(粵渝冀遼蘇皖閩鄂湘津京魯瓊專用)2018-2019學年高中生物 第2章 基因和染色體的關(guān)系 第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用 第2課時 卵細胞的形成過程、減數(shù)分裂的觀察和受精作用學案 新人教版必修2

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1、 第2課時 卵細胞的形成過程、減數(shù)分裂的觀察和受精作用 一、卵細胞的形成過程 1.形成場所:卵巢。 2.形成過程 3.結(jié)果 一個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂只形成一個卵細胞,三個極體都退化消失。 歸納總結(jié) 動物精子和卵細胞形成過程比較 項目 精子形成過程 卵細胞形成過程 部位 睪丸 卵巢 原始生殖細胞 精原細胞 卵原細胞 細胞質(zhì)的分裂情況 兩次分裂都均等 只有減數(shù)第二次分裂過程中第一極體分裂時均等,其他分裂不均等 分裂結(jié)果 1個精原細胞→4個精細胞(生殖細胞) 1個卵原細胞→1個卵細胞(生殖細胞)+3個極體(消失) 是否變形 變形 不需變形

2、 (1)初級卵母細胞和次級卵母細胞分別在減數(shù)第一次分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期出現(xiàn)了細胞質(zhì)的不均等分裂,只產(chǎn)生一個卵細胞。 (2)在形成卵細胞的過程中形成極體,其中減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體稱為第一極體,減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的三個極體稱為第二極體。極體體積小,所含營養(yǎng)物質(zhì)少,無生殖功能,都會退化消失。 (3)卵細胞形成過程中染色體和DNA的行為變化與精子形成過程中相同。 例1 如圖表示某二倍體生物正在進行分裂的細胞,關(guān)于此圖的說法正確的是(  ) A.是次級精母細胞,處于減數(shù)第二次分裂后期 B.含同源染色體2對、DNA分子4個、染色單體0個 C.正在進行同源染色體的分離、

3、非同源染色體的自由組合 D.分裂后形成的2個細胞,僅1個具有生殖功能 答案 D 解析 細胞質(zhì)不均等分裂且細胞中無同源染色體,可知該細胞為次級卵母細胞,處于減數(shù)第二次分裂后期,其特點為著絲點一分為二,結(jié)果是分裂為一個卵細胞和一個極體。 例2 在下圖中,不屬于精子形成過程的是(  ) 答案 C 解析 卵細胞與精子的產(chǎn)生過程基本相同,它們的不同點主要集中在產(chǎn)生部位、分裂后形成的生殖細胞的數(shù)量、細胞質(zhì)的分配特點及其是否變形等。卵細胞形成過程的兩次分裂的后期細胞質(zhì)不均等分配。 二、觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片 1.實驗原理 蝗蟲的精母細胞進行減數(shù)分裂過程中的染色體形態(tài)、位置

4、和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化,因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個時期。 2.實驗流程 (1)裝片制作:解離→漂洗→染色→制片。 (2)顯微觀察 特別提醒 觀察減數(shù)分裂實驗時通常不選擇雌性個體,原因是: (1)雄性個體產(chǎn)生的雄配子數(shù)量遠遠多于雌性個體產(chǎn)生的雌配子數(shù)量。(2)在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進行徹底,排卵時排出的僅僅是初級卵母細胞或次級卵母細胞。 例3 為了觀察減數(shù)分裂各時期的特點,實驗材料選擇恰當?shù)氖?  ) ①蠶豆的雄蕊?、谔一ǖ拇迫铩、刍认x的精巢?、苄∈蟮穆殉? A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案 C 解析 雄性個體產(chǎn)生的雄配子數(shù)量遠遠多于雌性個體產(chǎn)生的雌

5、配子數(shù)量,根據(jù)這個角度判斷②和④不恰當;在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進行徹底,排卵時排出的僅僅是初級卵母細胞或次級卵母細胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下才能繼續(xù)完成減數(shù)分裂,故④不恰當;桃花的雌蕊中只有一個胚珠,不便于觀察,故②不恰當。 例4 某動物體細胞中的染色體數(shù)為2n,用該動物的精巢制成的切片放在顯微鏡下觀察,可以看到細胞中的染色體數(shù)目可能為(  ) ①1n?、?n ③3n?、?n A.①② B.②③ C.①②④ D.②③④ 答案 C 解析 精原細胞既能進行有絲分裂,又能進行減數(shù)分裂,故可觀察到的染色體數(shù)目為1n(精細胞,減數(shù)第一次分裂前期、中期的次級精母細胞)、2

