高中生物 第二章 第一节 精子与卵细胞的产生和受精及减数分裂的意义第2课时课时作业 浙科版必修2.docx
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高中生物第二章第一节精子与卵细胞的产生和受精及减数分裂的意义第2课时课时作业浙科版必修2
精子与卵细胞的产生和受精及减数分裂的意义
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1.在复习有丝分裂遗传物质变化的基础上，归纳减数分裂中遗传物质的数目变化规律。
2.结合教材图文，通过列表比较精子和卵细胞形成过程的异同。
3.概述受精作用的过程和减数分裂的意义。
一、精子与卵细胞的产生
1．精子的产生
在雄性性腺（睾丸）中有精原细胞，它们的染色体数目与一般的体细胞相同。
它们中的一部分经过染色体复制，成为初级精母细胞（2n），该细胞通过减数第一次分裂产生两个次级精母细胞（n），再通过减数第二次分裂产生四个精细胞（n），再经过一系列的形态变化，形成四个精子（n）。
2．卵细胞的产生
在雌性性腺（卵巢）中有卵原细胞，它们的染色体数目与一般的体细胞相同。
它们中的一部分经过染色体复制，成为初级卵母细胞（2n），该细胞通过减数第一次分裂产生一个较大的次级卵母细胞（n）和一个较小的第一极体（n）。
次级卵母细胞再通过减数第二次分裂产生一个大的卵细胞（n）和一个小的第二极体（n）；第一极体通过减数第二次分裂产生两个等大的第二极体（n）。
二、受精作用和减数分裂的意义
1．受精作用
（1）概念：
是指精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。
（2）实质：
精核和卵核融合在一起。
（3）结果：
受精卵中的染色体数目又恢复到原来体细胞的染色体数目（2n），其中，一半的染色体来自精子（父方），另一半的染色体来自卵细胞（母方）。
2．减数分裂的意义
（1）通过减数分裂和受精作用，保持了生物在不同世代间的染色体数目和遗传性状的相对稳定。
（2）减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化。
判断正误：
（1）卵细胞的形成场所是卵巢。
（ ）
（2）初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的。
（ ）
（3）1个卵原细胞只形成1个卵细胞。
（ ）
（4）卵细胞和精子的形成过程都需要变形。
（ ）
（5）卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。
（ ）
（6）一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子。
（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）×
一、精子和卵细胞的产生
1．精子与卵细胞形成过程比较
比较项目
精子
卵细胞
形成部位
动物睾丸、植物花药
动物卵巢、植物胚囊
原始生殖细胞
精原细胞（或小孢子母细胞）
卵原细胞（或大孢子母细胞）
细胞质的分裂与分配情况
两次分裂都均等
只有减数第二次分裂中第一极体均等分裂，其他分裂皆不均等
续表
分裂结果
1个精原细胞形成4个精细胞（生殖细胞）
1个卵原细胞形成1个卵细胞（生殖细胞）＋3个极体（消失）
是否变形
4个精细胞变形生成4个精子
不需变形
相同点
①染色体的行为和数目变化的过程是一样的，表现在：
a.染色体都是在减Ⅰ前的间期完成复制；b.减Ⅰ过程都发生同源染色体配对形成四分体、同源染色体分离；c.减Ⅱ过程都有着丝粒的分裂，姐妹染色单体的分开。
②产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半
2.同源染色体的判断依据
（1）据配对现象判断：
细胞中有染色体两两配对现象时，说明细胞中一定含同源染色体。
（2）据染色体数目判断：
当正常细胞中染色体数目为奇数时，说明细胞中无同源染色体。
（3）据染色体的形态和大小判断：
一个细胞中的每条染色体在该细胞中均有一条形态、大小与之相同的染色体时，说明细胞中可能有同源染色体。
（4）同源染色体的判断程序如下：
1．试一试：
判定下图的归属及时期（二倍体生物）
答案 ①初级卵母细胞，减Ⅰ后期 ②初级精母细胞，减Ⅰ后期 ③次级卵母细胞，减Ⅱ后期 ④次级精母细胞或第一极体，减Ⅱ后期 ⑤精细胞变形,精子
2．一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂，正常情况下形成几种类型的精子？
一个基因型为AaBb的卵原细胞呢？
答案 一个基因型为AaBb的精原细胞可以形成四个精子，两种类型，基因型为AB、ab或Ab、aB。
一个基因型为AaBb的卵原细胞形成一个卵细胞，基因型为AB或Ab或aB或ab中的一种。
1．在下图中，不属于精子形成过程的是（ ）。
问题导析
（1）四个图中D含四分体，且四分体散乱排列，所以该细胞处于减数第一次分裂前期。
