第2課時(shí)觀察蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片及受精作用目標(biāo)素養(yǎng)1.通過(guò)“建立細(xì)胞減數(shù)分裂中染色體變化的模型”,理解配子中染色體組合的多樣性,培養(yǎng)模型構(gòu)建能力和科學(xué)思維能力2.由非同源染色體的自由組合和受精作用,理解有性生殖的變化與穩(wěn)定性,培養(yǎng)科學(xué)思維能力3.通過(guò)觀察蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片,熟練掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力知識(shí)概覽一、觀察蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片1.實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)細(xì)胞中的染色體

形態(tài)

、

位置

和

數(shù)目

,識(shí)別減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期。

2.實(shí)驗(yàn)流程

二、配子中染色體組合的多樣性與建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型1.配子中染色體組合多樣性的成因2.建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型(1)模擬減數(shù)分裂中染色體數(shù)目和主要行為的變化。①長(zhǎng)度相同、顏色不同的兩條染色體配對(duì)代表減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體的

聯(lián)會(huì)

。

②長(zhǎng)度相同、顏色不同的兩條染色體的分開(kāi)代表減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體的

分離

。

③減數(shù)分裂結(jié)束時(shí),每個(gè)細(xì)胞中染色體的數(shù)目是開(kāi)始時(shí)的

一半

,染色體數(shù)目減半發(fā)生在

減數(shù)分裂Ⅰ

。

(2)模擬減數(shù)分裂中非同源染色體的自由組合。①要模擬減數(shù)分裂過(guò)程中非同源染色體的自由組合,細(xì)胞中至少要有

2

對(duì)同源染色體。

②假設(shè)細(xì)胞中有2對(duì)同源染色體,減數(shù)分裂Ⅰ時(shí),非同源染色體有

2

種組合方式;每個(gè)原始生殖細(xì)胞按照其中的一種組合方式分裂,能產(chǎn)生

2

種不同染色體組成類(lèi)型的配子;2個(gè)這樣的原始生殖細(xì)胞按照不同的組合方式進(jìn)行分裂,理論上可以產(chǎn)生

4

種不同染色體組成類(lèi)型的配子。

(3)模擬減數(shù)分裂中四分體時(shí)期非姐妹染色單體間的互換。①假設(shè)細(xì)胞中有2對(duì)同源染色體,僅有兩條非姐妹染色單體在四分體時(shí)期發(fā)生了1次互換,1個(gè)這樣的原始生殖細(xì)胞理論上可以產(chǎn)生

4

種不同染色體組成類(lèi)型的配子。

②減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期非姐妹染色單體間的

互換

和后期非同源染色體的

自由組合

,導(dǎo)致了配子染色體組合的多樣性。

三、受精作用1.概念受精作用是卵細(xì)胞和精子相互

識(shí)別

、

融合

成為受精卵的過(guò)程。

2.過(guò)程

3.結(jié)果(1)受精卵中的

染色體

數(shù)目又恢復(fù)為體細(xì)胞中的數(shù)目。(2)受精卵中的染色體一半來(lái)自精子(父方),另一半來(lái)自卵細(xì)胞(母方)。4.減數(shù)分裂和受精作用的意義(1)穩(wěn)定性:減數(shù)分裂和受精作用保證了每種生物前后代

染色體數(shù)目

的恒定,維持了生物遺傳的穩(wěn)定性。

(2)多樣性:減數(shù)分裂形成的配子,其染色體組合具有

多樣性

,導(dǎo)致了不同配子遺傳物質(zhì)的差異,加上受精過(guò)程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的

隨機(jī)性

,同一雙親的后代必然呈現(xiàn)

多樣性

。這種多樣性有利于生物適應(yīng)多變的自然環(huán)境,有利于生物在自然選擇中

進(jìn)化

,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。

結(jié)合細(xì)胞膜的成分,想一想精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么?精子與卵細(xì)胞融合的過(guò)程體現(xiàn)了生物膜的什么特性?提示:精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜表面的糖被。精子與卵細(xì)胞融合的過(guò)程體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性。一

