第一章 染色体在有性生殖中的变化
第一节 减数分裂与配子形成
学习目标 1.掌握减数分裂的概念。(重点) 2.掌握减数分裂过程中DNA分子、染色体数目的变化及细胞形态的改变。 分析有丝分裂和减数分裂的区别与联系。(重难点) 观察细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。
一、减数分裂
1．精子的形成过程
(1)范围：进行有性生殖的生物。
(2)时期：产生成熟生殖细胞过程中。
(3)特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。
(4)过程(以精细胞形成过程为例)
间期 细胞体积增大，染色体复制，形成姐妹染色单体
2．结果：产生的子细胞即生殖细胞内染色体的数目是体细胞染色体数目的一半。
二、配子的形成
1．精子的形成
(1)形成场所：睾丸。
(2)过程
精原细胞精细胞精子。
2．卵细胞的形成
(1)形成场所：卵巢。
(2)形成过程
1个卵原细胞(染色体数：2n)
↓
间期：细胞体积增大、染色体复制
3．精子和卵细胞形成过程的区别(以哺乳动物为例)
(1)细胞质分裂方式
①精子形成过程：两次细胞质都是均等分裂。
②卵细胞形成过程：初级卵母细胞和次级卵母细胞分裂时细胞质不均等分裂，极体分裂时细胞质均等分裂。
(2)生殖细胞数目
①精细胞：4个。
②卵细胞：1个。
(3)是否变形(横线上填“经过”或“不经过”)
①精子的形成经过变形。
②卵细胞的形成不经过变形。
(4)过程是否连续(以人为例)
①精子的形成过程是连续的，整个过程历时约八周。
②卵细胞的形成：
a．胚胎发育早期：卵原细胞增殖。
b．胚胎发育晚期：卵原细胞形成初级卵母细胞。
c．出生后：大部分初级卵母细胞退化，只有约400个继续分裂形成卵细胞。
4．被子植物的配子形成
(1)雌配子的形成
①场所：子房。
②过程：一个大孢子母细胞经减数分裂形成了共用一个细胞质的四个大孢子。四个大孢子中的三个退化，一个经过三次有丝分裂形成八核的胚囊，其中靠近珠孔的一个核成为卵核(卵细胞)，位于中央的两个核成为极核。
(2)雄配子的形成
①场所：花药。
②过程：花粉母细胞经过减数分裂产生四个小孢子(花粉粒)。小孢子经过一次有丝分裂产生两个核，一个核不再分裂，成为营养核，另一个再经过一次有丝分裂，成为两个精核(雄核)。
1．判断正误
(1)只有进行有性生殖的生物，才能进行减数分裂。 ( )
(2)精原细胞是通过减数分裂形成的。 ( )
(3)减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。 ( )
(4)精子所含染色体数与次级精母细胞相同。 ( )
(5)在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。 ( )
(6)一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。 ( )
[答案](1)√
(2)× 分析：精原细胞可通过有丝分裂进行增殖，通过减数分裂形成成熟的生殖细胞。
(3)√
(4)× 分析：在减数第二次分裂后期，着丝粒分裂导致染色体数加倍，此时次级精母细胞中染色体数为精细胞中染色体数的二倍。
(5)× 分析：姐妹染色单体分离发生在减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞进行减数第一次分裂。
(6)× 分析：一个精原细胞可以产生四个精子，而一个卵原细胞只能产生一个卵细胞。
2．下列哪项不是动物卵细胞形成与精子形成的不同之处( )
A．一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞，一个精原细胞形成两个次级精母细胞
B．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞，一个次级精母细胞形成两个精细胞
C．卵细胞不经过变形，精细胞要经过变形
D．减数分裂时，染色体复制的时期不同
D [一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞和一个(第一)极体，一个精原细胞形成两个次级精母细胞，A正确；一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个(第二)极体，一个次级精母细胞形成两个精细胞，B正确；卵细胞不经过变形，精细胞要经过变形形成精子，C正确；减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数第一次分裂前的间期，D错误。]
3．若细胞分裂过程中一条染色体上DNA数量的变化情况如图所示。有关图示信息的叙述中，不正确的是( )
A．A→B可表示染色体复制
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粒分裂
D．D→E可表示减数第二次分裂全过程
D [图中A→B表示每条染色体上的DNA数目由1变为2，这是由于间期DNA复制形成的，即进行染色体复制；B→C表示DNA复制完成而染色单体未发生分离，既可表示有丝分裂前期和中期，也可以表示减数第一次分裂过程和减数第二次分裂前期、中期；C→D表示每条染色体上的DNA数目由2变为1，这是由后期着丝粒分裂导致的；D→E表示每条染色体含有1个DNA分子，可表示有丝分裂后期和末期，也可表示减数第二次分裂后期和末期。]
减数分裂
[思考交流]
1．①③的关系是怎样的？若此细胞进行减数分裂，能联会的染色体有哪些？
提示：①和③为由同一个着丝粒连接在一起的姐妹染色单体；在减数分裂中，④和⑦、⑤和⑥可以联会。
2．次级精母细胞中含同源染色体吗？染色体数与初级精母细胞相比有何变化？
提示：由于在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞中，所以次级精母细胞中不再含有同源染色体。次级精母细胞不同时期染色体数不同，前期和中期为初级精母细胞的一半，但后期相同。
3．减数第二次分裂后期与减数第一次分裂后期染色体分离情况相同吗？
提示：不同。减数第一次分裂后期：同源染色体分离，每一极得到每对中的一条；减数第二次分裂后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成两条染色体，每一极得到相同染色体中的一条。
1．减数分裂中有关概念的辨析如下
