1、第3课时观察减数分裂固定装片和受精作用学习目标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。知识点1观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片请仔细阅读教材第21页，完成下面的问题。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(1)装片的制作(同有丝分裂装片制作过程)解离漂洗染色制片。(2)显微观察知识点2配子中染色体组合的多样性请仔细阅读教材第2324页，完成下面的问题。1配子多样性的原因2.产生配子多样性的规律含n对同源染
2、色体的精(卵)原细胞形成的配子(不考虑交叉互换)知识点3受精作用请仔细阅读教材第2425页，完成下面的问题。1概念：精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。2过程(1)精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。(2)卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以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实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合。4结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半来自父方(精子)，另一半来自母方(卵细胞)。5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)维持每种生物前后代体细胞中
3、染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。要点一观察减数分裂实验1.观察减数分裂实验材料的选择一般来说，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，因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官被子植物的花药或动物的睾丸(精巢)。另外，在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，特别是减数第二次分裂图像，一般不选择雌性个体。2减数第二次分裂的图像与减数第一次分裂的主要区别是无同源染色体。【典例1】为了观察减数分裂各时期特点，实验材料选择恰当的是()蚕豆的雄蕊桃花
4、的雌蕊蝗虫的精巢小鼠的卵巢A B C D解析要想观察减数分裂的全过程，必须要求观察材料能够连续地完成减数分裂的过程且进行减数分裂的细胞数量多。蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢中的细胞能够完整地进行减数分裂且数量多；而桃花的雌蕊和动物的卵巢中进行减数分裂的细胞数量很少，并且减数分裂过程不完整，不易观察到。答案C针对训练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牛精巢解析人的小肠、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，
5、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。答案D要点二配子的多样性1.减数分裂产生配子的种类(1)若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。(2)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：项目可能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细胞4种2种(YR、yr或Yr、yR)一个雄性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)一个卵原细胞4种1种(YR或yr或Yr或yR)一个雌性个体4种4种(YR、yr、Yr、yR)2.配子来源的判断方法(1)若两个精
6、细胞中染色体完全相同，则它们可能来自于同一个次级精母细胞。(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自于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，只能判定它们可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。特别提醒产生配子时，要看是否存在交叉互换，交叉互换会增加配子的种类。如一个含n对同源染色体的生物，发生交叉互换时产生配子种类大于2n种。【典例2】图中a是某生物的一个初级精母细胞，b是该生物的五个精细胞。可能来自同一个次级精母细胞的是()A和 B和C和 D和解析一个次级精母细胞产生的精细胞是一样的，和基本一样，和基本一样，中可能在联会
