(共85张PPT)
第二章
基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
课内探究·名师点睛
指点名津·拨云见日
教材问题·解疑答惑
巩固训练·课堂达标
夯基提能作业
基础知识·双基夯实
课程要求
核心素养
阐明减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞。
1.通过识图、绘图的方法分析减数分裂各时期的主要特点。(生命观念、科学思维)
2．绘制曲线图分析减数分裂及受精作用过程中染色体、DNA的变化规律。(生命观念、科学思维)
3．通过列表比较有丝分裂与减数分裂、精子与卵细胞形成的异同。(科学思维)
知识导图
基础知识·双基夯实
一、精子的形成过程
1．场所：________。
2．细胞名称的变化
初级精母细胞
次级精母细胞
睾丸
时间
图示
相关变化
间期
↓
前期
↓
中期
↓
后期
染色体________，有关蛋白质合成，细胞体积增大
同源染色体联会形成__________，同源染色体的__________________之间常发生交叉互换
____________排列在赤道板________
______________分离，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极
3．染色体的变化
(1)减数分裂Ⅰ
复制
四分体
非姐妹染色单体
同源染色体
两侧
同源染色体
?
中期
后期
图示
特点
染色体的__________排列在赤道板上
__________分裂，________________分开，并移向细胞两极
(2)减数分裂Ⅱ
着丝粒
着丝粒
姐妹染色单体
二、卵细胞的形成过程
1．形成场所：________。
2．细胞名称的变化
3．结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个__________，三个________都退化消失。
卵巢
卵细胞
极体
三、减数分裂的概念分析
成熟生殖
一次
两次
减半
四、配子中染色体组合的多样性
在减数分裂过程中，配子中染色体组合具有多样性的原因：
1．同源染色体分离的同时，非同源染色体表现为____________。
2．同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体容易发生____________。
自由组合
交叉互换
五、受精作用
1．概念：卵细胞与精子相互________、________成为__________的过程。
2．过程
识别
融合
受精卵
3．结果：受精卵中的__________数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自________(父方)，另一半来自__________(母方)。
六、减数分裂与受精作用的意义
1．保证了每种生物前后代体细胞中______________的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
2．使子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在____________中进化，体现了____________的优越性。
染色体
精子
卵细胞
染色体数目
自然选择
有性生殖
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)精原细胞是通过减数分裂形成的。
( )
(2)减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。( )
(3)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。
( )
(4)一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的数量相同。
( )
(5)就有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定有重要作用。
( )
×
√
×
×
√
〔思考〕
1．以二倍体生物为例，减数分裂Ⅱ中还有同源染色体吗？试分析原因。
提示：没有。因为减数分裂Ⅰ后，同源染色体已分离。
2．减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞和减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中分配到两极的两组染色体之间分别是什么关系？
提示：减数分裂Ⅰ后期是同源染色体分离，减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体分开。
〔学霸记忆〕
1．减数分裂的特点是染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半。
2．减数分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色体联会形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体之间发生交叉互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
3．减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
4．导致配子中染色体组合多样性的原因：①同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合；②同源染色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换。
5．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。
6．减数分裂和受精作用共同维持生物体细胞中染色体数目的恒定。
课内探究·名师点睛
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。
一
减数分裂过程中的相关概念辨析
要点归纳
(1)同源染色体与非同源染色体
?
同源染色体
非同源染色体
来源
一条来自父方，一条来自母方
可以相同，也可不同
形状和大小
一般相同
一般不相同
关系
在减数分裂过程中两两配对
在减数分裂过程中不进行配对
实例
A与B或C与D
A与C、D；B与C、D
(2)姐妹染色单体与非姐妹染色单体
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。
(3)联会与四分体
①联会：在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对的现象。
②四分体：同源染色体的特殊存在形式，在减数分裂过程中，联会后的每对同源染色体才可称为四分体，如A与B。
③四分体、同源染色体与染色单体的数量关系：
1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体(含4个DNA分子)。
[易错提醒] 有关同源染色体认识的几个误区
(1)大小、形态不同的染色体可以是同源染色体，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体，X染色体较大，Y染色体较小。大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后形成的两条染色体，因不是一条来自父方，一条来自母方，所以不叫同源染色体。只要联会的两条染色体，不管大小、形状是否相同，都叫同源染色体。
(2)同源染色体既可以是复制之前不含染色单体的染色体，也可以是复制之后含染色单体的染色体。
(3)有丝分裂过程中存在同源染色体，但不出现同源染色体的联会现象和四分体。
(2020·湖南名校联考改编)下列关于四分体的叙述，正确的是
( )
A．有丝分裂和减数分裂过程中都会出现四分体
B．一个四分体中含有四条染色体和四个DNA分子
C．次级精母细胞中的四分体数是初级精母细胞中的1/2
D．人的初级精母细胞在减数分裂I前期可形成23个四分体
D
典例剖析
典例
1
[解析] 在减数分裂Ⅰ前期，联会后的每对同源染色体叫四分体，含有四条染色单体，而有丝分裂过程中不会出现四分体，A错误。一个四分体中含有两条染色体、四条染色单体和四个DNA分子，B错误。次级精母细胞中不存在四分体，C错误。人的精原细胞中含有23对同源染色体，在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制后成为初级精母细胞，此时细胞中的染色体数目不变，因此人的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可形成23个四分体，D正确
(2020·江苏扬州期中)下列对体细胞染色体数为2n的某细胞分裂图像的相关描述，正确的是
( )
C
变式训练1
A．图示细胞中有两对同源染色体、两个四分体
B．图示细胞分裂后期有四条染色体、八条染色单体
C．④是一条染色体，包含①、③两条姐妹染色单体
D．在分裂后期，该细胞中移向同一极的染色体均为非同源染色体
[解析] 图示细胞处于有丝分裂中期，有四条染色体、两对同源染色体，没有四分体，A错误；图示细胞分裂后期有八条染色体，无染色单体，B错误；④是一条染色体，包含①、③两条姐妹染色单体，C正确；在分裂后期，该细胞中移向同一极的染色体，既有同源染色体又有非同源染色体，D错误。
1．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程的比较(假设体细胞内染色体数为2N)
二
精子和卵细胞的形成
要点归纳
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
染色体间期是否复制
复制
不复制
分裂过程中细胞名称
性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体)
次级性母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞(或极体)
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体数目变化
2N→N(减半)
N→2N→N
核DNA数目变化
2N→4N→2N
2N→N(减半)
染色体主要行为
同源染色体联会；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
2.精子和卵细胞形成过程的区别
?
