学年浙科版生物必修二新素养同步学案第二章 第一节 第2课时 精子与卵细胞的产生和受精 减数.docx
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学年浙科版生物必修二新素养同步学案第二章第一节第2课时精子与卵细胞的产生和受精减数
第2课时 精子与卵细胞的产生和受精 减数分裂的意义
1.概述精子和卵细胞的产生和受精。
2.阐明减数分裂的意义。
3.比较减数分裂与有丝分裂的异同。
[学生用书P25]
一、精子与卵细胞的产生和受精
1．精子与卵细胞的产生（以哺乳类动物为例）
（1）精子的产生过程
①产生场所：
哺乳动物的睾丸。
②产生过程（设体细胞染色体数目为2n）
细胞名称
所处时期
细胞个数
每个细胞内染色体数目
精原细胞
间期未复制前
1
2n
初级精母细胞
减数第一次分裂
1
2n
次级精母细胞
减数第二次分裂
2
n（后期为2n）
精细胞
减数分裂后
4
n
精子
变形后
4
n
③精原细胞增殖进行有丝分裂，精原细胞进行减数分裂产生精子。
（2）卵细胞的产生过程
2．受精
（1）概念：
精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。
（2）染色体数目变化：
恢复到原来体细胞的染色体数目。
（3）精子和卵细胞识别的物质基础是糖蛋白。
二、减数分裂及受精作用的意义
1．保持生物染色体数目的恒定和遗传性状的相对稳定。
2．为生物的变异提供可能，有利于生物对环境的适应和进化。
判断下列叙述是否正确。
（1）卵细胞的形成场所是卵巢（√）
（2）初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的（×）
（3）卵细胞和精子的形成过程都需要变形（×）
（4）卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的（√）
（5）一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子（×）
精子与卵细胞的产生[学生用书P26]
1．精子与卵细胞的产生过程
（1）精子的形成
（2）卵细胞的形成
2．精子和卵细胞形成过程的比较
比较项目
不同点
相同点
精子的形成
卵细胞的形成
产生部位
动物睾丸
动物卵巢
①染色体复制；
②配对、四分体、交叉互换（可能发生）；
③同源染色体分离；
④子细胞染色体数目减半
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
第一次分裂
1个精原细胞
↓
1个初级精母细胞
↓
2个次级精母细胞
第二次分裂
2个次级精母细胞
↓
4个精细胞
①着丝粒分裂，染色单体分开；
②子细胞中染色体数目不变
有无变形
变形
不变形
1．下列选项中，不属于精子形成过程的是（ ）
解析：
选C。
卵细胞与精子的产生过程基本相同，它们的不同点主要集中在产生部位、分裂后形成的生殖细胞的数量、细胞质的分配特点及其是否变形等。
卵细胞形成过程的两次分裂的后期细胞质不均等分配。
2．下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是（ ）
A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞
B．①②中均含两对同源染色体
C．①能产生4种类型的生殖细胞
D．②能产生1种类型的生殖细胞
解析：
选D。
由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，①是初级精母细胞，正处于后期Ⅰ，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种（4个）生殖细胞（精细胞）；②是次级卵母细胞，正处于后期Ⅱ，不含同源染色体，只能产生1种（1个）生殖细胞（卵细胞）。
卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法
受精与减数分裂的意义[学生用书P27]
1．配子的组合方式及种类
（1）自由组合
含n对同源染色体的精（卵）原细胞形成的配子
精（卵）原细胞个数
配子个数
配子种类
1个精原细胞
4
2种（多种情况）
1个卵原细胞
1
1种（多种情况）
1个雄性个体
2n种
1个雌性个体
2n种
（2）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种类会大于2n种。
2．减数分裂和受精作用过程图
（1）受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。
染色体A与a（B与b）是同源染色体，由于来自不同的亲本所以颜色不同。
（2）减数分裂与受精作用的变化曲线——核DNA含量的变化
①图中aj段表示的是减数分裂过程，fj表示减数第二次分裂的过程。
②k点表示正在进行受精作用。
③kp段表示受精卵的有丝分裂。
3．减数分裂与受精作用的意义
（1）使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
①减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。
②受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的。
（2）对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异都具有重要的意义。
减数分裂使生殖细胞（配子）中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。
突破1 配子组合的多样性及种类
3．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：
选D。
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，所以上述细胞至少来自4个精原细胞，8个次级精母细胞；图中任何两个子细胞的染色体组合成为AaCcDd都有可能来自同一精原细胞，如⑤与⑧、③与⑦。
4.
