高中生物必修二減數(shù)分裂和受精作用答案

高中生物必修二減數(shù)分裂和受精作用答案

問題探討

在腐爛的水果周圍常可看到飛舞的果蠅。果蠅的生長周期短，繁殖快,

染色體少且容易觀察，是遺傳學(xué)上常用的實(shí)驗(yàn)材料。

右圖是黑腹果蠅雌雄個(gè)體的體細(xì)胞和配子的染色體示意圖。

【討論】

1.配子的染色體與體細(xì)胞的染色體有什么差別？

【答案】配子的染色體與體細(xì)胞的染色體的區(qū)別在于：

⑴配子中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半；

(2)配子的染色體是由體細(xì)胞的每對同源染色體中的一條組合而成

的。

2.針對這幅圖，你還能提出什么問題或猜想？

【答案】略。

旁欄思考

1.如果配子的形成與體細(xì)胞的增殖一樣，也是通過有絲分裂形成的,

結(jié)果會(huì)怎樣？

【答案】如果配子也是通過有絲分裂形成的，那么配子中的染色體數(shù)

目和體細(xì)胞中的將是一致的。

2.細(xì)胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的嗎？

【答案】初級精母細(xì)胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自

由組合的。

3.在減數(shù)分裂I中染色體出現(xiàn)了哪些特殊的行為？這對于生物的遺

傳有什么重要意義？

【答案】在減數(shù)分裂I中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、非姐

妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為，使細(xì)胞兩極各有一整

套非同源染色體，從而使形成的次級精母細(xì)胞中的染色體數(shù)目比初級

精母細(xì)胞的減少一半。

上述過程可使配子中的染色體數(shù)目減半。再通過卵細(xì)胞和精子結(jié)合成

受精卵的受精作用，保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定，維持

了生物遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種

類多樣化，從而增加了生物遺傳的多樣性，有利于生物適應(yīng)多變的自

然環(huán)境，有利于生物的進(jìn)化。

4.精細(xì)胞的變形對受精作用有什么意義？

【答案】精細(xì)胞的變形是指由精細(xì)胞變?yōu)榫拥倪^程,其中細(xì)胞核變

成精子頭部的主要部分，高爾基體發(fā)育為頭部的頂體，中心體演變?yōu)?/p>

精子的尾，線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備

了游向卵細(xì)胞并進(jìn)行受精作用的能力。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.與有絲分裂不同，減數(shù)分裂形成的成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目

會(huì)減少。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)玉米體細(xì)胞中有10對染色體，經(jīng)過減數(shù)分裂后，卵細(xì)胞中染色

體數(shù)目為5對。(X)

(2)在減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Io(V)

2.蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體，在觀察蝗蟲的細(xì)胞時(shí)，下列現(xiàn)象

能夠說明該細(xì)胞處于減數(shù)分裂的是(B)

A.出現(xiàn)染色單體

B.同源染色體聯(lián)會(huì)

C.染色體移向細(xì)胞的兩極

D.子細(xì)胞中有24條染色體

3.下圖所示的細(xì)胞最可能是(C)

A.卵細(xì)胞

B.初級精母細(xì)胞

C.次級卵母細(xì)胞

D.有絲分裂前期的細(xì)胞

4.下圖所示的細(xì)胞正在進(jìn)行細(xì)胞分裂，識(shí)圖回答問題

(1)這個(gè)細(xì)胞正在進(jìn)行哪種分裂？為什么？

(2)細(xì)胞中有幾條染色體？幾條染色單體？

(3)細(xì)胞中有幾對同源染色體？哪幾條染色體是非同源染色體？

(4)細(xì)胞中包含哪些姐妹染色單體？

(5)這個(gè)細(xì)胞在分裂完成后，子細(xì)胞中有幾條染色體？

(6)嘗試畫出這個(gè)細(xì)胞的分裂后期圖。

【答案】(1)這個(gè)細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)分裂。因?yàn)榧?xì)胞中出現(xiàn)了四分體。

(2)細(xì)胞中有4條染色體，8條染色單體。

(3)細(xì)胞中有2對同源染色體。其中染色體A與C、A與D、B與C、

B與D是非同源染色體。

⑷細(xì)胞中a與a',、b與b',、c與c'、d與d'是姐妹染色

單體。

(5)這個(gè)細(xì)胞在分裂完成后，子細(xì)胞中有2條染色體。

(6)參見教材圖2-20

二、拓展應(yīng)用

1.下圖是水稻花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂不同時(shí)期的顯微照片A至D為減

