新教材2025版高中生物第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课时减数分裂和受精作用学案新人教版必修2

第2课时减数分裂和受精作用课堂互动探究案课程标准1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞2．说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代素养达成1.建立减数分裂中染色体改变的模型，并运用模型理解配子中染色体组合的多样性。(生命观念)2．由非同源染色体的组合和受精作用，理解有性生殖的改变与稳定。(科学思维)3．通过视察蝗虫精母细胞减数分裂装片，娴熟驾驭相关试验技能。(科学探究)设疑激趣夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂学习主题一视察蝗虫精母细胞减数分裂装片活动1依据教材P24“视察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的探究实践活动，探讨下列问题：1．当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样推断它处于减数分裂的哪个时期？2．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？3．通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，可以推想一个精母细胞在不同分裂时期的染色体改变。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？活动2视察蝗虫精原细胞(正常体细胞染色体数为2n)的减数分裂装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像？名师提示1．选用雄性个体生殖器官为试验材料的缘由(1)一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的数量。(2)雌性动物排卵排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞，排出的细胞先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期，只有在受精的过程中才能接着进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂。2．视察蝗虫精母细胞减数分裂装片时，能看到染色体数目为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像，这是因为蝗虫精巢中的精原细胞(染色体数为2N)既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂。3．制作装片时，细胞已经死亡，不能视察到减数分裂的连续过程。1.试验原理蝗虫的精母细胞进行减数分裂可形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生改变，因而可据此识别减数分裂的各个时期。2．试验目的通过视察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。3．试验材料的选择宜选用雄性个体的生殖器官。4．方法步骤5．试验现象可从以下几方面对上述试验现象进行区分：减数分裂Ⅰ会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分别、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。1．(合格考)下列有关视察减数分裂试验的叙述，错误的是()A．一般选用雄性个体的生殖器官作为试验材料B．可用蚕豆花粉母细胞减数分裂装片进行视察C．在能视察到减数分裂的装片中，可能视察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能视察到同源染色体联会现象2．(合格考)下列关于“视察蝗虫精母细胞减数分裂装片”试验的说法错误的是()A．细致视察染色体的形态、位置和数目时需用高倍镜B．在处于减数分裂Ⅰ中期的细胞中能视察到赤道板结构C.视野中能视察到的同源染色体分开的细胞处于减数分裂Ⅰ后期D．视野中能视察到的同源染色体联会的细胞处于减数分裂Ⅰ时期3．(合格考)小王同学视察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片后拍摄了以下照片，图中所示细胞处于减数分裂Ⅱ中期的是()学习主题二配子中染色体组合的多样性活动1依据教材P25～26模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合试验，探讨下列问题：1．含有2对、3对同源染色体的精原细胞，分别可能产生多少种精子？产生每一种精子的比例是多少？2．含有n对同源染色体的精原细胞，可能产生多少种精子，产生每一种精子的比例是多少？3．考虑染色体互换，分析含两对同源染色体的1个精原细胞和卵原细胞，减数分裂最多能产生几种精子和卵细胞？活动2在不考虑染色体互换的状况下，分析产生配子的种类。1．若图甲所示为一个精原细胞，则能形成多少种精子？若甲图所示为一个卵原细胞，则能形成多少种卵细胞？2．若图乙所示为一个精原细胞，则能形成多少种精子？若所示精原细胞数量足够多，则能产生多少种精子？3．若图乙所示为一个卵原细胞，则能形成多少种卵细胞？若图乙所示卵原细胞数量足够多，则能产生多少种卵细胞？方法规律依据染色体组成推断配子来源的方法(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’”。