第2章 第1节 第1课时
课时跟踪 分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．减数分裂中染色体数目减半的原因是( )
A．减数第一次分裂中同源染色体的联会
B．减数第一次分裂中同源染色体的分离
C．减数第二次分裂中染色体着丝粒的分裂
D．减数第二次分裂中同源染色体的分离
【答案】 B
【解析】 减数分裂是指染色体复制一次，细胞连续分裂两次的分裂，其结果是新细胞染色体数目减半。因此染色体数目减半的原因是在减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离，而着丝粒没有分裂，染色体被平均分配到两个子细胞中去。A、C、D错误，B正确。故选B。
2．下列对四分体的叙述正确的是( )
A．一个细胞中含有4对染色体
B．一个细胞中含有4条染色体
C．一个细胞中含有4条染色单体
D．一对同源染色体含4条染色单体
【答案】 D
【解析】 减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，因此一个四分体就是一对同源染色体，由此可判断一个四分体含2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子。
3．在正常情况下，初级精母细胞中不会出现的染色体行为是( )
A．联会 B．互换
C．着丝粒分裂 D．同源染色体分离
【答案】 C
【解析】 在减数第一次分裂前期，初级卵母细胞中的同源染色体会发生联会现象，形成四分体，A不符合题意；在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生互换，B不符合题意；着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期，即次级精母细胞中，C符合题意；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，D不符合题意。故选C。
4．如图表示某二倍体雄性生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是( )
A．是次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期
B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C．该细胞正在进行同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合
D．该细胞将产生两个次级精母细胞
【答案】 A
【解析】 图示表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，该细胞不含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，由题干可知该生物为雄性，故是次级精母细胞，分裂产生的子细胞为精细胞，A正确，D错误；图示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中不含同源染色体，同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期，B、C错误。
5．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发生了互换，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．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂
【答案】 D
【解析】 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发生了互换，则A与a基因此时位于同一条染色体的姐妹染色单体上，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减数第二次分裂的后期，D正确。
6．如图表示一个四分体的互换过程。则下列叙述正确的是( )
A．此过程发生在减数分裂Ⅰ中期同源染色体联会时
B．a和a′属于同源染色体，a和b属于非同源染色体
C．互换发生在同源染色体上的姐妹染色单体之间
D．发生互换的前提是同源染色体配对
【答案】 D
【解析】 图示过程表示四分体时期发生的同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，该过程发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时，A错误；a和a′属于姐妹染色单体，a和b是位于同源染色体上的非姐妹染色单体，B错误；互换发生在同源染色体中的非姐妹染色单体之间，C错误；减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对联会形成四分体，此时同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生互换，D正确。