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
不
同
点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
不均等分裂(极体均等分裂)
是否变形
是
否
子细胞数目
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(消失)
相同点
染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞内染色体和DNA数均减半
3.减数分裂过程中染色体、染色单体数目与核DNA含量的变化曲线分析
(1)间期DNA(染色体)的复制，DNA含量加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。
(2)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DNA和染色体、染色单体数目均减半。
(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA含量不变。
(4)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分别分配到两个子细胞中，DNA和染色体数目再次减半。
[易错提醒] 卵细胞形成过程的“两个误认为”
(1)误认为连续两次分裂均为不均等分裂：忽视了极体的分裂是均等分裂。
(2)误认为卵细胞形成也要经过变形：卵细胞的形成无变形过程，只有精子的形成才有变形过程。
下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述，错误的是
( )
A．精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形
B．卵细胞形成过程中细胞质都是不均等分裂
C．一个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞
D．精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次
B
典例剖析
典例
2
[解析] 精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形，A正确；卵细胞形成过程中，第一极体分裂形成第二极体时细胞质是均等分裂的，B错误；一个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞，C正确；精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次，D正确。
(2020·安徽马鞍山二中月考)下列关于减数分裂形成卵细胞的过程的叙述，正确的是
( )
①卵原细胞经减数分裂形成的只有卵细胞
②对体细胞染色体数为2n的生物来说，次级卵母细胞中存在同源染色体
③着丝粒在减数分裂Ⅱ后期分裂
④同源染色体的分离导致子细胞中染色体数目减半
⑤减数分裂的结果是子细胞中染色体数目减半，核DNA含量不变
⑥染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅱ末期
A．①②③
B．④⑤⑥
C．③④
D．⑥
C
变式训练2
[解析] 卵原细胞经减数分裂形成的细胞除卵细胞外还有极体，①错误；对体细胞染色体数为2n的生物来说，由于在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离，所以在次级卵母细胞中不存在同源染色体，②错误；减数分裂的结果是子细胞中染色体数目减半，核DNA含量也减半，⑤错误；染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束时，⑥错误，
1．实验原理：
蝗虫的精母细胞进行减数分裂过程中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
三
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
要点归纳
2．方法步骤
3．观察细胞减数分裂实验材料的选择需要考虑两个方面
1．雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞的数量，因此在选择观察减数分裂的材料时要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官。
2．在动物卵巢内减数分裂没有进行彻底，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，一般不选择雌性个体。
(2020·河北石家庄月考)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．可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的装片观察减数分裂
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
典例剖析
典例
3
[解析] 蝗虫卵母细胞和蚕豆花粉母细胞都属于原始生殖细胞，可以进行减数分裂，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，故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，B正确；减数分裂Ⅰ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；洋葱根尖细胞进行有丝分裂，用洋葱根尖制成的装片可以用来观察有丝分裂，有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生，D错误。
关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验，下列操作及表述不正确的是
( )
A．在低倍镜下观察固定装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
B．因观察材料较少，精母细胞较小，显微镜视野应适当调亮
C．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦
D．为观察染色体不同层面的精细结构，用细准焦螺旋调节焦距
B
变式训练3
[解析] 显微镜的使用原则是先用低倍镜观察，根据染色体的行为找出各时期的细胞，A正确；显微镜的放大倍数与视野亮度是相反的，即显微镜的放大倍数越大(如高倍镜)，镜头透光直径越小，通光量越少，照在单位面积上的光就越少，视野变暗，所以将视野调亮的原因是本实验要换用高倍镜观察，而不是因观察材料较少，精母细胞较小，B错误；换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦，C正确；观察染色体不同层面的精细结构时，要用细准焦螺旋调节，D正确。
指点迷津·拨云见日
一、减数分裂与有丝分裂过程中细胞分裂图像的辨析
时期
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
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
时期
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
中期
有同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上
有同源染色体，四分体排列在赤道板两侧
无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上
时期
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体
同源染色体分开，每条染色体含2条姐妹染色单体
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，无同源染色体
[方法规律] 鉴别细胞分裂图像的方法
(1)前期
(2)中期
(3)后期
(2020·河北保定期末)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
A
典例
4
[解析] 分析题图：甲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；乙细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期；丙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；丁细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期。乙和丁细胞中不含同源染色体，A错误；与减数分裂Ⅱ中期相比，乙、丁细胞中着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，B正确；甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，C正确；丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，非姐妹染色单体间的互换发生在减数分裂Ⅰ前期，D正确。
二、减数分裂与有丝分裂过程中相关数量变化曲线及其变形
1．减数分裂和有丝分裂过程中染色体与核DNA数量变化
(1)曲线模型
(2)判断方法
2．每条染色体中DNA含量的变化
对图中曲线的解释
注：MⅠ、MⅡ分别表示减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ(后同)。
?
A→B
B→C
C→D
D→E
减数分裂
对应时期
MⅠ前
的间期
MⅠ全过程和
MⅡ前期、MⅡ中期
MⅡ
后期
MⅡ
末期
有丝分裂
对应时期
间期
前期和中期
后期
末期
3．细胞分裂过程中染色体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图
直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。
如图所示：
有丝分裂
减数分裂
图注
(2020·山东济南模拟)如图分别表示对几种生物(2N)体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果，有关假设和推论正确的是
( )
C
A．若图甲表示有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B．若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则着丝粒分裂可发生在这一阶段
C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D．若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则f组细胞中可能出现四分体
典例
5
[解析] 赤道板不是真实存在的细胞结构，图甲表示植物细胞，下一时期细胞中央将出现细胞板，A错误；图乙中有染色单体，不可能表示有丝分裂后期，因此不可能发生着丝粒分裂，B错误；若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则可表示减数分裂Ⅰ过程，同源染色体的分离可发生在该过程中，C正确：若图丙表示果蝇精巢内的几种细胞，f组细胞可能处于有丝分裂后期或末期，不可能出现四分体，D错误。
三、减数分裂配子来源的判定
1．无互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，染色体组成完全相同。
2．有互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成各不相同，但是除互换区域外，两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，除互换区域外，其他完全相同。
