高中生物第二章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用导学案新人教版必修_2 12页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第二章 基因和染色体的关系 第 1 节 减数分裂和受精作用（Ⅲ） 1. 理解配子中染色体组合的多样性。(重、难点) 2. 知道受精作用的过程。 3. 说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。(重点) [学生用书 P34]) 一、配子中染色体组合的多样性(阅读教材 P23～24) 1. a 与 b 即同源染色体分离的同时，a 与 c、d 即非同源染色体表现为自由组合。 2. c 与 d 这对同源染色体联会时，四分体中的①与②，即非姐妹染色单体间容易发生交叉互换。 二、受精作用(阅读教材 P24～P25) 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 精子入卵：精子头部进入卵细胞，尾部留在外面 ↓ 卵细胞反应：细胞膜发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入 ↓ 精卵融合：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. 结果 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子(父方) ，另一半来自卵细 胞(母方) 。 点拨 受精作用的实质是细胞核的融合。 4. 后代多样性的原因 (1) 减数分裂形成的配子中染色体组成具有多样性。 (2) 受精过程中卵细胞和精子结合的随机性。 5. 减数分裂和受精作用的意义 (1) 子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 (2) 对于维持每种生物(有性生殖的生物) 前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是 十分重要的。 1. 思考 为什么不同种生物的精子和卵细胞一般不能相互识别并结合为受精卵？ 提示：精子、卵细胞的细胞膜上含有与细胞识别有关的重要物质——糖蛋白，只有同种生物的精子和卵细 胞才能相互识别并结合为受精卵。 2. 判断 (1) 在减数分裂过程中，先进行同源染色体的分离，再进行非同源染色体的自由组合。(×) 分析：在减数分裂过程中，同源染色体的分离与非同源染色体的自由组合是同时进行的。 (2) 配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。(×) 分析：从减数分裂过程的角度看，配子的多样性主要与非同源染色体的自由组合有关，四分体中非姐妹染 色单体的交叉互换也是原因之一。 (3) 一个卵细胞一般只能与一个精子结合，形成受精卵。(√) 分析：一个精子和一个卵细胞结合，才能使形成的受精卵中的染色体数量正好恢复到体细胞中的水平，精 卵结合具有严格的防止一个卵细胞和多个精子结合的机制。 (4) 受精作用的实质是细胞的融合。(×) 分析：受精作用的实质是细胞核的融合。 (5) (2016·泰安高一检测) 受精卵细胞核中的染色体一半来自父方，一半来自母方。(√) 主题一 配子中染色体的组合方式及种类[学生用书 P35] 结合下图探究以下问题。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 1. 含一对同源染色体的精(卵) 原细胞形成的配子 (1) 若是一个精原细胞，则形成 2 种精子。 (2) 若是一个卵原细胞，则形成 1 种卵细胞。 2. 含两对同源染色体的精(卵) 原细胞形成的配子 (1) 若是 1 个精原细胞，则形成 2 种精子；若是足够多的精原细胞，则形成 4 种精子。 (2) 若是 1 个卵原细胞，则形成 1 种卵细胞；若有足够多的卵原细胞，则形成 4 种卵细胞。 3. 含 n 对同源染色体的精(卵) 原细胞形成的配子 精(卵) 原细胞个数 配子个数 配子种类 1 个精原细胞 4 2 种(多种情况) 1 个卵原细胞 1 1 种(多种情况) 1 个雄性个体 2n 种 1 个雌性个体 2n 种 判断配子种类数的两点提醒 (1) 分清是一个生物还是一个细胞。当强调精原细胞或卵原细胞数为 1 个时，则要按以下实际情况来考虑： 精子为 4 个、两种类型，卵细胞为 1 个、1 种类型。当强调为一个生物，有足够多的精原细胞或卵原细胞时， 则根据同源染色体的对数判断。 (2) 是否发生交叉互换。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配子种类会大于 2n 种。 1. 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 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 D. ①⑦可能来自同一个精原细胞 2. 如图表示某动物的精原细胞，该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。则由该细胞形成的精子染色体 的类型可能是下列的( ) 解析：选 B。细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果该细胞在减数分裂过程 中发生了交叉互换，则一个精原细胞通过减数分裂过程中的连续两次细胞分裂后，会产生四个染色体各不 相同的精子，选项 C 中的四个精子染色体没有发生互换；选项 A、D 中互换的染色体找不到互换部分的来 源 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’”。 主题二 减数分裂及受精作用[学生用书 P36] 1. 受精作用分析 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 据图可知：受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。染色体 A 与 a(B 与 b) 是同源染色体，由于来 自不同的亲本所以颜色不同。 2. 结合下图分析减数分裂与受精作用的变化曲线——核 DNA 含量的变化。 (1) 图中 aj 段表示的是减数分裂过程，fj 表示减数第二次分裂的过程。 (2) k 点表示正在进行受精作用。 (3) kp 段表示受精卵的有丝分裂。 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。 提示：“龙凤胎”是由两个卵细胞和两个精子分别结合形成的受精卵发育而成的。 减数分裂和受精作用过程图 1. (2016·福州高一检测) 右图为高等动物进行有性生殖的 3 个生理过程示意图，则图中①②③分别为( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 A. 有丝分裂、减数分裂、受精作用 B. 受精作用、减数分裂、有丝分裂 C. 有丝分裂、受精作用、减数分裂 D. 减数分裂、受精作用、有丝分裂 解析：选 B。①是生殖细胞形成受精卵，是受精作用；②是生物体产生配子，是减数分裂；③是受精卵发育 成个体，是有丝分裂过程，故 B 正确。 2. (2016·晋城高一检测) 如图表示某种动物细胞生活周期中染色体数目的变化，据图判断，发生着丝点分裂 的区段有( ) A. AB 和 KL B. DE 和 JK C. HI 和 JK D. EF 和 KL 核心知识小结 [要点回眸] [规范答题] 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，非同源染色体的自由组合．．．．．．．．．．．；②同源染 色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换．．．．。 2. 受精作用的实质是精、卵细胞核的融合．．．．．．．．．。 3. 精子和卵细胞中没有同源染色体．．．．．．．，融合形成受精卵后，形成了同源染色体．．．．．．．．。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 4. 受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质遗传物质．．．．．．．几乎全部来自母方。 5. 减数分裂和受精作用维持了生物体细胞中染色体数目的恒定．．．．．．．．。 [随堂检测][学生用书 P37] 1. 下列有关受精作用的叙述，错误的是( ) A. 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 B. 精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合 C. 受精后，卵细胞细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢 D. 受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入 2. 一个基因型为 YyRr 的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合定律遗传，各自经减数分裂 产生的精细胞、卵细胞的数目和种类数分别是( ) A. 2 个、1 个和 2 种、1 种 B. 4 个、4 个和 2 种、2 种 C. 4 个、1 个和 2 种、1 种 D. 2 个、2 个和 2 种、2 种 解析：选 C。1 个精原细胞经减数分裂产生两两相同的 4 个精细胞，而 1 个卵原细胞只产生 1 个卵细胞(另 有 3 个极体) 。但其种类数应分别为 2 种与 1 种，前者的基因型可表示为 YR 与 yr 或 Yr 与 yR，后者的基 因型可表示为 YR 或 Yr 或 yR 或 yr。 3. 如图表示某生物几种细胞分裂过程中的染色体数目变化，下列有关说法中正确的是( ) A. ab 段细胞中一定不存在同源染色体 B. 仅 bc 段细胞中没有同源染色体 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 C. e 产生的原因是染色体复制 D. fg 段细胞中染色体数∶DNA 分子数＝1∶1 解析：选 D。题图中 ae 段为减数分裂，e 为受精作用，eh 段为有丝分裂。ab 段为减数第一次分裂，细胞中 有同源染色体；be 段为减数第二次分裂，细胞中没有同源染色体；e 产生的原因是受精作用。 4. (2016·济宁高一检测) 下图是某生物的五个精细胞。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 5. 减数分裂产生的配子内，染色体组成具有多样性，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. 非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合 D. 染色体着丝点的分裂 解析：选 C。减数分裂过程中，联会后同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非同 源染色体的自由组合都会增加配子中染色体组成的多样性。 6. 如图为高等生物的生活史示意图，请据图回答下列问题： (1) 过程 A 表示________，它发生在哺乳动物的______________________中。 (2) 过程 B 表示__________________。 (3) 如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从________(选填Ⅰ～Ⅴ) 开始的，主要进行 ________分裂。 (4) 假设成体Ⅰ的染色体数目为 20 条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 ________________。 答案：(1) 减数分裂 睾丸或卵巢 (2) 受精作用 (3) Ⅳ 有丝 (4) 10 条、20 条 [课时作业][学生用书 P122(独立成册) ] 一、选择题 1. (2016·成都高一检测) 10 个初级卵母细胞和 5 个初级精母细胞如果全部发育成熟，受精后最多能产生的新 个体的数目是( ) A. 5 个 B. 10 个 C. 15 D. 20 个 解析：选 B。1 个初级卵母细胞经减数分裂只能产生 1 个卵细胞，则 10 个初级卵母细胞经减数分裂能产生 10 个卵细胞；1 个初级精母细胞经减数分裂可形成 4 个精子，则 5 个初级精母细胞经减数分裂能形成 20 个 精子。