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第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
第一课时 减数分裂
人体有23对染色体，精子和卵细胞结合形成受精卵，发育成子代个体。如果精子和卵细胞的染色体数不变，那么子代个体的染色体数会是什么样呢？
46
受精卵
新个体
父
母
（有丝分裂）
92
92
46
受精
（有丝分裂）
假设:
配子（精子或卵细胞）是通过有丝分裂的方式产生的
精子
46
卵细胞
46
×
提出问题
46
卵细胞
受精卵
新个体
父
母
精子
46
46
受精
46
（有丝分裂）
？
？
作出推理
46
卵细胞
受精卵
新个体
父
母
精子
46
46
受精
46
23
23
（有丝分裂）
减数分裂
减数分裂
阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。
1.根据有丝分裂，阐明减数分裂、同源染色体、四分体、联会等概念。（生命观念、科学思维）
2.阐述精子和卵细胞的形成过程。（生命观念）
3.基于对比、分析，阐述精子和卵细胞形成过程各时期染色体和DNA的行为变化的异同点。（科学思维）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
进行 的生物。
原始生殖细胞→ 成熟生殖细胞。
细胞 ，而染色体 。
对象:
时期:
特点:
结果:
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的染色体数目 。
一、自主学习，完成下面填空：
有性生殖
分裂两次
只复制一次
减少一半
思考：请尝试结合有丝分裂，总结出减数分裂的概念。
【提示】减数分裂特殊性主要体现在：
(1)DNA复制一次，细胞连续分裂两次；
(2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离；
(3)分裂结果：得到四个细胞并且染色体数减半；
(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
思考：减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？
睾丸
二、哺乳动物精子的形成过程
1.形成部位：
精原细胞（原始雄性生殖细胞）
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精子
2.精子形成的大致过程：
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
精原细胞
染色体复制
减数分裂
减数分裂
变形
Ⅱ
Ⅰ
精原细胞
同源染色体
①形状和大小一般相同
②一条来自父方，
一条来自母方
A
a
B
b
A和a、B和b：
同源染色体
A和Ｂ、Ａ和b、a和Ｂ、a和b：
非同源染色体
来源相同的两条染色体是不是同源染色体呢？
减数分裂过程
特点：染色体的复制（DNA的复制和有关蛋白质的合成）
精原细胞 （原始生殖细胞）
染色体的复制
减数分裂前的间期：
初级精母细胞
特 点：同源染色体联会形成四分体。
四分体：
联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体。
联 会：
同源染色体两两配对的现象。
初级精母细胞
（1）减数分裂Ⅰ前期：
四分体=4条染色单体
=1对同源染色体
=两条染色体
3.减数分裂各时期特点：
四分体
一对同源染色体
一对同源染色体
（含四条染色单体）
四分体
同源染色体联会，
四分体出现。
属于姐妹染色单体的是:
属于非姐妹染色单体的是:
1和2 3和4
1和3　1和4
2和3　2和4
同源染色体内非姐妹染色单体的互换
3
4
1
2
部分交换
？
课后思考:对生物有何意义？
⑴细胞中有 对同源染色体，它们分别是: 。
⑵哪几条是非同源染色体？
2
A和C、A和D、B和C、B和D
A和B、C和D
【例1】
⑶一个四分体含有 对同源染色体，含有 条染色单体， 条染色体
个DNA分子。
1
2
4
4
理解同源染色体、非同源染色体、四分体等概念。
特点：各对同源染色体排列在赤道板两侧。
初级精母细胞
（2）减数分裂Ⅰ中期：
特点：同源染色体彼此分离，
非同源染色体自由组合。
（3）减数分裂Ⅰ后期：
初级精母细胞
非同源染色体自由组合会有哪些情况呢？
非同源染色体的自由组合
组合一
Ａ　Ｂ
a　b
Ａ　b
a　Ｂ
组合二
组合三
组合四
第一种可能性
第二种可能性
特点：一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，染色体数目减半。
（4）减数分裂Ⅰ末期：
初级精母细胞
次级精母细胞
染色体数目减半的原因是什么？
（5）减数分裂Ⅱ前期：
次级精母细胞
特点：非同源染色体散乱分布。
每个次级精母细胞的染色体数目只有初级精母细胞的一半，细胞内无同源染色体。
（6）减数分裂Ⅱ中期：
次级精母细胞
特点：非同源染色体排列在赤道板位置。
（7）减数分裂Ⅱ后期：
次级精母细胞
特点：非同源染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染
色单体分开形成染色体。
减数分裂Ⅱ后期染色体数目暂时加倍，减数分裂Ⅱ末期又变回原来的数目。
（8）减数分裂Ⅱ末期：
次级精母细胞
精子 （成熟生殖细胞）
精细胞
变形
特点：两个次级精母细胞形成四个精细胞。
变形
减数第二次分裂与有丝分裂有什么异同点？
联会、四分体
同源染色体分离
着丝粒分裂
