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第2章
第1节　减数分裂和受精作用
基因和染色体的关系
第1课时　减数分裂
知识目标 素养目标
1．通过蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程(重难点)； 2．简述精子和卵细胞形成过程的异同(重点) 生命观念：基于对精子和卵细胞的比较，进一步形成结构与功能相适应的观念；
科学思维：基于对减数分裂过程的理解，构建相关的数学模型和物理模型；
科学探究：通过“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的实验，培养动手、动脑能力；
社会责任：认识到减数分裂会受到不良环境的影响，形成健康的生活方式
新知导学
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察，是遗传学上常用的实验材料。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
配子的染色体数目是体细胞的染色体数目的一半
讨论：
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
♂
体细胞
♀
配子
魏斯曼的预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
魏斯曼(1834---1914)
受精卵
新个体
46
父
46
母
46
受精
46
有丝分裂
精子
23
卵细胞
23
减数分裂
魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫做减数分裂（meosis）。
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
♂
体细胞
♀
配子
思考：
仔细观察右图，配子的4条染色体是从体细胞的8条染色体中随机选取的吗？
配子的染色体是由体细胞的每对染色体中的一条组合而成的。
怎样保证同源染色体精确平分？
特殊方式的有丝分裂——减数分裂
1．对减数分裂概念的理解
目标一　减数分裂的相关概念
生殖
成熟生殖
一
两
一半
2．同源染色体
(1) 高等生物体细胞中染色体一般是成对存在的，数量可用2n表示。
(2) 对同源染色体概念的理解
父方
母方
联会
注
非同源染色体
人的体细胞的46条染色体
减数分裂过程中不配对的两条染色体，
形状和大小一般不相同。
[回顾]　
(1) 染色体、染色单体、DNA的关系
和 都是一条染色体
1条染色体、0条染色单体、1个DNA分子
1条染色体、2条染色单体、2个DNA分子
注意：染色体数＝着丝粒数　　DNA分子数＝线条数
染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后无染色单体。
(2) 姐妹染色单体与非姐妹染色单体
姐妹染色单体：同一条染色体上的两条染色单体，由染色体复制形成。
非姐妹染色单体：指不是同一条染色体上的染色单体。
复制
b
a
c
d
A
B
A
B
3．联会、四分体与交换
(1) 图甲细胞中共有_____条染色体(不同的颜色表示其来源不同)，_________ ______为同源染色体，______________________________为非同源染色体，这些染色体上共有_____个DNA分子，______(填“有”或“无”)姐妹染色单体。
4
A与B、
C与D
A与C(或A与D、B与C、B与D)
4
无
(2) 联会：指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体____________的现象。
四分体：联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体。
两两配对
四分体
(3) 图乙细胞中共有_____个四分体。图中可见，1个四分体＝_____对同源染色体＝_____条染色体＝_____条染色单体＝_____个DNA分子。
(4) 图乙细胞中共有_____条染色单体，其中_______________________________ (举一例即可)为姐妹染色单体，_______________________________ (举一例即可)为同源染色体上的非姐妹染色单体，___________________________________________ _________________(举一例即可)为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
2
1
2
4
4
8
a与a′(或b与b′、c与c′、d与d′)
a与b(或a与b′、a′与b、a′与b′等)
a与c(或a与c′、a与d、a与d′、a′与c、a′与c′、
a′与d、a′与d′等)
(5) 交换：减数分裂Ⅰ前期，________染色体的__________________之间交换片段的现象(如下图)。
同源
非姐妹染色单体
染色体互换的照片
[判断]　
(1) 同源染色体形状、大小一定相同。 (　 )
(2) 形状、大小相等的一定是同源染色体。 (　 )
(3) 一条来自父方，一条来自母方的两条染色体一定是同源染色体。 (　 )
(4) 能够相互配对联会的染色体是同源染色体。 (　 )
(5) 果蝇体细胞在有丝分裂过程中会形成四分体。 (　 )
×
×
×
√
×
D
下列关于同源染色体、四分体、姐妹染色单体、联会等内容的叙述，正确的是 (　 　)
A．在有丝分裂过程中不存在同源染色体
B．在男性睾丸中，联会的染色体形态、大小完全相同
C．细胞中两条同源染色体就是一个四分体，一个四分体含4个DNA
D．对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条姐妹染色单体
1
解析：有丝分裂过程中存在同源染色体，A错误；在男性睾丸中，联会的常染色体形态、大小一般相同，但X染色体和Y染色体大小、形态不同，B错误；四分体指的是减数分裂Ⅰ前期联会配对的一对同源染色体，并不是两条同源染色体就是一个四分体，C错误；人类有46条染色体，DNA完成复制后，有92条姐妹染色单体，复制前或着丝粒分裂后则没有姐妹染色单体，故对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条姐妹染色单体，D正确。
易错提醒 同源染色体理解的误区
(1) 误区一：认为同源染色体一定大小、形态相同。
纠正：同源染色体的大小、形态一般相同，但也有例外，如男性体细胞中的X、Y这对性染色体，形态和大小差别较大，Y染色体比X染色体要小得多。
(2) 误区二：认为大小、形态相同的染色体一定是同源染色体。
纠正：同源染色体一般大小、形态相同，但大小、形态相同的染色体不一定是同源染色体，如两条姐妹染色单体分离形成的染色体的大小、形态完全相同，但不是同源染色体。
(3) 误区三：认为同源染色体一定要联会，形成四分体。
纠正：联会的染色体一般为同源染色体，但同源染色体不一定会配对、联会。如体细胞进行有丝分裂，在体细胞中始终存在同源染色体，但同源染色体不联会。
一、 配子的形成
1．精子的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的精子是在________中形成的。
(2) 时间：当雄性动物性成熟时，睾丸里的
一部分________细胞就开始进行减数分裂。
目标二　精子与卵细胞形成过程
睾丸
精原
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
②原始的雄性生殖细胞，通过有丝分裂进行增殖，
每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
①精 原 细 胞
有丝分裂
减数分裂
新的
精原细胞
精细胞
(3) [填表]精子形成各时期的主要特点
时期 图像 特征 细胞名称
减数 分裂 前的 间期 一部分精原细胞_____ ___________________以及中心体复制 精原
细胞
体积
增大，染色体复制
时期 图像 特征 细胞名称
减数分裂Ⅰ 前期 ______________两两配对，发生________，形成四分体，四分体的__________________之间常发生片段交换 初级精
母细胞
中期 各对______________排列在赤道板________。每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上 同源染色体
