新教材適用2024-2025學年高中生物第2章基因和染色體的關(guān)系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用第1課時精子的形成過程學案新人教版必修2

第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用第1課時精子的形成過程課標要求1．闡述同源染色體、四分體、聯(lián)會等概念。2．通過精子的形成過程，了解減數(shù)分裂過程及其特點。3．闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞。核心素養(yǎng)1．駕馭同源染色體、聯(lián)會、四分體、染色單體等概念。(生命觀念)2．通過分析染色體的行為和數(shù)目改變過程理解細胞生命活動的動態(tài)改變。(生命觀念)3．比較減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ的異同。(科學思維)一、減數(shù)分裂的相關(guān)概念基礎(chǔ)學問·雙基夯實1．同源染色體與非同源染色體(1)同源染色體：減數(shù)分裂過程中_配對__的兩條染色體，形態(tài)和大小一般都_相同__，一條來自_父方__，一條來自_母方__。(2)非同源染色體：形態(tài)、大小_一般不相同__，且在減數(shù)分裂過程中不進行_配對__的染色體。2．聯(lián)會和四分體(1)聯(lián)會：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體_兩兩配對__的現(xiàn)象。(2)四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有_四__條染色單體，叫作四分體?；顚W巧練1.減數(shù)分裂是一種特別方式的有絲分裂，同樣具有周期性。(×)2．對于雄性哺乳動物來說，同源染色體只存在于精原細胞中，而不存在于其他體細胞中。(×)3．細胞內(nèi)的同源染色體都會形成四分體。(×)4．精原細胞自身增殖的方式是減數(shù)分裂。(×)合作探究視察細胞中染色體模式圖，結(jié)合教材回答下列問題：圖1圖21．同源染色體和非同源染色體(1)同源染色體：減數(shù)分裂中配對的兩條染色體，其形態(tài)、大小一般都_相同__，一條來自_父方__，一條來自_母方__。如圖1中的_1和2,3和4__為一對同源染色體。(2)非同源染色體：形態(tài)、大小各不相同，且在_減數(shù)__分裂過程中不配對的染色體。如圖1中的_1和3或1和4或2和3或2和4__是非同源染色體。2．聯(lián)會和四分體(1)聯(lián)會：減數(shù)分裂Ⅰ過程中(前期)同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。(2)四分體聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條_染色單體__，叫作四分體。圖1中含有_兩__個四分體，其中_1和2__形成一個四分體，_3和4__形成一個四分體。四分體的個數(shù)等于減數(shù)分裂中配對的_同源染色體__對數(shù)。3．姐妹染色單體和非姐妹染色單體(1)姐妹染色單體：同一著絲粒連著的兩條染色單體。如圖1中的_a和a′、b和b′、c和c′、d和d′__。(2)非姐妹染色單體：不同著絲粒連接著的兩條染色單體。如圖1中的a和b(b′)、a′和b(b′)等。(3)若發(fā)生互換，則可發(fā)生在哪些染色單體之間？提示：a和b(b′)、a′和b(b′)、c和d(d′)、c′和d(d′)。4．相關(guān)數(shù)量關(guān)系1個四分體＝_1__對同源染色體＝_2__條染色體＝_4__條染色單體＝_4__個核DNA分子＝8條脫氧核苷酸鏈。歸納提升1.染色體、染色單體、核DNA、同源染色體和四分體數(shù)目的推斷方法(1)確定染色體數(shù)①若以有絲分裂或減數(shù)分裂圖示形式出現(xiàn)，可依據(jù)“著絲粒數(shù)＝染色體數(shù)”來確定。②若已知體細胞染色體數(shù)，推斷其他各時期染色體數(shù)。有絲分裂只有后期和末期染色體短暫加倍，其他各時期與體細胞染色體數(shù)一樣。若是減數(shù)分裂，則減數(shù)分裂Ⅰ時與體細胞染色體數(shù)一樣，減數(shù)分裂Ⅰ之后染色體數(shù)為體細胞的一半(減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂，導(dǎo)致減數(shù)分裂Ⅱ后、末期染色體數(shù)短暫加倍)。(2)確定染色單體數(shù)①染色單體出現(xiàn)在染色體復(fù)制后，著絲粒分裂前這段時期，染色單體數(shù)＝染色體數(shù)×2。②在DNA復(fù)制前和著絲粒分裂后的時期，染色單體數(shù)為0。(3)確定核DNA數(shù)①有染色單體時，核DNA數(shù)＝染色單體數(shù)＝染色體數(shù)×2。②無染色單體時，核DNA數(shù)＝染色體數(shù)。(4)確定同源染色體數(shù)①有絲分裂全過程都有同源染色體。②減數(shù)分裂Ⅰ末期以后，受精作用以前無同源染色體。③同源染色體的對數(shù)等于染色體數(shù)的一半。(5)確定四分體數(shù)只有減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體聯(lián)會時才有四分體，四分體數(shù)＝同源染色體對數(shù)。2．思索：(1)減數(shù)分裂過程中，配對的兩條染色體肯定是同源染色體嗎？