2024春新教材高中生物第2章基因和染色體的關系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用第2課時受精作用課件新人教版必修2

第2課時受精作用學有目標——課標要求必明記在平時——核心語句必背1.理解配子中染色體組合的多樣性。2．描述受精作用的過程。3．說出減數(shù)分裂和受精作用對生物遺傳的重要意義。1.導致配子中染色體組合多樣性的原因：①同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合；②同源染色體上非姐妹染色單體間發(fā)生互換。2．受精卵中的核遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方，但細胞質(zhì)基因幾乎全部來自母方。3．減數(shù)分裂和受精作用保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定，維持了生物遺傳的穩(wěn)定性?！局鞲芍R梳理】一、觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂裝片1．實驗原理根據(jù)細胞中的染色體

的變化，識別減數(shù)分裂的各個時期。2．實驗流程形態(tài)、位置和數(shù)目二、配子中染色體組合的多樣性1．原因2．意義：導致了不同配子

的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結(jié)合的隨機性，使同一雙親的后代必然呈現(xiàn)

。時期圖示染色體行為減數(shù)分裂Ⅰ前期四分體中

_______________之間可能發(fā)生互換減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體分離，非同源染色體____________非姐妹染色單體自由組合遺傳物質(zhì)多樣性三、受精作用1．概念：卵細胞與精子相互

、

成為受精卵的過程。2．過程圖示說明精子的

進入卵細胞，

留在外面卵細胞的

會發(fā)生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入精子頭部進入卵細胞后不久，精子的

就與卵細胞的

融合，使彼此的

會合在一起識別融合頭部尾部細胞膜細胞核細胞核染色體3．結(jié)果(1)受精卵中的

數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目。(2)受精卵中的

一半來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。4．意義(1)后代呈現(xiàn)多樣性，有利于生物

多變的自然環(huán)境，有利于生物在

中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。(2)保證了每種生物(有性生殖的生物)前后代體細胞中

的恒定，維持了生物遺傳的穩(wěn)定性。因此，減數(shù)分裂和受精作用對于生物的__________都具有重要意義。染色體染色體適應自然選擇染色體數(shù)目遺傳和變異【教材微點發(fā)掘】1．從減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的角度分析教材第25頁中“一母生九子，九子各不同”的原因。提示：親代生殖細胞經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生多種多樣的配子，每次生育時參與受精作用的配子的染色體組成不完全相同。2．下圖(教材第27頁圖2-7)為受精過程開始的掃描電鏡照片，據(jù)圖回答有關問題：(1)從細胞膜的成分分析，精子與卵細胞相互識別的物質(zhì)基礎是__________________。精子與卵細胞融合的過程與生物膜

有關。(2)一般來說，一個人的遺傳物質(zhì)來自母親的要多于來自父親的，其原因是什么？提示：受精時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。因此，受精卵細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞，而細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自母親一半來自父親，所以一個人的遺傳物質(zhì)來自母親的要多于來自父親的。細胞膜表面的糖蛋白流動性教材問題提示(一)探究·實踐(教材第26頁)活動二：問題思考1．細胞中至少需要2對染色體。2．有2種組合方式。假設分別用A、A′和B、B′表示2對染色體，則減數(shù)分裂Ⅰ時，非同源染色體的組合有2種：A、B和A′、B′；A、B′和A′、B。3．略?；顒尤河懻?．在減數(shù)分裂Ⅰ中，先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細胞的兩極等行為變化；減數(shù)分裂Ⅰ結(jié)束，細胞中的染色體數(shù)目減半。在減數(shù)分裂Ⅱ中，每條染色體的著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體隨之分開，并分別移向細胞的兩極，最終進入兩個子細胞。減數(shù)分裂產(chǎn)生了多種多樣的配子，配子中的染色體數(shù)目減半。這為之后通過受精作用使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，并維持每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定提供了保證?？偟膩碇v，減數(shù)分裂和受精作用共同保證了生物遺傳的穩(wěn)定性和多樣性。2．在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離、非同源染色體的自由組合、聯(lián)會時非姐妹染色單體間的互換，都會使減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子。3．略。(二)思維訓練(教材第27頁)

遺傳穩(wěn)定性遺傳多樣性配子形成減數(shù)分裂形成的配子中的染色體數(shù)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(shù)分裂過程中，聯(lián)會時非姐妹染色單體間的互換，減數(shù)分裂Ⅰ時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(jié)合，使受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目，生物體的性狀是由染色體上的遺傳物質(zhì)控制的，因此，染色體數(shù)目的恒定維持了遺傳的穩(wěn)定性卵細胞和精子的隨機結(jié)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新知探究(一)配子中染色體組合的多樣性【探究·深化】[問題驅(qū)動]

