資源簡介

第2章　基因和染色體的關系
第1節　減數分裂和受精作用
第3課時　受精作用
（一）基礎鞏固　
1.學習“減數分裂和受精作用”的內容后,某同學形成以下認識。請幫他判斷下列認識錯誤的是(　　)
A.受精過程依賴精、卵細胞表面信號與受體的識別
B.細胞中的遺傳物質一半來自父方,一半來自母方
C.人體細胞內,不是每對同源染色體的大小都相同
D.不同個體的染色體組合不同,造就生命的獨一無二
解析:受精過程依賴精、卵細胞表面信號與受體的識別完成信息交流,并借助膜的流動性完成融合過程,A項正確;受精后形成的受精卵內染色體一半來自父方,一半來自母方,但細胞質內的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞,因此受精卵內遺傳物質來自母方的要多于父方,B項錯誤;人體細胞內,不是每對同源染色體的大小都相同,如X染色體和Y染色體形態、大小不同,是一對特殊的同源染色體,C項正確;由于減數分裂時同源染色體分離,非同源染色體自由組合,因此不同精子和不同卵細胞內的染色體組合一般不同,受精后形成的不同受精卵內的染色體組合不同,不同個體的染色體組合不同,造就生命的獨一無二,D項正確。
答案:B
2.下列有關減數分裂的說法,錯誤的是(　　)
A.同一個生物體在不同時刻產生的精子或卵細胞,染色體數目一般是相同的
B.同一個生物體在不同時刻產生的精子或卵細胞,染色體組成一般是不同的
C.同一精原細胞減數分裂一般形成4個精細胞,變形后成為4個相同的精子
D.同一卵原細胞減數分裂一般形成4個子細胞,有一個體積較大的是卵細胞
解析:同一生物體的染色體數目恒定,所以在不同時刻產生的精子或卵細胞染色體數目一般是相同的,A項正確;由于減數分裂時非同源染色體自由組合,所以同一個生物體在不同時刻產生的精子或卵細胞,染色體組成一般是不相同的,B項正確;同一精原細胞經減數分裂一般形成4個精細胞,變形后成為4個精子,共2種類型,C項錯誤;同一卵原細胞經減數分裂一般形成4個子細胞,有一個體積較大的是卵細胞,3個極體退化消失,D項正確。
答案:C
3.下圖為某初級卵母細胞的分裂圖像,該細胞正常分裂后產生的卵細胞類型有(　　)
A.1種 B.2種 C.4種 D.8種
解析:由圖可知,該初級卵母細胞中發生了交叉互換,因為1個初級卵母細胞只能產生1個卵細胞,所以只有1種基因型。
答案:A
4.高等動物進行有性生殖的3個生理過程如下圖所示,則圖中①②③分別為 (　　)
A.有絲分裂、減數分裂、受精作用 B.受精作用、減數分裂、有絲分裂
C.有絲分裂、受精作用、減數分裂 D.減數分裂、受精作用、有絲分裂
解析:根據題意和圖示分析可知,圖中①是精子和卵細胞結合形成受精卵,屬于受精作用;成熟的生物體通過減數分裂產生精子和卵細胞;生物的個體發育從受精卵開始,經有絲分裂形成多細胞個體。所以題圖中①②③分別為受精作用、減數分裂、有絲分裂。
答案:B
5.下圖表示某植物體的生殖和發育過程,請分析回答下列問題。
(1)Ⅰ、Ⅱ表示受精卵通過細胞的　　　　分裂、細胞　　　　及細胞生長,發育成植物體的過程。
(2)精子和卵細胞的染色體數目是該物種體細胞染色體數目的　　　　,這是因為它們的形成過程經過了　　　　分裂。
(3)Ⅳ表示　　　　作用,其結果是使受精卵的染色體數目與該物種體細胞染色體數目　　　　。
答案:(1)有絲　分化　(2)一半　減數　(3)受精　相同
(二)拓展提高
