2.1.1減數(shù)分裂（第1課時(shí)）（導(dǎo)學(xué)案）

第2章基因和染色體的關(guān)系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用一減數(shù)分裂第1課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.說(shuō)出減數(shù)分裂、同源染色體、四分體、聯(lián)會(huì)等概念。2.描述精子的形成過(guò)程。3.理解細(xì)胞生命活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化，認(rèn)知生命形成的規(guī)律。4.歸納總結(jié)各概念之間的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】精子的形成過(guò)程及同源染色體、四分體、聯(lián)會(huì)等概念?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】理解精子的形成過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。學(xué)習(xí)任務(wù)一關(guān)于果蠅及魏斯曼理論預(yù)測(cè)【合作探究】1.在腐爛的水果周?chē)？煽吹斤w舞的果蠅。果蠅是蒼蠅嗎？果蠅作為遺傳學(xué)上常用的實(shí)驗(yàn)材料有什么優(yōu)點(diǎn)？【答案】果蠅和蒼蠅同屬雙翅目昆蟲(chóng)但果蠅的個(gè)體與蒼蠅相比就小多了，他們是屬于同目但不同種屬的生物,兩者的生活習(xí)性有很大差異。果蠅作為遺傳學(xué)上常用的實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)點(diǎn)有：生長(zhǎng)周期短、繁殖快、染色體少且易觀(guān)察、容易飼養(yǎng)等。2.下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。配子的染色體與體細(xì)胞的染色體有什么差別?【答案】配子中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半;配子的染色體是由體細(xì)胞的每對(duì)同源染色體中的一條組合而成的。3.如果配子的形成與體細(xì)胞的增殖一樣，也是通過(guò)有絲分裂形成的，結(jié)果會(huì)怎樣?【答案】后代染色體數(shù)目會(huì)成倍增加，生物的前后代染色體數(shù)目不能保持穩(wěn)定。如果某種生物染色體數(shù)目是2N，配子形成與體細(xì)胞增殖一樣，也是通過(guò)有絲分裂，那么配子的染色體數(shù)目是2N，受精后子一代的染色體數(shù)目是4N。依次類(lèi)推，子二代為8N，子三代為16N……4.與孟德?tīng)柾瑫r(shí)代的德國(guó)動(dòng)物學(xué)家魏斯曼的理論預(yù)測(cè)是什么？【答案】在卵細(xì)胞和精子成熟的過(guò)程中，必然有一個(gè)特殊的過(guò)程使染色體數(shù)目減少一半；受精時(shí)，精子與卵細(xì)胞融合，恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。5.其他科學(xué)家通過(guò)顯微鏡觀(guān)察證實(shí)魏斯曼預(yù)言是否正確？【答案】其他科學(xué)家通過(guò)顯微鏡觀(guān)察證實(shí)魏斯曼預(yù)言是正確的。這個(gè)特殊的過(guò)程，實(shí)際上是一種特殊方式的有絲分裂，叫作減數(shù)分裂。6.回顧有絲分裂染色體復(fù)制幾次？細(xì)胞分裂幾次？子細(xì)胞與母細(xì)胞染色體數(shù)目是什么關(guān)系？【答案】有絲分裂染色體復(fù)制1次。細(xì)胞分裂1次。子細(xì)胞與母細(xì)胞染色體數(shù)目是相等的。學(xué)習(xí)任務(wù)二精子的形成過(guò)程【自主梳理】一、精子的形成過(guò)程1.精子形成的場(chǎng)所：高等動(dòng)植物細(xì)胞的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)。人和其他哺乳動(dòng)物的精子是在睪丸(曲細(xì)精管)中形成的。2.精原細(xì)胞是原始的雄性生殖細(xì)胞，通過(guò)有絲分裂增殖。3.每個(gè)精原細(xì)胞的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞相同。4.在減數(shù)分裂前，每個(gè)精原細(xì)胞的染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中連續(xù)分裂兩次，最后形成四個(gè)精細(xì)胞。這兩次分裂分別叫作減數(shù)分裂I(也叫減數(shù)第一次分裂)和減數(shù)分裂II(也叫減數(shù)第二次分裂)。精細(xì)胞再經(jīng)過(guò)變形，就形成了成熟的雄性生殖細(xì)胞精子。5.精子的形成過(guò)程經(jīng)歷的階段：減數(shù)分裂前的間期、減數(shù)第一次分裂(減數(shù)分裂Ⅰ)、減數(shù)第二次分裂（減數(shù)分裂Ⅱ）、變形。其中屬于減數(shù)分裂階段的是減數(shù)第一次分裂(減數(shù)分裂Ⅰ)、減數(shù)第二次分裂（減數(shù)分裂Ⅱ）。6.