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(共46張PPT)
第二章　基因和染色體的關(guān)系
1　減數(shù)分裂和受精作用
第2課時(shí)　受精作用
2019版新人教必修2學(xué)案
課標(biāo)要點(diǎn) 學(xué)法指導(dǎo)
說(shuō)明進(jìn)行有性生殖的生物體，其遺傳信息通過(guò)配子傳遞給子代 1.科學(xué)探究、科學(xué)思維：通過(guò)建構(gòu)模型，理解配子中染色體組合的多樣性
2．生命觀念：理解受精作用的實(shí)質(zhì)及意義
3．科學(xué)思維：提高抽象概括能力，掌握染色體、DNA的數(shù)目－時(shí)間坐標(biāo)曲線
知識(shí)導(dǎo)圖
2．意義：導(dǎo)致不同配子________有差異，使同一雙親的后代呈現(xiàn)____________。
遺傳物質(zhì)　
多樣性
提示：兩種。
正常情況下，一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成幾種配子(根據(jù)染色體組成分類)
家鴿是進(jìn)行有性生殖的生物，它之所以能保持染色體數(shù)目的恒定，是因?yàn)樵谏尺^(guò)程中要進(jìn)行 (　　)
A．減數(shù)分裂和受精作用
B．有絲分裂和受精作用
C．減數(shù)分裂和有絲分裂
D．染色體的復(fù)制和平均分配
【答案】A　
【解析】家鴿有性生殖過(guò)程中通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生了染色體數(shù)目減半的雌雄生殖細(xì)胞，通過(guò)受精作用，雌雄配子結(jié)合形成受精卵，染色體數(shù)目恢復(fù)恒定。
________與受精作用保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定，對(duì)于生物的遺傳變異都十分重要。
受精作用
減數(shù)分裂
提示：異卵雙胞胎。異卵雙胞胎來(lái)自兩個(gè)不同的受精卵，故具有不同的遺傳特性。
雙胞胎一般可分為同卵雙胞胎和異卵雙胞胎兩類。同卵雙胞胎指兩個(gè)胎兒由一個(gè)受精卵發(fā)育而成，異卵雙胞胎是由不同的受精卵發(fā)育而成的。其中性格和容貌相似性較小，也可能是不同性別的是哪一種雙胞胎？為什么？
判斷下列敘述的正誤。
(1)受精作用包括精子和卵細(xì)胞的相互識(shí)別和融合。 (　　)
(2)受精的實(shí)質(zhì)是精子進(jìn)入卵細(xì)胞中。 (　　)
(3)受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自精子，一半來(lái)自卵細(xì)胞。(　　)
(4)受精作用的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有信息交流的功能。 (　　)
(5)受精作用對(duì)維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定十分重要。 (　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
1．減數(shù)分裂配子中染色體的組合方式及種類
(1)若是一個(gè)個(gè)體，則可產(chǎn)生2n種配子，n代表同源染色體的對(duì)數(shù)或等位基因的對(duì)數(shù)。
(2)若是一個(gè)性原細(xì)胞，則一個(gè)卵原細(xì)胞僅產(chǎn)生1個(gè)(種)卵細(xì)胞，而一個(gè)精原細(xì)胞可產(chǎn)生4個(gè)(2種)精細(xì)胞(如圖所示)。
配子中染色體組合的多樣性
[知識(shí)歸納]
2．減數(shù)分裂過(guò)程中的異常分析
(1)減數(shù)分裂Ⅰ異常(同源染色體未分離)
(2)減數(shù)分裂Ⅱ異常(姐妹染色單體未分離)
1．某種能進(jìn)行有性生殖的高等動(dòng)物體細(xì)胞含有2對(duì)同源染色體A、a與B、b(如下圖所示)，請(qǐng)思考該動(dòng)物形成的配子種類數(shù)的問(wèn)題：
(1)如果不發(fā)生交叉互換，則該動(dòng)物的一個(gè)精原細(xì)胞或一個(gè)卵原細(xì)胞能形成幾個(gè)精子或幾個(gè)卵細(xì)胞？其染色體組成是怎樣的？
(2)如果圖中的A和a同源染色體在四分體時(shí)期發(fā)生了交叉互換，則一個(gè)精原細(xì)胞和一個(gè)卵原細(xì)胞又分別形成幾種精子和卵細(xì)胞？
提示：(1)一個(gè)精原細(xì)胞能形成4個(gè)精子，其染色體組成是AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB；一個(gè)卵原細(xì)胞只能形成1個(gè)卵細(xì)胞，其染色體組成是AB或ab或Ab或aB。
(2)一個(gè)精原細(xì)胞會(huì)形成4種精子，一個(gè)卵原細(xì)胞會(huì)形成1種卵細(xì)胞。
2．受精作用的實(shí)質(zhì)是什么？受精作用有什么意義？
提示：精子和卵細(xì)胞的細(xì)胞核的融合；減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持生物體前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，以及生物的遺傳和變異具有重要的意義。
【方法技巧】根據(jù)染色體組成判斷配子來(lái)源的方法：
(1)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體完全相同，則它們可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。簡(jiǎn)記為：同為同一“次”。
