2019-2020学年高中生物 第二章 染色体与遗传 第一节 减数分裂中的染色体行为 第2课时 精子

第2课时精子与卵细胞的产生和受精减数分裂的意义1.概述精子和卵细胞的产生和受精。2.阐明减数分裂的意义。3.比较减数分裂与有丝分裂的异同。[学生用书P25]一、精子与卵细胞的产生和受精1．精子与卵细胞的产生(以哺乳类动物为例)(1)精子的产生过程①产生场所：哺乳动物的睾丸。②产生过程(设体细胞染色体数目为2n)细胞名称所处时期细胞个数每个细胞内染色体数目精原细胞间期未复制前12n初级精母细胞减数第一次分裂12n次级精母细胞减数第二次分裂2n(后期为2n)精细胞减数分裂后4n精子变形后4n③精原细胞增殖进行有丝分裂，精原细胞进行减数分裂产生精子。(2)卵细胞的产生过程2．受精(1)概念：精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。(2)染色体数目变化：恢复到原来体细胞的染色体数目。(3)精子和卵细胞识别的物质基础是糖蛋白。二、减数分裂及受精作用的意义1．保持生物染色体数目的恒定和遗传性状的相对稳定。2．为生物的变异提供可能，有利于生物对环境的适应和进化。判断下列叙述是否正确。(1)卵细胞的形成场所是卵巢(√)(2)初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的(×)(3)卵细胞和精子的形成过程都需要变形(×)(4)卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的(√)(5)一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子(×)精子与卵细胞的产生[学生用书P26]1．精子与卵细胞的产生过程(1)精子的形成(2)卵细胞的形成2．精子和卵细胞形成过程的比较比较项目不同点相同点精子的形成卵细胞的形成产生部位动物睾丸动物卵巢①染色体复制；②配对、四分体、交叉互换(可能发生)；③同源染色体分离；④子细胞染色体数目减半原始生殖细胞精原细胞卵原细胞第一次分裂1个精原细胞↓1个初级精母细胞↓2个次级精母细胞第二次分裂2个次级精母细胞↓4个精细胞①着丝粒分裂，染色单体分开；②子细胞中染色体数目不变有无变形变形不变形1．下列选项中，不属于精子形成过程的是()解析：选C。卵细胞与精子的产生过程基本相同，它们的不同点主要集中在产生部位、分裂后形成的生殖细胞的数量、细胞质的分配特点及其是否变形等。卵细胞形成过程的两次分裂的后期细胞质不均等分配。2．下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是()A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞B．①②中均含两对同源染色体C．①能产生4种类型的生殖细胞D．②能产生1种类型的生殖细胞解析：选D。由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，①是初级精母细胞，正处于后期Ⅰ，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)；②是次级卵母细胞，正处于后期Ⅱ，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。卵细胞和精子形成过程中图像的判断方法受精与减数分裂的意义[学生用书P27]1．配子的组合方式及种类(1)自由组合含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42种(多种情况)1个卵原细胞11种(多种情况)1个雄性个体2n种1个雌性个体2n种(2)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。2．减数分裂和受精作用过程图(1)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)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。②k点表示正在进行受精作用。③kp段表示受精卵的有丝分裂。3．减数分裂与受精作用的意义(1)使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。①减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。②受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的。(2)对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异都具有重要的意义。减数分裂使生殖细胞(配子)中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。突破1配子组合的多样性及种类3．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D．①⑦可能来自同一个精原细胞解析：选D。由于体细胞中含有3对同源染色体，最多能产生8种配子，如图所示，每种精原细胞在不发生交叉互换时，只能产生2种配子，所以上述细胞至少来自4个精原细胞，8个次级精母细胞；图中任何两个子细胞的染色体组合成为AaCcDd都有可能来自同一精原细胞，如⑤与⑧、③与⑦。