數(shù)分裂和為減數(shù)分裂。圖中的短線表示長度為請

I,EFII5pm0

你說說怎樣判斷圖中的細(xì)胞處于減數(shù)分裂I還是減數(shù)分裂口。

【提示】根據(jù)細(xì)胞大小，染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目判斷細(xì)胞處于減

數(shù)分裂的哪個(gè)時(shí)期。

2.經(jīng)過減數(shù)分裂形成的精子或卵細(xì)胞，染色體數(shù)目一定是體細(xì)胞的

一半嗎？有沒有例外？出現(xiàn)例外會(huì)造成什么后果？請選擇你認(rèn)為最

便捷的途徑尋找答案。

【提示】不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況，比如減數(shù)分裂I

時(shí)聯(lián)會(huì)的同源染色體，有一對或幾對沒有分別移向細(xì)胞的兩極，而是

集中到一個(gè)次級精（卵）母細(xì)胞中，再經(jīng)過減數(shù)分裂n形成的精子或

卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目，就會(huì)比正常的多一條或幾條染色體，再例如，

在減數(shù)分裂過程（無論減數(shù)分裂I還是減數(shù)分裂n）中，染色體已移

向細(xì)胞的兩極，但因某種原因細(xì)胞未分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，這樣就可能

出現(xiàn)精子或卵細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的現(xiàn)象。

如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，受精卵中的染色體數(shù)目就會(huì)出現(xiàn)異常，由該受精

卵發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞中的染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物

質(zhì)的載體，生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的，那么當(dāng)該個(gè)體的

遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時(shí)，該個(gè)體的性狀也是異常的。例如，人的唐氏綜

合征（又稱21-1體綜合征）患者，就是由含有24條染色體（其中

21號染色休是兩條）的精子或卵細(xì)胞與正常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合后

發(fā)育成的。

3.在精細(xì)胞變形為精子的過程中，精子的頭部幾乎只保留了細(xì)胞核,

部分細(xì)胞質(zhì)變成了精子的頸部和尾部，大部分細(xì)胞質(zhì)及多數(shù)細(xì)胞器被

丟棄，但全部線粒體被保留下來，并主要集中在尾的基部。你怎樣解

釋這一現(xiàn)象？

【答案】精子和卵細(xì)胞結(jié)合時(shí)，頭部先進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)，精子的頭部幾

乎只保留了細(xì)胞核，這就保證了遺傳物質(zhì)能夠先進(jìn)入卵細(xì)胞；部分細(xì)

胞質(zhì)變成了精子的頸部和尾部，使精子具備適于游動(dòng)的能力；人部分

細(xì)胞質(zhì)及多數(shù)細(xì)胞器被丟棄，避免了受精過程中因?yàn)椴槐匾募?xì)胞組

分而耗費(fèi)能量；全部線粒體被保留下來，并主要集中在尾的基部，可

以更好地在受精過程中提供能量。精子變形過程中的以上變化都是為

受精提供了保證，是進(jìn)化的結(jié)果。

探究?實(shí)踐

討論

1.當(dāng)你的目光聚焦在顯微鏡視野中的一個(gè)細(xì)胞時(shí)，你怎樣判斷它處于

減數(shù)分裂的哪個(gè)時(shí)期？

【答案】根據(jù)細(xì)胞中染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目來判斷。例如，在減

數(shù)分裂I中，先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、各對同源染色

體排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的

染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現(xiàn)象。

減數(shù)分裂n中期，非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處,

移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。

另外，在蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂的過程中,處于減數(shù)分裂I的細(xì)胞要

明顯多于處于減數(shù)分裂n的細(xì)胞。

2.減數(shù)分裂I與減數(shù)分裂口相比，中期細(xì)胞中染色體的不同點(diǎn)是什么?