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
B
典例
6
[解析] 减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离；减数分裂Ⅱ的特点是次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分离，分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，B项正确。
四、配子中染色体组合的多样性
1．含2对同源染色体(Yy、Rr)的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)
项目
实际能产生配子的种类
可能产生配子的种类
一个精原细胞
2种(YR和yr或Yr和yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个雄性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
1种(YR或yr或Yr或yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个雌性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
2.含n对同源染色体的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)
项目
实际能产生配子的种类
可能产生配子的种类
1个精原细胞
2种
2n种
1个雄性个体
2n种
2n种
1个卵原细胞
1种
2n种
1个雌性个体
2n种
2n种
(2019·山西太原月考改编)1个有3对同源染色体AaBbCc(A和a、B和b、C和c表示同源染色体，下同)的卵原细胞实际能产生几种类型的卵细胞？1个有3对同源染色体AaBbCc的精原细胞实际能产生几种类型的精子？1个体细胞中具有3对同源染色体(AaBbCc)的生物体可能产生几种类型的精子？(不考虑互换)
( )
A．1,2,8
B．1,2,3
C．3,3,3
D．2,2,8
A
典例
7
[解析] 1个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞，1种类型；1个精原细胞能产生4个精子，这4个精子两两相同，有2种类型；1个体细胞中具有3对同源染色体的生物体，由于非同源染色体自由组合，可能产生23种类型的精子，即8种。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P18
1．提示：配子染色体与体细胞染色体的差别在于：
(1)配子染色体数是体细胞染色体数的一半。
(2)配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。
2．提示：(1)提出的问题可以有“配子中染色体数目为何减半”“配子中的染色体大小、形态为何不同”“配子是如何形成的”等。
(2)猜想：配子是通过一种不同于有丝分裂能使染色体数目减半的分裂方式产生的。
?旁栏思考?P19
提示：会导致受精卵中的染色体数目加倍，不能保持遗传的稳定性。
?旁栏思考?P20
·提示：初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。
·提示：在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间互换、同源染色体分离等行为。上述过程可使配子中染色体数目减半。这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用，就能维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物变异的概率，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。
?旁栏思考?P21
提示：精子头部含有细胞核，携带遗传物质，尾长，能够摆动，有利于受精作用的顺利进行。
?练习与应用?P23
一、概念检测
1．(1)× 卵细胞中染色体数目为10条，无同源染色体，不成对。
(2)√
2．B 同源染色体联会是减数分裂特有的行为变化。
3．C 图中含有3条染色体，无同源染色体，处于减数分裂Ⅱ，其名称可能是次级精母细胞、次级卵母细胞或极体。
4．(1)提示：这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。
(2)提示：该细胞中有4条染色体、8条染色单体。
(3)提示：该细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C，A与D，B与C，B与D是非同源染色体。
(4)提示：细胞中a与a′，b与b′，c与c′，d与d′是姐妹染色单体。
(5)提示：该细胞分裂完成后，子细胞中有2条染色体。
(6)提示：参见教材P19图2－2和P22图2－5画图。
二、拓展应用
1．根据染色体的行为变化和细胞的数目变化，可判断减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。减数分裂Ⅰ过程出现联会，细胞由1个分裂为2个；减数分裂Ⅱ过程无联会出现，细胞由2个分裂为4个。
2．提示：不一定。可能存在例外。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精(卵)母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条或几条。再如减数分裂过程(无论分裂Ⅰ还是分裂Ⅱ)中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就有可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。如果上述现象出现，则受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。
由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也会是异常的。例如，人类的“21三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中21号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
3．提示：精子的头部保留了细胞核，即保留了全部的染色体，抛弃了大部分细胞质和细胞器，但保留了全部线粒体，既能保证精子的灵活运动，又能保证精子运动所需的足够的能量。
?讨论?P24
1．提示：根据同源染色体及染色体的数目和行为判断。减数分裂I会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，后期移向细胞两极的染色体不含染色单体。
2．提示：减数分裂Ⅰ的中期，成对的同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成。减数分裂Ⅱ的中期，所有染色体的着丝粒排列在细胞的赤道板的位置，末期细胞两极的染色体不含染色单体。
3．提示：同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程相同，不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。
?讨论?P26
1．减数分裂过程中，同源染色体先进行复制，再联会形成四分体，之后再分离，在减数分裂Ⅱ后期由于着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍后减半，随后分别进入子细胞中。减数分裂的结果是成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。后通过受精作用配子结合，从而保证了生物前后代染色体数目的恒定。
2．减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体的互换及非同源染色体的自由组合都会导致产生多种配子。
3．略。
?练习与应用?P28
一、概念检测
1．(1)√ (2)√
2．B 15个初级卵母细胞能形成15个卵细胞，5个初级精母细胞最多形成20个精子，因此最多可形成15个受精卵。
3．D 减数分裂产生染色体数目减半的配子，受精作用使受精卵获得了雌雄配子的全部染色体，染色体数目恢复到体细胞水平。
二、拓展应用
1．提示：在减数分裂形成精子或卵细胞的过程中，如果由于某种原因减数分裂I时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数分裂Ⅱ，就会形成含有2条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，但没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体有2条。
当一个正常的精子或卵细胞(含23条非同源染色体，其中只含有1条13号染色体)与上述异常的卵细胞或精子结合形成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体为3条。当该受精卵发育成人时，这个人的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条13号染色体。
2．提示：63条；骡的原始生殖细胞内无同源染色体，不能联会，因此不能发生正常的减数分裂。第二章
第一节
A组基础题组
一、单选题
1．(2020·湖南师大附中)同源染色体是指( B )
A．一条染色体复制形成的两条染色体
B．减数分裂过程中配对的两条染色体
C．形态特征大体相同的两条染色体
D．分别来自父方和母方的两条染色体
[解析] 同源染色体不是复制而成的，而是一条来自父方、一条来自母方，A项错误；同源染色体的两两配对叫作联会，所以减数分裂过程联会的两条染色体一定是同源染色体，B项正确；形态特征基本相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后形成的两条染色体，C项错误；分别来自父方和母方的两条染色体不一定是同源染色体，如来自父方的第2号染色体和来自母方的3号染色体，D项错误。
2．(2020·河北省保定市易县中学高一月考)下图为某动物体内的细胞在细胞分裂过程中一条染色体的行为示意图。下列相关叙述错误的是( D )
A．有丝分裂与减数分裂①过程细胞核中均存在DNA的加倍
B．有丝分裂与减数分裂③过程着丝粒断裂，导致染色体数目加倍
C．有丝分裂与减数分裂④过程均存在胞质分裂，核DNA数减半
D．若受精卵中有12对同源染色体，则其分裂过程形成12个四分体
[解析] 有丝分裂与减数分裂①过程细胞核中均发生DNA的复制，结果使DNA加倍，染色体数目不变，A正确；③过程着丝粒断裂，姐妹染色单体分开导致染色体数目加倍，B正确；④过程表示有丝分裂末期或减数第二次分裂末期，均存在胞质分裂，核DNA数减半，C正确；受精卵进行的是有丝分裂，不会形成四分体，D错误。
3．(2020·山东省潍坊四中高一月考)一动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则次级精母细胞在减数分裂Ⅱ中期染色体、染色单体和DNA分子数依次是( A )
A．4、8、8
B．2、4、8
C．8、16、16
D．8、0、8
[解析] 次级精母细胞是初级精母细胞经过同源染色体分离形成的，中期染色体的着丝粒未分裂，所以染色体数为4，染色单体数和DNA数都为8。
4．下列有关细胞减数分裂过程中染色体、DNA数目的叙述，错误的是( B )
A．次级精母细胞中的DNA分子正好和正常体细胞的DNA分子数目相等
B．减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体数目只有正常体细胞中染色体数目的一半
C．初级精母细胞中染色单体的数目正好和细胞中DNA分子数目相等
