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第8课时　减数分裂和受精作用(Ⅱ)

[目标导读]　1.结合教材P₂₀图2－6，阐明卵细胞的形成过程，并和精子的形成过程进行比较。2.在复习有丝分裂遗传物质变化的基础上，归纳减数分裂中染色体、染色单体、DNA数目的变化规律。

[重难点击]　1.卵细胞和精子的形成过程的比较。2.减数分裂中染色体、染色单体、DNA等数目的变化规律。

1．精子的形成过程

2．下面是有丝分裂核DNA、染色体、染色单体及每条染色体上DNA含量变化曲线图，试标出纵坐标表示的含义。

课堂导入

人类的繁衍，必不可少的就是卵子。卵子是人体最大的细胞，也是女性独有的细胞，是产生新生命的母细胞。卵子是由我们通常所说的女性性腺——卵巢产生的，卵子是如何形成的呢？

探究点一　卵细胞的形成过程

结合教材P₁₉图2－4、P₂₀图2－5，完成下面对卵细胞形成过程的分析，并和精子的形成过程进行比较。

1．卵细胞的发生场所

卵细胞是在人和哺乳动物腹腔内的卵巢中形成的，在其内部有许多发育程度不同的卵泡，卵细胞就位于卵泡的中央。

2．卵细胞的形成过程

(1)归纳卵细胞的形成过程

(2)比较卵细胞和精子形成过程的不同点(以动物为例)

归纳提炼

卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法

活学活用

1．精子和卵细胞的形成过程有一些不同之处，下列说法不正确的是(　　)

A．精、卵原细胞是通过减数分裂产生的

B．一个初级精母细胞可形成4个精子，而一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞

C．精细胞经变形形成精子，而卵细胞的形成没有变形过程

D．在卵细胞的形成过程中有极体产生，而在精子的形成过程中无极体产生

答案　A

解析　精、卵原细胞经过减数分裂形成精细胞和卵细胞，但是精、卵原细胞是通过有丝分裂产生的。

探究点二　减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律

减数分裂是染色体数目减半的细胞分裂，分析减数分裂过程中的染色体、核DNA和染色单体的数量变化，有助于加深对减数分裂实质的理解，请结合下列内容分析。

1．仔细观察下表中细胞图像，完成表中内容探究(假设生物正常细胞中染色体数目为2N，核DNA数为2C)

2.结合上表数据，在给出的坐标系中画出相应的变化曲线，然后分析完成下列内容：

(1)染色体数目的变化

答案　

①染色体第一次减半发生在减数第一次分裂末期；原因是同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。

②减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍。

(2)核DNA数目的变化

答案　

①核DNA数目的加倍发生在减数第一次分裂前的间期，原因是DNA分子的复制。

②核DNA数目减半发生了两次，原因分别是：减数第一次分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半；减数第二次分裂末期，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致核内DNA数目减半。

(3)染色单体数目的变化

答案　

染色单体形成于减数第一次分裂前的间期，可见于减数第一次分裂前、中、后期以及减数第二次分裂前、中期，消失于减数第二次分裂后期。

小贴士　减数分裂每条染色体中DNA变化的曲线

(1)每条染色体中只能含有1个或者2个DNA分子，因此纵坐标只能是1或者2。

(2)bc段的变化原因是DNA复制，染色单体形成；cd段是存在染色单体的时期(减数第一次分裂前、中、后、末期和减数第二次分裂前、中期)，每条染色体中含有2个DNA分子；de变化的原因是减数第二次分裂后期着丝点一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。

归纳提炼

细胞的减数分裂过程中，染色体数目和核DNA含量变化曲线分析

(1)在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后(FH和fh段)，染色体∶核DNA＝1∶1。

(2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf段)，染色体∶核DNA＝1∶2。

(3)各关键点变化的原因：

BC段——DNA复制；

DE(de)段——同源染色体分离；

ff′段——着丝点分裂，姐妹染色单体分开；

H(h)点——姐妹染色单体分开后形成的子染色体平均分配到了两个子细胞。

活学活用

2．如图表示哺乳动物精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是(　　)