联会
非姐妹染色单体
同源染色体
两侧
时期 图像 特征 细胞名称
减数分裂Ⅰ 后期 在纺锤丝的牵引下，______________移向细胞两极，________________自由组合 初级精
母细胞
末期 细胞分裂成两个，每个细胞中染色体数目________ 同源染色体
非同源染色体
减半
时期 图像 特征 细胞名称
减数分裂Ⅱ 前期 中心体再次复制，发出星射线构成纺锤体，染色体散乱分布在纺锤体中央 次级精母细胞

中期 每条染色体的着丝粒排列在赤道板上 时期 图像 特征 细胞名称
减数分裂Ⅱ 后期 着丝粒分裂，________ _________分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极 次级精
母细胞
末期 — 核仁、核膜重现 姐妹染
色单体
时期 图像 特征 细胞名称
减数分 裂Ⅱ刚 结束 — _________
变形 变形后呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动 ________
精细胞
精子
总结
精
原
细
胞
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
间期
精子
精
细
胞
次
级
精
母
细
胞
初
级
精
母
细
胞
染色体复制
同源染色体分离
同源染色体联会形成四分体（非姐妹染色单体交换片段）
变形
着丝粒分裂
姐妹染色单体分离
减数分裂
变形
精子的形成过程
减数分裂过程中染色体数目的减半发生在 过程中，
DNA数目的减半发生在 过程中 。
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ、Ⅱ
2．卵细胞的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在________中形成的。
卵巢
植物：
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡。在卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。
卵原细胞
卵原细胞
有丝分裂
减数分裂
卵细胞
子房
点击播放
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
复制
退化消失
卵巢
卵泡
(2) 过程：下图中，_____是卵原细胞，___________是初级卵母细胞，___________是次级卵母细胞，____________________是极体，_____是卵细胞。(填字母)
a
b、c、d
f、h、j
e、g、i、k、l、m
n
你能找出卵细胞形成过程与精子形成过程的异同吗？
初级精母细胞
精原细胞
次级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
变形
变形
卵原细胞
初级卵母细胞
第一极体
次级卵母细胞
第一极体
次级卵母细胞
第二极体
卵细胞
3．通过下表比较精子和卵细胞形成过程的差异
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
场所 ________ ________
原始生殖细胞 ____________ ____________
细胞质的 分裂方式 ____________ _______均等分裂，______________ ______________不均等分裂
分裂结果 1个精原细胞→____________ 1个卵原细胞→_____________＋3个极体(退化消失)
是否变形 ________ ____________
睾丸
卵巢
精原细胞
卵原细胞
均等分裂
极体
初级卵母细胞、
次级卵母细胞
4个精细胞
1个卵细胞
变形
不需变形
4．精子和卵细胞形成过程的相同点
精子和卵细胞形成过程中，染色体的行为是一致的。请结合精子的形成过程，构建减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA数量变化模型。
(1) 减数分裂过程中染色体、核DNA、染色单体数量变化(以二倍体生物为例)
间期 MⅠ 前期 MⅠ 中期 MⅠ 后期 MⅠ 末期 MⅡ 前期 MⅡ 中期 MⅡ 后期 MⅡ
末期
染色 体 2n 2n 2n ______ ______ →_____ n n _____ →______ ______
→_____
核 DNA 2n→4n 4n 4n ______ ______ →______ 2n 2n ______ ______
→_____
染色 单体 0→4n 4n 4n ______ ______ →______ 2n 2n ______ →_____ _____
细胞 名称 精(卵)原 细胞 初级精(卵)母细胞 次级精(卵)母细胞、第一极体 2n
2n
n
n
2n
2n
n
4n
4n
2n
2n
2n
n
4n
4n
2n
2n
0
0
(2) 根据以上数据绘制减数分裂相关数据曲线并说明曲线上升、下降的原因。
如下图所示：
上升原因：______________
下降原因：________________
着丝粒分裂
细胞一分为二
如下图所示：
上升原因：______________
下降原因：________________
染色体复制
细胞一分为二
如下图所示：
出现原因：______________
下降原因：__________________________________________________________
染色体复制
细胞一分为二；着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体数为0
1.DNA
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
DNA复制
减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线
2.染色体
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
同源染色体分离，进入两个子细胞
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
细胞分裂，染色体平均分配
减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线
3.染色单体
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
DNA复制，染色单体形成
细胞分裂单体减半
着丝粒分裂，单体消失
减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线
小结 减数分裂过程的模型构建
教材中对分裂过程的描述属于概念模型，绘制的分裂图像属于物理模型，有关染色体等数据变化的表格、曲线、柱状图属于数学模型，这些模型的熟练转换能帮助我们快速、准确地解决问题。而其中最形象的是物理模型，要善于将其他形式的模型与物理模型对接。
二、 实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，
因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．选材：分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢、
植物花药。
(1) 适合选择染色体数量______(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越______，越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2) 宜选用________(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料，这是因为雄性个体产生的雄配子数量远远________雌性个体产生的雌配子的数量。
少
多
雄性
多于
3．实验步骤
绘图→根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂____________的细胞简图
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
形态、位置和数目
不同时期
