第一节 减数分裂
学 习 目 标
核 心 素 养
1.阐明减数分裂的概念和过程,模拟减数分裂过程中染色体的变化。(重难点)
2.说明生殖细胞的形成过程,并比较精子和卵细胞的形成过程。(重点)
3.比较有丝分裂和减数分裂的过程。(难点)
4.弄清减数分裂过程中染色体、DNA数量变化规律。
1.通过减数分裂过程中染色体的行为变化体会结构与功能的关系。
2.通过识图、绘图法分析减数分裂各时期的细胞特征。
3.绘制曲线图分析有丝分裂和减数分裂过程中染色体、核DNA分子数目、染色单体等数目变化规律。
一、细胞的减数分裂
1.减数分裂的概念
范围
进行有性生殖的生物
时间
形成成熟的生殖细胞的过程中
特点
染色体复制一次,细胞连续分裂两次
结果
子细胞的染色体数目是体细胞的一半
2.减数分裂的过程(以动物细胞减数分裂为例)
(1)间期
①主要变化:完成染色体的复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)。
②结果:复制后的每条染色体都含有2条姐妹染色单体。
(2)减数第一次分裂
时期
图像
特征
前期Ⅰ
①染色质螺旋化形成染色体
②同源染色体联会,形成四分体
③四分体中非姐妹染色单体间可能发生部分交换
④出现纺锤体,核仁消失,核膜解体
中期Ⅰ
①同源染色体成对地排列在赤道板的位置上
②每条染色体的着丝点分别与纺锤丝相连
后期Ⅰ
①在纺锤丝的牵引下,同源染色体分开
②非同源染色体自由组合
③着丝点不分裂
末期Ⅰ
①染色体解螺旋逐渐变为染色质
②核膜、核仁重建
③细胞缢裂,形成4个子细胞
④子细胞中染色体数目减半
(3)减数第二次分裂(以1个子细胞减数第二次分裂图示为例)
时期
图像
特征
前期Ⅱ
①染色质再次螺旋化变成染色体
②核膜解体,核仁逐渐消失
中期Ⅱ
在纺锤丝的牵引下,染色体再次排列在细胞的赤道板位置上
后期Ⅱ
①着丝点分裂,连接在同一着丝点上的2条染色单体分开成为染色体
②分开的染色体分别移向细胞两极
末期Ⅱ
①细胞缢裂,最终形成4个子细胞
②子细胞中染色体数目为体细胞的一半
3.植物中花粉的形成
(1)场所:花药中。
(2)过程:植物细胞减数分裂的过程与动物细胞基本相似。
(3)结果:一个花粉母细胞经过减数分裂形成4个花粉细胞。
二、生殖细胞的形成
1.哺乳动物(包括人类)精子的形成过程
(1)形成场所:睾丸。
(2)形成过程
2.哺乳动物(包括人类)卵细胞的形成过程
(1)形成场所:卵巢。
(2)形成过程
(3)染色体的变化:与精子形成过程相同。
(4)变化结果:一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞,三个极体都退化消失。
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.分裂间期染色体复制,染色体数和核DNA分子数均加倍。 ( )
2.姐妹染色单体分开后形成的2条染色体是一对同源染色体。 ( )
3.一个花粉母细胞经过减数分裂形成四个花粉细胞。 ( )
4.一个精原细胞形成的4个精子的染色体组成完全相同。 ( )
5.次级卵母细胞与极体的细胞质都是不均等分裂。 ( )
6.同一种生物的精子和卵细胞中,染色体数目相同。 ( )
提示:1.× 分裂间期染色体复制,染色体数不变,核DNA数加倍。
2.× 姐妹染色单体分开后形成的2条染色体来自一个亲本,不是同源染色体。
3.√
4.× 一个精原细胞形成的4个精子,染色体组成两两相同。
5.× 极体的细胞质分裂是均等的。
6.√
减数分裂的相关概念
[问题探究]
在减数分裂过程中,染色体发生了一系列变化,因而产生了几组相似的概念,下面结合图示对这几组相关概念加以辨析。
图1 图2
1.请分析上图,回答以下问题:
(1)图示染色体中表示同源染色体的有哪些?
(2)复制后,图2中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)?DNA分子数为多少?
