胞和每个卵原细胞经减数分裂均可产生四个子细胞，但前者可形成四个成熟的生殖细胞，后者只形成一个成熟的生殖细胞，所以相同数量的精原细胞和卵原细胞经减数分裂所产生的生殖细胞数量之比为4∶1，A正确；精子和卵细胞形成过程中都出现染色体复制、同源染色体联会和分离现象，这是减数分裂的特征，B正确；精子和卵细胞形成过程中核DNA的数量变化完全相同，染色体的行为变化也完全相同，C正确；精子的形成需要经过变形，而卵细胞的形成不需要经过变形，D错误。6．(2025·云南高考)某二倍体动物(2n＝4)的基因型为GgFf，等位基因G/g和F/f分别位于两对同源染色体上，在不考虑基因突变的情况下，下列细胞分裂示意图中不可能出现的是()解析：选BA项所示细胞中含有同源染色体，且正在进行同源染色体分离，可判断该细胞处于减数分裂Ⅰ后期，正常情况下姐妹染色单体上的基因应相同，但由于该动物基因型为GgFf，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体若发生互换，可出现A项所示情况，A不符合题意；由A项分析可知，B项所示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，移向细胞同一极的染色体为一组非同源染色体，由于该动物基因型为GgFf，同源染色体上应该含有G和g、F和f这两对等位基因，如C项和D项图中的情况，而不是只含G和f，所以不可能出现B项所示情况，B符合题意，C、D不符合题意。7．下图为某高等动物的部分细胞分裂示意图。下列叙述正确的是()A．甲产生的子细胞一定是精细胞B．乙产生的子细胞一定是次级精母细胞C．丙为次级卵母细胞或极体D．丙中的M、m为一对同源染色体解析：选B甲细胞均等分裂，产生的子细胞可能是精细胞或极体，A错误；乙细胞均等分裂，该细胞为初级精母细胞，产生的子细胞一定是次级精母细胞，B正确；丙细胞不均等分裂，为次级卵母细胞，C错误；丙中的M、m由一对姐妹染色单体分开形成，不是一对同源染色体，D错误。8．某生物卵原细胞中有2n条染色体，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是()A．n条、n条 B．2n条、n条C．n条、2n条 D．2n条、2n条解析：选A某生物卵原细胞中有2n条染色体，在减数分裂Ⅰ过程中，着丝粒不分裂，同源染色体分离，产生的子细胞中染色体减少了一半；减数分裂Ⅱ着丝粒分裂，产生的子细胞中染色体数目也是体细胞的一半，所以减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ完成时的子细胞中染色体数依次是n条、n条。故选A。9．下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述，错误的是()A．精原细胞和卵原细胞是通过有丝分裂形成的B．一个卵原细胞经过减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，而一个精原细胞最终形成4个精子C．精子形成过程中细胞质均等分裂，卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂D．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞解析：选D精原细胞和卵原细胞是通过有丝分裂形成的，A正确；一个卵原细胞经过减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，而一个精原细胞最终形成4个精细胞，经过变形形成4个精子，B正确；根据精子和卵细胞的形成过程可知，精子形成过程中细胞质均等分裂，卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂，C正确；卵原细胞进行减数分裂时，细胞质虽然分裂不均等，但是细胞核基因是均等分配的，即等位基因进入卵细胞的机会是相等的，D错误。10．图1中的曲线表示某生物(2n＝4)的体细胞分裂过程及精子形成过程中，细胞中某物质数量的变化。图2中a、b、c、d、e分别表示分裂过程中某几个时期的细胞中染色体示意图。请据图回答下列问题：(1)图1曲线中①～③段可表示细胞进行________分裂的____________数量变化。(2)图2，a～e中与曲线②、⑤位置相对应的细胞分别是________。(3)细胞a、b、c、d、e具有同源染色体的是________，曲线中一个细胞内没有同源染色体的时期是________。(4)与体细胞相比，a～e细胞中核DNA含量加倍的是________。(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由图1中曲线变化可知，曲线代表染色体的数量变化，在②阶段，染色体数目与体细胞中相比增加了一倍，故①～③段为有丝分裂过程。(2)曲线②、⑤位置相对应的细胞染色体数量均加倍，说明细胞处于分裂的后期，从染色体数量上看，②为4n、⑤为2n，则曲线②、⑤位置相对应的细胞分别是有丝分裂后期(e)和减数分裂Ⅱ后期(b)。(3)从图2细胞中染色体的行为和数量看，a～e分别是减数分裂四分体时期、减数分裂Ⅱ后期、减数分裂Ⅱ中期、有丝分裂中期和有丝分裂后期，含有同源染色体的只能是四分体时期和有丝分裂时期的细胞，即a、d、e。从图1曲线上看，从④开始，染色体数目减半，说明已经进入减数分裂Ⅱ时期，处于④⑤⑥时期的每一个细胞内均不含同源染色体。(4)题中给出该生物体细胞内含有的染色体数为2n，可知核DNA分子数为2n，核DNA含量加倍为4n的细胞为a、d、e。(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体并分别移向细胞的两极。答案：(1)有丝染色体(2)e、b(3)a、d、e④⑤⑥(4)a、d、e(5)着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体并分别移向细胞的两极[迁移·应用·发展]11．如图是玉米(2n＝20)的花粉母细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片，①～⑤代表不同的细胞(不考虑变异)。下列叙述正确的是()A．细胞①和细胞③中可能分别含有11、10种形态不同的染色体B．细胞②中同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交换C．细胞④和⑤中染色体数目和核DNA数目相同，都为细胞①的一半D．