1、第2课时受精作用自主预习新知导学合作探究释疑解惑素 养 提 升课 堂 小 结自主预习新知导学一、配子中染色体组合的多样性1.建立减数分裂中染色体变化的模型(1)目的要求通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型,加深对减数分裂过程及其特点的认识,理解配子中染色体组合的多样性,领悟减数分裂的意义。(2)方法步骤模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化。模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合。模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换。2.配子中染色体组合具有多样性的原因二、受精作用1.概念:卵细胞和精子相互识别、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
2、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.子代多样性的原因(1)减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性。(2)受精过程中卵细胞和精子结合的随机性。5.减数分裂和受精作用的意义(1)保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。(2)使同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。【预习检测】1.判断正误。(1)同源染色体分离,非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期。()(2)四分体时期非姐妹染色单体的互换会增加
3、配子的种类数。()(3)受精时,只有精子的头部进入卵细胞中。()(4)受精作用的实质是精子和卵细胞细胞膜的融合。()(5)受精后,受精卵迅速进行细胞分裂、分化。()(6)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稳定。()2.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,精子和卵细胞的细胞核相互融合C.受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同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等细胞器中也有少量的遗传物质(DNA),而受精卵中的细胞质几
4、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。合作探究释疑解惑知识点一知识点二知识点 一细胞分裂过程中染色体、DNA和染色单体行为与数目的变化问题引领1.请在下列坐标图中分别画出减数分裂过程中染色体数目的变化、核DNA数目的变化、染色单体数目的变化。2.图1表示细胞分裂过程中核DNA的数目变化,图2表示细胞分裂过程中染色体数目的变化。请据图回答下列问题。图1 图2(1)图1中的m和n分别表示哪种细胞分裂方式?提示:m表示有丝分裂,n表示减数分裂。(2)图2中哪段表示减数分裂?哪个点表示受精作用?哪段表示有丝分裂?提示:OC段表示减数分裂,D点表示受精作用,DF段表示有丝分裂。(3)D
5、NA数目增加的原因是什么?染色体是如何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.下图表示某动物(体细胞中有8条染色体)器官中处于不同分裂阶段的四个细胞。请据图回答下列问题。(1)图中分别表示、和(填“染色体”“染色单体”或“DNA”)。答案:染色体 染色单体 DNA(2)图中可以表示处于有丝分裂的以及减数第一次分裂的的细胞。只能表示处于减数分裂过程中的细胞。答案:前期和中期 前期、中期、后期和末期 和归纳提升减数分裂过程中染色体数目、染色单体数目和DNA分子数的变化规律1.减数分裂过程中染色体数目、染色单体数目和核DNA分子数的
6、变化(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n,核DNA分子数为2c)。2.减数分裂过程中染色体数目和核DNA分子数的变化曲线(1)在间期DNA复制之前(AB段和AB段)和减数第二次分裂后期着丝粒分裂之后(FH和FH段),染色体数目核DNA分子数=11。(2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝粒分裂之前(CF和CF段),染色体数目核DNA分子数=12。(3)各关键点变化的原因BC段DNA复制。DE(DE)段同源染色体分离后平均分配到子细胞中。FF段着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。H(H)点染色体平均分配到两个子细胞中。典型例题下图表示一个动物细胞进行细胞分裂过程中,细胞核内染色体数目
7、及核DNA分子数的变化,则下列叙述错误的是()A.图中AB段、DG段、KN段,每条染色体都不含染色单体B.在BC段和GH段都发生染色体的复制C.在AF段细胞中含有同源染色体,在FN段细胞中不含同源染色体D.在DD段和KK段,发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离答案:C解析:当染色体数目等于核DNA分子数时,每条染色体都不含染色单体。在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期都发生染色体的复制。题图中AI段细胞中含有同源染色体。DD段和KK段,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。【变式训练】1.下图为某生物处于不同分裂时期的细胞示意图,下列叙述正确的是()A.图甲、乙、丙所示细胞中都有同源染色体B.卵巢中不可能
8、同时出现这三种细胞C.能够出现自由组合的是图乙所示的细胞D.图丙所示细胞的子细胞是精细胞答案:C 解析:图甲所示细胞是处于有丝分裂中期的细胞,图乙所示细胞是处于减数第一次分裂中期的细胞,图丙所示细胞是处于减数第二次分裂后期的细胞,没有同源染色体。这三种细胞可能同时出现在卵巢中。图丙所示细胞的细胞质不均等分配,所以其子细胞不可能是精细胞。图乙所示细胞可出现非同源染色体的自由组合。2.下面各曲线图中的横坐标表示细胞分裂时期,纵坐标表示细胞内核DNA含量或染色体数目的变化,其中表示减数分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线图是()答案:B 解析:A、B分别表示有丝分裂过程中和减数分裂过程中核DNA含
