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2015-2016学年高中生物 第2章 第1课时 基因和染色体的关系 减数分裂课件


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1课时 减数分裂

教师参考
新课导入 导入1:甲图是某果蝇的染色体组成,根据有丝分裂的特点判断该果蝇进行有 丝分裂产生的细胞,其染色体组成是乙图的哪一种? 提示:A。 人的个体发育的起始点是什么? 提示:受精卵。 初中学过受精卵是精子与卵细胞结合形成的。那么精子和卵细胞会不会是 通过有丝分裂而来的?显然不是,它是怎样产生的呢?引出减数分裂。 导入2:每个人的发育起点都是受精卵。假如精子和卵细胞都是通过有丝分 裂形成的,那么,子女体细胞中的染色体不就比父母的多了一倍吗?人的染色 体若会一代一代成倍地增加,照这样推算,孔子的第30代后人的体细胞就会 有46×230条染色体,可事实并不是这样,孔子的第30代后人的体细胞的染色 体仍是46条,为什么?导入课题。

自主学习 要点探究

自主学习
学习目标: 1.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。 2.举例说明配子的形成过程。 3.使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。

知识梳理
一、减数分裂的概念 范围 时期 过程 结果 进行 有性生殖 的生物 产生 成熟生殖细胞 时 染色体只复制 一 次,而细胞连续分裂 两 次

形成的成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞 减少一半 .

?选择? 下列关于减数分裂的叙述,正确的是( B.染色体复制两次,细胞分裂一次 C.产生的子细胞中染色体数目减半 C ) A.减数分裂是一种特殊的有丝分裂,也有细胞周期

D.精(卵)原细胞只可进行减数分裂
二、精子的形成过程 1.场所: 睾丸 。

2.过程

3.精子的形成:精细胞要经过复杂的
?判断?

变形 才能成为精子。

(1)减数第一次分裂前的间期与有丝分裂间期相同,完成了DNA复制和有关蛋 白质合成。( √ ) (2)减数第一次分裂完成后染色体数目减半。( (3)着丝点分裂使同源染色体分离。( 三、哺乳动物卵细胞的形成过程 1.形成场所: 卵巢 。 2.形成过程 × ) × ) √ )

(4)减数第一次分裂与减数第二次分裂之间染色体需复制一次。(

?判断? (1)卵细胞形成中,细胞质都是均等分裂的。( (2)卵细胞形成过程中,不需要变形。( ( √ ) √ ) × )

(3)一个卵原细胞只能产生1个卵细胞,而一个精原细胞能形成4个精细胞。

四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

目的要求 材料用具

通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同阶 段的 染色体 的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解 蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,显微镜

低倍显微镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别初级精 母细胞、 次级 精母细胞和精细胞。 低倍 初级精母细胞中染色体数为2n,每条染色体包含2条姐妹染色单 镜下 体;次级精母细胞中染色体数为n,每条染色体包含2条姐妹染色 观察 方法 单体(减数第二次分裂后期及末期的细胞除外);精细胞中染色体 步骤 数为n,无染色单体
高倍 先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次 镜下 分裂中期、后期的细胞,再在高倍镜下仔细观察 染色体 的形 观察 态、位置和数目,看看还能不能找到减数分裂其他时期的细胞 绘制细 胞简图 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

?选择? 下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中,错误的是( D ) A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂 B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象

C.能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象
D.用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象

要点探究
要点一 减数分裂中有关概念辨析
教师参考

问题引领:
1.大小相同的两条染色体是同源染色体吗? 2.四分体中的“四”是指什么?它与染色体的数量关系是什么?

1.同源染色体和非同源染色体
同源染色体 来源 形态 大小 关系 一条来自父方,一条来自母方 一般相同(X 染色体和 Y 染色体例外) 在减数分裂过程中进行两两配对的两 条染色体 非同源染色体 既可来自父方,也可来自母方 一般不相同 在减数分裂过程中不能配对的 染色体

比较

① 1 和 2 、3 和 4 分别属于一对同源染色体 ② 1 和 3 、2 和 4、1 和 4、2 和 3 分别属于非同源染色体 ③ 5 和 6(7 和 8)不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是一对姐妹染色 单体分开后形成的两条相同的子染色体

2.联会和四分体

(1)联会:在减数第一次分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。 (3)二者数量关系:四分体的个数=配对的同源染色体的对数。