(1)染色体与DNA的数目
①染色体的条数等于着丝粒数，有几个着丝粒就有几条染色体，如上图两个细胞中都有4条染色体。
②不含染色单体的染色体(未复制时)，每条染色体都含有1个DNA分子，如图甲，其染色体∶DNA＝1∶1；含有染色单体的染色体，每条染色体都含有2个DNA分子和2条染色单体，如图乙，其染色体∶DNA＝1∶2。
(2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
染色单体的形成是DNA复制的结果，图中a与a′为姐妹染色单体，a与b、b′属于同源染色体上的非姐妹染色单体，a与c、c′，d、d′为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
特别提醒：(1)并不是只有能进行减数分裂的细胞才含有同源染色体，正常的体细胞中也含有同源染色体。
(2)存在同源染色体的细胞并不都能配对形成四分体，只有进行减数分裂的细胞才能联会形成四分体。
2．减Ⅰ和减Ⅱ过程的不同点(假设体细胞内染色体数为2N)
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
间期染色体
是否复制
复制
不复制
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体数目变化
2N→N(减半)
N→2N→N
DNA数目变化
2N→4N→2N
2N→N(减半)
染色体
主要行为
有联会现象；四分体的非姐妹染色单体交叉互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，染色单体分开
染色单体
无(0)→有(4N)→有(2N)
有(2N)→无(0)
同源染色体
有(N对)
无
3.DNA、染色体和染色单体的数目变化曲线
如图表示某细胞正在进行正常的减数分裂，有关该图的叙述正确的是( )
A．处于减数第一次分裂，有4个四分体
B．有4对同源染色体，8条染色单体
C．1和2、1和3之间均可能发生交叉互换现象
D．减数分裂完成，每个子细胞中只有2条染色体
D [该细胞处于减数第一次分裂前期，有2个四分体，A错误；细胞内A和B为同源染色体，C和D为同源染色体，有2对同源染色体，B错误；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；减数分裂完成产生的生殖细胞中染色体数目减半，每个子细胞中只有2条染色体，D正确。]
1．下列关于同源染色体的叙述正确的是( )
A．一条染色体经复制后形成的两条染色体
B．一条来自父方、一条来自母方的染色体
C．在减数分裂中能联会的两条染色体
D．形状和大小一般都相同的两条染色体
C [同源染色体一条来自父方，一条来自母方，形态、大小相似，并且能在减数第一次分裂前期联会。但是仅满足一条来自父方、一条来自母方或形态特征大体相同的染色体，不一定是同源染色体。]
2．下图是与细胞分裂相关的坐标图(不考虑质DNA)，下列有关说法正确的是( )
A．甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期
B．甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中，细胞肯定进行减数分裂
C．乙图中AB段细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2
D．乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半
C [甲图中的CD段表示染色体的着丝粒分裂，为有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，故A项错。AB表示DNA复制，也可以发生在精巢的部分细胞进行有丝分裂时，故B项错。乙图的CD段表示减数第二次分裂，其后期着丝粒分裂后，染色体加倍，染色体数目与体细胞的相等，故D项错。]
配子的形成
[思考交流]
1．卵原细胞发生减数分裂时，细胞质一律发生不均等分裂，对吗？
提示：不对。初级卵母细胞和次级卵母细胞发生分裂时，细胞质都是不均等分裂，但是第一极体分裂形成第二极体时，细胞质是均等分裂的。
2．卵细胞的形成过程中初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质的不均等分裂有何意义？
提示：其意义在于形成的卵细胞大，含有更多的营养物质，为将来受精卵发育提供更多的营养物质。
3．为什么说减数分裂是特殊的有丝分裂，其特殊性体现在哪些方面？
提示：与有丝分裂相比，减数分裂最显著的特殊性在于染色体只复制一次而细胞连续分裂两次，从而导致子细胞中染色体数目减半。
4．减数分裂与有丝分裂有哪些共性？
提示：两类分裂共性主要体现在如下3个方面：
(1)染色体都只复制1次。
(2)分裂过程中都出现纺锤丝，都有核仁、核膜的消失和重建过程。
(3)都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开现象。
1．精子与卵细胞的形成(以哺乳动物为例)
精子
卵细胞
产生部位
睾丸
卵巢
过程
是否变形
是
否
细胞质的
分配情况
两次分裂都均等分配
只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等分配，其他分裂皆不均等分配
分裂结果
1个精原细胞
↓
4个精子(生殖细胞)
1个卵原细胞
↓
1个卵细胞＋3个极体
(生殖细胞) (消失)
2.精卵形成过程中不同时期的图像识别
1．与精子的形成相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是( )
A．卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞
B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
C．初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂
D．减数分裂结束后，卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半