D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目和着丝粒数目都相同
[解析] 减数分裂Ⅱ后期，每条染色体上的着丝粒一分为二，两条姐妹染色单体形成两条子染色体，结果是细胞中染色体数目与正常体细胞中染色体数目相等。
5．(2020·山东省济宁市高一开学考试)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次正常细胞分裂后，下列有关说法不正确的是( D )
A．第一次分裂结束时，子细胞中染色体都含3H
B．若进行减数分裂，则子细胞含的染色体数为N
C．若进行有丝分裂，则子细胞含3H的核DNA分子数可能为N
D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离
[解析] 第一次分裂结束时，因为DNA只复制1次，所以子细胞中染色体都含3H，A正确；若进行减数分裂，染色体数目减半(N)，B正确；进行有丝分裂细胞分裂两次，DNA复制两次，在后期，所有染色体一半被标记，一半未被标记，由于分裂成两个子细胞时，染色体分配是随机的，所以经过连续两次细胞分裂，则子细胞含3H的染色体数可能为N，C正确；子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，则不可能是同源染色体彼此分离，D错误。故选D。
6．(2020·河北省保定市易县中学高一月考)对下面5个图的有关说法，错误的是( C )
A．图1和图3所示的细胞处于图5中的cd段；图1细胞可能会发生染色体交叉互换
B．图2细胞中含有0条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为1?1
C．图3产生的子细胞称为次级卵母细胞，图4细胞是图3细胞最终形成的子细胞
D．图5中bc段发生于细胞分裂的间期，de段形成的原因是着丝粒分裂
[解析] 图1细胞正在联会形成四分体，处于减数分裂Ⅰ前期，此时同源染色体上的非姐妹染色单体可能会发生交叉互换；图2细胞有同源染色体，处于有丝分裂后期，不含染色单体，染色体数与DNA数之比为1?1；图3细胞中的同源染色体正在分离，处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质均等分裂，说明该细胞所在的生物为雄性个体，该细胞产生的子细胞称为次级精母细胞；图4细胞中无同源染色体，且着丝粒已经分裂，说明该细胞为配子，是图3细胞最终形成的子细胞。图5表示每条染色体上DNA含量的曲线图，其中bc段是由DNA复制导致的，发生在细胞分裂间期；cd段表示每条染色体上含有2个DNA，对应于图1和图3；de段形成的原因是着丝粒分裂。故选C。
7．在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两条Y染色体的是( D )
A．处于减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞
B．处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞
C．处于有丝分裂中期的精原细胞
D．处于有丝分裂后期的精原细胞
[解析] 在有丝分裂后期由于着丝粒分裂，染色单体分开，故此时细胞内含有两条Y染色体。由于经过减数分裂Ⅰ，X、Y染色体彼此分离，故处于减数分裂Ⅱ后期的细胞中性染色体组成为XX或YY。对于初级精母细胞、处于有丝分裂中期的精原细胞，虽然DNA已经复制，但染色单体仍在同一个着丝粒上，Y染色体数仍为1条。
8．(2020·桂林市第十八中学高一期中)下列关于同源染色体和四分体的叙述，正确的是( B )
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．联会后的一对同源染色体称为四分体
C．同源染色体的大小、形状一定都相同
D．人的体细胞在分裂时能形成23个四分体
[解析] 同源染色体不是复制形成的，而是一条来自父方，一条来自母方，A错误；联会后的一对同源染色体含有四条染色单体，称为四分体，B正确；同源染色体的大小、形状不一定都相同，如X和Y为一对同源染色体，但形态、大小不同，C错误；人的体细胞进行的是有丝分裂，其分裂过程中不会形成四分体，D错误。
9．(2020·广东金山中学高二期中)下图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述正确的是( D )
A．甲、乙、丙三个细胞均不含同源染色体
B．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
C．甲、乙、丙三个细胞不可能来自同一个体
D．甲和丙细胞所处的时期核DNA数目不同，染色体数目相同
[解析] 甲、乙、丙三个细胞只有乙和丙含有同源染色体，而甲细胞中不含同源染色体，AB错误；乙细胞和丙细胞所代表的生物的染色体数目相同，都是4条，因此乙、丙细胞可能来自同一个体，C错误；甲和丙细胞所处的时期核DNA分别是4个和8个，染色体都是4条，D正确。故选D。
10．A和A′、B和B′分别代表细胞中的两对同源染色体，下列来自同一个精原细胞的一组精子是( B )
A．AB、A′B、AB′、A′B′
B．AB、A′B′、AB、A′B′
C．A′B′、A′B、A′B、A′B′
D．A′B、A′B、AB、A′B′
[解析] 由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，一个精原细胞应产生两个“互补”类型的次级精母细胞，而减数第二次分裂相当于有丝分裂，因此最终产生的4个精细胞(精子)只有两种类型，且互补。故选B。
11．(2020·河北承德第一中学高一下学期网课测试)在减数分裂过程中，保证同源染色体等量地分配到两子细胞中去的染色体行为是( B )
A．非同源染色体自由组合
B．同源染色体联会
C．姐妹染色单体分离
D．同源染色体间的交叉互换
[解析] 在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体联会、分离，保证同源染色体等量地分配到两子细胞中去；非同源染色体自由组合、同源染色体间的交叉互换使配子种类多种多样；姐妹染色单体分离与同源染色体分离无关。A项、C项、D项错误，B项正确。故选B。
12．(2020·高台县第一中学)与有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体最显著的变化之一是( D )
A．染色体移向细胞两极
B．着丝粒分开
C．有纺锤体形成
D．同源染色体联会
[解析] 有丝分裂和减数分裂均会出现染色体移向细胞两极、着丝粒分开、纺锤体形成现象，减数分裂过程中最显著的特征是出现同源染色体的联会、分离现象，选D。
13．(2020·枣庄三中高一第一次学情调查)下列有关减数分裂过程的叙述，正确的是( C )
①染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
②交叉互换发生在非同源染色体上的非姐妹染色单体之间
③着丝粒的分裂发生在减数分裂Ⅱ
④四分体时期的一条染色体含有两个双链DNA分子
A．①③
B．②④
C．③④
D．①④
[解析] ①染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ，①错误；②交叉互换发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间，②错误；③减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，③正确；④四分体时期的一条染色体含有两条姐妹染色单体，每条单体有一个DNA分子，一个DNA分子有两条单链，④正确。故选C。
二、非选择题
14．(2020·山东潍坊中学高一月考)下图中图1和图2分别表示某动物(2n＝4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系及细胞分裂图像，请分析回答：
(1)图1中a、b、c柱表示染色单体的是
b
，图1中所对应的细胞中存在同源染色体的是
Ⅰ、Ⅱ
。
(2)图1中Ⅱ的数量关系对应于图2中
乙
，由Ⅱ变为Ⅲ，相当于图2中
乙
→
丙
的过程。
(3)图2中乙细胞产生的子细胞名称为
次级卵母细胞、极体
。
(4)请在如图所示坐标中绘出该细胞在减数分裂过程中，每条染色体DNA分子含量的变化曲线。
[解析] (1)依据存在数量为0的情况，即可确定b柱表示姐妹染色单体。存在同源染色体则染色体数与正常体细胞相同，还得排除减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后染色体数目暂时加倍。图1中的Ⅰ为原始生殖细胞卵原细胞、Ⅱ是初级卵母细胞，都含同源染色体。(2)图1中Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1?2?2，可能是有丝分裂前期、中期或减数分裂Ⅰ过程，对应于图2中乙；Ⅱ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1?2?2，Ⅲ中染色体数、染色单体数和DNA分子数之比为1?2?2，但数目均只有Ⅱ中的一半，由Ⅱ变为Ⅲ的原因是同源染色体分离，相当于图2中乙→丙的过程。(3)图2中乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质不均等分裂，称为初级卵母细胞，其分裂形成的子细胞为次级卵母细胞和第一极体。(4)在减数分裂过程中，减数分裂Ⅰ间期，由于DNA复制，每条染色体上的DNA数目由1变为2；减数第一次分裂、减数分裂Ⅱ前期和中期，每条染色体都含有2个DNA分子；减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，每条染色体所含DNA分子由2变为1，因此减数分裂Ⅱ后期和末期，每条染色体含有1个DNA分子。每条染色体DNA分子含量的变化曲线如图：
15．对某生物(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态，数目和分布进行了观察分析，图1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是
有丝分裂后期
，它属于图2中类型
a
的细胞。
(2)若某细胞属于类型c，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是
次级精母细胞
。
(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是
b、d、e
。
(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有
a、b
。
(5)着丝粒分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有
b到a、d到c
(用图中字母表述)。
[解析] (1)图1中细胞含有同源染色体，且为着丝粒分裂，染色单体分离成为独立的染色体，为有丝分裂后期；此时的染色体数为体细胞的2倍，该细胞属于图2中的类型a。(2)c为减数分裂Ⅱ的前期或中期细胞，且取自精巢，则为次级精母细胞。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂，b细胞染色体数等于体细胞，且每条染色体含有两个DNA，为减数分裂Ⅰ的细胞，d细胞染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有两个DNA，为减数分裂Ⅱ的前期或中期细胞，e细胞染色体数目为体细胞的一半，每条染色体含有1个DNA，为精细胞、卵细胞或极体，那么b、d、e的细胞在同一次减数分裂中，出现的先后顺序是b、d、e。(4)图2的5种细胞类型中，a处于有丝分裂后期、b细胞处于减数分裂Ⅰ或者处于有丝分裂前期、中期，c可以是体细胞也可以是处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，d为减数分裂Ⅱ的前期或中期细胞，e细胞为精细胞、卵细胞或极体，一定具有同源染色体的细胞类型有a、b。(5)着丝粒分裂发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有b到a、d到c。