(2)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體恰好“互補(bǔ)”，則它們可能來(lái)自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。簡(jiǎn)記為：補(bǔ)為同一“初”。
(3)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體有的相同，有的互補(bǔ)，只能判定可能來(lái)自同一個(gè)生物不同精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過(guò)程。簡(jiǎn)記為：同、補(bǔ)為同一“體”。
[對(duì)點(diǎn)精練]
1．如圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產(chǎn)生的精細(xì)胞。試根據(jù)細(xì)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(guān)敘述不正確的是 (　　)
A．上述精細(xì)胞至少來(lái)自4個(gè)精原細(xì)胞
B．⑤⑧可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞
C．上述精細(xì)胞至少來(lái)自8個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞
D．①⑦可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞
【答案】D　
【解析】在不考慮互換的情況下，每個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生兩個(gè)不同的次級(jí)精母細(xì)胞，每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生2個(gè)基因組成相同的精細(xì)胞，圖中①④可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，②⑥可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，③⑦可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，⑤⑧可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞。因此上述精細(xì)胞至少來(lái)自4個(gè)精原細(xì)胞，故A、B正確；1個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生2個(gè)相同的精細(xì)胞，圖中8個(gè)精細(xì)胞的基因型各不相同，至少來(lái)自8個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，故C正確；①⑦不可能來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞，故D錯(cuò)誤。
2．人類有一種常見(jiàn)的遺傳病21三體綜合征，病人細(xì)胞中有3條21號(hào)染色體(正常人2條)。下列對(duì)于可能的原因分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．父方減數(shù)分裂Ⅰ兩條同源染色體未分離
B．母方減數(shù)分裂Ⅰ兩條同源染色體未分離
C．父方減數(shù)分裂Ⅱ兩條姐妹染色單體形成的子染色體移向同一極
D．父方、母方產(chǎn)生的配子都減數(shù)分裂出現(xiàn)異常
【答案】D　
【解析】21三體綜合征是指患者21號(hào)染色體比正常人多一條，父方、母方都有可能提供了異常的配子，而且是只有一方提供了異常的配子。配子中多一條染色體，可能是減數(shù)第一次分裂異常，也可能是減數(shù)第二次分裂異常，但是不可能父方、母方提供的配子均異常。
受精作用
[知識(shí)歸納]
1．減數(shù)分裂結(jié)果分析
經(jīng)減數(shù)分裂形成的生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。圖示中配子的染色體數(shù)目只有體細(xì)胞的一半，并且沒(méi)有同源染色體。
2．受精作用結(jié)果分析
經(jīng)受精作用形成的受精卵中的染色體一半來(lái)自精子(父方)、一半來(lái)自卵細(xì)胞(母方)。圖中受精卵的染色體數(shù)目恢復(fù)為體細(xì)胞染色體數(shù)，且出現(xiàn)同源染色體。
(1) ab段、bc段和cd段分別屬于哪個(gè)過(guò)程的哪個(gè)時(shí)期？
(2)e點(diǎn)表示什么過(guò)程？
(3)eg段、ef段和fg段分別屬于哪個(gè)過(guò)程的哪個(gè)時(shí)期？
提示：(1)ab段為減數(shù)分裂前的間期，bc段為減數(shù)分裂Ⅰ，cd段為減數(shù)分裂Ⅱ。
(2)受精作用。
(3)eg段為受精卵的有絲分裂，其中ef段為有絲分裂前的間期，fg段為分裂期。
【方法技巧】根據(jù)染色體數(shù)目變化判斷生理過(guò)程的方法：
(1)染色體始終保持正常體細(xì)胞數(shù)目——減數(shù)分裂Ⅰ。
(2)染色體數(shù)目減半后只在后期加倍——減數(shù)分裂Ⅱ。
(3)染色體數(shù)目由減半恢復(fù)為正常體細(xì)胞數(shù)目——受精作用。
(4)染色體數(shù)目相對(duì)于正常體細(xì)胞染色體數(shù)加倍后減半——有絲分裂。
[對(duì)點(diǎn)精練]
1．下圖表示某二倍體生物細(xì)胞分裂和受精作用過(guò)程中，核 DNA含量和染色體數(shù)目的變化曲線圖，以下分析正確的是 (　　)
A．b、c兩段分別表示染色體數(shù)目和核DNA含量的變化
