2024春新教材高中生物第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用第2课时受精作用课件新人教版必修2

第2课时受精作用学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.理解配子中染色体组合的多样性。2．描述受精作用的过程。3．说出减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。1.导致配子中染色体组合多样性的原因：①同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合；②同源染色体上非姐妹染色单体间发生互换。2．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。3．减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。【主干知识梳理】一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1．实验原理根据细胞中的染色体

的变化，识别减数分裂的各个时期。2．实验流程形态、位置和数目二、配子中染色体组合的多样性1．原因2．意义：导致了不同配子

的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，使同一双亲的后代必然呈现

。时期图示染色体行为减数分裂Ⅰ前期四分体中

_______________之间可能发生互换减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体____________非姐妹染色单体自由组合遗传物质多样性三、受精作用1．概念：卵细胞与精子相互

、

成为受精卵的过程。2．过程图示说明精子的

进入卵细胞，

留在外面卵细胞的

会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入精子头部进入卵细胞后不久，精子的

就与卵细胞的

融合，使彼此的

会合在一起识别融合头部尾部细胞膜细胞核细胞核染色体3．结果(1)受精卵中的

数目又恢复到体细胞中的数目。(2)受精卵中的

一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。4．意义(1)后代呈现多样性，有利于生物

多变的自然环境，有利于生物在

中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中

的恒定，维持了生物遗传的稳定性。因此，减数分裂和受精作用对于生物的__________都具有重要意义。染色体染色体适应自然选择染色体数目遗传和变异【教材微点发掘】1．从减数分裂产生配子的角度分析教材第25页中“一母生九子，九子各不同”的原因。提示：亲代生殖细胞经减数分裂可产生多种多样的配子，每次生育时参与受精作用的配子的染色体组成不完全相同。2．下图(教材第27页图2­7)为受精过程开始的扫描电镜照片，据图回答有关问题：(1)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__________________。精子与卵细胞融合的过程与生物膜

有关。(2)一般来说，一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的，其原因是什么？提示：受精时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。因此，受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞，而细胞核中的遗传物质一半来自母亲一半来自父亲，所以一个人的遗传物质来自母亲的要多于来自父亲的。细胞膜表面的糖蛋白流动性教材问题提示(一)探究·实践(教材第26页)活动二：问题思考1．细胞中至少需要2对染色体。2．有2种组合方式。假设分别用A、A′和B、B′表示2对染色体，则减数分裂Ⅰ时，非同源染色体的组合有2种：A、B和A′、B′；A、B′和A′、B。3．略。活动三：讨论1．在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体中非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离并移向细胞的两极等行为变化；减数分裂Ⅰ结束，细胞中的染色体数目减半。在减数分裂Ⅱ中，每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，并分别移向细胞的两极，最终进入两个子细胞。减数分裂产生了多种多样的配子，配子中的染色体数目减半。这为之后通过受精作用使同一双亲的后代呈现多样性，并维持每种生物前后代染色体数目的恒定提供了保证。总的来讲，减数分裂和受精作用共同保证了生物遗传的稳定性和多样性。2．在减数分裂过程中，同源染色体分离、非同源染色体的自由组合、联会时非姐妹染色单体间的互换，都会使减数分裂产生多种配子。3．略。(二)思维训练(教材第27页)

遗传稳定性遗传多样性配子形成减数分裂形成的配子中的染色体数目减半，而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致了配子中染色体组合的多样性受精作用卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性新知探究(一)配子中染色体组合的多样性【探究·深化】[问题驱动]

下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体，分析回答：(1)情况1中，最终产生的4个子细胞有

种类型，分别为

；情况2中，最终产生的4个子细胞有

种类型，分别为

；因此，此原始生殖细胞产生的配子可能有

种类型。(2)据此推断：含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为

种。(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是______________________________________。2Ab和aB2AB和ab42n同源染色体中非姐妹染色单体发生了互换[重难点拨]

1．减数分裂与配子多样性(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例，如图所示。由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换)，如图所示。由图可知：①E和F、G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一次级精母细胞C、D；②E、F与G、H中的染色体“互补”，来自同一初级精母细胞。2．一般情况下减数分裂产生配子的种类(1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体)(2)若考虑互换，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。比较项目YyRr个体能产生配子的种类含n对同源染色体个体产生的配子种类一个精原细胞2种(YR、yr或Yr、yR)2种一个雄性个体4种(YR、yr、Yr、yR)2n种一个卵原细胞1种(YR或yr或Yr或yR)1种一个雌性个体4种(YR、yr、Yr、yR)2n种【典题·例析】[例1]果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d)，在不发生互换的情况下，它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子