[思考]
植物花药是观察减数分裂的良好材料，下图为水仙减数分裂不同时期图像，请参考“蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片”，对下图照片进行排序：__________________________________。
①→②→③→⑦→⑤→⑧→④→⑥
B
解析：图示细胞中有8条染色单体，说明已完成DNA复制，无同源染色体，应为处于减数分裂Ⅱ前期的次级精母细胞。
下图是某生物精巢中一个正常分裂的细胞示意图。下列叙述正确的是
(　 )
A．该细胞中含有4条染色单体
B．该细胞名称为次级精母细胞
C．该细胞中DNA复制还未结束
D．该细胞中含有两对同源染色体
2
A
下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上的DNA含量的变化曲线，下列叙述错误的是 (　 )
A．该图若为有丝分裂，则b～c段细胞染色体数目与核DNA分子数均因复制而加倍
B．该图若为有丝分裂，则d～e段下降的原因是着丝粒分裂
C．该图若为减数分裂，则c～d段的细胞不一定都含有23对同源染染色体
D．该图若为减数分裂，则同源染色体的分离发生在c～d段的某一时期
3
解析：该图若为有丝分裂，b～c段为间期，间期进行DNA的复制，核DNA数加倍，染色体数目不变，A错误；若该图若为有丝分裂，则d～e段下降的原因是着丝粒分裂，使每条染色体上的DNA含量由2变为1，B正确；c～d段表示每条染色体含2条单体和2个核DNA，该图若为减数分裂，可表示减数分裂Ⅰ整个时期和减数分裂Ⅱ的前期、中期，而减数分裂Ⅱ时期细胞中无同源染色体，所以c～d段的细胞不一定含23对同源染色体，C正确；同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，故其发生在c～d段的某一时期，D正确。
方法规律 根据细胞中核DNA含量判断细胞类型
将曲线(数学模型)与图像(物理模型)结合到一起，可以很快得到结果：
结构与功能观
精细胞变形过程中，头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但线粒体全部保留下来，集中在尾的基部；卵细胞形成过程中，保留了初级卵母细胞中的绝大部分细胞质(见下图)，这些现象对生物的遗传有什么意义？
提示：精子的遗传物质绝大部分在细胞核内，保留细胞核就能保证将遗传物质传递给下一代；颈部和尾部的出现使精子具备游动能力；丢弃大部分细胞质可避免游动过程中不必要的能量消耗；而全部线粒体集中在尾基部可以更好地提供能量；卵细胞含有大量细胞质，有利于为受精卵的早期分裂提供足够的营养。这些变化都是受精作用正常进行的保障，是生物进化的结果，体现了生物体结构与功能的适应
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
随堂内化
一、 知识构建评价
染色体
初级精母细胞
分离
自由组合
极体
二、 概念诊断评价
(1) 减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍。 (　 )
(2) 减数分裂Ⅰ前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间可发生交换。 (　 )
(3) 减数分裂Ⅱ过程中，细胞中不具有姐妹染色单体。 (　 )
(4) 减数分裂中细胞质发生均等分裂的细胞有可能是极体。 (　 )
(5) 可直接用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。 (　 )
(6) 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。 (　 )
(7) 通常情况下，同一个体的不同精原细胞，所含遗传物质不同。 (　 )
×
√
×
√
×
√
×
三、 学情随堂评价
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是 (　 )
A．人的造血干细胞分裂过程中最多可观察到23个四分体
B．一对同源染色体中的姐妹染色单体之间可以发生交换
C．1个四分体中含有2个着丝粒、4条染色单体和4个DNA分子
D．减数分裂过程中，姐妹染色单体随同源染色体的分开而分离
C
解析：四分体出现在减数分裂过程中，人的造血干细胞只进行有丝分裂，观察不到四分体，A错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交换，进而可以发生基因的重新组合，该过程发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期，B错误；1个四分体中含有2个着丝粒、4条染色单体和4个DNA分子，C正确；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，而有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，D错误。
2．某种植物细胞分裂过程中几个特定时期的显微照片如下，其中甲、乙为减数分裂(甲为减数分裂Ⅰ，乙为减数分裂Ⅱ)，丙为有丝分裂。相关叙述错误的是 (　 )
甲 乙 丙
A．图甲中，细胞内会出现同源染色体两两配对的现象
B．图乙中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
C．图丙中箭头所指的染色体行为有利于遗传物质的平均分配
D．根据染色体的形态、位置和数目识别细胞所处的分裂时期
B
解析：图乙为减数分裂Ⅱ，细胞不含同源染色体，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，所以染色体数目没有减半，B错误。
3．猕猴(2N)睾丸中某一细胞，其中部凹陷，染色体分布在两极，染色体数为42条，共有22种形态(不考虑染色体变异)。下列叙述正确的是 (　 )
A．该细胞为初级精母细胞，将进行细胞质的均等分裂
B．由于同源染色体之间交换，形成22种形态的染色体
C．该细胞分裂产生的子细胞可以直接参与受精作用
D．该细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期
A
解析：初级精母细胞中染色体数应该是2N(猕猴正常体细胞染色体数)，细胞中有同源染色体，会出现22种形态(20种常染色体和X、Y染色体)，精母细胞在减数分裂过程中细胞质都是均等分裂的，A正确。同源染色体之间的交换只是同源染色体上的部分基因交换，不会改变染色体的形态、种类，B错误。该细胞分裂产生的子细胞是精细胞，精细胞还需要经过变形等一系列过程形成精子后才可以参与受精作用，C错误。如果处于减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，细胞中既有常染色体又有两条不同的性染色体(X和Y)，染色体数为42条，共有22种形态(20对常染色体＋X、Y)，符合题干信息；如果处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，细胞中染色体数暂时加倍，也可能出现既有常染色体又有两条同型染色体(X或Y)，染色体数为42条，共有21种形态，所以该细胞不可能处于减数分裂Ⅱ后期，D错误。第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减 数 分 裂
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A．染色体复制一次，细胞分裂一次
B．染色体复制一次，细胞分裂两次
C．染色体复制两次，细胞分裂一次
D．染色体复制两次，细胞分裂两次
2． 下列关于精子和卵细胞形成的叙述，错误的是(　　)
A． 精原细胞和卵原细胞经减数分裂产生的子细胞数目相等
B． 卵细胞形成过程发生了2次细胞质不均等分裂
C． 精细胞需要经过变形形成精子
D． 卵细胞含有的四分体数目是卵原细胞的一半
3．下图表示显微镜下观察到的某动物(2n＝24)的精原细胞处于减数分裂某个时期的细胞图像。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该细胞名称是初级精母细胞
B．细胞内含有24条染色体
C．正在发生同源染色体的分离
D．产生两个子细胞基因型相同
4．有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了交换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是(　　)