精細(xì)胞的形成過(guò)程時(shí)期圖像主要特征細(xì)胞名稱(chēng)間期DNA復(fù)制，有關(guān)蛋白質(zhì)合成，結(jié)果每條染色體上含有2條染色單體，細(xì)胞體積略增大精原細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)，形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體可以發(fā)生互換初級(jí)精母細(xì)胞中期同源染色體成對(duì)排列在赤道板兩側(cè)，每條染色體的著絲粒都附著在紡錘絲上后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，細(xì)胞均等分裂末期同源染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞，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(xì)胞中，細(xì)胞中沒(méi)有同源染色體次級(jí)精母細(xì)胞中期染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板上后期著絲粒分裂，染色單體分開(kāi)成為染色體，染色體數(shù)目暫時(shí)加倍，細(xì)胞均等分裂末期細(xì)胞向內(nèi)凹陷，一個(gè)細(xì)胞分裂為兩個(gè)子細(xì)胞7.精細(xì)胞變形形成精子一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成四個(gè)精細(xì)胞，精細(xì)胞經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變形后形成精子。精子呈蝌蚪狀，分頭部和尾部，頭部含有細(xì)胞核，尾長(zhǎng)，能夠擺動(dòng)。8.減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ。9.減數(shù)分裂I的主要特征:①同源染色體配對(duì)——聯(lián)會(huì)；②四分體中的非姐妹染色單體可以發(fā)生互換；③同源染色體分離，分別移向細(xì)胞的兩極。10.減數(shù)分裂Ⅱ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。二、幾個(gè)重要概念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(guò)程中配對(duì)的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。(2)非同源染色體：形狀、大小不相同，且在減數(shù)分裂過(guò)程中不進(jìn)行配對(duì)的染色體。2．聯(lián)會(huì)、四分體和互換(1)聯(lián)會(huì)：在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ前期(時(shí)期)。(2)四分體：聯(lián)會(huì)后的每對(duì)同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體。四分體的個(gè)數(shù)等于減數(shù)分裂中配對(duì)的同源染色體對(duì)數(shù)。(3)互換①時(shí)期：減數(shù)分裂Ⅰ前期(四分體時(shí)期)。②對(duì)象：同源染色體上的非姐妹染色單體之間。③范圍：同源染色體中非姐妹染色單體之間交換一部分片段。④結(jié)果：增加了配子的遺傳多樣性。【合作探究】1.如圖表示細(xì)胞分裂某時(shí)期的圖像，請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：(1)圖甲染色體中屬于同源染色體的是哪些？哪些是非同源染色體？【答案】A、B是一對(duì)同源染色體；C、D是另一對(duì)同源染色體。屬于非同源染色體的有：A、C，A、D，B、C，B、D。(2)圖乙中，a、a′的關(guān)系是姐妹染色單體。a、b的關(guān)系是同源染色體中的非姐妹染色單體。a、c的關(guān)系是非同源染色體之間的非姐妹染色單體。a、a′和b、b′合稱(chēng)四分體。(3)四分體、染色體、染色單體和核DNA分子數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系是怎樣的？圖乙中四分體、染色體、染色單體各有幾個(gè)(條)?【答案】1個(gè)四分體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個(gè)核DNA分子。圖乙中有2個(gè)四分體、4條染色體、8條染色單體。經(jīng)減數(shù)分裂Ⅰ形成的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中染色體在形態(tài)、大小上有什么特點(diǎn)？【答案】?jī)蓚€(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中染色體(一般情況下)形態(tài)、大小一一對(duì)應(yīng)、兩兩相同。3.1個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞在染色體組成上有什么關(guān)系？(不考慮互換)【答案】這4個(gè)精細(xì)胞是兩種類(lèi)型，且兩兩相同，兩類(lèi)互補(bǔ)。來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的兩個(gè)精細(xì)胞染色體組成相同，來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞或初級(jí)精母細(xì)胞的精細(xì)胞之間染色體相同或互補(bǔ)。4.比較減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ(染色體數(shù)2n為例)比較項(xiàng)目減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ分裂前的間期DNA復(fù)制與否復(fù)制不復(fù)制同源染色體有無(wú)著絲粒變化不分裂分裂染色體主要行為①同源染色體聯(lián)會(huì)；②四分體中非姐妹染色單體可以發(fā)生互換；③同源染色體分離，非同源染色體自由組合著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條染色體，分別移向細(xì)胞兩極【自查自糾】正誤判斷：1.