6.圖1表示某動物體內一個正在進行減數分裂的細胞;圖2和圖3分別表示該動物細胞減數分裂、受精作用及胚胎發育過程中每個細胞中染色單體數、染色體數/核DNA數的變化。下列說法錯誤的是(　　)
圖1 圖2 圖3
A.圖1所示細胞分別處于圖2和圖3的de段和cd段
B.基因的自由組合分別發生于圖2和圖3的bc段
C.圖2中fg段與圖3中fg段相對應
D.受精作用過程分別發生于圖2和圖3的de 段和cd段
解析:圖1中細胞不含同源染色體,且著絲粒分裂,處于減數分裂Ⅱ后期,此時染色單體數為0以及染色體數∶核DNA數=1∶1,分別處于圖2和圖3的de段和cd段,A項正確;基因的自由組合發生在減數分裂Ⅰ后期,此時每條染色體含有2個DNA分子,染色單體數為4n以及染色體數∶核DNA數=1∶2,分別發生于圖2和圖3的bc段,B項正確;分析圖可知,圖2中fg段表示有絲分裂前期、中期,與圖3中ef段對應,圖3中fg段表示有絲分裂后期和末期,C項錯誤;受精作用過程發生在減數分裂之后,分別發生于圖2和圖3的de段和cd段,D項正確。
答案:C
7.科學家在某種魚中發現了“孤雄生殖”現象。關于這種魚的“孤雄生殖”,科學家提出了如下圖中A、B、C三種可能的發生途徑,甲、乙、丙分別代表這三種途徑所得到的“孤雄生殖”后代的體細胞。下列相關敘述中,正確的是 (　　)
A.甲、乙、丙中均只含有父方的遺傳物質
B.圖中的異常精子是由于親代減數分裂Ⅰ或減數分裂Ⅱ異常而形成的
C.圖中丙細胞中兩條染色體上的基因不可能完全相同
D.甲細胞形成的過程中曾發生減數分裂異常
解析:甲、乙、丙細胞質中的遺傳物質均來自母方,細胞核中的遺傳物質均來自父方,A項錯誤;圖中“含有兩個染色體組的精子”可能是減數分裂Ⅰ異常(同源染色體未分離)形成的,也可能是減數分裂Ⅱ異常(姐妹染色單體移向同一極)形成的,B項正確;若C途徑的精子來自同一次級精母細胞,不考慮突變和交叉互換的話,丙細胞中兩條染色體上的基因完全相同,C項錯誤;無核的卵細胞和精子結合形成受精卵,受精卵中只含一個染色體組,經過有絲分裂得到甲,甲含兩個染色體組,因此甲細胞形成的過程中曾發生有絲分裂異常,D項錯誤。
答案:B
8.下面是某雄性動物(2n=4)在生殖和發育過程中的相關圖示。圖Ⅰ是減數分裂過程簡圖,圖Ⅱ、圖Ⅲ是某同學畫的不同時期細胞分裂圖像和細胞染色體數目的變化曲線,請據圖回答下列問題。
　　 甲 乙 丙
　　Ⅰ　　　　　　　　　 Ⅱ Ⅲ
(1)圖Ⅰ中的②過程產生的細胞名稱是　　　　　　　,圖Ⅱ中的　　　　細胞處在該過程中。
(2)圖Ⅱ中的乙細胞處于圖Ⅲ中的　　　(填序號)階段,其分裂產生的子細胞是圖Ⅰ中的　　　　(填細胞名稱)。
(3)圖Ⅲ中,曲線③階段形成的原因是　　　　　　;曲線　　　　(填序號)階段的細胞內不存在同源染色體。
(4)圖Ⅱ甲中有兩處錯誤,請指出錯誤之處:　　　　　、　　　　　　　。
(5)圖 Ⅳ 所示為該種生物的一個精細胞,根據染色體的類型和數目,判斷圖Ⅴ中與其來自同一個次級精母細胞的是　　　　(填序號)。
① ② ③ ④
Ⅳ Ⅴ
解析:(1)圖Ⅰ中的②過程表示減數分裂Ⅰ,產生的子細胞叫次級精母細胞,圖Ⅱ中的丙細胞內同源染色體分離、非同源染色體自由組合,表示減數分裂Ⅰ后期。(2)圖Ⅱ中,乙細胞中存在同源染色體和染色單體,而且著絲粒排列在赤道板上,處于有絲分裂的中期;乙細胞處于圖Ⅲ中的⑤階段,其分裂產生的子細胞仍為體細胞,相當于圖Ⅰ中的精原細胞。(3)圖Ⅲ中,曲線②階段染色體數目減半,形成的原因是同源染色體分離后,細胞一分為二,染色體平均分配到2個子細胞中;曲線③階段染色體數目暫時加倍,形成的原因是著絲粒分裂,姐妹染色單體分開;細胞中不存在同源染色體的是減數分裂Ⅰ末期和減數分裂Ⅱ的細胞及產生的生殖細胞,即圖中的②③④。(4)由題意可知,該圖為雄性動物不同分裂時期的細胞,甲存在的錯誤是細胞質不均等分裂;如果表示減數分裂Ⅱ后期,則細胞中染色體數應只有4條,所以染色體數目錯誤。(5)分析圖Ⅳ可知,形成該細胞的過程中,同源染色體的非姐妹染色單體之間發生了交叉互換,因此圖Ⅳ與圖Ⅴ中的③可能是由同一個次級精母細胞形成的2個精細胞。