（2）四个图中由于C中细胞质不均等分裂，所以该细胞属于卵细胞的形成过程。
（3）四个图中处于减数第二次分裂后期的是B。
答案 C
一题多变
（1）用字母和箭头将本题中属于精子形成过程中的图像按照先后顺序排列起来。
答案 D→B→A。
（2）卵细胞形成过程中是否会出现B中的细胞？
如果会出现则细胞的名称是？
答案 会，与B图中的细胞符合的细胞名称是第一极体。
二、受精作用和减数分裂的意义
1．受精作用的细胞学基础
（1）细胞膜的识别功能：
只有同种生物的精子和卵细胞才能相互识别，进行融合完成受精作用。
（2）生物膜的流动性：
使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
2．有性生殖产生的后代呈现多样性的原因
（1）配子中染色体组合具有多样性
①减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。
②四分体中同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，导致减数分裂产生的配子种类增多。
（2）受精时卵细胞和精子结合具有随机性。
3．减数分裂与受精作用的意义
有利于生物在自然选择中的进化；维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。
其过程可用下图表示：
1．分析受精作用的过程中精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？
答案 细胞表面都具有进行识别的物质——糖蛋白，精子和卵细胞也不例外。
2．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方吗？
答案 染色体一半来自父方，一半来自母方；DNA一多半来自母方，因为细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。
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（多选）（ ）。
A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4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．减数分裂产生的配子是多种多样的，受精时雌雄配子的结合是随机的，因此，有性生殖产生的后代可有多种表现型
问题导析
（1）形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂。
（2）受精作用的实质是细胞核中遗传物质的融合，而不是整个精子与卵细胞的融合。
（3）由于配子的多样性及受精的随机性是后代基因型多样性的原因。
答案 BD
一题多变
判断正误：
（1）受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
（ ）
（2）受精时，精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
（ ）
（3）受精后，卵细胞细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。
（ ）
（4）受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入。
（ ）
答案
（1）√
（2）√ （3）× （4）√
三、减数分裂中染色体、DNA等数目的变化规律
分裂阶段
减数第一次分裂
减数第二次分裂
细胞分裂图像
分裂时期
间期
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色
体数
2N
2N
2N
2N
N
N
N
2N
N
DNA数
2C→4C
4C
4C
4C
2C
2C
2C
2C
C
染色单体数
0→4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
0
0
1．说出减数分裂过程中染色体减半和加倍的时期及原因？
答案 ①染色体第一次减半发生在减数第一次分裂末期；原因是同源染色体分离，分别进入两个次级性母细胞，导致子细胞内染色体数目减半。
②减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍到和体细胞一样，原因是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍。
2．下图为减数分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化曲线，请与核DNA变化曲线相区别：
（1）每条染色体中只能含有1个或者2个DNA分子，因此纵坐标只能是1或者2。
（2）BC段的变化原因是DNA复制，染色单体形成；