若细胞①中有一对同源染色体未分离，则形成的四个花粉粒都异常解析：选D玉米为单性花，雌雄同株，无性染色体，细胞①处于减数分裂Ⅰ后期，细胞③处于减数分裂Ⅱ中期，细胞中含有的染色体形态数都为10种，A错误；减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离，导致细胞②中不含有同源染色体，B错误；细胞④和细胞⑤处于减数分裂Ⅱ后期，由于着丝粒分裂染色体数目暂时加倍，导致染色体数目与细胞①中相同，C错误；如果细胞①的分裂过程中，有一对同源染色体没有分离，移向了同一极，那么形成的4个花粉粒染色体数为11条、11条、9条、9条，4个花粉粒中染色体数目都异常，D正确。12．如图是某哺乳动物细胞减数分裂的相关示意图(图中只显示一对同源染色体，图1中其他染色体正常分离)。不考虑基因突变，下列相关叙述正确的是()A．图1产生异常配子的原因可能是减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常B．图1中的②与正常配子结合形成的受精卵含有的染色体数是正常配子染色体数的3倍C．图2中甲→乙的变化发生在减数分裂Ⅰ前期，同一着丝粒连接的染色单体基因型相同D．若图2甲细胞经分裂产生了基因型为AB的精细胞，则另三个精细胞的基因型是Ab、ab、aB解析：选D图1中配子①②存在同源染色体，配子③④没有相应的染色体，应是减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离，而是进入了同一个子细胞中所致，A错误；图1中的配子②比正常配子多一条染色体，它与正常配子结合形成的受精卵中也多一条染色体，故由此得到的受精卵含有的染色体数是正常配子染色体数的2倍多一条，B错误；图2中甲→乙的变化发生在减数分裂前的间期，间期发生DNA复制过程，同一着丝粒连接的染色单体基因型相同，C错误；图2甲细胞经分裂产生了基因型为AB的精细胞，而甲细胞中A和b在同一条染色体上，a和B在同一条染色体上，说明该精原细胞形成精细胞的过程中发生了互换，则另三个精细胞的基因型是Ab、ab、aB，D正确。13．图1表示某基因型为AaBb(两对基因分别位于两对同源染色体上)的动物组织切片显微图像，图2表示该动物细胞分裂过程中不同时期染色体数、染色单体数和核DNA分子数的关系。分析回答下列问题：(1)图1中，具有同源染色体的细胞是________。(2)图1中，细胞②的名称为____________，该细胞产生的子细胞的基因型可能为______________。(3)图2中，________(填字母)表示染色单体数。图1中的细胞________(填序号)处于图2中的甲时期。(4)在图2中丙处绘出细胞③产生的子细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数的柱形图。解析：由图1可知，细胞①处于减数分裂Ⅰ前期，细胞②处于减数分裂Ⅱ后期，细胞③处于减数分裂Ⅱ前期，细胞④处于有丝分裂中期。(1)进行有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞含有同源染色体。(2)细胞②中无染色单体，细胞质不均等分裂，故细胞②表示次级卵母细胞，其子细胞不会含有等位基因，非同源染色体上的非等位基因可自由组合，故其子细胞基因型可能为AB或Ab或aB或ab。(3)图2中只有b的数目可以为0，所以b表示染色单体数目；甲的染色体、染色单体和核DNA分子数目分别为4、8、8，则图1中的①④处于图2中的甲时期。(4)细胞③产生的子细胞中染色体数、染色单体数和核DNA分子数分别为2、0、2，据此绘出的柱形图详见答案。答案：(1)①④(2)次级卵母细胞AB或Ab或aB或ab(3)b①④(4)如图所示：第2课时受精作用学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.理解配子中染色体组合的多样性。2．描述受精作用的过程。3．说出减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。1.导致配子中染色体组合多样性的原因：①同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合；②同源染色体上非姐妹染色单体间发生互换。2．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。3．减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。【主干知识梳理】一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1．实验原理根据细胞中的染色体形态、位置和数目的变化，识别减数分裂的各个时期。2．实验流程二、配子中染色体组合的多样性1．原因时期图示染色体行为减数分裂Ⅰ前期四分体中非姐妹染色单体之间可能发生互换减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合2．意义：导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，使同一双亲的后代必然呈现多样性。三、受精作用1．概念：卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。2．过程图示说明精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入精子头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起3．结果(1)受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。4．意义(1)后代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。因此，减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都具有重要意义。【教材微点发掘】1．从减数分裂产生配子的角度分析教材第25页中“一母生九子，九子各不同”的原因。提示：亲代生殖细胞经减数分裂可产生多种多样的配子，每次生育时参与受精作用的配子的染色体组成不完全相同。2．下图(教材第27页图2­7)为受精过程开始的扫描电镜照片，据图回答有关问题：(1)从细胞膜的成分分析，精子与卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。