高中生物《细胞分裂图像判定受精作用》导学案+课时作业.docx

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高中生物《细胞分裂图像判定受精作用》导学案+课时作业

第3课时　细胞分裂图像判定、受精作用

[学习目标]　1.结合图示归纳细胞分裂图像的辨析规律。

2.概述配子多样性原因。

3.概述受精作用的过程和意义。

知识点一　细胞分裂图像的判定

知识梳理

细胞分裂图像判断方法

细胞分裂图像判定集中于前期、中期和后期三个时期，据图分析：

（1）前期

（2）中期

（3）后期

续表

典题精析

[例1]　下面是某种动物细胞分裂的一组图像，有关叙述错误的是（　　）

A．图①过程中，每条染色体的行为相同

B．图②发生了同源染色体的分离

C．图③是观察染色体形态和数目的最佳时期

D．由图④可判断该动物一定是雄性

解题分析　图①是有丝分裂后期，分裂过程中各条染色体的行为相同，A正确；图②是减数第一次分裂后期，同源染色体分离，B正确；图③处于有丝分裂中期，是观察染色体形态和数目的最佳时期，C正确；雌性动物卵母细胞经过减数第一次分裂产生的第一极体也可进行图④所示的分裂，D错误。

答案　D

[例2]　某研究者用非洲爪蟾性腺为材料，对其精巢切片进行显微观察，下列说法不正确的是（　　）

A．甲和丁都是初级精母细胞

B．乙和丙细胞中染色单体的数目为零

C．图中含同源染色体的细胞只有甲和丁

D．丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因不一定相同

解题分析　甲是减数第一次分裂的中期，丁是减数第一次分裂的后期，均是初级精母细胞，A正确；乙和丙细胞中着丝点已经分裂，染色单体数目为零，B正确；图中甲、丙、丁均含有同源染色体，C错误；如果该爪蟾为杂合子，交叉互换后，互换区段内同一位点上的基因可能不同，D正确。

答案　C

技法提升

判断细胞分裂方式常采用“三看法”

知识点二　受精作用

知识梳理

1.配子中染色体组合的多样性

（1）原因

（2）产生配子多样性的规律

含n对同源染色体的精（卵）原细胞形成的配子（不考虑交叉互换）：

2．受精作用

（1）概念：

精子和卵细胞相互识别，融合为

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

细胞膜会发生复杂的生理反应，以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，使彼此的

染色体会合在一起。

（3）实质：

精子的细胞核与卵细胞的

细胞核相融合。

（4）结果：

受精卵中的

染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半来自

父方（精子），另一半来自

母方（卵细胞）。

（5）意义：

①子代呈现多样性，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，都是十分重要的。

　1.精子与卵细胞的识别、融合体现了细胞膜的哪一功能？

其结构基础是什么？

提示：

精卵识别体现了细胞膜的信息交流功能，其融合则依赖于细胞膜的流动性。

2．受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞吗？

提示：

受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞；在受精作用进行时，只有精子的头部进入卵细胞，因此受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

典题精析

[例1]　图中a是某生物的一个初级精母细胞，b是该生物的五个精细胞。

可能来自同一个次级精母细胞的是（　　）

A．①和②B．②和④

C．③和⑤D．①和④

解题分析　一个次级精母细胞产生的精细胞是一样的，②和④基本一样，①和③基本一样，①②中可能在联会时发生部分交叉互换。

答案　B

[例2]　下面对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是（　　）

A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞

的细胞质

B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质

C．整个精子进入卵细胞内，完成受精作用

D．雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等

解题分析　形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂，A错误；受精时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，C错误；对高等动物来说，雄配子的数量多于雌配子，D错误。

答案　B

技法提升

根据染色体组成判断配子来源的方法

（1）若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。

简记为“同为同一‘次’”。

（2）若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。

简记为“补为同一‘初’”。

（3）若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。

简记为“同、补同一‘体’”。

当堂检测——查漏补缺　巩固提升

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

答案　D

解析　该动物组织切片中的细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，说明能进行减数分裂，有的是体细胞的2倍，说明能进行有丝分裂。

人的小肠表皮是高度分化的体细胞，不再进行分裂，细胞内的染色体数目和体细胞相同，A错误；家兔的胚胎细胞能进行有丝分裂，在有丝分裂后期，染色体数目为体细胞的2倍，但不能进行减数分裂，B错误；绵羊的肝脏属于体细胞，只能进行有丝分裂，C错误；牛的卵巢中有的细胞能进行有丝分裂，有的细胞能进行减数分裂，D正确。