形態(tài)、大小相同的染色體肯定是同源染色體嗎？一條來自父方，一條來自母方的染色體肯定是同源染色體嗎？提示：減數(shù)分裂過程中，配對的兩條染色體是同源染色體。形態(tài)、大小一般相同；一條來自父方，一條來自母方，是同源染色體的兩個必要條件，只符合其中一個，則不肯定是同源染色體。(2)有同源染色體的細胞是否都能進行減數(shù)分裂？同源染色體是否都能配對形成四分體？提示：不肯定。體細胞中也含有同源染色體，但體細胞不進行減數(shù)分裂。生殖細胞中同源染色體只有在減數(shù)分裂過程中才能聯(lián)會形成四分體。典例1(2024·揚州高二檢測)下列有關(guān)四分體的敘述，正確的是(A)A．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體B．經(jīng)過復(fù)制的同源染色體都能形成四分體C．四分體時期可能發(fā)生姐妹染色單體間的互換D．四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的每個時期解析：四分體由一對同源染色體聯(lián)會形成，含有4條染色單體，A正確；四分體只在減數(shù)分裂過程中存在，有絲分裂過程含有同源染色體，其復(fù)制后不聯(lián)會，不形成四分體，B錯誤；四分體中的非姐妹染色單體之間可發(fā)生互換，C錯誤；四分體出現(xiàn)在減數(shù)分裂Ⅰ的前期，D錯誤。變式訓練?下列關(guān)于同源染色體和四分體“肯定”的敘述，正確的是(C)A．同源染色體在細胞分裂過程中肯定能夠配對B．含有四條姐妹染色單體的肯定是四分體C．一個四分體肯定是一對同源染色體D．一對同源染色體肯定是一個四分體解析：互為同源染色體的兩條染色體只在減數(shù)分裂Ⅰ前期發(fā)生配對，在有絲分裂過程中不發(fā)生配對，A錯誤；復(fù)制后的兩條非同源染色體也含有四條姐妹染色單體，但不是四分體，B錯誤；四分體是由同源染色體聯(lián)會形成的，一個四分體肯定是一對同源染色體，C正確；同源染色體聯(lián)會后才形成四分體，在有絲分裂過程中同源染色體不會發(fā)生聯(lián)會，此時一對同源染色體不是一個四分體，D錯誤。二、精子的形成過程基礎(chǔ)學問·雙基夯實精子的形成過程1．場所：人和其他哺乳動物的精子是在_睪丸__中形成的。2．精細胞形成過程時期圖像染色體行為細胞名稱減數(shù)分裂前的間期DNA復(fù)制，相關(guān)_蛋白質(zhì)__合成，細胞體積增大精原細胞減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體發(fā)生聯(lián)會形成_四分體__，其上的_非姐妹染色單體__之間可以發(fā)生互換初級精母細胞中期各對_同源染色體__排列在細胞中心的赤道板兩側(cè)后期配對的兩條_同源染色體__彼此分別，分別移向細胞的兩極，非同源染色體自由組合末期細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。細胞中染色體數(shù)目減半減數(shù)分裂Ⅱ前期_染色體__散亂分布在細胞中次級精母細胞中期染色體的_著絲粒__排列在赤道板上后期每條染色體的_著絲粒__分裂，姐妹染色單體分開，移向細胞的兩極末期細胞質(zhì)分裂，一個細胞分裂成為2個子細胞精細胞3.精細胞變形形成精子減數(shù)分裂后，精細胞要經(jīng)過困難的變形才能成為精子。精子呈蝌蚪狀，分頭部和尾部，頭部含有細胞核，尾長，能夠搖擺。易錯提示：同源染色體的形態(tài)大小一般相同，但有些同源染色體形態(tài)大小不同，如人類的X染色體和Y染色體。活學巧練1.精原細胞是特別的體細胞，既能通過有絲分裂增殖，又能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生精子。(√)2．玉米體細胞中有10對同源染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后，花粉中有5對同源染色體。(×)3．減數(shù)分裂Ⅱ后期，大小、形態(tài)相同的兩條染色體可以被稱為同源染色體。(×)4．精原細胞形成精子的過程中，染色體復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，故精子的染色體數(shù)比精原細胞的削減一半。(√)合作探究1.比較減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ視察精子形成過程示意圖，回答下列問題：(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a._精原細胞__，b._初級精母細胞__，c._次級精母細胞__，d._精細胞__，e._精子__。(2)染色體數(shù)目減半發(fā)生在圖中_b__過程中，染色單體消逝發(fā)生在圖中_c__過程中。(3)不考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，細胞e有_2__種，假如考慮同源染色體的非姐妹染色單體間的互換，細胞e有_4__種。2．染色體數(shù)目減半發(fā)生在哪個時期？減半的緣由是什么？提示：染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的末期；緣由是同源染色體分別，并分別進入到兩個子細胞中。