归纳提升若只考虑非同源染色体的自由组合，不考虑互换，则含n对同源染色体的精(卵)原细胞产生的配子如下(n足够大)：精(卵)原细胞个数配子个数配子实际种类1个精原细胞42种，表现为两两相同1个次级精母细胞21种1个卵原细胞11种1个次级卵母细胞11种m个精原细胞4m2nm个卵原细胞m2n1.配子中染色体组合多样性的缘由(1)减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体的自由组合。(2)四分体时期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换。2．配子来源的推断方法(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。3．一般状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，不考虑互换的状况。Y与y、R与r分别表示两对同源染色体。配子种类细胞或个体YyRr能产生配子的种类n对同源染色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(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。1．(合格考)如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体改变的模型”试验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是()2．(等级考)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互换，结果形成了①～④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．①与②B．②与③C．①与③D．②与④3．(等级考，不定项选择)如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试依据细胞内染色体的组合分析，在不考虑互换的状况下，下列相关叙述，正确的是()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学习主题三受精作用及相关曲线活动1结合细胞膜的成分，探讨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生物膜的什么特点？活动2假如精子和卵细胞的细胞膜不具有流淌性，则精子和卵细胞是否还能受精？为什么？活动3受精作用的实质是什么？受精作用有什么意义？易错警示可以说受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，但不能说受精卵的遗传物质(或DNA)一半来自精子，一半来自卵细胞。因为受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。1.过程分析(1)对减数分裂结果的分析：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削减一半。配子中的染色体数目只有体细胞的一半，并且没有同源染色体。(2)对受精作用结果的分析：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)。使受精卵中的染色体数目复原为体细胞染色体数，且出现同源染色体。(3)同一双亲的子代遗传呈现多样性的缘由：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(配子的多样性\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(非同源染色体的自由组合,同源染色体中非姐妹染色单体,的互换)),受精时雌雄配子的随机结合))2．曲线分析(1)细胞中DNA含量改变曲线。①ab段为减数分裂Ⅰ前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ，即ad段为减数分裂。②e点表示进行受精作用。③eg段为受精卵的有丝分裂，其中ef段为有丝分裂前的间期，fg段为分裂期。(2)细胞中染色体数改变曲线。①O～a表示减数分裂Ⅰ前的间期及减数分裂Ⅰ，a～c表示减数分裂Ⅱ。②d点表示进行受精作用。③d～f表示受精卵的有丝分裂。1．(合格考)家鸽是进行有性生殖的生物，它之所以能保持染色体数目的恒定，是因为在生殖过程中要进行()A．减数分裂和受精作用B．有丝分裂和受精作用C．减数分裂和有丝分裂D．染色体的复制和平均安排2．(合格考)下列关于精子和卵细胞结合成受精卵过程的叙述，正确的是()①受精卵中的遗传物质主要来自染色体②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞③受精时精子全部进入卵细胞内④受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③3．(等级考)如图是生物的有性生殖过程，下列叙述，正确的是()A.非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中B．由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子C．同源染色体的分别发生在过程Ⅰ和Ⅱ中D．仅有过程Ⅰ即可维持亲子间染色体数目的恒定4．(等级考，不定项选择)如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的改变，下列有关分析，正确的是()A．a、b、c分别进行减数分裂、受精作用、有丝分裂B．CD与OP的染色体数相同C．JK发生同源染色体联会与分开D．OP的核DNA含量比MN增加1倍，缘由是NO发生了DNA的复制强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构主干落实1.