高中新教材生物必修2學案第1章第1節(jié)第1課時減數分裂產生精子或卵細胞

第一節(jié)減數分裂和受精作用第1課時減數分裂產生精子或卵細胞課標內容要求核心素養(yǎng)對接闡明減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞。1．生命觀念：理解細胞生命活動的動態(tài)變化，認知生命形成的規(guī)律。2．科學思維：歸納總結各概念之間的關系。一、減數分裂產生精子或卵細胞1．減數分裂可以看做是一種特殊的有絲分裂。2．減數分裂可分為減數第一次分裂和減數第二次分裂兩個主要階段。3．減數分裂的意義(1)子代既能有效地獲得父母雙方的遺傳物質，確保遺傳的穩(wěn)定性，又能保持遺傳的多樣性，增強子代適應環(huán)境變化的能力。(2)減數分裂是生物有性生殖的基礎，也是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要保證。二、減數第一次分裂1．減數分裂前間期(1)主要變化：精原細胞經過生長發(fā)育，體積增大，細胞核中染色體復制(包括DNA復制和有關蛋白質合成)后，發(fā)育成為初級精母細胞(primaryspermatocyte)。(2)結果：完成染色體復制的初級精母細胞中，每條染色體都含有兩條姐妹染色單體(chromatid)，它們呈染色質狀，由一個著絲粒連接。2．減數第一次分裂時期圖像主要變化前期Ⅰ(1)同源染色體聯會形成四分體。(2)聯會時，同源染色體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生對等片段的交換，通過顯微鏡可以觀察到交換后的交叉現象(如左圖)。(3)核仁逐漸消失，核膜逐漸解體，紡錘體出現中期Ⅰ(1)同源染色體成對排列在赤道面的位置上。(2)每條染色體的著絲粒分別與紡錘絲相連后期Ⅰ(1)同源染色體分離，在紡錘絲的作用下，分別移向細胞兩極。(2)每條染色體仍然含有兩條姐妹染色單體末期Ⅰ(1)染色體解螺旋，逐漸變?yōu)槿旧|。(2)核膜、核仁重新出現(3)細胞縊裂，一個初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞。(4)次級精母細胞中染色體數量只有初級精母細胞中的一半3.減數第二次分裂時期圖像主要變化前期Ⅱ(1)染色質再次螺旋化變成染色體。(2)核膜解體，核仁逐漸消失。(3)紡錘體再次出現中期Ⅱ在紡錘絲的作用下，染色體的著絲粒再次排列在赤道面的位置上后期Ⅱ兩條姐妹染色單體分離，在紡錘絲的牽引下，分別移向細胞兩極末期Ⅱ(1)細胞縊裂，兩個次級精母細胞最終分裂成四個精細胞。(2)精細胞中染色體數量為體細胞的一半4.減數分裂與有絲分裂的區(qū)別(1)減數分裂只發(fā)生在有性生殖細胞形成過程中的某個階段。(2)減數分裂前染色體只復制一次，減數分裂時細胞連續(xù)分裂兩次，產生四個子代細胞，結果子代細胞中染色體數量為原先的一半。(3)減數分裂過程中會出現同源染色體配對(聯會)，而同源染色體非姐妹染色單體之間還會發(fā)生交換和重組。5．觀察植物細胞的減數分裂：觀察植物細胞減數分裂的材料很多，常用的是花藥中的花粉母細胞。6．減數分裂概念：進行有性生殖的生物在形成成熟的生殖細胞時所特有的細胞分裂方式。通過減數分裂形成的成熟的生殖細胞在染色體數量上是體細胞的一半。判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．只有進行有性生殖的生物，才能進行減數分裂。 ()2．精原細胞是通過減數分裂形成的。 ()3．減數分裂過程中，配對的染色體一定是同源染色體。 ()4．精子所含染色體數與次級精母細胞相同。 ()5．分裂間期染色體復制，染色體數和核DNA分子數均加倍。 ()6．姐妹染色單體分開后形成的2條染色體是一對同源染色體。 ()[答案]1．√2．×提示：精原細胞可通過有絲分裂進行增殖，通過減數分裂形成成熟的生殖細胞。3．√4．×提示：在后期Ⅱ，著絲粒分裂導致染色體數加倍，此時次級精母細胞中染色體數為精子中染色體數的兩倍。5．×提示：分裂間期染色體復制，染色體數不變，核DNA數加倍。6．×提示：姐妹染色單體分開后形成的2條染色體來自一個親本，不是同源染色體。