高中生物第一单元第一章第一节减数分裂与配子形成学案含解析中图版必修2

第一节减数分裂与配子形成

1．阐明减数分裂的概念。

2．举例说明精子和卵细胞的形成过程，培养识别图表的能力，培养一定的空间概念。

3．观察细胞的减数分裂并模拟分裂过程染色体的变化。

一、减数分裂

1．范围：进行有性生殖的生物。

2．时期：从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程中。

3．特点：细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次。

4．结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少了一半。

二、精子的形成过程

1．形成场所

人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。

2．形成过程

（1）间期。

①染色体行为变化：染色体进行复制，复制后DNA加倍，染色体数目并不加倍，只是每条染色体含有由一个着丝粒连着的两条姐妹染色单体。

②细胞变化：一个精原细胞→一个初级精母细胞。

（2）减数第一次分裂。

①前期：同源染色体两两配对，即联会。由于此时每条染色体实际含有一对姐妹染色单体，因而每对同源染色体含有四条染色单体，故称四分体。

思考：判断同源染色体的依据是什么？

提示：形状和大小一般都相同；一条来自父方，一条来自母方；关键是在减数第一次分裂时能够两两配对，即发生联会现象。

②中期：配对的同源染色体排列到细胞中央的赤道板上，每条染色体的着丝粒都附着在细胞一极的纺锤丝上。

③后期：在纺锤丝的牵引下，联会的同源染色体（各含两条染色单体）彼此分离，分别移向细胞的两极。细胞中的每极只得到各对同源染色体中的一条。

思考：细胞的两极的染色体来自父母方的各一半吗？

提示：不一定。每极染色体中多少来自父本，多少来自母本，是完全随机的，全部来自父本，或全部来自母本都是有可能的。更多的可能是既有父本的，又有母本的。

④末期：分离的同源染色体到达两极后，细胞膜向内凹陷，形成的两个子细胞，称为次级精母细胞，每个子细胞内的染色体数目已经减少了一半。

思考：二倍体的次级精母细胞中含有同源染色体吗？

提示：由于在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中，所以二倍体的次级精母细胞中不再含有同源染色体。

（3）减数第二次分裂。

减数第二次分裂通常没有间期，或者间期时间很短。

减数第二次分裂染色体不再复制，每条染色体已经具有姐妹染色单体。（分裂过程与有丝分裂基本相同）

①前期：染色体散乱分布在细胞中。

②中期：每条染色体（含两条染色单体）的着丝粒整齐排列在赤道板上。

③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。染色体数目暂时加倍，但DNA数目不变。

④末期：一个细胞分裂成两个子细胞，染色体和DNA平均分配到两个子细胞中。一个次级精母细胞经过减数第二次分裂后形成两个精细胞。则两个次级精母细胞形成四个精细胞。

减数分裂的结果：一个精原细胞产生了四个在染色体数目和DNA含量上都减半的精细胞。

精细胞经过复杂的变形成为精子，呈蝌蚪状。

三、卵细胞的形成过程

1．形成场所

哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。

2．形成过程

1个卵原细胞（染色体数：2n）

思考：卵细胞的形成过程中初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质都是不均等分裂的，这样有什么好处？

提示：形成的卵细胞大，含有更多的营养物质，为将来受精卵发育提供更多的营养物质。

1．概念辨析

（1）同源染色体。

减数分裂过程中能配对的两条染色体，一条来自父方，一条来自母方，一般形态、大小都相似。如上图甲中的1和2,3和4是同源染色体。

（2）非同源染色体。

如上图甲中的1和3,2和4或1和4,2和3是非同源染色体。

（3）姐妹染色单体。

减数第一次分裂间期或者有丝分裂间期，染色体复制后，每条染色体含有的两条染色单体叫姐妹染色单体。每条姐妹染色单体含有一个DNA分子。

（4）非姐妹染色单体。

如上图乙中的5和6是同源染色体；1和2,3和4是姐妹染色单体；1和3,1和4,2和3,2和4是非姐妹染色单体。

不论是有丝分裂还是减数分裂，在染色体复制之前、染色体的着丝粒分裂之后，细胞内都不含有染色单体（即染色单体数为0）；在染色体复制之后和着丝粒分裂之前，每条染色体都含有两条姐妹染色单体。

（5）四分体。

一对同源染色体联会后即形成一个四分体。如图乙中的5,6。四分体、同源染色体、染色体、染色单体和DNA分子之间的数量关系：

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DNA分子

2．减数分裂中染色体的行为、数目和DNA的数目变化（以精子形成过程为例）

（1）减数分裂中染色体和DNA的变化。

（2）DNA和染色体的数目变化曲线。

曲线解读：

DNA的数目变化：①在间期，DNA因复制而加倍（2n→4n）。

②减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使每个子细胞中DNA数目减半（4n→2n）。

③减数第二次分裂因着丝粒分裂两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体，随后平分到两个子细胞中去，而使每个子细胞中的DNA数目再减半（2n→n）。