A．有丝分裂的后期 B．有丝分裂的末期
C．减数分裂Ⅰ D．减数分裂Ⅱ
5．下图表示雄果蝇(2n＝8)进行减数分裂时处于四种不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量关系图。下列表述与图中信息相符的是(　　)
A．①是DNA，②是染色单体，③是染色体
B．Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ可表示精细胞形成过程
C．在Ⅱ、Ⅲ阶段的细胞内，都可能含有两条Y染色体
D．减数分裂过程中染色体数目减半是由于Ⅲ～Ⅳ过程中姐妹染色单体分离
6．下图是某动物原始生殖细胞进行分裂时不同时期的细胞图像。下列叙述正确的是(　　)
A．属于有丝分裂的是①③④
B．图②所示细胞中有4条染色体、2对同源染色体
C．处于减数分裂Ⅰ的是③
D．该动物是雌性，且正常体细胞中染色体数目是4条
7．下列有关细胞增殖过程中染色体、染色单体、同源染色体的说法，正确的是(　　)
A．减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数目是体细胞的染色体数目的一半
B．减数分裂过程中姐妹染色单体的分开与同源染色体的分开发生在同一时期
C．对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条染色单体
D．在玉米体细胞的有丝分裂过程中无同源染色体，玉米产生花粉过程中有同源染色体
8．下图为百合(2n＝24)细胞减数分裂的过程示意图，其中字母代表不同细胞。若不考虑变异，下列叙述错误的是(　　)
A．细胞D、E、F、G均不含有同源染色体
B．图中细胞染色体数目可能为12、24、48条
C．细胞B→细胞D、E过程中发生着丝粒分裂
D．染色体数目减半发生在细胞A→细胞B、C过程中
9．蚕豆(2N＝12)是一种常见的农作物，蝗虫是一种常见的农业害虫。下列有关观察减数分裂装片实验的叙述，正确的是(　　)
A．可用蝗虫的精巢、蚕豆的雄蕊制成固定装片观察减数分裂
B．魏斯曼通过显微镜以蝗虫细胞为材料最早观察到了减数分裂过程
C．必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
D．用蚕豆雄蕊做实验材料，只能观察到染色体数为N、2N的分裂图像
10．下图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微图像。对观察结果的分析，正确的是(　　)
A．图像①的细胞中不含有姐妹染色单体
B．图像②的子细胞染色体比体细胞中的少一半
C．图像④细胞处于减数分裂Ⅱ末期
D．减数分裂中出现的顺序依次为③①④②
11．图甲表示某二倍体(2n)哺乳动物在细胞分裂不同时期相关物质的数量关系，图乙表示该动物精子形成过程中细胞内染色体数目的变化。不考虑突变，下列叙述正确的是(　　)
甲
乙
A．图甲①④时期的细胞以及图乙C～D时期的细胞一定不存在同源染色体
B．图甲⑤时期的细胞可处于图乙A～B时期，该时期细胞内含有2个染色体组
C．图甲②→③可处于图乙E～F时期，该时期的细胞核DNA分子数是C～D时期的两倍
D．图甲⑤→②可处于图乙B～C时期，该时期的细胞染色体数目减半是着丝粒分裂引起的
12．生物兴趣小组观察了基因型为AaBb某二倍体(体细胞中染色体数目为2n)雄性动物细胞的减数分裂过程，图甲是该细胞不同时期的显微照片；图乙是该细胞部分时期的示意图：图丙是该细胞分裂不同时期一个细胞核中DNA分子含量的变化情况。请回答以下问题：
甲
① ②
乙 丙
(1) 图甲中，含有染色单体的时期有________(填字母)，处于减数分裂Ⅰ中期的是________(填字母)。
(2) 图乙时期②细胞中同时出现A和a的原因可能是减数分裂Ⅰ前期发生了________。
(3) 图乙中细胞②的名称为________________，其分裂产生的子细胞名称为________。
(4) 图丙中，同源染色体的联会发生在________(填字母)的初期，e点时DNA含量下降的原因是____________________________________________________，e～f段中染色体数目又出现短时间的加倍原因是____________________________________________。
第1课时　减数分裂
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B D D D B C C B A B B
1．B　
2．D　解析：卵细胞和卵原细胞均不含有四分体，D错误。
3．D　解析：该细胞处于减数分裂Ⅰ的后期，为初级精母细胞，A正确；初级精母细胞中染色体的数目与体细胞一致，为24条，B正确；该细胞正在发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，C正确；由于同源染色体上含有的基因不一定相同，该细胞分裂产生的2个次级精母细胞的基因型不一定相同，D错误。
4．D　解析：有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生交换，不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B不符合题意；根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有AAaa四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生交换，涉及A和a的交换，交换后同源染色体的两条姐妹染色单体上均具有A和a基因，减数分裂Ⅰ时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，至此减数分裂Ⅰ完成，在减数分裂Ⅱ时，姐妹染色单体分离，导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞，C不符合题意，D符合题意。
5．B　解析：由图可知，②有的时期有，有的时期无，表示染色单体，③可以是①的2倍，因此③是核DNA，①是染色体，A错误；Ⅰ中染色体数和DNA数都为8，且无染色单体，可以表示精原细胞或减数分裂Ⅱ后期，Ⅱ中染色体数为8，DNA数为16，染色单体数为16，可以表示减数分裂Ⅰ前期、中期和后期，Ⅲ中染色体数为4，DNA数为8，染色单体数为8，可表示减数分裂Ⅱ的前期和中期，Ⅳ中染色体数为4，DNA数为4，无染色单体，表示减数分裂结束产生的生殖细胞，所以Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ→Ⅳ可表示精细胞形成过程，B正确；Ⅱ可以表示减数分裂Ⅰ前期、中期和后期，细胞中只含有一条Y染色体，但该条染色体含有2条染色单体，Ⅲ可表示减数分裂Ⅱ的前期和中期，可能含有Y染色体、也可能不含，如果含有Y染色体，则只含有1条，但该条染色体含有2条染色单体，C错误；减数分裂过程中染色体数目减半是由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，而不是Ⅲ～Ⅳ过程中姐妹染色单体分离，D错误。
6．C　解析：①中有2对同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上，为有丝分裂中期；②无同源染色体，着丝粒分裂，分开后的染色体向两极移动，为减数分裂Ⅱ后期；③2对同源染色体排列在赤道板上，是减数分裂Ⅰ中期；④有4对同源染色体，着丝粒分裂，分开后的染色体向两极移动，是有丝分裂后期，B错误。因此属于有丝分裂的是①④，A错误。没有观察到胞质不均等分裂的现象，无法判断该动物是否为雌性动物，D错误。
7．C　解析：减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体数目与体细胞的染色体数目相等，A错误；减数分裂过程中姐妹染色单体的分开发生在减数分裂Ⅱ后期，同源染色体的分开发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；当染色体上DNA发生复制后，每条染色体上均具有两条染色单体，因此含有46条染色体的细胞可能含有46×2＝92条染色单体，减数分裂Ⅱ后期，当染色体上着丝粒分裂后，细胞中含46条染色体，染色单体消失，染色单体数为0，C正确；玉米体细胞的有丝分裂全程都含有同源染色体，玉米产生花粉的过程中部分时期具有同源染色体，部分时期不含同源染色体，D错误。