精原細(xì)胞是特殊的體細(xì)胞，既能通過(guò)有絲分裂增殖，又能通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生精子()2.玉米體細(xì)胞中有10對(duì)同源染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后，花粉中有5對(duì)同源染色體()3.減數(shù)分裂Ⅱ后期，大小、形狀相同的兩條染色體可以被稱(chēng)為同源染色體()【答案】(1)√(2)×(3)×【解析】(2)玉米的花粉中不含有同源染色體。(3)減數(shù)分裂Ⅱ后期，大小、形狀相同的兩條染色體來(lái)源于同一條染色體，它們不是同源染色體。【典例】如圖①～⑥為細(xì)胞分裂模式圖。下列各項(xiàng)中能正確表示同種生物減數(shù)分裂過(guò)程順序的是()A．②⑤④① B．⑤③①⑥C．⑤①④⑥ D．①③②⑥【答案】B【解析】①為減數(shù)分裂Ⅱ前期，②為有絲分裂后期，③減數(shù)分裂Ⅰ后期，④為有絲分裂中期，⑤減數(shù)分裂Ⅰ前期，⑥為減數(shù)分裂Ⅱ后期?！玖?xí)題鞏固】1．下列關(guān)于四分體的敘述，正確的是()A．一個(gè)四分體由4條染色體組成B．一個(gè)四分體有4條姐妹染色單體C．一個(gè)四分體有4個(gè)核DNA分子D．含有四分體的細(xì)胞中，染色體數(shù)目與核DNA數(shù)目相等【答案】C【解析】一個(gè)四分體由2條染色體組成，A錯(cuò)誤；一個(gè)四分體含有4條染色單體，這4條染色單體并非都是姐妹染色單體，連接在同一個(gè)著絲粒上的2條染色單體才能稱(chēng)為姐妹染色單體，B錯(cuò)誤；在四分體中，染色體數(shù)∶核DNA數(shù)＝1∶2，D錯(cuò)誤。2．精細(xì)胞的形成過(guò)程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．過(guò)程①是原始生殖細(xì)胞的增殖過(guò)程，增殖方式為有絲分裂B．過(guò)程①②中均會(huì)形成姐妹染色單體C．過(guò)程③同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體，著絲粒排列在細(xì)胞板兩側(cè)D．過(guò)程①④中均有著絲粒分裂和姐妹染色單體分開(kāi)的過(guò)程【答案】C【解析】分析圖示可知，過(guò)程①是原始生殖細(xì)胞的增殖過(guò)程，包括有絲分裂前的間期和有絲分裂，A正確；②表示減數(shù)分裂前的間期，與①中有絲分裂前的間期一樣，完成DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，從而形成姐妹染色單體，B正確；過(guò)程③中，形成四分體后，著絲粒會(huì)排列在赤道板兩側(cè)，C錯(cuò)誤；①有絲分裂和④減數(shù)分裂Ⅱ過(guò)程中均有著絲粒分裂和姐妹染色單體分開(kāi)的過(guò)程，D正確。3．如圖是減數(shù)分裂過(guò)程中某個(gè)時(shí)期的模式圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.該過(guò)程發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ過(guò)程中 B.配對(duì)后的染色體將進(jìn)行復(fù)制C.只有同源染色體才能配對(duì) D.配對(duì)后形成的每個(gè)四分體中含有4個(gè)DNA分子【答案】B【解析】配對(duì)后的染色體將不進(jìn)行復(fù)制，減數(shù)分裂只在減數(shù)分裂Ⅰ前的間期復(fù)制1次。4.如圖為精細(xì)胞形成過(guò)程中幾個(gè)時(shí)期的細(xì)胞模式圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．精細(xì)胞形成過(guò)程的順序?yàn)榧住摇．圖甲細(xì)胞中不含同源染色體C．圖乙細(xì)胞中染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶2D．圖丙細(xì)胞中有2個(gè)四分體【答案】B【解析】分析題圖可知，甲細(xì)胞為精原細(xì)胞，乙細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞(處于減數(shù)分裂Ⅱ前期)，丙細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞(處于減數(shù)分裂Ⅰ前期)，丁細(xì)胞為精細(xì)胞，故精細(xì)胞形成過(guò)程的順序?yàn)榧住摇。珹正確；圖甲細(xì)胞中含有兩對(duì)同源染色體，B錯(cuò)誤；圖乙細(xì)胞中，每條染色體上都含有2個(gè)DNA分子，此時(shí)染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶2，C正確；1個(gè)四分體是由1對(duì)同源染色體兩兩配對(duì)形成的，因此圖丙細(xì)胞中有2個(gè)四分體，D正確。5.減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞。下列有關(guān)減數(shù)分裂的相關(guān)敘述中,合理的是__________。

①染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂兩次②所有細(xì)胞都能進(jìn)行減數(shù)分裂③減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂,也具有細(xì)胞周期④四分體中的姐妹染