一个精子和一个卵细胞结合形成一个受精卵，故 10 个卵细胞和 20 个精子最多能形成 10 个受精卵， 即最多能产生 10 个新个体。 2. 卵细胞和精子相互识别、融合成受精卵的过程称为( ) A. 受精作用 B. 细胞识别 C. 细胞分化 D. 细胞融合 解析：选 A。卵细胞和精子相互识别、融合为受精卵的过程称为受精作用。 3. 某生物的体细胞中有两对同源染色体 A 和 A′，B 和 B′，成熟后经减数分裂形成的配子中，可能有的染色 体组合是( ) A. AB′、A′B B. AB、A′B′ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 C. AB、AB′、A′B、A′B′ D. AB′、A′B、AB′、A′B 解析：选 C。在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体分离，即 A 与 A′、B 与 B′分开，而非同源染色体 可以自由组合，即 A 与 B、A 与 B′、A′与 B、A′与 B′都可以组合。 4. 一雄性生物体，其体细胞有 3 对同源染色体。在不进行交叉互换的情况下，此生物体可产生精原细胞的 种类、次级精母细胞的种类以及精子的种类是( ) A. 1、8、8 B. 2、8、8 C. 8、8、8 D. 8、64、64 5. 下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，据图分析不正确的是( ) A. a 阶段为有丝分裂、b 阶段为减数分裂 B. L→M 所示过程与细胞膜的流动性有关 C. GH 段和 OP 段，细胞中含有的染色体数是相等的 D. MN 段发生了核 DNA 含量的加倍 解析：选 C。a 阶段为有丝分裂、b 阶段为减数分裂。L→M 所示过程表示受精作用，与细胞膜的流动性有 关。GH 段细胞中含有的染色体数是 OP 段的一半。MN 段包括有丝分裂间期、前期和中期，所以发生了核 DNA 含量的加倍。 6. 真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和受精作用会使后代( ) A. 每个个体都更适应环境 B. 继承双亲全部的遗传物质 C. 从双亲获得的遗传信息完全相同 D. 产生不同于双亲的基因组合 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 二、非选择题 7. (2016·安庆检测) 图甲表示某高等动物在进行细胞分裂时的图像，图乙为某种生物的细胞内染色体及核 DNA 相对含量变化的曲线图。根据此曲线和图示回答下列问题： (1) 图甲中 A 处于________期，细胞中有________条染色体；B 处于________期，此细胞的名称是________； C 细胞分裂后得到的子细胞为________。 (2) 图甲中 B 细胞对应图乙中的区间是________。 (3) 图乙中细胞内含有染色单体的区间是________和 9～11，不含同源染色体的区间是________。 (4) 若图乙中该生物体细胞中染色体数为 20 条，则一个细胞在 6～7 时期染色体数目为________条。 解析：(1) 图甲中 A 中含有同源染色体，但未发生联会，其着丝点已分裂，故应为有丝分裂后期，此时细胞 中含有 8 条染色体；图甲中 B 中含有同源染色体，其正在发生同源染色体的分离，故应为减数第一次分裂 后期，由于细胞质不均等分配，则该细胞为初级卵母细胞；图甲中 C 中无同源染色体，着丝点分裂，故应 为减数第二次分裂后期，其细胞质不均等分配，则该细胞为次级卵母细胞，其子细胞为卵细胞和(第二) 极 体。(2) B 细胞为初级卵母细胞，处于减数第一次分裂后期，应对应图乙中的 3～4 段。(3) 染色单体随染色 体复制而形成，着丝点分裂而消失。图乙中 0～7 段为减数分裂，减数分裂过程中着丝点分裂发生在减数第 二次分裂后期，结合曲线可知 1～6 段含有染色单体；不含同源染色体，对应曲线中的 5～8 段。(4) 曲线 6～ 7 段对应减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体加倍，此时与体细胞染色体数相同，为 20 条。 答案：(1) 有丝分裂后 8 减数第一次分裂后 初级卵母细胞 卵细胞和(第二) 极体 (2) 3～4 (3) 1～6 5～8 (4) 20 8. 正常人的体细胞中含有 23 对同源染色体，分别编号为 1 号～23 号，在人类的遗传病中，有一种叫 21 三 体综合征，也叫先天性愚型，是一种常见的染色体异常遗传病，表现为智力低下，身体发育缓慢。患儿常 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 表现出特殊的面容：眼间距宽，外眼角上斜，口常半张，舌常伸出口外，所以又叫做伸舌样痴呆。对患者 染色体进行检查，发现患者比正常人多了一条 21 号染色体。 (1) 正常人产生的配子中染色体的组合类型共有______种，从理论上分析，一对夫妇所生的两个孩子(非同 卵双胞胎) 所含染色体组成完全相同的概率是________。 (2) 请从减数分裂和受精作用的角度完善 21 三体综合征患者产生的可能原因。有以下几种情况： ①异常精子(24 条) 和正常卵细胞(23 条) 结合形成的： 异常精子 形成原因 a.减数第一次分裂 ，21 号 不分离 b.减数第二次分裂 ，21 号 分开后形成的两条 21 号子染色 体移向同一极 ②正常精子(23 条) 和异常卵细胞(24 条) 结合形成的： 异常卵细胞 形成原因 a.减数第一次分裂 ，21 号 不分离 b.减数第二次分裂 ，21 号 分开后形成的两条 21 号子 染色体移向同一极 (3) 若 一 个 正 常 人 与 一 个 21 三 体 综 合 征 患 者 婚 配 ， 他 们 的 后 代 发 病 率 是 ________ ， 原 因 是 ________________________________________________________________________。 答案：(1) 223 1/246 (2) ①a. 后期 同源染色体 b. 后期 姐妹染色单体 ②a. 后期 同源染色体 b. 后期 姐妹染色单体 (3) 1/2 患者产生的配子一半正常(23 条) ，一半异常(24 条)