資源簡介

第1節 減數分裂和受精作用
第2課時　受精作用
【自主預習】
一、建立減數分裂中染色體變化的模型
1.目的:通過建立減數分裂中染色體　數目和行為變化　的模型,加深對減數分裂過程及其特點的認識,理解配子中染色體組合的多樣性,領悟減數分裂的意義。?
2.模擬內容:減數分裂中染色體數目和主要行為的變化,　同源染色體分離　,　非同源染色體的自由組合　,　四分體時期非姐妹染色單體間的互換　。?
二、配子中染色體組合的多樣性
1.原因
時期
圖像
染色體行為
減數分裂
Ⅰ前期
四分體中的　非姐妹染色單體　之間可能發生互換?
減數分裂
Ⅰ后期
同源染色體分離,非同源染色體　自由組合　?
2.意義:導致不同配子　遺傳物質　有差異,使同一雙親的后代呈現　多樣性　。?
三、受精作用
1.概念:卵細胞和精子相互　識別　、融合成為　受精卵　的過程。?
2.結果
(1)受精卵中的　染色體　數目又恢復到體細胞中染色體的數目。?
(2)受精卵中的染色體一半來自　精子　(父方),另一半來自　卵細胞　(母方)。?
四、減數分裂與受精作用的意義
1.保證了每種生物前后代　染色體數目　的恒定,維持了生物遺傳的穩定性。?
2.使子代呈現多樣性,有利于生物適應多變的自然環境,有利于生物在　自然選擇　中進化,體現了　有性生殖　的優越性。?
【合作探究】
任務1　探究配子中染色體組合的多樣性
活動1　結合課本P25~26,構建精子形成過程的模型,認同配子的多樣性,圖中的A、a和B、b表示精原細胞中的兩對同源染色體,結合此圖回答下列問題
1. 在不考慮互換的情況下,畫出此精原細胞減數分裂產生的2個次級精母細胞和4個精細胞中染色體的分布情況。
提示　
2.根據上一問的結果可知,在不考慮互換的情況下,1個含有2對同源染色體的精原細胞能產生2種類型的4個精細胞。據此推測1個卵原細胞能產生幾個卵細胞?幾種類型?含有n對同源染色體的1個精原細胞可產生幾個精細胞?幾種類型?含有n對同源染色體的1個卵原細胞可產生幾個卵細胞?幾種類型?
提示　1個卵細胞,1種類型。4個精細胞,2種類型。1個卵細胞,1種類型。
3.在不考慮互換的情況下,若一個個體有足夠多的原始生殖細胞,則有2對同源染色體的雄性個體理論上可產生的配子類型為多少種?有n對同源染色體的雄性個體理論上可產生的配子類型為多少種?有2對同源染色體的雌性個體理論上可產生的配子類型為多少種?有n對同源染色體的雌性個體理論上可產生的配子類型為多少種?
提示　22 。2n。22。2n。
4.含有n對同源染色體的生物體可產生的配子類型有時要比2n多,可能的原因是什么?
