高中生物 第二章 第9课时 减数分裂和受精作用课时作业 新人教版必修2文档格式.docx

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非姐妹染色单体交叉互换

有

无

同源染色体分离

有；

发生在减数第一次分裂后期

着丝点分裂

减数第二次分裂后期

后期

2．精子和卵细胞的细胞分裂图像辨析

课堂导入

减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。

精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，称为受精作用。

受精作用的过程如何呢？

探究点一　细胞分裂图像的判定

1．观察蝗虫精母细胞分裂的固定装片

（1）实验原理

蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。

此过程要经过两次连续的细胞分裂。

在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。

（2）实验流程

①装片制作（同有丝分裂装片制作过程）

解离→漂洗→染色→制片。

②显微观察

2．根据对减数分裂实验的绘图，结合所学的有丝分裂的知识，完成对细胞分裂图像判断方法的探究。

（1）思维导图

（2）细胞分裂图像的判定方法——“三看法”

归纳提炼

二倍体生物的细胞分裂图像判定集中于前期、中期和后期三个时期，对这三个时期的主要特点归纳如下：

（1）前期：

染色体散乱排列在细胞中，无核膜、核仁。

若无同源染色体，则为减数第二次分裂前期（A1）；

若有联会现象，为减数第一次分裂前期（A2）；

若有同源染色体，但是不联会，则为有丝分裂（A3）。

（2）中期：

染色体排列在细胞中部。

若出现同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧（B1），则为减数第一次分裂中期；

若染色体的着丝点排列在赤道板上，且含有同源染色体（B2）是有丝分裂；

若无同源染色体（B3）是减数第二次分裂中期。

（3）后期：

染色体移向两极，动物细胞膜开始凹陷。

①若含有染色单体，则为减数第一次分裂后期，均等分裂的是初级精母细胞（C1），不均等分裂的是初级卵母细胞（C2）。

②若不含染色单体，则观察移向一极的染色体中是否有同源染色体，若有同源染色体则是有丝分裂后期（C3）；

若无同源染色体则为减数第二次分裂，均等分裂的是次级精母细胞或者第一极体（C4），不均等分裂的为次级卵母细胞（C5）。

活学活用

1．如图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（　　）

A．上述①、②、③细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2

B．细胞①、②、③、⑤产生的子细胞中均有同源染色体

C．表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①

D．④细胞分裂前，细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2

问题导析　

（1）图中①为有丝分裂后期，②为减数第一次分裂后期，③为有丝分裂中期，④为减数第二次分裂后期，⑤为有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。

（2）图中①细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶1。

（3）图中②产生的子细胞中无（有/无）同源染色体。

答案　D

解析　①为有丝分裂后期，②为减数第一次分裂后期，③为有丝分裂中期，故C项不正确。

细胞中染色体与DNA分子数目的比例为1∶2的图形中，应有染色单体，据图可知①中无染色单体，只有②③符合，故A选项不正确。

④为减数第二次分裂后期，此细胞分裂前，细胞中有染色单体，染色体与DNA分子数目比例为1∶2，故D项正确。

有丝分裂是产生体细胞的分裂方式，分裂过程中同源染色体没有分离，因此细胞①③产生的子细胞有同源染色体，②产生的子细胞无同源染色体，而⑤图是分裂间期，看不出是有丝分裂还是减数分裂间期，故B项不正确。

探究点二　配子的多样性与受精作用

有性生殖的后代出现了多种多样的性状组合类型，这与减数分裂产生的配子具有多样性有关，试结合下面内容探究配子多样性的原因和受精作用的过程。

1．结合教材模型建构实验分析下图

（1）该原始生殖细胞中含有2对同源染色体，2对等位基因。

（2）情况1中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为AB、ab；

情况2中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为Ab、aB；

因此，此原始生殖细胞产生的配子可能有4种类型。

（3）根据以上内容归纳分析配子具有多样性的原因：

减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为2n种。

（4）含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。

2．观察受精作用的图示，完成下面探究

（1）定义：

卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

（2）过程

①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。

③精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，彼此的染色体会合在一起。

（3）结果：

受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

（4）结合细胞膜的成分，讨论精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？

精子与卵细胞融合过程体现了生物膜的什么特性？

答案　精卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。

相互融合体现了膜的流动性。

（5）受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质？

分析原因。

答案　不是。

受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。

（6）试分析减数分裂和受精作用过程中，核DNA和染色体数量变化图示

①AB、FG代表减数分裂；

②BC、GH代表受精作用；

③CD、DE、HI、IJ代表有丝分裂。

（7）减数分裂和受精作用的意义

①同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。

②对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。

2．受精作用

2．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下图表示该生物的精细胞，根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自（　　）

