2021_2021学年高中生物第2章基因和染色体的关系第1节第2课时受精作用学案新人教版必修.doc

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1、第2课时受 精 作 用课时素养目标1.运用模型与建模的方法,阐明遗传信息在有性生殖过程中的传递规律和配子染色体组合的多样性。(生命观念、科学思维)2.运用结构与功能观,阐明减数分裂和受精作用对生物遗传、变异和进化具有重要作用。(生命观念)必备知识自主学习答案解析P159一、配子中染色体组合的多样性1.原因:时期图示染色体行为减数第一次分裂前期四分体中之间,可能发生交叉互换减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体2.意义:导致不同配子有差异,使同一双亲的后代呈现。教材二次开发同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞,染色体组成一般是不同的。试从减数分裂过程角度解释原因。二、受精作用1.概念

2、:卵细胞与精子、成为受精卵的过程。2.过程:细胞膜融合精子的进入卵细胞卵细胞的发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入精子的与卵细胞的相融合受精卵3.结果和意义:请从细胞膜的成分分析,精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么?精子与卵细胞融合的过程体现了细胞膜的什么特性?关键能力合作学习答案解析P159知识点一 配子中染色体组合的多样性1.减数分裂产生配子种类的分析(以含有两对同源染色体的精原细胞形成精细胞为例):(1)不考虑交叉互换:(2)考虑交叉互换:2.具有n对同源染色体的个体产生配子情况:(1)不考虑交叉互换:项目可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个雄性个体2n种

3、2n种1个卵原细胞2n种1种1个雌性个体2n种2n种(2)若考虑交叉互换,会增加配子的种类,如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。3.减数分裂过程中的异常分析:(1)减数第一次分裂异常(同源染色体未分离):(2)减数第二次分裂异常(姐妹染色单体形成的子染色体未分离):1.拓展探究:制作减数第一次分裂中期模型时,某同学认为必须将红色的染色体都放在赤道板的一侧,蓝色的染色体都放在赤道板的另一侧。这种做法科学吗?请说明原因。(科学思维)2.情境探究:骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体,那么,骡的体细胞中含有多少条染色体?骡的体细胞增殖是通过正常的有

4、丝分裂进行的,而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞不能发生正常的减数分裂,因此骡不能繁殖后代。请从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因。(科学思维)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成分析,在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.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.可能来自同一个精原细胞【审答误区】本题常见错因对配子形成多样性的理解不到位,导致解答本题出现错误。由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离,非同源染色体自由组合,一个精原细胞应产生两个“互补”类型的次级精母细胞,而减数第

5、二次分裂类似于有丝分裂,因此最终产生的4个精细胞只有两种类型,且互补。【方法规律】“口诀法”判断配子的来源两精细胞染色体完全相同同一次级精母细胞同为同一次两精细胞染色体“互补”同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞补为同一初两精细胞染色体有的相同,有的互补同一个体的不同精原细胞同、补同一体 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.与B.与C.与D.与知识点二 受精作用1.过程分析:(1)减数分裂结果分析:经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比原始

6、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。(2)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(父方)、一半来自卵细胞(母方)。图中受精卵的染色体数目恢复为体细胞染色体数,且出现同源染色体。2.曲线分析:(1)ab段为减数第一次分裂前的间期,bc段为减数第一次分裂,cd段为减数第二次分裂,即ad段为减数分裂。(2)e点表示进行受精作用。(3)eg段为受精卵的有丝分裂,其中ef段为分裂间期,fg段为分裂期。1.拓展探究:由于受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,因此某同学认为父、母双方各为后代提供了一半的遗传物质。这种观点正确吗?为什

7、么?(科学思维)2.情境探究:某人生下一对龙凤胎,试从精子与卵细胞结合的角度分析产生龙凤胎的原因。(科学思维)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,据图分析可得出()a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂M点所示过程与细胞膜的流动性有关GH段和OP段,细胞中含有的染色体数是相等的MN段发生了核DNA含量的加倍A.B.C.D.【审答误区】误认为染色体和DNA数量同步变化在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期染色体数目不变,但由于DNA复制,使核DNA含量增加一倍。【方法规律】根据染色体数目变化判断生理过程(2020济南高一检测)如图中a、b、c、d分别表示人的生殖周期中

8、不同的生理过程,下列说法正确的是()A.a与d过程均存在基因的选择性表达B.a与b主要差异之一是前者存在同源染色体的分离C.b与d的主要差异之一是前者存在姐妹染色单体的分离D.c过程体现细胞膜的结构特点和功能特点核心素养情境探究答案解析P1591.【材料情境】大量临床研究表明,淀粉样蛋白过度产生,会导致家族性阿尔茨海默症的发生;淀粉样蛋白基因位于21号染色体上,21三体综合征(21号染色体有3条)患者常常会出现阿尔茨海默症症状。探究:(1)请从基因数量的角度分析,21三体综合征患者易患阿尔茨海默症的原因是什么?(科学思维)(2)请从减数分裂的过程分析,21三体综合征产生的原因是什么?(科学思维

