高中生物 第2章 染色體與遺傳 第1節(jié) 減數(shù)分裂中的染色體行為（Ⅰ）學(xué)案 浙科版必修2

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第一節(jié)　減數(shù)分裂中的染色體行為(Ⅰ) 1．簡(jiǎn)述染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)。 2．概述減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體行為。(重點(diǎn)) 3．概述減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目和DNA數(shù)目的變化規(guī)律。(重難點(diǎn)) 染 色 體 與 減 數(shù) 分 裂 的 相 關(guān) 概 念 1．染色體 (1)概念 當(dāng)細(xì)胞處于分裂期時(shí)，細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)經(jīng)高度螺旋化和反復(fù)折疊，形成的線(xiàn)狀或棒狀小體。 (2)功能 細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體。 (3)組成 (4)與染色質(zhì)關(guān)系 同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)。 分裂期：染色體；間期：染色質(zhì)。 (5)類(lèi)型 (6)識(shí)別標(biāo)志 細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)、大小和著絲粒位置。 (7)數(shù)目 ①特點(diǎn)：每種生物細(xì)胞核中，數(shù)目相對(duì)恒定。 ②存在形式：大多數(shù)生物體的體細(xì)胞中成對(duì)存在，生殖細(xì)胞中成單存在。 2．減數(shù)分裂及其相關(guān)概念 (1)減數(shù)分裂 ①范圍：進(jìn)行有性生殖的生物。 ②時(shí)期：從原始生殖細(xì)胞―→成熟生殖細(xì)胞。 ③特點(diǎn)：染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。 ④結(jié)果：染色體數(shù)目減半。 ⑤場(chǎng)所：有性生殖生物的生殖器官。 (2)同源染色體和四分體 ①同源染色體：指細(xì)胞內(nèi)一條來(lái)自父方，另一條來(lái)自母方，其形態(tài)大小通常相同，遺傳功能相似的一對(duì)染色體。 ②四分體：相互配對(duì)的一對(duì)同源染色體，含有四條染色單體，稱(chēng)為一個(gè)四分體。 探討：A、B、C、D、E所示的染色體，哪個(gè)為同源染色體？ 提示：D、E為同源染色體。 探討：在減數(shù)分裂的間期，染色體有什么行為？以人體細(xì)胞為例，說(shuō)說(shuō)在此階段，染色體、DNA數(shù)發(fā)生怎樣的變化。 提示：在減數(shù)分裂間期，染色體發(fā)生復(fù)制。人體細(xì)胞本來(lái)含46條染色體、46個(gè)DNA分子，復(fù)制后，染色體仍是46條，DNA分子92個(gè)。 探討：請(qǐng)分析四分體、染色體、染色單體和DNA分子數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系。 提示：1個(gè)四分體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個(gè)DNA分子。 1．染色體、染色單體、姐妹染色單體和DNA數(shù)目 (1)染色體數(shù)等于著絲粒數(shù) ①?gòu)?fù)制前：每條染色體上有1個(gè)DNA分子。 ②復(fù)制后：每條染色體上有2個(gè)DNA分子。 ③兩種情況下每個(gè)細(xì)胞中都含有4條染色體。 (2)染色單體的形成是DNA復(fù)制的結(jié)果，圖中a與a′為姐妹染色單體，a與b、b′屬于同源染色體上的非姐妹染色單體，a與c、c′、d、d′屬于非同源染色體上的非姐妹染色單體。 2．同源染色體與非同源染色體 (1)同源染色體 ①來(lái)源：一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。 ②形狀和大小：一般都相同(X、Y不相同)。 ③關(guān)系：在減數(shù)分裂過(guò)程中進(jìn)行兩兩配對(duì)。 ④實(shí)例：A與B為同源染色體，C與D也為同源染色體。 (2)非同源染色體 除上述同源染色體外其他各染色體互稱(chēng)非同源染色體。 3．聯(lián)會(huì)和四分體 (1)聯(lián)會(huì)：在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。 (2)四分體：同源染色體的特殊存在形式，在減數(shù)分裂過(guò)程中，聯(lián)會(huì)后的每對(duì)同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。如圖中含有2個(gè)四分體。 上述概念之間的數(shù)量關(guān)系可以總結(jié)如下： 1個(gè)四分體＝1對(duì)同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體(含4個(gè)DNA分子)。 1．某同學(xué)對(duì)某生物中同源染色體的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A．有絲分裂過(guò)程中不存在同源染色體，因此無(wú)同源染色體的配對(duì)、分離行為 B．減數(shù)分裂過(guò)程中有同源染色體，且發(fā)生同源染色體分離 C．有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程始終存在同源染色體，但染色體行為不同 D．有絲分裂過(guò)程中存在同源染色體，減數(shù)分裂過(guò)程中不存在同源染色體 【解析】　有絲分裂過(guò)程中始終存在同源染色體。