A．同源染色体的联会发生在d～e的初期

B．e点染色体数目为N，f点染色体数目又出现短时间的加倍

C．e点等位基因分离，f点染色体的着丝点分裂

D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形阶段

问题导析　(1)图中a～c是减数第一次分裂前的间期，c～e是减数第一次分裂期，e～f是减数第二次分裂期，f～g是精细胞变形阶段。

(2)图中b～c段出现的原因是DNA复制。

答案　D

解析　细胞分裂间期，染色体完成复制，进入分裂期后，同源染色体就出现联会现象，应发生在c～d初期，e点完成减数第一次分裂，同源染色体发生了分离，染色体数目变为N；f点完成减数第二次分裂，每个子细胞中染色体数目仍为N条；e点表示同源染色体分离进入了两个子细胞中；f点表示着丝点分裂后形成的两条染色体分别进入到两个子细胞中；a～c段完成DNA的复制，表示间期；c～f 段DNA连续两次减半，表示分裂期；f～g段表示完成分裂后精细胞变形为精子。

1．下面是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定不是精子形成过程的是(　　)

答案　D

解析　由图示染色体行为、数目及细胞质分裂方式可知，D图发生细胞质不均等分裂，该图是次级卵母细胞减数第二次分裂后期图。

2．人体内某一细胞正在进行减数分裂，其内有44条常染色体与2条X染色体，此细胞不可能是(　　)

①初级精母细胞　②次级精母细胞　③初级卵母细胞

④卵细胞

A．①④ B．①③

C．①② D．①②③

答案　A

解析　人的初级精母细胞中所含染色体与其体细胞中相同，即44＋XY；次级精母细胞中为22＋X或22＋Y，但减Ⅱ后期为44＋XX或44＋YY；初级卵母细胞与其体细胞相同，即44＋XX；而卵细胞中减半，为22＋X。

3．某高等植物的细胞在形成花粉时，减数第二次分裂后期有染色体34条，此细胞在减数分裂过程中可产生四分体数为(　　)

A．34个 B．68个 C．17个 D．136个

答案　C

解析　根据减数第二次分裂后期的主要特点：着丝点分裂，染色单体成为染色体，此时，染色体数目加倍，等于该生物体细胞中的染色体数目，即17对(34个)，在减数分裂过程中应该形成17个四分体。

4．如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请回答下列问题。

(1)这是____________细胞的形成过程，是在动物的____________中形成的。

(2)图中的②表示__________________细胞，图中的⑤表示__________________细胞。

(3)图中的①所示的一个细胞能够形成________个⑦所示的细胞。

答案　(1)卵　卵巢　(2)初级卵母　次级卵母　(3)1

解析　从图中细胞质的不均等分裂可以判断这是卵原细胞减数分裂形成卵细胞的过程。在卵细胞的形成过程中，一个初级卵母细胞②产生一个次级卵母细胞④和一个(第一)极体③，一个次级卵母细胞⑤形成一个卵细胞⑦和一个小的(第二)极体⑥，(第一)极体③分裂成两个(第二)极体。

基础过关

知识点一　卵细胞的形成过程

1．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都出现的现象是(　　)

A．同源染色体分离 B．着丝点分裂

C．细胞质不均等分配 D．染色体复制

答案　C

解析　A项初级卵母细胞具有同源染色体的联会和分离，但次级卵母细胞没有；B项次级卵母细胞进行减数第二次分裂时有着丝点分裂，姐妹染色单体分开，但初级卵母细胞着丝点不分裂。C项初级卵母细胞减数第一次分裂和次级卵母细胞减数第二次分裂都有细胞质的不均等分配。D项初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都不出现染色体复制，而是卵原细胞进行染色体的复制，形成初级卵母细胞。

2．动物卵细胞的形成与精子形成过程的不同点是(　　)

①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂　②一个卵原细胞最终分裂只形成一个卵细胞 　③一个卵原细胞经复制后形成一个初级卵母细胞　④卵细胞不经过变形阶段　⑤一个初级卵母细胞分裂成的两个细胞大小不等　⑥卵细胞中的染色体数目是初级卵母细胞的一半

A．②④⑤ B．①③⑤

C．②③⑥ D．①④⑥

答案　A

解析　准确解答本题的关键是识记精子和卵细胞形成过程中的不同点。或可用排除法来解答：①是错误的说法，先排除选项B和D，而③和⑥是精子和卵细胞形成过程中的相同特征，可排除选项C。

3．如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是(　　)

A．是次级精母细胞，处于减数第二次分裂后期

B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个

C．正在进行等位基因分离、非等位基因自由组合

D．分裂后形成的2个细胞，仅1个具有生殖功能

答案　D

解析　

4．下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是(　　)

A．两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合现象

B．两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正常体细胞的一半

C．精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形，卵细胞不需要变形，其余完全相同

D．形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞

答案　A

解析　精子和卵细胞都是经减数分裂产生的，减数第一次分裂有同源染色体的联会、四分体形成、同源染色体分离，非同源染色体自由组合，A项正确；精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂，细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B项错误；精子与卵细胞形成中除精子需变形外还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等，C项错误；1个精原细胞产生4个精子，只需25个精原细胞就能产生100个精子，D项错误。