如图表示某动物的精原细胞，该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。
则由该细胞形成的精子染色体的类型可能是下列的（ ）
解析：
选B。
细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换，则一个精原细胞通过减数分裂过程中的连续两次细胞分裂后，会产生四个染色体各不相同的精子，选项C中的四个精子染色体没有发生互换；选项A、D中互换的染色体找不到互换部分的来源。
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’”。
突破2 受精及减数分裂
5．如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析不正确的是（ ）
A．a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂
B．L→M所示过程与细胞膜的流动性有关
C．GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的
D．MN段发生了核DNA含量的加倍
解析：
选C。
a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂。
L→M所示过程表示受精作用，与细胞膜的流动性有关。
GH段细胞中含有的染色体数是OP段的一半。
MN段包括有丝分裂间期、前期和中期，所以发生了核DNA含量的加倍。
细胞分裂图像的判断[学生用书P28]
1．三个前期图的判断
（1）判断步骤
（2）结果：
A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期。
2．三个中期图的判断
（1）判断步骤
（2）结果：
A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。
3．三个后期图的判断
（1）判断步骤
（2）结果：
A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期，C为减数第一次分裂后期。
6．如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。
下列说法正确的是（ ）
（1）具有同源染色体的细胞有①②③
（2）动物睾丸中可能同时出现以上细胞
（3）③所示的细胞中有2个四分体
（4）进行有丝分裂的细胞为①和③
（5）④中发生了等位基因的分离
A．
（1）
（2）（5） B．
（2）（4）（5）
C．
（1）（3）（4）D．
（1）
（2）（4）
解析：
选D。
判断同源染色体看形态、大小和来源，①②③都有同源染色体，因此
（1）正确；四个细胞中①③进行有丝分裂，②④进行减数分裂，可在雄性动物的生殖器官中同时出现，
（2）（4）正确；③所示细胞进行有丝分裂，没有四分体的存在，（3）错误；④中不含同源染色体，因此不含有等位基因，（5）错误。
7．如图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色体
B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现非姐妹染色单体交叉互换的是乙
D．丙的子细胞是精细胞
解析：
选C。
图甲处于有丝分裂中期，具有同源染色体，不出现非姐妹染色单体交叉互换；图乙处于减数第一次分裂，有同源染色体，可出现非姐妹染色单体交叉互换；图丙无同源染色体，且细胞质不均等分裂，是次级卵母细胞，子细胞为卵细胞和极体；由图丙推知，该生物为雌性动物，卵巢中可能出现这三种细胞。
三看法判定细胞分裂的图像
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1.精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精子。
2.卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。
3.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。
4.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。
5.受精作用的实质是细胞核的融合。
[随堂检测][学生用书P29]