減數(shù)分裂過(guò)程中，由于減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離使得減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞中不存在同源染色體。 【答案】　B 2．下列關(guān)于四分體的敘述，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35930009】 A．一個(gè)細(xì)胞中含有4條染色體 B．一個(gè)細(xì)胞中含有4對(duì)染色體 C．一個(gè)細(xì)胞中含有4條染色單體 D．一對(duì)同源染色體中含有4條染色單體 【解析】　1個(gè)四分體＝1對(duì)同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個(gè)DNA分子。 【答案】　D 減 數(shù) 分 裂 過(guò) 程 中 的 染 色 體 行 為 分裂時(shí)期 圖像 染色體的主要行為變化 前期Ⅰ 同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體，同源染色體的非姐妹染色單體常有交叉互換現(xiàn)象 中期Ⅰ 每一對(duì)同源染色體排列在赤道面上 后期Ⅰ 在紡錘絲的牽引下，同源染色體分離，非同源染色體自由組合 中期Ⅱ 染色體的著絲粒排列在赤道面上 后期Ⅱ 著絲粒分裂，姐妺染色單體分開(kāi)成為染色體移向細(xì)胞的兩極。 探討：減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體的數(shù)目減半發(fā)生在哪個(gè)分裂時(shí)期？ 提示：減數(shù)第一次分裂時(shí)期。 探討：在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，染色體有什么行為？ 提示：在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，染色體的行為有：同源染色體聯(lián)會(huì)，同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道面上，同源染色體分離。 探討：在減數(shù)第二次分裂過(guò)程中，染色體有什么行為？ 提示：在減數(shù)第二次分裂過(guò)程中，連接兩條姐妹染色單體的著絲粒分開(kāi)，染色單體消失。 1．示例法識(shí)別有絲分裂、減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂 (1)三個(gè)中期圖的判斷 推證步驟：①染色體著絲粒是否排列在細(xì)胞中央的赤道面(一直線(xiàn))上，減數(shù)第一次分裂中期(否)；②細(xì)胞中是否具有同源染色體，有絲分裂中期(有)、減數(shù)第二次分裂中期(無(wú))。 結(jié)果：A為有絲分裂中期，B為減數(shù)第二次分裂中期，C為減數(shù)第一次分裂中期。 (2)三個(gè)后期圖的判斷 推證步驟：①染色體是否含有染色單體，減數(shù)第一次分裂后期(有)；②染色體中是否具有同源染色體，有絲分裂后期(有)、減數(shù)第二次分裂后期(無(wú))。 結(jié)果：D為有絲分裂后期，E為減數(shù)第二次分裂后期，F(xiàn)為減數(shù)第一次分裂后期。 2．減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目和核DNA含量變化曲線(xiàn)分析 (1)在間期DNA復(fù)制之前(AB段和ab段)和減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂之后(FH段和fh段)，染色體∶核DNA＝1∶1。 (2)在間期完成DNA復(fù)制之后到減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂之前(CF段和cf段)，染色體∶核DNA＝1∶2。 (3)各關(guān)鍵點(diǎn)變化的原因： BC段——DNA復(fù)制； DE(de)段——同源染色體分離； ff′段——著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)； H(h)點(diǎn)——姐妹染色單體分開(kāi)后形成的子染色體平均分配到了兩個(gè)子細(xì)胞。 1．某種植物細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中幾個(gè)特定時(shí)期的顯微照片如下。下列敘述正確的是(　　) A．圖甲中，細(xì)胞的同源染色體之間發(fā)生了基因重組 B．圖乙中，移向細(xì)胞兩極的染色體組成相同 C．圖丙中，染色體的復(fù)制正在進(jìn)行，著絲粒尚未分裂 D．圖丁中，細(xì)胞的同源染色體分離，染色體數(shù)目減半 【解析】　A項(xiàng)，圖甲為減數(shù)第一分裂前期，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，從而導(dǎo)致基因重組。B項(xiàng)，圖乙為減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分離，如果該植物細(xì)胞中兩條性染色體組成不同，則移向細(xì)胞兩極的染色體組成就會(huì)有差異。C項(xiàng)，圖丙為減數(shù)第一次分裂末期或減數(shù)第二次分裂前期，不發(fā)生染色體的復(fù)制，著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期。D項(xiàng)，圖丁為減數(shù)第二次分裂后期，著絲粒分裂，染色體數(shù)目加倍，而同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。 【答案】　A 2．下圖中橫坐標(biāo)A、B、C、D分別表示某種哺乳動(dòng)物細(xì)胞(2n)進(jìn)行減數(shù)分裂的不同時(shí)期，其中a表示細(xì)胞數(shù)目。請(qǐng)判斷b、c、d依次代表的是(　　) A．DNA分子數(shù)、染色體數(shù)、染色單體數(shù) B．DNA分子數(shù)、染色單體數(shù)、染色體數(shù) C．