染色体的数目变化：①减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中染色体数目减半（2n→n）。

②减数第二次分裂后期因着丝粒分裂而使细胞中染色体数目暂时恢复，随后分配到两个子细胞中，最终子细胞中的染色体数比正常细胞减少一半（n→2n→n）。

3．精子和卵细胞形成过程的比较

表格分析：

①1个精原细胞产生的精子种类是2种（不考虑交叉互换）。

②1个次级精母细胞产生的精子种类是1种。

③1种精原细胞产生的精子种类是2n种（n为同源染色体对数）。

④1个卵原细胞产生1种卵细胞（不考虑交叉互换）。

⑤1个次级卵母细胞产生1种卵细胞。

⑥1种卵原细胞产生2n种卵细胞。

4．减数分裂与有丝分裂的比较

减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式，因此二者在许多方面是相同的，但由于其特殊性，所以又存在一些不同点。我们必须搞清楚二者的异同，并能够正确识图和绘图。

进行有丝分裂的细胞是体细胞，有同源染色体，中期染色体着丝粒排列在赤道板上；减数第一次分裂同源染色体排列在赤道板两侧。有丝分裂形成的子细胞是体细胞，有同源染色体，细胞质均等分裂；减数分裂形成的子细胞是性细胞或极体，无同源染色体，精子形成过程中细胞质均等分裂，卵细胞形成时细胞质不均等分裂。

5．减数分裂和有丝分裂过程中细胞图像的辨别

要鉴别某一细胞的分裂方式、所处时期及细胞名称，方法有很多种，现介绍一种简便易行的方法，即“四看识别法”。

一看细胞中的染色体数目：如果细胞中染色体数为奇数，则细胞中一定没有同源染色体，那么，此细胞处于减Ⅱ；如果细胞中染色体数目为偶数，则进行“第二看”。

二看细胞中有无同源染色体：如果细胞中没有同源染色体，则此细胞处于减Ⅱ；如果细胞中有同源染色体，则进行“第三看”。

三看细胞中同源染色体的行为变化：若出现联会、四分体、同源染色体位于赤道板上、同源染色体分离等现象，一定是减Ⅰ；若无上述行为则为有丝分裂。

四看细胞质分裂：若是均等分裂，则是初级精母细胞、次级精母细胞、第一极体的分裂过程以及体细胞的有丝分裂；若细胞质不均等分裂，则为初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂过程。

题型一 期图像的比较

【例题1】下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（ ）。

A ．①②③细胞中染色体数与DNA 数的比例为1∶2

B ．①②③细胞产生的子细胞均有同源染色体

C ．表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序为②→③→①

D ．着丝粒数与染色体数的比例为1∶1的细胞是①②③④

解析：图①为有丝分裂后期，染色体数∶DNA 数＝1∶1，故A 错。②为减数第一次分裂后期，同源染色体分离，其分裂后得到的细胞中无同源染色体，故B 、C 错。

答案：D

反思领悟：减数分裂各时期图像的区别：①有联会、四分体、同源染色体分离→减Ⅰ分裂→初级性母细胞；②无同源染色体→减Ⅱ分裂→次级性母细胞或第一极体。

题型二 过程中DNA 和染色体的变化曲线

【例题2】下图是与细胞分裂相关的坐标图（不考虑质DNA），下列说法正确的是（）。

A．甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期

B．甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂

C．乙图中AB段细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2

D．乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半

解析：甲图中的CD段表示染色体的着丝粒分裂，为有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，故A错。AB表示DNA复制，也可以发生在精巢的部分细胞进行有丝分裂时，故B错。乙图的CD段表示减数第二次分裂，其后期着丝粒分裂后，染色体加倍，染色体数目与体细胞的相等，故D错。

答案：C

反思领悟：减数第一次分裂的特点是同源染色体联会、形成四分体、同源染色体分离；减数第二次分裂的特点是着丝粒分裂，细胞内没有同源染色体。进行减数分裂的细胞在动物体内是动物的精原细胞和卵原细胞。

1 所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生三个极体和一个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中的染色体组成是（）。

A．2、4 B．1、3

C．1、3或2、4 D．1、4或2、3

解析：由题意可知，某动物卵原细胞中含两对同源染色体，即1和2,3和4，经减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，若一个极体的染色体组成为1、3，则形成的次级卵母细胞的染色体组成是1、3或2、4，则卵细胞的染色体组成为1、3或2、4。

答案：C

2 A、B、C、D四图分别表示某种生物（假定只含有两对同源染色体）的四个正在进行分裂的细胞，其中不存在同源染色体的是（）。

解析：A项是减数第二次分裂的图像，此时同源染色体已经分开。B、C、D三项都有同源染色体。

答案：A

3 下图为三个处于分裂期的细胞的示意图，下列叙述中正确的是（）。

A．甲可能是丙的子细胞

B．乙、丙细胞不可能来自同一个体

C．甲、乙、丙三个细胞均含有4对同源染色体

D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体

解析：甲图所示细胞的细胞质均等分裂，且不含同源染色体和染色单体，为减数第二次分裂后期；乙图所示细胞的细胞质均等分裂，不含染色单体，移向两极的染色体含4对同源染色体，为有丝分裂后期图。丙图所示细胞的细胞质均等分裂，含染色单体，含2对同源染色体，为减数第一次分裂后期图。进一步分析可知，甲可由丙分裂产生，乙、丙也可能来自同一个生物体，所以本题选A。

答案：A