7．如图为精细胞形成过程中染色体数目的变化曲线。下列相关叙述错误的是( )
A．AB段中可发生联会和染色体片段的互换
B．BC段细胞分裂导致细胞中染色体数目减半
C．CD段细胞不含四分体，但都含有染色单体
D．CD段和EF段细胞中的DNA数目不同
【答案】 D
【解析】 由图可知，图中AB段包括了减数分裂前的间期和减数分裂Ⅰ，在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体进行联会形成四分体，有时会出现四分体中非姐妹染色单体之间互换片段，A正确；BC段可表示初级精母细胞分裂形成次级精母细胞的过程，细胞中染色体数目减半，B正确；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，CD段包括减数分裂Ⅱ前期和中期，细胞中不含四分体，但都含有染色单体，C正确；DE段发生着丝粒分裂，CD段和EF段细胞中的染色体数目不同，但DNA数目相同，D错误。
二、非选择题
8．科研小组在研究小鼠精巢中精原细胞分裂的过程中，测定了不同分裂时期细胞中的染色体数目和核DNA分子数目，结果如表所示，字母a～f表示细胞。请回答下列问题：
染色体数目 核DNA分子数目
N 2N 2N～4N 4N
N a b
2N c d e
4N f
(1)精原细胞进行减数分裂与进行有丝分裂比较，突出特点是_____________ ______________，细胞连续分裂两次，导致生殖细胞____________________。
(2)一定含有同源染色体的细胞是________，含有姐妹染色单体的细胞是__________，可能含有四分体的细胞是________。
(3)b细胞中染色体的特点是________________________________________ ____________________________________________________________________，
b细胞形成该特点的原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)染色体复制一次 染色体数目减半
(2)d、e、f b、(d)、e e
(3)每条染色体含有两条姐妹染色单体，无同源染色体 减数分裂前的间期DNA复制和蛋白质的合成(染色体复制)；减数分裂Ⅰ同源染色体分离，分别进入两个子细胞
【解析】 (1)减数分裂的特点是：染色体复制一次，细胞分裂两次，结果导致生殖细胞染色体数目减半。(2)处于整个减数分裂Ⅰ的细胞和有丝分裂的细胞都一定含有同源染色体，所以一定含同源染色体的是d、e、f。DNA复制后，着丝粒分裂前具有姐妹染色单体，在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，即在间期DNA复制后、有丝分裂前期和中期、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ的前期和中期，都具有姐妹染色单体，d时期为间期DNA分子复制过程，有些细胞还未完成，故b、(d)、e都含姐妹染色单体。四分体是联会的一对同源染色体，减数分裂Ⅰ前期含有，故为e。(3)b细胞处于减数分裂Ⅱ前期、中期，其染色体的特点是无同源染色体，且每条染色体含有两条姐妹染色单体。形成该特点的原因是：减数分裂前的间期DNA复制和蛋白质的合成(染色体复制)；减数分裂Ⅰ同源染色体分离，分别进入两个子细胞。
选择考提升练
一、选择题
1．下列关于四分体和联会叙述正确的是( )
A．联会的染色体经过复制形成四分体，一个四分体包含一对同源染色体
B．联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，一个四分体由4条染色体组成
C．四分体时期位于同源染色体上的姐妹染色单体间可能交换相应片段
D．一个四分体包含了4条染色单体，有4个DNA分子
【答案】 D
【解析】 联会发生在减数分裂Ⅰ前期，而染色体在间期已完成了复制，A错误；联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，一个四分体含一对同源染色体、2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子，B错误，D正确；四分体时期位于同源染色体上的非姐妹染色单体间可能交换相应片段，C错误。
2．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
【答案】 B
【解析】 减数分裂是一种特殊的有丝分裂，在分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂两次，B正确。
3．如某精原细胞有三对同源染色体A和a、B和b、C和c，下列哪四个精子是来自于一个精原细胞的( )
A．AbC、aBC、abc、abc
B．aBc、AbC、aBc、AbC
C．AbC、Abc、abc、ABC
D．abC、abc、aBc、ABC
【答案】 B
