高中生物第2章第1节减数分裂和受精作用第2课时学案新人教版必修340.docx
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高中生物第2章第1节减数分裂和受精作用第2课时学案新人教版必修340
学习资料汇编
第2课时 卵细胞的形成过程、减数分裂的观察和受精作用
[学习目标] 1.阐明卵细胞的形成过程，并和精子的形成过程进行比较。
2.学会使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，并掌握辨析各时期分裂图像。
3.理解配子中染色体组合的多样性。
4.知道受精作用的过程。
5.说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。
一、卵细胞的形成过程
1．形成场所：
卵巢。
2．形成过程
3．结果
一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞，三个极体都退化消失。
归纳总结
动物精子和卵细胞形成过程比较
项目
精子形成过程
卵细胞形成过程
部位
睾丸
卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂情况
两次分裂都均等
只有减数第二次分裂过程中第一极体分裂时均等，其他分裂不均等
分裂结果
1个精原细胞→4个精细胞（生殖细胞）
1个卵原细胞→1个卵细胞（生殖细胞）＋3个极体（消失）
是否变形
变形
不需变形
（1）初级卵母细胞和次级卵母细胞分别在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期出现了细胞质的不均等分裂，只产生一个卵细胞。
（2）在形成卵细胞的过程中形成极体，其中减数第一次分裂产生的极体称为第一极体，减数第二次分裂产生的三个极体称为第二极体。
极体体积小，所含营养物质少，无生殖功能，都会退化消失。
（3）卵细胞形成过程中染色体和DNA的行为变化与精子形成过程中相同。
例1
如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞，关于此图的说法正确的是（ ）
A．是次级精母细胞，处于减数第二次分裂后期
B．含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个
C．正在进行同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合
D．分裂后形成的2个细胞，仅1个具有生殖功能
答案 D
解析 细胞质不均等分裂且细胞中无同源染色体，可知该细胞为次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期，其特点为着丝点一分为二，结果是分裂为一个卵细胞和一个极体。
例2
在下图中，不属于精子形成过程的是（ ）
答案 C
解析 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。
二、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1．实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂过程中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验流程
（1）装片制作：
解离→漂洗→染色→制片。
（2）显微观察
特别提醒
观察减数分裂实验时通常不选择雌性个体，原因是：
（1）雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量。
（2）在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
例3
为了观察减数分裂各时期的特点，实验材料选择恰当的是（ ）
①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊 ③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢
A．①②B．③④C．①③D．②④
答案 C
解析 雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量，根据这个角度判断②和④不恰当；在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下才能继续完成减数分裂，故④不恰当；桃花的雌蕊中只有一个胚珠，不便于观察，故②不恰当。
例4
某动物体细胞中的染色体数为2n，用该动物的精巢制成的切片放在显微镜下观察，可以看到细胞中的染色体数目可能为（ ）
①1n ②2n ③3n ④4n
A．①②B．②③
C．①②④D．②③④
答案 C
解析 精原细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，故可观察到的染色体数目为1n（精细胞，减数第一次分裂前期、中期的次级精母细胞）、2n（精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞后期）和4n（精原细胞有丝分裂后期）。
三、配子中染色体组合的多样性与受精作用
1．配子中染色体组合的多样性
（1）减数第一次分裂前期同源染色体联会后，四分体中的非姐妹染色单体之间容易发生交叉互换。
（2）减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。
2．受精作用
（1）定义：
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
（2）过程
①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。
③精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
（3）结果：
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
3．减数分裂和受精作用的意义
（1）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。
（2）对于维持每种生物（有性生殖的生物）前后代体细胞中染色体数目的恒定和生物的遗传和变异都具有重要意义。
例5
某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上，下图表示该生物的精细胞，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
答案 B
解析 解答本题的关键是要知道1个精原细胞产生4个精细胞，但只有两种精子。
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。
思维启迪
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’”。
例6
下面对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是（ ）
A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞
的细胞质