1．（2016·浙江4月选考）两种高等动物减数分裂不同时期细胞的示意图如下，其中3个来自同种生物，则来自另一种生物的是（ ）
解析：
选D。
A项、C项的细胞处于减数第二次分裂后期，B项的细胞处于减数第一次分裂后期，根据细胞中的染色体的形态特征知这3个细胞来自同种雌性生物，B项细胞是初级卵母细胞，A项、C项细胞均是第一极体；D项细胞中染色体形态与前三项不同，应来自于另一种雌性动物，是次级卵母细胞。
2．（2019·浙江6月学考）图①～④表示人类精子产生过程中染色体的部分行为。
下列叙述错误的是（ ）
A．图中各行为出现的先后顺序是①③②④
B．图①中的交叉现象在精子产生过程中常有发生
C．图③所示行为发生的同时，非同源染色体自由组合
D．发生图④所示行为的细胞是初级精母细胞
答案：
D
3．下列来自同一生物体的4个细胞示意图中，属于次级精母细胞的是（ ）
解析：
选D。
A图中同源染色体上下相对，排列在赤道面上，为减数第一次分裂中期，是初级精母细胞；B图中含同源染色体，不含染色单体，为精原细胞；C图中不含同源染色体，也不含染色单体，为减数分裂结束形成的精细胞；D图中不含同源染色体，但含染色单体，是次级精母细胞。
4．某基因型为AaBb的雄性动物，其精原细胞形成精细胞过程中某个时期的示意图如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．该细胞是次级精母细胞
B．细胞中有1个四分体、4条染色体
C．该细胞分裂后最终形成2种类型的精细胞
D．细胞中A与A、A与a分别在MⅠ、MⅡ期分离
解析：
选C。
该图中出现配对现象，为初级精母细胞，A错误；细胞中有2个四分体，4条染色体，B错误；该细胞最终分裂成4个精细胞，有两种类型，为AB、ab或Ab、aB，C正确；细胞中AA分开在减数第二次分裂后期，A和a分开在减数第一次分裂后期，D错误。
5．图甲表示某高等动物在进行细胞分裂时的图像，图乙为某种生物的细胞内染色体及核DNA相对含量变化的曲线图。
根据此曲线和图示回答下列问题：
（1）图甲中A处于________期，细胞中有________条染色体；B处于____________期，此细胞的名称是__________；C细胞分裂后得到的子细胞为____________________________________。
（2）图甲中B细胞对应图乙中的区间是________。
（3）图乙中细胞内含有染色单体的区间是________和9～11，不含同源染色体的区间是________。
（4）若图乙中该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞在6～7时期染色体数目为________条。
解析：
（1）图甲中A中含有同源染色体，但未发生配对，其着丝粒已分裂，故应为有丝分裂后期，此时细胞中含有8条染色体；图甲中B中含有同源染色体，其正在发生同源染色体的分离，故应为减数第一次分裂后期，由于细胞质不均等分配，则该细胞为初级卵母细胞；图甲中C中无同源染色体，着丝粒分裂，故应为减数第二次分裂后期，其细胞质不均等分配，则该细胞为次级卵母细胞，其子细胞为卵细胞和（第二）极体。
（2）B细胞为初级卵母细胞，处于减数第一次分裂后期，应对应图乙中的3～4段。
（3）染色单体随染色体复制而形成，着丝粒分裂而消失。
图乙中0～7段为减数分裂，减数分裂过程中着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期，结合曲线可知1～6段含有染色单体；不含同源染色体，对应曲线中的5～8段。
（4）曲线6～7段对应减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体加倍，此时与体细胞染色体数目相同，为20条。
答案：
（1）有丝分裂后 8 减数第一次分裂后 初级卵母细胞 卵细胞和（第二）极体
（2）3～4 （3）1～6 5～8 （4）20
[课时作业][学生用书P99（单独成册）]
一、选择题
1．在初级精母细胞中不可能出现的染色体行为是（ ）
A．配对 B．交叉互换
C．同源染色体分离D．着丝粒分裂
解析：
选D。
着丝粒分裂属于次级精母细胞中的染色体行为。
2．下列细胞中可能存在四分体的是（ ）
A．精原细胞B．第一极体
C．初级卵母细胞D．受精卵
解析：
选C。
存在四分体的时期为减数第一次分裂前期。
精原细胞和受精卵相当于体细胞，不存在同源染色体配对现象，也就没有四分体。
第一极体中同源染色体已分离，没有同源染色体，也就没有四分体。
3.
