2019-2020学年新教材高中生物 第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用（Ⅰ）课

第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用(Ⅰ)学习目标核心素养1.描述精子的形成过程。(重、难点)2.比较精子与卵细胞的形成。3.理解减数分裂过程中DNA分子、染色体数目变化及细胞形态的改变。(难点)1.通过列表法比较减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的异同、精子形成与卵细胞形成的异同。2.通过识图、绘图法分析减数分裂各时期细胞中染色体形态、数目、行为的变化特征。自主预习探新知一、精子的形成过程1．场所及细胞名称的变化(1)场所高等动植物：人和其他哺乳动物：睾丸(2)细胞名称的变化有性生殖器官内初级精母细胞次级精母细胞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，染色体成为，此时的染色体呈的状态。增大复制初级精母细胞染色质丝(2)减数分裂Ⅰ时间图示相关变化同源染色体联会形成，同源染色体的之间常发生缠绕，并相应的片段排列在赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在上前期↓中期↓后期在的牵引下，彼此分离，分别向细胞两极移动四分体非姐妹染色单体交换同源染色体纺锤丝纺锤丝同源染色体(3)同源染色体、联会与四分体的概念①同源染色体形态和大小：一般来源：一条来自，一条来自行为：减数分裂Ⅰ中进行②联会：两两配对的现象。③四分体：联会后的每对同源染色体含有。相同父方母方配对同源染色体四条染色单体(4)减数分裂Ⅱ每条染色体的分裂，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条。在的牵引下，这两条染色体分别向细胞两极移动，随细胞的分裂进入两个子细胞中。着丝粒染色体纺锤丝二、卵细胞的形成1．场所：。2．过程卵巢卵原极体初级卵母极体次级卵母卵3．精子和卵细胞形成过程的差异精子形成过程卵细胞形成过程场所睾丸卵巢细胞质分裂方式___________________是否变形______不变形结果一个精原细胞↓个精子一个卵原细胞↓个卵细胞、个极体均等分裂不均等分裂变形413三、减数分裂的概念减数分裂――→范围进行的生物――→时期产生细胞时――→特点细胞连续分裂――→结果染色体数目有性生殖成熟生殖两次减半判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)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．精子所含染色体数与次级精母细胞相同。()5．在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。()6．一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。()7．精子和卵细胞形成中，细胞质都是均等分配的。()提示：1.√2．×精原细胞通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。3．√4．×在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂导致染色体数加倍，此时次级精母细胞中染色体数为精子中染色体数的二倍。5．×姐妹染色单体的分离发生在减数分裂Ⅱ过程中，初级卵母细胞进行减数分裂Ⅰ。6．×一个精原细胞可以产生四个精子，而一个卵原细胞只能产生一个卵细胞。7．×卵细胞形成中，初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质是不均等分配的。合作探究攻重难[问题探究]在减数分裂过程中，染色体发生了一系列变化，因而产生了几组相似的概念，下面结合图示对这几组相关概念加以辨析。甲乙减数分裂的相关概念1．同源染色体一定大小、形状相同吗？提示：不一定，如X、Y染色体。2．减数分裂过程中，一直存在同源染色体吗？提示：二倍体生物体的减数分裂Ⅱ过程中不存在同源染色体。3．在四分体时期，同源染色体、四分体、染色体之间的数量关系是怎样的？提示：1对同源染色体＝1个四分体＝2条染色体。[归纳总结]1．同源染色体与非同源染色体(1)同源染色体概念：形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。如图甲中A和B，C和D为同源染色体。(2)非同源染色体概念：形状和大小一般不相同，来源可能相同，也可能不同。2．姐妹染色单体与非姐妹染色单体姐妹染色单体：连在同一个着丝粒上的染色单体。如图乙中1和2、3和4、5和6、7和8为姐妹染色单体；而1和3、4、5、6、7、8为非姐妹染色单体。3．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。(3)相互关系：同源染色体―――――→复制、联会四分体(4)数量关系：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。易错提醒：同源染色体的三个认识误区(1)不要认为有丝分裂过程中不存在同源染色体，实际上有丝分裂过程中存在同源染色体，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)不要认为减数分裂过程中都存在同源染色体，实际上减数分裂Ⅰ过程中存在同源染色体，减数分裂Ⅱ过程中不存在同源染色体。(3)不要认为同源染色体形态和大小都相同，实际上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。1．下列关于同源染色体和四分体“一定”的叙述，正确的是()A．同源染色体在细胞分裂过程中一定能够配对B．含有四条姐妹染色单体的一定是四分体C．一个四分体一定是一对同源染色体D．一对同源染色体一定是一个四分体C[互为同源染色体的两条染色体只在减数分裂Ⅰ前期发生配对，有丝分裂过程不发生配对，A错误；复制后的两条非同源染色体含有四条姐妹染色单体，但不是四分体，B错误；四分体是由同源染色体联会形成的，一个四分体一定是一对同源染色体，C正确；同源染色体联会后才形成四分体，在有丝分裂过程中同源染色体不发生联会，此时一对同源染色体不是一个四分体，D错误。]2．如图表示某细胞正在进行正常的减数分裂，有关该图的叙述正确的是()A．处于减数分裂Ⅰ，有4个四分体B．有4对同源染色体，8条染色单体C．1和2、1和3之间均可能发生互换现象D．减数分裂完成，每个子细胞中只有2条染色体D[该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，有2个四分体，A错误；细胞内A和B为同源染色体，C和D为同源染色体，有2对同源染色体，B错误；互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；减数分裂完成产生的生殖细胞中染色体数目减半，每个子细胞中只有2条染色体，D正确。][问题探究]1．减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞和减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中分配到两极的两组染色体之间分别是什么关系？