下圖中的A、a和B、b表示原始生殖細胞中的兩對同源染色體，分析回答：(1)情況1中，最終產(chǎn)生的4個子細胞有

種類型，分別為

；情況2中，最終產(chǎn)生的4個子細胞有

種類型，分別為

；因此，此原始生殖細胞產(chǎn)生的配子可能有

種類型。(2)據(jù)此推斷：含有n對同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型為

種。(3)含有n對同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型有時候要比上述結(jié)論多，可能的原因是______________________________________。2Ab和aB2AB和ab42n同源染色體中非姐妹染色單體發(fā)生了互換[重難點撥]

1．減數(shù)分裂與配子多樣性(1)以二倍體生物一個精原細胞的減數(shù)分裂(不考慮互換)為例，如圖所示。由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成完全相同，分別來自同一次級精母細胞C、D；②E(F)與G(H)中的染色體“互補”，來自同一個初級精母細胞。(2)二倍體生物一個精原細胞的減數(shù)分裂(考慮互換)，如圖所示。由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成大同小異，分別來自同一次級精母細胞C、D；②E、F與G、H中的染色體“互補”，來自同一初級精母細胞。2．一般情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)只考慮非同源染色體自由組合，不考慮互換的情況。(Y與y、R與r分別表示兩對同源染色體)(2)若考慮互換，會增加配子的種類，如一個含n對同源染色體的生物產(chǎn)生的配子種類會大于2n種。比較項目YyRr個體能產(chǎn)生配子的種類含n對同源染色體個體產(chǎn)生的配子種類一個精原細胞2種(YR、yr或Yr、yR)2種一個雄性個體4種(YR、yr、Yr、yR)2n種一個卵原細胞1種(YR或yr或Yr或yR)1種一個雌性個體4種(YR、yr、Yr、yR)2n種【典題·例析】[例1]果蠅的體細胞中含有四對同源染色體(A與a、B與b、C與c、D與d)，在不發(fā)生互換的情況下，它的一個初級精母細胞在進行減數(shù)分裂后能形成幾種類型的精子

(

)A．2種 B．4種C．8種 D．16種[解析]

一個初級精母細胞無論含有多少對同源染色體，在不發(fā)生互換的情況下，經(jīng)減數(shù)分裂都只形成2種類型的精子。故選A。[答案]

A[例2]如圖1是某生物的一個初級精母細胞，圖2是該生物的五個精細胞。最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[解析]

減數(shù)分裂Ⅰ時，因為同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以一個初級精母細胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級精母細胞；減數(shù)分裂Ⅱ類似于有絲分裂，因此每個次級精母細胞產(chǎn)生2個基因型相同的精細胞。若發(fā)生互換，則來自同一個次級精母細胞的兩個精細胞的染色體組成大體相同，只有很小部分顏色有區(qū)別。所以，圖中最可能來自同一個次級精母細胞的是②和④。故選B。[答案]

B方法規(guī)律———————————————————————————根據(jù)染色體組成判斷配子來源的方法————————————————————————————————【應用·體驗】1．下列符號代表精子的染色體，A和a是一對同源染色體，依此類推，下列哪個選項中的四個精子來自同一個精原細胞的是

(

)A．Abc、Abc、abC、Abc B．a(chǎn)Bc、AbC、ABC、ABCC．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABC、Abc、abc、aBC解析：由于A和a是一對同源染色體，其余類推，所以在減數(shù)分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合。由于一個初級精母細胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級精母細胞，進而產(chǎn)生2種基因型不同的精細胞，所以只有C項中Abc、aBC、Abc、aBC四個精子來自同一個精原細胞。答案：C

2．如圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產(chǎn)生的精細胞。試根據(jù)細胞內(nèi)染色體的組合分析，在不考慮互換的情況下，下列相關敘述錯誤的是

(

)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8個次級精母細胞D．①⑦可能來自同一個精原細胞解析：由于生殖細胞中含有3對同源染色體，最多能產(chǎn)生8種配子，如題圖所示，每種精原細胞在不發(fā)生互換時，只能產(chǎn)生2種配子，所以上述細胞至少來自4個精原細胞、8個次級精母細胞，A、C正確；圖中任何2個精細胞的染色體若能組合成AaCcDd，那么這2個細胞可能來自同一個精原細胞，如⑤與⑧、③與⑦等，B正確；①和⑦的染色體組合為AaCCDd，兩者不可能來自同一個精原細胞，D錯誤。答案：D