【解析】 一个初级精母细胞经过减数第一次分裂，同源染色体分离后形成两种次级精母细胞；每个次级精母细胞经过减数第二次分裂，产生的都是相同的精细胞，经变形形成两个相同的精子，所以基因型AaBbCc的一个精原细胞经正常减数分裂只能形成2种基因型互补的精子。分析各项可知，只有B选项包含两种基因型互补的精子，A、C、D错误，B正确。
4．下列为某二倍体植物处于不同分裂时期的细胞示意图，其中和该植物正常体细胞中染色体、DNA数目都相同的是( )
【答案】 A
【解析】 A图示细胞不含同源染色体，着丝粒已经分裂，为减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体、核DNA数目均与体细胞相同，A正确；B图示同源染色体正在分离，为减数分裂Ⅰ后期，此时细胞内的核DNA是体细胞的2倍，B错误；C图示细胞中同源染色体排列在赤道板两侧，为减数分裂Ⅰ中期，此时细胞内的核DNA是体细胞的2倍，C错误；D图示不含同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上，为减数分裂Ⅱ中期，染色体数是体细胞的一半，D错误。
5．如图所示为处于不同分裂时期的细胞示意图，下列相关叙述错误的是( )
A．a、b、c细胞中都有2条染色体，且都有染色单体
B．a、b、c细胞中都有1对同源染色体
C．c细胞中有1个四分体
D．a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子
【答案】 A
【解析】 a、b、c细胞中都有2条染色体，其中a细胞不含染色单体，b和c细胞都含有染色单体，A错误；a、b、c细胞中都有1对同源染色体，B正确；四分体是由同源染色体两两配对形成的，因此c细胞中有1个四分体，C正确；a细胞中有2个核DNA分子，b、c细胞中均有4个核DNA分子，D正确。
6．在雄性小鼠某腺体发现同时存在甲、乙和丙3种类型细胞，这三种类型细胞的染色体数量比为细胞甲∶细胞乙∶细胞丙＝1∶2∶4。下列推测错误的是( )
A．该腺体属于小鼠的生殖器官
B．细胞甲中会发生同源染色体分离
C．细胞乙可能是次级精母细胞
D．细胞丙进行有丝分裂
【答案】 B
【解析】 三种类型细胞的染色体数量比为细胞甲∶细胞乙∶细胞丙＝1∶2∶4，说明雄性小鼠某腺体能进行有丝分裂和减数分裂，雄性小鼠的生殖器官睾丸可以进行减数分裂和有丝分裂，因此该腺体可能是生殖器官睾丸，A正确；细胞甲已经是减数分裂Ⅱ的细胞或精细胞，没有同源染色体，不会发生同源染色体的分离，B错误；细胞乙可能是处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞，染色体数目与体细胞相同，C正确；细胞丙进行有丝分裂，且处于有丝分裂后期，染色体数是体细胞的两倍，D正确。
7．如图1为某动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化曲线，图2为该动物的一个细胞分裂示意图。下列有关分析错误的是( )
A．图1中CD段表示有丝分裂后期，此时期细胞中含有12条染色体
B．图1中GH段发生的原因是同源染色体分离后分别进入两个细胞
C．图2细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体与核DNA数目相等
D．图2细胞为含3对染色体的次级精母细胞，分裂产生的细胞是精子
【答案】 D
【解析】 分析图1可知，AF段为有丝分裂，FI段为减数分裂；分析图2可知，细胞中含有6条染色体，不含同源染色体，图2所示细胞处于减数分裂Ⅱ后期，由此推断该动物正常体细胞中含有6条染色体。图1中CD段染色体数目加倍，可表示有丝分裂后期，此时期细胞中含有12条染色体，A正确；图1中GH段同源染色体对数变为0，发生的原因是同源染色体分离，然后分别进入两个次级精母细胞，B正确；由上述分析可知，图2细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中每条染色体上只有一个DNA，故该细胞中染色体与核DNA数目相等，C正确；图2细胞为次级精母细胞，含6条染色体，分裂后产生的细胞是精细胞，若要成为精子，还需要再经过变形，D错误。
二、非选择题
8．如图中的A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题：
(1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是①_________________、②_______________、③____________。
(2)C细胞的名称是________________，它含有同源染色体________对。
(3)在上面方框中绘出D→F细胞分裂后期染色体行为的简图，请注意染色体的形态和数目。
【答案】 (1)有丝分裂 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
(2)次级精母细胞 0
(3)如图所示