答案:(1)次級精母細胞　丙　(2)⑤　精原細胞　(3)著絲粒分裂(姐妹染色單體分開)　②③④　(4)細胞質不均等分裂　染色體數目錯誤　(5)③
探究實踐課: 建立減數分裂中染色體變化的模型
一、實驗目的
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。
二、實驗原理
減數分裂是進行有性生殖的生物,在產生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂。
減數分裂Ⅰ的主要特征:同源染色體配對——聯會;四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生纏繞,并交換相應的片段。
減數分裂Ⅱ的主要特征:染色體不再復制;每條染色體的著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,分別移向細胞的兩極。
三、材料用具
較大的白紙,鉛筆或彩筆,適于制作染色體的材料(如橡皮泥、扭扭棒、細樹枝、紙卷等)。
四、方法步驟
1.模擬減數分裂中染色體數目和主要行為的變化。
方法步驟 模擬時期
(1) 用兩種顏色的橡皮泥制作染色體,每種顏色分別制作兩條大小不同的染色體,每條染色體由兩條染色單體組成(注意:一種顏色的兩條染色體分別與另一種顏色的兩條染色體大小相同)。兩種顏色分別代表來自父方和母方 減數分裂前的間期
(2) ①在紙上畫一個足夠大的初級精母細胞的輪廓,能夠容納所制作的四條染色體。畫出中心體和紡錘體 ②將染色體放在畫好的細胞內,讓長度相同、顏色不同的兩條染色體配對,使著絲粒靠近 減數分裂Ⅰ前期
(3) 將兩對染色體橫向分別排列在細胞中央的赤道板兩側 減數分裂Ⅰ中期
(4) 雙手分別抓住并移動染色體的著絲粒,使兩種顏色的染色體分離,分別移向細胞的兩極 減數分裂Ⅰ后期
(5) 在兩極有染色體的部分畫出細胞輪廓,代表新細胞生成 減數分裂Ⅰ末期
(6) 在另一張紙上再畫兩個次級精母細胞的輪廓,并畫出中心體和紡錘體。將已經移到細胞兩極的染色體分別放到這兩個新細胞中 減數分裂Ⅱ前期
(7) 把新細胞中的染色體橫向排列在細胞中央的赤道板處 減數分裂Ⅱ中期
(8) 平均分開每條染色體上連接染色單體的小塊橡皮泥——相當于著絲粒分離。再將染色體分別拉向細胞的兩極 減數分裂Ⅱ后期
(9) 在兩極有染色體的部分畫出細胞輪廓,代表新細胞生成 減數分裂Ⅱ末期
2.模擬減數分裂中非同源染色體的自由組合。
(1)同方法步驟1中的(1)(2)。
(2)將兩對染色體橫向排列在赤道板處,注意,這次要在赤道板的每一側放兩條長度不同的染色體。
(3)繼續方法步驟1中的其他步驟,完成減數分裂全過程。
3.模擬減數分裂中四分體時期非姐妹染色單體間的互換。
(1)同方法步驟1中的(1)。
(2)①在紙上畫一個足夠大的初級精母細胞的輪廓,能夠容納所制作的四條染色體。畫出中心體和紡錘體。
②將染色體放在畫好的細胞內,讓長度相同、顏色不同的兩條染色體配對,使著絲粒靠近。