提示:(1)A、B是一对同源染色体;C、D是另一对同源染色体。(2)图2中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体,8个DNA分子。
2.仔细看图2中右边的四分体,并回答以下问题:
(1)图中字母表示哪些是姐妹染色单体?哪些是非姐妹染色单体?
(2)若发生互换,则可发生在哪些染色单体之间?
提示:(1)姐妹染色单体:a与a′,b与b′,c与c′,d与d′;非姐妹染色单体:a与b,a与b′,a′与b,a′与b′,c与d,c与d′,c′与d,c′与d′。
(2)a与b,a与b′,a′与b,a′与b′,c与d,c与d′,c′与d,c′与d′。
[归纳总结]
减数分裂中几个核心概念比较
1.染色体与染色单体
(1)染色体数等于着丝点数(图中A、B、C、D都是一条染色体,因为它们都只有一个着丝点)。
①复制前:每条染色体上有1个DNA分子;
②复制后:每条染色体上有2个DNA分子;
③两种情况下每个细胞中都是含有4条染色体。
(2)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。
2.同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体
①来源:一条来自父方,一条来自母方。
②形状和大小:一般相同(X、Y不相同)。
③关系:在减数分裂过程中进行两两配对。
④实例:A与B为同源染色体,C与D也为同源染色体。
(2)非同源染色体
实例:A和C、A和D、B和C、B和D为非同源染色体。
3.联会和四分体
联会是指同源染色体两两配对的现象。A和B、C和D正在配对,能配对的一对同源染色体共同构成了一个四分体。此时图中共有两个四分体,即四分体的个数=减数分裂中配对的同源染色体对数。
4.同源染色体与四分体
四分体是同源染色体的特殊存在形式,其特殊性在于减数分裂过程中同源染色体的联会配对,此时联会的一对同源染色体含有四条染色单体,故称为四分体。即联会以后的一对同源染色体可组成一个四分体。
5.概念之间的数量关系
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。
1.下列有关四分体的叙述正确的是( )
A.一条染色体经复制后,含有四条脱氧核苷酸长链
B.一对联会的同源染色体含有四条染色单体
C.含染色单体的任意两条染色体
D.形状和大小相同的两条染色体含有四个DNA分子
B [四分体是指每一对同源染色体含有四条染色单体,B正确。]
2.右图表示某细胞正在进行正常的减数分裂。有关叙述正确的是( )
A.正在进行减数分裂,有4个四分体
B.有2对同源染色体,8条染色单体
C.1和2、1和3、1和4之间均有可能发生互换
D.全部分裂完成以后,子细胞中有4条染色体
B [图示表示减数第一次分裂四分体时期的细胞图,细胞内有4条染色体,2对同源染色体,2个四分体,8条染色单体;正常减数分裂形成的配子,染色体数目减半,故子细胞有2条染色体。减数分裂中,四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生局部互换,C项叙述不正确。]
特别提醒:同源染色体的三个认识误区
(1)不要认为有丝分裂过程中不存在同源染色体,实际上有丝分裂过程中存在同源染色体,只是同源染色体不联会、不形成四分体,也没有同源染色体的分离过程。
(2)不要认为减数分裂过程中都存在同源染色体,实际上减数第一次分裂过程中存在同源染色体,减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。
(3)不要认为同源染色体形态和大小都相同,实际上男性的两条性染色体形态和大小不同,但二者在减数分裂过程中能联会,为同源染色体。
减数分裂的过程分析
[问题探究]
如图是某种动物细胞分裂不同时期的图像,请思考并回答下列问题。
甲 乙 丙
(1)图甲是什么细胞?含有几对同源染色体?
提示:初级精母细胞;两对。
(2)图乙是什么细胞?含有几对同源染色体?其子细胞的名称是什么?
提示:次级卵母细胞;不含同源染色体;卵细胞和第二极体。
(3)图丙可能是什么细胞?