如图表示正在进行减数分裂的某动物细胞，则该细胞是（ ）
A．初级精母细胞
B．初级卵母细胞
C．次级卵母细胞
D．次级精母细胞
解析：
选B。
题图正在进行减数分裂的细胞中含有同源染色体，每条染色体含有姐妹染色单体，处于减数第一次分裂时期；胞质不均等分裂，表明是雌性生殖细胞；综合判断属于初级卵母细胞。
4．果蝇的精细胞中有4条染色体，其初级精母细胞中的染色单体和四分体数目分别是（ ）
A．4和4B．8和4
C．8和8D．16和4
解析：
选D。
果蝇有8条染色体，在初级精母细胞中由于每条染色体含有两条姐妹染色单体，所以共有16条染色单体。
四对同源染色体两两配对，故形成4个四分体。
5．10个初级卵母细胞和5个初级精母细胞如果全部发育成熟，受精后最多能产生的新个体的数目是（ ）
A．5个B．10个
C．15D．20个
解析：
选B。
1个初级卵母细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞，则10个初级卵母细胞经减数分裂能产生10个卵细胞；1个初级精母细胞经减数分裂可形成4个精子，则5个初级精母细胞经减数分裂能形成20个精子。
一个精子和一个卵细胞结合形成一个受精卵，故10个卵细胞和20个精子最多能形成10个受精卵，即最多能产生10个新个体。
6．以下是来自同一生物体内、处于四个不同状态的细胞分裂图。
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．该生物的正常体细胞中含有16条染色体
B．①与③所示细胞中染色单体数相等
C．②和④所示过程都是产生体细胞的分裂
D．由④分析，该生物有可能是雄性个体
解析：
选D。
①中细胞移向同一极的有同源染色体，着丝粒分裂，是有丝分裂后期，此时有8条染色体，正常的体细胞中应该是4条染色体，故A错误；③中有同源染色体，着丝粒排列在赤道面上，是有丝分裂中期，有8条染色单体，①中不存在染色单体，故B错误；②中同源染色体排列在赤道面上，是减数第一次分裂中期，④中无同源染色体，着丝粒分裂，是减数第二次分裂后期，都是产生生殖细胞的过程，故C错误；④细胞质均等分裂，有可能是次级精母细胞，故D正确。
7．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．同源染色体的配对和分离
C．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．染色体着丝粒的分裂
解析：
选C。
减数分裂过程中，配对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成的多样性。
8．下图是某生物的五个精细胞。
最可能来自同一个次级精母细胞的是（ ）
A．①和②B．②和④
C．③和⑤D．①和④
解析：
选B。
一个次级精母细胞通过减数第二次分裂产生两个精细胞，减数第二次分裂过程分开的是姐妹染色单体，故不考虑交叉互换时，同一次级精母细胞所产生的两个精细胞染色体组成相同。
由图分析知，②和④染色体组成相同，故选B。
9．如图表示某种动物细胞生活周期中染色体数目的变化，据图判断，发生着丝粒分裂的区段有（ ）
A．AB和KLB．DE和JK
C．HI和JKD．EF和KL
解析：
选B。
由图中曲线可知，AB段表示减数第一次分裂前的间期和减数第一次分裂，CG段表示减数第二次分裂，HI段表示受精作用，IM段表示受精卵的有丝分裂。
着丝粒分裂发生在减数第二次分裂的后期（DE段）和有丝分裂后期（JK段）。
10．如图为三个处于不同分裂期细胞的示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．乙可能是处于有丝分裂后期的细胞
B．乙、丙两细胞不可能来自同一个体
C．甲、乙、丙三个细胞均含有四条染色体
D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
解析：
选A。
根据图示可知，甲细胞中无同源染色体及染色单体，处于减数第二次分裂的后期；乙细胞中有同源染色体，其处于有丝分裂的后期；丙细胞中同源染色体正在向两极移动，处于减数第一次分裂的后期，A项正确，D项错误；精巢和卵巢中的细胞既可以进行减数分裂也可以进行有丝分裂，因此乙、丙两细胞可能来自同一个体，B项错误；甲、丙两细胞中含有4条染色体，乙细胞中含有8条染色体，C项错误。
11．假定某动物体细胞染色体数目2N＝4，关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述，正确的是（ ）
A．图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B．②③④为减数分裂，分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C．④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期
