受精作用教学案.docx

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受精作用教学案

2.1.2受精作用教学案

人教版必修二生物

第2课时受精作用

一、配子中染色体组合的多样性

在减数分裂过程中，配子中染色体组合的多样性：

．同源染色体分离的同时，非同源染色体表现为自由组合。

．同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体容易发生交叉互换。

二、受精作用

．定义：

卵细胞与精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

．过程

．结果：

受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。

．意义

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。

对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。

重点聚焦

．配子中染色体的组合为什么是多种多样的？

．什么是受精作用？

．受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？

[共研探究]

某生物体细胞中有n对同源染色体。

请分析作答：

．若该动物为雄性

该生物体的一个精原细胞在减数分裂过程中若发生交叉互换，则可以产生4种类型的精子。

在不发生交叉互换的情况下，此生物体可产生精原细胞的种类、次级精母细胞的种类、精子的种类分别是1、2n、2n。

．若该动物为雌性

一个卵原细胞在减数分裂过程中若发生交叉互换，则可以产生1种类型的卵细胞。

一个卵原细胞在减数分裂过程中若不发生交叉互换，则可以产生1种类型的卵细胞。

．从配子的形成分析，生物遗传的多样性的原因有

四分体时期，非姐妹染色单体间互换部分遗传物质。

减数次分裂后期，非同源染色体的自由组合。

[总结升华]

．减数分裂产生配子的种类

代表同源染色体n种配子，2n则可产生若是一个个体，

的对数或等位基因的对数。

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

一个雄性个体4种4种

一个卵原细胞4种1种

一个雌性个体4种4种

配子的判断方法

若两个精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。

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。

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。

[对点演练]

．图1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图2中的

解析：

选B细胞在减数分裂过程中发生同源染色体分离、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。

[共研探究]

结合教材P24～25，探讨下列问题：

．精细胞变形为蝌蚪状的精子，使细胞核内的染色体集中在头部，细长的尾部获得运动能力，利于受精。

．精卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白，相互融合体现了膜的流动性。

．受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，但不能认为父母双方各为后代提供一半的遗传物质，因为细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。

．受精作用的实质：

精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合的过程。

[总结升华]

．减数分裂与受精作用过程分析

减数分裂结果分析：

经减数分裂形成的生殖细胞的染色

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。

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、一半来自卵细胞。

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。

．曲线分析

细胞中核DNA含量变化曲线：

①ab段为减数次分裂前的间期，bc段为减数次分裂，cd段为减数第二次分裂，即ad段为减数分裂。

②e点表示正在进行受精作用。

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。

细胞中染色体数变化曲线：

①a表示减数次分裂前的间期及减数次分裂，b表示减数第二次分裂。

②c表示受精作用。

③d表示受精卵的有丝分裂。

【特别提醒】

受精卵是新个体的个细胞，其分裂是新个体发育的起点。

精子和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。

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。

[对点演练]

．判断正误

受精时，精子全部进入卵细胞中。

受精时，可发生多个精子与一个卵细胞结合的现象。

受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。

就有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定有重要作用。

答案：

×××√

．下列有关受精作用的叙述，错误的是

A．精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面

B．精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合

c．受精后，卵细胞的细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢

D．受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入

解析：

选c受精前，卵细胞代谢缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵迅速进行细胞分裂、分化，开始个体发育的过程。

1．维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是

A．遗传和变异

．无丝分裂和有丝分裂B

c．减数分裂和有丝分裂

D．减数分裂和受精作用

解析：

选D减数分裂产生的配子染色体数目减少一半，雌雄配子结合，完成受精作用，染色体数目恢复到体细胞的数目，因此，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代染色体数目恒定具有重要意义。

无丝分裂和有丝分裂的结果是染色体数目不发生改变。

．精子和卵细胞相互识别、融合为受精卵的过程称为

A．细胞识别

B．细胞融合

c．受精作用D．细胞分化

解析：

选c受精作用就是指精子和卵细胞相互识别、融合为受精卵的过程，其实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合的过程。

．果蝇的体细胞中含有四对同源染色体，在不发生交叉互换情况下，它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子

A．2种B．4种

c．8种D．16种

解析：

选A一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体，在不发生交叉互换情况下，减数分裂都只形成2种类型的精子。

．如图为高等生物的生活史示意图，据图回答下列问题：

过程A表示________，它发生在哺乳动物的________________中。

过程B表示________，其实质是__________________________。

如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从________开始的，主要进行________分裂。

假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ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：

减数分裂睾丸或卵巢受精作用精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合受精卵有丝10条、20条

【基础题组】

．地球上生物界绚丽多彩，体现了生物物种的多样性。

下列与生物的多样性无关的是

A．DNA分子和蛋白质分子的多样性

B．配子形成过程中染色体组合的多样性

c．受精作用过程中配子结合的随机性

．组成生物体的化学元素种类的多样性D

解析：

选D组成生物体的化学元素有很多种，但组成不同生物体的化学元素的种类基本相同。

．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．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：

