《2.1-第1课时-基因和染色体的关系》讲义

学而优，教有方第1节减数分裂和受精作用第1课时减数分裂的概念、精子的形成过程一、减数分裂的相关概念1．减数分裂的概念减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。2．同源染色体与非同源染色体(1)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。(2)非同源染色体：形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。3．联会和四分体(1)联会：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。(1)所有的细胞分裂都存在四分体()(2)大肠杆菌能进行减数分裂()(3)形状和大小相同的两条染色体一定是同源染色体()(4)减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞分裂一次，导致染色体数目减半()答案(1)×(2)×(3)×(4)×下图表示减数分裂中某时期的图像，请分析：1．图示染色体中属于同源染色体的是哪些？哪些是非同源染色体？提示A、B是一对同源染色体；C、D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有：A、C，A、D，B、C，B、D。2.四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)?提示1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。乙图中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。3．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？提示甲图中没有染色单体。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。二、精子的形成过程1．形成场所人和其他哺乳动物的睾丸(曲细精管)。2．染色体的主要行为拓展提升减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ分裂前的间期DNA的复制与否复制不复制同源染色体有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可以发生互换；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)DNA数目4n→2n2n→n染色单体数4n→2n2n→0(1)减数分裂Ⅰ时，同源染色体的分离导致染色体数目减半()(2)减数分裂Ⅱ后期，大小、形态相同的两条染色体可以被称为同源染色体()(3)精原细胞通过减数分裂增殖并形成精子()答案(1)√(2)×(3)×下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图，请分析回答：1．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)同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。2．细胞B、C中有没有同源染色体？有没有姐妹染色单体？提示没有同源染色体，但是有姐妹染色单体。3．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．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的染色体组成是相同的；如果考虑四分体中的非姐妹染色单体的互换，细胞D、E的染色体组成不一定相同。1．(2019·山东菏泽模拟)下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A．只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂，减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有细胞周期B．高等动物的减数分裂发生在睾丸(精巢)或卵巢中C．减数分裂过程中细胞分裂一次，形成两个子细胞D．玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，卵细胞中有5对同源染色体2．(2019·云南中央民族大学附属中学期中)在减数分裂前及分裂过程中，下列有关染色体变化的叙述，正确的是()A．着丝粒在减数分裂Ⅰ后期分裂，染色体数目加倍B．在减数分裂前，染色体只复制一次C．在减数分裂Ⅱ过程中，同源染色体分离D．细胞中同源染色体分离导致染色体数目加倍3．在减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化顺序是()A．复制→分离→联会→分裂B．联会→复制→分离→分裂C．联会→复制→分裂→分离D．复制→联会→分离→分裂4．如图为某动物细胞分裂的示意图。该细胞处于()A．有丝分裂前期 B．有丝分裂后期C．减数分裂Ⅰ后期 D．减数分裂Ⅱ后期5．(2018·吉林一中高二月考)下列细胞内没有同源染色体的是()A．体细胞 B．精原细胞C．初级精母细胞 D．次级精母细胞6．根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，回答下列问题：(1)A图表示细胞分裂的方式是________________，处于__________________期。细胞中有________条染色体，________条染色单体。(2)B图所示细胞分裂产生的细胞名称是________，每个子细胞中有________条染色体。(3)A、B两图的细胞中，具有同源染色体的是________图所示的细胞，A、B两图中DNA分子数之比为________。A组基础对点练题组一减数分裂的相关概念1．下列不是减数分裂的特点的是()A．同源染色体联会B．生殖细胞内含有亲代细胞半数的同源染色体C．细胞连续分裂两次D．着丝粒只分裂一次2．(2019·黑龙江鹤岗一中高一下期末)同源染色体是指()A．一条染色体复制形成的两条染色体B．减数分裂过程中配对的两条染色体C．形态、特征相似的两条染色体D．分别来自父方和母方的两条染色体3．下列各种细胞中，不含同源染色体的是()①口腔上皮细胞②受精卵③精细胞④子叶细胞⑤初级精母细胞⑥次级精母细胞⑦种皮细胞A．①③④B．③⑥C．④⑤D．⑥⑦4．(2019·重庆一中高二检测)下列对一个四分体的描述，不正确的是()A．有两个着丝粒 B．有四个DNA分子C．有四条染色体 D．有两对姐妹染色单体题组二精子的形成过程5．在减数第一次分裂过程中，染色体的主要行为变化的顺序是()①同源染色体分离②染色体分配到两个子细胞中③联会④同源染色体的非姐妹染色单体发生互换A．③④①② B．①③④②C．③①②④ D．①③②④6．