高中生物第二章第1节第3课时减数分裂的观察受精作用教学案新人教版必修9.docx

高中生物第二章第1节第3课时减数分裂的观察受精作用教学案新人教版必修9.docx

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高中生物第二章第1节第3课时减数分裂的观察受精作用教学案新人教版必修9

学习资料汇编

第3课时　减数分裂的观察、受精作用

[学习导航]　1.结合教材P21内容，学会使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，并掌握辨析各时期分裂图像的技巧。

2.结合P23模型建构过程，阐明配子多样性的原因。

3.阅读教材，概述受精作用的过程和意义。

[重难点击]　1.细胞分裂图像的辨析规律。

2.配子多样性的原因。

减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。

卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程，称为受精作用。

受精作用的过程如何呢？

一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

1．实验原理

蝗虫的精母细胞进行减数分裂过程中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。

2．实验流程

（1）装片制作：

解离→漂洗→染色→制片。

（2）显微观察

特别提醒　观察减数分裂实验时通常不选择雌性个体，原因是：

（1）雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量。

（2）在动物卵巢内的减数分裂不连续，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。

在动物的睾丸中，有丝分裂和减数分裂都能发生，结合下图尝试区分不同时期的分裂图像：

1．前期：

染色体散乱排列在细胞中，无核膜、核仁。

（1）A1属于什么时期？

判断的依据是什么？

答案　A1为减数第二次分裂前期，因为没有同源染色体。

（2）A2属于什么时期？

判断的依据是什么？

答案　A2为减数第一次分裂前期，因为有同源染色体联会现象。

（3）A3属于什么时期？

判断的依据是什么？

答案　A3为有丝分裂，因为含有同源染色体，但是不联会。

2．中期：

染色体排列在细胞中部。

（1）B1有什么特殊之处？

属于什么时期？

答案　同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧，为减数第一次分裂中期。

（2）B2和B3的着丝点都排列在赤道板上，如何区分？

答案　B2含有同源染色体，属于有丝分裂中期；B3无同源染色体，属于减数第二次分裂中期。

3．后期：

染色体移向两极，动物细胞膜开始凹陷。

（1）C1和C2均含有染色单体，都为减数第一次分裂后期，细胞的名称分别是什么？

答案　C1细胞质均等分裂，是初级精母细胞；C2细胞质不均等分裂，是初级卵母细胞。

（2）观察C3、C4、C5中移向一极的染色体，含有同源染色体的是哪个？

属于什么时期？

答案　C3有同源染色体，是有丝分裂后期。

（3）C4、C5属于什么时期？

分别是什么细胞？

答案　C4、C5无同源染色体，为减数第二次分裂。

C4细胞质均等分裂，是次级精母细胞或者第一极体；C5细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞。

知识整合　判断细胞分裂图像时，先根据染色体的位置确定所处的时期，再看有无同源染色体，如果没有就是减数第二次分裂，如果有同源染色体，再看是否有联会、四分体排列在赤道板、同源染色体分离等行为，如果有则是减数第一次分裂，如果没有则是有丝分裂。

1．下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中，错误的是（　　）

A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂

B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象

C．能观察到减数分裂现象的装片中，也可能观察到同源染色体的联会现象

D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象

答案　D

解析　只有性原细胞能发生减数分裂，因此可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂；桃花的雄蕊比雌蕊多，故用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象；减数分裂过程中有同源染色体联会现象；洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，故无同源染色体的联会现象。

2．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细胞分裂前，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，故C项不正确。

细胞中染色体与DNA分子数目的比例为1∶2的图形中，应有染色单体，据图可知①中无染色单体，只有②③符合，故A选项不正确。

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，故D项正确。

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⑤图是分裂间期，看不出是有丝分裂还是减数分裂间期，故B项不正确。

方法链接

　“三看法”判定细胞的分裂图像

二、配子中染色体组合的多样性与受精作用

1．配子中染色体组合的多样性的原因

（1）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之间容易发生交叉互换。

（2）减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。

2．受精作用

（1）定义：

卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

（2）过程

①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，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）结果：

受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

3．减数分裂和受精作用的意义

（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（有性生殖的生物）前后代体细胞中染色体数目的恒定和生物的遗传和变异都具有重要意义。

