第2章-基因和染色體的關系-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

第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用學習目標素養(yǎng)目標通過觀察精子的形成過程示意圖,歸納、概括減數(shù)分裂的概念及過程?；跍p數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)及其過程促進想象力及創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

第1課時

精子的形成過程預習梳理

預習檢測任務活動任務一精子的形成過程任務二同源染色體和四分體任務三減數(shù)分裂過程中的相關數(shù)量變化備用習題一、減數(shù)分裂的提出及發(fā)現(xiàn)預習梳理魏斯曼減少一半特殊方式的有絲分裂1.提出者:

。

2.理論預測:在精子和卵細胞成熟的過程中,必然有一個特殊的過程使染色體數(shù)目

;

受精時,精子和卵細胞融合,染色體數(shù)目得以恢復正常。3.發(fā)現(xiàn):被其他科學家通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),這個特殊的過程實際上是一種

,稱為減數(shù)分裂。

二、精子的形成過程預習梳理1.場所:高等動植物細胞的減數(shù)分裂發(fā)生在

內。人和其他哺乳動物的精子是在

中形成的。

2.過程有性生殖器官睪丸次級精母細胞初級精母細胞精細胞三、相關概念預習梳理1.同源染色體都相同父方配對母方預習梳理2.聯(lián)會與四分體同源染色體聯(lián)會后非姐妹染色單體(1)聯(lián)會:在減數(shù)分裂過程中,

兩兩配對的現(xiàn)象。

(2)四分體:

的每對同源染色體含有四條染色單體。

3.互換:四分體中的

之間經常發(fā)生纏繞,并交換相應的片段。

預習檢測(1)原始生殖細胞只能進行減數(shù)分裂。

(

)(2)在減數(shù)分裂過程中,染色體復制導致染色體數(shù)目加倍。

(

)(3)四分體中的姐妹染色單體之間經常發(fā)生纏繞,并交換相應的片段。 (

)×××[解析]

原始生殖細胞既可以進行減數(shù)分裂,也可以進行有絲分裂。[解析]

減數(shù)分裂前的間期發(fā)生染色體復制,此時染色體數(shù)目不加倍。[解析]

四分體中的非姐妹染色單體之間經常發(fā)生纏繞,并交換相應的片段。預習檢測(4)在減數(shù)分裂Ⅰ中,在紡錘絲的牽引下,配對的兩條同源染色體彼此分離,分別向細胞兩極移動。(

)(5)玉米體細胞中有10對染色體,經過減數(shù)分裂后,精細胞中染色體數(shù)目為5對。 (

)√×[解析]

減數(shù)分裂過程中同源染色體分離,產生的子細胞中沒有同源染色體,因此,玉米精細胞中染色體數(shù)目為10條。任務活動任務一精子的形成過程【資料】

請閱讀教材P19~P21精子的形成過程相關內容,分析P19圖哺乳動物精子的形成過程示意圖。[分析](1)精子形成的起點:原始雄性生殖細胞——精原細胞。①染色體數(shù)目與體細胞的相同。②通過有絲分裂進行增殖,增加精原細胞數(shù)量。③通過減數(shù)分裂形成精細胞。時期圖像染色體特征減數(shù)分裂前的間期

復制,細胞體積增大;

結果:每條染色體形成2條

,但呈染色質絲狀態(tài),顯微鏡下不可見

減數(shù)分裂Ⅰ前期①同源染色體

;出現(xiàn)

;

②四分體中的非姐妹染色單體可以發(fā)生片段

現(xiàn)象

任務活動(2)完善下面表格。染色體姐妹染色單體四分體兩兩配對(聯(lián)會)互換任務活動赤道板同源染色體時期圖像染色體特征減數(shù)分裂Ⅰ中期①各對同源染色體整齊地排列在細胞中央的

兩側;

②每條染色體的著絲粒都附著在紡錘絲上后期①在紡錘絲的牽引下,

分開;

②非同源染色體自由組合時期圖像染色體特征減數(shù)分裂Ⅰ末期①分裂結束后形成

個子細胞;