4.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’”。突破2受精及减数分裂5．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。细胞分裂图像的判断[学生用书P28]1．三个前期图的判断(1)判断步骤是否出现四分体是→减数第一次分裂前期否→细胞中是否具有同源染色体是→有丝分裂前期否→减数第二次分裂前期(2)结果：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期。2．三个中期图的判断(1)判断步骤着丝粒是否排列在赤道面上否→减数第一次分裂中期是→细胞中是否具有同源染色体是→有丝分裂中期否→减数第二次分裂中期(2)结果：A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。3．三个后期图的判断(1)判断步骤染色体是否含有染色单体是→减数第一次分裂后期否→染色体中是否具有同源染色体是→有丝分裂后期否→减数第二次分裂后期(2)结果：A为有丝分裂后期，B为减数第二次分裂后期，C为减数第一次分裂后期。6．如图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法正确的是()(1)具有同源染色体的细胞有①②③(2)动物睾丸中可能同时出现以上细胞(3)③所示的细胞中有2个四分体(4)进行有丝分裂的细胞为①和③(5)④中发生了等位基因的分离A．(1)(2)(5)B．(2)(4)(5)C．(1)(3)(4)D．(1)(2)(4)解析：选D。判断同源染色体看形态、大小和来源，①②③都有同源染色体，因此(1)正确；四个细胞中①③进行有丝分裂，②④进行减数分裂，可在雄性动物的生殖器官中同时出现，(2)(4)正确；③所示细胞进行有丝分裂，没有四分体的存在，(3)错误；④中不含同源染色体，因此不含有等位基因，(5)错误。7．如图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是()A．甲、乙、丙中都有同源染色体B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞C．能够出现非姐妹染色单体交叉互换的是乙D．丙的子细胞是精细胞解析：选C。图甲处于有丝分裂中期，具有同源染色体，不出现非姐妹染色单体交叉互换；图乙处于减数第一次分裂，有同源染色体，可出现非姐妹染色单体交叉互换；图丙无同源染色体，且细胞质不均等分裂，是次级卵母细胞，子细胞为卵细胞和极体；由图丙推知，该生物为雌性动物，卵巢中可能出现这三种细胞。三看法判定细胞分裂的图像核心知识小结[要点回眸][规范答题]1.精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精子。2.卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。3.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交叉互换。4.受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质基因几乎全部来自母方。5.受精作用的实质是细胞核的融合。[随堂检测][学生用书P29]1．(2016·浙江4月选考)两种高等动物减数分裂不同时期细胞的示意图如下，其中3个来自同种生物，则来自另一种生物的是()解析：选D。A项、C项的细胞处于减数第二次分裂后期，B项的细胞处于减数第一次分裂后期，根据细胞中的染色体的形态特征知这3个细胞来自同种雌性生物，B项细胞是初级卵母细胞，A项、C项细胞均是第一极体；D项细胞中染色体形态与前三项不同，应来自于另一种雌性动物，是次级卵母细胞。2．(2019·浙江6月学考)图①～④表示人类精子产生过程中染色体的部分行为。下列叙述错误的是()A．图中各行为出现的先后顺序是①③②④B．图①中的交叉现象在精子产生过程中常有发生C．图③所示行为发生的同时，非同源染色体自由组合D．发生图④所示行为的细胞是初级精母细胞答案：D3．下列来自同一生物体的4个细胞示意图中，属于次级精母细胞的是()解析：选D。A图中同源染色体上下相对，排列在赤道面上，为减数第一次分裂中期，是初级精母细胞；B图中含同源染色体，不含染色单体，为精原细胞；C图中不含同源染色体，也不含染色单体，为减数分裂结束形成的精细胞；D图中不含同源染色体，但含染色单体，是次级精母细胞。4．某基因型为AaBb的雄性动物，其精原细胞形成精细胞过程中某个时期的示意图如图所示。下列叙述正确的是()A．该细胞是次级精母细胞B．细胞中有1个四分体、4条染色体C．该细胞分裂后最终形成2种类型的精细胞D．细胞中A与A、A与a分别在MⅠ、MⅡ期分离解析：选C。该图中出现配对现象，为初级精母细胞，A错误；细胞中有2个四分体，4条染色体，B错误；该细胞最终分裂成4个精细胞，有两种类型，为AB、ab或Ab、aB，C正确；细胞中AA分开在减数第二次分裂后期，A和a分开在减数第一次分裂后期，D错误。5．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，但未发生配对，其着丝粒已分裂，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，着丝粒分裂，故应为减数第二次分裂后期，其