人教必修2教案：2-1 第1课时 减数分裂和受精作用

第1节 减数分裂和受精作用

第1课时 减数分裂

课程内容标准 核心素养对接

1．归纳、概括减数分裂的概念及过程。

2．模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。 1．通过列表法比较减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的异同、精子形成与卵细胞形成的异同。(科学思维)

2．通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程，理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点。(生命观念)

3．通过总结配子多样性的原因和分析细胞分裂中染色体、DNA数量变化及分裂图像辨析，培养利用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)

4．通过观察细胞的减数分裂，掌握实验的操作技能。(科学探究)

一、精子的形成过程

1．场所及细胞名称的变化

(1)场所高等动植物：有性生殖器官内人和其他哺乳动物：睾丸

(2)细胞名称的变化

2．染色体的变化

(1)减数分裂前的间期

一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞，此时的染色体呈染色质丝的状态。

减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期或时间很短，染色体不再复制。

(2)减数分裂过程

①减数分裂Ⅰ

时期 分裂图像 染色体行为

前期

同源染色体联会，形成四分体

中期

同源染色体排列在赤道板两侧 后期

同源染色体分离，非同源染色体自由组合

末期

细胞一分为二，染色体数目减半

②减数分裂Ⅱ

时期 分裂图像 染色体行为

前期

染色体散乱地分布在细胞中

中期

着丝粒排列在赤道板上

后期

着丝粒分裂，姐妹染色单体分离

末期

细胞一分为二

(3)同源染色体、联会与四分体的概念

①同源染色体

形态和大小：一般都相同来源：一条来自父方，一条来自母方行为：减数分裂Ⅰ中进行两两配对

②联会：同源染色体两两配对的现象。

③四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。

二、卵细胞的形成

1．场所：卵巢。

2．过程

3．精子和卵细胞形成过程的差异

精子形成过程 卵细胞形成过程

场所 睾丸 卵巢

细胞质分裂方式 均等分裂 不均等分裂

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

三、减数分裂的概念

1．判正误(对的画“√”，错的画“×”)

(1)只有进行有性生殖的生物， 才能进行减数分裂。( √ )

(2)精原细胞是通过减数分裂形成的。( × )

(3)减数分裂过程中，配对的染色体一定是同源染色体。( √ )

(4)精子所含染色体数与次级精母细胞相同。( × )

(5)在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。( × ) (6)一个精原细胞和一个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。( × )

(7)精子和卵细胞形成中，细胞质都是均等分配的。( × )

2．微思考

在减数分裂过程中，染色体发生了一系列变化，因而产生了几组相似的概念，下面结合图示对这几组相关概念加以辨析。

(1)同源染色体一定大小、形状相同吗？

提示 不一定，如X、Y染色体。

(2)减数分裂过程中，一直存在同源染色体吗？

提示 二倍体生物体的减数分裂Ⅱ过程中不存在同源染色体。

(3)在四分体时期，同源染色体、四分体、染色体之间的数量关系是怎样的？

提示 1对同源染色体＝1个四分体＝2条染色体。

任务驱动一 减数分裂的相关概念

结合下图探究以下问题：

1．甲、乙中，哪些是同源染色体？哪些是非同源染色体？

提示 A与B、C与D为同源染色体，A与C、A与D、B与C、B与D为非同源染色体。

2．乙中，a与哪些染色单体互为姐妹染色单体？与哪些染色单体互为非姐妹染色单体？

提示 图乙中a与a′为姐妹染色单体，a与b、b′属于同源染色体上的非姐妹染色单体，a与c、c′、d、d′为非同源染色体上的非姐妹染色单体。

3．图乙中含有________个四分体，________条染色体，________条染色单体，________个DNA分子。

答案 2 4 8 8

1．同源染色体和非同源染色体

项目 同源染色体 非同源染色体

形态大小 一般相同(X、Y染色体不同) 一般不同

来源 不同 可以相同，也可以不同

实质 减数分裂过程中联会的染色体 减数分裂过程中不联会的染色体

实例 图甲中A和B，C和D 图甲中A和C、D，B和C、D

2.姐妹染色单体和非姐妹染色单体

项目 姐妹染色单体 非姐妹染色单体

含义 连接在同一着丝粒上的两条染色单体 连接在不同着丝粒上的两条染色单体

实例 图乙中a和a′，b和b′，c和c′，d和d′ 图乙中a和b、b′，a′和b、b′

3.染色体和染色单体

图像 着丝粒 染色体 姐妹染色单体 DNA

1个

1条 无 1个

1个 1条 2条 2个

下列关于同源染色体的叙述，不正确的是( )

