人教版 (2019)必修2《遗传与进化》二 受精作用第2课时学案

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》二 受精作用第2课时学案，共11页。学案主要包含了配子中染色体组合的多样性，受精作用等内容，欢迎下载使用。
第2课时　受精作用课标内容要求核心素养对接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。1．生命观念：初步运用结构与功能观，说明减数分裂和受精作用的定义。2．科学思维：概括归纳遗传的稳定性和多样性原因。3．科学探究：运用模型模拟配子中染色体组合的多样性。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分裂Ⅰ前期　四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生互换减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合2.意义导致不同配子遗传物质有差异，使同一双亲的后代呈现多样性。二、受精作用1．概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。2．过程图示说明精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起3.结果(1)受精卵中的染色体数目恢复为体细胞中染色体的数目。(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。4．意义(1)在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。 (　　)2．正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。                             (　　)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。 (　　)5．有性生殖更有利于生物适应多变的自然环境。 (　　)6．若考虑染色体互换，一个精原细胞最多产生4种精子。 (　　)提示：1．×　配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换有关。2．√3．×　受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。4．√　5.√　6.√　配子中染色体组合的多样性1．配子来源(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，分别来自同一个次级精母细胞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，分别来自同一个次级精母细胞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。2．一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。　  　　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)某哺乳动物的一个精原细胞在进行减数分裂时，若减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ异常，即一对姐妹染色单体未分离，则形成的四个精细胞的情况如何？提示：一半正常，一半异常。(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多少种？提示：2n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，可能的原因是什么？提示：在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。1．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② B．②与③C．①与③ D．②与④B　[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。]2．(不定项)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ABC　[在不考虑互换的情况下，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。]　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’”。　受精作用过程分析1．受精作用过程(如图)2．曲线分析(1)细胞中核DNA含量变化曲线①ab段为减数分裂前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ，即bd段为减数分裂。②e点表示进行受精作用。③ef段为有丝分裂前的间期，fg段为有丝分裂。(2)细胞中染色体数变化曲线①O～a表示减数分裂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包含受精卵的有丝分裂。如图是某动物受精作用的示意图，据图探究以下问题：甲　　　乙　　　甲　　　乙　　　　丙(1)甲、乙细胞进行受精作用的细胞学基础有哪些？(答出两点)提示：细胞膜的信息交流功能—使甲、乙细胞能够相互识别；细胞膜的流动性—使甲、乙细胞融合为一个受精卵。(2)分析丙细胞中的DNA一半来自甲吗？提示：不是。丙细胞为受精卵，细胞核中的遗传物质一半来自甲，但细胞质中的遗传物质全部来自乙。1．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．同源染色体的分离发生在过程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A　[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；同源染色体的分离仅发生在过程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。]2．(不定项)如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，有关分析正确的是(　　)A．a、b、c分别包含减数分裂、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离D．OP的核DNA含量比MN增加1倍，原因是NO发生了DNA复制BD　[a阶段包含有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，b阶段包含减数分裂过程中核DNA含量变化规律，c阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，A项错误；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项正确；JK表示减数分裂Ⅱ末期，而同源染色体联会与分离发生在减数分裂Ⅰ过程中，C项错误；OP的核DNA含量比MN增加1倍，原因是NO发生了DNA的复制，D项正确。]克氏综合征又称为先天性睾丸发育不全或原发性小睾丸症，患者的性染色体为XXY，即比正常男性多了一个X染色体。患者多余的X染色体为父系来源的约占病例的60%，母系来源的约占病例的40%。1961年首次报道性染色体组成为XYY的男性，患者的临床表现为举止异常，性格多变，容易冲动，部分患者的生殖器官发育不全。建构精子和卵细胞形成的过程模式图解，透析并比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的主要特征，由此找出克氏综合征和XYY两种遗传病的发病机理。1．分析克氏综合征是父系或母系在减数分裂的哪个时期出现异常造成的？(科学思维)提示：该患者的性染色体组成为XXY，若由正常的含X的卵细胞和异常的含XY的精子受精形成，则为父系在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体X和Y不分离所致；若由正常的含Y的精子和异常的含XX的卵细胞受精形成，则为母系在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体X和X不分离，或者在减数分裂Ⅱ过程中，姐妹染色单体X和X不分离所致。2．若部分XYY患者具有正常的繁殖能力，则从性染色体组成的角度分析，能产生几种类型的精子，正常精子占多少？(科学思维)提示：该患者能产生X、XY、Y、YY四种精子，比例为X∶XY∶Y∶YY＝1∶2∶2∶1，正常精子占1/2。[课堂小结]知 识 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵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.受精作用的实质是细胞核的融合。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。1．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．同源染色体上非姐妹染色单体的互换和非同源染色体的自由组合D　[减数分裂过程中，四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的互换和减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合都会增加配子中染色体组合的多样性。]2．1个有3对同源染色体AaBbCc(A和a、B和b、C和c表示同源染色体，下同)的卵原细胞实际能产生几种类型的卵细胞？1个有3对同源染色体AaBbCc的精原细胞实际能产生几种类型的精细胞？1个体细胞中具有3对同源染色体(AaBbCc)的生物体实际能产生几种类型的精细胞？(不考虑基因突变和互换)    (　　)A．1，2，8　 B．1，2，3C．3，3，3 D．2，2，8A　[1个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞；1个精原细胞经减数分裂能产生4个精细胞，如果不考虑基因突变和互换，这4个精细胞两两相同，有2种类型；1个体细胞中具有3对同源染色体的生物体，由于非同源染色体自由组合，能产生23种类型的精细胞，即8种。]3．人类的生育过程中，常常出现多胞胎现象，若要形成异卵四胞胎，在双亲体内至少有多少个卵原细胞和精原细胞同时参与减数分裂(　　)A．4个，1个 B．4个，2个C．4个，4个 D．1个，4个A　[异卵四胞胎是由4个卵细胞同时或相继与4个不同的精子结合发育而成的。1个卵原细胞经减数分裂只能形成1个卵细胞，而1个精原细胞经减数分裂可形成4个精子，因此要形成异卵四胞胎，在双亲体内至少有4个卵原细胞和1个精原细胞同时参与减数分裂，故选A。]4．如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是(　　)A　　　　　B　　　　C　　　　DC　[减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，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。]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)，回答以下问题：(1)由成体开始到受精卵的形成主要需要经过[　]___________________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_______________________。[解析]　(1)分析图解可知，高等动物个体发育成熟后，通过减数分裂(A过程)产生配子，雌雄配子经过受精作用(B过程)结合形成受精卵，继续进行个体发育，由此可见，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义。(2)哺乳动物的减数分裂发生在卵巢和睾丸中。(3)受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。[答案]　(1)A　减数分裂　B　受精作用　维持生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义　(2)卵巢和睾丸　(3)细胞分裂　细胞分化　有丝分裂