知识点二　减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律

5．家兔体细胞中有22对染色体，在减数第二次分裂的后期，染色体的数目和形态是(　　)

①22条　②44条　③88条　④每条染色体中含有两条姐妹染色单体　⑤每条染色体中都不含有姐妹染色单体

A．②和⑤ B．③和⑤

C．②和④ D．①和④

答案　A

解析　家兔的体细胞中有22对染色体，因此，它的初级性母细胞中也有22对染色体，但每条染色体中有两条姐妹染色单体。减数第一次分裂是同源染色体分开分别进入到两个次级性母细胞中；减数第二次分裂是姐妹染色单体的分开，在后期，每条染色体中的两条姐妹染色单体彼此分开，但暂时还在同一个细胞中，因此在减数第二次分裂的后期，减半的染色体数目又暂时加倍，有44条染色体，并且每条染色体中都不含姐妹染色单体。

6．若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。下列有关该图的叙述中，不正确的是(　　)

A．a→b可表示DNA复制

B．b→c可表示有丝分裂前期和中期

C．c→d可表示染色体的着丝点分裂

D．d→e可表示减数第二次分裂全过程

答案　D

解析　d→e表示着丝点分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。而减数第二次分裂的前期和中期，一条染色体上含有两个DNA分子，其后期着丝点分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。

7．人的一个精原细胞在减数分裂中可形成23个四分体，则在减数第一次分裂中期的细胞中染色体数、染色单体数和DNA分子数分别是(　　)

A．46、92、92 B．46、0、46

C．23、46、46 D．92、92、92

答案　A

解析　23个四分体即23对同源染色体，有46条染色体，92条染色单体，92个DNA分子。减数第一次分裂时着丝点未分裂。

8．下图中，甲、乙、丙、丁分别表示某哺乳动物细胞(2N)进行减数分裂的不同时期，其中a表示细胞数目。请判断b、c、d依次代表(　　)

A．DNA分子数、染色体数、染色单体数

B．染色体数、DNA分子数、染色单体数

C．DNA分子数、染色单体数、染色体数

D．染色单体数、染色体数、DNA分子数

答案　A

解析　据图分析，甲、丁中d的数量为零，细胞进行减数分裂过程中只有染色单体的数目有可能为零，因此，d为染色单体数，可排除C、D选项。图乙、丙中的b为c的两倍，在细胞的减数分裂过程中，DNA分子数有可能为染色体数的两倍，反之不成立，因此b应为DNA分子数，c应为染色体数。

能力提升

9．如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是(　　)

A．2、4

B．1、3

C．1、3或2、4

D．1、4或2、3

答案　C

解析　若该极体与卵细胞是同时形成的，则卵细胞的染色体组成也是1、3，若该极体是初级卵母细胞分裂形成的第一极体分裂后形成的，则卵细胞的染色体组成是2、4。

10．如图所示，横轴表示细胞周期，纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。请分析下图，表示有丝分裂中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线分别是(　　)

A．④②①③ B．①④②③

C．④①②③ D．①②③④

答案　B

解析　有丝分裂过程中DNA含量和染色体数目变化规律均为2N→4N→2N，但DNA的2N→4N发生在间期，染色体2N→4N的变化发生在后期，故有丝分裂中DNA含量变化曲线为①、染色体变化曲线为④。减数分裂过程中，DNA含量的变化规律为2N→4N→2N→N，故DNA变化曲线为②；染色体变化规律为2N→N→2N→N，变化曲线为③。故本题顺序为①④②③。

11．假定某动物体细胞染色体数目2n＝4，下图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述，正确的是(　　)

A．图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥

B．②③④为减数分裂，分别为减数第一次分裂的前、中、后期

C．④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期

D．②为减数第一次分裂四分体时期，④⑤染色体数目暂时加倍

答案　C

解析　若体细胞染色体数目2n＝4，则可判断②为减数第一次分裂四分体时期，③为有丝分裂中期，④为减数第一次分裂后期，⑤为有丝分裂后期，⑥为减数第二次分裂后期。只有⑥不含同源染色体。④表示同源染色体的分离，染色体不加倍。

12．某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、DNA的知识，其中不正确的是(　　)