B．EF、KL段不存在同源染色體
C．CD、GH及OP段染色體數(shù)目相同
D．同源染色體分離發(fā)生在b段
【答案】D　
【解析】由圖可知，b段表示減數(shù)分裂過(guò)程中核DNA含量的變化規(guī)律，c段表示受精作用和有絲分裂過(guò)程中染色體數(shù)目的變化規(guī)律，A錯(cuò)誤；EF段存在同源染色體，KL段不存在同源染色體，B錯(cuò)誤；CD段表示有絲分裂，此階段細(xì)胞中所含染色體數(shù)目在前期、中期與體細(xì)胞相同，在后期、末期是體細(xì)胞的2倍，GH段表示減數(shù)分裂Ⅰ，此階段細(xì)胞中所含染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同，OP段表示有絲分裂后期、末期，此時(shí)細(xì)胞中所含染色體數(shù)目是體細(xì)胞的2倍，C錯(cuò)誤；同源染色體分離發(fā)生在b段的GH段，D正確。
2．下圖是某動(dòng)物受精作用的示意圖，據(jù)圖分析正確的是(　　)
A．甲、乙兩細(xì)胞先識(shí)別后融合
B．甲、乙兩細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成
C．甲、乙兩細(xì)胞均含兩個(gè)染色單體
D．丙細(xì)胞中不含同源染色體
【答案】A　
【解析】圖示為某動(dòng)物受精作用的示意圖，其中甲為精子，乙為卵細(xì)胞，丙為受精卵。受精過(guò)程中，甲、乙兩細(xì)胞即精子、卵細(xì)胞先識(shí)別后融合，A正確；甲、乙兩細(xì)胞為生殖細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂形成，B錯(cuò)誤；甲、乙兩細(xì)胞均不含染色單體，C錯(cuò)誤；丙細(xì)胞為受精卵，細(xì)胞中含同源染色體，D錯(cuò)誤。
易錯(cuò)易混1：有性生殖后代多樣性的原因
(1)配子的多樣性：一是減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換；二是減數(shù)分裂Ⅰ后期非同源染色體之間的自由組合。
(2)受精時(shí)精子和卵細(xì)胞的結(jié)合具有隨機(jī)性。
易錯(cuò)易混2：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)來(lái)源的區(qū)別
受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)從雙親各獲得一半的DNA；受精卵的細(xì)胞質(zhì)中，如線粒體中也含有DNA，幾乎全部來(lái)自母本，因此受精卵中的遺傳物質(zhì)并非從雙親各獲得一半的DNA，而是從母本獲得的多一些。
例　下列由精子和卵細(xì)胞結(jié)合成受精卵的過(guò)程中，正確的是(　　)
①受精卵中的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自染色體
②受精卵中的細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自卵細(xì)胞
③受精時(shí)精子全部進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)
④精子和卵細(xì)胞的染色體合在一起成為4 N條
⑤受精卵中的染色體一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方
A．①②⑤　 B．③④⑤
C．①③④ D．②③④
【答案】A　
【解析】染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，所以受精卵中的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自染色體，①正確；由于精子通過(guò)變形，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，所以受精卵中的細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自卵細(xì)胞，②正確；受精時(shí)精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)，③錯(cuò)誤；精子和卵細(xì)胞的染色體合在一起成為2N條，④錯(cuò)誤；受精卵中的染色體一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方，⑤正確。
小練 · 素養(yǎng)達(dá)成
1．某雌果蠅的基因組成為AABbEe,3對(duì)基因獨(dú)立遺傳，則其產(chǎn)生卵細(xì)胞的種類及其體內(nèi)一個(gè)卵原細(xì)胞所產(chǎn)生卵細(xì)胞的種類分別是(　　)
A．4種和1種 B．4種和2種
C．4種和4種 D．8種和2種
【答案】A　
【解析】根據(jù)基因自由組合定律，該果蠅可產(chǎn)生的配子種類有1×2×2＝4種；一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂只能形成一個(gè)卵細(xì)胞，因此只有1種。
2．精子和卵細(xì)胞經(jīng)過(guò)受精作用形成受精卵，在受精卵中(　　)
A．細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)完全來(lái)自卵細(xì)胞
B．細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎完全來(lái)自卵細(xì)胞
C．細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)都平均來(lái)自精子和卵細(xì)胞