选c减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体的交叉互换和减数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。

．某雄性动物的一个初级精母细胞在四分体时期，一对同源染色体的非姐妹染色单体上含A、a基因的部位发生了交叉互换。

该细胞以后进行正常的减数分裂，产生的精子类型有

A．1种

B．2种

c．4种D．8种

解析：

选c解题时最好画出四分体时期的染色体组成，注明染色单体上的基因，含A、a的部位互换，姐妹染色单体上的基因有所不同，用图解表示出减数分裂的过程，可得

出一个精原细胞会产生4个精子，且有4种类型。

．40个初级卵母细胞和5个初级精母细胞，如果全部发育成熟，受精后最多可能产生的新个体的数目是

A．10个B．40个

c．15个D．20个

解析：

选D一个初级卵母细胞最终形成一个卵细胞，而一个初级精母细胞最终形成4个精子，因此，40个初级卵母细胞形成40个卵细胞，5个初级精母细胞形成20个精子，受精后，最多能形成20个受精卵，发育成20个新个体。

．下列有关受精作用的叙述，正确的是

A．发生受精作用时，精子尾部的线粒体全部进入卵细胞

B．受精卵中的染色体数目与本物种体细胞中染色体数目相同

c．受精卵中的遗传物质，来自父母双方的各占一半

D．雌雄配子的随机结合与有性生殖后代的多样性无关

解析：

选B发生受精作用时，只有精子的头部进入卵细胞，而尾部留在了外面，因此精子尾部的线粒体不会进入卵细胞，A项错误。

经过减数分裂，产生的配子中的染色体数目变为体细胞的一半，再经过雌雄配子的结合，受精卵中染色体数目恢复为正常体细胞中染色体数目，B项正确。

受精卵中的核遗传物质，一半来自父方，一半来自母方，而细．

胞质中的遗传物质几乎全部来自于母方，c项错误。

减数分裂形成的配子中染色体组成的多样性，再加上受精时雌雄配子的随机组合，必然导致产生的后代具有多样性，D项错误。

．从某动物的睾丸中取出的两个精细胞，其染色体组成如图所示。

如果不考虑染色体交叉互换，关于这两个精细胞的猜测，错误的是

A．可能来自同一个精原细胞

B．可能来自同一个初级精母细胞

c．可能来自两个初级精母细胞

D．可能来自同一个次级精母细胞

解析：

选D图中两个细胞的染色体形态不同，因此不可能来自同一个次级精母细胞。

．精子和卵细胞经过受精作用形成受精卵，在受精卵中

A．细胞核的遗传物质完全来自卵细胞

B．细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞

c．细胞核和细胞质中的遗传物质都平均来自精子和卵细胞

D．细胞中的营养由精子和卵细胞各提供一半

解析：

选B受精卵的细胞核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方；细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞；细胞的营养物质存在于细胞质中，绝大多数由卵细胞提供。

．如图表示在动物不同生命活动过程中，细胞内染色体的变化曲线，下列叙述正确的是

A．a过程没有姐妹染色单体

B．b过程细胞数目不变

c．c过程发生细胞识别和融合

D．d过程没有同源染色体

解析：

选cab过程中染色体数目减半，代表减数分裂，a过程属于减数次分裂，发生同源染色体的分离，含有姐妹染色单体，A错误；b过程是减数第二次分裂，细胞数目加倍，B错误；c过程染色体数目加倍，表示精卵细胞的融合，c正确；d过程表示受精卵进行有丝分裂，精卵结合后就会含有同源染色体，D错误。

【能力题组】

．下列关于高等动物减数分裂形成配子及受精作用的描述，正确的是

A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质

B．等位基因进入卵细胞的几率并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞

c．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质

D．雌、雄配子彼此结合的几率相等，因为它们的数量相等

在卵细胞形成过程中，细胞质的分配是不c解析：

选

均等的；在减数分裂过程中，等位基因进入配子的几率是相等的；高等动物进行减数分裂形成的雄配子数量要远远多于雌配子。

0．如图表示某个生物体的精细胞，根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自

A．2个精原细胞B．4个精原细胞

c．3个精原细胞D．5个精原细胞

解析：

选B在不发生交叉互换的情况下，一个初级精母细胞可以产生两个基因型互补的次级精母细胞，一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。

根据分离定律和自由组合定律可知，①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分别来自同一个精原细胞，因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞。