提示:次级精母细胞或(第一)极体。
[归纳总结]
1.细胞分裂图像的鉴别
时期
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
有同源染色体,无联会,染色体散乱分布
有同源染色体,且有联会和四分体
无同源染色体,无联会,染色体散乱分布
中
期
有同源染色体,染色体的着丝点排列在赤道板上
有同源染色体,同源染色体成对地排列在赤道板上
无同源染色体,染色体的着丝点排列在赤道板上
后
期
着丝点分裂,姐妹染色单体分开,细胞中有同源染色体
同源染色体分开,每一极细胞中无同源染色体
着丝点分裂,姐妹染色单体分开,细胞中无同源染色体
2.减数分裂过程的两大变化
(1)染色体行为变化:染色体复制→同源染色体联会→同源染色体分离、非同源染色体自由组合→着丝点分裂、染色单体分离→解螺旋为染色质。
(2)染色体和核DNA数量变化
变化
时期
原因
加倍
染色体(暂时加倍)
减数第二次分裂后期
着丝点分裂,染色单体分离
核DNA
减数第一次分裂前的间期
DNA分子复制
减
半
染色体
减数第一次分裂结束
同源染色体分离,分别进入两个子细胞
核DNA
减数第一次分裂结束
细胞一分为二,均分为两个子细胞
减数第二次分裂结束
3.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)曲线变化
(2)曲线分析
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DNA分子含量已加倍。
②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段和fh段),染色体∶核DNA=1∶1。
③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段和cf段),染色体∶核DNA=1∶2。④BC(bc)段表示间期DNA(染色体)的复制,核DNA含量加倍,但是染色体数目不变。
⑤DE(de)段表示减数第一次分裂结束时,同源染色体分配到两个子细胞中,每个细胞内核DNA和染色体数目均减半。
⑥ff′段表示着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,但是核DNA含量不变。
⑦H(h)点表示减数第二次分裂结束后,由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中。
1.下列关于如图所示的叙述不正确的是( )
A.该细胞为减数第一次分裂中期的动物细胞
B.④的①和③在减数第二次分裂后期分开
C.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
D.在后期时,移向同一极的染色体均含同源染色体
D [低等植物或动物细胞中含有中心体,该细胞有中心体,无细胞壁,为动物细胞。减数第一次分裂中期特征:每对同源染色体排列在赤道板上。染色体的数目=着丝点的数目;能进行联会的两条染色体为同源染色体,能进行同源染色体联会的细胞分裂方式一定是减数分裂;在减数第一次分裂后期的细胞中,移向同一极的染色体都是非同源染色体,因为同源染色体发生了分离。]
2.下图为减数分裂过程中细胞核内某物质的变化曲线,对此曲线分析正确的是( )
A.曲线AB段正在进行DNA复制
B.曲线BC段完成了着丝点分裂
C.曲线DE段可能出现同源染色体互换现象
D.曲线FG段细胞内的着丝点数目和体细胞一致
A [曲线AB段表示减数第一次分裂前的间期,此时正在进行DNA复制,A项正确;曲线BC段表示减数第一次分裂,该过程中没有着丝点的分裂,B项错误;曲线DE段表示减数第二次分裂,该过程中不会出现同源染色体的互换,因为同源染色体的互换发生在减数第一次分裂前期;曲线FG段细胞内的着丝点数目是体细胞的一半。]
生殖细胞的形成
精子和卵细胞形成过程的比较
1.精子和卵细胞形成过程的不同点
比较
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
过程
间期
减数第一
次分裂
减数
第二
次分裂
细胞质
分裂方式
均等分裂
只有减数第二次分裂过程中第一极体的分裂为均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1个初级精母细胞
↓
4个精子
1个初级卵母细胞
↓
1个卵细胞、3个极体
2.精子和卵细胞形成过程的相同点——染色体的行为和数目变化规律完全相同
(1)减数第一次分裂前的间期——进行染色体复制。
(2)减数第一次分裂前期——同源染色体联会形成四分体,四分体中非姐妹染色单体有可能发生部分互换。
(3)减数第一次分裂后期——同源染色体分开,非同源染色体自由组合。
(4)减数第一次分裂末期——1个原始生殖细胞形成2个子细胞,子细胞中染色体数目减半。