A．2个精原细胞B．4个精原细胞

C．3个精原细胞D．5个精原细胞

问题导析　

（1）来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的基因组成相同。

（2）来自两个次级精母细胞（由同一个精原细胞产生）的两个精细胞的基因组成互补。

答案　B

解析　解答本题的关键是要知道1个精原细胞产生4个精细胞，但只有两种精子。

一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。

根据分离定律和自由组合定律可知，①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分别来自同一个精原细胞，因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞。

1．在显微镜下观察动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，有的是体细胞的2倍，该切片取自（　　）

A．人的小肠表皮B．家兔胚胎

C．绵羊肝脏D．牛卵巢

解析　人的小肠、家兔胚胎及绵羊的肝脏，这些组织或器官的细胞所进行的细胞分裂方式都是有丝分裂，不可能出现细胞内的染色体数目是体细胞的一半的时期，而牛的卵巢内，一部分卵原细胞进行减数分裂，在减数第二次分裂的前期、中期及分裂结束后新形成的卵细胞、第二极体的染色体数目都是体细胞的一半，一部分卵原细胞进行有丝分裂，在分裂后期染色体数为体细胞的2倍。

2．如图是某种XY型性别决定的动物细胞分裂示意图。

下列叙述正确的是（　　）

A．图Ⅱ中①上某位点有基因B，则②上相应位点的基因有可能是b

B．在卵巢中可能同时存在图Ⅰ、图Ⅱ两种分裂图像

C．若图Ⅰ中的2和6表示两个Y染色体，则此图表示次级精母细胞的分裂

D．图Ⅰ的细胞中有四对同源染色体，图Ⅱ的细胞中有1个四分体

答案　A

解析　若发生基因突变或染色体间的交叉互换，则②上相应位点的基因可能是b。

卵巢细胞没有Y染色体，不可能出现分裂图像Ⅱ。

若图Ⅰ中的2和6表示两个Y染色体，则此图表示体细胞的有丝分裂。

图Ⅱ细胞处于减数第二次分裂，细胞中没有四分体。

3．下列有关受精作用的叙述，错误的是（　　）

A．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半

B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合

C．受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同

D．受精卵中的染色体来自父母双方的各占一半

解析　因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体中也有少量的遗传物质（DNA），而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多，故A项错误。

4．下列各图表示某雄性动物细胞分裂的一组图像，请据图回答：

（1）该动物的体细胞中染色体数目是________条，该动物可以形成__________种类型的精子。

（2）正在进行减数分裂的细胞是图____________，含有染色单体的细胞是图______________，没有同源染色体的细胞是图________。

（3）图B所示的细胞有________个四分体，图C所示的细胞所处的分裂时期为______________，图D所示的细胞经细胞分裂后形成的是__________。

（4）A细胞有______条染色体，有________个DNA分子，A细胞经分裂形成的子细胞是________。

（5）此5个细胞发生的先后顺序可能是________________________________________。

答案　

（1）4　4　

（2）B、D、E　B、C、E　D、E　（3）2　有丝分裂中期　精细胞　（4）8　8　体细胞　（5）C→A→B→E→D

解析　图中有同源染色体且无联会现象的A、C为有丝分裂，其余为减数分裂。

有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，着丝点分裂，细胞中无染色单体。

但减数第二次分裂细胞中无同源染色体，A为有丝分裂后期，D为减数第二次分裂后期，E为减数第二次分裂中期。

该动物体细胞中有2对4条染色体，减数分裂时出现2个四分体，产生精子类型为22＝4种。

基础过关

知识点一　细胞分裂图像的判定

1．下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中，错误的是（　　）

A．可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂

B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象

C．能观察到减数分裂现象的装片中，有可能观察到同源染色体的联会现象

D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象

解析　只有性原细胞能发生减数分裂，因此可用蝗虫卵母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂；

桃花的雄蕊比雌蕊多，故用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象。

减数分裂过程中有同源染色体联会现象。

洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，故无同源染色体的联会现象。

2．如图所示，能表示次级卵母细胞继续分裂过程的示意图是（　　）

解析　次级卵母细胞分裂过程中最显著的特点是细胞质不均等分裂，且细胞中不含同源染色体。

A、C含同源染色体，D细胞质均等分裂。

3．如图为精细胞形成过程中几个时期的细胞模式图，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．精细胞形成过程的顺序为①→③→②→④