歸納提升減數(shù)分裂過程中兩個分裂階段的比較(假設(shè)體細胞染色體數(shù)和核DNA分子數(shù)均為2n)比較項目減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ分裂前的間期DNA的復(fù)制與否復(fù)制不復(fù)制同源染色體有無著絲粒改變不分裂分裂染色體主要行為①同源染色體聯(lián)會；②四分體中非姐妹染色單體可以發(fā)生互換；③同源染色體分別，非同源染色體自由組合著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為兩條染色體，分別移向細胞兩極染色體數(shù)目2n→nn→2n→n核DNA數(shù)目4n→2n2n→n染色單體數(shù)4n→2n2n→0典例2如圖為精細胞形成過程中幾個時期的細胞模式圖，下列敘述中正確的是(A)A．精子形成過程的依次排列為a→c→b→dB．d圖為次級精母細胞C．b圖中染色體與核DNA分子數(shù)之比為1∶1D．染色體的復(fù)制發(fā)生在c圖解析：精子形成過程的依次為a→c→b→d，A正確；d圖為精細胞，B錯誤；b圖中每條染色體上都含有2條染色單體，此時染色體與DNA分子數(shù)之比為1∶2，C錯誤；染色體的復(fù)制發(fā)生在減數(shù)分裂前的間期，而c圖處于減數(shù)分裂Ⅰ前期，D錯誤。變式訓練?在減數(shù)分裂前及分裂過程中，下列有關(guān)染色體改變的敘述，正確的是(B)A．著絲粒在減數(shù)分裂Ⅰ后期分裂，染色體數(shù)目加倍B．在減數(shù)分裂前，染色體只復(fù)制一次C．在減數(shù)分裂Ⅱ過程中，同源染色體分別D．細胞中同源染色體分別導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍解析：著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，A項錯誤；在減數(shù)分裂前的間期，染色體復(fù)制一次，細胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次，B項正確；同源染色體分別發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，C項錯誤；細胞中同源染色體分別并分別進入兩個子細胞，使得細胞中染色體數(shù)目減半，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的是減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，D項錯誤。如下圖所示，假如四分體中的非姐妹染色單體沒有互換，同源染色體就是A1和B1的狀態(tài)，發(fā)生了互換就是A2和B2的狀態(tài)，正常狀況下次級精母細胞只含有同源染色體中的一條，所以是否發(fā)生互換將導(dǎo)致精細胞中染色體的組成不相同，進而產(chǎn)生多樣性的精子。典例3(2024·貴州安順一中檢測)如圖表示減數(shù)分裂非姐妹染色單體的互換過程，則下列敘述正確的是(A)A．發(fā)生互換的前提是同源染色體配對B．a(chǎn)和a′屬于同源染色體，a和b屬于非同源染色體C．互換發(fā)生在同源染色體上的姐妹染色單體之間D．該過程也會發(fā)生在有絲分裂過程中解析：減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體聯(lián)會形成四分體，此時同源染色體上的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生互換，A正確；a和a′屬于姐妹染色單體，a和b屬于同源染色體上的非姐妹染色單體，B錯誤；互換發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體之間，C錯誤；有絲分裂過程中沒有染色體聯(lián)會，所以不會發(fā)生該互換過程，D錯誤。1．在視察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂裝片時，區(qū)分初級精母細胞和次級精母細胞的主要依據(jù)是(C)A．染色體的組成成分B．染色體是否存在染色單體C．有無同源染色體D．細胞是否均等分裂解析：初級精母細胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分別，非同源染色體自由組合，次級精母細胞中不含同源染色體，故選C。2．下列關(guān)于減數(shù)分裂過程中染色體的描述，正確的是(B)A．第一次分裂，著絲粒分裂，同源染色體不配對B．第一次分裂，著絲粒不分裂，同源染色體配對C．其次次分裂，著絲粒分裂，同源染色體配對D．其次次分裂，著絲粒不分裂，同源染色體不配對解析：減數(shù)分裂Ⅰ過程中，著絲粒不分裂，同源染色體配對(聯(lián)會)，減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分別，減數(shù)分裂Ⅱ過程中，細胞中無同源染色體，且減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，B正確。3．下列是減數(shù)分裂過程中的幾個步驟，正確的依次是(C)①形成四分體②同源染色體分別③非姐妹染色單體的互換④細胞質(zhì)分裂⑤聯(lián)會⑥染色體復(fù)制⑦染色單體分別A．②①③④⑤⑥⑦④B．④⑥③②⑤⑦①④C．⑥⑤①③②④⑦④D．⑥⑤③④⑦②①③解析：減數(shù)分裂過程包括減數(shù)分裂前的間期、減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ。題干中在時間依次上依次是：染色體復(fù)制、聯(lián)會、形成四分體、非姐妹染色單體的互換、同源