③將一對同源染色體的非姐妹染色單體部分交換。
(3)繼續方法步驟1中的其他步驟,完成減數分裂全過程。
4.表達與交流。
與其他小組交流建構模型的過程和結果,用語言和圖解說明減數分裂中染色體數目及主要行為的變化。如果條件允許,建議在計算機上制作減數分裂的動態模型。
實驗思考
1.本實驗思考。
(1)減數分裂過程中,同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合發生在什么時期 姐妹染色單體的交叉互換發生在什么時期 減數分裂中的“減數”發生在什么時期
提示:減數分裂Ⅰ后期;減數分裂Ⅰ前期;減數分裂Ⅰ末期。
(2)如果1個精原細胞只有2對同源染色體,則該細胞進行減數分裂將產生幾種精細胞 該細胞所在的生物體可產生幾種精細胞
提示:2種;4種。
(3)以精原細胞為例,描述減數分裂過程中染色體的數目和主要行為的變化,分析其意義。
提示:染色體數目變化如圖:
在減數分裂Ⅰ中出現了同源染色體聯會、四分體形成、非姐妹染色單體之間交叉互換、同源染色體分離,使得細胞兩極各有一整套非同源染色體,從而使形成的次級精母細胞中染色體數目減少為初級精母細胞的一半等行為。
上述過程可使配子中染色體數目減半。這樣再通過以后發生的兩性配子結合成合子的受精作用,就能維持生物前后代體細胞染色體數目的恒定,從而保證遺傳的穩定性。上述過程還可以使經過減數分裂產生的配子類型多樣,從而增加了生物的變異,增強了生物適應環境的能力,有利于生物的進化。
(4)根據以上3個模型,說說減數分裂產生多種配子的原因。
提示:減數分裂過程中,非同源染色體的自由組合和四分體中非姐妹染色單體之間的交叉互換,使減數分裂可以產生多種配子。
2.延伸思考。
若1個初級精母細胞的1對同源染色體之間發生部分姐妹染色單體交叉互換,那么該細胞經減數分裂可產生幾種精細胞
提示:4種。
歸納提升
配子中染色體組合多樣性的原因
(1)減數分裂Ⅰ的后期,非同源染色體自由組合,導致減數分裂產生的配子中染色體組合具有多樣性。
(2)四分體中非姐妹染色單體之間的交叉互換,導致減數分裂產生的配子中染色體組合具有多樣性。
實戰演練
下列關于“建立減數分裂中染色體變化的模型”活動的敘述,正確的是
(　　)
A.用鐵絲把顏色和長度相同的2條橡皮泥扎起來代表配對完成的一對同源
染色體
B.模擬過程中被拉向兩極的染色體可能含有染色單體
C.模擬過程中一共畫了2個紡錘體
D.模擬含有3對同源染色體的細胞的減數分裂過程需要3種不同顏色的橡
皮泥
解析:“建立減數分裂中染色體變化的模型”活動中,用鐵絲把顏色和長度相同的2條橡皮泥扎起來代表1條含有2個染色單體的染色體,A項錯誤;模擬過程中被拉向兩極的染色體可能含有染色單體,如減數分裂Ⅰ后期的染色體含有染色單體,B項正確;模擬過程中一共畫了3個紡錘體,C項錯誤;模擬含有3對同源染色體的細胞的減數分裂過程需要2種不同顏色的橡皮泥,D項錯誤。
答案:B
2.通過建立減數分裂過程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。下列關于“建立減數分裂過程中染色體變化的模型”的敘述,錯誤的是 (　　)
A.需要先在紙上畫出中心體和紡錘體
B.兩種顏色的橡皮泥,分別代表父方和母方的染色體
C.讓長度不同、顏色相同的兩條染色體配對,使著絲粒靠近
D.模擬非同源染色體的自由組合時,至少需要兩對染色體