(

)A．2种 B．4种C．8种 D．16种[解析]

一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体，在不发生互换的情况下，经减数分裂都只形成2种类型的精子。故选A。[答案]

A[例2]如图1是某生物的一个初级精母细胞，图2是该生物的五个精细胞。最可能来自同一个次级精母细胞的是

(

)A．①和②

B．②和④

C．③和⑤

D．①和④[解析]

减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若发生互换，则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同，只有很小部分颜色有区别。所以，图中最可能来自同一个次级精母细胞的是②和④。故选B。[答案]

B方法规律———————————————————————————根据染色体组成判断配子来源的方法————————————————————————————————【应用·体验】1．下列符号代表精子的染色体，A和a是一对同源染色体，依此类推，下列哪个选项中的四个精子来自同一个精原细胞的是

(

)A．Abc、Abc、abC、Abc B．aBc、AbC、ABC、ABCC．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABC、Abc、abc、aBC解析：由于A和a是一对同源染色体，其余类推，所以在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。由于一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞，进而产生2种基因型不同的精细胞，所以只有C项中Abc、aBC、Abc、aBC四个精子来自同一个精原细胞。答案：C

2．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，在不考虑互换的情况下，下列相关叙述错误的是

(

)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析：由于生殖细胞中含有3对同源染色体，最多能产生8种配子，如题图所示，每种精原细胞在不发生互换时，只能产生2种配子，所以上述细胞至少来自4个精原细胞、8个次级精母细胞，A、C正确；图中任何2个精细胞的染色体若能组合成AaCcDd，那么这2个细胞可能来自同一个精原细胞，如⑤与⑧、③与⑦等，B正确；①和⑦的染色体组合为AaCCDd，两者不可能来自同一个精原细胞，D错误。答案：D

新知探究(二)减数分裂与有丝分裂过程【探究·深化】[问题驱动]

1．结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期(1)三个前期图的判断①判断步骤②判断结果：A为

前期，B为

前期，C为

前期。(2)三个中期图的判断有丝分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ①判断步骤②判断结果：A为

中期，B为

中期，C为

中期。(3)三个后期图的判断

有丝分裂减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅰ①判断步骤②判断结果：A为

后期，B为

后期，C为

后期。有丝分裂减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅰ2．结合减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型判断细胞分裂方式(1)模型(2)判断[重难点拨]

1．每条染色体中DNA含量的变化对上图曲线的解释：

A→BB→CC→DD→E减数分裂对应时期间期减数分裂Ⅰ全过程和减数分裂Ⅱ前期、中期减数分裂Ⅱ后期减数分裂Ⅱ末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期2．同源染色体对数的曲线3．细胞分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数量变化曲线的变式——直方图直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和核DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。如图所示：有丝分裂减数分裂图注续表【典题·例析】[例1]

(2022·全国乙卷)有丝分裂和减数分裂是哺乳动物细胞分裂的两种形式。某动物的基因型是Aa，若该动物的某细胞在四分体时期一条染色单体上的A和另一条染色单体上的a发生了互换，则通常情况下姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的时期是

(

)A．有丝分裂的后期

B．有丝分裂的末期C．减数第一次分裂

D．减数第二次分裂[解析]

有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会形成四分体的过程，也不会发生互换，不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象，A、B错误。根据题意，某动物基因型是Aa，经过间期复制，初级性母细胞中有AAaa四个基因，该动物的某细胞在四分体时期发生互换，涉及A和a的交换，交换后两条同源染色体的姐妹染色单体上均分别具有A和a基因，减数第一次分裂时，同源染色体分开，两组Aa彼此分开进入次级性母细胞，至此减数第一次分裂完成，所以不会发生姐妹染色单体分离导致等位基因A和a进入不同细胞的现象；而在减数第二次分裂时，姐妹染色单体分离，导致其上的等位基因A和a分开进入两个子细胞，C错误，D正确。[答案]

D[例2]如图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图，下列相关说法错误的是

(

)A．有丝分裂发生在ae中，减数分裂发生在fl中B．cd段和gh段染色体数目都相等C．gh段都存在染色单体D．最后形成的精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半[解析]

分析图中曲线变化可知，ae段核DNA分子数一次加倍一次减半，故有丝分裂发生在其中；fl段核DNA分子数一次加倍，连续两次减半，故减数分裂发生在其中，A正确。cd段包括有丝分裂前期、中期、后期，细胞内染色体数量为8条或16条；gh段为减数分裂Ⅰ，细胞内染色体数目为8条，存在染色单体，B错误，C正确。精细胞中，染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半，D正确。[答案]