(5)减数第二次分裂后期——着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目暂时加倍。
(6)减数第二次分裂末期——1个原始生殖细胞最终形成4个子细胞,且子细胞中染色体数目是原始生殖细胞的一半。
名师提醒:卵细胞形成过程中,细胞质发生两次不均等分裂(初级卵母细胞在减数第一次分裂中形成次级卵母细胞和第一极体时,次级卵母细胞在减数第二次分裂中形成卵细胞和第二极体时)。但第一极体在减数第二次分裂中形成两个第二极体时,细胞质是均等分裂的。
1.下列有关精子和卵细胞形成的说法正确的是( )
A.二者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的现象
B.二者形成过程中都有染色体的复制和均分,二者所含遗传物质均是正常体细胞的一半
C.精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需要变形,卵细胞不需要变形,其余完全相同
D.形成100个受精卵,至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
A
选项
诊断
结论
A
精子和卵细胞都是经减数分裂产生的,减数第一次分裂过程中有同源染色体联会、形成四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合等现象
√
B
精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半,而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂,卵细胞的细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半,精子则几乎不含细胞质
×
C
精子与卵细胞的形成过程中,除精子需由精细胞变形而来,卵细胞不需要变形外,还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等
×
D
1个精原细胞产生4个精子,因此只需25个精原细胞就能产生100个精子
×
2.下图为哺乳动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级精母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
B [图甲是减数第二次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,可能为次级精母细胞或第一极体,A错;图丙为减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,应是次级卵母细胞,不可能为极体,C错;图丙中的M、m不是同源染色体,应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D错;图乙是减数第一次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞,B正确。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.减数分裂发生在进行有性生殖的生物形成成熟生殖细胞(配子)的过程中。
2.减数第一次分裂的间期,精原细胞染色体复制,成为初级精母细胞。
3.减数第一次分裂过程中,同源染色体先联会后分离,产生的子细胞中染色体数目减半。
4.减数第二次分裂过程中,染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,分别进入两个子细胞中。
5.1个四分体包含2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子。
6.卵细胞形成过程中,初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是不均等的。
7.1个精原细胞能产生4个精子,而1个卵原细胞只能产生1个卵细胞。
1.下列关于同源染色体的说法,正确的是( )
A.形状、大小相同的两条染色体一定是同源染色体
B.同源染色体的形状和大小一定相同
C.减数分裂过程中联会的两条染色体
D.一条来自父方、一条来自母方的两条染色体
C [有丝分裂后期由一条染色体经着丝点分裂形成的两条染色体形状、大小相同,但不属于同源染色体,A项错误。X、Y染色体的形状、大小不同,但属于同源染色体,B项错误。减数分裂过程中,同源染色体联会形成四分体,C项正确。同源染色体是指减数分裂过程中能够配对的两条染色体,一条来自父方,一条来自母方,D项错误。]
2.下列材料中,最适合观察细胞减数分裂的是( )
A.蚕豆的花药 B.成熟花粉粒
C.蚕豆的根尖 D.马蛔虫的受精卵
A [蚕豆的根尖细胞和马蛔虫的受精卵进行有丝分裂,不能作为观察减数分裂的材料。成熟花粉粒已经完成了减数分裂,也不适合作为观察减数分裂的材料。]