減數分裂的相關概念在減數分裂過程中，染色體發(fā)生了一系列變化，因而產生了幾組相似的概念，結合下面圖示對這幾組相關概念加以辨析。1．染色體與染色單體(1)染色體數等于著絲粒數(圖中A、B、C、D都是一條染色體，因為它們都只有一個著絲粒)。①復制前：每條染色體上有1個DNA分子；②復制后：每條染色體上有2個DNA分子；③兩種情況下每個細胞中都含有4條染色體。(2)染色單體的形成是DNA復制的結果，圖中a與a′為姐妹染色單體，a與b、b′屬于同源染色體上的非姐妹染色單體，a與c、c′、d、d′屬于非同源染色體上的非姐妹染色單體。2．同源染色體與非同源染色體(1)同源染色體①來源：一條來自父方，一條來自母方。②形狀和大小：一般相同(X、Y不相同)。③關系：在減數分裂過程中進行兩兩配對。④實例：A與B為同源染色體，C與D也為同源染色體。(2)非同源染色體實例：A和C、A和D、B和C、B和D為非同源染色體。3．聯會和四分體聯會是指同源染色體兩兩配對的現象。A和B、C和D正在配對，能配對的一對同源染色體共同構成了一個四分體。此時圖中共有兩個四分體，即四分體的個數＝減數分裂中配對的同源染色體對數。4．同源染色體與四分體四分體是同源染色體的特殊存在形式，其特殊性在于減數分裂過程中同源染色體的聯會配對，此時聯會的一對同源染色體含有四條染色單體，故稱為四分體。即聯會以后的一對同源染色體可組成一個四分體。5．概念之間的數量關系1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子。1．下列關于同源染色體與四分體的敘述，正確的是()A．兩條染色體復制后形成一個四分體B．一對同源染色體就是一個四分體C．同源染色體聯會后形成四分體D．X染色體和Y染色體不是同源染色體C[兩條染色體復制后如不能聯會，則不會形成一個四分體，A錯誤；一對同源染色體只有在減數分裂過程中發(fā)生聯會時，才會形成一個四分體，B錯誤；聯會后的一對同源染色體形成四分體，C正確；X染色體和Y染色體的形態(tài)、大小雖然不同，但能發(fā)生聯會，所以是同源染色體，D錯誤。]2．下圖表示某細胞正在進行正常的減數分裂，有關該圖的敘述正確的是()A．處于減數分裂Ⅰ時期，有4個四分體B．有4對同源染色體，8條染色單體C．1和2、1和3之間均可能發(fā)生交換現象D．減數分裂完成，每個子細胞中只有2條染色體D[該細胞處于減數分裂Ⅰ前期，有2個四分體，A錯誤；細胞內A和B為同源染色體，C和D為同源染色體，有2對同源染色體，B錯誤；交換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，C錯誤；減數分裂完成產生的生殖細胞中染色體數目減半，每個子細胞中只有2條染色體，D正確。]同源染色體的三個認識誤區(qū)(1)不要認為有絲分裂過程中不存在同源染色體，實際上有絲分裂過程中存在同源染色體，只是同源染色體不聯會、不形成四分體，也沒有同源染色體的分離過程。(2)不要認為減數分裂過程中都存在同源染色體，實際上減數分裂Ⅰ過程中存在同源染色體，減數分裂Ⅱ過程中不存在同源染色體。(3)不要認為同源染色體形態(tài)和大小都相同，實際上男性的兩條性染色體形態(tài)和大小不同，但二者在減數分裂過程中能聯會，為同源染色體。減數分裂的過程分析1．細胞分裂圖像的鑒別時期有絲分裂減數第一次分裂減數第二次分裂前期有同源染色體，無聯會，染色體散亂分布有同源染色體，且有聯會和四分體無同源染色體，無聯會，染色體散亂分布中期有同源染色體，染色體的著絲粒排列在赤道面的位置上有同源染色體，同源染色體成對地排列在赤道面的位置上無同源染色體，染色體的著絲粒排列在赤道面的位置上后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，細胞中有同源染色體同源染色體分開，每一極細胞中無同源染色體著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，細胞中無同源染色體2.鑒別細胞分裂圖像的常用方法(1)前期的鑒別(2)中期的鑒別(3)后期的鑒別合作探究：下圖是動物精巢中減數分裂的過程示意圖，請分析回答下列問題：(1)與有絲分裂相比，甲過程染色體有哪些特殊行為？