精子与卵细胞融合的过程与生物膜流动性有关。(2)一般来说，一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的，其原因是什么？提示：受精时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。因此，受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞，而细胞核中的遗传物质一半来自母亲一半来自父亲，所以一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的。新知探究(一)配子中染色体组合的多样性【探究·深化】[问题驱动]下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体，分析回答：(1)情况1中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为Ab和aB；情况2中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为AB和ab；因此，此原始生殖细胞产生的配子可能有4种类型。(2)据此推断：含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为2n种。(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是同源染色体中非姐妹染色单体发生了互换。[重难点拨]1．减数分裂与配子多样性(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例，如图所示。由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换)，如图所示。由图可知：①E和F、G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E、F与G、H中的染色体“互补”，来自同一初级精母细胞。2．一般情况下减数分裂产生配子的种类(1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体)比较项目YyRr个体能产生配子的种类含n对同源染色体个体产生的配子种类一个精原细胞2种(YR、yr或Yr、yR)2种一个雄性个体4种(YR、yr、Yr、yR)2n种一个卵原细胞1种(YR或yr或Yr或yR)1种一个雌性个体4种(YR、yr、Yr、yR)2n种(2)若考虑互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。【典题·例析】[例1]果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d)，在不发生互换的情况下，它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子()A．2种 B．4种C．8种 D．16种[解析]一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体，在不发生互换的情况下，经减数分裂都只形成2种类型的精子。故选A。[答案]A[例2]如图1是某生物的一个初级精母细胞，图2是该生物的五个精细胞。最可能来自同一个次级精母细胞的是()A．①和② B．②和④C．③和⑤ D．①和④[解析]减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若发生互换，则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同，只有很小部分颜色有区别。所以，图中最可能来自同一个次级精母细胞的是②和④。故选B。[答案]B方法规律—————————————————————————————————根据染色体组成判断配子来源的方法—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————【应用·体验】1．下列符号代表精子的染色体，A和a是一对同源染色体，依此类推，下列哪个选项中的四个精子来自同一个精原细胞的是()A．Abc、Abc、abC、Abc B．aBc、AbC、ABC、ABCC．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABC、Abc、abc、aBC解析：选C由于A和a是一对同源染色体，其余类推，所以在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。由于一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞，进而产生2种基因型不同的精细胞，所以只有C项中Abc、aBC、Abc、aBC四个精子来自同一个精原细胞。2．如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑互换的情况下，下列相关叙述错误的是()A．上述精细胞至少来自4个精原细胞B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞D．①⑦可能来自同一个精原细胞解析：选D由于生殖细胞中含有3对同源染色体，最多能产生8种配子，如题图所示，每种精原细胞在不发生互换时，只能产生2种配子，所以上述细胞至少来自4个精原细胞、8个次级精母细胞，A、C正确；图中任何2个精细胞的染色体若能组合成AaCcDd，那么这2个细胞可能来自同一个精原细胞，如⑤与⑧、③与⑦等，B正确；①和⑦的染色体组合为AaCCDd，两者不可能来自同一个精原细胞，D错误。新知探究(二)减数分裂与有丝分裂过程【探究·深化】[问题驱动]1．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期(1)三个前期图的判断①判断步骤②判断结果：A为有丝分裂前期，B为减数分裂Ⅰ前期，C为减数分裂Ⅱ前期。(2)三个中期图的判断①判断步骤②判断结果：A为②有丝分裂中期，B为减数分裂Ⅱ中期，C为减数分裂Ⅰ中期。(3)三个后期图的判断①判断步骤②判断结果：A为有丝分裂后期，B为减数分裂Ⅱ后期，C为减数分裂Ⅰ后期。2．结合减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型判断细胞分裂方式(1)模型(2)判断[重难点拨]1．