学年人教版必修2 第2章 第1节 第2课时 减数分裂中的数量变化分析及受精作用 学案.docx
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学年人教版必修2第2章第1节第2课时减数分裂中的数量变化分析及受精作用学案
第2课时 减数分裂中的数量变化分析及受精作用
学习目标导引
核心素养对接
关键术语
1.阐明减数分裂中染色体、DNA和染色单体的数量变化。
2.理解有性生殖中基因的分离或重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。
3.阐明受精过程。
1.科学思维——分析分离定律与自由组合定律的关系，培养归纳与概括、演绎与推理能力；
2.科学探究——探究自由组合定律在育种方面的应用，培养设计和分析实验能力；
3.社会责任——运用遗传定律知识指导农牧业生产，预防和诊断遗传病。
染色体
DNA
受精作用
|预知概念|
一、配子中染色体组合的多样性原因
时 期
原 因
减数第一次分裂前期
同源染色体联会后，四分体中的非姐妹染色单体容易发生交叉互换
减数第一次分裂后期
同源染色体分离时，非同源染色体自由组合
二、受精作用
1.定义 精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程
3.结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
4.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）对于维持每种生物（进行有性生殖的生物）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，都具有重要意义。
|过程评价|
1.四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换会增加配子的种类数（ ）
2.受精时，只有精子的头部进入卵细胞中（ ）
3.受精作用的实质是精子和卵细胞的细胞膜的融合（ ）
4.受精作用后，受精卵迅速增殖、分化（ ）
5.经过减数分裂和受精作用，使得生物前后代体细胞中染色体数目保持相对的稳定（ ）
6.精原细胞通过减数分裂增殖形成子代精原细胞以及精子（ ）
答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√6.×
|联想·质疑|
★受精过程中人体细胞核遗传物质含量的变化∶体细胞（23对）→配子（23条）→受精卵（23对）。
（1）如果精子和卵细胞的细胞膜不具有一定的流动性，则精子和卵细胞是否还能受精？
为什么？
提示：
不能，因为受精作用首先需要精子和卵细胞的细胞膜融合，而细胞膜具有流动性是细胞膜融合的基础。
（2）一般来说，一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的，你知道是什么原因吗？
提示：
因为细胞中的遗传物质包括细胞核遗传物质和细胞质遗传物质，细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞，而细胞核中的遗传物质一半来自母亲一半来自父亲，所以一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的。
科学探究1 有丝分裂、减数分裂及受精作用中染色体、核DNA和染色单体的数
量变化
在减数分裂过程中，染色体和核DNA均发生了变化。
但是变化规律不同，请找出它们的不同。
1.细胞中染色体、染色单体、核DNA数量变化规律
（1）染色体数目的变化
在下列坐标中画出减数分裂过程中的染色体数目变化。
提示：
（2）染色单体数目的变化
请在下列坐标中画出减数分裂过程中染色单体的数目变化。
提示：
（3）核DNA数目的变化
在下列坐标中画出减数分裂过程中核DNA的数目变化。
提示：
（4）减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线分析
①在间期DNA复制之前（AB段和A′B′段）和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后（FH和F′H′段），染色体∶核DNA＝ 。
②在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前（CF和C′F′段），染色体∶核DNA＝ 。
提示：
①1∶1
②1∶2
（1）染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离。
减数第二次分裂后期，染色体数目暂时加倍到与体细胞一样，原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
（2）染色单体形成于减数第一次分裂前的间期，可见于减数第一次分裂前、中、后、末期以及减数第二次分裂前、中期，消失于减数第二次分裂后期。
（3）核DNA数目的加倍发生在减数第一次分裂前的间期，原因是DNA分子的复制。
核DNA数目减半发生了两次，原因分别是：
减数第一次分裂，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核DNA数目减半；减数第二次分裂，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致子细胞核DNA数目减半。
2.下图Ⅰ表示细胞分裂过程中核DNA的数目变化，图Ⅱ表示二倍体生物细胞分裂过程中染色体数目变化。
请据图思考下列问题：
（1）图Ⅰ中的m和n分别表示哪种方式的细胞增殖？
提示：
m表示有丝分裂，n表示减数分裂。
（2）图Ⅱ中哪段表示减数分裂？
哪点表示受精作用？
哪段表示有丝分裂？
提示：
ae段表示减数分裂，e点表示受精作用，eh段表示有丝分裂。
（3）DNA数目增加的原因是什么？
染色体是在哪种结构的牵引下才平均分配到细胞两极的？
提示：
DNA数目增加的原因是DNA的复制；染色体是在纺锤丝的牵引下移向细胞两极的。
3.下图Ⅰ～Ⅳ表示某动物（体细胞中有8条染色体）体内某器官中处于不同分裂阶段的四个细胞。
请据图思考下列问题：
（1）图中①②③分别表示什么含义（染色体/核DNA/染色单体）？
提示：
①表示染色体，②表示染色单体，③表示核DNA。
（2）图中Ⅱ可以表示哪种细胞增殖的哪个时期？
哪些只能表示减数分裂过程中的数量变化？
提示：
Ⅱ可以表示有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂的前期、中期、后期和末期。
Ⅲ和Ⅳ。
【探究应用】
下图表示细胞分裂过程中染色体、核DNA变化相对值。