配子中染色體組合的多樣性重難歸納1.配子中染色體組合的多樣性的原因(1)減數(shù)分裂Ⅰ后期,非同源染色體自由組合。(2)四分體時(shí)期,同源染色體上非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生互換。2.配子來(lái)源的判斷方法(1)以某生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂(不考慮互換)為例,如下圖所示。由圖可知:①E和F、G和H的染色體組成完全相同,分別來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞C、D;②E(F)與G(H)中的染色體“互補(bǔ)”,來(lái)自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。(2)在考慮互換的情況下,某生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂如下圖所示。由圖可知:①E和F,G和H的染色體組成大同小異,分別來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞C、D;②E(F)與G(H)中的染色體“互補(bǔ)”,來(lái)自同一初級(jí)精母細(xì)胞。3.一般情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(lèi)(1)只考慮非同源染色體的自由組合,不考慮互換的情況。Y與y、R與r分別表示兩對(duì)同源染色體。(2)若考慮互換,會(huì)增加配子的種類(lèi),如一個(gè)含n對(duì)同源染色體的生物產(chǎn)生的配子種類(lèi)會(huì)大于2n種。1個(gè)含有n對(duì)同源染色體的卵原細(xì)胞,經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂后,能形成幾個(gè)卵細(xì)胞?幾種類(lèi)型?提示:1;1。典例剖析1.果蠅的體細(xì)胞中含有四對(duì)同源染色體(A與a、B與b、C與c、D與d),在不發(fā)生互換的情況下,它的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂后能形成幾種類(lèi)型的精子?(

)A.2種B.4種 C.8種

D.16種答案:A解析:一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞無(wú)論含有多少對(duì)同源染色體,在不發(fā)生互換的情況下,減數(shù)分裂都只形成2種類(lèi)型的精子。2.圖1是某生物的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞,圖2是該生物的5個(gè)精細(xì)胞。最可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是(

)A.①和②

B.②和④C.③和⑤

D.①和④答案:B解析:減數(shù)分裂Ⅰ后期時(shí),同源染色體分離,非同源染色體自由組合,一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級(jí)精母細(xì)胞;減數(shù)分裂Ⅱ類(lèi)似于有絲分裂,因此每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生2個(gè)基因型相同的精細(xì)胞。若在四分體時(shí)期發(fā)生互換,則來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的兩個(gè)精細(xì)胞的染色體組成大體相同,只有很小部分有區(qū)別。所以,圖中最可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是②和④。

配子來(lái)源的判斷方法(1)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體完全相同,則它們可能來(lái)自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。(2)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體恰好“互補(bǔ)”,則它們可能來(lái)自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。學(xué)以致用1.某生物的體細(xì)胞內(nèi)含有n對(duì)同源染色體,經(jīng)減數(shù)分裂,1個(gè)卵原細(xì)胞與1個(gè)雌性個(gè)體產(chǎn)生的配子種類(lèi)分別是(

)A.4種,2n種

B.1種,4種C.1種,2n種

D.1種,1種答案:C2.下列符號(hào)代表精子的染色體組成,A和a是一對(duì)同源染色體,依此類(lèi)推,下列哪個(gè)選項(xiàng)中的4個(gè)精子來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞?(

)A.Abc、Abc、abC、AbcB.aBc、AbC、ABC、ABCC.Abc、aBC、Abc、aBCD.ABC、Abc、abc、aBC答案:C解析:由于一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞能產(chǎn)生2種基因型不同的次級(jí)精母細(xì)胞,進(jìn)而產(chǎn)生2種基因型不同的精細(xì)胞,所以只有Abc、aBC、Abc、aBC

4個(gè)精子來(lái)自同一個(gè)精原細(xì)胞。二

受精作用重難歸納1.減數(shù)分裂與受精作用過(guò)程分析(1)減數(shù)分裂結(jié)果分析:經(jīng)減數(shù)分裂形成的成熟生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。配子中的染色體數(shù)目只有體細(xì)胞的一半,并且沒(méi)有同源染色體。(2)受精作用結(jié)果分析:經(jīng)受精作用形成的受精卵中的染色體一半來(lái)自精子(父方)、一半來(lái)自卵細(xì)胞(母方),使受精卵中的染色體數(shù)目恢復(fù)為體細(xì)胞的染色體數(shù)目,且有同源染色體。(3)同一雙親的子代遺傳呈現(xiàn)多樣性的原因。b.受精時(shí)雌、雄配子的隨機(jī)結(jié)合。

2.減數(shù)分裂與受精作用曲線分析(1)細(xì)胞中核DNA分子數(shù)目的變化曲線。①OA段為減數(shù)分裂前的間期,AB段為減數(shù)分裂Ⅰ,BC段為減數(shù)分裂Ⅱ,即OC段為減數(shù)分裂。②D點(diǎn)表示受精作用。③DF段為受精卵的有絲分裂,其中DE段為有絲分裂前的間期,EF段為分裂期。(2)細(xì)胞中染色體數(shù)目的變化曲線。①OA段表示減數(shù)分裂前的間期及減數(shù)分裂Ⅰ,AC段表示減數(shù)分裂Ⅱ。②D點(diǎn)表示受精作用。③DF段表示受精卵的有絲分裂。1.受精卵中的染色體一半來(lái)自精子,一半來(lái)自卵細(xì)胞,是否意味著父、母雙方各為后代提供一半的遺傳物質(zhì)?分析原因。提示:不是。受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來(lái)自父方,一半來(lái)自母方,但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎完全來(lái)自卵細(xì)胞(母方)。2.受精作用的實(shí)質(zhì)是什么?減數(shù)分裂和受精作用有什么意義?提示:精子和卵細(xì)胞細(xì)胞核的融合。減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于生物的遺傳和變異具有重要意義。典例剖析1.下列關(guān)于高等動(dòng)物通過(guò)減數(shù)分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的敘述,正確的是(