提示　發生了同源染色體的非姐妹染色單體間的互換。
認知生成
1.配子中染色體組合的多樣性原因
時期
染色體行為
減數分裂Ⅰ前期
同源染色體聯會后,四分體中的非姐妹染色單體之間發生互換
減數分裂Ⅰ后期
同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合
2.產生配子多樣性的規律
正常情況下,含n對同源染色體的精(卵)原細胞形成的配子(不考慮互換):
類型
配子個數
配子種類
1個精原細胞
4個
2種
1個卵原細胞
1個
1種
1個生物體
—
2n種
說明:由同一精原細胞形成的四個精細胞(不考慮互換)“兩兩相同,兩種互補”。
3.根據染色體組成判斷配子來源的方法
兩精細胞染色
體完全相同同一次級
精母細胞同為同一“次”
兩精細胞染
色體“互補”同一初級精母細
胞分裂產生的兩
個次級精母細胞補為同
一“初”
兩精細胞染色
體有的相同,
有的互補同一個體的不
同精原細胞同、補為
同一“體”
例1　圖1是某生物的一個初級精母細胞,圖2是該生物的5個精細胞。圖2中可能來自同一個次級精母細胞的是(　　)。
A.①和②　　　　　　　　 B.②和④
C.③和⑤　　　　　　　　 D.①和④
【答案】　B
【解析】　若未發生染色體互換,則一個次級精母細胞產生的精細胞是一樣的;若發生了染色體互換,則一個次級精母細胞產生的精細胞基本一樣。圖2中,②和④基本一樣,①和③基本一樣,①②可能是在聯會時非姐妹染色單體間發生互換導致的。
對點練1　(不定項)下圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產生的精細胞。試根據細胞內染色體的組合分析,在不考慮互換和基因突變的情況下,下列相關敘述不正確的是(　　)。
A.上述精細胞至少來自4個精原細胞
B.⑤⑧可能來自同一個精原細胞
C.上述精細胞至少來自4個次級精母細胞
D.①⑦可能來自同一個精原細胞
【答案】　CD
【解析】　一個初級精母細胞能產生2種基因型不同的次級精母細胞,一個次級精母細胞能產生2個基因型相同的精細胞,因此每個精原細胞會產生4個精細胞,2種類型。圖中①④、②⑥、③⑦、⑤⑧可能分別來自同一個精原細胞,因此上述精細胞至少來自4個精原細胞,A、B正確;一個次級精母細胞能產生2個基因型相同的精細胞,圖中8個精細胞的基因型各不相同,至少來自8個次級精母細胞,C不正確;據分析可知,①⑦不可能來自同一個精原細胞,D不正確。
任務2　探究受精作用
活動2　根據課本P27,分析受精作用過程,明確受精作用的意義
1.下圖表示生物體的有性生殖過程,據圖回答下列問題:
(1)減數分裂結果分析:經減數分裂形成的生殖細胞(精子或卵細胞)的染色體數目比原始生殖細胞的　　　　。圖中配子的染色體數目只有體細胞的　　　　,并且沒有　　　　染色體。?
提示　減少一半　一半　同源
(2)受精作用結果分析:經受精作用形成的受精卵中的染色體一半來自　　　　　　(父方),一半來自　　　　　　(母方)。圖中受精卵的染色體數恢復為　　　　　　染色體數,且出現　　　　　　染色體。?
提示　精子　卵細胞　體細胞　同源
2.同種生物精子和卵細胞相互識別的物質基礎是什么?精子與卵細胞的識別、融合體現了細胞膜的哪一功能?該過程依賴于細胞膜的什么特點?
提示　相互識別的物質基礎是精子和卵細胞膜上的蛋白質。精子與卵細胞的識別、融合體現了細胞膜進行細胞間信息交流的功能。該過程依賴于細胞膜的流動性。
3.受精卵中的遺傳物質一半來自精子,一半來自卵細胞嗎?
提示　受精卵中的遺傳物質并非一半來自精子,一半來自卵細胞。受精卵的細胞核中的遺傳物質一半來自精子,一半來自卵細胞;細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞。
4.受精作用的實質是什么?受精作用有什么意義?