染色體數(shù)、DNA分子數(shù)、染色單體數(shù) D．染色單體數(shù)、染色體數(shù)、DNA分子數(shù) 【解析】　A表示染色體沒(méi)有復(fù)制時(shí)，染色體數(shù)與DNA分子數(shù)之比為1∶1，無(wú)染色單體；B表示染色體復(fù)制后，染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶DNA分子數(shù)＝1∶2∶2；C表示減數(shù)第二次分裂前、中期，染色體數(shù)∶染色單體數(shù)∶DNA分子數(shù)＝1∶2∶2；D表示生殖細(xì)胞，染色體數(shù)∶DNA分子數(shù)＝1∶1，無(wú)染色單體。由此得出b為DNA分子數(shù)，c為染色體數(shù)，d為染色單體數(shù)。 【答案】　A 1．下列關(guān)于減數(shù)分裂的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．只有進(jìn)行有性生殖的生物才能進(jìn)行減數(shù)分裂 B．減數(shù)分裂過(guò)程中染色體復(fù)制一次，但細(xì)胞連續(xù)分裂了兩次 C．因?yàn)樵忌臣?xì)胞中染色體的數(shù)目就比體細(xì)胞中染色體的數(shù)目少一半，所以生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)目減半 D．減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂 【解析】　原始生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)目與體細(xì)胞中染色體的數(shù)目相等。因?yàn)槿旧w只復(fù)制了一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂了兩次，所以生殖細(xì)胞中染色體的數(shù)目減半。 【答案】　C 2．下列關(guān)于同源染色體的敘述，不正確的是(　　) A．一條來(lái)自父方、一條來(lái)自母方的染色體是同源染色體 B．同源染色體的非姐妹染色單體間能互換對(duì)應(yīng)部分 C．在人的正常精子中沒(méi)有同源染色體 D．減數(shù)分裂中聯(lián)會(huì)的染色體是同源染色體 【解析】　一條來(lái)自父方、一條來(lái)自母方的染色體可能是同源染色體，也可能是非同源染色體。 【答案】　A 3．下圖是動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程，一個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目變化規(guī)律的曲線(xiàn)和分裂過(guò)程中各分裂時(shí)期之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，其中錯(cuò)誤的有(　　) A．0處 B．1處　　　C．2處　　　D．3處 【解析】?、伲跒橛薪z分裂，①錯(cuò)誤，因?yàn)橛薪z分裂過(guò)程中無(wú)四分體。③＋④＋⑤為減數(shù)分裂，③錯(cuò)誤，因?yàn)闇p數(shù)第一次分裂同源染色體因聯(lián)會(huì)而形成四分體。 【答案】　C 4.右圖所示為某雄性動(dòng)物細(xì)胞正在進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)該圖屬于 分裂的 時(shí)期。 (2)減數(shù)第一次分裂時(shí)，相互分離的染色體是 。 (3)該細(xì)胞完成全部分裂后，可形成 個(gè)子細(xì)胞。 (4)圖中具有的染色體、著絲粒和染色單體的數(shù)目依次是 。 (5)a和a′互稱(chēng)為 。它們是在 期經(jīng)過(guò) 而形成的。a′和b在 時(shí)期可能發(fā)生 現(xiàn)象。 (6)這個(gè)細(xì)胞在完成全部分裂后，子細(xì)胞中有 條染色體。 【解析】　可根據(jù)細(xì)胞中染色體的行為特征，判定該細(xì)胞處于減數(shù)分裂的前期Ⅰ時(shí)期，因?yàn)閳D中同源染色體A和B、C和D正在發(fā)生聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分離，非同源染色體將自由組合。最終該細(xì)胞完成全部分裂后，可形成4個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞中染色體數(shù)目是原來(lái)的一半。a和a′，b和b′，c和c′，d和d′互稱(chēng)為姐妹染色單體。在同源染色體的非姐妹染色單體之間有可能發(fā)生交叉互換，增加后代的變異性。 【答案】　(1)減數(shù)　前期Ⅰ　(2)A和B，C和D (3)4　(4)4、4、8　(5)姐妹染色單體　間　染色體復(fù)制　減數(shù)分裂前期Ⅰ　交叉互換　(6)2 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.染色質(zhì)和染色體是細(xì)胞中的同一物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)。 2.減數(shù)分裂的特點(diǎn)是染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞分裂兩次，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。 3.減數(shù)第一次分裂的主要特征：同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體；四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換；同源染色體分離，分別移向細(xì)胞兩極。 4.減數(shù)第二次分裂的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)，分別移向細(xì)胞的兩極。 5.1個(gè)四分體包含一對(duì)同源染色體，4條染色單體，4個(gè)DNA分子。