B．这些状态下的细胞不发生ATP水解

C．①图中有两对同源染色体，③图中有两个四分体

D．线粒体、核糖体等细胞器与该过程有密切关系

解析　细胞分裂过程需要消耗能量，即发生ATP水解。

①为精原细胞，②为次级精母细胞，③为四分体时期，④为精细胞。

分裂过程中需要合成大量的蛋白质，因此与线粒体、核糖体有密切的关系。

4．在某哺乳动物（体细胞染色体数＝24）的睾丸中，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。

下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式判断正确的是（　　）

A．细胞甲、乙可能都在进行减数分裂

B．细胞甲、乙可能都在进行有丝分裂

C．细胞甲不可能进行减数分裂，细胞乙可能进行有丝分裂

D．细胞甲不可能进行有丝分裂，细胞乙可能进行减数分裂

解析　该哺乳动物体细胞染色体数目为24条，细胞甲中染色体、染色单体、核DNA数量依次为24、48、48，可以推测细胞甲可能处于有丝分裂或减数第一次分裂过程中；

细胞乙中染色体、染色单体、核DNA数量依次为12、24、24，可以推测细胞乙处于减数第二次分裂过程中。

知识点二　配子的多样性与受精作用

5．减数分裂产生的配子内，染色体组合具有多样性，主要取决于（　　）

A．同源染色体的复制

B．同源染色体的联会和分离

C．非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合

D．染色体着丝点的分裂

答案　C

解析　减数分裂过程中，联会后非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合都会增加配子中染色体组合的多样性。