8．B　解析：图中A→B、C表示减数分裂Ⅰ，B、C→D、E、F、G表示减数分裂Ⅱ，同源染色体在减数分裂Ⅰ后期分离，染色体数目减半，故正常情况下，B、C、D、E、F、G均不含同源染色体，A、D正确；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，C正确；图示减数分裂过程，染色体数目可能为12、24，一般不会出现48条的情况(有丝分裂后期会有48条)，B错误。
9．A　解析：蝗虫精巢中的精母细胞和蚕豆雄蕊中的花粉母细胞都属于原始的生殖细胞，可进行减数分裂，所以可用蝗虫的精巢和蚕豆的雄蕊制成固定装片观察减数分裂，A正确；魏斯曼从理论上预测了减数分裂的存在，但并没有用显微镜观察到，B错误；在低倍镜下也能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子，C错误；蚕豆雄蕊中的花粉母细胞可进行减数分裂，产生精细胞，造孢细胞等其他细胞可进行有丝分裂，因而可观察到染色体数为N、2N、4N的细胞分裂图像，D错误。
10．B　解析：图像①同源染色体分布在细胞两极，属于减数分裂Ⅰ末期，姐妹染色单体还未分离，因此图像①的细胞中含有姐妹染色单体，A错误；图像②处于减数分裂Ⅱ末期，分裂形成的子细胞为花粉，染色体减半，B正确；图像④细胞中同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，C错误；①细胞处于减数分裂Ⅰ末期，②细胞处于减数分裂Ⅱ末期，③细胞处于减数分裂Ⅰ中期，④细胞处于减数分裂Ⅰ后期，因此减数分裂中出现的顺序依次为③④①②，D错误。
11．B　解析：图甲④时期的细胞中染色体和核DNA都为4n，处于有丝分裂后期，细胞中存在同源染色体，A错误；图甲⑤时期的细胞中染色体数目为2n，有姐妹染色单体，可以是有丝分裂前期、中期和减数分裂Ⅰ全过程，而A～B段是减数分裂Ⅰ，所以图甲⑤时期的细胞可处于图乙A～B时期，此时细胞内含有2个染色体组，B正确；图甲②(减数分裂Ⅱ前期和中期)可处于图乙C～D时期，③(减数分裂Ⅱ后期)可处于图乙E～F时期，③时着丝粒分开，染色体数目加倍，E～F时期核DNA分子数目与C～D时期相等，C错误；图甲⑤→②是减数分裂Ⅰ结束，同源染色体分开导致的，D错误。
12．(1) A、B、E　B　(2) 交换　(3) 次级精母细胞　精细胞　(4) c→d　细胞分裂，同源染色体分离，分别进入2个子细胞中　着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍
解析：分析图甲：图中A细胞处于减数分裂Ⅰ后期，B细胞处于减数分裂Ⅰ中期，C细胞处于减数分裂Ⅱ后期，D细胞处于减数分裂Ⅱ末期，E细胞处于减数分裂Ⅱ中期。分析图乙：①细胞含有同源染色体，处于有丝分裂中期；②细胞不含同源染色体，处于减数分裂Ⅱ后期。分析图丙：同源染色体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，此时DNA加倍，对应图中c→d的初期，e点为减数分裂Ⅰ末期，此时DNA含量下降，数目与体细胞中DNA数量相同，原因是细胞分裂，同源染色体分离，分别进入2个子细胞中。e～f段中包含减数分裂Ⅱ后期，染色体数目又出现短时间的加倍，原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍。第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减 数 分 裂
知识目标 素养目标
1．通过蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程(重难点)； 2．简述精子和卵细胞形成过程的异同(重点) 生命观念：基于对精子和卵细胞的比较，进一步形成结构与功能相适应的观念； 科学思维：基于对减数分裂过程的理解，构建相关的数学模型和物理模型； 科学探究：通过“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的实验，培养动手、动脑能力； 社会责任：认识到减数分裂会受到不良环境的影响，形成健康的生活方式
目标一　减数分裂的相关概念
1．对减数分裂概念的理解
2．同源染色体
(1) 高等生物体细胞中染色体一般是成对存在的，数量可用2n表示。
(2) 对同源染色体概念的理解
[回顾]　
(1) 染色体、染色单体、DNA的关系
和都是一条染色体
1条染色体、0条染色单体、1个DNA分子
1条染色体、2条染色单体、2个DNA分子
注意：染色体数＝着丝粒数　　DNA分子数＝线条数
染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后无染色单体。
(2) 姐妹染色单体与非姐妹染色单体
姐妹染色单体：同一条染色体上的两条染色单体，由染色体复制形成。
非姐妹染色单体：指不是同一条染色体上的染色单体。
3．联会、四分体与交换
(1) 图甲细胞中共有____条染色体(不同的颜色表示其来源不同)，__ __为同源染色体，__ __为非同源染色体，这些染色体上共有____个DNA分子，__ __(填“有”或“无”)姐妹染色单体。
(2) 联会：指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体__ __的现象。
四分体：联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体。
(3) 图乙细胞中共有____个四分体。图中可见，1个四分体＝____对同源染色体＝____条染色体＝____条染色单体＝____个DNA分子。
(4) 图乙细胞中共有____条染色单体，其中__ __(举一例即可)为姐妹染色单体，__ __(举一例即可)为同源染色体上的非姐妹染色单体，__ __(举一例即可)为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
(5) 交换：减数分裂Ⅰ前期，__ __染色体的__ __之间交换片段的现象(如下图)。
[判断]　
(1) 同源染色体形状、大小一定相同。(　　)
(2) 形状、大小相等的一定是同源染色体。(　　)
(3) 一条来自父方，一条来自母方的两条染色体一定是同源染色体。(　　)
(4) 能够相互配对联会的染色体是同源染色体。(　　)
(5) 果蝇体细胞在有丝分裂过程中会形成四分体。(　　)
下列关于同源染色体、四分体、姐妹染色单体、联会等内容的叙述，正确的是(　　)
A．在有丝分裂过程中不存在同源染色体
B．在男性睾丸中，联会的染色体形态、大小完全相同
C．细胞中两条同源染色体就是一个四分体，一个四分体含4个DNA
D．对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条姐妹染色单体
易错提醒 同源染色体理解的误区
(1) 误区一：认为同源染色体一定大小、形态相同。
纠正：同源染色体的大小、形态一般相同，但也有例外，如男性体细胞中的X、Y这对性染色体，形态和大小差别较大，Y染色体比X染色体要小得多。
(2) 误区二：认为大小、形态相同的染色体一定是同源染色体。
纠正：同源染色体一般大小、形态相同，但大小、形态相同的染色体不一定是同源染色体，如两条姐妹染色单体分离形成的染色体的大小、形态完全相同，但不是同源染色体。
(3) 误区三：认为同源染色体一定要联会，形成四分体。
纠正：联会的染色体一般为同源染色体，但同源染色体不一定会配对、联会。如体细胞进行有丝分裂，在体细胞中始终存在同源染色体，但同源染色体不联会。
目标二　精子与卵细胞形成过程
一、 配子的形成
1．精子的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的精子是在__ __中形成的。
(2) 时间：当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分____细胞就开始进行减数分裂。
(3) [填表]精子形成各时期的主要特点
时期 图像 特征 细胞名称
减数 分裂 前的 间期 一部分精原细胞__ __以及中心体复制 精原 细胞
(续表)
时期 图像 特征 细胞 名称
减数分裂Ⅰ 前期 __ __两两配对，发生__ __，形成四分体，四分体的____之间常发生片段交换
中期 各对__ __排列在赤道板__ __。每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上
后期 在纺锤丝的牵引下，__ __移向细胞两极，__ __自由组合
