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第2课时减数分裂和受精作用(二)课前自主预习案一、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的变化，识别减数分裂的各个时期。形态、位置和数目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，非同源染色体非姐妹染色单体自由组合2．意义导致不同配子有差异，使同一双亲的后代呈现。三、受精作用1．概念：卵细胞与精子相互、成为受精卵的过程。遗传物质多样性识别融合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发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入精子的与卵细胞的相融合，使彼此的染色体会合在一起细胞膜细胞核细胞核3.结果(1)受精卵中的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)前后代体细胞中的恒定，对于生物的都具有重要意义。染色体自然选择染色体数目遗传和变异判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。()提示：×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．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。()提示：√3．受精时精子全部进入卵细胞内。()提示：×受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。4．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。()提示：√课堂互动探究案课程标准阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代素养达成1．建构细胞减数分裂的模型，并运用模型理解配子中染色体组合的多样性。(生命观念)2．由非同源染色体的组合和受精作用，理解有性生殖的变化与稳定。(科学思维)3．通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，熟练掌握相关实验技能。(科学探究)探究点一配子中染色体组合的多样性【师问导学】一、根据教材P23模拟减数分裂过程中非同源染色体自由组合的实验，探讨下列问题：(1)含有2对、3对同源染色体的精原细胞，分别可能产生多少种精子？产生每一种精子的比例是多少？提示：含有2对同源染色体的精原细胞可能产生4种精子，每一种精子的比例是1/4；含有3对同源染色体的精原细胞可能产生8种精子，产生每一种精子的比例是1/8。(2)含有n对同源染色体的精原细胞，可能产生多少种精子，产生每一种精子的比例是多少？提示：可能产生2n种精子，产生每一种精子的比例为1/2n。(3)考虑四分体的交叉互换，分析含两对同源染色体的1个精原细胞和卵原细胞，减数分裂最多产生几种精子和卵细胞？提示：①1个精原细胞减数分裂和变形后产生4个精子，在不发生交叉互换的情况下，4个精子两两相同，即有2种类型；若四分体时期发生交叉互换，则4个精子各不相同，即4种类型。②无论是否发生交叉互换，1个卵原细胞经减数分裂后，只能产生1个卵细胞，即1种类型。二、在不考虑交叉互换的情况下，分析产生配子的种类。1．若图甲所示为一个精原细胞，能形成多少种精子？若甲图所示为一个卵原细胞，能形成多少种卵细胞？提示：2种精子：A和a；1种卵细胞：A或a。2．若图乙所示为一个精原细胞，能形成多少种精子？若所示精原细胞数量足够多，则能产生多少种精子？提示：2种精子，AB和ab或Ab和aB；若所示精原细胞数量足够多，则能产生4种精子，AB、ab、Ab、aB。3．若图乙所示为一个卵原细胞，能形成多少种卵细胞？若图乙所示卵原细胞数量足够多，则能产生多少种卵细胞？提示：1个卵原细胞可以形成1种卵细胞，即AB或ab或Ab或aB。该种卵原细胞数量足够多时可产生4种卵细胞，即AB、ab、Ab和aB。三、某高等动物的基因型是AaBb，则：(1)一个精原细胞能形成几个精子？请写出它们的基因型。(2)一个卵原细胞能形成几个卵细胞？请写出它们的基因型。(3)请写出该种动物某个体产生的精子或卵细胞的基因型。提示：四个，AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB。提示：一个，AB或ab或Ab或aB。提示：都是四种：AB、ab、Ab、aB。,【智涂笔记】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’”。归纳提升配子的种类(染色体组合)(1)若只考虑非同源染色体的自由组合，不考虑交叉互换，则含n对同源染色体的精(卵)原细胞产生的配子如下(m)足够大：精(卵)原细胞个数配子个数配子实际种类1个精原细胞42种，表现为两两相同1个次级精母细胞21种1个卵原细胞11种1个次级卵母细胞11种m个精原细胞4m2nm个卵原细胞m2n(2)考虑是否发生交叉互换。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产生配子的种类数会大于2n种。【师说核心】1．配子中染色体组合多样性的原因(1)减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合。(2)四分体时期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换。2．配子来源的判断方法(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑交叉互换)为例，如图所示。由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(考虑交叉互换)，如图所示。由图可知：①E和F，G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一初级精母细胞。3．一般情况下减数分裂产生配子的种类(1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑交叉互换的情况。Y与y、R与r分别表示两对同源染色体。(2)若考虑交叉互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。【检测反馈】1．如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．⑤⑧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．①⑦可能来自同一个精原细胞解析：在不考虑交叉互换的情况下，每个精原细胞产生两个不同的次级精母细胞，每个次级精母细胞产生2个基因组成相同的精细胞，图中①④可能来自同一个精原细胞，②⑥可能来自同一个精原细胞，③⑦可能来自同一个精原细胞，⑤⑧可能来自同一个精原细胞，因此上述精细胞至少来自4个精原细胞，故A、B正确；1个次级精母细胞能产生2个相同的精细胞，图中8个精细胞的基因型各不相同，至少来自8个次级精母细胞，故C正确；①⑦不可能来自同一个精原细胞，故D错误。答案：D2．图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是()A．①与②B．②与③C．①与③D．②与④解析：在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后，同一个着丝点上连接着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。答案：B探究点二受精作用及相关曲线【师问导学】如图所示为生物体的有性生殖过程。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。【智涂笔记】受精卵中的染色体(核DNA)一半来自卵细胞，一半来自精子，但细胞质却几乎全部来自于卵细胞，故细胞质中的遗传物质几乎全部来自于母方。【师说核心】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。配子的多样性非同源染色体的自由组合同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换受精时雌雄配子的随机结合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。【检测反馈】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，染色体数目恢复恒定。答案：A2．下列关于精子和卵细胞结合成受精卵过程的叙述，正确的是()①受精卵中的遗传物质主要来自染色体②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞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A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③解析：在受精作用过程中，精子只是头部进入卵细胞，因此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。答案：A3．如图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是()A．非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中B．由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子C．同源染色体的分离发生在过程Ⅰ和Ⅱ中D．仅有过程Ⅰ即可维持亲子间染色体数目的恒定解析：分析题图可知，过程Ⅰ是减数分裂，过程Ⅱ是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂的后期，A正确；受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，B错误；同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中，C错误；过程Ⅰ和Ⅱ共同维持亲子间染色体数目的恒定，D错误。答案：A4．如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，下列有关分析，正确的是()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发生了受精作用解析：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。答案：B【网络建构】【主干落实】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