B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C．整个精子进入卵细胞内，完成受精作用
D．雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等
答案 B
解析 形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂；受精作用的实质是细胞核中遗传物质的融合，而不是整个精子与卵细胞的融合；对高等动物来说，雄配子的数量远多于雌配子。
1．判断正误
（1）初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的（ ）
（2）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（ ）
（3）配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关（ ）
（4）受精作用的实质是细胞的融合（ ）
（5）受精卵细胞核中的染色体一半来自父方，一半来自母方（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）√
2．一个基因型为YyRr的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合定律遗传，一般情况下，各自经减数分裂产生的精细胞、卵细胞的数目和种类数分别是（ ）
A．2个、1个和2种、1种
B．4个、4个和2种、2种
C．4个、1个和2种、1种
D．2个、2个和2种、2种
答案 C
解析 1个精原细胞经减数分裂产生两两相同的4个精细胞，而1个卵原细胞只产生1个卵细胞（另有3个极体）。
但其种类数应分别为2种和1种，前者的基因型可表示为YR与yr或Yr与yR，后者的基因型可表示为YR或Yr或yR或yr。
3．动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点是（ ）
①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂
②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞
③一个卵原细胞经染色体复制后形成一个初级卵母细胞
④卵细胞不经过变形阶段
A．①③B．②④
C．②③D．①④
答案 B
解析 卵细胞与精子的形成过程基本相同，其区别在于：
（1）形成的生殖细胞数目不同：
一个精原细胞经减数分裂和变形形成四个精子，而一个卵原细胞只形成一个卵细胞。
（2）细胞质分裂方式不同：
精子形成过程中细胞质均等分裂，而卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂（极体分裂除外）。
（3）精细胞必须经过变形成为精子，而卵细胞不经变形阶段。
4．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B．无丝分裂和有丝分裂
C．减数分裂和有丝分裂D．减数分裂和受精作用
答案 D
解析 原始生殖细胞经减数分裂产生的配子中染色体数目减半，雌、雄配子经受精作用后染色体数目又恢复为正常体细胞染色体数目。
这样，生物前后代体细胞染色体数目维持了相对恒定。
5．如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请回答下列问题：
（1）这是________细胞的形成过程，是在动物的________中形成的。
（2）图中的②表示________细胞，图中的⑤表示________细胞。
（3）图中的①所示的一个细胞能够形成________个⑦所示的细胞。
答案
（1）卵 卵巢
（2）初级卵母 次级卵母 （3）1
解析 从图中细胞质的不均等分裂可以判断这是卵原细胞经减数分裂形成卵细胞的过程。
在卵细胞的形成过程中，一个初级卵母细胞②产生一个次级卵母细胞④和一个（第一）极体③，一个次级卵母细胞⑤形成一个卵细胞⑦和一个小的（第二）极体⑥，（第一）极体③分裂成两个（第二）极体。
[对点训练]
题组一 卵细胞的形成过程及减数分裂的观察
1．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都出现的现象是（ ）
A．同源染色体分离B．着丝点分裂
C．细胞质不均等分配D．染色体复制
答案 C
解析 A项，初级卵母细胞具有同源染色体的联会和分离，但次级卵母细胞没有；B项，次级卵母细胞进行减数第二次分裂时有着丝点分裂，姐妹染色单体分开，但初级卵母细胞着丝点不分裂；C项，初级卵母细胞减数第一次分裂和次级卵母细胞减数第二次分裂都有细胞质的不均等分配；D项，初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都不进行染色体复制，而是在减数第一次分裂前的间期，卵原细胞进行染色体的复制，形成初级卵母细胞。
2．图1为某细胞减数第一次分裂后期图，在图2中属于该细胞处于减数第二次分裂中期的图像是（ ）
答案 B
解析 根据图1可知，同源染色体内发生了交叉互换；减数第二次分裂中期细胞内没有同源染色体，染色体着丝点排列在赤道板上，故A和C错误；减数第二次分裂中期两细胞是由同源染色体分离形成的，故两细胞内的染色体“互补”，故D错误。
3．果蝇1个初级卵母细胞内有8条染色体，减数分裂后实际产生的卵细胞的种类有（ ）
A．1种B．2种
C．4种D．8种
答案 A
解析 1个初级卵母细胞减数分裂后只能产生1个卵细胞，即1种卵细胞。
4.如图是某哺乳动物的一个细胞，它可能属于下列何种细胞（ ）
A．肝细胞
B．第一极体
C．初级卵母细胞
D．卵细胞
答案 B
解析 解题时首先要仔细观察细胞内染色体的数目、形态和排列状态，然后回忆对照减数分裂过程中生殖细胞形成图解，即可筛选出正确的答案。
图中显示的是形状大小各不相同的5条染色体，并且每条染色体都已经复制，各含有两条染色单体，因此可以推出这是经过减数第一次分裂后的细胞，且着丝点未分离。
只有B项符合要求。
5．精子和卵细胞的形成过程有一些不同之处，下列说法不正确的是（ ）
A．精、卵原细胞是通过减数分裂产生的
B．一个初级精母细胞可形成4个精子，而一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞
C．精细胞经变形形成精子，而卵细胞的形成没有变形过程
D．在卵细胞的形成过程中有极体产生，而在精子的形成过程中无极体产生
答案 A
解析 精、卵原细胞经过减数分裂形成精子和卵细胞，但是精、卵原细胞是通过有丝分裂产生的。
6．下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中，错误的是（ ）
A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，也可能观察到同源染色体的联会现象
D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象
答案 D
解析 只有性原细胞能发生减数分裂，因此可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂；桃花的雄蕊比雌蕊多，故用雄蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象；减数分裂过程中有同源染色体的联会现象；洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，故无同源染色体的联会现象。