末期 细胞分裂成两个，每个细胞中染色体数目__ __ 初级精母细胞
减数分裂Ⅱ 前期 中心体再次复制，发出星射线构成纺锤体，染色体散乱分布在纺锤体中央
中期 每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 着丝粒分裂，__ __分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末期 — 核仁、核膜重现 次级精母细胞
减数分 裂Ⅱ刚 结束 — __ __ __ __
变形 变形后呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动 __ __
2．卵细胞的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在__ __中形成的。
(2) 过程：下图中，__ __是卵原细胞，__ __是初级卵母细胞，____是次级卵母细胞，____是极体，__ __是卵细胞。(填字母)
3．通过下表比较精子和卵细胞形成过程的差异
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
场所 __ __ __ __
原始生殖细胞 __ __ __卵原胞__
细胞质的 分裂方式 ____ __ __均等分裂，__ __不均等分裂
分裂结果 1个精原细胞→____ 1个卵原细胞→____＋3个极体(退化消失)
是否变形 ____ ____
4．精子和卵细胞形成过程的相同点
精子和卵细胞形成过程中，染色体的行为是一致的。请结合精子的形成过程，构建减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA数量变化模型。
(1) 减数分裂过程中染色体、核DNA、染色单体数量变化(以二倍体生物为例)
间期 MⅠ前期 MⅠ中期 MⅠ后期 MⅠ末期 MⅡ前期 MⅡ中期 MⅡ后期 MⅡ末期
染色体 2n 2n 2n __2n__ __2n__→__n__ n n __n__→__2n__ __2n__→__n__
核DNA 2n→4n 4n 4n __4n__ __4n__→__2n__ 2n 2n __2n__ __2n__→__n__
染色单体 0→4n 4n 4n __4n__ __4n__→__2n__ 2n 2n __2n__→__0__ __0__
细胞名称 精(卵)原 细胞 初级精(卵)母细胞 次级精(卵)母细胞、第一极体
(2) 根据以上数据绘制减数分裂相关数据曲线并说明曲线上升、下降的原因。
如下图所示：
上升原因：__ __
下降原因：__ __
如下图所示：
上升原因：__ __
下降原因：__ __
如下图所示：
出现原因：__ __
下降原因：__ __
小结 减数分裂过程的模型构建
教材中对分裂过程的描述属于概念模型，绘制的分裂图像属于物理模型，有关染色体等数据变化的表格、曲线、柱状图属于数学模型，这些模型的熟练转换能帮助我们快速、准确地解决问题。而其中最形象的是物理模型，要善于将其他形式的模型与物理模型对接。
二、 实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．选材：分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢、植物花药。
(1) 适合选择染色体数量__ __(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越__ __，越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2) 宜选用__ __(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料，这是因为雄性个体产生的雄配子数量远远__ __雌性个体产生的雌配子的数量。
3．实验步骤
低倍镜观察→
↓
高倍镜观察→
↓
绘图→根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂__不同时期__的细胞简图
[思考]
植物花药是观察减数分裂的良好材料，下图为水仙减数分裂不同时期图像，请参考“蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片”，对下图照片进行排序：____。
下图是某生物精巢中一个正常分裂的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．该细胞中含有4条染色单体
B．该细胞名称为次级精母细胞
C．该细胞中DNA复制还未结束
D．该细胞中含有两对同源染色体
下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上的DNA含量的变化曲线，下列叙述错误的是(　　)
A．该图若为有丝分裂，则b～c段细胞染色体数目与核DNA分子数均因复制而加倍
B．该图若为有丝分裂，则d～e段下降的原因是着丝粒分裂
C．该图若为减数分裂，则c～d段的细胞不一定都含有23对同源染染色体
D．该图若为减数分裂，则同源染色体的分离发生在c～d段的某一时期
方法规律 根据细胞中核DNA含量判断细胞类型
将曲线(数学模型)与图像(物理模型)结合到一起，可以很快得到结果：
结构与功能观
精细胞变形过程中，头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但线粒体全部保留下来，集中在尾的基部；卵细胞形成过程中，保留了初级卵母细胞中的绝大部分细胞质(见下图)，这些现象对生物的遗传有什么意义？
__提示：精子的遗传物质绝大部分在细胞核内，保留细胞核就能保证将遗传物质传递给下一代；颈部和尾部的出现使精子具备游动能力；丢弃大部分细胞质可避免游动过程中不必要的能量消耗；而全部线粒体集中在尾基部可以更好地提供能量；卵细胞含有大量细胞质，有利于为受精卵的早期分裂提供足够的营养。这些变化都是受精作用正常进行的保障，是生物进化的结果，体现了生物体结构与功能的适应__。
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍。(　　)
(2) 减数分裂Ⅰ前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间可发生交换。(　　)
(3) 减数分裂Ⅱ过程中，细胞中不具有姐妹染色单体。(　　)
(4) 减数分裂中细胞质发生均等分裂的细胞有可能是极体。(　　)
(5) 可直接用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。(　　)
(6) 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。(　　)
(7) 通常情况下，同一个体的不同精原细胞，所含遗传物质不同。(　　)
三、 学情随堂评价
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　　)
A．人的造血干细胞分裂过程中最多可观察到23个四分体
B．一对同源染色体中的姐妹染色单体之间可以发生交换
C．1个四分体中含有2个着丝粒、4条染色单体和4个DNA分子
D．减数分裂过程中，姐妹染色单体随同源染色体的分开而分离
2．某种植物细胞分裂过程中几个特定时期的显微照片如下，其中甲、乙为减数分裂(甲为减数分裂Ⅰ，乙为减数分裂Ⅱ)，丙为有丝分裂。相关叙述错误的是(　　)
甲
乙
丙
A．图甲中，细胞内会出现同源染色体两两配对的现象
B．图乙中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
C．图丙中箭头所指的染色体行为有利于遗传物质的平均分配
D．根据染色体的形态、位置和数目识别细胞所处的分裂时期
3．猕猴(2N)睾丸中某一细胞，其中部凹陷，染色体分布在两极，染色体数为42条，共有22种形态(不考虑染色体变异)。下列叙述正确的是(　　)
A．该细胞为初级精母细胞，将进行细胞质的均等分裂
B．由于同源染色体之间交换，形成22种形态的染色体
C．该细胞分裂产生的子细胞可以直接参与受精作用
D．该细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期
第1节　减数分裂和受精作用
第1课时　减 数 分 裂
知识目标 素养目标