A [卵细胞的形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，所以卵细胞中染色体数目只有体细胞的一半；在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等的细胞质分裂；卵细胞的形成过程不需经过变形。]
2．某动物细胞正在进行着丝粒分裂，下列有关叙述正确的是( )
A．细胞中一定不存在同源染色体
B．着丝粒分裂一定导致DNA数目加倍
C．其染色体与DNA之比一定由1∶2变为1∶1
D．细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍
C [若为减 Ⅱ 后期，则不存在同源染色体，若为有丝分裂后期，则可存在同源染色体；着丝粒分裂时染色体与DNA之比由1∶2变为1∶1(此时DNA并不加倍)；若为有丝分裂后期，着丝粒分裂时细胞中染色体数目为体细胞的2倍，若为减 Ⅱ 后期，则着丝粒分裂时染色体数目与体细胞相同。]
3．下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，据图能得出的正确判断是( )
A．①中细胞处于有丝分裂后期，不含同源染色体
B．⑤中细胞产生的子细胞中均有同源染色体
C．④细胞分裂形成精细胞或第二极体
D．图中5个细胞可来自同一器官，其分裂先后顺序为⑤→③→①→②→④
D [结合细胞图像特点可知，①为有丝分裂后期、②为减数第一次分裂后期、③为有丝分裂中期、④为减数第二次分裂后期、⑤为分裂间期。有丝分裂过程含有同源染色体，只是未发生联会；由②细胞均分可推知，该动物为雄性，则④应为次级精母细胞，其子细胞为精细胞；精巢中的精原细胞既可以进行有丝分裂，又可以进行减数分裂，根据5种细胞所处的时期可知，其分裂顺序为⑤→③→①→②→④。]
(1)图①和图②相比，主要不同点是什么？
(2)图③细胞中染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例是多少？
(1)提示：图①中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离；图②中同源染色体分离，着丝粒不分裂。
(2)提示：染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶2∶2。
1．下列关于减数分裂的叙述中，正确的是( )
①所有能够进行有性生殖的生物都能进行减数分裂 ②减数分裂的过程是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程 ③减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次，细胞连续分裂两次 ④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原来的减少一半 ⑤减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有一定的细胞周期
A．①②③④ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
[答案] A
2．某动物的精细胞中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在的染色体数、四分体数、染色单体数、DNA分子数分别是( )
A．32、16、64、64 B．32、8、32、64
C．16、8、32、32 D．16、0、32、32
A [精细胞中有16条染色体，则精原细胞中有32条染色体；复制后成为初级精母细胞，着丝粒未分裂，染色体数不变仍为32条，染色单体数为64条，DNA分子数加倍，是64个。四分体为一对联会的同源染色体，细胞中有32条16对同源染色体，故四分体为16个。]
3．下列有关下图的叙述中，不正确的是( )
A．因为该细胞中有中心体⑨，且无细胞壁，所以可以断定该细胞为动物细胞
B．④是一个染色体，包含两个染色单体①、③，两个染色单体由一个着丝粒②相连
C．细胞中有两对同源染色体，即④和⑦为一对同源染色体，⑤和⑥为另一对同源染色体
D．在后期时，移向同一极的染色体均为非同源染色体
D [图中染色体排列在赤道板上，且有同源染色体，所以图示为有丝分裂中期的细胞，在后期时，其移向一极的染色体有同源染色体。故D错误。]
4．如图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2表示某动物(2n＝4)处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答：
图1
图2
(1)图1中BC段形成的原因是________________，DE段形成的原因是___________________________________________________。
(2)图2中________细胞处于图1中的CD段。
(3)图2中具有同源染色体的是________细胞。
(4)图2中丙细胞含有________条染色单体，该细胞的名称为____________。
(5)图2中如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是________。
[解析](1)由分析可知，图1中BC段形成的原因是DNA复制；DE段形成的原因是着丝点分裂。
(2)图1中的CD段表示每条染色体含有2个DNA分子，对应于图2中丙、丁细胞。
(3)减数第一次分裂后期，同源染色体分离，因此减数第二次分裂过程中的细胞无同源染色体，其余细胞均有同源染色体，即图2中具有同源染色体的是甲、乙、丙细胞。
(4)图2中丙细胞含有8条染色单体，该细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，称为初级精母细胞。
(5)图2中丁细胞无同源染色体，若M为X染色体，则N一定是常染色体。
[答案](1)DNA复制 着丝点分裂
(2)丙、丁
(3)甲、乙、丙
(4)8 初级精母细胞
(5)常染色体
课件66张PPT。第一单元 遗传与变异的细胞学基础第一章 染色体在有性生殖中的变化
第一节 减数分裂与配子形成两次有性生殖一次复制增大一半 睾丸 精细胞 精子 卵巢 卵细胞 1个均等分裂不均等分裂均等分裂4个不经过经过
八增殖初级卵母卵细胞
减数细胞质有丝卵核极核
减数有丝营养核有丝精核减数分裂 配子的形成 点击右图进入…Thank you for watching !