每条染色体中DNA含量的变化对上图曲线的解释：曲线A→BB→CC→DD→E减数分裂对应时期间期减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前期、中期减数分裂Ⅱ后期减数分裂Ⅱ末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期2．同源染色体对数的曲线3．细胞分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和核DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。如图所示：有丝分裂减数分裂图注【典题·例析】[例1](2024·江苏高考，改编)图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述正确的是()A．有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体B．有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体C．有丝分裂后期着丝粒分开，导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍D．减数分裂Ⅰ完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞[解析]在有丝分裂或减数分裂前的间期，染色质进行复制，但此时形成的染色单体呈质丝状，且存在核膜，在普通光学显微镜下不可见，A错误；纺锤体的作用是牵引染色体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，染色质螺旋化是自身的变化，B错误；有丝分裂后期着丝粒分开，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，但基因数量不变，C错误；在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生互换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞，D正确。[答案]D[例2](2024·贵州高考适应考)某哺乳动物细胞分裂过程中染色体数量变化的局部图如右。下列叙述正确的是()A．ab段，可表示减数分裂Ⅰ中期或有丝分裂中期B．bc段，可表示有丝分裂过程中细胞核DNA含量加倍C．cd段，有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同D．d点后，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体[解析]分析题图，bc段染色体数目加倍，则ab段可表示减数分裂Ⅱ前期、中期或有丝分裂前期、中期，A错误；题图为染色体数量变化，bc段染色体数目加倍，可以表示有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，但此时细胞核DNA含量不加倍，B错误；cd段染色体数目已完成加倍，可以表示有丝分裂后期或末期，此时染色体数目是体细胞的两倍，也可以表示减数分裂Ⅱ后期或末期，此时染色体数目和体细胞的一样，即cd段有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同，C正确；染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体发生在前期，而不会发生在d点(后期或末期)后，D错误。[答案]C方法规律—————————————————————————————————“三看法”判断细胞分裂的方式及时期一看染色体数eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(奇数),\s\do5()))eq\x(减数分裂Ⅱ)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(偶数),\s\do5()))二看同源染色体eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(有),\s\do5()))三看同源染色体联会行为eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(有),\s\do5()))减数分裂Ⅰeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(无),\s\do5()))eq\x(有丝分裂)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(无),\s\do5()))eq\x(减数分裂Ⅱ)—————————————————————————————————————【应用·体验】1．某植物的正常细胞中含10条染色体、10个核DNA分子，且细胞中存在纺锤丝，则该细胞可能处于()A．有丝分裂中期 B．有丝分裂末期C．减数分裂Ⅰ后期 D．减数分裂Ⅱ后期解析：选D由细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1∶1可知，细胞中没有染色单体，又由细胞中存在纺锤丝可知，该细胞可能处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期。故选D。2．下列三条曲线表示某生物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，在如图甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色体数目减半，其中“减半”的原因完全相同的一组是()A．①② B．①③C．②③ D．②④解析：选A①②下降的原因均是同源染色体分离后进入两个子细胞，③④下降均是由于着丝粒分裂。因此,①～④中染色体数目减半的原因完全相同的是①和②、③和④。故选A。3．图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答下列问题：(1)图1中AB段形成的原因是__________________，CD段形成的原因是__________________________。