3.与精子的形成过程相比,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细胞质不均等分裂
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细胞质不均等分裂;卵细胞的形成不需经过变形。]
4.如图为某二倍体动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断错误的是( )
A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体
B.此细胞可能形成两个第二极体
C.此细胞可能形成两个精子或一个卵细胞
D.此动物体细胞内最多含有4条染色体
D [由图示可知,细胞中无同源染色体,应处于减数第二次分裂时期,此细胞可能为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体,A正确;此细胞如果为次级精母细胞,则可形成两个精子,如果为次级卵母细胞,则可形成一个第二极体和一个卵细胞,如果为第一极体,则可形成两个第二极体,B、C正确;该动物体细胞中有4条染色体,有丝分裂后期含有8条染色体,D错误。]
5.下面图甲表示某雄性动物的细胞分裂图像,其中①~④表示细胞中的染色体;图乙是某同学绘制的相关的坐标曲线图。
(1)图甲所示细胞的名称为________,对应图乙的____________段。
(2)根据图甲推断,此动物正常体细胞最多有________条染色体。
(3)理论上讲,图甲的细胞分裂结束产生的4个精子,其染色体组成共有________种。
(4)若A、a、B、b分别位于①②③④染色体上,而此细胞分裂结束最终产生了AB、aB、Ab、ab 4种精子,其原因之一是减数分裂中同源染色体的________之间发生了互换。
(5)图乙中BC段发生了核DNA增倍的现象,其原因是
______________________________________________________
_____________________________________________________。
[解析] (1)图甲细胞中同源染色体成对排列在赤道板上是减Ⅰ中期的特征,又是雄性动物,因此该细胞的名称是初级精母细胞,对应图乙中的CD段。(2)初级精母细胞中的染色体数目和体细胞的染色体数目相同,都为4条,体细胞在进行有丝分裂时,后期的染色体数目是最多的,为8条。(3)从图甲的染色体排列位置看,①和③移向一极,②和④移向另一极,因此形成的4个精子中染色体组成有两个是①和③,另外两个是②和④。(4)由于A、a、B、b分别位于①②③④染色体上,正常情况下两个是①和③,另外两个是②和④,即两个是AB,另外两个是ab,现在出现了aB、Ab,说明在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。(5)A~H段是减数分裂过程,因此BC段发生DNA增倍的原因是DNA复制。
[答案] (1)初级精母细胞 CD
(2)8 (3)2
(4)非姐妹染色单体
(5)组成染色体的DNA复制
[教材课上思考答案](教师用书独具)
边做边学(P11)
1.根据是否有同源染色体及同源染色体的行为来判断。
2.减数第一次分裂中期,有同源染色体,四分体排列在赤道板两侧,而减数第二次分裂中期无同源染色体,染色体的
着丝点排列在赤道板上。减数第一次分裂末期细胞中有姐妹染色单体,而减数第二次分裂末期细胞中无姐妹染色单体。
边做边学(P14)
1.共同点:都是在生殖腺中进行的,且都是由初级性母细胞以减数分裂的方式产生的,最终形成的配子染色体数目减半。
不同点:雄性配子通过减数分裂产生了4个精细胞,精细胞需经分化才能转变为4个有功能的精子,精子含有较少的细胞质;而雌性配子则只形成1个有功能的卵子,其余3个细胞变成无功能的极体。极体的产生使卵细胞既能解决形成单倍体的问题,同时又能使卵细胞保留大部分的细胞质,这些营养物质保证了受精后受精卵初期发育的需要。
2.相同。同一种生物的体细胞的染色体数目相同,而生殖细胞染色体数目是体细胞的一半。
[教材课后习题答案](教师用书独具)
评价指南(P15)
一、1.B 减数第一次分裂前期染色体的行为包括:同源染色体联会、形成四分体和同源染色体中非姐妹染色单体互换。
2.C 精细胞是经减数分裂形成的有性生殖细胞,具有以下特点:无同源染色体,无染色单体。
3.D 次级精母细胞的形成经过了减数第一次分裂,同源染色体彼此分离,不含同源染色体。
4.A 减数分裂过程中,联会的一对同源染色体形成一个四分体,四分体和染色体数目之比为1∶2。
5.B 减数分裂过程中,染色体只复制一次,细胞连续分裂两次,因此,生殖细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半。