D．②为减数第一次分裂四分体时期，④⑤染色体数目暂时加倍
解析：
选C。
②中出现了四分体，故该细胞处于减数第一次分裂前期；③中存在同源染色体，且染色体着丝粒排列在赤道面上，处于有丝分裂中期；④中发生分离的同源染色体含有姐妹染色单体，该细胞处于减数第一次分裂后期；⑤中着丝粒分裂，复制后的染色体分离，且含有同源染色体，处于有丝分裂后期；⑥中也发生了着丝粒的分裂，但没有同源染色体，处于减数第二次分裂后期。
12．如图所示为某高等生物细胞局部结构模式图。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．如果1代表Y染色体，则形成该细胞的场所是精巢
B．该生物细胞中，染色体最多有8条
C．要鉴定图中1的某成分，鉴定试剂可能是双缩脲试剂
D．该细胞中没有同源染色体的存在
解析：
选B。
如果1代表Y染色体，则该细胞为次级精母细胞，其形成的场所为精巢，A正确；该细胞（含有4条染色体）所含染色体数目是体细胞的一半，因此该生物体细胞含有8条染色体，在有丝分裂后期到达最大值，即16条，B错误；染色体主要由蛋白质和DNA组成，其中蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，C正确；该细胞中没有两条形态、大小相同的染色体，所以没有同源染色体，D正确。
二、非选择题
13．如图是某高等动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像。
请据图回答问题：
（1）上述分裂图中，每条染色体上只含一个DNA分子的是图________。
（2）在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图________。
（3）在上述图中，属于初级精母细胞的是图__________________________________。
（4）按照先后顺序把有关减数分裂的序号排列起来________________。
解析：
（1）每条染色体上只含一个DNA分子的是图⑤⑥⑦⑨，其他图中每条染色体上均含有两个DNA分子。
（2）由题图可知该动物正常体细胞中有4条染色体，图⑤细胞处于有丝分裂后期，细胞中有8条染色体。
（3）图①③⑧细胞分别处于减数第一次分裂的四分体时期、减数第一次分裂中期、减数第一次分裂后期，都是初级精母细胞。
（4）图中除了②⑤⑦是有丝分裂图像外，其余都是减数分裂图像，这些图像出现的先后顺序是①③⑧⑩④⑥⑨。
答案：
（1）⑤⑥⑦⑨
（2）⑤ （3）①③⑧ （4）①③⑧⑩④⑥⑨
14．如图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像，据图回答下列问题：
（1）图1中AB段形成的原因是______________，图1中CD段形成的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）对图2甲细胞分析可知，该细胞含有________条染色单体，该细胞处于________________分裂的________期，其产生的子细胞名称为________________________________。
（3）乙细胞含有________对同源染色体，________个DNA分子。
解析：
（1）染色单体的形成是由于DNA分子的复制，而染色单体的消失是由于着丝粒的分裂。
（2）甲细胞中有4条染色体，每条染色体上均含有2条姐妹染色单体，共8条染色单体；该细胞处于减数第一次分裂后期；该细胞由于细胞质不均等分裂应该是初级卵母细胞，经分裂后产生的是次级卵母细胞和第一极体。
（3）乙细胞中细胞属于减数第二次分裂中期，不含有同源染色体，每条染色体上含有2个DNA分子，共4个DNA分子。
答案：
（1）DNA复制 着丝粒分裂
（2）8 减数第一次 后 次级卵母细胞和第一极体
（3）0 4
15．正常人的体细胞中含有23对同源染色体，分别编号为1号～23号，在人类的遗传病中，有一种叫21三体综合征，也叫先天愚型，是一种常见的染色体异常遗传病，表现为智力低下，身体发育缓慢。
患儿常表现出特殊的面容：
眼间距宽，外眼角上斜，口常半张，舌常伸出口外，所以又叫做伸舌样痴呆。
对患者染色体进行检查，发现患者比正常人多了一条21号染色体。
据此回答下列问题：
（1）正常人产生的配子中染色体的组合类型共有______种，从理论上分析，一对夫妇所生的两个孩子（非同卵双胞胎）所含染色体组成完全相同的概率是________。
（2）请从减数分裂和受精作用的角度完善21三体综合征患者产生的可能原因。
有以下几种情况：
①异常精子（24条）和正常卵细胞（23条）结合形成的：
②正常精子（23条）和异常卵细胞（24条）结合形成的：
（3）若一个正常人与一个21三体综合征患者婚配，他们的后代发病率是________，原因是____________________
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