解析:建立減數分裂過程中染色體數目和行為變化的模型時,需要先在紙上畫出細胞的輪廓、中心體和紡錘體,代表正在減數分裂的細胞,A項正確;同源染色體是指形態、大小一般都相同,一條來自父方,一條來自母方,且在減數第一次分裂過程中能兩兩配對(即聯會)的一對染色體,可以讓長度相同、顏色不同的兩條染色體配對,也可以用兩種顏色的橡皮泥,分別代表父方和母方的染色體,B項正確、C項錯誤;精原細胞經減數分裂Ⅰ同源染色體分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合,故模擬非同源染色體自由組合時,至少需要兩對染色體,D項正確。
答案:C
3.下列能準確表示染色體之間交叉互換的是 (　　)
A B C D
解析:由題意可知,應是同源染色體的非姐妹染色單體之間進行交叉互換,即等位基因發生了互換。
答案:B
4.下列能表示某動物細胞(2n=4)減數分裂Ⅱ結束時形成的細胞的是 (　　)
A B C D
解析:A圖表示減數分裂Ⅰ前期,同源染色體正在聯會,A項錯誤;B圖表示某動物細胞(2n=4)減數分裂Ⅱ結束時形成的細胞,即生殖細胞,B項正確;C圖表示某動物細胞(2n=4)的體細胞,或者有絲分裂末期形成的子細胞,C項錯誤;D圖表示減數分裂Ⅱ中期,D項錯誤。
答案:B
5.圖甲是模擬細胞分裂的圖像,圖乙所示是一個處于某種分裂狀態的細胞,據圖回答下列問題。
甲 乙
(1)圖甲A細胞經　 分裂形成B細胞,B細胞處在　　　　　期。
(2)圖甲A細胞經 分裂形成D細胞,D細胞處在　　　　　期。
(3)圖甲E細胞處在　 　期,細胞中的2條染色體的關系是　　　。
(4)圖乙細胞在形成配子時,非同源染色體有　　　 　種組合的可能性。而一個這樣的初級精母細胞,最后實際只能產生　　 　　種配子。該細胞內的染色體發生交叉互換時,a可能與　　　 　發生片段交換,增加配子種類的多樣性。
解析:(1)由分析可知,B細胞處在減數分裂Ⅱ后期,A細胞經減數分裂形成B細胞。(2)由分析可知,D細胞處在有絲分裂中期,A細胞經有絲分裂形成D細胞。(3)由分析可知,E細胞處在減數分裂Ⅱ中期。細胞中無同源染色體,2條染色體的關系是互為非同源染色體。(4)圖乙細胞含有2對同源染色體,在形成配子時,非同源染色體有4種組合的可能性。1個初級精母細胞能形成4個(2種)精子。同源染色體的非姐妹染色單體之間才會發生交叉互換,a與 b(b')互為同源染色體的非姐妹染色單體,可發生片段交換,增加配子種類的多樣性。
答案:(1)減數　減數分裂Ⅱ后 (2)有絲　有絲分裂中 (3)減數分裂Ⅱ中　互為非同源染色體 (4)4　2　b或b'(共24張PPT)
第2章　基因和染色體的關系
鋪墊知識
如果精子和卵細胞也像體細胞那樣,都具有成對的染色體,那么,當精子和卵細胞結合為 時,染色體數就會翻一番。然而事實并非如此,以人來說,雖然代代相傳,但是每個正常人的體細胞中都只有 對染色體,基因的數目也不變。
受精卵
23
合作探究
精(卵)原細胞個數 配子個數 配子實際種類
1個精原細胞 4 2種,表現為兩兩相同
1個卵原細胞 1 1種
m個精原細胞 4m 2n
m個卵原細胞 m 2n
點撥提升
典例研析
合作探究
點撥提升
典例研析
課堂建構
2門世2有
3厚
卵細胞
精子
受精作用
(n)
AB
(n)
受精卵
數分裂
(2n)
AaBb
有絲分裂
減數分裂
有絲分裂
有絲分裂
卵原細胞
♀生物體o
精原細胞
AaBb
(2n)
(2n)
(2n)
AaBb

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