【解析】 图A表示某雄性动物个体的体细胞；图B中含有8条染色体，含有同源染色体，不含染色单体，处于有丝分裂后期，因此①表示有丝分裂；图C中含有2条染色体，4条染色单体，但是不含同源染色体，处于减数分裂Ⅱ中期，因此②表示减数分裂Ⅰ，③表示减数分裂Ⅱ。C和D是由A经减数分裂Ⅰ同源染色体分离所形成的，所以C、D中含有的染色体应该是“互补”的关系。
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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1课时 减数分裂和精子的形成过程
课标要求 核心素养
1．阐明减数分裂的相关概念。
2．描述精子的形成过程。 1．生命观念：采用结构与功能观，说明减数分裂过程中染色体行为的意义。
2．科学思维：运用模型与建模、归纳与概括的方法，说明精子形成过程。
3．社会责任：分析吸烟对男性精子的影响，形成健康的生活方式。
必备知识 自主梳理
?减数分裂的相关概念
1．同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体：减数分裂过程中________的两条染色体，形状和大小一般都________，一条来自________，一条来自________。
(2)非同源染色体：形状、大小__________，且在减数分裂过程中不进行________的染色体。
2．姐妹染色单体和非姐妹染色单体
(1)姐妹染色单体：同一__________连接着的两条染色单体。
(2)非姐妹染色单体：______________连接着的两条染色单体。
配对
相同
父方
母方
不相同
配对
着丝粒
不同着丝粒
3．联会和四分体
(1)联会：在减数分裂过程中，同源染色体____________的现象。
(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有______条染色单体，叫作四分体。
两两配对
四
?精子的形成过程
1．场所及细胞名称的变化
(1)场所：高等动植物细胞的减数分裂发生在________________内。人和其他哺乳动物的精子是在__________________中形成的。
(2)细胞名称的变化
有性生殖器官
睾丸(曲细精管)
次级精母细胞
2．精子形成过程中各时期染色体的变化
(1)减数分裂前的间期
主要特征：DNA的复制和有关蛋白质的合成
(2)减数分裂的过程
①减数分裂Ⅰ
复制
增大
四分体
非姐妹染色单体
赤道板
分离
自由组合
②减数分裂Ⅱ(已无同源染色体)
赤道板
着丝粒
为什么经减数分裂形成的精子染色体数目减半？
提示：在减数分裂过程中，遗传物质复制一次，细胞分裂两次，导致染色体数目减半。
(1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性。( )
(2)细胞内的同源染色体在细胞分裂过程中都会形成四分体。( )
(3)染色单体因为着丝粒的分裂而消失。( )
(4)同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅱ后期。( )
(5)减数分裂过程中，若染色单体存在，则核DNA数目与染色单体的数目相等。( )
(6)在细胞的有丝分裂与减数分裂过程中染色体都只复制一次。( )
(7)初级精母细胞能进行有丝分裂以增加自身数量，又可进行减数分裂形成精细胞。( )
(8)玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，花粉中有5对同源染色体。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)×
【解析】 (1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，但其不具有周期性。(2)在减数分裂过程中，细胞内的同源染色体会形成四分体，有丝分裂过程中不形成四分体。(4)同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期。(7)精原细胞能进行有丝分裂以增加自身数量，又可进行减数分裂形成精细胞，初级精母细胞只能进行减数分裂。(8)减数分裂形成花粉时同源染色体分离，所以花粉中无同源染色体。
合作探究 能力提升
●情境解读
图形情境：如图为某二倍体高等雄性动物的细胞示意图。
任务一：减数分裂中的相关概念
●合作探究
1．该细胞中有几条染色体？有几对同源染色体？有几个四分体？有几条染色单体？有几个核DNA分子？
提示：4条染色体；2对同源染色体；2个四分体；8条染色单体；8个核DNA分子。
2．同源染色体分别是哪两者之间？非同源染色体分别是哪两者之间？
提示：A与B互为同源染色体，C与D互为同源染色体；A与C、A与D、B与C、B与D均为非同源染色体的关系。
3．a与a′是什么关系？a、b是什么关系？a、c是什么关系？a与a′是在哪个时期形成的？
提示：a与a′互为姐妹染色单体；a、b是同源染色体中的非姐妹染色单体；a、c是非同源染色体之间的非姐妹染色单体；a与a′是减数分裂前的间期形成的。
4．姐妹染色单体之间在遗传物质的组成上有什么特点？为什么？
提示：一对姐妹染色单体上的遗传物质相同。它们由一个染色体复制而来。