②子細胞內染色體數(shù)目只有母細胞中的一半,且無同源染色體;③每條染色體含

減數(shù)分裂Ⅱ前期每條染色體仍具有

中期染色體的著絲粒與

相連,整齊地排列在子細胞中央的

上

任務活動兩兩條姐妹染色單體紡錘絲兩條姐妹染色單體赤道板時期圖像染色體特征減數(shù)分裂Ⅱ后期①每條染色體的著絲粒

;

②

變?yōu)槿旧w,且在紡錘絲的牽引下

末期①染色體平均分配到

;

②分裂結束兩個子細胞分裂成

任務活動分裂兩條姐妹染色單體兩極分別移向細胞兩極四個子細胞任務活動(3)“減數(shù)分裂”中的“減數(shù)”是指

數(shù)目減半,發(fā)生在

中。

(4)一個精原細胞經減數(shù)分裂最終產生

個

種(無互換)或

種(有互換)精細胞,需要經過

才能成為精子。

染色體減數(shù)分裂Ⅰ變形424任務活動減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ的比較項目減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ分裂前的間期染色體復制與否復制不復制同源染色體有無有無著絲粒變化不分裂分裂任務活動項目減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ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同源染色體分離,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結果染色體、DNA數(shù)目減半DNA數(shù)目再減半任務活動例1圖是同一動物體內有關細胞分裂的一組圖像,下列說法正確的是 (

)A.具有同源染色體的細胞只有②③B.動物睪丸中不可能同時出現(xiàn)以上細胞C.③所示分裂過程中可能有同源染色體的聯(lián)會D.上述細胞中有8條染色單體的是②③D任務活動[解析]減數(shù)分裂Ⅱ過程中細胞內沒有同源染色體,有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅰ過程中細胞內都有同源染色體,因此具有同源染色體的細胞有①②③,A錯誤;睪丸中精原細胞既可進行有絲分裂,也可進行減數(shù)分裂,可能同時出現(xiàn)題圖所有細胞,B錯誤;聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,③處于有絲分裂中期,有絲分裂過程中不可能有同源染色體的聯(lián)會,C錯誤;②③中有8條染色單體,①④中沒有染色單體,D正確。任務活動例2[2023·江蘇徐州期末]圖為二倍體水稻花粉母細胞減數(shù)分裂某一時期的顯微圖像,關于此細胞的敘述正確的是 (

)A.圖中的水稻花粉母細胞處于減數(shù)第二次分裂前期B.該細胞時期既含有同源染色體又有染色體倍增的情況C.水稻花粉母細胞含有24條染色體D.繼續(xù)觀察這個細胞可看到同源染色體分離現(xiàn)象C任務活動[解析]圖中形成了四分體,即同源染色體正在聯(lián)會,處于減數(shù)第一次分裂前期,A錯誤;該細胞時期含有同源染色體,但是著絲粒沒有分裂,沒有染色體倍增的情況,B錯誤;圖中共有12個四分體,即含有24條染色體,C正確;圖示為觀察到的該細胞的顯微圖像,制片過程中細胞已死亡,不能再繼續(xù)分裂,D錯誤。任務活動任務二同源染色體和四分體【情境】

圖甲和圖乙為染色體模式圖。[分析](1)圖甲中

、

各是一對同源染色體,1和3、1和4、

是非同源染色體。

1和23和42和3、2和4(2)圖中姐妹染色單體是

、

、

、

。

(3)圖中a和b是

。

(4)圖甲中共含有

個四分體,1個四分體中含有

個DNA分子。

(5)圖乙表現(xiàn)

現(xiàn)象,從時間上看,該過程發(fā)生于

,從范圍上看,發(fā)生在同源染色體的

之間。

任務活動a和a'4減數(shù)分裂Ⅰ前期互換非姐妹染色單體b和b'c和c'd和d'2非姐妹染色單體任務活動注意:聯(lián)會是同源染色體兩兩配對的過程,而四分體是聯(lián)會的結果,是同源染色體的特殊存在形式。