（3）CD段是存在染色单体的时期（包括减数第一次分裂前、中、后、末期和减数第二次分裂前、中期），每条染色体中含有2个DNA分子；
（4）DE变化的原因是减数第二次分裂后期着丝粒一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。
3．二倍体生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中DNA分子数的变化如下图甲、乙、丙所示。
在甲、乙、丙三图中的①～④中均涉及DNA分子数减半，其原因完全相同的是（ ）。
A．①②B．①③C．②④D．③④
问题导析
（1）染色体经过复制后到着丝粒分裂前，每条染色体上的DNA都是两个。
着丝粒分裂导致每条染色体上的DNA分子由两个变成一个，且染色体的数目加倍。
（2）有丝分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目保持不变，而减数分裂完成后，形成的子细胞中DNA数目减半。
（3）导致细胞核中DNA数目减半的原因有二：
一是有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，染色体的平均分配；二是减数第一次分裂后期同源染色体的彼此分离。
答案 C
一题多变
（1）三条曲线表示的含量增加的原因是否相同？
如果相同，该原因是什么？
答案 相同，都是DNA的复制。
（2）在图中的①②③④中，哪些是由于着丝粒的分裂导致的？
答案 ①②④。
1．细胞分裂的方式中，有丝分裂和减数分裂过程中共有的特点是（ ）。
①DNA复制 ②纺锤体出现 ③联会 ④着丝粒分裂
A．①③B．②③④
C．①④D．①②④
答案 D
解析 联会是减数分裂过程中特有的特点，其余各项都是两种分裂共有的。
2．如图分别表示某种动物的细胞分裂图像，最可能导致等位基因彼此分离的是（ ）。
答案 A
解析 图A为减数第一次分裂后期，图B为减数第一次分裂的四分体时期，图C为减数第二次分裂的后期，图D为减数第二次分裂的中期。
等位基因彼此分离是因为减数第一次分裂的后期同源染色体分离。
3．若细胞分裂过程中一条染色体上DNA含量的变化情况如图所示。
下列有关该图的叙述中，不正确的是（ ）。
A．A→B可表示DNA复制
B．B→C可表示有丝分裂前期和中期
C．C→D可表示染色体的着丝粒分裂
D．D→E可表示减数第二次分裂全过程
答案 D
解析 D→E表示着丝粒分裂后的一条染色体上含有一个DNA分子。
而减数第二次分裂的前期和中期，一条染色体上含有两个DNA分子，其后期着丝粒分裂后一条染色体上才只含有一个DNA分子。
4．下图中甲是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目变化曲线，乙是该生物一个细胞的局部结构模式图。
请分析回答问题。
（1）该生物个体发育的起点是通过甲图中的[ ]________形成的，在个体发育过程中进行[ ]________过程。
（2）姐妹染色单体分离发生在[ ]____________期和[ ]________期。
（3）乙图细胞所处的分裂时期属于甲图中[ ]（填数字）阶段；该生物细胞中染色体数最多有________条。
（4）乙图细胞的分裂方式与其他体细胞的分裂方式相比，其本质区别是________，具有这种细胞分裂方式进行生殖的生物，其后代有利于在自然选择中进化，体现其优越性。
答案
（1）B 受精作用 C 有丝分裂
（2）③ 减数第二次分裂后 ⑥ 有丝分裂后 （3）② 16 （4）子细胞染色体数目减半
基础巩固
1．下列哪项不是精子和卵细胞形成过程的差别（ ）。
A．染色体数目减半发生的时期
B．次级性母细胞的数目
C．细胞质的分配
D．成熟生殖细胞的数目
答案 A
解析 染色体数目减半发生的时期二者都相同。
2．如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是（ ）。
A．是次级精母细胞，处于减数第二次分裂后期
B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C．正在进行等位基因分离、非等位基因自由组合
D．分裂后形成的2个细胞，仅1个具有生殖功能
答案 D
3．如图表示某生物几种细胞分裂过程中的染色体数目变化，下列有关说法中正确的是（ ）。
A．ab段细胞中一定不存在同源染色体
B．仅bc段细胞中没有同源染色体
C．e产生的原因是染色体复制
D．fg段细胞中染色体数∶DNA分子数＝1∶1
答案 D
解析 题图中a～e为减数分裂，e为受精作用，e～h为有丝分裂。
ab段为减数第一次分裂，细胞中有同源染色体；b～e段为减数第二次分裂，细胞中没有同源染色体；e产生的原因是受精作用。
4．下图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是（ ）。
A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现非同源染色体自由组合的是乙图所示细胞
D．丙的子细胞是精细胞
