高中生物人教版必修2学案第2章第1节第2课时受精作用

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: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 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.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

【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② B.②与③ C.①与③ D.②与④

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 ( )

①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂

②M点所示过程与细胞膜的流动性有关

③GH段和OP段,细胞中含有的染色体数是相等的

④MN段发生了核DNA含量的加倍

A.①②④ B.①②③

C.①③ D.②③④

【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P159

1.【材料情境】大量临床研究表明,β淀粉样蛋白过度产生,会导致家族性阿尔茨海默症的发生;β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)

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P159

1.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 。

①减数分裂过程中DNA复制两次

②卵细胞和精子的结合需要依赖细胞膜上的特异性受体

③受精卵中的染色体大部分来自卵细胞

④由受精卵发育成的后代具备了双亲的遗传特性

⑤减数第一次分裂结束时,细胞中染色体数目减半

2.对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、4 B.1、3

C.1、4或2、3 D.2、4

7.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时期发生的是 。

(2)C→D→E时期进行的是 ,EF时期的细胞叫 。

(3)E→F→G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。