由圖可知: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DNA分子。任務活動例3[2023·河北巨鹿中學月考]下列關于同源染色體和四分體的敘述,正確的是

(

)A.人體細胞有絲分裂時能形成23個四分體B.同源染色體的大小、形狀一定都相同C.聯(lián)會后的一對同源染色體稱為四分體D.同源染色體是一條染色體經復制后形成的兩條染色體C任務活動[解析]人體細胞有絲分裂過程中不會形成四分體,A錯誤;同源染色體的大小、形狀不一定都相同,如X和Y染色體為一對同源染色體,但形狀、大小不同,B錯誤;減數(shù)分裂Ⅰ前期,同源染色體兩兩配對形成四分體,因此聯(lián)會后的一對同源染色體稱為四分體,C正確;同源染色體不是復制形成的,而是形狀和大小一般相同,一條來自父方,一條來自母方的可配對的兩條染色體,D錯誤。任務活動例4[2023·江蘇鹽城田家炳中學期中]如圖為某種動物的一個精細胞的染色體組成示意圖,下列分析錯誤的是 (

)A.該動物的一個體細胞含有16條染色體B.該種動物的體細胞中含有4對同源染色體C.該細胞中無同源染色體D.該動物的一個原始生殖細胞在減數(shù)分裂過程中能形成4個四分體A任務活動[解析]精細胞中染色體數(shù)目為4條,則該動物的一個體細胞含有8條染色體,A錯誤;減數(shù)分裂產生的配子含有4條非同源染色體,說明該種動物的體細胞中含有4對同源染色體,B正確;精細胞是經減數(shù)分裂形成的,不含同源染色體,C正確;該動物的一個原始生殖細胞含有4對同源染色體,所以減數(shù)分裂時能形成4個四分體,D正確。任務活動任務三減數(shù)分裂過程中的相關數(shù)量變化【情境】

某生物正常體細胞中染色體數(shù)目為2n,核DNA數(shù)為2c,其精巢內某個精原細胞在進行減數(shù)分裂。[分析](1)請補充完善該細胞在減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA含量的變化:任務活動2n4c2n4n4c分裂時期染色體數(shù)核DNA數(shù)染色單體數(shù)間期2n2c→4c0→4n減數(shù)分裂Ⅰ前期

中期2n4c4n后期

末期2n→n

4n4c→2c4n→2n任務活動2c2nn2n→0c分裂時期染色體數(shù)核DNA數(shù)染色單體數(shù)間期2n2c→4c0→4n減數(shù)分裂Ⅱ前期n

中期n2c2n后期n→2n2c

末期2n→

2c→

0任務活動(2)圖為該細胞減數(shù)分裂過程中染色體、核DNA的數(shù)量變化曲線圖。請據(jù)圖分析各區(qū)段染色體(染色單體)的變化:①BC段:

。

②DE(de)段:

。

③ff'段:

。

④HI(hi)段:

。

染色體復制同源染色體分開進入不同的子細胞染色體平均分配,分別進入不同的子細胞著絲粒分裂,姐妹染色單體分開成為染色體,染色體數(shù)目加倍任務活動(3)圖為該細胞減數(shù)分裂過程中每條染色體中DNA含量的變化曲線圖。減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ全過程,減數(shù)分裂Ⅱ的前期、中期減數(shù)分裂Ⅱ的末期減數(shù)分裂Ⅱ的后期區(qū)段時期A~B