6.D 由初级精母细胞形成精子的过程经过了连续两次细胞分裂,细胞每分裂一次,DNA含量就减少一半。
7.C 减数第一次分裂过程中没有发生着丝点分裂,因此,减数第一次分裂产生的子细胞的染色体数目只有亲代细胞的一半。由于减数第二次分裂后期着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,导致减数第二次分裂后期细胞中的染色体数目和体细胞的一样。
8.A 卵细胞的形成过程中,细胞质不均等分裂,一个卵母细胞经减数分裂最终形成一个卵细胞。
二、减数第一次分裂与有丝分裂的不同之处:减数第一次分裂中同源染色体有联会、四分体等特殊行为,所产生的子细胞中没有同源染色体。减数第二次分裂的特点:染色体不复制,着丝点分裂,染色单体变为染色体,细胞质分裂,最终形成两个子细胞。同源染色体上的非姐妹染色单体互换会造成染色单体上的基因重组,它是生物进化的源泉,也是形成生物多样性的重要原因之一。有丝分裂中不会发生互换。
课件82张PPT。第二章 减数分裂和有性生殖第一节 减数分裂
有性生殖成熟的生殖细胞一两一半
染色体DNA蛋白质2
染色体联会交换纺锤体核膜不分裂赤道板着丝点同源染色体非同源染色体
染色体核膜4减半核仁染色体细胞两极纺锤丝赤道板着丝点一半44花药睾丸
细胞核顶体头部尾部轴丝运动极体相同卵细胞减数分裂的相关概念 减数分裂的过程分析 生殖细胞的形成 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(二)
(建议用时:35分钟)
[合格基础练]
1.下列有关减数分裂的叙述,错误的是 ( )
A.减数分裂过程中染色体复制一次,细胞分裂两次
B.染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中
C.着丝点分裂发生在减数第二次分裂过程中
D.减数分裂的结果是形成四个成熟的生殖细胞
D [减数分裂时染色体只复制一次,而细胞分裂两次,导致染色体数目减半,A正确;在减数第一次分裂后期,同源染色体分离,分别进入两个子细胞中,导致染色体数目减半,所以染色体数目的减半发生在减数第一次分裂过程中,B正确;着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期,C正确;原始生殖细胞经过减数分裂可形成四个精子或一个卵细胞,D错误。]
2.在减数第一次分裂过程中,染色体的主要行为变化的顺序是 ( )
①同源染色体分离 ②染色体分配到两个子细胞中
③联会 ④互换
A.③④①② B.①③④②
C.③①②④ D.①③②④
A [减数第一次分裂前期,同源染色体联会,此时,同源染色体之间的非姐妹染色单体可发生互换;减数第一次分裂后期同源染色体分离,分别移向细胞两极,随后染色体分配到两个子细胞中。]
3.下图是减数分裂过程中某个时期的模式图。据图分析,该细胞有( )
A.4个DNA分子 B.4个四分体
C.8条染色体 D.2对同源染色体
D [该图表示减数第一次分裂四分体时期,该细胞有2个四分体、2对同源染色体、4条染色体、8条染色单体、8个DNA分子。]
4.对下图减数分裂过程某阶段的描述,正确的是( )
A.同源染色体移向两极
B.非姐妹染色单体交换结束
C.减数第二次分裂的中期
D.姐妹染色单体排列在赤道板上
B [图示细胞正处于减数第一次分裂中期,已完成了非姐妹染色单体间的交换,此时同源染色体整齐地排列在赤道板上。]
5.若观察到一个动物细胞中染色体正两两配对。你认为正确的判断是( )
A.这个细胞可能来自肝脏
B.此时细胞的染色体上含有染色单体
C.此时细胞中的染色体数和DNA分子数均为体细胞的二倍
D.染色单体的形成和染色单体变成染色体发生在同一个细胞中
B [染色体两两配对是联会,是减数分裂的特征,肝细胞不能进行减数分裂,A错误;联会是减数第一次分裂前期出现的,此时染色体经过了复制,含有染色单体,B正确;此时细胞中染色体经过了复制,但数目没有增加,与体细胞中的染色体数相同,C错误;染色单体形成于间期,而染色单体变成染色体是在减数第二次分裂后期,两者的变化不在同一个细胞中,D错误。]
6.如图是同一动物体内有关细胞分裂的一组图像,下列说法正确的是( )
① ② ③ ④
A.具有同源染色体的细胞只有②和③
B.动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
C.③中不可能发生同源染色体的联会
D.上述细胞中有8条染色单体的是①②③
C [解答本题时,首先要根据图像判断出每个细胞的细胞分裂方式和所处分裂时期:①处于有丝分裂后期,②处于减数第一次分裂中期,③处于有丝分裂中期,④处于减数第二次分裂后期。具有同源染色体的细胞有①②③,A错误。睾丸中既可发生有丝分裂,又可发生减数分裂,B错误。同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期,故③中不可能发生同源染色体的联会,C正确。①中没有染色单体,D错误。]