6、n(精原細胞、初級精母細胞、次級精母細胞后期)和4n(精原細胞有絲分裂后期)。 三、配子中染色體組合的多樣性與受精作用 1.配子中染色體組合的多樣性 (1)減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會后,四分體中的非姐妹染色單體之間容易發(fā)生交叉互換。 (2)減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合。 2.受精作用 (1)定義:卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。 (2)過程 ①精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面。 ②卵細胞的細胞膜發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng),阻止其他精子再進入。 ③精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合,使彼此的染色體會合在一起。 (3)結(jié)果:受精

7、卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細胞中的數(shù)目,其中有一半的染色體來自精子(父方),另一半來自卵細胞(母方)。 3.減數(shù)分裂和受精作用的意義 (1)子代呈現(xiàn)多樣性,有利于生物在自然選擇中進化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。 (2)對于維持每種生物(有性生殖的生物)前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定和生物的遺傳和變異都具有重要意義。 例5 某種生物三對等位基因分布在三對同源染色體上,下圖表示該生物的精細胞,根據(jù)細胞內(nèi)基因的類型,判斷其精細胞至少來自(  ) A.2個精原細胞 B.4個精原細胞 C.3個精原細胞 D.5個精原細胞 答案 B 解析 解答本題的關(guān)鍵是要知道1個精原細胞產(chǎn)生

8、4個精細胞,但只有兩種精子。一個次級精母細胞可產(chǎn)生兩個相同的精細胞。根據(jù)分離定律和自由組合定律可知,①和④、②和⑥、③和⑦、⑤和⑧分別來自同一個精原細胞,因此題干中的8個精細胞至少來自4個精原細胞。 思維啟迪 根據(jù)染色體組成判斷配子來源的方法 (1)若兩個精細胞中染色體完全相同,則它們可能來自同一個次級精母細胞。簡記為“同為同一‘次’”。 (2)若兩個精細胞中染色體恰好“互補”,則它們可能來自同一個初級精母細胞分裂產(chǎn)生的兩個次級精母細胞。簡記為“補為同一‘初’”。 (3)若兩個精細胞中的染色體有的相同,有的互補,只能判定可能來自同一個生物不同精原細胞的減數(shù)分裂過程。簡記為“同、補同

9、一‘體’”。 例6 下面對高等動物通過減數(shù)分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述,正確的是(  ) A.每個卵細胞繼承了初級卵母細胞的細胞質(zhì) B.進入卵細胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細胞質(zhì) C.整個精子進入卵細胞內(nèi),完成受精作用 D.雌雄配子彼此結(jié)合的機會相等,因為它們的數(shù)量相等 答案 B 解析 形成卵細胞時,減數(shù)分裂后期細胞質(zhì)不均等分裂;受精作用的實質(zhì)是細胞核中遺傳物質(zhì)的融合,而不是整個精子與卵細胞的融合;對高等動物來說,雄配子的數(shù)量遠多于雌配子。 1.判斷正誤 (1)初級卵母細胞、次級卵母細胞和極體的分裂都是不均等的(  ) (2)一個精原細胞和

10、一個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂均形成四個配子(  ) (3)配子的多樣性只與非同源染色體的自由組合有關(guān)(  ) (4)受精作用的實質(zhì)是細胞的融合(  ) (5)受精卵細胞核中的染色體一半來自父方,一半來自母方(  ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 2.一個基因型為YyRr的精原細胞和一個同樣基因型的卵原細胞,按自由組合定律遺傳,一般情況下,各自經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精細胞、卵細胞的數(shù)目和種類數(shù)分別是(  ) A.2個、1個和2種、1種 B.4個、4個和2種、2種 C.4個、1個和2種、1種 D.2個、2個和2種、2種 答案 C 解析 1個精原細胞經(jīng)減數(shù)分

11、裂產(chǎn)生兩兩相同的4個精細胞,而1個卵原細胞只產(chǎn)生1個卵細胞(另有3個極體)。但其種類數(shù)應(yīng)分別為2種和1種,前者的基因型可表示為YR與yr或Yr與yR,后者的基因型可表示為YR或Yr或yR或yr。 3.動物的卵細胞與精子形成過程中的不同點是(  ) ①次級卵母細胞將進行普通的有絲分裂 ②一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞 ③一個卵原細胞經(jīng)染色體復(fù)制后形成一個初級卵母細胞 ④卵細胞不經(jīng)過變形階段 A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 答案 B 解析 卵細胞與精子的形成過程基本相同,其區(qū)別在于:(1)形成的生殖細胞數(shù)目不同:一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂和變形形成四個精子,而一個卵

