第2课时
受 精 作 用
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
非姐妹染色单体
时期 图示 染色体行为
减数第
一次分
裂后期
同源染色体分离,非
同源染色体_________自由组合
2.意义:导致不同配子_________有差异,使同一双亲
的后代呈现_______。
遗传物质
多样性
二、受精作用
依据受精作用的相关知识,判断下列叙述的正误:
(1)受精作用包括精子和卵细胞的相互识别和
融合。 ( )√
(2)受精的实质是精子进入卵细胞中。 ( )
提示:受精的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核融
合。
×
(3)受精卵中的遗传物质一半来自精子,一半来自卵
细胞。 ( )
提示:受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子,一半
来自卵细胞,而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞。
×
(4)受精作用的过程体现了细胞膜具有信息交流的
功能。 ( )
(5)受精作用对维持生物前后代体细胞中染色体数
目的恒定十分重要。 ( )
√
√
【激疑】同卵双胞胎的性别相同吗?异卵双胞胎的性别
相同吗?
提示:同卵双胞胎来自一个受精卵,性别相同;异卵双胞
胎来自两个受精卵,性别可能不同。
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:
(1)若是一个个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色
体的对数或等位基因的对数。
(2)若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个(种)
卵细胞,而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞(如图
所示)。
2.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(姐妹染色单体未分离):
【思考·讨论】
1.某生物的体细胞内含有n对同源染色体,经过减数分
裂,1个卵原细胞与1个雌性个体产生的配子分别有多少
种?(科学思维)
提示:1种、2n种。
2.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)
提示:不科学。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。
【素养案例】
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合分析,在不考虑交叉互换的
情况下,下列相关叙述不正确的是 ( )
世纪金榜导学号
A.上述精细胞至少来自4个精原细胞
B.⑤⑧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.①⑦可能来自同一个精原细胞
【解题导引】依据生物体染色体组成分析精细胞来源:
生物体染色体组成为AaCcDd,则精细胞中①和④、②和
⑥、③和⑦、⑤和⑧可能来自同一个精原细胞。
【解析】选D。在不考虑交叉互换的情况下,每个精原
细胞产生两个不同的次级精母细胞,每个次级精母细胞
产生2个基因组成相同的精细胞,图中①④可能来自同
一个精原细胞,②⑥可能来自同一个精原细胞,③⑦可
能来自同一个精原细胞,⑤⑧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
细胞的基因型各不相同,至少来自8个次级精母细胞,故
C正确;①⑦不可能来自同一个精原细胞,故D错误。
【方法规律】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’”。
【素养·探究】——母题追问
(1)科学思维——归纳与概括
若一个染色体组成为AaCcDd的精原细胞,产生了1个染
色体组成为AcD的精子,请写出其他3个精子的染色体组
成。
提示:AcD、aCd、aCd。
(2)科学思维——模型与建模
制作染色体组成为AaCcDd的精原细胞的减数分裂模型
时,表示A和a染色体的橡皮泥颜色是否相同?为什么?
提示:不相同。A和a所表示的染色体分别来自父方和母
方,应用不同颜色的橡皮泥表示。
【素养·迁移】
人类有一种常见的遗传病21三体综合征,病人细胞中有
3条21号染色体(正常人2条)。下列对于可能的原因分
析错误的是( )
A.父方减数第一次分裂两条同源染色体未分离
B.母方减数第一次分裂两条同源染色体未分离
C.父方减数第二次分裂两条姐妹染色单体形成的子染
色体移向同一极
D.父方、母方产生的配子都由于减数分裂出现异常
【解析】选D。21三体综合征是指患者21号染色体比正
常人多一条,父方、母方都有可能提供了异常的配子,
而且是只有一方提供了异常的配子。配子中多一条染
色体,可能是减数第一次分裂异常,也可能是减数第二
次分裂异常,但是不可能父方、母方提供的配子均异常。
【补偿训练】
一个配子的基因组成为AB,产生这种配子的生物
体是 ( )
A.显性纯合子 B.隐性纯合子
C.杂合子 D.不能判断
【解析】选D。一个配子的基因组成为AB,说明该生物
个体的基因组成中含有A_B_,所以其基因组成有多种可
能,如AABB、AaBB、AABb、AaBb。
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段为有丝分裂间
期,fg段为分裂期。
【思考·讨论】
1.依据受精作用的过程,分析卵细胞体积较大的意义?