1．通过蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程(重难点)； 2．简述精子和卵细胞形成过程的异同(重点) 生命观念：基于对精子和卵细胞的比较，进一步形成结构与功能相适应的观念； 科学思维：基于对减数分裂过程的理解，构建相关的数学模型和物理模型； 科学探究：通过“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的实验，培养动手、动脑能力； 社会责任：认识到减数分裂会受到不良环境的影响，形成健康的生活方式
目标一　减数分裂的相关概念
1．对减数分裂概念的理解
2．同源染色体
(1) 高等生物体细胞中染色体一般是成对存在的，数量可用2n表示。
(2) 对同源染色体概念的理解
[回顾]　
(1) 染色体、染色单体、DNA的关系
和都是一条染色体
1条染色体、0条染色单体、1个DNA分子
1条染色体、2条染色单体、2个DNA分子
注意：染色体数＝着丝粒数　　DNA分子数＝线条数
染色体复制后才有染色单体，着丝粒分裂后无染色单体。
(2) 姐妹染色单体与非姐妹染色单体
姐妹染色单体：同一条染色体上的两条染色单体，由染色体复制形成。
非姐妹染色单体：指不是同一条染色体上的染色单体。
3．联会、四分体与交换
(1) 图甲细胞中共有__4__条染色体(不同的颜色表示其来源不同)，__A与B、C与D__为同源染色体，__A与C(或A与D、B与C、B与D)__为非同源染色体，这些染色体上共有__4__个DNA分子，__无__(填“有”或“无”)姐妹染色单体。
(2) 联会：指减数分裂Ⅰ过程中(前期)同源染色体__两两配对__的现象。
四分体：联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体。
(3) 图乙细胞中共有__2__个四分体。图中可见，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。
(4) 图乙细胞中共有__8__条染色单体，其中__a与a′(或b与b′、c与c′、d与d′)__(举一例即可)为姐妹染色单体，__a与b(或a与b′、a′与b、a′与b′等)__(举一例即可)为同源染色体上的非姐妹染色单体，__a与c(或a与c′、a与d、a与d′、a′与c、a′与c′、a′与d、a′与d′等)__(举一例即可)为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
(5) 交换：减数分裂Ⅰ前期，__同源__染色体的__非姐妹染色单体__之间交换片段的现象(如下图)。
[判断]　
(1) 同源染色体形状、大小一定相同。(　×　)
(2) 形状、大小相等的一定是同源染色体。(　×　)
(3) 一条来自父方，一条来自母方的两条染色体一定是同源染色体。(　×　)
(4) 能够相互配对联会的染色体是同源染色体。(　√　)
(5) 果蝇体细胞在有丝分裂过程中会形成四分体。(　×　)
下列关于同源染色体、四分体、姐妹染色单体、联会等内容的叙述，正确的是(　D　)
A．在有丝分裂过程中不存在同源染色体
B．在男性睾丸中，联会的染色体形态、大小完全相同
C．细胞中两条同源染色体就是一个四分体，一个四分体含4个DNA
D．对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条姐妹染色单体
解析：有丝分裂过程中存在同源染色体，A错误；在男性睾丸中，联会的常染色体形态、大小一般相同，但X染色体和Y染色体大小、形态不同，B错误；四分体指的是减数分裂Ⅰ前期联会配对的一对同源染色体，并不是两条同源染色体就是一个四分体，C错误；人类有46条染色体，DNA完成复制后，有92条姐妹染色单体，复制前或着丝粒分裂后则没有姐妹染色单体，故对人类而言，含有46条染色体的细胞可能含有92条或0条姐妹染色单体，D正确。
易错提醒 同源染色体理解的误区
(1) 误区一：认为同源染色体一定大小、形态相同。
纠正：同源染色体的大小、形态一般相同，但也有例外，如男性体细胞中的X、Y这对性染色体，形态和大小差别较大，Y染色体比X染色体要小得多。
(2) 误区二：认为大小、形态相同的染色体一定是同源染色体。
纠正：同源染色体一般大小、形态相同，但大小、形态相同的染色体不一定是同源染色体，如两条姐妹染色单体分离形成的染色体的大小、形态完全相同，但不是同源染色体。
(3) 误区三：认为同源染色体一定要联会，形成四分体。
纠正：联会的染色体一般为同源染色体，但同源染色体不一定会配对、联会。如体细胞进行有丝分裂，在体细胞中始终存在同源染色体，但同源染色体不联会。
目标二　精子与卵细胞形成过程
一、 配子的形成
1．精子的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的精子是在__睾丸__中形成的。
(2) 时间：当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分__精原__细胞就开始进行减数分裂。
(3) [填表]精子形成各时期的主要特点
时期 图像 特征 细胞名称
减数 分裂 前的 间期 一部分精原细胞__体积增大，染色体复制__以及中心体复制 精原 细胞
(续表)
时期 图像 特征 细胞 名称
减数分裂Ⅰ 前期 __同源染色体__两两配对，发生__联会__，形成四分体，四分体的__非姐妹染色单体__之间常发生片段交换
中期 各对__同源染色体__排列在赤道板__两侧__。每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上
后期 在纺锤丝的牵引下，__同源染色体__移向细胞两极，__非同源染色体__自由组合
末期 细胞分裂成两个，每个细胞中染色体数目__减半__ 初级精母细胞
减数分裂Ⅱ 前期 中心体再次复制，发出星射线构成纺锤体，染色体散乱分布在纺锤体中央
中期 每条染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期 着丝粒分裂，__姐妹染色单体__分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末期 — 核仁、核膜重现 次级精母细胞
减数分 裂Ⅱ刚 结束 — __精细__ __胞__
变形 变形后呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动 __精子__
2．卵细胞的形成过程
(1) 场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在__卵巢__中形成的。
(2) 过程：下图中，__a__是卵原细胞，__b、c、d__是初级卵母细胞，__f、h、j__是次级卵母细胞，__e、g、i、k、l、m__是极体，__n__是卵细胞。(填字母)
3．通过下表比较精子和卵细胞形成过程的差异
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
场所 __睾丸__ __卵巢__
原始生殖细胞 __精原细胞__ __卵原细胞__
细胞质的 分裂方式 __均等分裂__ __极体__均等分裂，__初级卵母细胞、次级卵母细胞__不均等分裂
分裂结果 1个精原细胞→__4个精细胞__ 1个卵原细胞→__1个卵细胞__＋3个极体(退化消失)
是否变形 __变形__ __不需变形__
4．精子和卵细胞形成过程的相同点
精子和卵细胞形成过程中，染色体的行为是一致的。请结合精子的形成过程，构建减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA数量变化模型。
(1) 减数分裂过程中染色体、核DNA、染色单体数量变化(以二倍体生物为例)
间期 MⅠ前期 MⅠ中期 MⅠ后期 MⅠ末期 MⅡ前期 MⅡ中期 MⅡ后期 MⅡ末期
染色体 2n 2n 2n __2n__ __2n__→__n__ n n __n__→__2n__ __2n__→__n__
核DNA 2n→4n 4n 4n __4n__ __4n__→__2n__ 2n 2n __2n__ __2n__→__n__
染色单体 0→4n 4n 4n __4n__ __4n__→__2n__ 2n 2n __2n__→__0__ __0__
细胞名称 精(卵)原 细胞 初级精(卵)母细胞 次级精(卵)母细胞、第一极体
(2) 根据以上数据绘制减数分裂相关数据曲线并说明曲线上升、下降的原因。
如下图所示：
上升原因：__着丝粒分裂__
下降原因：__细胞一分为二__
如下图所示：
上升原因：__染色体复制__
