学年人教版高中生物必修2第2章基因和染色体关系第1节 减数分裂和受精作用Ⅱ.docx

学年人教版高中生物必修2第2章基因和染色体关系第1节 减数分裂和受精作用Ⅱ.docx

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学年人教版高中生物必修2第2章基因和染色体关系第1节减数分裂和受精作用Ⅱ

第1节　减数分裂和受精作用（Ⅱ）

学习目标

知识概览

1.理解配子中染色体组合的多样性。

（重、难点）

2.知道受精作用的过程。

3.说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。

（重点）

4.学会使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。

[自主预习·探新知]

一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

1．实验原理

根据细胞中的染色体形态、位置和数目的变化，识别减数分裂的各个时期。

2．实验流程

→

↓

→

↓

→

二、配子中染色体组合的多样性

1．原因

时期

图示

染色体行为

减数第

一次分

裂前期

四分体中非姐妹染色单体之间，可能发生交叉互换

减数第

一次分

裂后期

同源染色体分离，非同源染色体自由组合

2．意义

导致不同配子遗传物质有差异，使同一双亲的后代呈现多样性。

三、受精作用

1．概念：

卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

2．过程

图示

说明

精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面

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

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

（1）受精卵中的染色体数目恢复为体细胞中染色体的数目。

（2）受精卵中的染色体一半来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

4．意义

（1）后代呈现多样性，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，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。

[基础自测]

1．判断对错

（1）配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。

（　　）

（2）正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。

（　　）

（3）受精时精子全部进入卵细胞内。

（　　）

（4）受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。

（　　）

提示：

（1）×　配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间的交叉互换有关。

（2）√

（3）×　受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

（4）√

2．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．牛精巢

D　[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，而牛的精巢内，一部分精原细胞进行减数分裂，一部分精原细胞进行有丝分裂。

]

[合作探究·攻重难]

配子中染色体组合的多样性

[背景材料]

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：

[思考交流]

1．情况1中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为AB、ab；情况2中，最终产生的4个子细胞有2种类型，分别为Ab、aB；因此，此原始生殖细胞产生的配子可能有4种类型。

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2n种。

3．配子具有多样性的主要原因是什么？

提示：

减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

4．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？

提示：

发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。

[归纳总结]

1．含1对同源染色体（A、a）的精（卵）原细胞形成的配子（不考虑交叉互换）

`

配子个数

配子种类

1个精原细胞

4

2种（A和a）

1个卵原细胞

1

1种（A或a）

1个生物体

/

2种（A和a）

2.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）

配子个数

配子种类

1个精原细胞

4

2种（多种情况）

1个卵原细胞

1

1种（多种情况）

1个生物体

/

2n

特别提醒：

精子中染色体组合多样性的两点提醒

（1）若不考虑交叉互换，理论上一个含两对同源染色体的精原细胞可形成两种精子。

（2）若考虑交叉互换，两两相同的姐妹染色单体变得各不相同，一个含两对同源染色体的精原细胞则形成四种精子。

[活学活用]

1．A和A′、B和B′分别代表细胞中的两对同源染色体，下列来自同一个精原细胞的一组精子是（　　）

A．AB、A′B、AB′、A′B′　B．AB、A′B′、AB、A′B′

C．A′B′、A′B、A′B、A′B′D．A′B、A′B、AB、A′B′

B　[由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，一个精原细胞应产生两个“互补”类型的次级精母细胞，而减数第二次分裂相当于有丝分裂，因此最终产生的4个精细胞（精子）只有两种类型，且互补。

]

2．下列哪项不是动物卵细胞形成与精子形成的不同之处（　　）

A．一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞，一个精原细胞形成两个次级精母细胞

B．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞，一个次级精母细胞形成两个精细胞

C．卵细胞不经过变形，精细胞要经过变形

D．减数分裂时，染色体复制的时期不同

D　[一个卵原细胞形成一个次级卵母细胞和一个（第一）极体，一个精原细胞形成两个次级精母细胞，A正确；一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个（第二）极体，一个次级精母细胞形成两个精细胞，B正确；卵细胞不经过变形，精细胞要经过变形形成精子，C正确；减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数第一次分裂前的间期，D错误。

]

方法规律：

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’”。

减数分裂和受精作用

[背景材料]　如图所示为生物体的有性生殖过程。

[思考交流]

1．结合细胞膜的成分，讨论精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？

精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性？

提示：

精、卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。

精卵细胞相互融合体现了膜的流动性。

2．受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质？

分析原因。

提示：

不是。

受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎完全来自于卵细胞。

[归纳总结]