答案 C
5．如图所示，甲～丁为小鼠睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例图，下列关于此图的叙述错误的是（ ）。
A．甲图可表示减数第一次分裂前期
B．乙图可表示减数第二次分裂前期
C．丙图可表示有丝分裂间期的某一阶段
D．丁图可表示有丝分裂后期
答案 D
6．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、③、④分别含有________个染色体。
（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，________个四分体。
（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、2、1 （3）①②③ 1 （4）4 1
（5）同源染色体非姐妹染色单体
解析
（1）图中①～⑤依次为精原细胞（①）、初级精母细胞（②、③）、次级精母细胞（④）、精细胞（⑤）。
（2）图中①②③④分别含有2、2、2、1条染色体（与着丝粒数目一致）。
（3）图中①、②、③均含同源染色体，④、⑤均不含同源染色体。
（4）②号图含4条染色单体，1个四分体。
（5）③号图发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换。
7．如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答。
（1）过程A表示________，它发生在哺乳动物的________中。
（2）过程B表示________，其实质是__________________。
（3）如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从________开始的，主要进行________分裂。
（4）假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为________。
（5）若人的成熟神经细胞核中DNA含量为a，下列各项核DNA含量分别为2a、a、0.5a的是（ ）。
A．初级精母细胞、次级精母细胞、精子
B．精原细胞减数分裂间期、精细胞、第二极体
C．精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞
D．正在发生凋亡的细胞、癌细胞、卵细胞
答案
（1）减数分裂 睾丸或卵巢
（2）受精作用 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合 （3）受精卵 有丝 （4）10条和20条 （5）A
巩固提升
8．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
答案 C
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。
9．如图表示某雄性二倍体动物体内正在分裂的精原细胞，这个细胞所处的时期为（ ）。
A．有丝分裂中期
B．减数第一次分裂中期
C．减数第二次分裂中期
D．减数第一次分裂间期
答案 A
10．在果蝇卵巢中不能观察到的细胞分裂图像是（ ）。
答案 D
解析 果蝇含4对同源染色体，卵巢中既可以进行有丝分裂，也能进行减数分裂。
A图可表示卵原细胞减数第一次分裂后期的图像；B图可表示第一极体减数第二次分裂后期的图像；C图可表示卵原细胞有丝分裂中期的图像；D图因为不是8条染色体，不是有丝分裂的细胞，又因为含同源染色体且不含姐妹染色单体，所以也不是减数第二次分裂末期的细胞。
11．图甲、乙、丙分别表示某个生物体内的三个正在分裂的细胞，请据图回答下列问题。
（1）甲图表示________细胞，处于________期，有________条染色单体，分裂后产生的子细胞名称是________。
（2）乙图表示________期细胞，有________对同源染色体，产生的子细胞内有________条染色体，细胞名称是____________。
（3）丙图处于________期细胞，细胞名称是________，能否由甲图所示细胞分裂而来？
________。
（4）画出甲图最终产生的生殖细胞内的染色体组成图。
答案
（1）初级卵母 减数第一次分裂后
8 第一极体和次级卵母细胞
（2）有丝分裂后 4 4 体细胞 （3）减数第二次分裂后 第一极体 不能 （4）如右图
解析 （4）甲图减数第一次分裂产生的次级卵母细胞染色体组成如图二，经减数第二次分裂后产生的卵细胞内染色体组成如图三。
12．如图甲表示某生物（基因型为EeFf）细胞分裂的不同时期每条染色体上DNA含量的变化；图乙表示该生物细胞分裂不同时期的细胞图像（字母E、e代表染色体上的基因）；图丙表示细胞分裂过程中可能的染色体数和染色体中DNA分子数目。
请据图回答问题。
（1）图甲中AB段形成的原因是________，CD段变化发生在________期。