导致配子中染色体组合多样性的缘由。(1)同源染色体分别的同时，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可发生互换。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．受精作用的实质是精子和卵细胞细胞核的融合。4．减数分裂和受精作用共同维持生物体细胞中染色体数目的恒定。高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈1.如图为某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片，下列叙述正确的是()A．图甲中，细胞的同源染色体之间可以发生互换B．图乙中，移向细胞同一极的染色体组成相同C．图丙中，染色体的复制正在进行，着丝粒尚未分裂D．图丁中，细胞的同源染色体分别，染色体数目减半2．A和A′、B和B′分别代表细胞中的两对同源染色体，下列来自同一个精原细胞的一组精子是()A．AB、A′B、AB′、A′B′B．AB、A′B′、AB、A′B′C．A′B′、A′B、A′B、A′B′D．A′B、A′B、AB、A′B′3．下列关于减数分裂和受精作用的叙述，正确的是()A．次级精母细胞将均等分裂且均含Y染色体B．卵细胞获得了初级卵母细胞1/4的细胞质C．正常状况下受精卵中来自父母双方的染色体各占一半D．正常状况下受精卵中来自父母双方的基因各占一半4．(不定项选择)下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目改变状况，下列相关叙述不正确的是()A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程B．C～H、I～M段可分别表示为一个细胞周期C．A～I段表示减数分裂D．E～F段发生了同源染色体的分别5．如图是高等动物的生殖发育周期图解(2N、N表示染色体数)，试回答以下问题：(1)由成体起先到受精卵的形成主要须要经过[]________和[]____________两个过程。这两个过程的重要意义是________________________________________。(2)哺乳动物的A过程发生在____________________________________________中。(3)受精卵经________________和________________最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。疑难解答·全程培优——释疑·解惑·教材教材第25～26页►【探究·实践】1．提示：间期：DNA复制，蛋白质合成，形成染色体，数目为2N；减数分裂Ⅰ前期：同源染色体联会，形成四分体，数目为2N；中期：四分体整齐排列在赤道板上，着丝粒在赤道板两侧，数目为2N；后期：同源染色体分别，非同源染色体自由组合，并移向细胞两极，数目为2N；减数分裂Ⅱ前期：染色体散乱分布在细胞中，数目为N；中期：着丝粒排列在赤道板上，数目为N；后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分别，染色体加倍并移向细胞两极，数目为2N；末期：细胞一分为二，数目为N。意义：减数分裂对维持生物前后代细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传变异具有重要作用。2．提示：非同源染色体自由组合，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换。3．开放性问题，答案合理即可。教材第27页►【思维训练】遗传稳定性遗传多样性配子形成配子中染色体来自亲代，且配子中的染色体是一套完整的非同源染色体发生基因重组受精作用使生物前后代染色体数目恒定卵细胞与精子随机结合教材第28页►【练习与应用】一、概念检测1．(1)√正常状况下，精子和卵细胞染色体数目均为体细胞染色体数目的一半。(2)√同一个生物体产生的卵细胞，由于在减数分裂过程中同源染色体的分别和非同源染色体的自由组合是随机的，因此不同时期产生的卵细胞中的染色体组合具有多样性。2．B正常状况下，15个初级卵母细胞形成15个卵细胞，5个初级精母细胞形成20个精子，精子与卵细胞结合，最多形成15个受精卵。3．D二、拓展应用1．在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，假如由于某种缘由减数分裂Ⅰ时两条13号染色体没有分别而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数分裂Ⅱ，就会形成含有2条13号染色体的精子或卵细胞；假如减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，但这2条13号染色体没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异样的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是2条。若一个正常的精子或卵细胞(含23条非同源染色体，其中只含有1条13号染色体)与上述异样的卵细胞或精子结合成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体为3条。当该受精卵发育成个体时，这个个体的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条13号染色体。2．63条。骡的体细胞(原始生殖细胞)中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴，骡的原始生殖细胞中不存在同源染色体，在进行减数分裂时染色体不能联会，故不能形成正常的配子。