【典例1】 如图所示为某雄性动物正在进行分裂的细胞图,细胞内的同源染
色体正在配对。请据图回答: (1)细胞中有 条染色体, 条染色单体, 。 染色 。 个DNA分子,

个四分体。
(2)减数第一次分裂时,能配对的染色体是 (3)图中共有 体;③与⑤是 对同源染色体,③与④是 染色体。①的非同源染色体是

解析:图示中有3对同源染色体,3个四分体,因每个四分体上有4条染 色单体,所以图中染色单体数为12,每条染色单体上有一个DNA分子, 因此DNA分子数为12。能配对的染色体是同源染色体,除了同源的以 外其他都是非同源染色体,①与③或④或⑤或⑥是非同源染色体,同 理③与⑤或⑥或①或②是非同源染色体。 答案: (1)6 12 12 3 (2)①和②、③和④、⑤和⑥(3)3 同源 非同源 ③或④或⑤或⑥

备选例题 关于如图的叙述,不正确的是( B ) A.在前期时,④与⑦、⑤与⑥联会,形成两个四分体 B.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体 C.④是一条染色体,包含两条染色单体①和③,它们通过一个着丝点② 相连 D.细胞中含有两对同源染色体,其中④和⑦为一对同源染色体
解析:图中④和⑦为一对同源染色体,⑤和⑥也为一对同源染色 体。每条染色体均包含两条姐妹染色单体,且染色体的着丝点 均位于赤道板两侧,表示处于减数第一次分裂中期;在减数第一 次分裂前期时,同源染色体两两配对,发生联会,形成四分体;在 减数第一次分裂后期时,同源染色体分离,移向同一极的染色体 均不含同源染色体。

【题组演练】 1.下列关于联会和四分体的说法正确的是( B )

A.联会的染色体经过复制形成四分体
B.四分体中的两个染色体是同源染色体 C.联会时期的染色体是不含染色单体的

D.一个四分体含有四个染色体
解析:减数分裂间期染色体复制,前期同源染色体联会形成四分体, 即一个四分体含有两个染色体,这两个染色体是同源染色体,且每条

染色体含有2条染色单体。故选B。

2.(2015广东汕头期末)成对的同源染色体与姐妹染色单体的共同点是
( B ) A.减数分裂时同源染色体与姐妹染色单体均能联会配对

B.它们的形态、大小可能是相同的
C.它们所含的基因都是相同的 D.一对同源染色体与一对姐妹染色单体所包含的DNA分子数都是相同的 解析:减数分裂同源染色体发生联会配对,姐妹染色单体是复制而 来,由一着丝点连接在一起,不发生配对,A错误;同源染色体与姐妹 染色单体形态、大小可能是相同的,所以B正确;姐妹染色单体上若 没有发生变异,则所含的基因是相同的,而同源染色体上不一定,所 以C错误;一对同源染色体所包含的DNA分子数为2或4条,而一对姐 妹染色单体所包含的DNA分子数是2条,所以D错误 。

要点二

减数分裂过程的比较及染色体与DNA含量的变化

教师参考

问题引领:
1.减数第一次分裂与第二次分裂的区别有哪些? 2.用曲线直观地表示减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量的 区别。

1.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较 名称 项目 着丝点 减数第一次分裂 不分裂 减数第二次分裂 分裂

染色体
DNA数目 染色体 主要行为

2n→n,减半
4n→2n,减半 同源染色体 联会、分离

n→2n→n,不减半
2n→n,减半 染色单体分开

同源染色体





2.减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线分析

(1)在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后 (FH和fh段),染色体∶核DNA=1∶1。 (2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf 段),染色体∶核DNA=1∶2。

(3)各关键点变化的原因:
BC段——DNA复制; DE(de)段——同源染色体分离;

Ff′段——着丝点分裂,姐妹染色单体分开;
H(h)点——姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。

【典例2】如图表示某哺乳动物精子形成过程中,一个细胞内染色体数目 的变化,下列各项描述正确的是( )

A.AB段和EF段染色体数目相等,均包含N对同源染色体
B.AB段细胞的名称是初级精母细胞,CG段细胞的名称是次级精母细胞,GH 段细胞的名称是精细胞 C.BC段和FG段均表示染色体数目减半,但原因不同 D.CD段细胞内有N个DNA分子,EF段细胞内有2N个DNA分子