(2)图2中________细胞处于图1中的BC段，________细胞处于图1中的DE段。(3)就图2乙细胞分析可知，该细胞含有________条染色单体，染色体数与核DNA分子数之比为________，该细胞处于______________(填分裂时期)的________期，其产生的子细胞名称为______________________。解析：(1)由图示可知，图1为细胞分裂各时期每条染色体上的DNA含量变化情况，AB段为分裂间期。图1中AB段形成的原因是细胞分裂间期DNA复制(或染色体复制)，图1中CD段每条染色体上的DNA含量减半，是因为着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。(2)图2中甲细胞处于有丝分裂后期，每条染色体上只有1个DNA分子，应处于图1中的DE段；图2中乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，丙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，每条染色体都有2条染色单体，因此都有2个DNA分子，处于图1中的BC段。(3)图2中乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，共有4条染色体、8条染色单体、8个核DNA分子，染色体数与核DNA分子数之比为1∶2；乙细胞的细胞质不均等分裂，该细胞产生的子细胞是次级卵母细胞和(第一)极体。答案：(1)DNA复制(或染色体复制)着丝粒分裂(2)乙、丙甲(3)81∶2减数分裂Ⅰ后次级卵母细胞和(第一)极体[课时跟踪检测][理解·巩固·落实]1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。(1)配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。(×)(2)正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。(√)(3)受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。(√)(4)受精时，不同类型的雌雄配子随机结合就是自由组合，造成有性生殖后代的多样性。(×)2．下列选项中，属于形成配子多样性原因的一组是()①互换②同源染色体联会③着丝粒分裂，姐妹染色单体分开④非同源染色体随机组合A．①② B．③④C．①④ D．②③解析：选C在减数分裂过程中，都发生②同源染色体联会和③着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，这不属于形成配子多样性的原因；而在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体①互换以及在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，④非同源染色体自由组合，均是形成配子多样性的原因。故选C。3．进行有性生殖的生物产生后代需经过受精作用，下列相关生物学描述错误的是()A．生物的发育是遗传物质与环境相互作用的过程B．受精前卵细胞的呼吸和代谢异常旺盛，为受精过程做准备C．后代的多样性体现了有性生殖的优越性D．后代的多样性有利于生物在自然选择中进化解析：选B受精前卵细胞的呼吸和代谢比较缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程，A正确，B错误。后代的多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性，C、D正确。4．下列有关二倍体生物精子和卵细胞结合成受精卵的过程，叙述正确的是()①受精卵中的遗传物质主要来自精子和卵细胞的染色体②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞③受精时精子全部进入卵细胞内④精子和卵细胞的染色体合在一起成为4N条⑤受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方()A．①②⑤ B．③④⑤C．①③④ D．②③④解析：选A染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是遗传物质的主要载体，所以受精卵中的遗传物质主要来自精子和卵细胞的染色体，①正确；由于精子经过变形后几乎不含细胞质，所以受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，②正确；受精时精子的头部进入卵细胞内，③错误；精子和卵细胞的染色体合在一起成为2N条，④错误；受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，⑤正确。5．下列关于观察细胞减数分裂实验的相关叙述中，错误的是()A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，也可能观察到同源染色体的联会现象D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象解析：选D只有性原细胞能发生减数分裂，因此可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂，A正确；桃花的雄蕊比雌蕊形成的生殖细胞多，故用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象，B正确；减数分裂过程中有同源染色体的联会现象，C正确；洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，故无同源染色体的联会现象，D错误。6．下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是()A．用红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同亲本B．将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代表着丝粒C．演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条D．该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的互换解析：选C该活动中，红色和黄色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同的亲本，A正确。