人教版高中生物必修第2册 第2章 基因和染色体的关系 第1节 第2课时 受精作用 (2)

D.图丙所示细胞的子细胞是精细胞
答案:C
解析:图甲所示细胞是处于有丝分裂中期的细胞,图乙所示细 胞是处于减数第一次分裂中期的细胞,图丙所示细胞是处于 减数第二次分裂后期的细胞,没有同源染色体。这三种细胞 可能同时出现在卵巢中。图丙所示细胞的细胞质不均等分配, 所以其子细胞不可能是精细胞。图乙所示细胞可出现非同源 染色体的自由组合。
知识点二 配子的多样性及受精作用
问题引领 1.某种能进行有性生殖的高等动物体细胞含有三对等位基 因:A、a,B、b和C、c(如右图所示),该个体可产生几种类型 的配子?若出现基因组成为ABc的配子,与配子形成过程中哪 种行为有关?
提示:4种。四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发 生了互换。
2n→0
2c
末期 2n→n 0DNA分子数的变化曲线
(1)在间期DNA复制之前(AB段和A'B'段)和减数第二次分裂 后期着丝粒分裂之后(FH和F'H'段),染色体数目∶核DNA分 子数=1∶1。 (2)在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝粒 分裂之前(CF和C'F'段),染色体数目∶核DNA分子数=1∶2。
间期 2n
染色单 体数目
0→4n
核 DNA 分子数
2c→4c
前期 2n
4n
4c
减数
第 中期 2n
4n
4c
一次
分裂 后期 2n
4n
4c
末期 2n→n 4n→2n 4c→2c
细胞分裂图像
分裂 分裂 染色 次数 时期 体数目
前期 n
染色单 体数目
2n
核 DNA 分子数
2c
减数第 中期 n
2n
2c
二次
分裂 后期 n→2n
2.配子中染色体组合具有多样性的原因
时期
原因
减数第一次分裂前期
同源染色体联会后,四分体中的 非姐妹染色单体容易发生互换
减数第一次分裂后期
同源染色体分离时,非同源染色体 自由组合
二、受精作用 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
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 中一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。 4.子代多样性的原因 (1)减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性。 (2)受精过程中卵细胞和精子结合的随机性。
【预习检测】 1.判断正误。 (1)同源染色体分离,非同源染色体自由组合发生在减数第一 次分裂后期。( √ ) (2)四分体时期非姐妹染色单体的互换会增加配子的种类数。
(√) (3)受精时,只有精子的头部进入卵细胞中。( √ ) (4)受精作用的实质是精子和卵细胞细胞膜的融合。( × ) (5)受精后,受精卵迅速进行细胞分裂、分化。( √ )
解析:阶段①为减数分裂Ⅰ,阶段②为减数分裂Ⅱ。减数分裂 Ⅱ后期染色单体分离会导致染色体数目暂时加倍。细胞甲为 次级精母细胞,细胞丙为卵细胞,次级精母细胞中的核基因数 目是卵细胞核基因数目的2倍,但细胞质基因无法判断。两对 等位基因必须在两对同源染色体上才能自由组合,如果在同 一对同源染色体上,就不能自由组合。阶段④雌、雄配子随 机结合不是子代果蝇具有多样性的根本原因。
答案:前期和中期 前期、中期、后期和末期 Ⅲ和Ⅳ
归纳提升 减数分裂过程中染色体数目、染色单体数目和DNA分子数 的变化规律 1.减数分裂过程中染色体数目、染色单体数目和核DNA分 子数的变化(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n,核 DNA分子数为2c)。
细胞分裂图像
分裂 分裂 染色 次数 时期 体数目
图1
图2
(1)图1中的m和n分别表示哪种细胞分裂方式? 提示:m表示有丝分裂,n表示减数分裂。 (2)图2中哪段表示减数分裂?哪个点表示受精作用?哪段表示 有丝分裂? 提示:OC段表示减数分裂,D点表示受精作用,DF段表示有丝 分裂。 (3)DNA数目增加的原因是什么?染色体是如何平均分配到细 胞两极的? 提示:DNA数目增加的原因是DNA的复制;染色体是在纺锤丝 的牵引下移向细胞两极的。
A.①②⑤ C.①②③④⑤⑥ 答案:A
B.②③④⑥ D.①⑤
解析:如果亲代体细胞中含有14对染色体,亲代细胞经减数分 裂形成配子时多了1条染色体,形成的受精卵就会含有29条染 色体,①正确。如果亲代体细胞中含有15对染色体,亲代细胞 经减数分裂形成配子时少了1条染色体,形成的受精卵就会含 有29条染色体,②正确。如果亲代细胞在减数分裂时没有形 成纺锤体,则会导致染色体成倍增加,③错误。如果亲代细胞 在减数分裂时,着丝粒没有分裂,则产生的染色体含染色单体, ④错误。如果亲代体细胞中含有28条(或30条)染色体,该生物 受精卵分裂时,如果有一组姐妹染色单体分开后移向同一极,