7.如图表示某动物精巢内形成精子的过程中,每个细胞中核DNA分子数量的变化,下列各项中对本图解释正确的是( )
A.e时刻DNA减半、染色体减半
B.e→f过程DNA减半、染色体减半
C.b→e过程DNA复制,染色体数目加倍
D.e→f过程的主要变化是同源染色体分离
A [本题主要考查减数分裂过程中DNA和染色体数目的规律性变化。e时刻同源染色体平均分配到两个子细胞中,导致DNA和染色体数目减半,A正确;e→f过程DNA减半,染色体数目不变,B错误;b→e过程DNA复制导致DNA加倍,染色体数目不变,C错误;e→f过程为减数第二次分裂,主要变化为着丝点分裂,姐妹染色单体分离,D错误。]
8.下列关于观察细胞减数分裂过程的实验的叙述,错误的是( )
A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞减数分裂的固定装片进行观察
B.用桃花的雄蕊制成装片比用桃花的雌蕊制成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
D [蝗虫精母细胞和蚕豆花粉母细胞都属于原始的生殖细胞,可以作为观察减数分裂的实验材料,A正确;桃花的雄蕊中进行减数分裂的花粉母细胞数量较多,而桃花的雌蕊中进行减数分裂的胚囊母细胞数量较少,B正确;减数第一次分裂前期发生同源染色体联会,可以通过观察细胞减数分裂装片来观察联会现象,C正确;用洋葱根尖制成的装片,是用来观察有丝分裂的,有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生,D错误。]
9.下图中甲图表示某精子,乙图①~④中可表示该精子形成过程的是( )
甲 乙
A.①② B.①③
C.②④ D.①④
D [乙图中①可表示精细胞形成过程中的四分体时期;②为初级卵母细胞不均等分裂过程;③表示有丝分裂后期;④可表示减数第二次分裂中期,故①~④中只有①④可表示该精子形成过程。]
10.下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述,不正确的是 ( )
A.相同数量的精原细胞和卵原细胞经减数分裂所产生的生殖细胞数量之比为4∶1
B.精子和卵细胞形成过程中都出现染色体复制、同源染色体联会和分离现象
C.精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化和核DNA的数量变化完全相同
D.精子和卵细胞的形成均需要经过变形
D [一个精原细胞经减数分裂产生4个精子,一个卵原细胞经减数分裂产生1个卵细胞,因此,相同数量的精原细胞和卵原细胞经减数分裂所产生的生殖细胞数量之比为4∶1,A项正确;精子和卵细胞形成过程中都出现染色体复制、同源染色体联会和分离现象,B项正确;精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化和核DNA的数量变化完全相同,C项正确;精子的形成需要变形,而卵细胞的形成不需要变形,D项错误。]
11.如图所示为男性细胞分裂过程中,染色体数目和DNA含量的变化情况,请据图回答下列问题。
(1)图中表示的是________分裂过程。
(2)曲线甲表示________的变化,其规律是________(用纵坐标有关数据及箭头表示)。
(3)曲线乙表示________的变化,其规律是________(用纵坐标有关数据及箭头表示)。
(4)处于C→D段的细胞名称是________,处于E→G段的细胞名称是________。
(5)图中含有同源染色体的区段是________。
(6)曲线上F点发生的主要变化是________。
[解析] (1)据图示知,该细胞分裂的结果是染色体数目和DNA含量都减半,故可判断图示过程为减数分裂过程。(2)减数分裂过程中DNA只复制一次,而细胞却连续分裂两次,即DNA含量减半两次,故曲线甲表示DNA含量的变化,从图中可以看出其变化规律是2a→4a→2a→a。(3)减数第一次分裂过程中染色体复制后数目不变,减数第一次分裂结束染色体数减半,而减数第二次分裂后期着丝点分裂,染色体数目暂时加倍。根据上述依据可判断曲线乙表示染色体数目的变化,其变化规律是2a→a→2a→a。(4)C→D段对应减数第一次分裂。
[答案] (1)减数 (2)DNA含量 2a→4a→2a→a (3)染色体数目 2a→a→2a→a (4)初级精母细胞 次级精母细胞 (5)A→D (6)着丝点分裂
12.图a中曲线表示细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量变化;图b表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答问题。
图a
甲 乙 丙
图b
(1)图a中AB段形成的原因是________,该过程发生于细胞分裂的________期。图a中的CD段形成的原因是