两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，代表一条染色体含有两条染色单体，小块橡皮泥代表着丝粒，B正确。减数分裂过程中，为演示减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合，至少需要用橡皮泥先制作2条黄色和2条红色的染色单体；再用同样的方法制作2条黄色和2条红色的染色单体，但比上一次制作的长一些，C错误。可将代表同源染色体的非姐妹染色单体的橡皮泥互换一部分，来模拟互换现象，D正确。7.图示某动物卵原细胞中染色体的组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1和3，则卵细胞中染色体组成是()A．1和3 B．2和4C．1和3或2和4 D．1和4或2和3解析：选C该卵原细胞经减数分裂产生的一个极体的染色体组成是1、3，则有两种情况：若该极体是由次级卵母细胞分裂形成的，则与其同时产生的卵细胞的染色体组成也为1、3；若该极体是由第一极体分裂形成的，则由次级卵母细胞产生的卵细胞的染色体组成与其互补，为2、4。故选C。8．如图表示在动物不同生命活动过程中，细胞内染色体数的变化曲线，下列叙述正确的是()A．a过程没有姐妹染色单体B．b过程细胞数目不变C．c过程发生细胞识别和融合D．d过程没有同源染色体解析：选Ca→b过程中染色体数目减半，代表减数分裂，a过程属于减数分裂Ⅰ，发生同源染色体的分离，含有姐妹染色单体，A错误；b过程是减数分裂Ⅱ，细胞数目加倍，B错误；c过程中染色体数目加倍，表示受精过程，有精卵细胞的识别和融合，C正确；d过程表示受精卵进行有丝分裂，精卵结合后就会含有同源染色体，D错误。9．果蝇的受精卵有8条染色体，其中4条来自母本，4条来自父本。当受精卵发育成成虫，成虫又开始产生配子时，下面关于其中一个配子中染色体情况的说法，正确的是()A．4条来自父本或4条来自母本B．2条来自父本，2条来自母本C．1条来自一个亲本，3条来自另一个亲本D．以上情况都有可能解析：选D受精卵发育成的成虫，其性母细胞中含有的染色体既有来自父本的也有来自母本的。在进行减数分裂时，非同源染色体自由组合，因此A、B、C三种情况都有可能。故选D。10．图甲表示某高等动物在进行细胞分裂时的图像，图乙为该种生物的细胞内染色体及核DNA相对含量变化的曲线图。根据此曲线和图示回答下列问题：(1)图甲中A处于____________期，细胞中有______条染色体；B处于______________期，此细胞的名称是______________；C细胞分裂后得到的子细胞是____________________________。(2)图甲中B细胞对应图乙中的区间是________。(3)图乙中表示细胞内含有染色单体的区间是________和9～11，表示细胞不含同源染色体的区间是________。(4)若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞在6～7时期染色体数目为________条。解析：(1)图甲中A含有同源染色体，但未发生联会，着丝粒已分裂，故应处于有丝分裂后期，此时细胞中含有8条染色体；B含有同源染色体，正在发生同源染色体的分离，故应处于减数分裂Ⅰ后期，由于细胞质不均等分裂，则该细胞的名称为初级卵母细胞；C无同源染色体，着丝粒已分裂，故应处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质不均等分裂，则该细胞的名称为次级卵母细胞，其产生的子细胞为卵细胞和(第二)极体。(2)图甲中B细胞为初级卵母细胞，处于减数分裂Ⅰ后期，对应图乙中的3～4区间。(3)图乙中0～7区间为减数分裂，着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，结合曲线可知1～6区间含有染色单体；图乙中5为减数分裂Ⅰ末期终点，同源染色体分离进入两个子细胞中，则5～8区间不含同源染色体。(4)曲线6～7区间对应减数分裂Ⅱ后期，着丝粒已分裂，染色体数目加倍，此时与体细胞染色体数目相同，为20条。答案：(1)有丝分裂后8减数分裂Ⅰ后初级卵母细胞卵细胞和(第二)极体(2)3～4(3)1～65～8(4)20[迁移·应用·发展]11．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分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离B．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D．有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期染色体都排列在赤道板上解析：选B染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，A正确。同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，有丝分裂过程中不发生同源染色体联会，B错误。有丝分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂一次，形成的子细胞的染色体数目与亲代细胞的一致；减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，形成的子细胞的染色体数目是亲代细胞的一半，C正确。哺乳动物细胞处于有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期时，染色体的形态稳定、数目清晰，排列在赤道板上，D正确。12．减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为()A．6；9B．6；12C．4；7D．5；9解析：选A基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。