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2.1减数分裂和受精作用

课标要求	课标要求：1. 阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。
学习目标	1.阐明减数分裂、同源染色体、联会、四分体、交叉互换、受精作用等概念的内涵。（生命观念）2.通过曲线、细胞图、文字、列表等形式阐明减数分裂的过程。（科学思维-建模）3.通过列表的形式归纳总结精子形成和卵细胞形成的异同（科学思维-归纳概括）4.分析归纳子代遗传组成多样性的原因。（生命观念之进化与适应观）5.阐明受精作用的过程，说明有性生殖过程中遗传信息通过配子传递给子代。（科学思维）6.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及精子或卵细胞的形成过程示意图，归纳、概括减数分裂的概念及过程。7.模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。8.归纳概括有丝分裂和减数分裂的异同（科学思维-归纳概括）9.比较减数分裂和有丝分裂的模型，能在具体情境中分辨这两种分裂方式（科学思维-建模）
重点与难点	重点：  基本概念、减数分裂的过程难点： 减数分裂与有丝分裂的比较

问题探讨

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。

1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？

2.针对该图，你还能提出什么问题？

• 基本概念及分析
• 完善以下概念

（1）减数分裂：进行___生殖的生物，在产生_______时进行的染色体数目______的细胞分裂。在此过程中，染色体只复制_______，而细胞分裂了_______。结果，成熟生殖细胞中染色体数目比_____________减少一半。

（2）精原细胞：睾丸含有大量精原细胞，是原始的生殖细胞，染色体数目与体细胞________，能进行______分裂产生精原细胞，也能进行____分裂产生精子。

（3）卵原细胞：卵巢含有一定数目的卵原细胞，是原始的生殖细胞，染色体数目与体细胞______，能进行减数分裂产生卵细胞。

（4）成熟生殖细胞（配子）：有性生殖的生物经过________分裂最终产生的细胞，雌性产生________，雄性产生______。

（5）同源染色体：这两条染色体，一条来自________方，一条来自________方，形状和大小一般都_______，称为同源染色体，人体的每个细胞核中具有_______对同源染色体。

（6）联会：________分裂过程中，同源染色体两两_______的现象。

（7）四分体：联会后的每对同源染色体含有________________，叫做四分体。

（8）受精作用：卵细胞和精子相互识别、融合成为_________________的过程。

（9）受精卵（合子）：由__________________________________而成的细胞，是子代的第一个细胞。

• 分析以下问题

（1）染色体和染色单体之间是什么关系？

（2）该细胞中有条个染色体？有几条染色单体？

（3）区别姐妹染色单体和非姐妹染色单体，一对姐妹染色单体之间在遗传物质的组成上有什么特点？什么时期存在姐妹染色单体？

（4）区别同源染色体和非同源染色体

①大小相同的一定是同源染色体么？

②同源染色体一定大小相等么？

③一条来自父方，一条来自母方就一定是同源染色体么？

④同源染色体一定一条来自父方，一条来自母方吗？

⑤能联会的染色体一定是同源染色体？

⑥同源染色体一定能联会？

图1                   图2                        图3

• 写出联会的概念？

（7）写出四分体的概念？

1个四分体＝  对同源染色体＝  条染色体＝  条染色单体＝  个DNA分子＝  条脱氧核苷酸链

（8）写出染色体互换的概念？图中那些片段会发生交叉互换？

（9）染色体组的概念

二：减数分裂过程

1. 精子的形成过程         

细胞名称	时期	细胞图(染色体4条)	该时期特点	物质或结构的数目
精原细胞	减数第一次分裂前的间期	复制           —→		染色体	核DNA	姐妹染色单体	同源染色体	染色体组
	减数第一次分裂	前期	联会期      四分体期
中期
后期
前期
	减数第二次分裂
中期	以任一个细胞为例：(有     种可能性)
后期	以任一个细胞为例：(有     种可能性)
精细胞	子细胞
精子

2.比较精子形成和卵细胞形成的过程

	场所	细胞质分裂方式	产生生殖细胞	生殖细胞是否变形	相同点
精子形成
卵细胞形成	卵巢		一个卵细胞	不变形

3总结减数分裂中染色体的下列行为分别发生在什么时期。

①染色体复制：                 ②联会：                                    

③同源染色体分离：             ④着丝点粒裂：                               

⑤染色单体分离：             ⑥染色体数目减半：                            

⑦染色体交叉互换：                           

4.思考

①减数分裂中染色体减半发生在哪个时期？减半原因什么？

②1个精原细胞经减数第一次分裂产生     个     种       级精母细胞

③1个精原细胞经减数分裂产生     个     种精子，这些精子间什么关系？

④在雄性体内可能存在两个Y染色体的细胞处于什么时期？有没有一定存在两个Y染色体的时期？  

⑤减数分裂形成的配子中，得到初级精母细胞的？次级精母细胞得到初级精母细胞的？

5.受精作用

（1）概念：

（2）过程：精子的_______进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞__________会发生复杂的生理反应，以阻止_______________→精子的__________与卵细胞的____________融合→二者的____会合在一起。