末期呢？

【答案】減數(shù)分裂I中期，兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞中央的赤

道板兩側(cè)，末期細(xì)胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成,其數(shù)

目是體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半，每條染色體均由兩條姐妹染色單體構(gòu)

成。

減數(shù)分裂II中期，非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處，

末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。

3.你是通過比較同一時(shí)刻不同細(xì)胞的染色體特點(diǎn)，來推測一個(gè)精母細(xì)

胞在不同分裂時(shí)期的染色體變化的。這一做法能夠成立的邏輯前提是

什么？

【答案】同一生物的細(xì)胞，所含遺傳物質(zhì)相同，增殖過程相同，同一

時(shí)刻不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多

個(gè)精母細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測一個(gè)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中染色體

的連續(xù)變化。

第2小節(jié)受精作用

探究?實(shí)踐

【討論】

L描述減數(shù)分裂中染色體的數(shù)目和主要行為的變化，分析其意義。

【答案】在減數(shù)分裂I中，先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會(huì)、四分體形成、

非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細(xì)胞的兩極等行為

變化：減數(shù)分裂I后，細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半。在減數(shù)分裂II中,

每條染色體的著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體隨之分開，并分別移向

細(xì)胞的兩極，最終進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。

減數(shù)分裂產(chǎn)生了多種多樣的配子，配子中的染色體數(shù)目減半。這為之

后通過受精作用使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，并維持每種生物前后

代染色體數(shù)目的恒定提供了保證。總的來講，減數(shù)分裂和受精作用共

同保證了生物遺傳的穩(wěn)定性和多樣性。

2.根據(jù)以上三個(gè)模型，說說減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子的原因。

【答案】在減數(shù)分裂中，非同源染色體的自由組合、聯(lián)會(huì)時(shí)非姐妹染

色單體間的互換，都會(huì)使減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子。

3.與其他小組交流建構(gòu)模型的過程，如果條件允許，建議在計(jì)算機(jī)上

制作減數(shù)分裂的動(dòng)態(tài)模型。

【略】

思維訓(xùn)練

遺傳穩(wěn)定性遺傳多樣性

配減數(shù)分裂形成的配子中的染色體在減數(shù)分裂過程中，聯(lián)會(huì)時(shí)

子數(shù)目減半；而且每個(gè)配子中的染非姐妹染色單體間的互換，

形色體是一整套非同源染色體的組減數(shù)分裂I時(shí)非同源染色

成合。體的自由組合，都導(dǎo)致配

子中染色體組合的多樣性。

受卵細(xì)胞和精子的結(jié)合，使受耕卵卵細(xì)胞和精子的隨機(jī)結(jié)合，

精中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞進(jìn)一步增加了受精卵中染

作中的數(shù)目，生物體的性狀是由染色體組合的多樣性，因而增

用色體上的遺傳物質(zhì)控制的，因此,加了遺傳的多樣性。

染色體數(shù)目的恒定維持了遺傳的

穩(wěn)定性。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.大熊貓的體細(xì)胞有42條染色體，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)一只雄性大熊貓?jiān)诓煌瑫r(shí)期產(chǎn)生的精子染色體數(shù)目一般都是21

條。(V)

(2)一只雌性大熊貓?jiān)诓煌瑫r(shí)期產(chǎn)生的卵細(xì)胞，其染色體組合具有多

樣性。(V)

2.假如蛙的15個(gè)初級卵母細(xì)胞和5個(gè)初級精母細(xì)胞都能正常分裂，

并在最大限度內(nèi)受精，則最多能形成的受精卵數(shù)目是(B)

A.20B.15C.10D.5

3.同種生物前后代的染色體數(shù)目是相同的，對此起決定作用的過程是

(D)

A.有絲分裂

B.有絲分裂和受精作用

C.減數(shù)分裂

D.減數(shù)分裂和受精作用

二、拓展應(yīng)用

L正常人的體細(xì)胞中有23對染色體。有一種叫"13三體綜合征"的

遺傳病，患者頭小，患先天性心臟病，智力遠(yuǎn)低于常人。對患者進(jìn)行

染色體檢查，發(fā)現(xiàn)患者的13號染色體不是正常的1對，而是3條。

請嘗試使用"減數(shù)分裂中染色體變化的模型"，從精子或卵細(xì)胞形成

的角度分析這種病產(chǎn)生的原因。

【提示】在形成精子或卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中，如果由于某種原因,

減數(shù)分裂I時(shí)兩條13號染色體沒有分離而是進(jìn)入了同一個(gè)次級精

（卵）母細(xì)胞，再經(jīng)過減數(shù)分裂II,就會(huì)形成含有兩條13號染色體

的精子或卵細(xì)胞；如果減數(shù)分裂I正常，減數(shù)分