(1)若A、a所在的染色体片段发生交换，则A、a位于姐妹染色单体上，①异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数分裂Ⅱ，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为Aa和不含A、a的精子；②异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为Aa，经减数分裂Ⅱ，可形成基因型为A或a的精子；(2)若A、a所在的染色体片段未发生交换，③异常联会的同源染色体进入1个子细胞，则子细胞基因组成为AAaa或不含A、a，经减数分裂Ⅱ，同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，可形成基因型为AA、aa或不含A、a的精子，④异常联会的同源染色体进入2个子细胞，则子细胞基因组成为AA或aa，经减数分裂Ⅱ，可形成基因型为A或a的精子；综上所述，精子的基因组成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a，共6种，与基因组成为A或a的卵细胞结合，通过棋盘法可知，受精卵的基因组成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9种。故选A。13.果蝇(2n＝8)的精原细胞要经过精确的四次有丝分裂之后，方能启动减数分裂。如图是精原细胞某种分裂过程中细胞核DNA数量变化曲线图，但图片污损使信息不全。下列对曲线图分析错误的是()A．若为有丝分裂曲线，ab段染色体复制但不加倍B．若为有丝分裂曲线，d点时染色体的着丝粒已一分为二C．若为减数分裂曲线，bc段细胞称为初级精母细胞D．若为减数分裂曲线，d点时每个细胞核中有8条染色体解析：选D细胞分裂间期，DNA复制后数量加倍，但染色体复制后，着丝粒将姐妹染色单体连接在一起，数量不变，A正确；图中d点表示细胞核DNA数发生了减半，在这之前着丝粒已经一分为二，B正确；精原细胞DNA复制后，进入减数分裂Ⅰ的细胞称为初级精母细胞，C正确；减数分裂核DNA第一次减半发生于减数分裂Ⅰ，同源染色体分离，染色体数目减半，因此d点时细胞核中有4条染色体，D错误。14．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。回答下列问题：(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顺序进行排序，则最合理的顺序为：a→________________→f(填图中字母)。(3)上述细胞分裂图像中，具有同源染色体的细胞有________(填图中字母)。在图d的细胞中，同源染色体__________，位于同源染色体上的等位基因会随着________________的缠绕而发生交换。(4)图g中的细胞所处的细胞分裂时期是____________期，该细胞中有________条姐妹染色单体。解析：(1)制作植物的细胞分裂装片时，需要加入碱性染料(如甲紫溶液或醋酸洋红液)将染色体染色，通过观察染色体的形态和数目确定细胞所处的时期。(2)根据图中染色体数目、分布特征，可初步确定图a为减数分裂前的间期；图b中同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，则为减数分裂Ⅰ的中期；图c细胞一分为二，形成两个子细胞，则为减数分裂Ⅰ末期；图d中同源染色体联会形成四分体，则为减数分裂Ⅰ前期；图e姐妹染色单体分开，移向细胞两极，则为减数分裂Ⅱ后期；图f为减数分裂Ⅱ末期；图g所处的时期为减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极，所以图中分裂图的先后顺序为a→d→b→g→c→e→f。(3)根据题(2)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，同源染色体正在联会；位于同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的缠绕而发生交换。(4)图g细胞处于减数分裂Ⅰ后期，该细胞中有48条姐妹染色单体，因为每条染色体上含2条染色单体。答案：(1)碱性染料(2)d→b→g→c→e(3)a、b、d、g联会非姐妹染色单体(4)减数分裂Ⅰ后48第2节基因在染色体上学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.基于基因和染色体的相关事实，运用归纳、概括、演绎推理等科学思维，阐明基因在染色体上，进一步体会假说—演绎法。2．从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释。3．认同科学研究需要丰富的想象力，敢于质疑、探索求真的科学精神，以及对科学的热爱。1.萨顿的“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”的假说运用了推理法；摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法。2．基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。3．基因分离定律的实质是在杂合子的细胞中，等位基因随同源染色体的分开而分离。4．基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【主干知识梳理】一、萨顿的假说1．研究方法：推理法。2．内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。3．依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定存在体细胞成对成对配子成单成单体细胞中来源成对基因一个来自父方，一个来自母方一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体自由组合二、基因位于染色体上的实验证据1．实验者：美国生物学家摩尔根。2．科学探究方法：假说—演绎法。3．实验现象4．实验现象的解释(1)假设：控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。(2)遗传图解：5．结论：基因在染色体上。6．发展：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。三、孟德尔遗传规律的现代解释1．基因分离定律的实质2．基因自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。【教材微点发掘】1．果蝇是一种小型蝇类，以发酵腐烂水果上的酵母为食，因此在有水果的地方常常可以看到。