（3）结果：受精卵中的染色体数恢复到_________中的数目，其中有一半的染色体来自_________，另一半来自__________；而_______________几乎全部来源于______。若精子和卵细胞的都是2ⁿ种，则理论上受精卵有___种

（4）受精作用和减数分裂的意义是什么？

思考：①受精卵中的遗传物质的来源是什么？

②细胞质遗传有何特点？原因是什么？

三：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片

1.当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？

2.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？

3.你是通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？

4、实验注意事项

(1)宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：

(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为        的不同细胞分裂图像。

【例1】（2021江苏启东市高三期末）（不定项）下图是显微镜下观察到的某植物（2N=16）花粉母细胞减数分裂图像，相关叙述正确的是（     ）

A. 细胞分裂的先后顺序是图1→3→2     B. 图1细胞中存在8个四分体

C. 图2每个细胞中含4对同源染色体    D. 图3细胞中可能正发生等位基因的分离

【例2】(2020年江苏卷)（不定项）有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥（2n=10）花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是（     ）

A. 图甲、丙中细胞处于减数第一次分裂时期  

B. 图甲细胞中同源染色体已彼此分离

C. 图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近

D. 图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁

四、减数分裂和有丝分裂分析

1.比较减数分裂和有丝分裂

比较项目	减数分裂	有丝分裂
分裂的细胞
细胞分裂次数
同源染色体的行为
非同源染色体的行为
子细胞染色体数目
子细胞名称和数目
子细胞间遗传物质是否相同
相同点

2.细胞图辨别

前期

中期

后期

分析各个细胞所处的时期和名称，思考判断的关键是？

【例3】下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图。请根据图回答问题：

（1）按照先后顺序把有关减数分裂的号码排列起来________________。

(2)此动物的正常体细胞中有______对同源染色体。

(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图_________。

(4)在上述图中，属于初级精母细胞的是图_________。

(5)上述分裂图中，每条染色体上只含一个DNA分子的是图_________。

【例4】典型例题如图表示某种动物不同个体中处于不同分裂时期的细胞，下列有关叙述错误的是   (　　)

A．四个细胞中均有同源染色体

B．与减数分裂Ⅱ中期相比，乙、丁细胞中染色体数目暂时加倍

C．甲、丙细胞均可表示处于减数分裂Ⅰ后期的细胞

D．丁细胞所处时期不发生非姐妹染色单体间的互换

【例5】图1所示为含两对同源染色体的某动物的初级精母细胞，其减数分裂过程中，同源染色体发生互换形成了如图2所示的四个精细胞，则来自同一个次级精母细胞的是

A．①②     B．①③  

 C．②③    D．③④

3.曲线图（减数分裂和有丝分裂）

①核DNA数目

②染色体数目

③同源染色体数目

④染色体组的数目

⑤每条染色体上DNA的数目、染色体与DNA的比例、染色单体

⑥综合曲线

4、柱状图分析

              图1

        图2

               图3

①分析上图中柱状图表达的分裂时期

②图3中，哪些时期一定含有同源染色体，哪些时期可能含有同源染色体，哪些时期一定没有同源染色体？

【例6】细胞内的黏连蛋白主要集中在染色体的着丝粒位置，可将姐妹染色单体连在一起。细胞分裂过程中，细胞会产生水解酶将黏连蛋白分解。下图表示某雄性动物不同时期细胞中染色体数、核DNA分子数、同源染色体对数。下列叙述正确的是（    ）