B组能力题组
一、单选题
1．(2020·山东潍坊中学高一月考)下列关于同源染色体的叙述，正确的是( D )
A．一条来自父方，一条来自母方的染色体
B．在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
C．在人的精原细胞中没有同源染色体
D．减数分裂中配对的染色体
[解析] 一条来自父方，一条来自母方的染色体不一定是同源染色体，如来自父方的第2号染色体和来自母方的第3号染色体，A错误；男性的肌细胞中有X和Y这对同源染色体，B错误；人的精原细胞是特殊的体细胞，含有同源染色体，C错误；同源染色体的两两配对叫作联会，所以减数分裂中配对染色体一定是同源染色体，D正确。
2．右图表示正在进行分裂的某二倍体生物细胞，下列说法正确的是( D )
A．此细胞为次级精母细胞
B．此细胞含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0条
C．此细胞正在进行等位基因分离、非等位基因自由组合
D．此细胞产生的子细胞中仅1个具有生殖功能
[解析] 此细胞为次级卵母细胞，不含同源染色体，着丝粒已分裂，此细胞分裂将产生一个卵细胞和一个极体。
3．右图表示高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体(a)、染色单体(b)、DNA(c)三者之间的数量关系。此时细胞内不可能发生( B )
A．染色体在纺锤体的牵引下移向细胞两极
B．存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N
C．同源染色体联会，四分体内非姐妹染色单体交叉互换
D．无同源染色体联会，染色体着丝粒排列在赤道板上
[解析] 图示表明此时细胞内的每条染色体都是由两条姐妹染色单体通过着丝粒结合在一起组成的。对于染色体数目为2N的高等动物细胞而言，如果存在于细胞中某一极的染色体数为2N，则此时染色体的着丝粒已经分裂，姐妹染色单体已经分开，不可能存在图示的数量关系。
4．(2020·江苏省南通市海安高级中学高一)某动物的次级精母细胞在减数第二次分裂的后期时细胞内有染色体32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 )
A．32、16、64、64
B．32、8、32、64
C．16、8、32、32
D．16、0、32、32
[解析] 在减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中的染色体数32条，由于在减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体在第一次分裂减半的基础上暂时加倍，因此该生物体细胞中染色体数为32条，所以该动物经间期复制后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32、16、64、64，A正确。故选A。
5．(2020·河北承德第一中学高一下学期网课测试)关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述，错误的是( B )
A．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生染色单体分离
B．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都发生同源染色体联会
C．一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D．有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ中期染色体都排列在赤道板上
[解析] 有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期都发生着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，移向两极，A正确；有丝分裂不发生同源染色体联会，减数分裂Ⅰ前期发生同源染色体联会，B错误；有丝分裂与减数分裂染色体都只复制一次，C正确；有丝分裂和减数分裂Ⅱ的染色体行为类似，前期散乱分布，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，D正确。故选B。
6．(2020·枣庄三中高一第一次学情调查)下图是某生物的精细胞，根据图中的染色体类型和数目，判断至少需要几个精原细胞( A )
A．2
B．3
C．4
D．5
[解析] 减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，与有丝分裂类似，同一个次级精母细胞产生的精细胞中的染色体是相同的。图中②和④中染色体的组成是相同的，都是白色，说明是来自于同一个次级精母细胞；而①中两条染色体都是黑色，所以与②和④可能是来自同一个初级精母细胞。又③中大染色体为白色，小染色体为黑色；而⑤中大染色体为黑色，小染色体为白色，说明它们可能是来自同一个初级精母细胞。但不可能与①、②和④来自同一个初级精母细胞。因此，根据图中的染色体类型和数目，判断其至少来自2个初级精母细胞，初级精母细胞由精原细胞复制而来，故也至少需要2个精原细胞。故选A。
7．在某哺乳动物(体细胞染色体数＝24)的睾丸中，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式判断正确的是( A )
A．细胞甲、乙可能都在进行减数分裂
B．细胞甲、乙可能都在进行有丝分裂
C．细胞甲不可能进行减数分裂，细胞乙可能进行有丝分裂
D．细胞甲不可能进行有丝分裂，细胞乙可能进行减数分裂
[解析] 该哺乳动物体细胞染色体数目为24条，细胞甲中染色体、染色单体、核DNA数量依次为24、48、48，可以推测细胞甲可能处于有丝分裂或减数分裂Ⅰ过程中；细胞乙中染色体、染色单体、核DNA数量依次为12、24、24，可以推测细胞乙处于减数分裂Ⅱ过程中。
8．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。据下图分析正确的是( D )
A．图1表示某植株体细胞分裂，下一时期的主要特点是DNA数目加倍
B．图2表示某动物睾丸内的减数分裂，此细胞产生Aa精子的概率是0
C．图3是某高等雌性动物体内的一个细胞，一定代表的是卵细胞
D．图2、3所示细胞的染色体行为分别对应图④的BC、DE段
[解析] 图1无同源染色体，是减数分裂Ⅱ中期的细胞，下一时期的主要特点是姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，DNA分子数目不变，A错误；图2细胞有同源染色体，但未配对，有姐妹染色单体，着丝粒排列在赤道板上，可判断为有丝分裂中期，B错误；图3细胞是减数分裂Ⅱ完成后形成的细胞，若该动物是雌性动物，则该细胞可以是卵细胞或第二极体，C错误；图2含有姐妹染色单体，对应于图4的BC段，图3不含有单体，对应DE段，D正确。故选D。
9．(2020·枣庄三中高一第一次学情调查)下列有关受精作用的叙述中，错误的一项是( A )
A．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半
B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合
C．受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相等
D．受精卵中染色体，来自父母双方的各占一半
[解析] 受精卵中的核遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞，但细胞质中的遗传物质主要来自卵细胞，A错误；受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞核的融合，B正确；减数分裂过程使精子与卵细胞中的染色体数目减少一半，受精作用使受精卵中染色体数恢复本物种体细胞中染色体数目，故受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相同，C正确；受精卵中的染色体数目一半来自父方，一半来自母方，D正确。故选A。
10．(2020·甘肃省天水市第一中学高一期末)如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是( B )
A．具有同源染色体的细胞只有②和③
B．③示细胞不可能有非同源染色体的自由组合
C．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③
[解析] 具有同源染色体的细胞有①、②和③，A错误；③表示细胞是有丝分裂不可能有非同源染色体的自由组合，B正确；只有生殖器官中的原始生殖细胞可同时进行有丝分裂和减数分裂，因此图示细胞可能同时出现在动物的睾丸或卵巢中，C错误；上述细胞中有8条染色单体的是②③，而①④中没有染色单体，D错误。
二、不定项选择题
11．人体精原细胞分裂时处于4个不同分裂期的细胞中着丝粒数与核DNA数之比如图，下列相关叙述正确的是( ACD )
A．处于时期1的细胞中姐妹染色单体数与染色体数之比为2
B．处于时期2与时期3的细胞中同源染色体对数一定相等
C．若时期1与时期2处于同一细胞周期，则时期1早于时期2
D．若时期4可发生基因的自由组合定律，则该时期可能为减数第一次分裂后期
[解析] 处于时期1的细胞中着丝粒数与核DNA数之比为0.5，说明此时每条染色体具有2条姐妹染色单体，因此细胞中姐妹染色单体数与染色体数之比为2，A正确。由图可知，处于时期2和时期3的细胞中均不存在姐妹染色单体，若时期2是有丝分裂后期，时期3是减数分裂Ⅱ后期，则二者细胞内同源染色体对数不相等，B错误。若时期1与时期2处于同一细胞周期，有丝分裂过程中，时期1可能是有丝分裂前期或中期，时期2可能是有丝分裂后期或末期；减数分裂过程中，时期1可能是减数分裂Ⅰ任一时期或减数分裂Ⅱ前期、中期，时期2可能是减数分裂Ⅱ后期或末期，C正确。若时期4可发生基因的自由组合定律，则该时期可能是减数分裂Ⅰ后期，D正确。
12．a和b属于同一高等动物体内的两个细胞，通过对其核内DNA分子含量的测定，发现a细胞中核内DNA含量是b细胞的两倍，可能的解释是( AD )
A．a是处于减数分裂Ⅰ时期的细胞，b是正常体细胞
B．a是处于有丝分裂后期的细胞，b是处于有丝分裂前期的细胞
C．a是处于有丝分裂前期的细胞，b是处于减数分裂Ⅰ后期的细胞
D．a处于有丝分裂中心体相互分离时，b处于次级性母细胞中染色体移向两极时
[解析] 假如该动物正常体细胞核内DNA的含量是2n，处于减数分裂Ⅰ时期的细胞中的核DNA经过了复制加倍，因此其核内DNA含量是体细胞的两倍(4n)，故A项正确；有丝分裂的前期、后期的核DNA含量均为4n，a、b细胞核中DNA含量相同，故B项错误；a是处于有丝分裂前期的细胞，核内DNA的含量是4n，b是处于减数分裂Ⅰ后期的细胞，核内DNA的含量也是4n，两者相等，故C项错误；a处于有丝分裂中心体相互分离时，即有丝分裂前期，核内DNA的含量是4n，b处于次级性母细胞中染色体移向两极时，即减数分裂Ⅱ后期，核内DNA含量为2n，故D项正确。
13．图1、图2、图3为某二倍体生物体内细胞分裂的图像，部分染色体上携带基因情况如图1所示，图4是根据细胞核中DNA含量进行细胞分类计数的结果。下列说法正确的是( CD )
A．图1、2、3细胞可同时存在于雌性动物的卵巢内
B．图2细胞对应图4中的A组，含有4条染色体
C．图3细胞对应图4中的C组，含有同源染色体
D．图4中的B组细胞可能处于有丝分裂或减数分裂Ⅰ前的间期
[解析] 图3细胞处于减数分裂Ⅰ的后期，其细胞质是均等分裂的，该细胞应该是初级精母细胞，所以图1、2、3细胞不可能同时存在于雌性动物的卵巢内，A错误。图2细胞处于有丝分裂后期，含有8条染色体，应该对应图4中的C组，B错误。图3细胞对应图4中的C组含有同源染色体，C正确。图4中的B组细胞正在进行DNA的复制，处于细胞分裂间期，可能是有丝分裂间期，也可能是减数分裂Ⅰ前的间期，D正确。