下列有关a～c段（不含a、c点）的叙述正确的是（ ）
A.细胞中始终存在染色单体
B.细胞中始终存在同源染色体
C.细胞中染色体和核DNA数之比由1∶2变为1∶1
D.此时期表示初级性母细胞
解析 据图可知，图中虚线数目加倍一次，但连续减半两次，因此该虚线应表示减数分裂过程中核DNA的变化相对值，实线表示染色体的变化相对值，其中O～a表示减数分裂的间期，b为减数第一次分裂末期，同源染色体彼此分离进入两个子细胞中，b～c段处于次级性母细胞阶段，无同源染色体，c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程。
a～c段（不含a、c点）细胞中始终存在染色单体，并且染色体和核DNA数之比一直为1∶2。
答案 A
【一题多变】
（1）如果上图中个体的基因型为AaBb，则等位基因的分离发生在什么时期？
（2）如果该生物为雄性个体，则d时期之后的细胞名称为？
提示：
（1）减数第一次分裂后期（a－b）
（2）精细胞
有丝分裂和减数分裂中染色体、核DNA数量变化判断
（1）染色体数量变化：
减数分裂中染色体数量最大为2N，数量变化为2N→N→2N→N。
有丝分裂中染色体数量最大为4N，数量变化为2N→4N→2N。
（2）核DNA数量变化：
有丝分裂和减数分裂中核DNA加倍都在间期，但有丝分裂只有一次减半，减数分裂两次减半。
科学探究2 配子的多样性及受精作用
1.某种能进行有性生殖的高等动物体细胞含有2对同源染色体A、a与B、b（如图所示），请思考该动物形成的配子种类数的问题：
（1）如果不发生交叉互换，则该动物的一个精原细胞或卵原细胞能形成几个精子和卵细胞？
其染色体组成是怎样的？
提示：
一个精原细胞能形成四个精子，其染色体组成是AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB；一个卵原细胞只能形成一个卵细胞，其染色体组成是AB或ab或Ab或aB。
（2）如果图中的A和a同源染色体在四分体时期发生了交叉互换，则一个精原细胞和一个卵原细胞又分别形成几种精子和卵细胞？
提示：
一个精原细胞会形成四种精子，一个卵原细胞会形成一种卵细胞。
2.受精作用的实质是什么？
受精作用有什么意义？
提示：
精子和卵细胞的细胞核的融合；减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异具有重要的意义。
【探究应用】
下图为某雄性动物进行细胞分裂的示意图。
相关判断正确的是（ ）
A.该细胞中染色体数∶DNA数＝1∶1
B.①与②大小、形态、来源相同，故称为同源染色体
C.③与④的分离发生在减数第一次分裂
D.若此细胞产生的一个精细胞的染色体组成为①④，则另三个精细胞的染色体组成一定为①④、②③、②③
解析 图中的每条染色体上有两个DNA分子，A错误；①与②是一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，所以①与②来源不同，B错误；③与④是一对同源染色体，同源染色体在减数第一次分裂发生分离，C正确；由于在减数分裂过程中可能发生交叉互换，所以另三个精子的染色体组成不一定是①④、②③、②③，而可能是4个精子的染色体组成互不相同，D错误。
答案 C
【一题多变】
（1）图中的细胞处于哪种分裂的哪个时期？
提示：
减数第一次分裂的前期。
（2）在减数第一次分裂的后期，图中的两对同源染色体中，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是不是同时进行的？
提示：
是的。
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。
（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。
（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。
【运用概念】
1.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，染色体数目恢复体细胞中的数目。
答案 A
2.下列有关高等动物减数分裂和受精作用的叙述，正确的是（ ）
A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/2的遗传物质
B.整个精子进入卵细胞内，完成受精作用
C.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
D.通过受精作用，使得子代个体的细胞中的染色体数是亲代的两倍
解析 每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/4的遗传物质；精子只有头部的核进入卵细胞内，完成受精作用；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；通过受精作用，使得子代个体细胞中的染色体数与亲代的一样。
答案 C
3.初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中都会出现（ ）
A.同源染色体分离B.着丝点分裂
C.细胞质不均等分裂D.染色体复制
解析 同源染色体的分离只发生在减数第一次分裂后期，即只在初级卵母细胞中出现；着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期，即只在次级卵母细胞中出现；初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂；染色体的复制发生在减数第一次分裂前的间期，在初级卵母细胞和次级卵母细胞中都不会出现。
答案 C
【科学思维】
4.下图中横坐标甲、乙、丙、丁表示某种哺乳动物（2n）在有性生殖过程中某些时期的细胞。
图中a、b、c表示各种结构或物质在不同时期的连续数量变化，可以与图中甲、乙、丙、丁相对应的细胞是（ ）
A.初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子
B.精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
C.卵原细胞、次级卵母细胞、第一极体、第二极体
D.卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、第一极体
解析 由图可知，c的数目可以为0，则c表示染色单体；当细胞中存在染色单体时，染色单体数目＝核DNA分子数目＝2×染色体数目，则a表示核DNA分子数目，b表示染色体数目；初级精（卵）母
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