新知探究(二)減數(shù)分裂與有絲分裂過程【探究·深化】[問題驅(qū)動]

1．結(jié)合不同分裂時期特點判斷細胞分裂方式及時期(1)三個前期圖的判斷①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為

前期，B為

前期，C為

前期。(2)三個中期圖的判斷有絲分裂減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為

中期，B為

中期，C為

中期。(3)三個后期圖的判斷

有絲分裂減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅰ①判斷步驟②判斷結(jié)果：A為

后期，B為

后期，C為

后期。有絲分裂減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)分裂Ⅰ2．結(jié)合減數(shù)分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數(shù)量變化模型判斷細胞分裂方式(1)模型(2)判斷[重難點撥]

1．每條染色體中DNA含量的變化對上圖曲線的解釋：

A→BB→CC→DD→E減數(shù)分裂對應時期間期減數(shù)分裂Ⅰ全過程和減數(shù)分裂Ⅱ前期、中期減數(shù)分裂Ⅱ后期減數(shù)分裂Ⅱ末期有絲分裂對應時期間期前期和中期后期末期2．同源染色體對數(shù)的曲線3．細胞分裂過程中染色體、染色單體和核DNA數(shù)量變化曲線的變式——直方圖直方圖實質(zhì)上是坐標曲線圖的變形，反映染色體、核DNA或染色單體數(shù)量的變化。在直方圖中，染色體和核DNA的含量不可能是0，但染色單體會因著絲粒的分裂而消失，所以直方圖中表示的某結(jié)構如出現(xiàn)0，則其一定表示染色單體。如圖所示：有絲分裂減數(shù)分裂圖注續(xù)表【典題·例析】[例1]

(2022·全國乙卷)有絲分裂和減數(shù)分裂是哺乳動物細胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa，若該動物的某細胞在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發(fā)生了互換，則通常情況下姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是

(

)A．有絲分裂的后期

B．有絲分裂的末期C．減數(shù)第一次分裂

D．減數(shù)第二次分裂[解析]

有絲分裂過程中不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會形成四分體的過程，也不會發(fā)生互換，不會發(fā)生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現(xiàn)象，A、B錯誤。根據(jù)題意，某動物基因型是Aa，經(jīng)過間期復制，初級性母細胞中有AAaa四個基因，該動物的某細胞在四分體時期發(fā)生互換，涉及A和a的交換，交換后兩條同源染色體的姐妹染色單體上均分別具有A和a基因，減數(shù)第一次分裂時，同源染色體分開，兩組Aa彼此分開進入次級性母細胞，至此減數(shù)第一次分裂完成，所以不會發(fā)生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現(xiàn)象；而在減數(shù)第二次分裂時，姐妹染色單體分離，導致其上的等位基因A和a分開進入兩個子細胞，C錯誤，D正確。[答案]

D[例2]如圖是果蠅的一個精原細胞分裂過程中核DNA分子數(shù)的變化圖，下列相關說法錯誤的是

(

)A．有絲分裂發(fā)生在ae中，減數(shù)分裂發(fā)生在fl中B．cd段和gh段染色體數(shù)目都相等C．gh段都存在染色單體D．最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細胞的一半[解析]

分析圖中曲線變化可知，ae段核DNA分子數(shù)一次加倍一次減半，故有絲分裂發(fā)生在其中；fl段核DNA分子數(shù)一次加倍，連續(xù)兩次減半，故減數(shù)分裂發(fā)生在其中，A正確。cd段包括有絲分裂前期、中期、后期，細胞內(nèi)染色體數(shù)量為8條或16條；gh段為減數(shù)分裂Ⅰ，細胞內(nèi)染色體數(shù)目為8條，存在染色單體，B錯誤，C正確。精細胞中，染色體和核DNA分子數(shù)都是體細胞的一半，D正確。[答案]

B【應用·體驗】1．某植物的正常細胞中含10條染色體、10個核DNA分子，且細胞中存在紡錘絲，則該細胞可能處于

(

)A．有絲分裂中期 B．有絲分裂末期C．減數(shù)分裂Ⅰ后期

D．減數(shù)分裂Ⅱ后期解析：由細胞中染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶1可知，細胞中沒有染色單體，又由細胞中存在紡錘絲可知，該細胞可能處于有絲分裂后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期。故選D。答案：D

2．下列三條曲線表示某生物細胞分裂過程中染色體數(shù)目變化情況，在如圖甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色體數(shù)目減半，其中“減半”的原因完全相同的一組是