B【应用·体验】1．某植物的正常细胞中含10条染色体、10个核DNA分子，且细胞中存在纺锤丝，则该细胞可能处于

(

)A．有丝分裂中期 B．有丝分裂末期C．减数分裂Ⅰ后期

D．减数分裂Ⅱ后期解析：由细胞中染色体数与核DNA分子数之比为1∶1可知，细胞中没有染色单体，又由细胞中存在纺锤丝可知，该细胞可能处于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期。故选D。答案：D

2．下列三条曲线表示某生物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，在如图甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色体数目减半，其中“减半”的原因完全相同的一组是

(

)A．①②

B．①③C．②③

D．②④解析：①②下降的原因均是同源染色体分离后进入两个子细胞，③④下降均是由于着丝粒分裂。因此，①～④中染色体数目减半的原因完全相同的是①和②、③和④。故选A。答案：A3．图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答下列问题：(1)图1中AB段形成的原因是__________________，CD段形成的原因是__________________。(2)图2中________细胞处于图1中的BC段，________细胞处于图1中的DE段。(3)就图2乙细胞分析可知，该细胞含有________条染色单体，染色体数与核DNA分子数之比为________，该细胞处于______________(填分裂时期)的________期，其产生的子细胞名称为______________________。解析：(1)由图示可知，图1为细胞分裂各时期每条染色体上的DNA含量变化情况，AB段为分裂间期。图1中AB段形成的原因是细胞分裂间期DNA复制(或染色体复制)，图1中CD段每条染色体上的DNA含量减半，是因为着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。(2)图2中甲细胞处于有丝分裂后期，每条染色体上只有1个DNA分子，应处于图1中的DE段；图2中乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，丙细胞处于减数分裂Ⅱ中期，每条染色体都有2条染色单体，因此都有2个DNA分子，处于图1中的BC段。(3)图2中乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，共有4条染色体、8条染色单体、8个核DNA分子，染色体数与核DNA分子数之比为1∶2；乙细胞的细胞质不均等分裂，该细胞产生的子细胞是次级卵母细胞和(第一)极体。答案：(1)DNA复制(或染色体复制)着丝粒分裂(2)乙、丙甲(3)8

1∶2减数分裂Ⅰ后次级卵母细胞和(第一)极体科学视野——受精作用与双胞胎的形成同卵双胞胎：一个精子与一个卵细胞结合完成受精作用后，受精卵一分为二变为2个一样的细胞，然后发育成为2个个体，因为2个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。这种相似不仅外形相似，而且血型、智力、甚至某些生理特征，对疾病的易感性等都很一致。我们常说的连体婴儿，实际上就是这种单卵双胎，只是由于当初受精卵分裂时的不完全造成了某些部位相连。正是因为如此同卵双胞胎绝大部分是同性，一般不出现一个是男孩一个是女孩的现象。异卵双胞胎：妇女每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，相互间没有什么联系，叫作异卵双胞胎。相貌方面生出来就像普通的兄弟姐妹。龙凤胎绝大部分是异卵双胞胎而不大可能是同卵双胞胎。【素养评价】1．下列说法中，正确的是

(

)A．同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞染色体数目一般相同，染色体组成一般不同B．一个卵细胞一般只能同一个精子结合形成受精卵，少数情况下也可以同2个精子结合发育形成双胞胎C．玉米体细胞中有10对染色体，经减数分裂后卵细胞中染色体为5对D．人的精子中有23条染色体，则人的神经细胞、初级卵母细胞、卵细胞中分别含有46、46、23条染色体，0、46、23条染色单体解析：由于同一生物体在不同时刻产生精子或卵细胞的过程中，非同源染色体是随机组合的，所以染色体组成一般是不相同的；但染色体数目一般相同，都是体细胞的一半，A正确。一个卵细胞只能与一个精子结合形成受精卵，B错误。玉米体细胞中有10对同源染色体，经过减数分裂后，不含同源染色体，所以卵细胞中染色体数目为10条，不能表示为5对，C错误。人的精子中有23条染色体，为体细胞的一半，则人的神经细胞、初级卵母细胞、卵细胞中分别含有46、46、23条染色体，0、92、0条染色单体，D错误。答案：A

2．一对夫妇基因型均是AaBb(两对基因独立遗传)，图1为其一种细胞分裂方式的DNA含量变化曲线图，图2为该夫妇产生一对双