2．甲、乙、丙分别表示某一高等动物的三个正在进行分裂的细胞，以下说法正确的是（　　）

①甲产生的是次级精母细胞　②丙产生的是体细胞　③乙产生的是体细胞　④乙产生的是次级卵母细胞或极体

A．①②B．①④

C．①③D．③④

答案　C

解析　甲是减数第一次分裂后期的细胞，细胞质均等分裂，该高等动物为雄性，甲产生的将是次级精母细胞，①正确；丙是减数第二次分裂后期的细胞，产生的是精细胞，②错误；乙处于有丝分裂后期，产生的是体细胞，③正确，④错误。

3．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．同源染色体的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。

4．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

答案　A

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配子，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。

5．下图1表示某动物（AaBb）卵细胞形成过程；图2、3表示卵细胞形成过程中某阶段的细胞。

请据图回答：

（1）图1中细胞Ⅱ的名称是____________，细胞Ⅲ的名称是________，细胞Ⅳ中有________对同源染色体。

（2）图2该细胞的子细胞名称是__________________。

（3）图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是______（用①、②、③表示），图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生________。

此时细胞内DNA有________条。

答案　

（1）次级卵母细胞　极体　0　

（2）卵细胞和（第二）极体

（3）①　交叉互换　8

解析　

（1）卵原细胞经过染色体复制形成初级卵母细胞，在减数第一次分裂过程中，由于细胞质的不均等分裂，形成一个小的极体和一个大的次级卵母细胞。

图1中细胞Ⅱ的体积较大，所以是次级卵母细胞；细胞Ⅲ的体积较小，所以是第一极体；细胞Ⅳ是卵细胞，所以细胞中没有同源染色体。

（2）图2细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，所以处于减数第二次分裂后期，由于细胞质不均等分裂，所以该细胞的名称是次级卵母细胞，因此该细胞的子细胞为卵细胞和第二极体。

（3）图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是①，即处于减数第一次分裂过程中。

图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换，此时细胞内DNA数为8条。

6．下图中的5个细胞是某种生物不同细胞分裂的示意图（假设该生物的体细胞只有4条染色体），请回答以下问题：

（1）A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是________，属于减数分裂的是________。

（2）A细胞有________条染色体，有________个DNA分子，属于________期。

（3）具有同源染色体的细胞有________。

（4）染色体暂时加倍的细胞有________。

（5）不具有姐妹染色单体的细胞有________。

（6）A细胞经分裂形成的子细胞是________，染色体有________条。

答案　

（1）AC　BDE　

（2）8　8　有丝分裂后

（3）ABCE　（4）AD　（5）AD　（6）体细胞　4

解析　

（1）A细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期；B细胞含有同源染色体，且同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期；C细胞含有同源染色体，且染色体的着丝点都排列在赤道板上，处于有丝分裂中期；D细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期；E细胞含有同源染色体，且同源染色体两两配对，处于减数第一次分裂前期。

由以上分析可知，图中AC属于有丝分裂，BDE属于减数分裂。

（2）A细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期，含有8条染色体，8个DNA分子。

（3）由以上分析可知，图中ABCE细胞含有同源染色体。

（4）着丝点分裂会使染色体数目暂时加倍，因此图中A和D细胞中染色体暂时加倍。

（5）染色单体从间期复制后出现到着丝点分裂后消失，因此不具有姐妹染色单体的细胞有AD。

（6）A细胞含有8条染色体，进行的是有丝分裂，因此其分裂形成的子细胞是体细胞，含有4条染色体。

[基础对点]

知识点一　细胞分裂图像的判定

1.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

答案　A

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前期或中期，A正确。

2．如图所示为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．甲、乙、丙中都有同源染色体

B．乙细胞的名称是次级精母细胞或次级卵母细胞

C．丙细胞中染色单体数为4

D．睾丸中不可能同时出现这三种细胞

答案　D

解析　图丙中没有同源染色体，A错误；乙细胞中存在同源染色体，不可能是次级性母细胞，B错误；图丙中没有染色单体，C错误；图丙是次级卵母细胞，不可能在睾丸中出现，D正确。