7、时发生部分交叉互换。答案B针对训练2减数分裂产生的配子内，染色体组成具有多样性，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同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合D染色体着丝点的分裂解析减数分裂过程中，联会后同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合都会增加配子中染色体组合的多样性。答案C要点三减数分裂与受精作用的分析1.减数分裂与受精作用过程分析(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。图示中配子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
8、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)。图中受精卵的染色体数恢复为体细胞染色体数，且出现同源染色体。2曲线分析(1)细胞中核DNA含量变化曲线ab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。e点表示正在进行受精作用。eg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)细胞中染色体数目变化曲线a表示减数第一次分裂前的间期及减数第一次分裂，b表示减数第二次分裂。c表示受精作用。d表示受精卵的有丝分裂。特别提醒(1)受精卵是新个体的第一个细胞，其分裂是新个体发育的起点。(2)精子和
9、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。(3)受精作用中，精子和卵细胞的随机结合是遗传规律的重要条件之一。【典例3】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解析形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂，A错误；受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，C错误；对高等动物来说，雄配子的数量多于雌配子，D错误。答案B针对训练3下面为动物细胞分裂过程示意图，据图分析
10、可得出()A在细胞分裂过程中，细胞体积明显增大的时期是OP段B由D点到E点的原因是同源染色体的分离C在图中的GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的D图中LM段所示过程的进行，与细胞膜的流动性有关解析图中，AE段表示有丝分裂，FK段表示减数分裂，LM段表示受精作用，MQ段表示受精卵的有丝分裂。在细胞分裂过程中，细胞体积明显增大的时期是间期。由D点到E点是在有丝分裂末期，染色体被平均分配到了两个子细胞中。GH段是减数第一次分裂的前期、中期和后期，细胞中的染色体数目与体细胞相同；而OP段是有丝分裂后期的细胞，其染色体数目是体细胞的两倍。LM段表示受精作用，精子的细胞膜和卵细胞的细胞膜相互融合，
11、与细胞膜的流动性有关。答案D课堂归纳小结网络构建自我校对：相互识别细胞核卵细胞核拓展阅读生命产生的时刻受精作用在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。精子与卵细胞融合成为受精卵的过程，叫做受精作用。在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。紧接着，在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜，以阻止其他精子再进入。精子的头部进入卵细胞后不久，里面的细胞核就与卵细胞的细胞核相遇，使彼此的染色体会合在一起。这样，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)。受精卵中的遗传物质也是一半来自父方，一
12、半来自母方吗？提示：不是，母方提供的遗传物质要多一些。 学业水平合格测试1蝗虫精巢中的细胞所进行的分裂方式为()有丝分裂无丝分裂减数分裂A B C D解析精巢中原始生殖细胞数目的增多是依靠有丝分裂完成的；而生殖细胞的形成是依靠减数分裂完成的。答案D2某动物的基因型为AaDd，这两对等位基因位于两对同源染色体上。若它的一个精原细胞经减数分裂后产生的4个精子中有一个基因型是AD，那么另外3个精子的基因型是()AAD、aD、aD BAD、aD、adCAD、AD、AD Dad、AD、ad解析一个精原细胞所产生的4个精子，在基因组成上“两两相同，相互补充”，若其中一个精子的基因型为AD，则与其来自同一个
13、次级精母细胞的精子的基因型也为AD，另外两个精子的基因型为ad，故选D项。答案D3一个基因型为YyRr的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合定律遗传，各自经减数分裂产生的精细胞、卵细胞的数目和种类数分别是()A2个、1个和2种、1种B4个、4个和2种、2种C4个、1个和2种、1种D2个、2个和2种、2种解析1个精原细胞经减数分裂产生两两相同的4个精细胞，而1个卵原细胞只产生1个卵细胞(另有3个极体)。但其种类数应分别为2种与1种，前者的基因型可表示为YR与yr或Yr与yR，后者的基因型可表示为YR或Yr或yR或yr。答案C学业水平等级测试4下列由某二倍体(2n)的精子和卵细胞结合成受
