2019-2020学年新教材高中生物 第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用 第2课

第2课时受精作用学有目标——新课程标准必明1.理解配子中染色体组合的多样性。2.描述受精作用的过程。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。记在平时——核心语句必背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交叉互换。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.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。[理清主干知识]一、配子中染色体组合的多样性在减数分裂过程中，配子中染色体组合具有多样性的原因：1．同源染色体分离的同时，非同源染色体表现为。2．同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体容易发生。自由组合交叉互换二、受精作用1．概念：卵细胞与精子相互、成为的过程。2．过程识别融合受精卵3．结果：受精卵中的数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自(父方)，另一半来自(母方)。染色体精子卵细胞三、减数分裂与受精作用的意义1．保证了每种生物前后代体细胞中的恒定，维持了生物遗传的稳定性。2．使子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在中进化，体现了的优越性。染色体数目自然选择有性生殖[诊断自学效果]1．判断下列叙述的正误(1)配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。()(2)受精时，精子全部进入卵细胞中。()(3)受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。()(4)就有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定有重要作用。()×√××2．(2019·温州期末)下列选项中，属于形成配子多样性原因的一组是()①交叉互换②同源染色体联会③着丝粒分裂，姐妹染色单体分开④非同源染色体随机组合A．①②B．③④C．①④D．②③解析：在减数分裂过程中，都发生②同源染色体联会和③着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，这不属于形成配子多样性的原因；而在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色单体①交叉互换以及在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，④非同源染色体自由组合，是形成配子多样性的原因。答案：C3．(2019·宁德期末)某动物的体细胞含有4对同源染色体，一个精原细胞经减数分裂形成的配子的种类和数量分别是(不考虑交叉互换和基因突变)()A．1、1B．1、2C．2、4D．16、4解析：一个含n对同源染色体的生物，最多能形成2n种配子。体细胞含有4对同源染色体的某种动物，由于四对同源染色体遵循基因的自由组合定律，所以在减数分裂过程中，能产生24＝16种精子。但一个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。由此可见，一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型。答案：C4．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，卵细胞的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解析：受精前，卵细胞代谢缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵迅速进行细胞分裂、分化，开始个体发育的过程。答案：C新知探究一配子中染色体组合的多样性[在探究中学通]下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体，分析回答：1．情况1中，最终产生的4个子细胞有种类型，分别为；情况2中，最终产生的4个子细胞有种类型，分别为；因此，此原始生殖细胞产生的配子可能有种类型。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。22AB和abAb和aB42n发生了交叉互换[在深化中提能]1．含2对同源染色体(Yy、Rr)的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)项目实际能产生配子的种类可能产生配子的种类一个精原细胞2种(YR和yr或Yr和yR)4种(YR、yr、Yr、yR)一个雄性个体4种(YR、yr、Yr、yR)4种(YR、yr、Yr、yR)一个卵原细胞1种(YR或yr或Yr或yR)4种(YR、yr、Yr、yR)一个雌性个体4种(YR、yr、Yr、yR)4种(YR、yr、Yr、yR)2.含n对同源染色体的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑交叉互换)项目实际能产生配子的种类可能产生配子的种类1个精原细胞2种2n种1个雄性个体2n种2n种1个卵原细胞1种2n种1个雌性个体2n种2n种[典例1]果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d)，在不发生交叉互换情况下，它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子()A．2种B．4种C．8种D．16种[解析]一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体，在不发生交叉互换情况下，减数分裂都只形成2种类型的精子。[答案]A[典例2]如图1是某生物的一个初级精母细胞，图2是该生物的五个精细胞。最可能来自同一个次级精母细胞的是()A．①和②B．②和④C．③和⑤D．①和④[解析]减数分裂Ⅰ时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若发生交叉互换，则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同，只有很小部分颜色有区别。所以，图中最可能来自同一个次级精母细胞的是②和④。[答案]B方法规律配子来源的判断方法(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。(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。(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定它们可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。[在应用中落实]1．某生物的体细胞内含有n对同源染色体，经减数分裂1个卵原细胞与1个雌性个体产生的配子种类分别是()A．4种，2n种B．1种，4种C．1种，2n种D．1种，1种解析：某生物的体细胞内含有n对同源染色体，经减数分裂1个卵原细胞与1个雌性个体产生的配子种类分别是1种和2n种。答案：C2．下列符号代表精子的染色体，A和a是一对同源染色体，依此类推，下列哪个选项中的四个精子来自同一个精原细胞()A．AbcAbcabCAbcB．aBcAbCABCABCC．AbcaBCAbcaBCD．ABCAbcabcaBC解析：由于A和a是一对同源染色体，其余类推，所以在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。由于一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞，进而产生2种基因型不同的精细胞，所以只有Abc、aBC、Abc、aBC四个精子来自同一个精原细胞。答案：C新知探究二受精作用[在探究中学通]如图所示为生物体的有性生殖过程，据图回答：(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。图示中配子的染色体数目只有体细胞的，并且没有。减少一半一半同源染色体(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(父方)、一半来自(母方)。图中受精卵的染色体数恢复为染色体数，且出现。(3)精卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的，相互融合体现了膜的。(4)受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，但不能认为父母双方各为后代提供一半的遗传物质，因为中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。(5)受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核的过程。精子卵细胞体细胞同源染色体糖蛋白流动性细胞质融合[在深化中提能][典例3]如图为高等生物的生活史示意图，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________，其实质是___________________。(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________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________。[解析]生物体发育成熟后，通过减数分裂产生有性生殖细胞，有性生殖细胞再通过受精作用形成受精卵，受精卵是高等生物个体发育的起点，再经过有丝分裂和细胞分化形成完整的生物个体。[答案](1)减数分裂睾丸或卵巢(2)受精作用精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合(3)受精卵有丝(4)10条、20条归纳拓展(1)受精卵是新个体的第一个细胞，其分裂是新个体发育的起点。(2)精子和卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传递给子代。(3)受精作用中，精子和卵细胞的随机结合是遗传规律的重要条件之一。[在应用中落实]3．(2019·龙岩期末)下列有关高等动物减数分裂和受精作用的叙述，错误的是()A．受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半来自母方B．同一个体在不同时刻产生的精子染色体数一般是相同的C．减数分裂和受精作用使亲子代体细胞中染色体数目维持恒定D．受精作用实现了基因的自由组合，使有性生殖后代呈现多样性解析：受精作用的实质是雌雄配子的核融合，所以受精卵核中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都来自卵细胞，A正确；精子或卵细胞的形成经过减数分裂完成，减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。因此一般情况下，同一个体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体数一般相同，染色体组成一般不同，B正确；对于进行有性生殖的生物体来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于遗传和变异都很重要，C正确；基因的自由组合发生在减数分裂过程中，不发生在受精作用过程中，D错误。答案：D4．(2019·大庆期末)下列关于高等哺乳动物受精作用的叙述，错误的是()A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B．受精的实质是精子进入卵细胞中C．减数分裂产生的配子是多种多样的，受精时雌雄配子的结合是随机的，因此，有性生殖产生的后代呈现多样性D．精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的解析：绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性，A正确；受精的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合，B错误；减数分裂产生的配子是多种多样的，受精时雌雄配子的结合是随机的，因此，有性生殖产生的后代呈现多样性，C正确；精子和卵细胞的相互识别是通过细胞的直接接触完成的，D正确。答案：B