(

)A．①②

B．①③C．②③

D．②④解析：①②下降的原因均是同源染色體分離后進入兩個子細胞，③④下降均是由于著絲粒分裂。因此，①～④中染色體數(shù)目減半的原因完全相同的是①和②、③和④。故選A。答案：A3．圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體上DNA含量變化的關系；圖2表示處于細胞分裂不同時期的細胞圖像。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1中AB段形成的原因是__________________，CD段形成的原因是__________________。(2)圖2中________細胞處于圖1中的BC段，________細胞處于圖1中的DE段。(3)就圖2乙細胞分析可知，該細胞含有________條染色單體，染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為________，該細胞處于______________(填分裂時期)的________期，其產(chǎn)生的子細胞名稱為______________________。解析：(1)由圖示可知，圖1為細胞分裂各時期每條染色體上的DNA含量變化情況，AB段為分裂間期。圖1中AB段形成的原因是細胞分裂間期DNA復制(或染色體復制)，圖1中CD段每條染色體上的DNA含量減半，是因為著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。(2)圖2中甲細胞處于有絲分裂后期，每條染色體上只有1個DNA分子，應處于圖1中的DE段；圖2中乙細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，丙細胞處于減數(shù)分裂Ⅱ中期，每條染色體都有2條染色單體，因此都有2個DNA分子，處于圖1中的BC段。(3)圖2中乙細胞處于減數(shù)分裂Ⅰ后期，共有4條染色體、8條染色單體、8個核DNA分子，染色體數(shù)與核DNA分子數(shù)之比為1∶2；乙細胞的細胞質(zhì)不均等分裂，該細胞產(chǎn)生的子細胞是次級卵母細胞和(第一)極體。答案：(1)DNA復制(或染色體復制)著絲粒分裂(2)乙、丙甲(3)8

1∶2減數(shù)分裂Ⅰ后次級卵母細胞和(第一)極體科學視野——受精作用與雙胞胎的形成同卵雙胞胎：一個精子與一個卵細胞結(jié)合完成受精作用后，受精卵一分為二變?yōu)?個一樣的細胞，然后發(fā)育成為2個個體，因為2個個體源自同一個受精卵，所以叫同卵雙胞胎。這種相似不僅外形相似，而且血型、智力、甚至某些生理特征，對疾病的易感性等都很一致。我們常說的連體嬰兒，實際上就是這種單卵雙胎，只是由于當初受精卵分裂時的不完全造成了某些部位相連。正是因為如此同卵雙胞胎絕大部分是同性，一般不出現(xiàn)一個是男孩一個是女孩的現(xiàn)象。異卵雙胞胎：婦女每月排卵1次，有時因某種原因同時排出兩個卵細胞并同時受精，就產(chǎn)生了兩個不同的受精卵。這兩個受精卵各有自己的一套胎盤，相互間沒有什么聯(lián)系，叫作異卵雙胞胎。相貌方面生出來就像普通的兄弟姐妹。龍鳳胎絕大部分是異卵雙胞胎而不大可能是同卵雙胞胎。【素養(yǎng)評價】1．下列說法中，正確的是

(

)A．同一生物體在不同時刻產(chǎn)生的精子或卵細胞染色體數(shù)目一般相同，染色體組成一般不同B．一個卵細胞一般只能同一個精子結(jié)合形成受精卵，少數(shù)情況下也可以同2個精子結(jié)合發(fā)育形成雙胞胎C．玉米體細胞中有10對染色體，經(jīng)減數(shù)分裂后卵細胞中染色體為5對D．人的精子中有23條染色體，則人的神經(jīng)細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體，0、46、23條染色單體解析：由于同一生物體在不同時刻產(chǎn)生精子或卵細胞的過程中，非同源染色體是隨機組合的，所以染色體組成一般是不相同的；但染色體數(shù)目一般相同，都是體細胞的一半，A正確。一個卵細胞只能與一個精子結(jié)合形成受精卵，B錯誤。玉米體細胞中有10對同源染色體，經(jīng)過減數(shù)分裂后，不含同源染色體，所以卵細胞中染色體數(shù)目為10條，不能表示為5對，C錯誤。人的精子中有23條染色體，為體細胞的一半，則人的神經(jīng)細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體，0、92、0條染色單體，D錯誤。答案：A

2．一對夫婦基因型均是AaBb(兩對基因獨立遺傳)，圖1為其一種細胞分裂方式的DNA含量變化曲線圖，圖2為該夫婦產(chǎn)生一對雙