9、)2.【科技情境】1978年,全球首例试管婴儿在英国诞生。试管婴儿是体外受精胚胎移植技术的俗称,是分别将卵子和精子取出后,置于培养液内使其受精,再将胚胎移植回母体子宫内发育成胎儿的过程。(1)试管婴儿是真正在试管里长大的婴儿吗?(科学思维)(2)试管婴儿的培育属于有性生殖吗?(科学思维)课堂检测素养达标答案解析P1591.基于对减数分裂和受精作用过程的分析,下列关于减数分裂与受精作用的叙述,不合理的是。减数分裂过程中DNA复制两次卵细胞和精子的结合需要依赖细胞膜上的特异性受体受精卵中的染色体大部分来自卵细胞由受精卵发育成的后代具备了双亲的遗传特性减数第一次分裂结束时,细胞中染色体数目减半2.对

10、于进行有性生殖的生物体来说,维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定的生理作用是()A.有丝分裂和无丝分裂B.无丝分裂和减数分裂C.减数分裂和受精作用D.细胞分裂和细胞分化3.(2020贵阳高一检测)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4.(2020合肥高一检测)如图表示某二倍体生物正在进行分裂的细胞,下列叙述正确的是()A.是次级精母细胞,处于减数第二次分裂的后期B.含同源染色体2对、DNA分子4个、染色单体0个C.正在进行等位基因

11、分离、非等位基因自由组合D.分裂后形成的2个细胞,仅1个具有生殖功能5.某动物产生基因型为AB、Ab、aB、ab的4种精子(无交叉互换和基因突变),这4种精子可能来自()A.同一个精原细胞B.三个精原细胞C.两个次级精母细胞D.三个次级精母细胞6.(2020佛山高一检测)如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况,该卵原细胞经减数分裂产生三个极体和一个卵细胞,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.1、3或2、4B.1、3C.1、4或2、3D.2、47.如图曲线是雌蛙的一个卵原细胞在细胞分裂过程中DNA含量变化示意图,请分析回答下列问题。(1)AB时期的细胞叫,BC时期发

12、生的是。(2)CDE时期进行的是,EF时期的细胞叫。(3)EFG时期进行的是。(4)GH时期的细胞叫。(5)HI表示发生了作用。(6)J以后进行的是分裂。第2课时受 精 作 用一、1.非姐妹染色单体自由组合2.遗传物质多样性【问答】提示:由于减数第一次分裂四分体时期的交叉互换和后期非同源染色体的自由组合,同一个生物体在不同的时刻产生的精子或卵细胞的染色体组成一般是不同的。二、1.相互识别融合2.头部细胞膜细胞核细胞核3.染色体自然选择染色体数目遗传和变异【问答】提示:精、卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。精卵细胞相互融合的过程体现了细胞膜的流动性。知识点一【思考探究】1.提示:不科

13、学。减数第一次分裂中期时,同源染色体排列在赤道板的两侧,但是一对同源染色体的两条染色体是随机分布在两侧的,相同颜色的染色体不一定全在同一侧。2.提示:63条。骡子细胞中63条染色体中没有同源染色体,因此骡不能进行正常的减数分裂,不能产生生殖细胞,因此骡不能繁殖后代。【典例示范】D在不考虑交叉互换的情况下,每个精原细胞产生两个互补的次级精母细胞,每个次级精母细胞产生2个基因组成相同的精细胞,图中可能来自同一个精原细胞,可能来自同一个精原细胞,可能来自同一个精原细胞,可能来自同一个精原细胞。因此上述精细胞至少来自4个精原细胞,故A、B正确;1个次级精母细胞能产生2个相同的精细胞,图中8个精细胞的染

14、色体组成各不相同,至少来自8个次级精母细胞,故C正确;不可能来自同一个精原细胞,故D错误。【类题精练】B在减数第一次分裂同源染色体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,少数部分不相同,因此来自同一个次级精母细胞的有与、与。知识点二【思考探究】1.提示:不正确。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞(母方)。2.提示:“龙凤胎”是由两个卵细胞和两个精子分别结合形成的受精卵发育而成的,属于异卵双胞胎。【典例示范】A根据图中核DNA含量和染色体数目的变化可知,a阶段为有丝分裂,b阶段为减数分裂,c阶段