D．細(xì)胞中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由精子和卵細(xì)胞各提供一半
【答案】B　
【解析】受精卵的細(xì)胞核是由精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合形成的，故其所含遺傳物質(zhì)一半來(lái)自卵細(xì)胞，一半來(lái)自精子；受精時(shí)，精子只有頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，幾乎不提供細(xì)胞質(zhì)，因此受精卵細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎完全來(lái)自卵細(xì)胞，且受精卵中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)幾乎完全由卵細(xì)胞提供。
3．有性生殖的生物通過(guò)細(xì)胞分裂和受精作用完成個(gè)體的繁殖(如下圖)，其中同時(shí)含有同源染色體和姐妹染色單體的細(xì)胞是 (　　)
A．Ⅰ B．Ⅱ
C．Ⅲ D．Ⅳ
【答案】B　
【解析】依題意可知，Ⅰ為性原細(xì)胞，此時(shí)細(xì)胞中的DNA還沒(méi)有進(jìn)行復(fù)制，因此該細(xì)胞含有同源染色體，但是不含姐妹染色單體；Ⅱ?yàn)槌跫?jí)性母細(xì)胞，此時(shí)細(xì)胞中已經(jīng)完成了DNA的復(fù)制，而同源染色體還沒(méi)有分離，因此該細(xì)胞同時(shí)含有同源色體和姐妹染色單體；Ⅲ為次級(jí)性母細(xì)胞，同源染色體已經(jīng)發(fā)生了分離，因此不含同源染色體；Ⅳ精子和卵細(xì)胞結(jié)合形成的受精卵，含有同源染色體，但不含姐妹染色單體。
4．下列關(guān)于“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”的相關(guān)描述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．染色體的兩種顏色，一種代表來(lái)自父方的染色體，一種代表來(lái)自母方的染色體
B．在模擬過(guò)程中，只能體驗(yàn)染色體的行為變化，無(wú)法體驗(yàn)染色體的數(shù)量變化
C．若模擬過(guò)程中使用了兩對(duì)同源染色體，那么在減數(shù)第一次分裂后期總共出現(xiàn)兩種情況
D．模擬中長(zhǎng)度相同、顏色不同的染色體代表同源染色體
【答案】B　
【解析】無(wú)論是模擬實(shí)驗(yàn)還是畫(huà)圖中，一般用兩種顏色代表染色體的來(lái)源，其中大小相同、顏色不同的染色體代表同源染色體，A、D正確；在模擬過(guò)程中，不僅會(huì)體驗(yàn)到染色體的行為變化，也會(huì)體驗(yàn)到染色體的數(shù)量變化，B錯(cuò)誤；若模擬過(guò)程中使用了兩對(duì)同源染色體，那么在后期存在兩種情況，一種是同色的分配到同一極；另一種是異色的分配到同一極，C正確。
5．在減數(shù)分裂和受精作用中，下列表述錯(cuò)誤的是 (　　)
A．觀察減數(shù)分裂各時(shí)期的特點(diǎn)應(yīng)選擇蠶豆的雄蕊和蝗蟲(chóng)的精巢
B．受精作用的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞間的信息交流功能
C．受精卵的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自父方
D．減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持生物前后代染色體數(shù)目的恒定具有重要意義
【答案】C　
【解析】精原細(xì)胞數(shù)量多，且精子的形成過(guò)程是連續(xù)的，因此，觀察減數(shù)分裂各時(shí)期的特點(diǎn)應(yīng)選擇蠶豆的雄蕊和蝗蟲(chóng)的精巢，A正確；受精作用的精卵識(shí)別的過(guò)程，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞間的信息交流功能，B正確；受精卵中的染色體一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方，受精卵中的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自母方，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)源于母方，C錯(cuò)誤；減數(shù)分裂使染色體數(shù)目減半，受精作用又可以使染色體數(shù)目恢復(fù)到正常，D正確。
6．下列有關(guān)受精作用的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．受精作用體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性
B．受精過(guò)程中精卵細(xì)胞的結(jié)合具有隨機(jī)性
C．受精作用形成的受精卵是新生命的開(kāi)始
D．受精作用實(shí)現(xiàn)了基因的自由組合
【答案】D　
【解析】受精作用體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性，增加了遺傳與變異的機(jī)會(huì)，更好地適應(yīng)環(huán)境，A正確；精子和卵細(xì)胞的結(jié)合是隨機(jī)的，B正確；受精卵是新生命的開(kāi)始，C正確；基因的自由組合是在形成配子時(shí)，不是在受精作用過(guò)程中，D錯(cuò)誤。

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