【本讲教育信息】

一、教学内容

减数分裂中的染色体行为

1. 染色体及染色体形态类型

2. 减数分裂的概念。

3. 精子的形成过程及减数分裂过程。

4. 卵细胞的形成过程。

5. 受精作用的概念及意义。

二、重点导学

减数分裂 精子的形成过程 卵细胞的形成过程 受精作用

三、全面突破

知识点1：染色体及其形态类型

1. 染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种形态。

2. 染色体结构：着丝粒、长臂、短臂

3. 染色体类型：

①端着丝粒染色体

②近端着丝粒染色体

③中间着丝粒染色体

4. 常见动、植物的染色体数目

知识点2：减数分裂的概念

有性生殖要通过两性生殖细胞的结合，形成合子，再由合子发育成新个体。如果有性生殖细胞是经过有丝分裂产生的，那么合子中的染色体数将会是多少？能否保持物种遗传的稳定性？

减数分裂：细胞连续分裂两次而染色体只复制一次，分裂的结果为染色体数目减半的分裂方式。

包括第一次分裂和第二次分裂两个时期。

知识点3：精子的形成过程

1. 形成的场所：精巢中

睾丸中的曲细精管精原细胞精子细胞

原始生殖细胞 成熟生殖细胞

2. 形成的过程：

（1）精原细胞（减数分裂间期）

注意：①DNA复制，有关蛋白质的合成

②染色体呈现染色质形态

③复制后DNA数量加倍，染色单体形成，染色体数目不变。

（2）初级精母细胞

A. 前期I

①每条染色体都有2个DNA，2条姐妹染色单体。

②染色体会出现两两配对的现象。

③配对的这一对染色体称为同源染色体（注意观察同源染色体的特点。）

④配对的这一对染色体由于有四条染色单体，所以又称为四分体。

⑤在四分体时期发生交叉互换。

1个四分体=1对同源染色体=4条染色单体=4个DNA

思考：

①在生物的体细胞中存在着同源染色体吗？有丝分裂过程中有同源染色体吗？出不出现配对的现象？

②人总共有46条染色体，那么同源染色体有多少对？能理解为同源染色体一条来自父方，一条来自母方吗？

③同源染色体的形态、大小一定相同吗？

B. 中期I

特点：每一对同源染色体排列在赤道板的两侧。

思考：

这样排列有什么样的生物学意义？

C. 后期I

特点：纺锤丝牵引下，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

思考：

①注意比较有丝分裂后期染色体行为的不同点。（特别要注意非同源染色体的概念和行为）

②分析以下细胞两极得到的非同源染色体的可能性。

分到两极的染色体的可能性有两种：“AB和ab”及“Ab和aB”。

D. 末期I：细胞质分裂形成两个次级精母细胞，着丝粒没有分开。

注意：同源染色体分离后，非同源染色体组合的类型决定了次级精母细胞的类型。

（3）次级精母细胞

A. 前期Ⅱ

①注意初级精母细胞同源染色体对数与产生的次级精母细胞种类的关系。

②次级精母细胞的特点是已没有同源染色体，并且次级精母细胞的染色体的姐妹染色单体没有分开。

③染色体散乱的排布在细胞上。

④经过减数第一次分裂产生的子代细胞的染色体数量是亲代细胞的一半。

B. 中期Ⅱ：每个染色体的着丝粒排列在赤道板上。

C. 后期Ⅱ：染色体的着丝粒分开，姐妹染色单体分开成为染色体移向细胞的两极。

D. 末期Ⅱ：染色体到达细胞两极，两个子细胞各自分开最终形成四个精子细胞。

思考：

①减数分裂中没有同源染色体的细胞有哪些？

②真正意义上使染色体数量减半的应该是减数第一次分裂还是减数第二次分裂？

整个减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化如下：

精原细胞		初级精母细胞				次级精母细胞
		减数第一次分裂				减数第二次分裂
间		前	中	后	末	前	中	后	末
DNA	2n→4n	4n	4n	4n	2n	2n	2n	2n	n
染色体	2N→2N	2N	2N	2N	N	N	N	2N	N
染色单体	0→4N	4N	4N	4N	2N	2N	2N	0	0

把表中的数量转变为曲线图如下所示：

总结：

①减数第Ⅱ次分裂时已经没有同源染色体了。

②减数第Ⅰ次分裂前期同源染色体会出现配对的现象，配对的染色体会发生局部的交叉互换。

③减数第Ⅰ次分裂后期同源染色体移向两极，非同源染色体在两极自由组合。

知识点4：卵细胞的形成过程与精子细胞形成过程的比较。

1. 形成过程：减数分裂中同样有染色体行为和数目的变化。

2. 细胞质不均等分裂：减数分裂第一次分裂末期，由于细胞质分配的不均等，所以，只形成了一个次级卵母细胞和一个第一极体，减数分裂第二次分裂末期，又是由于细胞质分配的不均等，而只能形成一个卵细胞和一个第二极体，同时第一极体细胞质均等分裂产生两个第二极体。