15、为受精作用及第一次有丝分裂,正确;L点M点染色体数加倍,表示受精作用的完成,受精作用过程有精卵细胞膜的融合,能体现细胞膜的流动性,正确;GH段细胞中含有的染色体数是OP段细胞中含有的染色体数的一半,错误;MN段包括有丝分裂的间期,在间期有DNA的复制,发生了核DNA含量的加倍,正确。【类题精练】A a表示有丝分裂过程,d表示细胞增殖和分化过程,这两个过程中都存在基因的选择性表达,A正确;a过程中,细胞通过有丝分裂方式增殖,b过程中,细胞通过减数分裂方式产生配子,因此a与b主要差异之一是后者存在同源染色体的分离,B错误;b表示减数分裂过程,d过程中细胞通过有丝分裂方式增殖,这两种分裂过程中都存在

16、姐妹染色单体的分离,C错误;c表示受精作用,该过程中精子和卵细胞的融合体现了细胞膜的结构特点流动性,D错误。1.(1)提示:淀粉样蛋白基因位于21号染色体上,21三体综合征患者多了一条21号染色体,所以21三体综合征患者多出了一个淀粉样蛋白基因。(2)提示:父亲或母亲性原细胞进行减数分裂时,21号染色体未能正常分离。2.(1)提示:试管婴儿是在体外完成受精过程,早期胚胎需要移植到母体子宫内发育,所以不能说试管婴儿是真正在试管里长大的婴儿。(2)提示:试管婴儿虽然在体外完成受精,但是属于有性生殖。1.【解析】选。减数分裂过程中DNA只复制一次,错误;卵细胞与精子相互识别而结合,识别过程与细胞膜上

17、的特异性受体有关,正确;受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,错误;受精卵由精子和卵细胞结合形成,其具有双亲的遗传特性,故由受精卵发育成的后代具有双亲的遗传特性,正确;减数第一次分裂过程中同源染色体分离而着丝点不分裂,所以减数第一次分裂过程使细胞中染色体数目减半,正确。2.C对于进行有性生殖的生物体来说,其通过减数分裂形成精子和卵细胞,染色体数目减半,然后又通过受精作用使得染色体数目恢复到体细胞的水平,所以减数分裂和受精作用维持了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目恒定,同时使得后代具有更大的变异性。3.D染色体的复制和平均分配不会导致配子中染色体组合的多样性,A项错误;同源染色

18、体的分离不会导致配子中染色体组合的多样性,非同源染色体的自由组合可导致配子中染色体组合的多样性,B项错误;同源染色体的联会不会导致配子中染色体组合的多样性,C项错误;减数分裂过程中,四分体时期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合的多样性,D项正确。4.D 该细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质不均等分裂,是次级卵母细胞,A错误;该细胞不含同源染色体,含有4条染色体、4个DNA分子,不含染色单体,B错误;图示细胞处于减数第二次分裂后期,不会发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合,也就不会发生等位基因分离,非等位基因自由组合,C错误;该细胞为

19、次级卵母细胞,其分裂后形成一个卵细胞和一个极体,其中只有卵细胞具有生殖功能,D正确。5.B在无交叉互换和基因突变的情况下,一个精原细胞减数分裂只能产生2种精子,A错误;一个精原细胞减数分裂只能产生2种精子,三个精原细胞减数分裂可产生2种或4种精子,B正确;一个次级精母细胞减数分裂只能形成1种精子,则两个次级精母细胞减数分裂最多能形成2种精子,C错误;一个次级精母细胞减数分裂只能形成1种精子,则三个次级精母细胞减数分裂最多能形成3种精子,D错误。6.A由减数分裂过程可知:减数第一次分裂经过同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合产生了一个次级卵母细胞和一个极体,其中的染色体组合为互补关系;减数第

20、二次分裂过程经过了着丝点的分裂然后平均分配到两个子细胞中去,最终形成了一个卵细胞和三个极体;其中的一个极体由于和卵细胞是经过次级卵母细胞的分裂产生,故该极体的染色体组成与卵细胞的染色体组成相同,另外两个极体的染色体组成相同且与卵细胞的染色体组成表现为互补,A正确。7.【解析】(1)据题干可知,该细胞是卵原细胞,AB时期处于间期,故AB时期的细胞叫卵原细胞,BC时期DNA含量加倍,发生的是DNA的复制和有关蛋白质的合成。(2)E点时DNA含量减半,故CDE时期进行的是减数第一次分裂,EF时期的细胞叫次级卵母细胞。(3)G点时DNA含量比开始时减少一半,故EFG时期进行的是减数第二次分裂。(4)GH时期的细胞中DNA含量只有原始细胞中的一半,此时该细胞叫卵细胞。(5)HI时期细胞中DNA含量加倍,表示发生了受精作用。(6)J以后进行的是有丝分裂。答案:(1)卵原细胞DNA的复制和有关蛋白质的合成(2)减数第一次分裂次级卵母细胞(3)减数第二次分裂(4)卵细胞(5)受精(6)有丝- 13 -