高中生物人教版(2019)必修2学案第1课时精子和卵细胞的形成与减数分裂

第 1 页 共 15 页

第1节减数分裂和受精作用

第1课时 精子和卵细胞的形成与减数分裂

新课程标准 核心素养

1.阐述同源染色体、四分体、联会等概念。

2.描述精子形成过程中各时期染色体的行为变化。

3.阐明卵细胞的形成过程，并和精子的形成过程进行比较。

4.阐述减数分裂的概念。 1.生命观念——阐明细胞的减数分裂过程及特点，利用文字、图示或模型等方式表达减数分裂过程。

2.科学思维——简述精子和卵细胞形成的过程，并比较其形成的异同。

3.科学探究——使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，提升科学探究素养。

知识点(一) 精子的形成过程

1．魏斯曼关于减数分裂的预测

(1)在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半。

(2)受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。

2．精子的形成过程

(1)场所：睾丸(曲细精管)。

(2)细胞名称的变化

(3)精子形成过程中各时期染色体的变化

①间期

②减数分裂Ⅰ 第 2 页 共 15 页

③减数分裂Ⅱ

(1)一个初级精母细胞可形成4个精子。(√)

(2)精原细胞的增殖过程是通过减数分裂。(×)

(3)精子的形成需经过变形阶段。(√)

(4)精子形成过程中细胞质都是均等分裂。(√)

1．(生命观念)下图表示减数分裂中某时期的图像，请分析：

甲图中有染色单体吗？乙图中的a、a′是什么关系？a、b是什么关系？

提示：没有染色单体。乙图中的a、a′是姐妹染色单体。a、b是同源染色体中的非姐妹染色单体。

2．下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图，请分析回答下列问题： 第 3 页 共 15 页

(1)(生命观念)和有丝分裂相比，甲过程染色体有哪些特殊行为？

提示：①同源染色体联会；②四分体中的非姐妹染色单体间常发生互换；③同源染色体分离，分别移向细胞的两极。

(2)(科学思维)细胞B、C中有没有同源染色体？有没有姐妹染色单体？

提示：没有。 有。

(3)(生命观念)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？

提示：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数分裂Ⅱ的后期，即乙过程。

(4)(生命观念)不考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换，细胞D、E的染色体组成是否相同？如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换呢？

提示：相同。 不一定相同。

1．染色体的结构图示

①当有染色单体时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。

②当无染色单体时，染色体∶DNA＝1∶1。

第 4 页 共 15 页

2．减数分裂相关概念解释、图像及分析

概念 解释 图像及分析

同源染色体 ① 来源：一条来自父方，一条来自母方；②形状、大小：一般都相同(X、Y不相同)；

③关系：在减数分裂过程中进行配对的两条染色体

1和2、3和4分别属于一对同源染色体；1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体 非同源染色体 ① 来源：可以相同，也可以不同；

②形状、大小：一般不相同；

③关系：在减数分裂过程中不进行配对的染色体

姐妹染

色单体 同一着丝粒连接的两条染色单体

a和a′、b和b′、c和c′、d和d′是姐妹染色单体；a和b(除a′外)等是非姐妹染色单体 非姐妹

染色单体 连接在不同着丝粒上的两条染色单体

联会 在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象

1和2联会，3和4联会；1和2是一个四分体，3和4是一个四分体 四分体 联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，称为四分体1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体(含4个DNA分子)

交叉互换 联会的一对同源染色体上，非姐妹染色单体之间发生的片段互换

同源染色体1和2的非姐妹染色单体之间发生了片段互换

第 5 页 共 15 页

3．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较

名称

项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ

着丝粒 不分裂 分裂

染色体 2n→n，减半 n→2n→n，不减半

DNA数目 4n→2n，减半 2n→n，减半

染色体主要行为 同源染色体联会、分离，非同源染色体自由组合 姐妹染色单体分开

同源染色体 有 无

1．下列关于同源染色体的叙述中，正确的是( )

A．分别来自父方和母方的两条染色体

B．同源染色体分离发生在减数分裂Ⅱ过程中

C．减数分裂过程中会出现同源染色体联会形成四分体的现象

D．细胞分裂过程中，着丝粒分裂后形成的两条染色体即为同源染色体

解析：选C 同源染色体的形状、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，但不是随意来自父方和母方的两条染色体，A错误；在形成生殖细胞的减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ过程中，B错误；同源染色体的两两配对叫做联会，进而形成四分体，所以在减数分裂过程中彼此联会形成四分体的两条染色体一定是同源染色体，C正确；细胞分裂过程中，着丝粒分裂后形成的两条染色体是间期复制形成的姐妹染色单体，不是同源染色体，D错误。

2．下列有关某雄性生物体中各细胞分裂示意图的判断，正确的是( )