意义：这种分裂方式，使较多的细胞质存在于卵细胞中，以保证精子和卵结合成的受精卵在发育初期所需要的养料，这是生物在长期的进化过程中形成的一种适应。

3. 卵细胞一经形成，不需要变形，这一点也是与精子的形成过程的不同点。

4. 一个卵原细胞只能产生一个卵细胞和三个第二极体，一个精原细胞能够产生四个精子细胞。

知识点5：受精作用及其意义

精子的头部进入卵细胞，精子与卵细胞的细胞核结合在一起，因此，受精卵中的染色体数目又恢复到原来的体细胞的数目，其中一半来自精子（父方），一半来自卵细胞（母方）。从同源染色体的角度看，精子和卵细胞中的同源染色体都是成单存在，但精子带有其中的一条，卵细胞带有其中的另一条，受精后，这两条同源染色体到了一个细胞中，它们就成对存在了，所以，关于同源染色体的概念，说同源染色体一条来自父方，一条来自母方，就是这个意思。

1. 受精作用的特点：

精核和卵核的融合，但是受精卵中的细胞质几乎全部由卵细胞提供。

2. 受精作用的意义：

①遗传的意义：减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持恒定。

②变异的意义：在减数分裂过程中由于染色体的一些特殊行为产生了多种多样的配子，从而使后代产生了变异，推动了生物的进化。

知识点6：减数分裂和有丝分裂的比较

比较项目		减数分裂	有丝分裂
不同点	范围	有性生殖细胞产生	体细胞增殖
	子细胞数量	1或者4	2
	分裂次数	2	1
	同源染色体配对行为	有配对行为	无配对行为
	子细胞染色体数量	染色体数减半	与母细胞染色体数相同
相同点		都有染色体和纺锤体的出现； 染色体都只复制一次。

判断下列图像分别属于有丝分裂或减数分裂的哪个阶段？

【典型例题】

例1、人体细胞减数分裂时，产生的四分体个数是 （ ）

A. 46 B. 23 C. 4 D. 0

分析：“四分体”是指在减数第一次分裂过程中处在联会阶段的一对同源染色体，由于人有23对同源染色体，所以也可形成23个四分体。

答案：B

例2、某一生物有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为 （ ）

A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 0∶4

分析：初级精母细胞在形成精细胞时伴随着减数分裂。如果在初级精母细胞即减数分裂第一次分裂时出现染色体分离异常（同源染色体移向同一极），则形成的精细胞全部为异常精细胞；如果第一次分裂正常，则产生两个正常的次级精母细胞。其中一个在第二次分裂时出现染色体分离异常（姐妹染色单体移向同一极）则产生两个异常的精细胞；另一个次级精母细胞分裂正常，产生两个正常的精细胞。

答案：A

例3、一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常；减数分裂的第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的一条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称为不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是 （ ）

A. 两者产生的配子全部都不正常

B. 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常

C. 两者都只产生一半不正常的配子

D. 前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子

分析：先分析第一种情况，一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的两个次级精母细胞肯定都不正常。一个多一条染色体，一个少一条染色体，所以即使减数分裂的第二次分裂正常，也不会产生染色体数目正常的配子或精子。

再分析第二种情况，另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常；减数分裂的第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的一条染色体的姐妹染色单体没有分开，肯定会产生两个不正常的配子，另一个次级精母细胞正常分裂，肯定会产生两个正常的配子。