14、精卵的过程中，正确的是()受精卵中的遗传物质主要来自染色体受精卵中的细胞质主要来自卵细胞受精时精子全部进入卵细胞内精子和卵细胞的染色体合在一起成为4n条受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方A B C D解析发生受精作用时，精子只是头部进入卵细胞，受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，而细胞质主要来自卵细胞，精子和卵细胞都是通过减数分裂过程产生的，细胞中都有n条染色体，故发生受精作用后的受精卵中，染色体恢复为2n条。答案A5如图为高等生物的生活史示意图，据图回答下列问题：(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
15、么个体发育的起点是从_开始的，主要进行_分裂。(4)假设成体的染色体数目为20条，那么图中和的染色体数目依次为_。解析生物体发育成熟后通过减数分裂产生有性生殖细胞，有性生殖细胞再通过受精作用形成受精卵，受精卵是高等生物个体发育的起点，再经过有丝分裂和细胞分化形成完整的生物个体。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、20条课后作业(七) 学业水平合格练1下列与生物多样性和稳定性无关的是()A配子中染色体组合具有多样性B卵细胞和精子结合的随机性C精子细胞核和卵细胞细胞核的融合过程D减数分裂和受精作用解析因为经减数分裂形成的配子的染
16、色体组成具有多样性，所以不同配子的遗传物质存在差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性，A、B、D不符合题意；精子细胞核和卵细胞细胞核的融合过程与生物多样性和稳定性无关，C符合题意。答案C2基因型为AaBb的某雄性动物所产生的1000个精子中，含有2个隐性基因的精子约有()A1000个 B500个C250个 D125个解析基因型为AaBb的某雄性动物所产生的1000个精子中，可能包括4种类型的精子，其中基因组成为ab的占1/4，故含有2个隐性基因的精子约有10001/4250(个)。答案C3果蝇的体细胞中含有4对同源染色体，某雄性果蝇经过减数分裂后能形成几种染
17、色体组成不同的精子(不考虑交叉互换)()A2种 B4种 C8种 D16种解析由于减数分裂过程中，非同源染色体自由组合，可以产生24种组合类型，所以可以产生24种不同的精子。答案D4下列关于观察蝗虫精母细胞减数分裂的实验的叙述，不正确的是()A临时装片是用雄蝗虫的精巢作材料制成的B可根据细胞中染色体的形态、位置和数目辨认不同时期的细胞C用高倍镜可观察到一个细胞中染色体的连续变化D可根据不同时期细胞的特点推测出减数分裂过程中染色体的连续变化解析观察蝗虫精母细胞减数分裂实验所用的实验材料为蝗虫的精巢，可将其制作成临时装片；可根据装片细胞中染色体的形态、位置和数目辨认不同时期的细胞；可根据不同时期细胞
18、的特点推测出减数分裂过程中染色体的连续变化；制作装片过程中细胞已经死亡，因此不能观察到一个细胞中染色体的连续变化。答案C5一个含有A和a、B和b、C和c三对同源染色体的精原细胞，经减数分裂形成四个精子，这四个精子的染色体组成可能是()ABbC、Bbc、AaC、Aac BABc、ABC、aBC、ABCCABc、abC、ABc、abC DABC、abc、aBC、Abc解析减数第一次分裂时“同源染色体分离，非同源染色体自由组合”。前者决定了次级精(卵)母细胞、极体以及配子中不可能有同源染色体；后者使配子的染色体组成多样，但本题中只有一个精原细胞，在不考虑变异的情况下，形成的四个配子最终只能存在两种组
19、合形式，且两两相同。A、B、D三项均有4种基因型，C项中是2种基因型，故C正确。答案C6某同学学完“减数分裂和受精作用”一节后，写下了下面四句话，请你帮他判断一下哪句话是正确的()A我细胞内的染色体中来自爸爸的比来自妈妈的多B我和我弟弟的父母是相同的，所以我们细胞内的染色体也是完全一样的C我细胞内的每一对同源染色体都是父母共同提供的D我弟弟细胞内的每一对同源染色体大小都是相同的解析人受精卵的细胞核是由精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合而来的，来自爸爸和妈妈的染色体一样多；虽然这位同学和弟弟的父母相同，但由于在减数分裂形成配子时，存在非同源染色体上的非等位基因自由组合的现象，所以父母提供给他们两个
20、的遗传物质实际上是不完全相同的；同源染色体是指能够在减数分裂过程中联会的染色体，它们一条来自父方，一条来自母方；弟弟的一对性染色体大小是不相同的。答案C7下列动物细胞中，染色体数目、种类与受精卵相同的是()A精原细胞、精子B体细胞、卵原细胞C精子、卵细胞D初级精母细胞、次级卵母细胞解析体细胞、精原细胞、卵原细胞是受精卵经有丝分裂产生的，染色体数目、种类保持恒定。答案B8下图表示某种动物细胞在生命活动中染色体的数目变化，据图判断，发生着丝点分裂的区段有()AAB和KL BDE和JKCHI和JK DDE和KL解析根据题图中染色体数量变化曲线可知，细胞先后发生减数分裂、受精作用和有丝分裂。着丝点分裂
21、会导致染色体数目加倍，如减数分裂的DE段和有丝分裂的JK段，HI段染色体数目加倍的原因是受精作用。答案B9右图是基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物组织切片显微图像。下列有关判断正确的是()A按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为B该动物为雄性，是次级卵母细胞C基因A和基因a的分离发生在细胞中D一般情况下，分裂结束后只能产生1种基因组成的细胞解析按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为；根据细胞图像可知，该动物为雌性，细胞是次级卵母细胞；基因A和基因a的分离发生在细胞中；一般情况下，细胞正常分裂结束后只能产生1种基因组成的细胞。答案D学业水平等级练10在某哺乳动物(体细胞染色体数24)的睾丸