3．下列各图所示细胞均来自同一生物体，有关叙述正确的是（　　）

A．属于有丝分裂过程的图是③④⑤

B．细胞①的形成过程：

④→③→⑤→②→⑥→①

C．图①和图②可能来自于同一个初级精母细胞

D．图③④⑤⑥中都具有同源染色体

答案　C

解析　图中属于有丝分裂的是④⑤，A错误；细胞①的形成过程：

④→③→⑥→①，B错误；细胞⑥处于减数第二次分裂后期，不含同源染色体，D错误。

4．下图为某一哺乳动物生殖发育过程中不同细胞的分裂方式示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．图①②③④中都有同源染色体

B．图②所处时期中正在发生交叉互换

C．①细胞在分裂末期形成细胞板，分裂成两个子细胞

D．一般不用该生物的性腺作为观察减数分裂的实验材料

答案　D

解析　①②③④分别为有丝分裂后期、减数第一次分裂中期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期，细胞中同源染色体分别有4、2、2、0对，A错误；②为减数第一次分裂中期，而交叉互换发生在减数第一次分裂前期（四分体时期），B错误；①细胞为动物细胞，不会出现细胞板，C错误；根据④细胞可判断该生物为雌性，又因为卵细胞的数量较少，一般不选择雌性性腺来观察减数分裂，D正确。

5．下图是雄果蝇细胞减数分裂图，下列说法正确的是（　　）

A．图Ⅰ表示的细胞中有8条染色体，在分裂期间可形成8个四分体

B．图Ⅱ表示的细胞中没有同源染色体

C．a、b、c、d染色体的组成各不相同

D．图Ⅲ可能是4个精细胞，也可能是1个卵细胞和三个极体

答案　B

解析　由图可知，图Ⅰ细胞中有8条染色体，减数分裂过程中只能形成4个四分体，A错误；没有交叉互换的情况下，图中a与b、c与d分别含相同染色体组合，C错误；该图为雄果蝇细胞，故a～d均为精细胞，不是卵细胞或极体，D错误。

知识点二　受精作用

6.果蝇的体细胞中含有4对同源染色体，某雄性果蝇经过减数分裂后能形成几种染色体组成不同的精子（不考虑交叉互换）（　　）

A．2种B．4种

C．8种D．16种

答案　D

解析　由于减数分裂过程中，非同源染色体自由组合，可以产生24种组合类型，所以一个果蝇个体可以产生24种不同的精子。

7．果蝇1个初级卵母细胞内有8条染色体，减数分裂后实际产生的卵细胞种类是（　　）

A．1种B．2种

C．4种D．8种

答案　A

解析　1个初级卵母细胞经减数分裂后只能产生1个卵细胞。

8．一个含有Aa、Bb、Cc三对同源染色体的精原细胞，经减数分裂形成四个精子，这四个精子的染色体组成可能是（　　）

A．BbC、Bbc、AaC、AacB．ABc、ABC、aBC、ABC

C．ABc、abC、ABc、abCD．ABC、abc、aBC、Abc

答案　C

解析　减数第一次分裂中同源染色体分离，使次级精母细胞、极体以及配子中不可能有同源染色体；减数第二次分裂中着丝点分裂，姐妹染色单体分离，每一个次级精母细胞形成两个相同的精细胞，所以一个精原细胞，形成的四个配子最终只能存在两种组合形式，且两两相同。

9．下列有关受精作用的叙述，错误的是（　　）

A．受精卵中的全部遗传物质，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

答案　A

解析　细胞中的遗传物质并不是全部存在于染色体上的，在细胞质内的线粒体中也有少量的遗传物质（DNA），而受精卵细胞核中遗传物质一半来自父方，一半来自母方，细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比来自父方的多。

10．下列与生物多样性和稳定性无关的是（　　）

A．配子中染色体组合具有多样性

B．卵细胞和精子结合的随机性

C．精子细胞核和卵细胞细胞核的融合过程

D．减数分裂和受精作用

答案　C

解析　因为经减数分裂形成的配子的染色体组成具有多样性，所以不同配子的遗传物质存在差异，加上受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性，A、B、D不符合题意；精子细胞核和卵细胞细胞核的融合过程与生物多样性和稳定性无关，C符合题意。

[能力提升]

11．下图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。

试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑交叉互换的情况下，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．上述精细胞至少来自4个精原细胞