答案：D

【超前思维】

下一讲我们将进行《遗传的染色体学说》，请大家从以下几方面做好预习。

1. 基因与染色体在细胞分裂中的平行行为。

2. 遗传的染色体学说的内容。

3. 用遗传的染色体学说阐明孟德尔的分离定律和自由组合定律的实质。

重点导学

1. （1）孟德尔对基因的存在和行为的假设：

① 基因在体细胞中 存在，其中一个来自母本，另一个来自父本。

② 基因在杂交实验中始终保持其 性和 性。

③ F₁形成配子时， 分离。

④ F₁形成配子时， 表现出自由组合。

（2）同源染色体的存在和行为与以上基因的存在和行为有一致的现象，具体表现为：

① 在体细胞中成对存在，一个来自母方，一个来自父方。

② 同源染色体经过减数分裂，在生殖细胞中成 存在。

③ 在原始的生殖细胞形成配子进行减数第一次分裂时， 分离。

④ 在原始的生殖细胞形成配子进行减数第一次分裂时， 表现出自由组合。

2. 孟德尔定律的细胞学解释

F₁在减数分裂形成配子时等位基因表现出分离。

等位基因分离的原因是等位基因位于 的相同位置上，减数分裂时随着 而分离；

在减数分裂形成配子时非等位基因表现出自由组合。

非等位基因自由组合的原因是非等位基因位于 上，减数分裂时随着 的自由组合而自由组合。

【模拟试题】（答题时间：25分钟）

一、选择题：

1. 下列人体细胞不含同源染色体的是（ ）

①口腔上皮细胞 ②精子细胞 ③初级精母细胞 ④极体 ⑤卵细胞 ⑥次级卵母细胞

A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ②④⑤⑥ D. ①④⑤⑥

2. 下列对一个四分体的叙述，错误的是（ ）

A. 共有两个着丝粒 B. 共有四条染色体

C. 共有四条染色单体 D. 共有4个DNA分子

3. 下列关于减数分裂的叙述，正确的是（ ）

A. 染色体复制一次，细胞分裂一次

B. 染色体复制一次，细胞分裂两次

C. 染色体复制两次，细胞分裂一次

D. 染色体复制两次，细胞分裂两次

4. 减数第二次分裂的结果，染色体和DNA数量的变化分别是（ ）

A. 不变、不变 B. 减半、减半

C. 不变、减半 D. 减半、不变

5. 在精子形成过程中，染色体的复制发生在（ ）

A. 减数分裂第一次分裂的间期 B. 减数分裂第一次分裂的前期

C. 减数分裂第二次分裂的间期 D. 减数分裂第二次分裂的后期

6. 一只雄蛙产生了100万个精子，则其精巢内至少要有精原细胞多少个 （ ）

A. 200万 B. 100万 C. 50万 D. 25万

7. 某生物的体细胞在有丝分裂过程中染色体最多时有44个，则该物种的精原细胞在减数分裂过程中可出现的四分体数目是（ ）

A. 88个 B. 44个 C. 22个 D. 11个

8. 在动物的初级卵母细胞形成次级卵母细胞的过程中，下列现象中不存在的是（ ）

A. 染色体交叉互换 B. 染色体数目减半

C. 着丝粒的分裂 D. 纺锤丝的牵引

9. 在下列有关减数分裂的叙述中，正确的是

A. 减数分裂是动物个体形成时一种必要的细胞分裂

B. 玉米体细胞中染色体数目是20条，经减数分裂形成的生殖细胞中，有10条染色体

C. 任何生物的体细胞都含有同源染色体

D. 进行减数分裂的细胞没有同源染色体配对现象

10. 在细胞第一次减数分裂期间，如果细胞核内有2个四分体，那么它的体细胞所含的染色体数和DNA分子数依次是（ ）

A. 2和4 B. 4和4 C. 4和8 D .8和16

11. 与一般的有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体变化最显著的特征是（ ）

A. 染色体进行复制 B. 同源染色体配对和分离

C. 有纺锤体的形成 D. 有着丝点的分裂

12. 每种进行有性生殖的生物的染色体数量能保持相对恒定，这是由于生物具有 （ ）

A. 有丝分裂和减数分裂 B. 有丝分裂和受精作用

C. 减数分裂和受精作用 D. 减数分裂和无丝分裂

13. 在受精作用过程中，体现受精实质的是 （ ）

A. 同类生物的精卵互相识别 B. 精子的头部进入卵细胞

C. 卵细胞膜发生复杂的生理反应 D. 精子与卵细胞核互相融合

二、非选择题

14. 甲、乙、丙、丁4个图分别表示某种生物（假定只含有两对染色体）的4个正在进行分裂的细胞，请据图回答下列问题：

（1）4个图表示的细胞分裂顺序是__________。

（2）甲图表示_____分裂_____期。判断的依据是_____。分裂产生的子细胞是____细胞。

（3）乙图表示_____分裂_____期。分裂产生的子细胞是_____细胞。

（4）丙图表示____分裂_____期。分裂产生的子细胞中有_____条染色体，_____个DNA分子。

（5）丁图表示_____分裂_____期。该细胞中有_____对同源染色体，_____条染色体，_____条染色单体，_____个DNA分子。

【试题答案】

一、选择题

1~4 CBBC 5~9 ADDCB 10~13 BBCD

二、非选择题

14. （1）乙、丙、丁、甲

（2）减Ⅱ 中 没有同源染色体和每个染色体的着丝粒都整齐地排列在赤道板上 性

（3）有丝 中 体

（4）有丝 后 4 4

（5）减Ⅰ 中 2 4 8 8