A．C类型细胞为精原细胞或次级精母细胞

B．基因突变主要发生在c→b过程中

C．互换、自由组合均可发生在b类型细胞中

D．黏连蛋白被水解发生在d→a、e→d过程中

五：配子多样性

1自由组合        时期：                                     结果：

思考：（以下基因位于不同对的同源染色体上，且不考虑基因突变和交叉互换）

①一个基因型为AaBb的精原细胞，能形成几个几种类型的精子？类型是？

②一个基因型为AaBb的雄性个体，能形成几种类型的精子？类型是？

③一个基因型为AaBb的精原细胞，形成了一个精子的基因型为Ab的精子,则同时形成的其它三个精子的基因型为？

④一个基因型为AaBb的卵原细胞，能形成几个几种类型的卵细胞？类型是？

⑤一个基因型为AaBb的雌性个体，能形成几种类型的卵细胞？类型是？

⑥某生物体有N对同源染色体，可以形成多少种染色体组成不同的配子？

⑦某生物体有N对等位基因，可以形成多少种基因组成不同的配子？

2.交叉互换

时期：

结果：

思考

①如图2所示的精原细胞能产生几种配子

    ②若不发生交叉互换能产生几种配子？

③某个体产生AB、Ab、aB、ab四种配子的比例为4:1:1：4，说明什么？其自交后代纯合子的概率是？

④基因型为AaBb的生物（只考虑基因在常染色体上），基因的位置有哪些可能？如何设计实验证明？

若不考虑交叉互换

若考虑交叉互换

3．染色体数目变异

思考：以下两对基因位于两对染色体上

①一个基因型为AaBb的精原细胞，产生一个基因型为Aab的精子，则其他三个精子的基因型为?该种现象发生的原因最可能是？

②一个基因型为AaBb的精原细胞，产生一个基因型为aab的精子，则其他三个精子的基因型为？该种现象发生的原因最可能是？

③一个基因型为aaBb的精原细胞，产生一个基因型为aab的精子，则其他三个精子的基因型为？该种现象发生的原因可能是？

④一个基因型为AaX^BX^b的卵原细胞，产生一个基因型为AaaX^b的卵细胞，则其他三个极体的基因型为？该种现象发生的原因最可能是？

⑤一个基因型为AaBb的精原细胞，形成的精子有三种基因型，可能的原因是？

⑥减数分裂产生配子中染色体组合多样性的原因是什么？

【例7】将一对灰体长翅、黑体残翅果蝇杂交，子一代全为灰体长翅果蝇。用子一代雌蝇进行测交，子二代为灰体长翅：黑体残翅：灰体残翅：黑体长翅=42：42：8：8。推测雌蝇进行减数分裂的卵原细胞中，能发生互换的约占（    ）

A．4% B．8% C．16% D．32%

【例8】减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入1个或2个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。基因型为Aa的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。上述精原细胞形成的精子与基因型为Aa的卵原细胞正常减数分裂形成的卵细胞结合形成受精卵。已知A、a位于常染色体上，不考虑其他突变，上述精子和受精卵的基因组成种类最多分别为（    ）

A. 6；9 B. 6；12 C. 4；7 D. 5；9

【例9】近些年，研究人员在雌性哺乳动物细胞减数分裂研究中有一些新发现，具体过程如图1所示（部分染色体未标出，“o”代表着丝粒）。请据图回答下列问题。

(1)图1中细胞②的名称为_____________，此时细胞内同源染色体经常发生__________________。

(2)与“常规”减数分裂相比，“逆反”减数分裂中染色体行为的主要特征是_________________。

【例10】我们每个人的生命都诞生于受精卵。研究发现，在受精卵形成后的第一次分裂过程中，细胞以“双纺锤体”的形式进行分裂。来自父母双方的染色体并非携手共进，而是每

一套亲代染色体各有一个对应的纺锤体。而“双纺锤体”在形成过程中可能出现异常，分裂产生异常子细胞，如图所示。

回答下列问题: .

(1)与高等植物细胞相比,在哺乳动物细胞有丝分裂的过程中，与纺锤体的形成密切相关的

细胞器是                。

(2)据图可知，哺乳动物受精作用发生在               (填“有丝”、“无丝”、“减数

分裂I”或“减数分裂II”)分裂过程中。受精卵第一次正常分裂时，在两个纺锤体的各自牵引下，      __       (填 “同源染色体”或“姐妹染色单体”)分离，均分到两个子细胞中。

(3)图中的甲、乙两种异常分裂现象分别表现为               。

A.两个纺锤体牵引不同步    B.两个纺锤体方向不一致  C.形成了两个纺锤体     D.着丝粒不分裂

(4)在异常子细胞甲中存在两个细胞核①和②，①和②中DNA含量           (填“相同”

或“不同”)，携带的遗传信息____           (填 “相同”或“不同”)。

(5)图中异常子细胞甲与正常子细胞中携带的遗传信息            (填“相同”或“不同”)。

(6)请推测图中异常子细胞乙最可能是              。