●典例剖析
下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是( )
A．同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体
B．同源染色体的大小一定相同
C．四分体在减数分裂和有丝分裂过程中均可出现
D．四分体中的非姐妹染色单体之间常发生互换
【答案】 D
【解析】 配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体，一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，A错误；同源染色体的形状、大小一般都相同，但也有大小不同的，B错误；在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会，联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体，有丝分裂过程中没有四分体出现，四分体中的非姐妹染色单体之间常发生互换，C错误，D正确。
1．右图表示雄性果蝇体内某精原细胞在减数分裂的
某时期部分同源染色体的示意图，数字和字母表示基因。
下列有关叙述正确的是( )
A．此图可表示减数分裂Ⅰ前期，图中有1个四分体，4个核DNA
B．图中的1、2是一对等位基因，3与4是一对等位基因
C．减数分裂时，3与4所在的染色单体片段可能发生互换
D．同源染色体在有丝分裂和减数分裂过程中均会发生联会
【答案】 A
【解析】 题图可表示减数第一次分裂前期，此时DNA复制已经完成，图中有1对同源染色体，1个四分体，4个核DNA，A正确；图中的1与2是复制得到的相同基因，3和4是复制得到的相同基因，B错误；染色单体的片段互换发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；联会现象只出现在减数分裂过程中，D错误。故选A。
●归纳提升
1．减数分裂中几组概念的辨析
第一组 同源染
色体 配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。如图甲中的A和B、C和D
非同源染色体 形状和大小一般不相同，来源可能相同也可能不同。如图甲中的A和C、A和D(C和B、B和D)
第二组 姐妹染色单体 连在同一个着丝粒上的染色单体。如图乙中的1和2、3和4、5和6、7和8
非姐妹染色单体 连在不同的着丝粒上的染色单体。如图乙中的1和3、4、5、6、7、8
第三组 联会 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含有四条染色单体。如图乙中A和B构成一个四分体，C和D构成一个四分体
2．同源染色体的形态和大小未必相同
如XY型的生物，雄性有两条异型的性染色体X和Y，这两条染色体形态和大小虽然不同，但它们也是一对同源染色体。
●情境解读
图形情境：如图为雄性动物体内精子形成过程的模式图(以染色体数目2n＝4为例)，请分析回答下列问题。
任务二：精子的形成过程
●合作探究
1．图中b、c分别表示什么细胞？
提示：b为初级精母细胞，c为次级精母细胞。
2．同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合分别发生在什么时期？
提示：均发生在减数分裂Ⅰ的后期。
3．染色体数目减半和染色单体消失分别发生在图中哪个过程？
提示：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ(D→E1、E2)；染色单体消失发生在减数分裂Ⅱ(F1→G1、F2→G2)。
4．细胞G1、G2中有没有同源染色体和染色单体？
4．细胞G1、G2中有没有同源染色体和染色单体？
提示：细胞G1、G2中既没有同源染色体也没有染色单体。
5．同源染色体非姐妹染色单体互换发生在哪个细胞中？如果发生互换，会形成几种精细胞？如果不发生互换会形成几种精细胞？
提示：细胞B；4种；2种。
6．经减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞中染色体在形态、大小上有什么特点？
提示：两个次级精母细胞中染色体(一般情况下)形态大小一一对应、两两相同。
●典例剖析
某动物的基因型为AaBb，这两对基因的遗传符合自由组合定律。若它的一个精原细胞经减数分裂(不考虑交换)后产生的四个精细胞中，有一个精细胞的基因型为AB，那么另外三个的基因型分别是( )
A．Ab、aB、ab B．AB、ab、ab
C．ab、AB、AB D．AB、AB、AB
【答案】 B