提示：①同源染色體聯會，形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體間發(fā)生互換；③同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合。(2)細胞B、C中有沒有同源染色體？有沒有姐妹染色單體？提示：B、C中無同源染色體，有姐妹染色單體。(3)染色體數目減半和姐妹染色單體的消失分別發(fā)生在圖中的哪個過程？提示：染色體數目減半發(fā)生在甲(減數分裂Ⅰ)過程中，姐妹染色單體消失發(fā)生在乙(減數分裂Ⅱ)過程中。(4)不考慮互換，細胞D、E的染色體組成是否相同？如果考慮互換呢？提示：若不考慮互換，則細胞D、E的染色體組成相同；若考慮互換，則細胞D、E的染色體組成不一定相同。1．(多選)下列關于右圖的敘述正確的是()A．該細胞為減數第一次分裂中期的動物細胞B．④的①和③在減數第二次分裂后期分開C．細胞中含有兩對同源染色體，其中④和⑦為一對同源染色體D．在后期時，移向同一極的染色體均含同源染色體ABC[低等植物或動物細胞中含有中心體，該細胞有中心體，無細胞壁，為動物細胞。減數第一次分裂中期的特征：每對同源染色體排列在赤道面的位置上。染色體的數目＝著絲粒的數目；能進行聯會的兩條染色體為同源染色體，能進行同源染色體聯會的細胞分裂方式一定是減數分裂；在減數第一次分裂后期的細胞中，移向同一極的染色體都是非同源染色體，因為同源染色體發(fā)生了分離。]2．已知某種細胞有G、g和H、h兩對同源染色體。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數分裂過程中可能產生的細胞。其中表示錯誤的是()ABCDD[后期Ⅰ同源染色體分離進入不同的子細胞，后期Ⅱ著絲粒分裂，姐妹染色單體分離后平均移向細胞兩極。如題干圖，A、B所示為處于減數分裂Ⅱ的次級性母細胞圖像，細胞中無大小、形態(tài)相同的同源染色體，A、B均正確；C、D所示圖像為減數分裂結束形成的生殖細胞，D所示圖中含有大小、形態(tài)相同的同源染色體，故D錯誤。]細胞分裂坐標圖1．減數分裂過程中，一個細胞中染色體數目和核DNA含量的變化(1)曲線變化(2)曲線分析①染色體數目的變化和核DNA分子含量的變化不是完全平行的，因為復制后的染色體數目沒有加倍，而DNA分子含量已加倍。②在DNA復制之前(AB段和ab段)和后期Ⅱ著絲粒分裂之后(FH段和f′h段)，染色體∶核DNA＝1∶1。③在完成DNA復制之后到后期Ⅱ著絲粒分裂之前(CF段和cf段)，染色體∶核DNA＝1∶2。④BC(bc)段表示DNA(染色體)的復制，核DNA含量加倍，但是染色體數目不變。⑤DE(de)段表示減數分裂Ⅰ結束時，同源染色體分配到兩個子細胞中，每個細胞內核DNA和染色體數目均減半。⑥ff′段表示著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數目加倍，但是核DNA含量不變。⑦H(h)點表示減數分裂Ⅱ結束后，由姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體分別分配到兩個子細胞中。曲線判斷方法2．每條染色體中DNA含量的變化對上圖曲線的解釋：B→CC→DD→E減數分裂對應時期MⅠ全過程和MⅡ前期、MⅡ中期MⅡ后期MⅡ末期有絲分裂對應時期前期和中期后期末期3.細胞分裂過程中染色體和核DNA數量變化曲線的變式——直方圖直方圖實質上是坐標曲線圖的變形，反映染色體、核DNA或染色單體數量的變化。在直方圖中，染色體和DNA的含量不可能是0，但染色單體會因著絲粒的分裂而消失，所以直方圖中表示的某結構若出現0，則其一定表示染色單體。如圖所示：有絲分裂減數分裂(以精子形成為例)圖注1．(多選)下圖是果蠅的一個精原細胞分裂過程中核DNA分子數的變化圖，下列相關說法正確的是()A．有絲分裂發(fā)生在AE段中，減數分裂發(fā)生在FL段中B．CD段和GH段染色體數目都相等C．GH段都存在染色單體D．