三、非选择题
14．下图曲线表示某生物(2n＝4)的体细胞分裂过程及精子形成过程中，每个细胞内某物质的变化。a、b、c、d、e分别表示分裂过程中的某几个时期的细胞中的染色体图。请据图回答：
(1)曲线中①～③段可表示细胞进行
有丝
分裂的
染色体
数量变化。
(2)图a～e中与曲线②和⑤位置相对应的细胞分别是
e、b
。
(3)细胞a、b、c、d、e具有同源染色体的是
a、d、e
，曲线中一个细胞内没有同源染色体的时期是
④⑤⑥
。
(4)与体细胞相比，DNA含量加倍的细胞是图
a、d、e
。
(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是
着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体
。
[解析] 题图曲线代表有丝分裂和减数分裂过程中染色体数目的变化。其中①～③段表示有丝分裂。②染色体数目加倍，为有丝分裂后期。图a为减数分裂Ⅰ前期，图b为减数分裂Ⅱ后期，图c为减数分裂Ⅱ中期，图d为有丝分裂中期，图e为有丝分裂后期，其中具有同源染色体的是a、d、e。与体细胞相比，DNA含量加倍的细胞是图a、d、e。
15．(2020·枣庄三中高一第一次学情调查)如图所示，图1为某植物细胞有丝分裂的某时期示意图，图2、图3为某动物(2n＝4)减数分裂不同时期的示意图；图4为以上两种生物细胞分裂过程中的染色体数与核DNA数的比值(用H表示)的变化曲线，其中F点代表分裂结束点。回答下列问题：
(1)图1细胞处于有丝分裂的
末
期，其中囊泡来自
高尔基体
(填细胞器名称)，囊泡与形成新细胞的
细胞壁
有关。
(2)图2细胞的名称为
初级精母细胞
，图3细胞中含有
0
对同源染色体。
(3)图4曲线中D→E发生的变化是
着丝粒的分裂
，若该曲线表示减数分裂过程中H的变化，则等位基因的分离发生在
CD
段。
[解析] (1)图1细胞处于有丝分裂的末期，此时细胞中央形成细胞板，细胞板将向四周延伸形成细胞壁，而植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(2)图2细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质均等分裂，称为初级精母细胞；图3细胞不含同源染色体。(3)图4曲线中D→E形成的原因着丝粒的分裂；等位基因的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，对应于图4的CD段。第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
课程要求
核心素养
知识导图
阐明减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞。
1.通过识图、绘图的方法分析减数分裂各时期的主要特点。(生命观念、科学思维)2．绘制曲线图分析减数分裂及受精作用过程中染色体、DNA的变化规律。(生命观念、科学思维)3．通过列表比较有丝分裂与减数分裂、精子与卵细胞形成的异同。(科学思维)
基础知识·双基夯实
一、精子的形成过程
1．场所：
睾丸
。
2．细胞名称的变化
3．染色体的变化
(1)减数分裂Ⅰ
时间
图示
相关变化
间期↓前期↓中期↓后期
染色体
复制
，有关蛋白质合成，细胞体积增大
同源染色体联会形成
四分体
，同源染色体的
非姐妹染色单体
之间常发生交叉互换
同源染色体
排列在赤道板
两侧
同源染色体
分离，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极
(2)减数分裂Ⅱ
中期
后期
图示
特点
染色体的
着丝粒
排列在赤道板上
着丝粒
分裂，
姐妹染色单体
分开，并移向细胞两极
二、卵细胞的形成过程
1．形成场所：
卵巢
。
2．细胞名称的变化
3．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。
三、减数分裂的概念分析
四、配子中染色体组合的多样性
在减数分裂过程中，配子中染色体组合具有多样性的原因：
1．同源染色体分离的同时，非同源染色体表现为
自由组合
。
2．同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体容易发生
交叉互换
。
五、受精作用
1．概念：卵细胞与精子相互
识别
、
融合
成为
受精卵
的过程。
2．过程
3．结果：受精卵中的
染色体
数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自
精子
(父方)，另一半来自
卵细胞
(母方)。
六、减数分裂与受精作用的意义
1．保证了每种生物前后代体细胞中
染色体数目
的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
2．使子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在
自然选择
中进化，体现了
有性生殖
的优越性。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)精原细胞是通过减数分裂形成的。( × )
(2)减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。( √ )
(3)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。( × )
(4)一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的数量相同。( × )
(5)就有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定有重要作用。( √ )
〔思考〕
1．以二倍体生物为例，减数分裂Ⅱ中还有同源染色体吗？试分析原因。
提示：没有。因为减数分裂Ⅰ后，同源染色体已分离。
2．减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞和减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中分配到两极的两组染色体之间分别是什么关系？
提示：减数分裂Ⅰ后期是同源染色体分离，减数分裂Ⅱ后期是姐妹染色单体分开。
〔学霸记忆〕
1．减数分裂的特点是染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半。
2．减数分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色体联会形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体之间发生交叉互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
3．减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
4．导致配子中染色体组合多样性的原因：①同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合；②同源染色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换。
5．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。
6．减数分裂和受精作用共同维持生物体细胞中染色体数目的恒定。
课内探究·名师点睛
减数分裂过程中的相关概念辨析
要点归纳
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。
(1)同源染色体与非同源染色体
同源染色体
非同源染色体
来源
一条来自父方，一条来自母方
可以相同，也可不同
形状和大小
一般相同
一般不相同
关系
在减数分裂过程中两两配对
在减数分裂过程中不进行配对
实例
A与B或C与D
A与C、D；B与C、D
(2)姐妹染色单体与非姐妹染色单体
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。
(3)联会与四分体
①联会：在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体两两配对的现象。
②四分体：同源染色体的特殊存在形式，在减数分裂过程中，联会后的每对同源染色体才可称为四分体，如A与B。
③四分体、同源染色体与染色单体的数量关系：
1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体(含4个DNA分子)。
[易错提醒] 有关同源染色体认识的几个误区
(1)大小、形态不同的染色体可以是同源染色体，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体，X染色体较大，Y染色体较小。大小相同的染色体不一定是同源染色体，如着丝粒分裂后形成的两条染色体，因不是一条来自父方，一条来自母方，所以不叫同源染色体。只要联会的两条染色体，不管大小、形状是否相同，都叫同源染色体。
(2)同源染色体既可以是复制之前不含染色单体的染色体，也可以是复制之后含染色单体的染色体。
(3)有丝分裂过程中存在同源染色体，但不出现同源染色体的联会现象和四分体。
典例剖析
典例1 (2020·湖南名校联考改编)下列关于四分体的叙述，正确的是( D )
A．有丝分裂和减数分裂过程中都会出现四分体
B．一个四分体中含有四条染色体和四个DNA分子
C．次级精母细胞中的四分体数是初级精母细胞中的1/2
D．人的初级精母细胞在减数分裂I前期可形成23个四分体
[解析] 在减数分裂Ⅰ前期，联会后的每对同源染色体叫四分体，含有四条染色单体，而有丝分裂过程中不会出现四分体，A错误。一个四分体中含有两条染色体、四条染色单体和四个DNA分子，B错误。次级精母细胞中不存在四分体，C错误。人的精原细胞中含有23对同源染色体，在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制后成为初级精母细胞，此时细胞中的染色体数目不变，因此人的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可形成23个四分体，D正确
┃┃变式训练1
■
(2020·江苏扬州期中)下列对体细胞染色体数为2n的某细胞分裂图像的相关描述，正确的是( C )
A．图示细胞中有两对同源染色体、两个四分体
B．图示细胞分裂后期有四条染色体、八条染色单体
C．④是一条染色体，包含①、③两条姐妹染色单体
D．在分裂后期，该细胞中移向同一极的染色体均为非同源染色体
[解析] 图示细胞处于有丝分裂中期，有四条染色体、两对同源染色体，没有四分体，A错误；图示细胞分裂后期有八条染色体，无染色单体，B错误；④是一条染色体，包含①、③两条姐妹染色单体，C正确；在分裂后期，该细胞中移向同一极的染色体，既有同源染色体又有非同源染色体，D错误。
精子和卵细胞的形成
要点归纳
1．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程的比较(假设体细胞内染色体数为2N)
项目
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
染色体间期是否复制
复制
不复制
分裂过程中细胞名称
性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体)
次级性母细胞(或极体)→精细胞或卵细胞(或极体)
着丝粒变化
不分裂
分裂
染色体数目变化
2N→N(减半)
N→2N→N
核DNA数目变化
2N→4N→2N
2N→N(减半)
染色体主要行为
同源染色体联会；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
2.精子和卵细胞形成过程的区别
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
不均等分裂(极体均等分裂)
是否变形
是
否
子细胞数目