【解析】 根据减数分裂的特点，精原细胞经减数分裂Ⅰ，同源染色体分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，产生基因型不同的2个次级精母细胞；1个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ，着丝粒分裂，最终产生1种2个精子，因此，1个精原细胞经减数分裂共产生2种4个精细胞。分析可知，某动物的基因型为AaBb，这两对基因独立遗传，则它的一个精原细胞基因型也为AaBb，此精原细胞经过减数分裂形成了一个基因型为AB的精细胞，说明在减数分裂Ⅰ的后期，每对同源染色体彼此分离，即含A与a的染色体分开，含B与b的染色体分开，同时非同源染色体自由组合，即含A与B的染色体组合，含a与b的染色体组合，故此精原细胞经过减数分裂形成了一个基因型为AB的精细胞的同时，那么另外3个精细胞为AB、ab、ab，B正确。
2．如图是处于某分裂时期的动物细胞示意图。下列相关
叙述错误的是( )
A．该细胞处于减数分裂过程中
B．该细胞产生的子细胞是两个相同的次级精母细胞
C．该细胞正在进行同源染色体分离和非同源染色体自由组合
D．该细胞含有4条染色体
【答案】 B
【解析】 图示细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期；该细胞的细胞质均等分裂，说明该动物的性别为雄性。且图示细胞正在进行同源染色体分离和非同源染色体自由组合，A、C正确；该细胞产生的子细胞是两个次级精母细胞，但两个细胞的遗传信息一般不同，B错误；由图可知，该细胞含有4条染色体，8条染色单体，8个核DNA分子，D正确。
●归纳提升
1．图解一个精原细胞产生四个精子的种类
(1)当涉及两对染色体上的两对等位基因时
不发生互换时，一个精原细胞最终产生四个、两种精子；一个个体可产生许多个、4种精子。
发生互换时，一个精原细胞最终产生四个、四种精子；一个个体可产生许多个、4种精子。
(2)当涉及一对染色体上的两对等位基因时
不发生互换时，一个精原细胞最终产生四个、两种精子；一个个体可产生许多个、4种精子。
发生互换时，一个精原细胞最终产生四个、四种精子；一个个体可产生许多个、4种精子。
2．减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)
比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
分裂前的间期DNA的复制与否 复制 不复制
同源染色体 有 无
着丝粒变化 不分裂 分裂
比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
染色体主要行为 ①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极
染色体数目 2n→n n→2n→n
核DNA数目 4n→2n 2n→n
染色单体数 4n→2n 2n→0
●情境解读
科普介绍：结合(2N＝4)减数分裂不同时期的细胞图，思考讨论完成下列问题。
任务三：减数分裂中相关物质数量变化规律
●合作探究
1．分析各时期细胞中染色体数目变化，完成表格
分期时期 细胞名称 染色体数目 核DNA数目
减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
分裂结束
提示：
分期时期 细胞名称 染色体数目 核DNA数目
减数分裂前的间期 精原细胞→初级精母细胞 4 4→8
减数分裂Ⅰ 初级精母细胞 4 8
减数分裂Ⅱ 次级精母细胞 2→4 4
分裂结束 精细胞(精子) 2 2
2．根据各时期细胞中染色体和核DNA数目变化，将数据分别转化为坐标曲线图。
提示：
3．染色体和核DNA数目增加分别在什么时期？其原因主要是什么？
提示：染色体数目增加发生在减数分裂Ⅱ后期着丝粒的分裂，核DNA数目增加发生在减数分裂Ⅰ前的间期DNA的复制。
4．染色体和核DNA数目均与体细胞数目相同在哪些时期？
提示：间期中的G1期减数分裂Ⅱ的后期和末期。
5．减数分裂中染色体∶核DNA数＝1∶2有哪些时期？
提示：减数分裂Ⅰ，减数分裂Ⅱ的前期和中期。
●典例剖析
如图表示某哺乳动物精子的形成过程中，一
个细胞内染色体数目的变化。下列有关叙述正确
的是( )
A．AB段和EF段细胞内的染色体数目相同，核DNA分子数也相同
B．BC段表示分离的同源染色体分别进入两个子细胞，DE段表示着丝粒分裂
C．AB段细胞的名称是初级精母细胞，CG段细胞的名称是精子
D．CD段含有同源染色体，染色体数是核DNA分子数的1/2
【答案】 B
【解析】 由题分析可知，AB段细胞内有2N条染色体，核DNA分子数可能为4N个；BC段分离的同源染色体分别进入两个子细胞，使得一个细胞内染色体数目减半；CD段不含同源染色体，有N条染色体，核DNA分子数为2N个；DE段着丝粒分裂，导致染色体数目暂时恢复；EF段细胞内有2N条染色体，核DNA分子数为2N个，A、D错误，B正确；AC段表示减数分裂前的间期和减数分裂Ⅰ，包含了精原细胞和初级精母细胞；CG段表示减数分裂Ⅱ，细胞名称是次级精母细胞，C错误。
3．人的体细胞有46个染色体，在一般情况下，它的初级精母细胞、次级精母细胞、精子所含有的DNA分子数依次是( )
A．92、46、23 B．92、92、23
C．46、23、23 D．46、46、46
【答案】 A
【解析】 初级精母细胞中一条染色体上2个DNA，则46条染色体所含DNA分子数是92个，因此初级精母细胞中含有92个DNA分子；经过减数第一次分裂，细胞中的核DNA数目减半，次级精母细胞中所含DNA分子数为46个；次级精母细胞经过减数第二次分裂，核DNA数目减半，形成的精子含有23个核DNA分子。故选A。