B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞

C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞

D．①⑦可能来自同一个精原细胞

答案　D

解析　一个精原细胞可以产生2种互补的精子，图中任何两个能组合成染色体AaCcDd的子细胞都有可能来自同一个精原细胞，如①与④、③与⑦、⑤与⑧、②与⑥，但①与⑦不可以，A、B正确，D错误；上述精细胞至少来自8个次级精母细胞，C正确。

12．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细胞所处分裂时期之前，细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2

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，C错误；细胞中染色体与DNA分子数目的比例为1∶2的图像中，应有染色单体，据图可知①中无染色单体，只有②③符合，A错误；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，D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，而细胞⑤是分裂间期，看不出是有丝分裂还是减数第一次分裂前的间期，B错误。

13．下列示意图分别表示某雌性动物（2n＝4）体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系，以及细胞分裂图像。

图1

图2

请分析并回答：

（1）图1中a、b、c柱表示染色体的是________，图2中表示体细胞分裂时期的是图________。

（2）图1中Ⅲ的数量关系对应于图2中的________。

（3）图1中的数量关系由Ⅱ变化为Ⅲ，相当于图2中的________过程。

（4）符合图1中Ⅳ所示数量关系的某细胞名称是________。

图1中哪些时期所对应的细胞内不存在同源染色体？

________（填编号）。

（5）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）a　甲　

（2）乙

（3）丙→乙

（4）卵细胞或（第二）极体　Ⅲ和Ⅳ

（5）如图所示

解析　

（1）图1表示的是减数分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系，b从无到有再到无，表示染色单体；a在Ⅱ、Ⅲ中是b的一半，表示染色体；c加倍（复制）再两次减半，表示DNA。

图2中甲是有丝分裂中期，乙是减数第二次分裂中期，丙是减数第一次分裂后期。

（2）图1中Ⅲ染色体已减半，而且含有染色单体，可表示减数第二次分裂的前、中期，对应图2中的乙。

（3）图1中的数量关系由Ⅱ变化为Ⅲ是减数第一次分裂到减数第二次分裂的过程，相当于图2中的丙→乙过程。

（4）图1中Ⅳ所示数量关系中，染色体和DNA均是体细胞的一半，可表示卵细胞或（第二）极体。

细胞内不存在同源染色体，应是减数第二次分裂或结束后的细胞，所以图1中Ⅲ和Ⅳ所对应的细胞内不存在同源染色体。

（5）绘图的第一步是标出横、纵坐标的意义。

本题绘图要特别注意纵坐标为每条染色体上DNA分子含量，其中的关键变化点有：

间期DNA分子复制，DNA含量逐渐加倍后，1条染色体上有2个DNA分子；减数第二次分裂后期着丝点分裂后，1条染色体上有1个DNA分子。

14．图甲表示某高等动物在进行细胞分裂时的图像，图乙为该种生物的细胞内染色体及DNA相对含量变化的曲线图。

根据此曲线和图示回答下列问题：

（1）图甲中A处于____________期，细胞中有________条染色体；B处于______________期，此细胞的名称是________________；C细胞分裂后得到的子细胞是______________。

（2）图甲中B细胞对应图乙中的区间是________。

（3）图乙中表示细胞内一定含有染色单体的区间是________和9～11，表示细胞不含同源染色体的区间是________。

（4）若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞在6～7时期染色体数目为________条。

答案　

（1）有丝分裂后　8　减数第一次分裂后　初级卵母细胞　卵细胞和（第二）极体

（2）3～4　（3）1～6　5～8　（4）20

解析　

（1）图甲中A含有同源染色体，但未发生联会，着丝点已分裂，故应为有丝分裂后期，此时细胞中含有8条染色体；B含有同源染色体，正在发生同源染色体的分离，故应为减数第一次分裂后期，由于细胞质不均等分裂，则该细胞为初级卵母细胞；C无同源染色体，着丝点分裂，故应为减数第二次分裂后期，其细胞质不均等分裂，则该细胞为次级卵母细胞，其子细胞为卵细胞和（第二）极体。

（2）图甲中B细胞为初级卵母细胞，处于减数第一次分裂后期，对应图乙中的3～4段。

（3）染色单体从间期染色体复制后出现，到着丝点分裂后消失。

图乙中0～7段为减数分裂，减数分裂过程中着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，染色单体消失，结合曲线可知1～6段含有染色单体；减数第二次分裂及结束后的细胞不含同源染色体，对应曲线中的5～8段。

（4）曲线6～7段对应减数第二次分裂后期、末期，着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，此时与体细胞染色体数目相同，为20条。