染色单体分开
次级精母细胞
细胞增大
染色体复制
变形
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
1个
1个
2个
4个
4个
思考：
（1）减数分裂Ⅰ的实质是_______________,
减数分裂Ⅱ的实质是__________________。
（2）染色体数目减半发生在______________。
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
精
子
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
2n
4n
间期
减数分裂Ⅰ
4.一个细胞内染色体变化曲线
染色体数目
时期
基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。
减数分裂Ⅱ
2n
4n
减数分裂Ⅰ
5.一个细胞核DNA变化曲线
间期
DNA数目
时期
基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法，体现了科学思维的核心素养。
【例2】如图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA的数目变化。下列有关CF段(不含C、F两点)的叙述，正确的是(　　)
A.细胞中始终存在染色单体
B.细胞中始终存在同源染色体
C.细胞中染色体与核DNA数目之比由1∶2变为1∶1
D.此时期表示初级性母细胞
【解析】选A。据题图可知，AC段表示减数分裂前的间期，CD段表示减数分裂Ⅰ。减数分裂Ⅰ结束，同源染色体彼此分离进入两个子细胞(次级性母细胞)中，故EF段无同源染色体。F点姐妹染色单体彼此分离形成子染色体。CF段(不含C、F两点)细胞中始终存在染色单体，并且染色体与核DNA的数目之比一直为1∶2。
A
细胞分裂图像辨别
1.染色体数目的奇偶性
奇数：减数分裂Ⅱ、成熟的生殖细胞（配子）
偶数：减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ、有丝分裂
2.有无同源染色体
无同源染色体：减数分裂Ⅱ、成熟的生殖细胞（配子）
有同源染色体： 减数分裂Ⅰ：有同源染色体的联会、分离
有丝分裂 ：无同源染色体的联会、分离
基于生物学事实和证据，运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主 要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有，分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会； ②四分体中非姐妹染色单体发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
2n→n(减半)
4n→2n
4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
三、哺乳动物卵细胞的形成过程
卵巢
1.场所:
2.卵细胞的形成过程:
卵原细胞
复制
同源染色
体分离
联会
卵细胞
第一极体
次级卵母细胞
着丝粒
分裂
着丝粒
分裂
第二
极体
初级卵母细胞
1.正常情况下1个精原细胞形成4个精细胞，基因型有2种。而1个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体，卵细胞只有1种基因型。
2.不均等分裂现象只发生在卵细胞形成过程中，而极体的分裂是均等的。
3.精子的形成需要经过精细胞的变形，而卵细胞没有变形现象。
思考：精子与卵细胞形成的区别是什么？
【例3】如图为高等动物体内的细胞分裂示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级精母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
B
【解析】选B。图甲处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或极体。图乙处于减数分裂Ⅰ后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞。图丙处于减数分裂Ⅱ后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体。图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体。
【例4】下列是关于某种生物体中细胞有丝分裂和减数分裂Ⅰ过程
中染色体和DNA的叙述(不考虑细胞质中的DNA)，正确的是(　　)
A.两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同
B.两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同
C.两者后期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同
D.两者末期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同
D
【解析】选D。两者前期染色体数目和DNA分子数目相同，染色体行为不同；中期染色体数目和DNA分子数目相同，染色体行为不同；后期DNA分子数目相同，但染色体行为和数目不同；末期DNA分子数目相同，但染色体行为和数目不同。