下列有关人的减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较，正确的是()A．在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中都有同源染色体B．在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中都有姐妹染色单体的分离C．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中染色体数目可能相同D．减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中核DNA含量可能相同7．如图①～⑥为细胞分裂模式图。其中能正确表示同种生物减数分裂过程顺序的是()A．②⑤④① B．⑤③①⑥C．⑤①④⑥ D．①③②⑥8．图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了非姐妹染色单体间互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是()A．①与②B．②与③C．①与③D．②与④9．(2019·唐山高一检测)在同一种生物减数分裂过程中减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目之比和核DNA含量之比分别是()A．2∶1和2∶1 B．1∶1和2∶1C．4∶1和4∶1 D．4∶1和2∶110.如图所示为处于减数分裂某一时期的细胞，据图回答以下问题：(1)如图所示细胞处于减数分裂____的______期。(2)如图细胞中有______条染色体，有______个DNA分子。该细胞内有______对同源染色体，它们是________________________________________________________________________，有______个四分体。(3)细胞中有________对姐妹染色单体，它们是_____________________________________。(4)此细胞经减数分裂Ⅰ后形成的子细胞中含同源染色体______对。B组综合强化练1～6题为选择题，1～4题中只有一个选项符合题目要求，5、6题中有一个或多个选项符合题目要求。1．(2019·四川成都期末)下列关于减数分裂的叙述，正确的是()A．着丝粒在减数分裂Ⅰ后期一分为二B．减数分裂的结果是染色体数目减半，核DNA分子数目不变C．同源染色体分离，分别进入两个子细胞，导致染色体数目减半D．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ结束时2．关于下图的叙述，不正确的是()A．在前期，④与⑦、⑤与⑥联会，形成两个四分体B．在后期，移向同一极的染色体均含同源染色体C．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连D．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体3．如图表示细胞增殖过程中染色体的形态变化，下列分析错误的是()A．甲→乙的过程中细胞内核DNA数目加倍B．观察染色体的形态和数目通常在丁时期C．丙→戊的过程中不可能发生同源染色体的分离D．戊阶段细胞中染色体数与核DNA分子数相等4．如图表示某个生物的精细胞，试根据细胞内基因(三对等位基因独立遗传)的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑四分体中非姐妹染色单体的互换)()A．2个B．3个C．4个D．5个5．如图是同一动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法不正确的是()A．①、②和③细胞中都有2对同源染色体B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞C．③所示的细胞中不可能发生四分体中非姐妹染色体的互换D．上述细胞中有8条染色单体的是①、②、③6．下列有关成年人体细胞减数分裂过程中染色体、DNA数目的叙述，错误的是()A．次级精母细胞中的核DNA分子和神经细胞的核DNA分子数目不相等B．减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体数目只有正常体细胞中染色体数目的一半C．初级精母细胞中姐妹染色单体的数目正好和细胞中核DNA分子数目相等D．哺乳动物的细胞中染色体数目总是与着丝粒数目相同7．如图表示某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞，请据图回答下列问题：(1)图中A～E细胞中具有同源染色体的细胞有________(用字母表示)。(2)B细胞中有核DNA分子________个，其子细胞名称为________。(3)D细胞所处的分裂时期是______________________，D细胞的名称为________________。(4)理论上，从染色体组成上分析，这种动物可产生____种生殖细胞。(5)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是__________________________(用图中字母和箭头表示)。8．如图是某种生物的精细胞，根据细胞内染色体的类型(灰色来自父方、白色来自母方)回答下列问题：(1)可以来自同一个次级精母细胞的两个精细胞是：A和________；________和D。(2)这6个精细胞至少来自________个精原细胞；至少来自________个次级精母细胞。(3)精细胞A的一条染色体在初级精母细胞__________时期发生了______________。(4)精细胞E、F和________最可能来自同一个________精母细胞。(5)这6个精细胞中同时含有来自父方和母方的遗传物质的是__________________(填字母)。产生这种现象的原因是同源染色体________________________和非同源染色体________。随堂演练，知识落实答案1．答案B解析只有进行有性生殖的生物才进行减数分裂，减数分裂是一种特殊的有丝分裂，但无细胞周期，A错误；高等动物的减数分裂发生在睾丸(精巢)或卵巢中，B正确；减数分裂过程中细胞分裂两次，形成四个子细胞，C错误；玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，同源染色体分离，染色体数目减半，所以卵细胞中染色体数目为10条，没有同源染色体，D错误。2．答案B解析着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，A项错误；在减数分裂前，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，B项正确；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ后期，C项错误；细胞中同源染色体分离并分别进入两个子细胞，使得细胞中染色体数目减半，导致染色体数目加倍的是着丝粒分裂，D项错误。