)A.每個(gè)卵細(xì)胞繼承了初級(jí)卵母細(xì)胞1/4的細(xì)胞質(zhì)B.同源染色體進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)并不相等,因?yàn)橐淮螠p數(shù)分裂只形成一個(gè)卵細(xì)胞C.進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì)D.雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會(huì)相等,因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量相等答案:C解析:卵細(xì)胞的形成過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行不均等分裂,所以每個(gè)卵細(xì)胞繼承的初級(jí)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)應(yīng)大于1/4,A項(xiàng)錯(cuò)誤。同源染色體進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤。受精時(shí),精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,尾部留在外面,而精子的頭部主要含細(xì)胞核,因此進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì),C項(xiàng)正確。雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會(huì)相等,但它們的數(shù)量不相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下圖表示某生物幾種細(xì)胞分裂過(guò)程中的染色體數(shù)目變化,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.AB段細(xì)胞中一定不存在同源染色體B.僅BC段細(xì)胞中沒(méi)有同源染色體C.E點(diǎn)染色體加倍的原因是染色體復(fù)制D.FG段細(xì)胞中染色體數(shù)目∶核DNA分子數(shù)目=1∶1答案:D解析:題圖中AE段為減數(shù)分裂,E點(diǎn)發(fā)生受精作用,EH段為有絲分裂。AB段為減數(shù)分裂Ⅰ,細(xì)胞中有同源染色體;BE段為減數(shù)分裂Ⅱ,細(xì)胞中沒(méi)有同源染色體;E點(diǎn)染色體加倍的原因是受精作用。學(xué)以致用下圖表示細(xì)胞分裂和受精作用過(guò)程中核DNA含量的變化,下列有關(guān)分析正確的是(

)A.a、b、c分別表示減數(shù)分裂、受精作用、有絲分裂B.CD段與PQ段的染色體數(shù)目相同C.JK段發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì)與分離D.PQ段的核DNA含量比MN段增加1倍,原因是NP段發(fā)生了受精作用答案:B解析:a表示有絲分裂,b表示減數(shù)分裂,c表示受精作用和有絲分裂,A項(xiàng)錯(cuò)誤。圖中CD段和PQ段都表示有絲分裂前期、中期、后期和末期,所以CD段與PQ段的染色體數(shù)目相同,B項(xiàng)正確。JK段表示減數(shù)分裂Ⅱ末期,而同源染色體聯(lián)會(huì)與分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ過(guò)程中,C項(xiàng)錯(cuò)誤。PQ段的核DNA含量比MN段增加1倍,原因是NP段發(fā)生了DNA的復(fù)制,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.果蠅的體細(xì)胞中有8條染色體,其中4條來(lái)自母方,4條來(lái)自父方。果蠅經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子,下列關(guān)于其中一個(gè)配子中染色體情況的說(shuō)法,正確的是(

)A.4條均來(lái)自父本或4條均來(lái)自母本

B.2條來(lái)自父本,2條來(lái)自母本C.1條來(lái)自一個(gè)親本,另外3條來(lái)自另一個(gè)親本D.以上情況都有可能答案:D解析:果蠅的性母細(xì)胞中的染色體4條來(lái)自母方,4條來(lái)自父方。在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),非同源染色體自由組合,因此,A、B、C

3種情況都有可能發(fā)生。2.高等動(dòng)物進(jìn)行有性生殖的3個(gè)生理過(guò)程如下圖所示,則圖中①②③分別為(

)A.有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用B.受精作用、減數(shù)分裂、有絲分裂C.有絲分裂、受精作用、減數(shù)分裂D.減數(shù)分裂、受精作用、有絲分裂答案:B3.下列關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.要保證前后代遺傳穩(wěn)定性,需要二者在產(chǎn)生后代過(guò)程中均發(fā)生B.對(duì)于后代遺傳的多樣性,減數(shù)分裂具有重要意義,受精作用無(wú)貢獻(xiàn)C.基因的分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)在減數(shù)分裂過(guò)程中D.減數(shù)分裂使細(xì)胞中的同源染色體分離,受精作用使細(xì)胞中出現(xiàn)同源染色體答案:B解析