典型例题 1.减数分裂形成的配子,其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.同源染色体非姐妹染色单体的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:在减数分裂过程中,减数第一次分裂的四分体时期可能 发生同源染色体非姐妹染色单体的互换,在减数第一次分裂 的后期会发生非同源染色体的自由组合,导致最终形成的配 子的染色体组合具有多样性。
比较项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
1 个精原细胞 4 种
2 种(YR、yr 或 Yr、yR)
1 个雄性个体 4 种
4 种(YR、yr、Yr、yR)
1 个卵原细胞 4 种
1 种(YR、yr、Yr 或 yR)
1 个雌性个体 4 种
4 种(YR、yr、Yr、yR)
2.明确受精作用的2个细胞学基础和1个误区 (1)2个细胞学基础 ①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精子和卵细胞不识 别,这也是生殖隔离形成的原因; ②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精子和卵细胞 融合为一个受精卵,首先要发生细胞膜的融合。 (2)1个误区 受精卵中的遗传物质并非一半来自父方,一半来自母方,原因 是细胞质DNA几乎全部来自母方,这也是母系遗传的细胞学 基础。
A.图中AB段、DG段、KN段,每条染色体都不含染色单体 B.在BC段和GH段都发生染色体的复制 C.在AF段细胞中含有同源染色体,在FN段细胞中不含同源染 色体
D.在D'D″段和K'K″段,发生着丝粒分裂,姐妹染色单体分离
答案:C 解析:当染色体数目等于核DNA分子数时,每条染色体都不含 染色单体。在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期都发生
(6)减数分裂和受精作用使得生物前后代体细胞中染色体数 目保持相对稳定。( √ )
2.下列有关受精作用的叙述,错误的是( ) A.受精卵中的全部遗传物质,来自父母双方的各占一半 B.受精时,精子和卵细胞的细胞核相互融合 C.受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同 D.受精卵中的染色体,来自父母双方的各占一半 答案:A 解析:细胞中的遗传物质并不是全部存在于染色体上的,在细 胞质内的线粒体等细胞器中也有少量的遗传物质(DNA),而 受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,所以来自母方的遗 传物质比来自父方的多。
染色体的复制。题图中AI段细胞中含有同源染色体。D'D″ 段和K'K″段,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。
【变式训练】 1.下图为某生物处于不同分裂时期的细胞示意图,下列叙述正 确的是( )
A.图甲、乙、丙所示细胞中都有同源染色体
B.卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C.能够出现自由组合的是图乙所示的细胞
归纳提升 1.分析正常情况下产生配子的种类时,应特别注意是“1个个体” 还是“1个性原细胞” (1)若是1个个体,则可能产生2n种配子,n代表同源染色体的对 数或等位基因的对数。 (2)若是1个性原细胞,则1个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而1个 精原细胞可产生4个(2种)精细胞。如基因型为YyRr的个体产 生配子的情况如下表所示。
(3)各关键点变化的原因 ①BC段——DNA复制。 ②DE(D'E')段——同源染色体分离后平均分配到子细胞中。
③F'F″段——着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。
④H(H')点——染色体平均分配到两个子细胞中。
典型例题 下图表示一个动物细胞进行细胞分裂过程中,细胞核内染色 体数目及核DNA分子数的变化,则下列叙述错误的是( )
2.请回答下列与受精作用相关的问题。
(1)同种生物的精子和卵细胞相互识别的物质基础是精子和
卵细胞膜上的
。
答案:蛋白质
(2)子代从双亲中各继承了半数的染色体,双亲对子代遗传物
质的贡献一样吗?请解释原因。