______________________________________________________。
(2)图b中________细胞处于图a中的BC段,图b中________细胞处于图a中的DE段。
(3)分析图b中乙可知,该细胞含有________条染色单体,染色体数目与DNA分子数目之比为________。该细胞处于________分裂的________期,其产生的子细胞名称为________________________。
[解析] 注意纵坐标的含义,不是细胞中的核DNA含量,而是每条染色体上DNA含量。在间期完成DNA复制,一直到着丝点分裂之前,每条染色体都包含2个DNA分子,此段时间内,染色体数∶DNA分子数=1∶2;在着丝点分裂后,染色体数∶DNA分子数=1∶1。分析甲、乙、丙三个细胞可知,乙和丙中每条染色体上包含2个DNA分子,处于图a中BC段;甲细胞着丝点分裂,每条染色体上包含1个DNA分子,处于图a中DE段。乙细胞因同源染色体分开,可判定为减数第一次分裂后期,因细胞质不均等分配,可确定为初级卵母细胞,其产生的子细胞为次级卵母细胞和第一极体。
[答案] (1)DNA复制(或染色体复制) 间 着丝点分裂
(2)乙、丙 甲
(3)8 1∶2 减数第一次 后 次级卵母细胞和第一极体
[等级过关练]
13.如图为某动物精原细胞增殖以及精细胞形成过程示意图,该动物体细胞中染色体及核DNA分子数目均为2n,其中A、a、B、b表示染色体,假设①②③细胞都处于染色体的着丝点向细胞两极移动的时期。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.①细胞中有同源染色体,染色体数目为4n,核DNA分子数目为4n
B.②细胞中有同源染色体,染色体数目为2n,核DNA分子数目为4n
C.③细胞中无同源染色体,染色体数目为2n,核DNA分子数目为2n
D.①细胞中有姐妹染色单体,②③细胞中均无姐妹染色单体
D [分析题图可知,①细胞处于有丝分裂后期,其细胞中有同源染色体,染色体数目及核DNA分子数目均为体细胞的两倍,即均为4n,A正确;②细胞处于减数第一次分裂后期,细胞中有同源染色体,染色体数目与体细胞中的相同,即为2n,因在减数第一次分裂的间期染色体已经复制,核DNA分子数目为4n,B正确;③细胞处于减数第二次分裂后期,其细胞内无同源染色体,染色体数目及核DNA分子数目均为2n,C正确;①③细胞中均无姐妹染色单体,②细胞中有姐妹染色单体,D错误。]
14.性染色体XY是雄果蝇的体细胞中的一对同源染色体,细胞正常分裂的情况下,在精巢中一定含有两条Y染色体的是( )
A.减数第一次分裂的初级精母细胞
B.有丝分裂中期的精原细胞
C.减数第二次分裂的次级精母细胞
D.有丝分裂后期的精原细胞
D [由于XY是一对同源染色体,初级精母细胞在减数第一次分裂过程中X染色体与Y染色体要分离,此过程中细胞只有1条Y染色体;在减数第二次分裂的后期随着着丝点的分裂次级精母细胞中可能含有两条Y染色体,也可能含有两条X染色体,所以A、C都是错误的。精原细胞还可以进行有丝分裂,在有丝分裂的后期着丝点分裂导致细胞染色体数目加倍,此时的精原细胞中含有两条Y染色体,所以D正确。]
15.图中甲是牛精原细胞进行减数分裂过程中核DNA分子含量变化示意图,乙中A、B是该牛细胞分裂模式图(只绘出部分染色体),丙表示乙中A细胞中染色体数和核DNA分子数。据图回答下列问题。
(1)牛的初级精母细胞中含染色体________条,其细胞内染色体数与核DNA分子数之比为________。
(2)染色单体分开发生在________段的________期,该时期细胞的名称是_______________________________________________。
(3)A细胞处于________分裂后期;B细胞处于________分裂后期。
(4)要想同时观察到A、B两种类型的细胞,应选择该动物的________(器官)。该动物产生的精细胞中含有________条染色体。
(5)在图丙中B处绘制乙中B细胞的染色体数和核DNA分子数的柱形图;在C处绘制该动物体内处于减数第二次分裂后期的细胞中染色体数和核DNA分子数的柱形图。
[解析] 由曲线变化示意图可得出牛体细胞中含有染色体42条,初级精母细胞中着丝点未分裂,故也应含有42条染色体,但由于此时细胞中DNA分子已完成复制,故染色体数与核DNA分子数之比为1∶2。动物既能进行有丝分裂又能进行减数分裂的器官是生殖器官,雄牛体内能出现这两种分裂方式的细胞应存在于睾丸中。B细胞处于减数第一次分裂后期,其染色体数和核DNA分子数分别为42和84;而该动物体内处于减数第二次分裂后期的细胞中的染色体数和核DNA分子数相等,都是42。
[答案] (1)42 1∶2
(2)bc 减数第二次分裂后 次级精母细胞
(3)有丝 减数第一次
(4)睾丸 21 (5)如图所示