下图(教材第31页图2­9)为雌雄果蝇体细胞染色体的示意图，据图回答有关问题：(1)果蝇作为遗传学的实验材料的优点有哪些？提示：①相对性状多且明显；②培养周期短；③成本低，易饲养；④染色体数目少，便于观察；⑤具有性染色体。(2)果蝇体细胞中含有4对同源染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为常染色体，X、Y为性染色体。(3)性染色体只存在于生殖细胞中吗？提示：不是。常染色体和性染色体既存在于体细胞中，也存在于生殖细胞中。2．下图(教材第32页图2­11)为果蝇X染色体上一些基因的示意图，据图回答有关问题：(1)图中控制朱红眼和深红眼的基因不属于(填“属于”或“不属于”)等位基因。(2)从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列，但其分布是不连续(填“连续”或“不连续”)的。(3)“基因在染色体上”是否适合所有生物？提示：“基因在染色体上”只适合于真核生物，其基因主要在染色体上；原核生物、病毒无染色体，故不适合“基因在染色体上”这种说法。新知探究(一)摩尔根的果蝇杂交实验的假说—演绎分析【探究·深化】[问题驱动]据摩尔根杂交实验思考下列问题：(1)摩尔根果蝇杂交实验中，眼色这一相对性状符合什么遗传规律？提示：基因分离定律。(2)摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y染色体上？提示：只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄蝇出现。(3)由果蝇的杂交实验结果，能说明控制眼色的基因只位于X染色体上吗？提示：不能。如果控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体上，纯合红眼雌蝇和纯合白眼雄蝇杂交，F2中红眼∶白眼＝3∶1，也符合果蝇的杂交实验结果。[重难点拨]1．实验现象——发现问题PF1F2eq\a\vs4\al(红眼雌,×,白眼雄)→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(红眼雌,×,红眼雄)))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(红眼雌2/4,红眼雄1/4))3/4,白眼雄1/4)))2．理论分析——提出假说(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼，则红眼是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相关联。如果控制眼色的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。各种果蝇的基因型及表型如表：类型雌果蝇雄果蝇基因型XWXWXWXwXwXwXWYXwY表型红眼红眼白眼红眼白眼注：其中(1)(2)(3)为理论分析，(4)为假说。3．演绎推理——实验检验(1)实验一：F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配。①若基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解表示如下：②若Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解表示如下：③若基因位于常染色体上，则遗传图解表示如下：说明：①②③实验结果相同，故根据本实验结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。(2)实验二：利用实验一得到的白眼雌果蝇与野生型纯种红眼雄果蝇交配。①若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解表示如下：②若Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解表示如下：③若基因位于常染色体上，则遗传图解表示如下：说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与①相同，与②③不同，由此可证明假说成立。【典题·例析】[例1]在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键的实验结果是()A．白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现为野生型，雌雄比例为1∶1B．F1相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1∶1D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性[解析]A项能说明野生型相对于突变型是显性，但不能判断白眼基因位于X染色体上，与题意不符；B项能说明这一对性状的遗传与性别有关，即控制该性状的基因位于X染色体上，且这是在摩尔根果蝇杂交实验中最早出现的实验现象，与题意相符；C项属于测交实验，不能说明白眼基因位于X染色体上，与题意不符；D项能说明控制该性状的基因位于X染色体上，但这是在摩尔根利用测交实验验证假说中出现的，不是最早说明白眼基因位于X染色体上的实验结果，与题意不符。[答案]B[例2]摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是()A．果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律B．摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了假说—演绎法C．摩尔根所作的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwYD．F2中红眼雌果蝇的基因型只有XWXW[解析]F2中，红眼和白眼的比例为3∶1，说明果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律，A正确；摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了假说—演绎法，B正确；摩尔根所作的假设是控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因，亲