提示：减数分裂Ⅰ后期分配到两极的两组染色体之间是同源染色体，而减数分裂Ⅱ后期的是形态、大小相同的子染色体。精子的形成过程提示：初级精母细胞；两对同源染色体。2．如图是某种动物细胞分裂不同时期的图像。(1)图甲是什么细胞？含有几对同源染色体？(2)图乙是什么细胞？含有几对同源染色体？其子细胞的名称是什么？提示：次级卵母细胞；不含同源染色体；卵细胞和第二极体。(3)图丙可能是什么细胞？提示：次级精母细胞或(第一)极体。[归纳总结]1．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程的比较(假设体细胞内染色体数为2N)项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ分裂过程中细胞名称初级精(卵)母细胞→次级精(卵)母细胞(或极体)次级精(卵)母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞(或极体)着丝粒变化不分裂分裂染色体数目变化2N→N(减半)N→2N→NDNA数目变化4N→2N2N→N(减半)染色体主要行为有联会现象；四分体的非姐妹染色单体互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝粒分裂，染色单体分开染色单体有(4N)→有(2N)有(2N)→无(0)同源染色体有(N对)无2.精子和卵细胞形成过程的区别精子的形成过程卵细胞的形成过程相同点染色体的行为变化相同：即在间期染色体复制，在减数分裂Ⅰ时同源染色体联会，形成四分体，非姐妹染色单体互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂Ⅰ结束后染色体数目减半；减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，姐妹染色单体分离场所睾丸卵巢细胞质分裂均等分裂主要是不均等分裂子细胞数目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)不同点是否变形是否1．(2017·课标Ⅱ)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()ABCDD[减数分裂Ⅰ后期等位基因随同源染色体的分离而分开进入不同的子细胞，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离平均移向细胞两极。如图，A、B项所示为处于减数分裂Ⅱ的次级性母细胞图像，细胞中无大小、形态相同的同源染色体，A、B均正确；C、D所示图像为减数分裂结束形成的生殖细胞，D项图中含有大小、形态相同的同源染色体，故D错误。]2．下列不属于动物卵细胞形成与精子形成的不同之处的是()A．一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞，一个精原细胞形成两个次级精母细胞B．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞，一个次级精母细胞形成两个精细胞C．卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形D．减数分裂时，染色体复制的时期不同D[一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞和一个(第一)极体，一个精原细胞形成两个次级精母细胞，A正确；一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个(第二)极体，一个次级精母细胞形成两个精细胞，B正确；卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形形成精子，C正确；减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数分裂Ⅰ前的间期，D错误。][归纳总结]常见的前期、中期、后期的分裂图像(以2N＝4为例)比较时期有丝分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期细胞分裂图像和曲线分析前期有同源染色体，无联会，染色体散乱分布，每条染色体含2条姐妹染色单体有同源染色体，且有联会和四分体，每条染色体含2条姐妹染色单体无同源染色体，无联会，染色体散乱分布，每条染色体含2条姐妹染色单体中期有同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上，每条染色体含2条姐妹染色单体有同源染色体，四分体排列在赤道板两侧，每条染色体含2条姐妹染色单体无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上，每条染色体含2条姐妹染色单体后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，每一极细胞中均有同源染色体同源染色体分开，每条染色体含2条姐妹染色单体，每一极细胞中均无同源染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，每一极细胞中均无同源染色体[归纳总结]1．鉴别细胞分裂图像的常用方法(1)前期的鉴别(2)中期的鉴别(3)后期的鉴别2．减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目和核DNA含量的变化(1)曲线变化(2)曲线分析①染色体数目的变化和核DNA分子含量的变化不是完全平行的，因为复制后的染色体数目没加倍，而DNA分子含量已加倍。②在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之后(FH段和fh段)，染色体∶DNA＝1∶1。③在间期完成DNA复制之后到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之前(CF段和cf段)，染色体∶核DNA＝1∶2。④BC(bc)段表示间期DNA(染色体)的复制，核DNA含量加倍，但是染色体数目不变。⑤DE(de)段表示减数分裂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和染色体数目均减半。⑥ff′段表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但是核DNA含量不变。⑦H(h)点表示减数分裂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。方法规律：曲线判断方法3．每条染色体中DNA含量的变化对上图曲线的解释：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4.同源染色体对数的曲线5．细胞分裂过程中染色体和核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1．如图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图，下列相关说法不正确的是()A．有丝分裂发生在AE中，减数分裂发生在FL中B．CD段和GH段染色体数目都相等C．GH段都存在染色单体D．最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的