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(消失)
相同点
染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞内染色体和DNA数均减半
3.减数分裂过程中染色体、染色单体数目与核DNA含量的变化曲线分析
(1)间期DNA(染色体)的复制，DNA含量加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。
(2)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DNA和染色体、染色单体数目均减半。
(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA含量不变。
(4)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分别分配到两个子细胞中，DNA和染色体数目再次减半。
[易错提醒] 卵细胞形成过程的“两个误认为”
(1)误认为连续两次分裂均为不均等分裂：忽视了极体的分裂是均等分裂。
(2)误认为卵细胞形成也要经过变形：卵细胞的形成无变形过程，只有精子的形成才有变形过程。
典例剖析
典例2 下列关于精子和卵细胞形成过程的叙述，错误的是( B )
A．精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形
B．卵细胞形成过程中细胞质都是不均等分裂
C．一个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞
D．精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次
[解析] 精子形成过程需要变形，而卵细胞形成过程不需要变形，A正确；卵细胞形成过程中，第一极体分裂形成第二极体时细胞质是均等分裂的，B错误；一个精原细胞经过减数分裂可形成4个精细胞，C正确；精子与卵细胞形成过程中，都是染色体复制一次，细胞分裂两次，D正确。
┃┃变式训练2
■
(2020·安徽马鞍山二中月考)下列关于减数分裂形成卵细胞的过程的叙述，正确的是( C )
①卵原细胞经减数分裂形成的只有卵细胞
②对体细胞染色体数为2n的生物来说，次级卵母细胞中存在同源染色体
③着丝粒在减数分裂Ⅱ后期分裂
④同源染色体的分离导致子细胞中染色体数目减半
⑤减数分裂的结果是子细胞中染色体数目减半，核DNA含量不变
⑥染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅱ末期
A．①②③
B．④⑤⑥
C．③④
D．⑥
[解析] 卵原细胞经减数分裂形成的细胞除卵细胞外还有极体，①错误；对体细胞染色体数为2n的生物来说，由于在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离，所以在次级卵母细胞中不存在同源染色体，②错误；减数分裂的结果是子细胞中染色体数目减半，核DNA含量也减半，⑤错误；染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ末期结束时，⑥错误，
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
要点归纳
1．实验原理：
蝗虫的精母细胞进行减数分裂过程中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．方法步骤
3．观察细胞减数分裂实验材料的选择需要考虑两个方面
1．雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞的数量，因此在选择观察减数分裂的材料时要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官。
2．在动物卵巢内减数分裂没有进行彻底，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，一般不选择雌性个体。
典例剖析
典例3 (2020·河北石家庄月考)下列关于观察细胞减数分裂过程的实验的叙述，错误的是( D )
A．可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的装片观察减数分裂
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
[解析] 蝗虫卵母细胞和蚕豆花粉母细胞都属于原始生殖细胞，可以进行减数分裂，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，故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，B正确；减数分裂Ⅰ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；洋葱根尖细胞进行有丝分裂，用洋葱根尖制成的装片可以用来观察有丝分裂，有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生，D错误。
┃┃变式训练3
■
关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验，下列操作及表述不正确的是( B )
A．在低倍镜下观察固定装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
B．因观察材料较少，精母细胞较小，显微镜视野应适当调亮
C．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦
D．为观察染色体不同层面的精细结构，用细准焦螺旋调节焦距
[解析] 显微镜的使用原则是先用低倍镜观察，根据染色体的行为找出各时期的细胞，A正确；显微镜的放大倍数与视野亮度是相反的，即显微镜的放大倍数越大(如高倍镜)，镜头透光直径越小，通光量越少，照在单位面积上的光就越少，视野变暗，所以将视野调亮的原因是本实验要换用高倍镜观察，而不是因观察材料较少，精母细胞较小，B错误；换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦，C正确；观察染色体不同层面的精细结构时，要用细准焦螺旋调节，D正确。
指点迷津·拨云见日
一、减数分裂与有丝分裂过程中细胞分裂图像的辨析
时期
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
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，染色体的着丝粒排列在赤道板上
有同源染色体，四分体排列在赤道板两侧
无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体
同源染色体分开，每条染色体含2条姐妹染色单体
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，无同源染色体
[方法规律] 鉴别细胞分裂图像的方法
(1)前期
(2)中期
(3)后期
典例4 (2020·河北保定期末)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 )
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
[解析] 分析题图：甲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；乙细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期；丙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；丁细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期。乙和丁细胞中不含同源染色体，A错误；与减数分裂Ⅱ中期相比，乙、丁细胞中着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，B正确；甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，C正确；丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，非姐妹染色单体间的互换发生在减数分裂Ⅰ前期，D正确。
二、减数分裂与有丝分裂过程中相关数量变化曲线及其变形
1．减数分裂和有丝分裂过程中染色体与核DNA数量变化
(1)曲线模型
(2)判断方法
2．每条染色体中DNA含量的变化
对图中曲线的解释
A→B
B→C
C→D
D→E
减数分裂对应时期
MⅠ前的间期
MⅠ全过程和MⅡ前期、MⅡ中期
MⅡ后期
MⅡ末期
有丝分裂对应时期
间期
前期和中期
后期
末期
注：MⅠ、MⅡ分别表示减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ(后同)。
3．细胞分裂过程中染色体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图
直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。
如图所示：
有丝分裂
减数分裂
图注
典例5 (2020·山东济南模拟)如图分别表示对几种生物(2N)体内正在进行分裂的细胞进行观察的结果，有关假设和推论正确的是( C )
A．若图甲表示有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B．若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则着丝粒分裂可发生在这一阶段
C．若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D．若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则f组细胞中可能出现四分体
[解析] 赤道板不是真实存在的细胞结构，图甲表示植物细胞，下一时期细胞中央将出现细胞板，A错误；图乙中有染色单体，不可能表示有丝分裂后期，因此不可能发生着丝粒分裂，B错误；若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则可表示减数分裂Ⅰ过程，同源染色体的分离可发生在该过程中，C正确：若图丙表示果蝇精巢内的几种细胞，f组细胞可能处于有丝分裂后期或末期，不可能出现四分体，D错误。
三、减数分裂配子来源的判定
1．无互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，染色体组成完全相同。
2．有互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成各不相同，但是除互换区域外，两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，除互换区域外，其他完全相同。
典例6 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( B )
A．①②
B．①③
C．②③
D．③④
[解析] 减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离；减数分裂Ⅱ的特点是次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分离，分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，B项正确。
四、配子中染色体组合的多样性
1．含2对同源染色体(Yy、Rr)的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)
项目
实际能产生配子的种类
可能产生配子的种类
一个精原细胞