A．一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体

B．同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分

C．在人的正常精子中没有同源染色体

D．减数分裂中联会的染色体是同源染色体

A [一条来自父方、一条来自母方的染色体可能是同源染色体，也可能是非同源染色体。]

(2020·山西太原高一月考)下列关于四分体的叙述，正确的是( )

①每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体

②四分体就是四条染色单体

③复制后的同源染色体都形成四分体

④只有减数第一次分裂时期形成四分体

⑤四分体时期可发生交叉互换现象，进一步丰富了配子类型 ⑥四分体时期的下一个时期是联会

⑦细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体

A．①④⑤⑦ B．①②③⑦

C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦

A [每个四分体包含一对同源染色体2条染色体上的4条染色单体，①正确；四分体必须是联会的同源染色体上的4条染色单体，②错误；复制后的同源染色体在有丝分裂过程中不发生联会，则不能形成四分体，③错误；由于同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，所以只有减数第一次分裂时期形成四分体，④正确；四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换现象，进一步丰富了配子类型，⑤正确；联会后形成四分体，所以四分体时期的下一个时期是减数第一次分裂中期，⑥错误；由于一对同源染色体联会形成1个四分体，所以细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体，⑦正确。]

[举一反三] 联会和四分体的相互关系

联会是同源染色体两两配对的过程，而四分体是联会的结果，是同源染色体的特殊存在形式。

上图可知：1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。

一个动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则一个次级精母细胞中期染色体、染色单体和核DNA分子数依次是( )

A．4、8、8 B．2、4、8

C．8、16、16 D．8、0、8

A [初级精母细胞能形成4个四分体，说明有8条染色体，经减数第一次分裂后，染色体数目减半；次级精母细胞中期，着丝粒还没有一分为二，所以染色体数、染色单体数及核DNA分子数依次为4、8、8。]

任务驱动二 精子的形成过程

1．观察教材哺乳动物精子的形成过程示意图，讨论分析下列问题：

(1)减数分裂前的间期，染色体进行复制后，其数目和形态结构有何变化？

(1)提示 染色体数目不发生变化；染色体结构发生变化，一条染色体中有两条姐妹染色单体。

(2)染色体数目减半发生在哪个分裂期？减半的原因是什么？

提示 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ的末期；原因是同源染色体分离，并分别进入两个子细胞中。

(3)在减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞和减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞中，移向细胞一极的染色体数目和形态结构相同吗？

提示 数目相同，形态结构不同。初级精母细胞中的染色体含有姐妹染色单体。

(4)1个精原细胞经减数分裂后产生几种类型的精子？说明原因。

提示 两种类型。原因是由于同源染色体分离。

2．细胞中染色体、染色单体、核DNA数量变化规律

(1)染色体数目的变化：在下列坐标中画出精子形成过程中的染色体数目变化。

提示

(2)核DNA数目的变化：在下列坐标中画出精子形成过程中核DNA的数目变化。

提示

1．减数分裂过程中两个分裂阶段的比较

项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ

同源染色体 有，分离 无

着丝粒变化 不分裂 分裂 染色体主要行为 ①同源染色体联会；

②四分体中非姐妹染色单体交叉互换；

③同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开

染色体数目 2N→N(减半) N→2N→N(不减半)

核DNA数目 2N→4N→2N 2N→N

染色单体数

0→4N→2N 2N→0

2. 精子(卵细胞)形成过程中染色体数、染色单体数与核DNA分子数的变化曲线分析

(1)间期DNA(染色体)的复制，DNA含量加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。

(2)减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内DNA和染色体、染色单体数目均减半。

(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA含量不变。

(4)减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中，DNA和染色体数目再次减半。

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

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

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2条染色体，说明正常