22、中，细胞甲和细胞乙的染色体、染色单体、核DNA分子数依次是24、48、48和12、24、24。下列关于细胞甲和细胞乙的分裂方式的判断正确的是()A细胞甲、乙可能都在进行减数分裂B细胞甲、乙可能都在进行有丝分裂C细胞甲不可能进行减数分裂，细胞乙可能进行有丝分裂D细胞甲不可能进行有丝分裂，细胞乙可能进行减数分裂解析该哺乳动物体细胞染色体数目为24条，细胞甲中染色体、染色单体、核DNA数量依次为24、48、48，可以推测细胞甲可能处于有丝分裂或减数第一次分裂过程中；细胞乙中染色体、染色单体、核DNA数量依次为12、24、24，可以推测细胞乙处于减数第二次分裂过程中。答案A11下图表示染色体组成为Aa
23、CcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑交叉互换的情况下，下列相关叙述不正确的是()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解析由于体细胞中含有3对同源染色体，最多能产生8种配子，如题图所示，每种精原细胞在不发生交叉互换时，只能产生2种配子，图中、四组至少可能来自4个精原细胞，8个次级精母细胞，故D错误。答案D12某动物精原细胞中有3对同源染色体，在减数分裂产生配子的过程中，产生同时含有3个母方染色体的配子的可能性是()A. B C. D解析减数分裂过程中，每一对同源染色体中来自母方的染色体都
24、可以到任意一极，即在每一极的可能性都是，因此3个母方染色体都在同一极的可能性是3。答案C13下图表示某动物(AABb)细胞分裂不同时期的模式图。图为细胞分裂过程中不同时期的细胞数以及一个细胞中的染色体、染色单体和DNA分子的数目。请回答：(1)图细胞所处的分裂时期为_，该生物的体细胞中最多含有_条染色体。(2)图细胞所处的分裂时期对应图的_阶段，导致该细胞中出现B、b的原因可能是_。(3)图细胞是图细胞所产生的一个子细胞。若该动物是雄性动物，则图细胞的名称是_；若该动物为雌性，图细胞的名称是_。(4)图由的过程中，细胞内发生的主要变化是_。解析(1)图含有同源染色体，且染色体排列在赤道板上，为
25、有丝分裂中期，该生物的体细胞在有丝分裂后期时，由于每条染色体上的着丝点分裂，细胞中染色体数加倍，可达到8条。(2)图细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期。细胞中B和b基因所在的染色体是同一条染色体上的姐妹染色单体分开产生的，出现等位基因的原因，要么是在减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换，要么就是在DNA复制时发生了基因突变。(3)图细胞不含同源染色体和姐妹染色单体，应为减数分裂形成的配子。若该动物是雄性动物，则图细胞是精细胞；若该动物为雌性，因图细胞的细胞质是均等分裂的，所以是第一极体。(4)图由的过程中，DNA数目加倍，出现了染色单体，说明该过程发生了DNA的复制和有
26、关蛋白质的合成。答案(1)有丝分裂中期8(2)基因突变或交叉互换(3)精细胞(第一)极体(4)DNA的复制和有关蛋白质的合成14某雌性动物体细胞的细胞核中DNA分子数为2a，如图表示该雌性动物卵细胞的产生及受精作用和受精卵分裂过程中细胞内核DNA分子数的变化情况。请据图回答：(1)_段表示减数分裂过程，其中同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生在_段，姐妹染色单体的分离发生在_段(用图中的字母表示)。(2)_段表示有丝分裂过程，其间期在_段(用图中的字母表示)。(3)卵细胞与精子的相互识别与细胞膜上的_有关。受精时，只有精子的_进入卵细胞。(4)受精过程使得卵细胞的细胞呼吸和物质合成速率
27、_，新生命的起点是_，新生命由此开始_与_相互作用的发育过程。解析减数分裂过程中，DNA的含量变化是2a4a2aa，在减数第一次分裂后期发生同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合，而姐妹染色单体的分开发生在减数第二次分裂后期，有丝分裂时DNA的含量变化是2a4a2a。受精作用包括精子和卵细胞相互识别并融合的复杂过程，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，其实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合的过程，从而将来自双亲的遗传物质结合起来，保证了物种前后代遗传物质的稳定性和连续性。答案(1)AECDDE(2)FKFH(3)糖蛋白(糖被)头部(4)加快受精卵遗传物质环境应用创新综合练15下图甲是某高
28、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。请分析回答下列问题：(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。解析图甲中A为减数分裂，B为受精作用，C为受精卵的有丝分裂。图乙中无同源染色体，处于减中期，只要准确做出以上判断，即可根据各生理过程的变化及特点进行分析。答案(1)B受精作用C有丝分裂(2)减数第二次分裂后有丝分裂后(3)16(4)子细胞染色体数目减半