解析:AC段为减数第一次分裂,CG段为减数第二次分裂。由于在AB段 同源染色体分离,所以EF段虽然染色体数目与AB段相同,但EF段无同 源染色体,故A错。GH段细胞为精细胞,需要变形才能成为精子,故B对。

BC段和FG段染色体数目减少的原因都是末期细胞膜从中部凹陷将细
胞缢裂成两个子细胞。BC段由于同源染色体的分离导致DNA数目从4N 减半到2N,故CD段有2N个DNA分子,故D错。 答案:B

方法透析

染色体与DNA变化曲线的判断

备选例题 若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。下列有

关该图的叙述中,不正确的是(

D )

A.a→b可表示DNA复制 B.b→c可表示有丝分裂前期和中期 C.c→d可表示染色体的着丝点分裂 D.d→e可表示减数第二次分裂全过程 解析:d→e表示着丝点分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。而 减数第二次分裂的前期和中期,一条染色体上含有两个DNA分子,其 后期着丝点分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。

【题组演练】
1.如图所示,横轴表示细胞分裂时期,纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染 色体数目的变化情况。据图分析,表示有丝分裂过程中DNA含量变化、染 色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线依 次是( B ) A.④②①③ C.④①②③ B.①④②③ D.①②③④

解析:有丝分裂中DNA复制一次,细胞分裂一次,所以DNA变化为先加 倍再减半恢复原值,故为①;而减数分裂中DNA也复制一次而加倍,

但随着两次分裂要减少一半,故为②;染色体复制后数目不变,但在
着丝点分裂后会加倍,有丝分裂的结果是染色体数目不变,为④;减 数分裂的结果是染色体要减半,为③。

2.(2015福建龙岩一级达标校期末)如图表示雄果蝇体内某细胞分裂过程中, 细胞内每条染色体DNA含量变化(甲曲线)和细胞中染色体数目变化(乙曲线),

下面说法不正确的是(

C )

A.FG段细胞中均不含有同源染色体 B.从曲线的D点开始,单个细胞中可能不含同源染色体

C.该曲线中EF段的形成是由于同源染色体的分离所致
D.导致同一条染色体的两条姐妹染色单体不同的原因可能是在CD段发生交叉 互换

解析:根据表示染色体数目的乙曲线可知该细胞进行减数分裂,
其中AD段表示减数第一次分裂,DH段表示减数第二次分裂。FG段 是次级精母细胞处于后期阶段,因此细胞内不含同源染色体,A正

确。D点后细胞中不含同源染色体,所以B正确。EF是着丝点分裂
染色单体分开成为子染色体,细胞分裂,染色体平均分配到两个 子细胞中所致,所以不是同源染色体分离引起,C错。在CD段若发 生四分体时期交叉互换可能会导致同一条染色体的两条姐妹染 色单体不同,D正确。

要点三

细胞分裂中的图像辨别

教师参考 问题引领: 1.减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂的中期、后期染色 体的形态和数目有什么特点?

2.有丝分裂和减数分裂从染色体的角度分析主要区别是什么?
3.怎样在前、中、后三个时期的图像中辨识出细胞分裂方式?

有丝分裂

减数第一次分裂

减数第二次分裂

图像 前期 分析 ①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同; ①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

图像 中期 分析 ①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同; ①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体

图像 后期 ①与②比较: ①中染色单体分离,②中同源染色体分离; 分析 ①与③比较: ①中有同源染色体,③中无同源染色体; ②与①、③比较:②中有染色单体,①③中无染色单体

【典例3】 图甲、乙、丙分别表示某个生物体内的三个正在分裂的细胞, 请据图回答下列问题。

(1)甲图表示
(2)乙图表示

细胞,处于
期细胞,有

期, 有

条染色


单体,分裂后产生的子细胞名称是

对同源染色体,产生的

子细胞内有
(3)丙图表示

条染色体,细胞名称是
期细胞,细胞名称是 。


,能否由

甲图所示细胞分裂而来?