最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半ACD[分析曲線變化可知，AE段核DNA分子數一次加倍一次減半，應表示有絲分裂過程，FL段核DNA分子數一次加倍，連續(xù)兩次減半，應表示減數分裂過程，A正確；CD段包括有絲分裂前、中、后期，細胞內染色體數目為8條或16條，GH段為減數分裂Ⅰ，細胞內染色體數目為8條，存在染色單體，B錯誤，C正確；最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半，D正確。]2．圖1表示含有兩對同源染色體的動物組織切片顯微圖像，圖2表示該動物細胞分裂過程中不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的關系。請分析回答下列問題：圖1圖2(1)圖1中，含有同源染色體的細胞是________。細胞②的名稱為____________。(2)圖2中，________(填字母)表示染色單體數。圖1中的細胞________(填序號)處于圖2中的甲時期。(3)在圖2中丙處繪出細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數的柱形圖。[解析]由題干圖可知，細胞①處于減數分裂Ⅰ前期，細胞②處于減數分裂Ⅱ后期，細胞③處于減數分裂Ⅱ前期，細胞④處于有絲分裂中期。 (1)進行有絲分裂和減數分裂Ⅰ的細胞含有同源染色體。細胞②中無染色單體，細胞質不均等分裂，故細胞②表示次級卵母細胞。 (2)圖2中，只有b的數目可以為0，所以b表示染色單體數目；甲的染色體、染色單體和核DNA分子數目分別為4、8、8，則圖1中的①④處于圖2中的甲時期。 (3)細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數分別為2、0、2。[答案](1)①④次級卵母細胞(2)b①④(3)見下圖[課堂小結]知識網絡構建核心語句背誦1．減數分裂的意義在于，子代既能有效地獲得父母雙方的遺傳物質，確保遺傳的穩(wěn)定性，又能保持遺傳的多樣性，增強子代適應環(huán)境變化的能力。2.精原細胞通過有絲分裂增殖，通過減數分裂形成精細胞。3.減數第一次分裂的主要特征：同源染色體聯會形成四分體；四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生交換；同源染色體分離，分別移向細胞兩極。4.減數第二次分裂的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，分別移向細胞的兩極。5.1個四分體包含2條染色體，4條染色單體，4個DNA分子。6.減數分裂前染色體只復制一次，減數分裂時細胞連續(xù)分裂兩次，產生四個子代細胞，結果子代細胞中染色體數量為原先的一半。1．(多選)下列有關減數分裂的敘述，正確的是()A．減數分裂是一種特殊的有絲分裂，也有細胞周期B．減數分裂前染色體復制一次，減數分裂過程中細胞分裂兩次C．產生的子細胞中染色體數目減半D．精(卵)原細胞只可進行減數分裂BC[減數分裂是指在原始生殖細胞(如動物的精原細胞或卵原細胞)發(fā)展為成熟的生殖細胞(如精子或卵細胞)的過程中，細胞分裂兩次，使新產生的生殖細胞中染色體數目減半的過程。精(卵)原細胞自身的增殖方式是有絲分裂。]2．下列有關四分體的敘述，正確的是()A．一條染色體經復制后，含有四條脫氧核苷酸長鏈B．一對聯會的同源染色體含有四條染色單體C．含染色單體的任意兩條染色體D．形狀和大小相同的兩條染色體含有四個DNA分子B[四分體是指每一對同源染色體含有四條染色單體，B正確。]3．如圖為減數分裂過程中細胞核內某物質的變化曲線，下列對此曲線分析正確的是()A．曲線AB段正在進行DNA復制B．曲線BC段完成了著絲粒分裂C．曲線DE段可能出現同源染色體互換現象D．曲線FG段細胞內的著絲粒數目和體細胞一致A[曲線AB段表示減數第一次分裂前的間期，此時正在進行DNA復制，A項正確；曲線BC段表示減數第一次分裂，該過程中沒有著絲粒的分裂，B項錯誤；曲線DE段表示減數第二次分裂，該過程中不會出現同源染色體的互換，因為同源染色體的互換發(fā)生在減數第一次分裂前期；曲線FG段細胞內的著絲粒數目是體細胞的一半。]4．下圖曲線表示某生物(2n＝4)的體細胞分裂過程及精子形成過程中某些物質含量的變化。a～e分別表示分裂過程中的某時期的細胞分裂圖。請據圖回答下列問