A．次级精母细胞中的DNA分子数和正常体细胞中的DNA分子数相同

B．减数第二次分裂后期，细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数

C．初级精母细胞中的染色体数和DNA分子数相同

D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝点数相同

答案　C

解析　减数分裂过程中，DNA分子复制一次，细胞分裂两次，次级精母细胞中的DNA分子数恢复到与正常体细胞的相同；减数第二次分裂后期，染色体暂时加倍，细胞中染色体数等于正常体细胞中的染色体数；初级精母细胞中的染色体含有染色单体，所以染色体数∶DNA分子数＝1∶2；每条染色体只有一个着丝点，即染色体数与着丝点数相同。

13．如图为某哺乳动物的一个细胞示意图，它属于下列哪种细胞(　　)

A．肝细胞 B．初级卵母细胞

C．第一极体 D．卵细胞

答案　C

解析　图中细胞中有5条染色体，且无同源染色体，应是处于减数第二次分裂时期的细胞，所给选项中只有第一极体是处于减数第二次分裂时期的细胞。

14．如某动物细胞中核DNA含量为2个单位(m)。如图分别为一个雌性动物生殖细胞减数分裂核DNA含量变化的曲线图和细胞示意图。请回答：

(1)细胞A是______________细胞，与之相对应的曲线线段是________。(以横轴上的数字段表示)

(2)细胞B有染色体组________个，与之相对应的曲线线段是________。

(3)细胞C中有DNA________个单位，C细胞最终能形成________个成熟生殖细胞。

(4)在曲线为4时，DNA含量变化是由于____________的结果，减数第二次分裂时______________分离，分别进入两个子细胞。

答案　(1)次级卵母　4～5　(2)1　5～6　(3)4　1

(4)同源染色体分离　姐妹染色单体

15．图1中的曲线表示某生物(2n＝4)的体细胞分裂过程及精子形成过程中每个细胞中某物质数量的变化。图2中a、b、c、d、e分别表示分裂过程中的某几个时期的细胞中染色体示意图。请据图回答：

图1

图2

(1)曲线中①～③段可表示细胞进行______________分裂的______________数量变化。

(2)图a～e中与曲线②⑤位置相对应的细胞分别是________________。

(3)细胞a、b、c、d、e具有同源染色体的是________，曲线中一个细胞内没有同源染色体的时期是________。

(4)与体细胞相比，a～e细胞中核DNA含量加倍的是________。

(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是_______________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)有丝　染色体　(2)e、b　(3)a、d、e　④⑤⑥

(4)a、d、e　(5)着丝点分裂，染色单体分开成为染色体

解析　(1)由图1中曲线变化可知，曲线代表染色体的数量变化，在②阶段，染色体数目与体细胞相比增加了一倍，故①～③段为有丝分裂过程。(2)曲线②⑤位置相对应的细胞染色体数量均加倍，说明细胞处于分裂的后期，从染色体数量上看，②为4n、⑤为2n，则曲线②⑤位置相对应的细胞分别是有丝分裂后期(e)和减数第二次分裂后期(b)。(3)从细胞中染色体的行为和数量看，a～e分别是减数分裂四分体时期、减数第二次分裂后期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期和有丝分裂后期，含有同源染色体的只能是四分体时期和有丝分裂时期的细胞，即a、d、e。从曲线上看，从④开始，染色体数目减半，说明已经进入减数第二次分裂时期，处于④⑤⑥时期的一个细胞内均不含同源染色体。(4)题中给出该生物体细胞内含有的染色体数为2n，可知核DNA分子数为2n，核DNA含量加倍为4n的细胞为a、d、e。(5)就染色体行为来说，b、e时期的共同特点是着丝点分裂，染色单体分开成为染色体。

个性拓展

16．下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答下列问题：

(1)图1中AB段形成的原因是____________，该过程发生于细胞分裂间期的________期。图1中CD段形成的原因是________________。

(2)图2中________细胞处于图1中的BC段。

(3)就图2甲分析可知，该细胞含有________条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为__________，该细胞处于________分裂的________期，其产生的子细胞名称为______________。

答案　(1)DNA复制　S　着丝点分裂　(2)甲、乙　(3)8　1∶2　减数第一次　后　次级卵母细胞和极体

解析　从图1中可以看出，A→B段，一条染色体上DNA含量增加，这是由于在细胞分裂间期的S期，完成了DNA的复制；C→D段一条染色体上DNA含量减半，这是由于着丝点分裂，一条染色体变为两条染色体的缘故。图2中的甲、乙两细胞，其染色体的着丝点都未分开，相当于图1中的B C段。甲细胞中含有4条染色体，其染色体∶DNA＝1∶2，由于细胞是不均等分裂，所以该细胞属于雌性动物细胞减数第一次分裂的后期，产生的两个子细胞分别叫次级卵母细胞和极体。