A．图①处于减数分裂Ⅰ的中期，细胞内有2对姐妹染色单体

B．图②处于减数分裂Ⅱ的后期，细胞内有2对姐妹染色单体 第 6 页 共 15 页 C．图③处于减数分裂Ⅱ的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条

D．四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子的形成过程中

解析：选D 据图分析可知，图①中每条染色体都含一对姐妹染色单体，共有4对姐妹染色单体；图②中无姐妹染色单体；图③处于减数分裂Ⅱ的中期，细胞中有两条染色体，说明正常体细胞染色体数为4条，当体细胞处于有丝分裂后期时，染色体数才为8条。

知识点(二) 卵细胞的形成过程及减数分裂的概念

1．卵细胞的形成过程

(1)场所：卵巢。

(2)过程

减数分裂Ⅰ

减数分裂Ⅱ

2．减数分裂的概念

3．动物精子和卵细胞形成过程的比较

精子形成过程 卵细胞形成过程

场所 睾丸 卵巢

细胞质是否均等分裂 均等分裂 均等分裂和不均第 7 页 共 15 页 等分裂

是否变形 变形 不变形

结果 一个精原细胞↓

4个精子 一个卵原细胞

↓

1个卵细胞、3个极体

(1)一个精原细胞和一个卵原细胞产生的精子和卵细胞数量之比为4∶1。(√)

(2)精子和卵细胞形成过程中染色体的行为变化不同。(×)

(3)在卵细胞的形成过程中，细胞都是不均等分裂的。(×)

(4)卵细胞形成过程中无联会现象。(×)

1．(生命观念)如图为高等动物的细胞分裂示意图，写出甲、乙、丙三个细胞的名称。

甲：________；乙：________；丙：________。

提示：次级精母细胞或极体 初级精母细胞 次级卵母细胞

2．(科学思维)卵原细胞在形成卵细胞时，细胞质不均等分裂有什么意义？

提示：细胞质不均等分裂使形成的卵细胞的体积较大，有利于在受精形成胚胎后，为胚胎早期发育提供营养。

1．据图快速判断精子和卵细胞的形成过程

第 8 页 共 15 页

2．精子和卵细胞形成过程的相同点

时期 特点

减数分裂Ⅰ 间期 DNA复制和有关蛋白质合成

前期 同源染色体联会形成四分体，可能会发生交叉互换

后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合

子细胞 1个精(卵)原细胞形成2个次级精母细胞(1个次级卵母细胞和1个极体)，且染色体数目减半

减数分裂Ⅱ 后期 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目暂时加倍，无同源染色体

子细胞 1个次级精(卵)母细胞形成2个精细胞(1个卵细胞和1个极体)

1．某卵原细胞的基因型为AABb，此卵原细胞经减数分裂产生的卵细胞为Ab，则其产生的三个极体为( )

A．AB、AB、Ab B．Aa、Bb、AB

C．Ab、aB、aB D．AB、aB、ab

解析：选A 卵细胞与第二极体来自同一个次级卵母细胞，基因型相同，则第二极体的基因型也是Ab，次级卵母的染色体和第一极体的染色体互补，则第一极体的基因型是AABB，第一极体经过减数分裂Ⅱ产生的两个极体的基因型是AB，综上所述三个极体的基因型是AB、AB、Ab。

2．精子和卵细胞形成的区别不在于( )

A．一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞

B．一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个极体

C．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个极体 第 9 页 共 15 页 D．卵细胞形成过程中不出现四分体

解析：选D 精子形成过程中，一个初级精母细胞经过减数分裂Ⅰ形成两个大小相同的次级精母细胞。卵子形成过程中，一个初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ形成一个次级卵母细胞和一个极体。一个次级卵母细胞经过减数分裂Ⅱ形成一个卵细胞和一个极体。卵细胞、精子形成过程中都会出现四分体。

知识点三| 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片

1．实验原理

蝗虫的精母细胞要经过两次细胞分裂形成精子。在此过程中，细胞中染色体的形态、位置和数目不断发生变化，可据此识别减数分裂的各时期。 2．方法步骤

(1)在蝗虫精母细胞的固定装片中，可观察到处于联会状态的同源染色体。(√)

(2)用桃花的雄蕊比用雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象。(√)

(3)在观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片时，细胞数最多的是精细胞。(×)

(4)跟踪观察一个精原细胞可看到减数分裂的连续变化。(×)

1．(生命观念)实验中宜选用雄性个体的生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验的材料，其原因是什么？

提示：(1)雄性个体产生的精子数量很多，容易找到不同分裂时期的细胞。

(2)在某些动物卵巢内的减数分裂没有彻底进行。雌性动物排卵前后完成减数分裂Ⅰ，在输卵管处进行的受精过程中才完成减数分裂Ⅱ。

2．(科学探究)用桃花雄蕊观察减数分裂的过程，能观察到细胞分裂的连续过程吗？