1．同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换会增加产生配子的种类。

若某基因型为AaBb的一个精原细胞经减数分裂产生了4个基因型分别为AB、aB、Ab、ab的精子，请推测这两对等位基因的位置

A．位于两对同源染色体上

B．位于一对同源染色体上

c．无法判断

D．位于一对或两对同源染色体上

解析：

选D一般情况下，一个精原细胞减数分裂只能

产生2种类型的精子，但位于一对同源染色体或两对同源染色体上的两对等位基因若发生交叉互换，都可产生4种类型的精子。

．如图表示二倍体生物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，下列分析不正确的是

A．点细胞中的DNA含量正好是L点细胞中的2倍

B．二倍体生物细胞中oP段染色体加倍的原因是着丝点的分裂

c．L段所示过程与细胞膜的流动性有关

D．图中Bc段、FG段可能会发生基因突变

解析：

选A细胞中的DNA包含了核DNA和细胞质DNA，受精作用使核DNA加倍，但细胞质DNA并未加倍；oP段为有丝分裂后期，染色体加倍的原因是着丝点的分裂；L段表示受精作用，精卵细胞的融合与细胞膜的流动性有关；基因突变发生在DNA复制时。

3．下列示意图分别表示某动物体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系及细胞分裂图像，请分析回答：

图1中a、b、c表示染色单体的是________，图1中各时期对应的细胞中存在同源染色体的是________。

图1中Ⅱ的数量关系对应于图2中________，由Ⅱ变为过程。

________中2Ⅲ，相当于图

图2中乙细胞产生的子细胞名称为______________________________________。

解析：

由题干及题图分析可知，该动物为雌性。

根据图1中a、b、c的数量变化可知，b从0→8→4→0，由此表明b表示染色单体；由图1中各时期三种物质变化规律判断，Ⅰ表示卵原细胞，Ⅱ表示初级卵母细胞，Ⅲ表示次级卵母细胞或极体，Ⅳ表示卵细胞或极体，存在同源染色体的是Ⅰ、Ⅱ。

图1中Ⅱ的数量关系是染色体∶染色单体∶DNA＝4∶8∶8，对应于图2中的乙细胞，由Ⅱ变为Ⅲ表示减数次分裂过程，相当于图2中乙→丙的过程。

图2中乙细胞中同源染色体分离，且细胞质不均等分裂，该细胞是初级卵母细胞，分裂产生的子细胞是次级卵母细胞和极体。

答案：

bⅠ、Ⅱ乙乙→丙次级卵母细胞、极体

．图1表示某夫妇的体细胞内A和a、B和b两对等位基因的分布情况，图2为妻子某细胞分裂过程中DNA含量变化曲线图，图3为该夫妇某一次生育过程的示意图。

据图回答下列问题：

在图2中的D时期，细胞内A和a、B和b这两对等位基因可发生的行为是________________________________________________________________________

___________________________________________________

_____________________。

根据图1，在方框内画出精子形成过程中基因a与a正在发生分离的分裂时期示意图。

与图2所示的细胞分裂方式相比较，图3中过程y的细胞分裂方式具有的特征是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

过程y所经历的细胞生命历程除细胞分裂外，还有____________________。

过程X的本质是________________融合。

解析：

在减数次分裂后期，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

减数第二次分裂后期着丝点分裂，要显示出a与a分离，b与b分离或B与B分离，两极对应的2条染色体大小形状要基本一致。

过程y为受精卵有丝分裂、分化形成新个体，细胞生命历程还有细胞衰老、细胞凋亡。

过程X是精子和卵细胞结合得到受精卵，其本质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。

答案：

基因A与a、B与b分离，A与B、a与B随机结如图所示合．

亲代细胞染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，分裂前后染色体数目保持不变细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡精子的细胞核与卵细胞的细胞核

．如图表示果蝇体内细胞在分裂过程中某比值H的变化曲线，f代表细胞分裂刚好结束。

回答有关问题：

若该图为有丝分裂，则cd段中，细胞内有________对同源染色体；细胞内有8对同源染色体的细胞在________段。

若该图为减数分裂，在________段既具有含同源染色体的细胞，又具有不含同源染色体的细胞。

若该图为减数分裂，则基因的分离和自由组合都发生在________段。

cd段时，H的值为________。

此时，细胞内染色体数DNA含量的值会比H值________。

解析：

分裂间期DNA未复制前，每条染色体上含有1个DNA分子，DNA复制后每条染色体上含有2个DNA分子，直到有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂，每条染色体上又恢复为1个DNA分子。

果蝇体细胞中含有4对同源染色体。

若该图为有丝分裂，cd段细胞内含有4对同源染色体；着丝点分裂后，细胞内有8对同源染色体，这样的细胞在ef段。

若该图为减数分裂，cd段既具有含同源染色体的细胞，又具有不含同源染色体的细胞。

若该图为减数分裂，减数次分裂过程发生基因的分离与自由组合，处于cd段。

cd段每条染色体上含有2个DNA分子，此时H＝1/2。

由于线粒体还含有DNA分子，故cd段细胞内染色体数DNA含量的值要小于1/2。

答案：

4efcdcd1/2小