(生命观念)
提示:可为受精卵提供丰富的营养物质。
2.Leber遗传性视神经病致病基因位于线粒体DNA上,其
发病较早,表现为急性、亚急性视力减退,中心视野丧
失最明显。若父亲不患病而母亲患病,试分析其子代患
病情况?(科学思维、社会责任)
提示:子代无论男女均患病。
【素养案例】
(2019·南通高一检测)如图表示某二倍体生物细胞分
裂和受精作用过程中,核DNA含量和染色体数目的变化
曲线图,以下分析正确的是 世纪金榜导学号( )
A.b、c两段分别表示染色体数目和核DNA含量的变化
B.EF、KL段不存在同源染色体
C.CD、GH及OP段染色体数目相同
D.同源染色体分离发生在b段
【解题导引】
(1)析图像:图中a段表示有丝分裂过程中核DNA含量的
变化规律;b段表示减数分裂过程中核DNA含量的变化规
律;c段表示受精作用和有丝分裂过程中染色体数目的
变化规律。
(2)逐项判:依据细胞所处时期逐项判断正误。
【解析】选D。由图可知,b段表示减数分裂过程中核
DNA含量的变化规律,c段表示受精作用和有丝分裂过程
中染色体数目的变化规律,A错误;EF段表示有丝分裂末
期和减数第一次分裂间期的一部分,均存在同源染色
体,KL段表示减数第二次分裂末期,不存在同源染色
体,B错误;CD段表示有丝分裂前期、中期和后期,此阶
段细胞中所含染色体数目在前期、中期与体细胞相同,
在后期是体细胞的2倍,GH段表示减数第一次分裂,此阶
段细胞中所含染色体数目与体细胞相同,OP段表示有丝
分裂后期,此时细胞中所含染色体数目是体细胞的2倍
,C错误;同源染色体分离发生在b段的GH段,即减数第一
次分裂后期,D正确。
【方法规律】根据染色体数目变化判断生理过程的方
法
(1)染色体始终保持正常体细胞数目——减数第一次分
裂。
(2)染色体数目减半后只在后期加倍——减数第二次分
裂。
(3)染色体数目由减半恢复为正常体细胞数目——受精
作用。
(4)染色体数目相对于正常体细胞染色体数加倍后减半
——有丝分裂。
【素养·探究】——情境迁移
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
)
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)试管婴儿的培育涉及哪种生殖方式?(科学思维)
提示:试管婴儿虽然在体外完成受精,但是属于有性生
殖。
【素养·迁移】
(2019·广州高一检测)如图为某动物体内受精作用的
示意图,据图分析错误的是 ( )
A.甲、乙分别表示精子、卵细胞
B.甲、乙细胞先识别后融合
C.丙表示受精卵,将进行有丝分裂
D.丙中的全部遗传物质1/2来自甲,1/2来自乙
【解析】选D。由图可知,甲、乙分别表示精子、卵细
胞,A正确;受精时,精子和卵细胞先识别后融合,B正确;
丙表示受精卵,将进行有丝分裂,C正确;丙中的细胞核
遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质遗
传物质几乎都来自卵细胞,D错误。
【补偿训练】
高等动物的有性生殖和发育过程如图所示,图中①、
②和③过程分别表示 ( )
A.有丝分裂、减数分裂和受精作用
B.有丝分裂、受精作用和减数分裂
C.受精作用、有丝分裂和减数分裂
D.受精作用、减数分裂和有丝分裂
【解析】选C。①表示配子结合形成合子的过程,应为
受精作用;②表示合子形成生物体的过程,该过程主要
通过有丝分裂和细胞分化实现;③表示生物体形成配子
的过程,应为减数分裂。
【备选要点】建立减数分裂中染色体变化的模型
1.活动准备:
(1)准备红色和黄色橡皮泥——做出4条黄色和4条红色
的染色单体。其中2条黄色和2条红色的染色单体长3～
4 cm;另外4条长6～8 cm。把颜色、长度相同的两条染
色单体成对并排放置。用同种颜色的小块橡皮泥代表
着丝点,用它把两条染色单体粘起来,代表完成复制的
染色体。
(2)在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓,画出
中心体和纺锤体。
2.方法步骤:
(1)模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化。
①减数第一次分裂:把做好的染色体放在画好的细胞
内。让长度相同、颜色不同的两条染色体配对→将两
对染色体横向排列在赤道板处,红色的在一侧,黄色的
在另一侧→移动染色体的着丝点,使红色和黄色的染色
体分离,分别移向两极→在另一张纸上画两个次级精母
细胞的轮廓,并画出中心体和纺锤体,将已移到细胞两
极的染色体分别放到两个新细胞中。
②减数第二次分裂:将新细胞中的染色体横向排列在赤
道板处→分开小块橡皮泥——相当于着丝点分裂,姐妹
染色单体分离→使子染色体向细胞两极移动→在两极
有染色体的部分画出细胞轮廓,代表新细胞生成。
(2)模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合。
注意:要在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体。
3.表达与交流:
(1)染色体数目变化:减数第一次分裂结束时,细胞中的
染色体数目减半;减数第二次分裂(短暂加倍,然后减半
)开始时与结束时染色体数量相同。
(2)染色体行为变化:联会(四分体)、分离、着丝点分
裂。
(3)染色体组合方式:由于减数第一次分裂后期非同源
染色体自由组合,导致了配子中染色体组合的多样性。
【课堂回眸】
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