1．过程分析

（1）减数分裂结果分析：

经减数分裂形成的生殖细胞（精子或卵细胞）的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。

配子中的染色体数目只有体细胞的一半，并且没有同源染色体。

（2）受精作用结果分析：

经受精作用形成的受精卵中的染色体一半来自精子（父方）、一半来自卵细胞（母方）。

使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞染色体数，且出现同源染色体。

（3）同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因。

2．曲线分析

（1）细胞中DNA含量变化曲线。

①ab段为减数第一次分裂前的间期，bc段为减数第一次分裂，cd段为减数第二次分裂，即ad段为减数分裂。

②e点表示进行受精作用。

③eg段为受精卵的有丝分裂，其中ef段为有丝分裂间期，fg段为分裂期。

（2）细胞中染色体数变化曲线。

①O～a表示减数第一次分裂前的间期及减数第一次分裂，a～c表示减数第二次分裂。

②d点表示进行受精作用。

③d～f表示受精卵的有丝分裂。

特别提醒：

受精作用的两点提醒

（1）配子中染色体组合的多样性、雌雄配子的随机结合可导致同一双亲的子代具有多样性。

（2）由于细胞质中含有少量DNA，而受精作用过程中精子几乎不提供细胞质，故受精卵中的DNA并非一半来自父方，一半来自母方。

[活学活用]

1．下列关于受精作用及结果的叙述，正确的是（　　）

A．精卵相互识别的基础是细胞膜的流动性

B．后代从双亲各获得一半的DNA

C．使后代产生不同于双亲的变异

D．后代继承了双亲的全部遗传性状

C　[精卵融合的基础是细胞膜的流动性，相互识别依赖于细胞膜表面的糖蛋白，A错误。

后代从双亲各获得一半细胞核中的遗传物质，而后代细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，B错误。

进行有性生殖的生物，后代具有更大的变异性，C正确。

精子和卵细胞分别只有父方和母方细胞核中遗传物质的一半，后代不可能继承双亲的全部遗传性状，D错误。

]

2．如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，有关分析正确的是（　　）

【导学号：

77782038】

A．a、b、c分别进行减数分裂、受精作用、有丝分裂

B．CD与OP的染色体数相同

C．JK发生同源染色体联会与分开

D．OP的核DNA含量比MN增加1倍，原因是NO发生了受精作用

B　[a阶段表示有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，b阶段表示减数分裂过程中核DNA含量变化规律，c阶段表示受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，A项错误；图中CD和OP都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以CD与OP的染色体数相同，B项正确；JK表示减数第二次分裂末期，而同源染色体联会与分开发生在减数第一次分裂过程中，C项错误；OP的核DNA含量比MN增加1倍，原因是NO发生了DNA的复制，D项错误。

]

题后反思：

（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）DNA数量变化：

有丝分裂和减数分裂中DNA加倍都在间期，但有丝分裂只有一次减半，减数分裂连续两次减半。

（3）精子、卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传递给子代。

（4）受精卵是新个体的第一个细胞，染色体一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。

[当堂达标·固双基]

1．卵原细胞内含有Aa、Bb两对同源染色体，已知此卵原细胞经减数分裂形成卵细胞的染色体组成为Ab，则其产生的3个极体的染色体组成分别为（　　）

A．AB、Ab、Ab　　　B．Aa、Bb、AB

C．Ab、aB、abD．Ab、aB、aB

D　[由卵细胞的染色体组成为Ab，推知次级卵母细胞形成的极体的染色体组成为Ab；第一极体形成的两个极体的染色体组成均为aB，因此D选项正确。

]

2．下列选项中，属于形成配子多样性原因的一组是（　　）

①交叉互换　②同源染色体联会　③同源染色体分离　④非同源染色体随机组合

A．①②B．③④

C．①④D．②③

C　[导致配子多样性的原因有减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换及减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

]

3．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

A　[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。

]

4．下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确的是（　　）

【导学号：

77782039】

A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程

B．C～H、I～M段可分别表示为一个细胞周期

C．A～I段表示减数分裂

D．E～F段发生了同源染色体的分离

A　[依据曲线所表示染色体数目变化可知，A～G段表示减数分裂，H～I段表示受精作用，I～M段表示有丝分裂，A选项正确，C选项错误；C～G为减数第二次分裂过程，C～H不能表示为一个细胞周期，B选项错误；E～F段表示减数第二次分裂后期，细胞中着丝点分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，染色体数目加倍，D选项错误。

]

5．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

[核心语句归纳]

1．导致配子中染色体组合多样性的原因。

（1）同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。

（2）同源染色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换。

2．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。

3．受精作用的实质是细胞核的融合。

4．减数分裂和受精作用共同维持生物体细胞中染色体数目的稳定。