1．下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：

（1）情况1最终产生的子细胞有几种类型？

情况2最终产生的子细胞有几种类型？

答案　情况1的子细胞有2种类型：

AB、ab。

情况2的子细胞有2种类型：

Ab、aB。

（2）据此推断：

含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？

答案　2n种。

（3）含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？

答案　发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。

2．下图是细胞减数分裂与受精作用过程中的DNA含量变化曲线，请分析：

（1）图中表示减数分裂过程的是哪一段？

表示受精作用的是哪一段？

答案　AB段表示减数分裂；CD段表示受精作用。

（2）DE段的含义是什么？

答案　受精卵的有丝分裂。

（3）mn、ik两段的DNA含量相等，染色体数量也相等吗？

答案　不相等。

ik段表示有丝分裂前期、中期和后期，mn段表示减数第一次分裂的前期、中期和后期，有丝分裂后期染色体数是mn段的2倍。

（4）试画出减数分裂与受精作用过程中的染色体数目的对应变化曲线（标出A、B、C、D、E各点）。

答案　如图所示：

知识整合　配子多样性的原因有：

减数第一次分裂前期四分体中的非姐妹染色单体之间容易发生交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合。

减数分裂产生的配子经受精作用形成受精卵后，开始进行有丝分裂。

3．某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下图表示该生物的精细胞，根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自（　　）

A．2个精原细胞B．4个精原细胞

C．3个精原细胞D．5个精原细胞

答案　B

解析　解答本题的关键是要知道1个精原细胞产生4个精细胞，但只有两种精子。

一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。

根据分离定律和自由组合定律可知，①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分别来自同一个精原细胞，因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞。

4．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

答案　B

解析　形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂。

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。

对高等动物来说，雄配子的数量多于雌配子。

易错提醒

　个体发育过程中有丝分裂、减数分裂和受精作用的关系

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　人的小肠、家兔胚胎及绵羊的肝脏，这些组织或器官的细胞所进行的细胞分裂方式都是有丝分裂，不可能出现细胞内的染色体数目是体细胞的一半的时期，而牛的卵巢内，一部分卵原细胞进行减数分裂，在减数第二次分裂的前期、中期及分裂结束后新形成的卵细胞、第二极体的染色体数目都是体细胞的一半，一部分卵原细胞进行有丝分裂，在分裂后期染色体数为体细胞的2倍。

2.如图是某哺乳动物的一个细胞，它可能属于下列何种细胞（　　）

A．肝细胞

B．第一极体

C．初级卵母细胞

D．卵细胞

答案　B

解析　解题时首先要仔细观察细胞内染色体的数目、形态和排列状态，然后回忆对照减数分裂过程中生殖细胞形成图解，即可筛选出正确的答案。

图中显示的是形状大小各不相同的5条染色体，并且每条染色体都已经复制，各含有两条染色单体，因此可以推出这是经过减数第一次分裂后的细胞，且着丝点未分离。

只有B项符合要求。

3．1个精原细胞和1个卵原细胞最多产生多少种精子和多少种卵细胞（考虑交叉互换）（　　）

A．2,1B．不确定，不确定

C．4,4D．4,1

答案　D

解析　1个精原细胞如果不考虑交叉互换，染色单体相同，经减数分裂最多产生两两相同的4个精子；如果考虑交叉互换，染色单体并不完全相同，减数第二次分裂后期着丝点分裂，得到的4个精子都不相同。

1个卵原细胞经减数分裂只产生1个卵细胞，最多也就1种卵细胞。

4．下列有关受精作用的叙述，错误的是（　　）

A．受精卵中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　因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质（DNA），而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多，故A项错误。

5．下图为一个卵原细胞在细胞分裂过程中核DNA含量变化示意图，请分析回答下列问题：

（1）AB时期的细胞叫做________，BC时期发生的变化是____________________________

________________________________________________________________________。

（2）A→D→E时期进行的是________________，EF时期的细胞叫做________________。

（3）E→F→G时期进行的是________________。

（4）GH时期的细胞叫做____________。

（5）HI时期表示发生了__________。

IJ时期的细胞叫做________，进行的细胞分裂方式是________。

答案　

（1）卵原细胞　DNA的复制和有关蛋白质的合成

（2）减数第一次分裂　次级卵母细胞或极体

（3）减数第二次分裂　（4）卵细胞

（5）受精作用　受精卵　有丝分裂

解析　

（1）AB时期，染色体未复制，此时期的细胞称为卵原细胞；BC时