第2课时减数分裂和受精作用夯基提能·分层突破学习主题一【师问导学】活动11．提示：减数分裂的不同时期染色体有不同的特征。2．提示：减数分裂Ⅰ中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，减数分裂Ⅱ中期，全部染色体的着丝粒排列在细胞的赤道板位置；减数分裂Ⅰ末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，每条染色体均由两条染色单体构成；减数分裂Ⅱ末期细胞两极的染色体不含染色单体。3．提示：逻辑前提是同一生物的不同细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞分裂的不同阶段。因此，可以通过视察多个精母细胞的减数分裂，推想出一个精母细胞减数分裂过程中染色体的连续改变。活动2提示：因为蝗虫精巢中的精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，所以可以视察到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。【过程评价】1．解析：洋葱根尖细胞只能发生有丝分裂，有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生，D错误。答案：D2．解析：赤道板不是真实存在的结构，在显微镜下视察不到，B错误。答案：B3．解析：依据题意和图示分析可知：图A染色体起先缩短变粗，散乱地分布在细胞中，说明细胞处于减数分裂Ⅰ前期；图B中不含同源染色体，排列在赤道板上，细胞处于减数分裂Ⅱ中期；图C中配对的同源染色体分别，并向细胞两极移动，说明细胞处于减数分裂Ⅰ后期；图D中已产生四个细胞核，处于减数分裂Ⅱ末期。答案：B学习主题二【师问导学】活动11．提示：含有2对同源染色体的精原细胞可能产生4种精子，每一种精子的比例是1/4；含有3对同源染色体的精原细胞可能产生8种精子，产生每一种精子的比例是1/8。2．提示：可能产生2n种精子，产生每一种精子的比例为1/2n。3．提示：①四分体时期发生互换，则4个精子各不相同，即4种类型。②无论是否发生互换，1个卵原细胞经减数分裂后，只能产生1个卵细胞，即1种类型。活动21．提示：2种精子：A和a；1种卵细胞：A或a。2．提示：2种精子，AB和ab或Ab和aB；若所示精原细胞数量足够多，则能产生4种精子，AB、ab、Ab、aB。3．提示：1个卵原细胞可以形成1种卵细胞，即AB或ab或Ab或aB；该种卵原细胞数量足够多时可产生4种卵细胞，即AB、ab、Ab、aB。【过程评价】1．解析：减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分别，非同源染色体自由组合，A正确；减数分裂Ⅰ中期，同源染色体成对地排列在赤道板两侧，B正确、C错误；减数分裂Ⅱ后期，细胞中不含同源染色体，且着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体并在纺锤丝的牵引下移向两极，D正确。答案：C2．解析：在减数分裂Ⅰ同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后，同一个着丝粒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②与③、①与④。答案：B3．解析：在不考虑互换的状况下，每个精原细胞可产生两个不同的次级精母细胞，每个次级精母细胞又可产生2个基因组成相同的精细胞，因此图中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不行能来自同一个精原细胞，故D错误。答案：ABC学习主题三【师问导学】活动1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、卵细胞相互融合体现了膜的流淌性。活动2提示：不能，因为受精作用首先须要精子和卵细胞的细胞膜融合，而细胞膜具有流淌性是细胞膜融合的基础。活动3提示：精子和卵细胞的细胞核的融合；减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，以及生物的遗传和变异具有重要的意义。【过程评价】1．解析：家鸽有性生殖过程中通过减数分裂产生了染色体数目减半的雌雄生殖细胞；通过受精作用，雌雄配子结合形成受精卵，维持染色体数目恒定。答案：A2．解析：在受精作用过程中，精子只是头部进入卵细胞，因此受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，而细胞质主要来自卵细胞。答案：A3．解析：分析题图可知，过程Ⅰ是减数分裂，过程Ⅱ是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期，A正确；受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，B错误；同源染色体的分别仅发生在过程Ⅰ中，C错误；过程Ⅰ和Ⅱ共同维持亲子间染色体数目的恒定，D错误。答案：A4．解析：a阶段表示有丝分裂过程中核DNA含量的改变规律，b阶段表示减数分裂过程中核DNA含量的改变规律，c阶段表示受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量改变规律，A错误；图中CD和OP都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以CD与OP的染色体数相同，B正确；JK表示减数分裂Ⅱ末期，而同源染色体联会与分开发生在减数分裂Ⅰ过程中，C错误；OP的核DNA含量比MN增加1倍，缘由是NO发生了DNA的复制，D正确。答案：BD高效课堂·实践运用1．解析：依据图甲染色体的特点，可知