6．某高等动物的卵原细胞内有12对同源染色体，在不发生非姐妹染色单体交叉互换的情况下，该动物产生的卵细胞内染色体的组合方式有（　　）

A．212种B．（

）12种

C．122种D．12

种

解析　在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体之间自由组合。

卵原细胞内有12对同源染色体，在减数第一次分裂时有212种组合，即最终产生的卵细胞内染色体组合方式就有212种。

7．某动物精原细胞中有3对同源染色体，经减数分裂产生的配子中，同时含有3个母方染色体的配子占（　　）

A．1/2B．1/4C．1/8D．1/16

解析　在减数分裂过程中，每一对同源染色体中来自母方的染色体都可以到任何一极，即在每一极的可能性都是1/2，因此3个母方染色体都在同一极的可能性是1/2×

1/2×

1/2＝1/8。

8．家鸽是进行有性生殖的生物，它之所以能保持染色体数目的恒定，是因为在生殖过程中要进行（　　）

A．减数分裂和受精作用

B．有丝分裂和受精作用

C．减数分裂和有丝分裂

D．染色体的复制和平均分配

解析　家鸽有性生殖过程中通过减数分裂产生了染色体数目减半的雌雄生殖细胞，通过受精作用。

雌雄配子结合形成受精卵，染色体数目恢复恒定。

能力提升

9．图中a、b、c、d分别是一些生物细胞某个分裂时期的示意图，下列有关描述正确的是（　　）

A．a图表示植物细胞有丝分裂中期

B．b图表示人的成熟的红细胞分裂的某个阶段

C．c图细胞分裂后将产生1个次级卵母细胞和1个极体

D．d图细胞中含有8条染色单体

解析　a图表示植物细胞有丝分裂末期，因为细胞中形成了细胞板且重新出现了核膜；

b图为无丝分裂，而人的成熟的红细胞无细胞核，不能进行分裂；

c图中无同源染色体，着丝点分裂，且细胞质不均等分裂，故为减数第二次分裂后期，该细胞为次级卵母细胞，分裂后将产生1个卵细胞和1个极体；

d图具有同源染色体，着丝点排列在赤道板上，为有丝分裂中期，此时细胞中有4条染色体，每条染色体上有两条姐妹染色单体，故有8条染色单体。

10．如图表示高等动物细胞（2N）在分裂过程中某一时期的染色体（a）、染色单体（b）、DNA（c）三者之间的数量关系。

此时细胞内不可能发生（　　）

A．染色体在纺锤体的牵引下移向细胞两极

B．存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2N

C．同源染色体联会，四分体内非姐妹染色单体交叉互换

D．无同源染色体联会，染色体着丝点排列在赤道板上

解析　图示表明此时细胞内的每条染色体都是由两条姐妹染色单体通过着丝点结合在一起组成的。

对于染色体数目为2N的高等动物细胞而言，如果存在于细胞中某一极的染色体数为2N，则此时染色体的着丝点已经分裂，姐妹染色单体已经分开，不可能存在图示的数量关系。

11．下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析不正确的是（　　）

A．a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂

B．L→M所示过程与细胞膜的流动性有关

C．GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的

D．MN段发生了核DNA含量的加倍

解析　a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂。

L→M点所示过程表示受精作用，与细胞膜的流动性有关。

GH段细胞中含有的染色体数是OP段的一半。

MN段包括间期、前期和中期，所以发生了核DNA含量的加倍。

12．下图为精原细胞增殖以及形成精子过程的示意图，图中标明了部分染色体与染色体上的基因。

设①和③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期。

下列关于图解叙述正确的是（　　）

A．①中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a

B．②有姐妹染色单体，①和③也可能有姐妹染色单体

C．②中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a

D．③中无同源染色体，染色体数目为n，DNA数目为2a

解析　①表示有丝分裂过程后期的细胞，含有同源染色体，着丝点已分裂，染色体数暂时加倍为4n，DNA分子数为4a；

②为初级精母细胞，含有染色单体，在有丝分裂后期及减数第二次分裂后期的细胞中不含姐妹染色单体；

②中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a；

③为次级精母细胞处于减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，染色体数暂时加倍为2n。

13．图中A～F表示某高等动物睾丸内细胞分裂图像，G表示某分裂过程中细胞核中染色体数目变化曲线，A、C图内的字母表示染色体。

请据图回答下列问题：

（1）细胞图像D→F属于________分裂；

D→A属于________分裂，判断的理由是___________

______________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）图中C细胞和A细胞依次叫做__________________________________________________。

（3）写出一个D细胞经C细胞形成的配子基因型________________。

（4）图D细胞在分裂产生配子时，A与a的分离发生在坐标图G中的________。

（5）在减数分裂过程中染色体数目减半________次，发生在________________；

DNA分子数目减半________次，发生在________________________________________________。

（6）请在坐标G中画出该动物细胞减数分裂过程中核DNA分子变化的曲线图。

（7）若图中细胞是卵巢内细胞的分裂图像，则一定需要改的图是______________，画出修改后的细胞图像。

答案　

（1）有丝　减数　D～F中亲子代细胞染色体数目相同，D～A中子代细胞染色体数目是亲代细胞的一半

（2）初级精母细胞、次级精母细胞　（3）aB、Ab　（4）1～2

（5）1　减数第一次分裂的末期　2　减数第一次分裂末期和减数第二次分裂末期　（6）如下图Ⅰ　（7）C图　如下图Ⅱ

解析　图中C图为同源染色体分开，A图为姐妹染色单体分开，且移向一极的染色体无同源染色体，B图、E图为染色体的着丝点排列在赤道板上，B图中无同源染色体，F图为有丝分裂末期，G图中0～1为间期，1～2为减Ⅰ分裂期，2～5为减Ⅱ分裂期。

初级卵母细胞的细胞质分裂不均等。

C图分裂产生的子细胞一个含Ab，另一个含aB。

14．下面的图1和图2分别表示某动物（2n＝4）体内细胞正常分裂过程中处于不同分裂时期的细胞内的染色体、染色单体和核DNA含量的关系及细胞分裂图像，请分析回答：

（1）图1中a～c表示染色单体的是________，图1中所对应的细胞中存在同源染色体的是________________________________________________________________________。

（2）图1中Ⅱ的数量关系对应于图2中________，由Ⅱ变为Ⅲ，相当于图2中_______→________的过程。

（3）图2中乙细胞产生的子细胞名称为________。

（4）请在右图所示坐标中绘出该动物体内细胞在进行减数分裂过程中，每条染色体上DNA分子含量的变化曲线。

答案　

（1）b　Ⅰ、Ⅱ　

（2）乙　乙　丙　（3）次级卵母细胞、极体　（4）如下图所示

解析　本题首先由题图2中的乙确定该动物是雌性动物。

（1）判断染色单体的技巧是其数量可以为0，即可确定b柱表示染色单体。

图1中的Ⅰ为卵原细胞、Ⅱ是初级卵母细胞，都含同源染色体。

（2）图1的Ⅱ中有4条染色体、8条染色单体、8个DNA分子，与图2中乙相对应。

由Ⅱ变为Ⅲ的过程中染色体数目减半，是因为初级卵母细胞（乙）中同源染色体分离形成次级卵母细胞和极体（丙）。

（3）由

（2）题知初级卵母细胞（乙）产生的子细胞为次级卵母细胞和极体。

（4）绘图的第一步是标出横、纵坐标的意义，并要特别注意纵坐标为每条染色体上DNA分子含量。

个性拓展

15．根据下图回答：

（1）表示初级精（卵）母细胞的是________号图。

（2）图中①、②、④分别含有________条染色体。

（3）含同源染色体的是________号图，它含有________对同源染色体。

（4）②号图含____________条染色单体。

（5）③号图发生了____________________之间的交叉互换；

结果增加了⑤号图所示细胞的种类，也是生物多样性形成的原因之一。

答案　

（1）②③　

（2）2、2、1　（3）①②③　1　（4）4

（5）非姐妹染色单体