●归纳提升
1．减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目和核DNA含量的变化
(1)模型(如下图)
(2)模型分析
①染色体数目的变化和核DNA分子含量的变化不是完全平行的，因为复制后的染色体数目没加倍，而核DNA分子含量已加倍。
②在DNA复制之前(AB段和ab段)和减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之后(FH段和fh段)，染色体∶核DNA分子＝1∶1。
③在完成DNA复制之后到减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂之前(CF段和cf段)，染色体∶核DNA分子＝1∶2。
④BC(bc)段表示DNA(染色体)的复制，核DNA分子含量加倍，但是染色体数目不变。
⑤DE(de)段表示减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内核DNA分子和染色体数目均减半。
⑥ff′段表示着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为染色体，染色体数目加倍，但是核DNA分子含量不变。
⑦H(h)点表示减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体平均分配到两个子细胞中。
2．每条染色体中DNA含量的变化
(1)模型(如图)
(2)模型分析
①BC段对应减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前期、减数分裂Ⅱ中期。
②CD段对应减数分裂Ⅱ后期。
③DE段对应减数分裂Ⅱ末期。
3．减数分裂中相关柱形图
课堂达标 巩固训练
1．某雄性个体的某个精原细胞内含有A、a、B、b四个基因，分别位于如图所示的四条染色体上，已知此精原细胞经减数分裂和变形最终形成的一个精子的基因组成为aB，则其产生的另外3个精子的基因组成分别为( )
A．aB、Ab、Ab或ab、Ab、AB
B．Aa、Bb、AB或ab、Ab、AB
C．Ab、aB、ab或ab、Ab、AB
D．aB、Ab、Ab或Ab、aB、aB
【答案】 A
【解析】 一个精原细胞通过减数分裂产生4个精子，如果不发生交换则其产生的4个精子的基因组成分别为aB、aB、Ab、Ab或AB、AB、ab、ab。如果相关基因发生互换，则可以产生aB、ab、Ab、AB四个四种精子。分析后，可知A正确。
2．下图1表示一个雄性果蝇细胞处于减数分裂某时期的部分染色体，图2为与果蝇细胞分裂相关的曲线图。下列相关叙述正确的是( )
A．图1所示细胞为初级精母细胞
B．图1所示细胞的分裂过程伴随着非同源染色体的自由组合
C．处于图2中a～b时期的细胞中存在姐妹染色单体，该阶段细胞中均存在同源染色体
D．图1所示细胞处于图2中b时期之后的时期
【答案】 D
【解析】 图1正在发生着丝粒的分裂，为处在减数分裂II后期的次级精母细胞，A错误；图1所示细胞为减数第二次分裂，该过程为着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，无非同源染色体自由组合，B错误；处于图2中a～b时期的细胞，每条染色体上有2个DNA，说明染色体已经复制过，此时有姐妹染色单体包括减Ⅰ和减Ⅱ前、中期的细胞，但不一定有同源染色体，减数第一次分裂结束无同源染色体，C错误；图1细胞处于减数第二次分裂后期，处于图2中b时期之后的时期，D正确。故选D。
3．下图1是某个雄性高等动物体内细胞分裂的示意图，图2表示该动物细胞中一条染色体上DNA的含量变化。分析回答：
(1)图1中A、B、C三个细胞中含有同源染色体的是_____(填字母)。
(2)图1中的B所示细胞中染色体数和DNA分子数之比为________。
(3)在图2中，a～b段DNA含量发生变化的原因是_______________ ____________________。在A、B、C三图中与b～c段相对应的细胞是图________所示细胞。
(4)C细胞处于____________________时期，分裂产生的子细胞名称为____________。
【答案】 (1)A、B (2)1∶2
(3)在细胞分裂间期，发生了DNA的复制 A、B
(4)减数分裂Ⅱ后期 精细胞
【解析】 (1)由图可知A、B细胞含有同源染色体。(2)图1中的B所示细胞中染色体数为4个，每个染色体上有2个DNA，共8个DNA，所以染色体和DNA分子数之比为1∶2。(3)在图2中，a～b段每条染色体上DNA含量加倍，发生该变化的原因是间期完成了DNA的复制。b～c段每条染色体上含有2个DNA，在A、B、C三图中与之相对应的细胞是A、B细胞，C细胞着丝粒断裂，每条染色体上有一个DNA。(4)C细胞没有同源染色体，且着丝粒断裂，处于减数分裂II后期；由于是雄性动物，因此产生的子细胞名称为精细胞。
课时小结
