人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用二 受精作用第3课时教案及反思

第3课时　细胞分裂图像判定、受精作用

[学习目标]　1.结合图示归纳细胞分裂图像的辨析规律。2.概述配子多样性原因。3.概述受精作用的过程和意义。

知识点一　细胞分裂图像判定

细胞分裂图像判定集中于前期、中期和后期三个时期，据图分析：

(1)前期

(2)中期

(3)后期

[例1]　下面是某种动物细胞分裂的一组图像，有关叙述错误的是(　　)

A．图①过程中，每条染色体的行为相同

B．图②发生了同源染色体的分离

C．图③是有丝分裂中期

D．由图④可判断该动物一定是雄性

解题分析　图①是有丝分裂后期，分裂过程中各条染色体的行为相同，A正确；图②是减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，B正确；图③处于有丝分裂中期，C正确；雌性动物卵母细胞经过减数分裂Ⅰ产生的第一极体也可进行图④所示的分裂，D错误。

答案　D

[例2]　某研究者用非洲爪蟾性腺为材料，对其精巢切片进行显微观察，下列说法不正确的是(　　)

A．甲和丁都是初级精母细胞

B．乙和丙细胞中染色单体的数目为零

C．图中含同源染色体的细胞只有甲和丁

D．丁细胞中染色体的互换区段内同一位点上的基因不一定相同

解题分析　甲是减数分裂Ⅰ的中期，丁是减数分裂Ⅰ的后期，均是初级精母细胞，A正确；乙和丙细胞中着丝粒已经分裂，染色单体数目为零，B正确；乙为减数分裂Ⅱ的后期，丙为有丝分裂的后期，图中甲、丙、丁均含有同源染色体，C错误；如果该爪蟾为杂合子，染色体互换后，互换区段内同一位点上的基因可能不同，D正确。

答案　C

技法提升

判断细胞分裂方式常采用“三看法”

知识点二　受精作用

1．配子中染色体组合的多样性

(1)原因

(2)产生配子多样性的规律

含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子(不考虑染色体互换)：

2．受精作用

(1)概念：精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。

(2)过程：①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面；②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；③精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。

(3)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。

(4)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。

(5)意义：减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。

①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。

②通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质，而通过无性生殖只能继承单亲的遗传物质。在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子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。

　　精子与卵细胞的识别、融合体现了细胞膜的哪一功能？该过程依赖于细胞膜的什么特点？

提示：精子与卵细胞的识别体现了细胞膜的信息交流功能，其融合则依赖于细胞膜的流动性。

　　受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞吗？

提示：受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞；细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。

　　如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样？

提示：成熟生殖细胞中染色体数与体细胞中相同，经受精作用，后代中染色体数加倍。

[例1]　图中a是某生物的一个初级精母细胞，b是该生物的五个精细胞。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

解题分析　一个次级精母细胞产生的精细胞是一样的，②和④基本一样，①和③基本一样，①②中的精细胞可能是在联会时发生部分染色体互换导致的。

答案　B

[例2]　下面对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是(　　)

A．每个卵细胞继承了初级卵母细胞的细胞质

B．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质

C．整个精子进入卵细胞内，完成受精作用

D．雌雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等

解题分析　形成卵细胞时，减数分裂后期细胞质不均等分裂，A错误；受精时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，受精完成体现在精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，C错误；对高等动物来说，雄配子的数量多于雌配子，D错误。

答案　B

技法提升

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’”。

1．如图是某生物的细胞分裂模式图，下列有关此图的分析正确的是(　　)

①该细胞处于有丝分裂后期　②该细胞可能是次级精母细胞或极体　③该细胞可能是次级卵母细胞或极体　④该细胞中的染色体1与2、3与4为同源染色体

A．①④   B．③④

C．②   D．③

答案　C

解析　根据图示，细胞中无同源染色体，姐妹染色单体分离，该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，①错误；该细胞的细胞质均等分裂，则该细胞可能是次级精母细胞或极体，②正确，③错误；该细胞中染色体1与2、3与4不是同源染色体，是姐妹染色单体分离后形成的子染色体，④错误。

2．减数分裂产生的配子内，染色体组合具有多样性，主要取决于(　　)

A．同源染色体的复制

B．同源染色体的联会和分离

C．同源染色体的非姐妹染色单体的对应片段发生互换和非同源染色体的自由组合

D．染色体着丝粒的分裂

答案　C

解析　减数分裂过程中，联会后同源染色体的非姐妹染色单体的对应片段发生互换和减数分裂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。

3．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分配

答案　A

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配子，通过受精作用，雌雄配子结合形成受精卵，染色体数目恢复，故由于生殖过程中进行减数分裂和受精作用从而保持染色体数目的恒定。

4．下图1表示某动物(AaBb)卵细胞形成过程；图2、3表示卵细胞形成过程中某阶段的细胞。请据图回答：

(1)图1中细胞Ⅱ的名称是________________，细胞Ⅲ的名称是

______________，细胞Ⅳ中有________对同源染色体。

(2)图2该细胞的子细胞名称是__________________。

(3)图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是　　　(用①、②、③表示)，图3同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生______________。此时细胞内DNA有________条。

答案　(1)次级卵母细胞　第一极体　0

(2)卵细胞和第二极体　(3)①　染色体互换　8

解析　(1)卵原细胞经过染色体复制形成初级卵母细胞，在减数分裂Ⅰ过程中，由于细胞质的不均等分裂，形成一个小的极体和一个大的次级卵母细胞。图1中细胞Ⅱ的体积较大，所以是次级卵母细胞；细胞Ⅲ的体积较小，所以是第一极体，细胞Ⅳ是卵细胞，所以细胞中没有同源染色体。

(2)图2细胞不含同源染色体，且着丝粒分裂，所以处于减数分裂Ⅱ后期，由于细胞质不均等分裂，所以该细胞的名称是次级卵母细胞，因此该细胞的子细胞为卵细胞和第二极体。

(3)图1中有可能观察到图3所示时期的细胞的是①，即处于减数分裂Ⅰ过程中。图3中细胞处于减数分裂Ⅰ中期，正在发生联会现象，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生染色体互换。此时细胞内DNA有8条。