B~C

C~D

D~E

任務活動例5如圖表示哺乳動物(2n)精子的形成過程中一個細胞內核DNA分子含量的變化。下列各項中對本圖的解釋完全正確的是

(

)A.同源染色體的聯(lián)會發(fā)生在d~e的初期B.e點染色體數(shù)目為n,f點染色體數(shù)目又出現(xiàn)短時間的加倍C.e點同源染色體分離,f點染色體的著絲粒分裂D.a~c是間期,c~f是分裂期,f~g是精細胞變形階段D任務活動[解析]同源染色體聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ前期,位于圖中c~d段,A錯誤;f點表示減數(shù)分裂Ⅱ末期結束,染色體數(shù)目短時間加倍發(fā)生在f點前的減數(shù)分裂Ⅱ后期,B錯誤;同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期,而e點表示減數(shù)分裂Ⅰ末期結束,同時,染色體的著絲粒分裂發(fā)生在f點前的減數(shù)分裂Ⅱ后期,C錯誤;a~c表示減數(shù)分裂前的間期,c~f表示分裂期,f~g是精細胞的變形期,D正確。任務活動例6如圖表示雄果蠅進行某種細胞分裂時,處于四個不同階段的細胞(Ⅰ~Ⅳ)中遺傳物質或其載體(①~③)的數(shù)量。下列表述錯誤的是

(

)A.該過程表示精原細胞進行的減數(shù)分裂B.②表示染色單體數(shù),③表示核DNA數(shù)C.Ⅰ階段細胞中染色體數(shù)∶核DNA數(shù)=1∶1D.互換發(fā)生在Ⅱ和Ⅲ所處階段D任務活動[解析]圖中①為染色體,②為染色單體,③為核DNA,根據(jù)Ⅳ染色體、核DNA數(shù)均減半,可知該過程表示精原細胞進行的減數(shù)分裂過程,A、B正確;Ⅰ階段沒有染色單體,染色體∶核DNA=1∶1,C正確;互換發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的前期(四分體時期),應屬于Ⅱ所處階段,D錯誤。任務活動[拓展提升]減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA含量變化的柱形圖分析分析:甲為精原細胞;乙為初級精母細胞;丙、丁為次級精母細胞;戊為精細胞。

當堂小結

備用習題1.細胞分裂過程中一條染色體上DNA含量的變化情況如圖所示。下列敘述錯誤的是 (

)A.AB可表示DNA分子復制B.DE可表示減數(shù)分裂全過程C.CD可表示染色體的著絲粒分裂D.BC可表示有絲分裂前期和中期B

備用習題[解析]AB表示1條染色體上的DNA含量通過復制加倍,A正確;DE表示1條染色體上含1個DNA分子,不能表示減數(shù)分裂全過程,因為在減數(shù)分裂Ⅰ、減數(shù)分裂Ⅱ的前期和中期著絲粒沒有分裂,細胞中1條染色體上含2個DNA分子,B錯誤;CD表示染色體的著絲粒分裂,導致姐妹染色單體分離,1條染色體從含2個DNA分子變?yōu)楹?個DNA分子,C正確;BC表示1條染色體含2個DNA分子,即每條染色體上含有2條染色單體,可表示有絲分裂前期和中期,D正確。

備用習題2.圖表示某二倍體雌性動物體內細胞正常分裂過程中,不同時期細胞內染色體數(shù)、染色單體數(shù)和核DNA數(shù)的關系。下列敘述錯誤的是 (

)A.圖中a、c分別表示染色體、核DNAB.由Ⅰ變?yōu)棰虻倪^程可發(fā)生在有絲分裂前的間期C.處于Ⅱ時期的細胞可能會發(fā)生互換現(xiàn)象D.處于Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ時期的細胞內不存在同源染色體D

備用習題[解析]圖中a、c分別表示染色體、核DNA,A正確;由Ⅰ變?yōu)棰虻倪^程中,DNA完成復制,可發(fā)生在有絲分裂前的間期,B正確;處于Ⅱ時期的細胞,DNA已經復制,可能處于減數(shù)分裂Ⅰ前期,故可能會發(fā)生互換現(xiàn)象,C正確;處于Ⅰ時期的細胞可能為體細胞,體細胞內存在同源染色體,Ⅲ時期的細胞內染色體數(shù)目減半,含有姐妹染色單體,處于減數(shù)分裂Ⅱ前期或中期,Ⅳ時期的細胞染色體和核DNA數(shù)目都是體細胞的一半,為卵細胞,故Ⅲ、Ⅳ時期的細胞內不存在同源染色體,D錯誤。