9、量的变化,C、D分别表示有丝分裂过程中和减数分裂过程中染色体数目的变化。知识点二 配子的多样性及受精作用问题引领1.某种能进行有性生殖的高等动物体细胞含有三对等位基因:A、a,B、b和C、c(如右图所示),该个体可产生几种类型的配子?若出现基因组成为ABc的配子,与配子形成过程中哪种行为有关?提示:4种。四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换。2.请回答下列与受精作用相关的问题。(1)同种生物的精子和卵细胞相互识别的物质基础是精子和卵细胞膜上的。答案:蛋白质(2)子代从双亲中各继承了半数的染色体,双亲对子代遗传物质的贡献一样吗?请解释原因。提示:不一样。母亲除了提供一半的核基因外,
10、还提供了几乎全部的细胞质基因,如线粒体内含有的基因。(3)受精作用的实质是什么?减数分裂和受精作用有什么意义?提示:精子和卵细胞细胞核的融合。减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异具有重要意义。归纳提升1.分析正常情况下产生配子的种类时,应特别注意是“1个个体”还是“1个性原细胞”(1)若是1个个体,则可能产生2n种配子,n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。(2)若是1个性原细胞,则1个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而1个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。如基因型为YyRr的个体产生配子的情况如下表所示。2.明确受精作用的2个细胞学基础和1个误区(1)2个细胞学基础细胞膜的信息交流功能不同物种
11、的精子和卵细胞不识别,这也是生殖隔离形成的原因;细胞膜的结构特点具有一定的流动性。精子和卵细胞融合为一个受精卵,首先要发生细胞膜的融合。(2)1个误区受精卵中的遗传物质并非一半来自父方,一半来自母方,原因是细胞质DNA几乎全部来自母方,这也是母系遗传的细胞学基础。典型例题1.减数分裂形成的配子,其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.同源染色体非姐妹染色单体的互换和非同源染色体的自由组合D.染色体着丝粒的分裂答案:C解析:在减数分裂过程中,减数第一次分裂的四分体时期可能发生同源染色体非姐妹染色单体的互换,在减数第一次分裂的后期会发生非同源染色体的
12、自由组合,导致最终形成的配子的染色体组合具有多样性。2.红眼刚毛雄果蝇与白眼截毛雌果蝇杂交产生子代红眼刚毛雌果蝇的过程如下图所示。据图分析,下列相关叙述正确的是()A.阶段细胞乙内会发生染色体数目暂时加倍的现象B.细胞甲内基因数目应是细胞丙内基因数目的2倍C.阶段果蝇体内任意两对等位基因一定能自由组合D.阶段是子代果蝇具有多样性的根本原因答案:A解析:阶段为减数分裂,阶段为减数分裂。减数分裂后期染色单体分离会导致染色体数目暂时加倍。细胞甲为次级精母细胞,细胞丙为卵细胞,次级精母细胞中的核基因数目是卵细胞核基因数目的2倍,但细胞质基因无法判断。两对等位基因必须在两对同源染色体上才能自由组合,如果
13、在同一对同源染色体上,就不能自由组合。阶段雌、雄配子随机结合不是子代果蝇具有多样性的根本原因。【变式训练】1.果蝇的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。2.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,在不考虑互换的情况下,下列相关叙述错误的是()A.上述精细胞至少来自4个精原细胞B.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.可能来自同一个精原细胞答案:D解析:体细胞中含有3对同源染色体,最多能产生8种精细胞(
14、如题图所示)。每种精原细胞在不发生互换时,只能产生2种精细胞,所以上述细胞至少来自4个精原细胞,8个次级精母细胞。题图中任何两个染色体能组合成AaCcDd的精细胞都有可能来自同一个精原细胞,如与、与等。与的染色体组合成AaCCDd,不可能来自同一个精原细胞。素 养 提 升分析减数分裂产生异常配子的原因(以基因型为AaBB的精原细胞为例)1.在对某动物体细胞镜检时发现有29条染色体(不含染色单体),下列分析正确的是()亲代细胞在减数分裂形成配子时多了1条染色体亲代细胞在减数分裂形成配子时少了1条染色体亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体亲代细胞在减数分裂时,着丝粒没有分裂该生物受精卵分裂时,有1组
15、姐妹染色单体分开后移向同一极该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体A.B.C.D.答案:A解析:如果亲代体细胞中含有14对染色体,亲代细胞经减数分裂形成配子时多了1条染色体,形成的受精卵就会含有29条染色体,正确。如果亲代体细胞中含有15对染色体,亲代细胞经减数分裂形成配子时少了1条染色体,形成的受精卵就会含有29条染色体,正确。如果亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体,则会导致染色体成倍增加,错误。如果亲代细胞在减数分裂时,着丝粒没有分裂,则产生的染色体含染色单体,错误。如果亲代体细胞中含有28条(或30条)染色体,该生物受精卵分裂时,如果有一组姐妹染色单体分开后移向同一极,则形成的子细胞中有27
16、条和29条(或29条和31条)染色体,正确。如果该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体,则染色体应成倍增加,错误。2.一个基因型为AaXbY(Xb表示基因b位于X染色体上)的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞,精细胞甲的基因和性染色体组成为aYY,精细胞乙的基因和性染色体组成为AXbY。下列叙述错误的是()A.精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞B.与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞C.精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂前多复制一次D.精细胞乙形成的原因是X和Y染色体在减数第一次分裂过程中未分离答案:C 解析:精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开,精细胞乙形成的原因是减数第一次分裂时同源染色体(X、Y)没有分开。课 堂 小 结