2种(YR和yr或Yr和yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个雄性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
1种(YR或yr或Yr或yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个雌性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
2.含n对同源染色体的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)
项目
实际能产生配子的种类
可能产生配子的种类
1个精原细胞
2种
2n种
1个雄性个体
2n种
2n种
1个卵原细胞
1种
2n种
1个雌性个体
2n种
2n种
典例7 (2019·山西太原月考改编)1个有3对同源染色体AaBbCc(A和a、B和b、C和c表示同源染色体，下同)的卵原细胞实际能产生几种类型的卵细胞？1个有3对同源染色体AaBbCc的精原细胞实际能产生几种类型的精子？1个体细胞中具有3对同源染色体(AaBbCc)的生物体可能产生几种类型的精子？(不考虑互换)( A )
A．1,2,8
B．1,2,3
C．3,3,3
D．2,2,8
[解析] 1个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞，1种类型；1个精原细胞能产生4个精子，这4个精子两两相同，有2种类型；1个体细胞中具有3对同源染色体的生物体，由于非同源染色体自由组合，可能产生23种类型的精子，即8种。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P18
1．提示：配子染色体与体细胞染色体的差别在于：
(1)配子染色体数是体细胞染色体数的一半。
(2)配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。
2．提示：(1)提出的问题可以有“配子中染色体数目为何减半”“配子中的染色体大小、形态为何不同”“配子是如何形成的”等。
(2)猜想：配子是通过一种不同于有丝分裂能使染色体数目减半的分裂方式产生的。
?旁栏思考?P19
提示：会导致受精卵中的染色体数目加倍，不能保持遗传的稳定性。
?旁栏思考?P20
·提示：初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。
·提示：在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间互换、同源染色体分离等行为。上述过程可使配子中染色体数目减半。这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用，就能维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物变异的概率，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。
?旁栏思考?P21
提示：精子头部含有细胞核，携带遗传物质，尾长，能够摆动，有利于受精作用的顺利进行。
?练习与应用?P23
一、概念检测
1．(1)× 卵细胞中染色体数目为10条，无同源染色体，不成对。
(2)√
2．B 同源染色体联会是减数分裂特有的行为变化。
3．C 图中含有3条染色体，无同源染色体，处于减数分裂Ⅱ，其名称可能是次级精母细胞、次级卵母细胞或极体。
4．(1)提示：这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。
(2)提示：该细胞中有4条染色体、8条染色单体。
(3)提示：该细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C，A与D，B与C，B与D是非同源染色体。
(4)提示：细胞中a与a′，b与b′，c与c′，d与d′是姐妹染色单体。
(5)提示：该细胞分裂完成后，子细胞中有2条染色体。
(6)提示：参见教材P19图2－2和P22图2－5画图。
二、拓展应用
1．根据染色体的行为变化和细胞的数目变化，可判断减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。减数分裂Ⅰ过程出现联会，细胞由1个分裂为2个；减数分裂Ⅱ过程无联会出现，细胞由2个分裂为4个。
2．提示：不一定。可能存在例外。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精(卵)母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条或几条。再如减数分裂过程(无论分裂Ⅰ还是分裂Ⅱ)中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就有可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。如果上述现象出现，则受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也会是异常的。例如，人类的“21三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中21号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
3．提示：精子的头部保留了细胞核，即保留了全部的染色体，抛弃了大部分细胞质和细胞器，但保留了全部线粒体，既能保证精子的灵活运动，又能保证精子运动所需的足够的能量。
?讨论?P24
1．提示：根据同源染色体及染色体的数目和行为判断。减数分裂I会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，后期移向细胞两极的染色体不含染色单体。
2．提示：减数分裂Ⅰ的中期，成对的同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成。减数分裂Ⅱ的中期，所有染色体的着丝粒排列在细胞的赤道板的位置，末期细胞两极的染色体不含染色单体。
3．提示：同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程相同，不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。
?讨论?P26
1．减数分裂过程中，同源染色体先进行复制，再联会形成四分体，之后再分离，在减数分裂Ⅱ后期由于着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍后减半，随后分别进入子细胞中。减数分裂的结果是成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。后通过受精作用配子结合，从而保证了生物前后代染色体数目的恒定。
2．减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体的互换及非同源染色体的自由组合都会导致产生多种配子。
3．略。
?练习与应用?P28
一、概念检测
1．(1)√ (2)√
2．B 15个初级卵母细胞能形成15个卵细胞，5个初级精母细胞最多形成20个精子，因此最多可形成15个受精卵。
3．D 减数分裂产生染色体数目减半的配子，受精作用使受精卵获得了雌雄配子的全部染色体，染色体数目恢复到体细胞水平。
二、拓展应用
1．提示：在减数分裂形成精子或卵细胞的过程中，如果由于某种原因减数分裂I时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数分裂Ⅱ，就会形成含有2条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，但没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体有2条。当一个正常的精子或卵细胞(含23条非同源染色体，其中只含有1条13号染色体)与上述异常的卵细胞或精子结合形成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体为3条。当该受精卵发育成人时，这个人的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条13号染色体。
2．提示：63条；骡的原始生殖细胞内无同源染色体，不能联会，因此不能发生正常的减数分裂。第二章
第一节
1．在初级精母细胞中不可能出现的染色体行为是( D )
A．联会
B．交叉互换
C．同源染色体分离
D．着丝点分裂
[解析] 着丝点分裂属于次级精母细胞中的染色体行为。
2．下列关于减数分裂的叙述，不正确的是( D )
A．只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂
B．高等动物的减数分裂发生在睾丸(精巢)或卵巢中
C．减数分裂过程中染色体只复制一次
D．玉米体细胞中有10对染色体，经减数分裂后，卵细胞中染色体数仍为10对
[解析] 玉米体细胞中有10对染色体，经减数分裂后，同源染色体分离，染色体数目减半，所以卵细胞中染色体数为10条。
3．如图为动物细胞示意图，它可能是( A )
A．极体
B．精细胞
C．卵原细胞
D．卵细胞
[解析] 题图细胞不含同源染色体，处于减数分裂Ⅱ前期，可能是极体，A正确；题图细胞中的染色体已经复制过，不可能为卵原细胞，C错误；卵细胞和精细胞是减数分裂Ⅱ结束形成的，而题图细胞处于减数分裂Ⅱ前期，B、D错误。
4．维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是( D )
A．遗传和变异
B．无丝分裂和有丝分裂
C．减数分裂和有丝分裂
D．减数分裂和受精作用
[解析] 减数分裂使配子中染色体数目减半，受精作用使合子中染色体数目恢复，所以减数分裂和受精作用能维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性。
5．(不定项选择)下列有关细胞减数分裂、染色体、DNA的叙述，不正确的是( AC )
A．高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞，正常分裂后所产生的子细胞仅有次级精母细胞和精细胞两种
B．同种生物的次级精母细胞的核DNA分子数和神经细胞的核DNA分子数相同
C．同种生物体内处于减数分裂Ⅱ中期的细胞中的染色体数目等于神经细胞中的染色体数目
D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目和着丝粒数目相同
[解析] 动物性腺中的细胞既有进行减数分裂的细胞，也有进行有丝分裂的细胞，故高等动物睾丸中处于分裂中期的细胞产生的子细胞不只次级精母细胞和精细胞两种，还应该有精原细胞；同种生物体处于减数分裂Ⅱ中期的细胞中染色体数目是神经细胞中染色体数目的一半，故AC错误。
6．下图甲、乙、丙分别表示某种生物正在进行分裂的三个细胞。据图回答下列问题：
(1)甲图表示
减数分裂Ⅰ
的
后
期，其母细胞原有
4
条染色体，分裂后子细胞是
次级精母
细胞。
(2)乙图表示
有丝分裂
的
后
期，其母细胞原有
4
条染色体，分裂后子细胞是
体
细胞。
(3)丙图表示
减数分裂Ⅱ
的
后
期，其母细胞原有
2
对同源染色体，分裂后子细胞有
2
条染色体。
[解析] (1)甲细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质均等分裂，称为初级精母细胞，其分裂形成的子细胞是次级精母细胞。甲细胞所含染色体数与母细胞相同，因此其母细胞原有4条染色体。(2)乙细胞处于有丝分裂后期，此时染色体数目是体细胞的2倍，因此母细胞的染色体数目为4条。乙细胞分裂形成的子细胞为体细胞。(3)丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，此时细胞中染色体数目与体细胞相同，因此其母细胞原有4条染色体，即2对同源染色体，其分裂形成的子细胞有2条染色体。