3．答案D解析减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化是：复制(减数分裂前的间期)→联会(减数分裂Ⅰ前期)→(同源染色体)分离(减数分裂Ⅰ后期)→(着丝粒)分裂(减数分裂Ⅱ后期)。4．答案C解析据图分析可知，分别位于细胞两极的染色体是一对同源染色体，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，说明染色体的着丝粒没有分裂，并且非姐妹染色单体之间发生了互换，这表明配对的同源染色体分离，分别移向细胞的两极，该细胞应处于减数分裂Ⅰ后期。5．答案D解析初级精母细胞进行减数分裂Ⅰ时同源染色体分离，形成两个次级精母细胞，所以次级精母细胞中没有同源染色体。6．答案(1)减数分裂减数分裂Ⅰ后612(2)精细胞3(3)A2∶1课时对点练A组·基础对点练1．答案B2．答案B解析同源染色体不是复制而成的，而是一条来自父方、一条来自母方，A错误；同源染色体的两两配对叫作联会，所以联会的两条染色体一定是同源染色体，B正确；形态、特征相似的两条染色体可能是复制产生的染色体，C错误；一条来自父方，一条来自母方的染色体不一定是同源染色体，如来自父方的第2号染色体和来自母方的第3号染色体，D错误。3．答案B解析口腔上皮细胞为体细胞，含有同源染色体，①错误；受精卵是精子和卵细胞结合形成的，含有同源染色体，②错误；减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，因此精细胞不含同源染色体，③正确；子叶细胞为体细胞，含有同源染色体，④错误；初级精母细胞含有同源染色体，⑤错误；减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，因此次级精母细胞不含同源染色体，⑥正确；种皮细胞为体细胞，含有同源染色体，⑦错误；因此不含同源染色体的是③⑥。4．答案C解析减数分裂过程中，同源染色体两两配对后形成四分体。一个四分体有两个着丝粒，两条染色体，四个DNA分子，两对姐妹染色单体，C错误。5．答案A解析减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会，此时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生互换；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，分别移向细胞两极，随后染色体分配到两个子细胞中。6．答案C解析减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，因此减数分裂Ⅱ过程中不含同源染色体，A项错误；在减数分裂Ⅰ过程中没有姐妹染色单体的分离，B项错误；减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期染色体数目相同，C项正确；减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中核DNA含量不可能相同，D项错误。7．答案B解析分析题图可知，①处于减数分裂Ⅱ前期，②处于有丝分裂后期，③处于减数分裂Ⅰ后期，④处于有丝分裂中期，⑤处于减数分裂Ⅰ前期，⑥处于减数分裂Ⅱ后期，由此可判断减数分裂过程的顺序是⑤③①⑥。8．答案B解析在减数分裂Ⅰ中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后，同一个着丝粒上连接着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。9．答案B解析减数分裂前的间期染色体复制，故减数分裂Ⅰ中核DNA含量加倍，但染色体数目不变；减数分裂Ⅰ结束后，染色体数目和核DNA含量均减半，减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离，染色体数目暂时加倍，核DNA含量不变，故减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期染色体数目之比和核DNA含量之比分别是1∶1和2∶1。10.答案(1)Ⅰ前(四分体)(2)4821和2、3和42(3)4a和a′、b和b′、c和c′、d和d′(4)0B组综合强化练1．答案C解析着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，A错误；减数分裂的结果是染色体数目减半，核DNA分子数目也减半，B错误；在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，分别进入两个子细胞，导致染色体数目减半，C正确；染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ，D错误。2．答案B解析据图可知，该细胞同源染色体排列在赤道板两侧，说明处于减数分裂Ⅰ中期，则在前期时同源染色体联会形成两个四分体，A项正确；减数分裂Ⅰ后期细胞的每一极都不再具有同源染色体，B项错误；染色体④由染色单体①和③通过一个着丝粒②相连而形成，C项正确；在图中，形态、大小相同的为一对同源染色体，则④与⑦、⑤与⑥为两对同源染色体，D项正确。3．答案C解析甲→乙的过程中发生了染色体的复制，核DNA数目加倍，A项正确；丁时期染色体的形态和数目最清晰，常在此时期进行染色体的观察，B项正确；丙→戊可能是减数分裂过程，在减数分裂Ⅰ的后期发生同源染色体的分离，C项错误；戊中着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，此时细胞中染色体数与核DNA分子数相等，D项正确。4．答案B解析一个精原细胞经减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型，且两种基因型互补，则图中精细胞：①ACd和④acD可能来自同一个精原细胞；②ACD和⑥acd可能来自同一个精原细胞；③AcD、⑤AcD、⑦aCd、⑧aCd可能来自同一个精原细胞，故图中8个精细胞至少来自3个精原细胞，B项正确。5．答案ABD解析图中①细胞含有4对同源染色体，而②、③细胞含2对同源染色体，A项错误；精原细胞可进行有丝分裂和减数分裂，因此图示细胞可能同时出现在动物的睾丸中，B项错误；四分体中非姐妹染色单体的互换只能发生在减数分裂过程中，而③所示的细胞处于有丝分裂中期，不可能发生四分体中非姐妹染色单体的互换，C项正确；①、④细胞中无染色单体，D项错误。6．答案AB解析人体次级精母细胞中含46个核DNA分子，人体神经细胞核中也含46个DNA分子，A项错误；减数分裂Ⅱ后期，染色体的着丝粒分裂，染色体数目加倍，此时的次级精母细胞中有46条染色体，与正常体细胞中染色体数目相同，B项错误；任何细胞的姐妹染色单体数目总是与同期的核