提示　實質是精子的細胞核和卵細胞的細胞核融合。減數分裂和受精作用保證了每種生物前后代染色體數目的恒定,使同一雙親的后代呈現多樣性,對于生物的遺傳和變異都是十分重要的。
例2　下列對高等動物通過減數分裂形成的雌雄配子以及受精作用的敘述,正確的是(　　)。
A.每個卵細胞繼承了初級卵母細胞1/4的細胞質
B.進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質
C.整個精子進入卵細胞內,完成受精作用
D.雌雄配子彼此結合的機會相等,因為它們的數量相等
【答案】　B
【解析】　形成卵細胞時,減數分裂后期細胞質不均等分裂,A錯誤;受精時,通常是精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面,受精的完成體現在精子的細胞核與卵細胞的細胞核融合,C錯誤;對于高等動物來說,雄配子的數量遠多于雌配子,D錯誤。
【誤區警示】　　明確受精作用的兩個細胞學基礎和一個誤區
1.兩個細胞學基礎
(1)細胞膜進行細胞間信息交流的功能——不同物種的精子與卵細胞不識別。
(2)細胞膜的結構特點——具有流動性。精子與卵細胞融合為一個受精卵,首先要發生細胞膜的融合。
2.一個誤區:受精卵中的遺傳物質并非一半來自父方,一半來自母方。因為受精卵的細胞質DNA幾乎全部來自母方,這也是母系遺傳的細胞學基礎。
對點練2　受精作用是指精子和卵細胞融合形成受精卵的過程。下列關于受精作用的說法,錯誤的是(　　)。
A.精子和卵細胞的相互識別與細胞膜上的糖蛋白有關
B.在受精時精子的頭部進入卵細胞中,尾部留在外面
C.一個卵細胞可以同時與多個精子受精
D.受精卵中染色體數目與本物種體細胞中染色體數目相同
【答案】　C
【解析】　一個卵細胞只能與一個精子受精,C錯誤。
素能提升　探討有性生殖的意義(科學思維能力)
1.每一種生物在繁衍過程中,既保持遺傳的穩定性,又表現出遺傳的多樣性,試從配子形成和受精作用兩個方面,分別對遺傳的穩定性與多樣性的原因進行綜合概括,并用簡練的語言表述出來(填寫在下表空格中)。
項目
遺傳穩定性
遺傳多樣性
配子形成
受精作用
　　提示　
項目
遺傳穩定性
遺傳多樣性
配子形成
減數分裂形成的配子中染色體數目減半;而且每個配子中的染色體是一整套非同源染色體的組合
在減數分裂過程中,聯會時非姐妹染色單體間的互換,減數分裂Ⅰ后期非同源染色體的自由組合,都導致了配子中染色體組合的多樣性
受精作用
卵細胞和精子的結合,使受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞的數目,生物體的性狀是由染色體上的遺傳物質控制的,因此,染色體數目的恒定維持了遺傳的穩定性
卵細胞和精子的隨機結合,進一步增加了受精卵中染色體組合的多樣性,因而增加了遺傳的多樣性
2.有性生殖的后代呈現多樣性,這有什么意義?
提示　遺傳信息儲存在染色體中,有性生殖的后代具有多樣性(可遺傳的變異),增加了生物在面對多變的自然環境時生存和繁衍的機會,有利于生物在自然選擇中進化,體現了有性生殖的優越性。
例3　(不定項)減數分裂產生的配子中,染色體組合具有多樣性,主要取決于(　　)。
A.同源染色體的復制
B.同源染色體的聯會和分離
C.同源染色體的非姐妹染色單體的對應片段發生互換
D.非同源染色體的自由組合
【答案】　CD
【解析】　減數分裂過程中,聯會時同源染色體的非姐妹染色單體的對應片段發生互換和減數分裂Ⅰ后期非同源染色體的自由組合都會導致配子中染色體組合的多樣性。
對點練3　(改編)下列對“一母生九子,九子各不同”現象的分析,正確的是(　　)。
A.父親體內不同的精原細胞中基因型有差別,因此會產生不同基因型的精子
B.同源染色體的分離是造成配子多樣性的原因之一
C.同源染色體的姐妹染色單體間的互換是造成配子多樣性的原因之一
D.受精時卵細胞和精子的隨機結合是九子各不同的原因之一
【答案】　D
【解析】　父親體內不同的精原細胞中基因型沒有差別,A錯誤;減數分裂Ⅰ后期非同源染色體的自由組合是造成配子多樣性的原因之一,B錯誤;減數分裂Ⅰ前期,同源染色體的非姐妹染色單體間的互換是造成配子多樣性的原因之一,C錯誤;受精時卵細胞和精子的隨機結合是九子各不同的原因之一,D正確。
【隨堂檢測】
課堂小結
課堂小測
判斷正誤。
(1)受精作用的實質是精子的細胞核和卵細胞的細胞核互相融合。(√)
(2)受精卵中的遺傳物質一半來自父方,一半來自母方。(×)
(3)一個卵細胞一般只能與一個精子結合,形成受精卵。(√)
(4)受精作用可以體現細胞膜具有流動性。 (√)

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