提示:不一样。母亲除了提供一半的核基因外,还提供了几乎
全部的细胞质基因,如线粒体内含有的基因。
(3)受精作用的实质是什么?减数分裂和受精作用有什么意义? 提示:精子和卵细胞细胞核的融合。减数分裂和受精作用对 于生物的遗传和变异具有重要意义。
第2课时 受精作用
自主预习·新知导学 合作探究·释疑解惑
素养提升 课堂小结
自主预习·新知导学
一、配子中染色体组合的多样性 1.建立减数分裂中染色体变化的模型 (1)目的要求 通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型,加深对 减数分裂过程及其特点的认识,理解配子中染色体组合的多 样性,领悟减数分裂的意义。 (2)方法步骤 ①模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化。 ②模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合。 ③模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换。
素养提升
分析减数分裂产生异 常配子的原因(以基因 型为AaBB的精原细胞 为例)
1.在对某动物体细胞镜检时发现有29条染色体(不含染色单体), 下列分析正确的是( ) ①亲代细胞在减数分裂形成配子时多了1条染色体 ②亲代细胞在减数分裂形成配子时少了1条染色体 ③亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体 ④亲代细胞在减数分裂时,着丝粒没有分裂 ⑤该生物受精卵分裂时,有1组姐妹染色单体分开后移向同一极 ⑥该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体
2.红眼刚毛雄果蝇与白眼截毛雌果蝇杂交产生子代红眼刚毛 雌果蝇的过程如下图所示。据图分析,下列相关叙述正确的 是( )
A.阶段②细胞乙内会发生染色体数目暂时加倍的现象 B.细胞甲内基因数目应是细胞丙内基因数目的2倍 C.阶段①果蝇体内任意两对等位基因一定能自由组合 D.阶段④是子代果蝇具有多样性的根本原因 答案:A
2.下面各曲线图中的横坐标表示细胞分裂时期,纵坐标表示细 胞内核DNA含量或染色体数目的变化,其中表示减数分裂过 程中细胞核内DNA含量变化的曲线图是( )
答案:B
解析:A、B分别表示有丝分裂过程中和减数分裂过程中核 DNA含量的变化,C、D分别表示有丝分裂过程中和减数分裂 过程中染色体数目的变化。
3.下图Ⅰ~Ⅳ表示某动物(体细胞中有8条染色体)器官中处于 不同分裂阶段的四个细胞。请据图回答下列问题。
(1)图中①②③分别表示
、
和
(填“染色体”“染色单体”或“DNA”)。
答案:染色体 染色单体 DNA
(2)图中Ⅱ可以表示处于有丝分裂的
以及减
数第一次分裂的
的细胞。
只能表示处于减数分裂过程中的细胞。
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 答案:D
解析:体细胞中含有3对同源染色体,最多能产生8种精细胞(如 题图所示)。每种精原细胞在不发生互换时,只能产生2种精 细胞,所以上述细胞至少来自4个精原细胞,8个次级精母细胞。 题图中任何两个染色体能组合成AaCcDd的精细胞都有可能 来自同一个精原细胞,如⑤与⑧、③与⑦等。①与⑦的染色 体组合成AaCCDd,不可能来自同一个精原细胞。
5.减数分裂和受精作用的意义 (1)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)使同一双亲的后代呈现多样性。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。 因此,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。
【变式训练】
1.果蝇的1个初级卵母细胞内有8条染色体,减数分裂后实际产
生的卵细胞种类是( )
A.1种
B.2种
C.4种
D.8种
答案:A
解析:1个初级卵母细胞经减数分裂后只能产生1个卵细胞。
2.下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,在不考虑互换的情况下,下列 相关叙述错误的是( )
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
知识点 一细胞分裂过程中染色体、DNA和染色单体行为与数目的变化
问题引领 1.请在下列坐标图中分别画出减数分裂过程中染色体数目的 变化、核DNA数目的变化、染色单体数目的变化。
2.图1表示细胞分裂过程中核DNA的数目变化,图2表示细胞 分裂过程中染色体数目的变化。请据图回答下列问题。