下降原因：__细胞一分为二__
如下图所示：
出现原因：__染色体复制__
下降原因：__细胞一分为二；着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色单体数为0__
小结 减数分裂过程的模型构建
教材中对分裂过程的描述属于概念模型，绘制的分裂图像属于物理模型，有关染色体等数据变化的表格、曲线、柱状图属于数学模型，这些模型的熟练转换能帮助我们快速、准确地解决问题。而其中最形象的是物理模型，要善于将其他形式的模型与物理模型对接。
二、 实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．选材：分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢、植物花药。
(1) 适合选择染色体数量__少__(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越__多__，越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2) 宜选用__雄性__(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料，这是因为雄性个体产生的雄配子数量远远__多于__雌性个体产生的雌配子的数量。
3．实验步骤
低倍镜观察→
↓
高倍镜观察→
↓
绘图→根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂__不同时期__的细胞简图
[思考]
植物花药是观察减数分裂的良好材料，下图为水仙减数分裂不同时期图像，请参考“蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片”，对下图照片进行排序：__①→②→③→⑦→⑤→⑧→④→⑥__。
下图是某生物精巢中一个正常分裂的细胞示意图。下列叙述正确的是(　B　)
A．该细胞中含有4条染色单体
B．该细胞名称为次级精母细胞
C．该细胞中DNA复制还未结束
D．该细胞中含有两对同源染色体
解析：图示细胞中有8条染色单体，说明已完成DNA复制，无同源染色体，应为处于减数分裂Ⅱ前期的次级精母细胞。
下图是人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上的DNA含量的变化曲线，下列叙述错误的是(　A　)
A．该图若为有丝分裂，则b～c段细胞染色体数目与核DNA分子数均因复制而加倍
B．该图若为有丝分裂，则d～e段下降的原因是着丝粒分裂
C．该图若为减数分裂，则c～d段的细胞不一定都含有23对同源染染色体
D．该图若为减数分裂，则同源染色体的分离发生在c～d段的某一时期
解析：该图若为有丝分裂，b～c段为间期，间期进行DNA的复制，核DNA数加倍，染色体数目不变，A错误；若该图若为有丝分裂，则d～e段下降的原因是着丝粒分裂，使每条染色体上的DNA含量由2变为1，B正确；c～d段表示每条染色体含2条单体和2个核DNA，该图若为减数分裂，可表示减数分裂Ⅰ整个时期和减数分裂Ⅱ的前期、中期，而减数分裂Ⅱ时期细胞中无同源染色体，所以c～d段的细胞不一定含23对同源染色体，C正确；同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，故其发生在c～d段的某一时期，D正确。
方法规律 根据细胞中核DNA含量判断细胞类型
将曲线(数学模型)与图像(物理模型)结合到一起，可以很快得到结果：
结构与功能观
精细胞变形过程中，头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但线粒体全部保留下来，集中在尾的基部；卵细胞形成过程中，保留了初级卵母细胞中的绝大部分细胞质(见下图)，这些现象对生物的遗传有什么意义？
__提示：精子的遗传物质绝大部分在细胞核内，保留细胞核就能保证将遗传物质传递给下一代；颈部和尾部的出现使精子具备游动能力；丢弃大部分细胞质可避免游动过程中不必要的能量消耗；而全部线粒体集中在尾基部可以更好地提供能量；卵细胞含有大量细胞质，有利于为受精卵的早期分裂提供足够的营养。这些变化都是受精作用正常进行的保障，是生物进化的结果，体现了生物体结构与功能的适应__。
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍。(　×　)
(2) 减数分裂Ⅰ前期的同源染色体中的非姐妹染色单体之间可发生交换。(　√　)
(3) 减数分裂Ⅱ过程中，细胞中不具有姐妹染色单体。(　×　)
(4) 减数分裂中细胞质发生均等分裂的细胞有可能是极体。(　√　)
(5) 可直接用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。(　×　)
(6) 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。(　√　)
(7) 通常情况下，同一个体的不同精原细胞，所含遗传物质不同。(　×　)
三、 学情随堂评价
1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　C　)
A．人的造血干细胞分裂过程中最多可观察到23个四分体
B．一对同源染色体中的姐妹染色单体之间可以发生交换
C．1个四分体中含有2个着丝粒、4条染色单体和4个DNA分子
D．减数分裂过程中，姐妹染色单体随同源染色体的分开而分离
解析：四分体出现在减数分裂过程中，人的造血干细胞只进行有丝分裂，观察不到四分体，A错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交换，进而可以发生基因的重新组合，该过程发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期，B错误；1个四分体中含有2个着丝粒、4条染色单体和4个DNA分子，C正确；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，而有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，D错误。
2．某种植物细胞分裂过程中几个特定时期的显微照片如下，其中甲、乙为减数分裂(甲为减数分裂Ⅰ，乙为减数分裂Ⅱ)，丙为有丝分裂。相关叙述错误的是(　B　)
甲
乙
丙
A．图甲中，细胞内会出现同源染色体两两配对的现象
B．图乙中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
C．图丙中箭头所指的染色体行为有利于遗传物质的平均分配
D．根据染色体的形态、位置和数目识别细胞所处的分裂时期
解析：图乙为减数分裂Ⅱ，细胞不含同源染色体，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，所以染色体数目没有减半，B错误。
3．猕猴(2N)睾丸中某一细胞，其中部凹陷，染色体分布在两极，染色体数为42条，共有22种形态(不考虑染色体变异)。下列叙述正确的是(　A　)
A．该细胞为初级精母细胞，将进行细胞质的均等分裂
B．由于同源染色体之间交换，形成22种形态的染色体
C．该细胞分裂产生的子细胞可以直接参与受精作用
D．该细胞可能处于减数分裂Ⅰ后期或减数分裂Ⅱ后期
解析：初级精母细胞中染色体数应该是2N(猕猴正常体细胞染色体数)，细胞中有同源染色体，会出现22种形态(20种常染色体和X、Y染色体)，精母细胞在减数分裂过程中细胞质都是均等分裂的，A正确。同源染色体之间的交换只是同源染色体上的部分基因交换，不会改变染色体的形态、种类，B错误。该细胞分裂产生的子细胞是精细胞，精细胞还需要经过变形等一系列过程形成精子后才可以参与受精作用，C错误。如果处于减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，细胞中既有常染色体又有两条不同的性染色体(X和Y)，染色体数为42条，共有22种形态(20对常染色体＋X、Y)，符合题干信息；如果处于减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，细胞中染色体数暂时加倍，也可能出现既有常染色体又有两条同型染色体(X或Y)，染色体数为42条，共有21种形态，所以该细胞不可能处于减数分裂Ⅱ后期，D错误。

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