题组二 配子中染色体组合的多样性与受精作用
7．决定配子中染色体组合多样性的因素包括（ ）
A．染色体的复制和平均分配
B．同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
C．同源染色体的联会和互换
D．同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合
答案 D
解析 减数分裂过程中，联会时期同源染色体上非姐妹染色单体之间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合的多样性。
8．如图所示为某动物卵原细胞中染色体的组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是（ ）
A．2、4B．1、3
C．1、3或2、4D．1、4或2、3
答案 C
解析 此卵原细胞含有两对同源染色体。
卵原细胞经过减数第一次分裂，同源染色体彼此分离，得到第一极体和次级卵母细胞。
若第一极体染色体组成为1、3，则次级卵母细胞的染色体组成就为2、4，次级卵母细胞分裂形成的卵细胞染色体组成也是2、4。
同理，若第一极体染色体组成为2、4，则次级卵母细胞染色体组成就为1、3，由它分裂得到的第二极体和卵细胞染色体组成都为1、3。
所以卵细胞中的染色体组成有两种情况。
9．某动物精原细胞中有3对同源染色体，经减数分裂产生配子的过程中，同时含有3个母方染色体的配子所占的比例为（ ）
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 3对同源染色体之间的非同源染色体是自由组合的。
就每一对同源染色体来说，母方染色体都可以分到任一极，在每一极的可能性都是
，3个都在同一极的可能性就是
×
×
＝
。
10．下列有关受精作用的叙述，错误的是（ ）
A．受精卵中全部遗传物质来自父母双方的各占一半
B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合
C．受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同
D．受精卵中的染色体来自父母双方的各占一半
答案 A
解析 因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体和叶绿体中也有少量的遗传物质（DNA），而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多，故A项错误。
11．下列对于有性生殖生物进行的减数分裂和受精作用过程，下列说法不正确的是（ ）
A．保证前后代遗传稳定性，需要二者在产生后代过程中均发生
B．对于后代遗传多样性，减数分裂有重要意义，受精作用无贡献
C．基因的分离定律和自由组合定律的实质体现在减数分裂过程中
D．减数分裂使细胞没有同源染色体，受精作用使细胞出现同源染色体
答案 B
解析 减数分裂染色体数目减半，受精作用使其恢复本物种的染色体数目，所以保证前后代遗传稳定性，需要二者在产生后代过程中均发生，A正确；受精时的随机结合也对后代遗传多样性有重要作用，B错误；基因的分离定律和自由组合定律的实质都体现在减数第一次分裂后期，C正确；减数分裂使细胞没有同源染色体，受精作用使细胞出现同源染色体，D正确。
12．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③
C．①与③D．②与④
答案 B
解析 在减数第一次分裂过程中，同源染色体上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，少数不同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。
[综合强化]
13．如图是三个不同时期的细胞分裂图，据图回答下列问题：
（1）图A细胞处于________________分裂的________期。
（2）图B细胞的名称是________________，此细胞分裂后的子细胞含有________条染色体。
（3）图C细胞的名称是________________，它分裂产生的子细胞为______________。
答案
（1）减数第一次 前
（2）初级精母细胞 2
（3）次级卵母细胞 卵细胞和第二极体
解析
（1）图A表示的是减数第一次分裂的前期，同源染色体联会形成了2个四分体。
（2）图B是减数第一次分裂的后期，由于细胞质均等分裂，应为初级精母细胞。
（3）图C是减数第二次分裂的后期，由于细胞质不均等分裂，应是次级卵母细胞，其分裂产生的子细胞为卵细胞和第二极体。
14．如图是高等动物的生殖发育周期图解（2n、n表示染色体数），试回答以下问题：
（1）由成体开始到受精卵的形成主要需要经过[ ]______________和[ ]_____________两个过程。
这两个过程的重要意义是_____________________。
（2）哺乳动物的A过程发生在______________中。
（3）受精卵经______________和________________最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为__________________。
答案
（1）A 减数分裂 B 受精作用 维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进遗传物质的重新组合，保持亲代和子代的稳定遗传
（2）卵巢和睾丸 （3）细胞分裂 细胞分化 有丝分裂
解析
（1）分析图解可知，高等动物个体发育成熟后，通过减数分裂（A过程）产生配子，雌雄配子经过受精作用（B过程）结合形成受精卵，继续进行个体发育，由此可见，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的恒定，促进遗传物质的重新组合，保持亲代和子代的稳定遗传有重要意义。
（2）哺乳动物的减数分裂发生在卵巢和睾丸中。
（3）受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。
15．小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。
请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。
供选材料及试剂：
小鼠的肾脏、睾丸、肝脏、苏丹Ⅲ染色液、醋酸洋红溶液、健那绿染液、解离固定液。
（1）取材：
用__________作实验材料。
（2）制片：
①取少量组织低渗处理后，放在__________________中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量__________。
③一定时间后加盖玻片，______________。
（3）用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。
若它们正常分裂，产生的子细胞是______________________________________。
答案
（1）（小鼠）睾丸
（2）①解离固定液 ②醋酸洋红溶液 ③压片（只要有压片的操作均可） （3）次级精母细胞、精细胞、精原细胞
敬请批评指正
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