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不 同 点 发生部位
染色体复制次数
细胞分裂次数
有无同源染色体
有无联会、四分体
有无同源染色体分离
着丝粒何时分裂
子细胞染色体数目
子细胞名称和数目
相 同 点
体细胞
生殖器官
2次 1次
1次 1次
有 有
有 无
有 无
减数分裂Ⅱ后期 后期
减半 不变
精子4个或卵细
胞1个，极体3个
都有纺锤丝，染色体的变化相近
体细胞2个
减数分裂与有丝分裂的比较
基于生物学事实和证据，运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
精子
形成
场所
场所
过程
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
睾丸
卵巢
卵细胞形成
不均等分裂
均等分裂
1．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
B
【解析】选B。有丝分裂染色体复制一次，细胞分裂一次，前期同源染色体不联会，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，移向两极；减数分裂染色体复制一次，细胞连续分裂两次，减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体联会，后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂Ⅱ中期类似有丝分裂，染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，移向两极。
2.下图为某动物体内细胞正常分裂的一组图像，相关叙述错误的是（ ）
A. 等位基因的分离发生在细胞④中，
非等位基因的自由组合发生在细胞②中
B. 细胞①②③中均含有同源染色体
C. 细胞①分裂形成的是体细胞，细胞④分裂形成的是精细胞
D. 细胞①和④中的DNA分子数∶染色体数＝1:1，细胞②的子细胞叫做次级精母细胞
A
【解析】选A。等位基因的分离和非等位基因的自由组合都发生在细胞②中，A错误；细胞①②③中均含有同源染色体，④中不含同源染色体，B正确；细胞①有丝分裂形成的是体细胞；由于②中细胞质均等分裂，为初级精母细胞，所以细胞④分裂形成的是精细胞，C正确；细胞①和④中的着丝粒已分裂，所以细胞中的DNA分子数：染色体数=1：1；细胞②中同源染色体分离，细胞质均等分裂，所以其产生的子细胞叫做次级精母细胞，D正确。
3.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 (　 　)
D
【解析】选D。减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。由题可知等位基因G、g和H、h分别位于两对同源染色体上，减数分裂后，等位基因分别进入不同的配子中。
4.下列3条曲线表示某生物细胞分裂过程中染色体数目的变化情况。图甲、乙、丙中的①②③④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.①③
C.②③ D.②④
A
【解析】选A。①②下降的原因是同源染色体分离;③④下降是细胞一分为二，成为两个子细胞。
5.（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%
D
从图示可以看出，一个初级精母细胞含有4条染色单体。对于单个细胞来说，当其中两条非姐妹染色单体发生一次交换后，这4条染色单体最终会分离到4个精细胞中。对于任何一个发生了互换的初级精母细胞而言，它产生的后代精细胞中，重组型的比例是 2/4 = 50%。不发生交换的细胞，其后代中重组型配子的比例是 0 。题中给出的精细胞2、3均占4%是在所有产生的精细胞（包括由发生交换的细胞产生的和由未发生交换的细胞产生的）中的总比例。因此，重组型配子（精细胞2 + 精细胞3）在总配子中所占的总比例为= 4% + 4% = 8%。设发生互换的初级精母细胞的比例为X。则发生交换的细胞比例 ×这些细胞产生重组配子的比例 = 总的重组配子比例 ，即： 50%X = 8%，解得X=16%。所以在减数分裂过程中，初级精母细胞发生交换的比例是16%，D正确。
6.如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请据图回答下列问题：


(1)这是____细胞的形成过程，是在动物的______中形成的。
(2)图中的③表示__________（细胞），图中的⑤表示_________细胞。
(3)图中的①所示的一个细胞能够形成___个⑦所示的细胞。
卵
卵巢
第一极体
次级卵母
1
【解析】(1) 图中⑥⑦细胞内的染色体数都是①细胞的一半，可见为减数分裂过程，又因为细胞②⑤的细胞质都是不均等分裂，所以这是卵细胞的形成过程，是在动物的卵巢中形成的。(2)②细胞内正在发生同源染色体分离，因此该图表示处于减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞；图中的⑤细胞内着丝粒分裂，姐妹染色单体分开分别移向细胞两极，且细胞质不均等分裂，因此表示处于减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞。(3)一个卵原细胞①经减数分裂可形成1个卵细胞⑦。
不要在你的智慧中夹杂着傲慢，不要使你的谦虚心缺乏智慧。

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