（2）图乙中，①细胞中含有________个染色体组，①所示细胞分裂的前一阶段，细胞中染色体排列的特点是_________________________________。
（3）图乙中，②细胞处于图甲中的________段，对应于图丙中的________。
（4）图乙中，③细胞的名称是________。
请仔细观察③细胞内左侧那条染色体可发现一条单体有一黑色小片段，产生这种情况的原因是________。
答案
（1）DNA复制 减数第二次分裂后期或有丝分裂后
（2）4 染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道面上
（3）BC B
（4）次级卵母细胞或极体 发生了交叉互换
解析
（1）图甲BC段每条染色体上的DNA含量增加一倍，是由DNA复制造成的，CD段又恢复至原来的含量，是由着丝粒分裂造成的，发生在减数第二次分裂后期或有丝分裂后期。
（2）图乙中①是有丝分裂图像，处于有丝分裂后期，此细胞含有4个染色体组。
有丝分裂后期的前一个阶段是中期，中期细胞内染色体着丝粒排列在细胞中央的赤道面上。
（3）图乙中②细胞含有4条染色体、8个DNA分子，因②细胞是不均等分裂，因此该生物一定是雌性个体。
（4）③细胞内姐妹染色单体上的颜色不同，原因是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。
13．如某动物细胞中核DNA含量为2个单位（m）。
如图分别为一个雌性动物生殖细胞减数分裂核DNA含量变化的曲线图和细胞示意图。
请回答：
（1）细胞A是________细胞，与之相对应的曲线线段是________。
（以横轴上的数字段表示）
（2）细胞B有染色体组________个，与之相对应的曲线线段是________。
（3）细胞C中有DNA________个单位，C细胞最终能形成________个成熟生殖细胞。
（4）曲线3～4时期DNA含量变化是由于________的结果，减数第二次分裂时________分离，分别进入两个子细胞。
答案
（1）次级卵母 4～5
（2）1 5～6 （3）4 1 （4）同源染色体分离 姐妹染色单体
14．下列是有关细胞分裂的问题。
图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞，请据图回答下列问题。
（1）图1中AB段形成的原因是________________，该过程发生于细胞分裂的__________期；CD段形成的原因是_______________________________________________________。
（2）图2中________细胞处于图1中的BC段，图2中________细胞处于图1中的DE段。
（3）图2中乙细胞含有________条染色单体，染色体数与核DNA分子数之比为________，该细胞处于________分裂的________期，其产生的子细胞名称为________。
答案
（1）DNA复制 间 着丝粒分裂
（2）乙、丙 甲 （3）8 1∶2 减数第一次 后 次级卵母细胞和（第一）极体
解析
（1）在细胞分裂过程中，染色体上DNA由一个变成两个，原因是DNA的复制；由两个变成一个，原因是着丝粒的分裂。
（2）凡是具有染色单体的细胞，每条染色体上都含有两个DNA分子，对应图1中的BC段。
图1中的DE段是着丝粒分裂之后的状况。
（3）图乙中每条染色体都含有两个染色单体，DNA分子数或染色单体数都是染色体数目的二倍。
走进高考
15．（2014·上海卷，22）正常情况下，在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体条数最多为（ ）。
A．1B．2
C．3D．4
答案 B
解析 初级卵母细胞含有2条X染色体，在减数第一次分裂后期分配到次级卵母细胞和第一极体中，在次级卵母细胞和第一极体减数第二次分裂前期和中期时各有1条X染色体，减数第二次分裂后期时含有2条X染色体，故在初级卵母细胞减数分裂形成卵细胞的过程中，一个细胞中含有的X染色体数最多为2条，B项正确。
16．（2011·上海，28）如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞（Ⅰ－Ⅳ）中遗传物质或其载体（①－③）的数量。
下列表述与图中信息相符的是（ ）。
A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ－Ⅳ中的数量比是2∶4∶4∶1
答案 A
解析 Ⅱ所处阶段细胞中染色体数目不变为8条，每条染色体上含有2条染色单体和2个DNA，为有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂前期、中期、后期；Ⅲ代表染色体数目减半为4条，染色体上含有染色单体，为减数第二次分裂前期或中期，为次级精母细胞；①为染色体，②为染色单体，③是DNA。
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