(4)画出甲图最终产生的生殖细胞内的染色体组成图。

解析: (1)甲图中发生细胞质不均等分配,且同源染色体分离,可 以确定细胞处于减数第一次分裂后期,细胞名称是初级卵母细胞, 其产生的子细胞中体积小的为极体,体积大的为次级卵母细胞。 (2)乙图中着丝点分裂,且细胞的两极均有成对的同源染色体,可 确定是体细胞有丝分裂后期图像。(3)丙图中染色体比甲图减少 一半,且无姐妹染色单体,细胞质均等分配,又由甲图可知该动物 为雌性个体,所以丙图为减数第一次分裂形成的极体处于减数第 二次分裂后期图像。再根据染色体的形态,可推出产生丙图细胞 的初级卵母细胞减数第一次分裂后期时的分裂图像为图一,并非 甲图所示细胞。(4)甲图减数第一次分裂产生的次级卵母细胞染 色体组成如图二,经减数第二次分裂后产生的卵细胞内染色体组 成如图三。

答案: (1)初级卵母 减数第一次分裂后 8 胞 (4) (2)有丝分裂后 4 4 体细胞

极体和次级卵母细

(3)减数第二次分裂后 减数第一次分裂形成的极体 不能

方法透析 图像辨别的“二看法”
?无同源染色体 ? 减数第二次分裂 ? ? ? ? ? ? ? ①出现联会、四分体 ? ? 减数第一 ? ?②同源染色体分离 ? ? ? ? ? ? 次分裂 ③同源染色体着丝点 ? ? ? ? ? 一看有 ? ? ? 位于赤道板两侧 ? 有同 二看同 ? ? 无同源 ? ? 源染 ? 源染色 ? 染色体 ? ?色体 体行为 ? ? ? ? ? ?无上述同源染色? ? ? ? 有丝分裂 ? 体的特殊行为 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

备选例题 下图是来自同一生物体内的某细胞处于四个不同状态的分裂图示。下

列有关叙述正确的是(

C )

A.该生物的正常体细胞中含有16条染色体 B.图①与图③所示细胞中DNA含量比例为1∶2 C.图②、图④所示过程仅发生在某些器官中 D.由图④可知,该生物一定是雄性个体 解析:由图可知,此生物体细胞中应有4条染色体;图①与图③所示细 胞中DNA含量比例为1∶1;图②、图④所示过程为减数分裂,仅发生 在精巢或卵巢中;图④中的细胞处于减数第二次分裂的后期,细胞质 均等分裂,可以是次级精母细胞,也可以是第一极体,该生物不一定 是雄性个体。

方法透析 精子和卵细胞分裂图像的判断

判断方法: 细 不均匀 胞 分 配 均匀

有同源染色体—初级卵母细胞
无同源染色体—次级卵母细胞 有同源染色体—初级精母细胞 无同源染色体—次级精母细胞或极体

【题组演练】
1.关于如图的说法正确的是( C A.此细胞是初级卵母细胞 )

B.此细胞中有染色单体4条
C.此细胞分裂产生的子细胞是卵细胞和极体 D.此细胞中含同源染色体2对,DNA分子4个,染色单体0个 解析:此细胞中不含有同源染色体,也不含有姐妹染色单体,属于减 数第二次分裂后期。由于细胞质的不均等分裂,所以此细胞为次级 卵母细胞,它分裂后产生一个卵细胞和一个(第二)极体,此细胞中含 有4个DNA分子。

2.如图1表示减数分裂过程简图,图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像,
请据图回答: (1)若图1中A为初级精母细胞,则图2中的 处于其②过程中。

(2)若图2中乙细胞产生的子细胞属于图1,则为图1中的
应的C细胞图。



(3)若图2中的甲属于图1中的B过程中的分裂图像,请在图2中方框画出相对

解析:根据题意和图示分析得知:图1中的②是减数第一次分裂,图2 中甲处于减数第二次分裂后期,乙处于有丝分裂中期,丙处于减数第 一次分裂后期,因此,图2中的丙处于其②过程。由于乙细胞进行有 丝分裂,其产生的子细胞仍为体细胞,所以为图1中的精(卵)原细胞。 因图2中的甲是次级卵母细胞,属于图1中的B,则图1中的C是第一极 体。所以在画图时,染色体形状与甲相同,但每一极染色体是3黑1白; 同时细胞质均等分配。 答案: (1)丙 (2)精(卵)原细胞 (3)参照甲图,不同点:细胞质均等分配,每一极染色体3黑1白


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