12、原細胞只形成一個卵細胞。(2)細胞質(zhì)分裂方式不同:精子形成過程中細胞質(zhì)均等分裂,而卵細胞形成過程中細胞質(zhì)不均等分裂(極體分裂除外)。(3)精細胞必須經(jīng)過變形成為精子,而卵細胞不經(jīng)變形階段。 4.維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目恒定的重要過程是(  ) A.遺傳和變異 B.無絲分裂和有絲分裂 C.減數(shù)分裂和有絲分裂 D.減數(shù)分裂和受精作用 答案 D 解析 原始生殖細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中染色體數(shù)目減半,雌、雄配子經(jīng)受精作用后染色體數(shù)目又恢復(fù)為正常體細胞染色體數(shù)目。這樣,生物前后代體細胞染色體數(shù)目維持了相對恒定。 5.如圖是某動物生殖細胞形成過程的簡圖,請回答下列問題:

13、 (1)這是________細胞的形成過程,是在動物的________中形成的。 (2)圖中的②表示________細胞,圖中的⑤表示________細胞。 (3)圖中的①所示的一個細胞能夠形成________個⑦所示的細胞。 答案 (1)卵 卵巢 (2)初級卵母 次級卵母 (3)1 解析 從圖中細胞質(zhì)的不均等分裂可以判斷這是卵原細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成卵細胞的過程。在卵細胞的形成過程中,一個初級卵母細胞②產(chǎn)生一個次級卵母細胞④和一個(第一)極體③,一個次級卵母細胞⑤形成一個卵細胞⑦和一個小的(第二)極體⑥,(第一)極體③分裂成兩個(第二)極體。 [對點訓練] 題組一 卵細胞的形成過

14、程及減數(shù)分裂的觀察 1.初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時都出現(xiàn)的現(xiàn)象是(  ) A.同源染色體分離 B.著絲點分裂 C.細胞質(zhì)不均等分配 D.染色體復(fù)制 答案 C 解析 A項,初級卵母細胞具有同源染色體的聯(lián)會和分離,但次級卵母細胞沒有;B項,次級卵母細胞進行減數(shù)第二次分裂時有著絲點分裂,姐妹染色單體分開,但初級卵母細胞著絲點不分裂;C項,初級卵母細胞減數(shù)第一次分裂和次級卵母細胞減數(shù)第二次分裂都有細胞質(zhì)的不均等分配;D項,初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時都不進行染色體復(fù)制,而是在減數(shù)第一次分裂前的間期,卵原細胞進行染色體的復(fù)制,形成初級卵母細胞。 2.圖1為某細胞減數(shù)第一

15、次分裂后期圖,在圖2中屬于該細胞處于減數(shù)第二次分裂中期的圖像是(  ) 答案 B 解析 根據(jù)圖1可知,同源染色體內(nèi)發(fā)生了交叉互換;減數(shù)第二次分裂中期細胞內(nèi)沒有同源染色體,染色體著絲點排列在赤道板上,故A和C錯誤;減數(shù)第二次分裂中期兩細胞是由同源染色體分離形成的,故兩細胞內(nèi)的染色體“互補”,故D錯誤。 3.果蠅1個初級卵母細胞內(nèi)有8條染色體,減數(shù)分裂后實際產(chǎn)生的卵細胞的種類有(  ) A.1種 B.2種 C.4種 D.8種 答案 A 解析 1個初級卵母細胞減數(shù)分裂后只能產(chǎn)生1個卵細胞,即1種卵細胞。 4.如圖是某哺乳動物的一個細胞,它可能屬于下列何種細胞(  )

16、 A.肝細胞 B.第一極體 C.初級卵母細胞 D.卵細胞 答案 B 解析 解題時首先要仔細觀察細胞內(nèi)染色體的數(shù)目、形態(tài)和排列狀態(tài),然后回憶對照減數(shù)分裂過程中生殖細胞形成圖解,即可篩選出正確的答案。圖中顯示的是形狀大小各不相同的5條染色體,并且每條染色體都已經(jīng)復(fù)制,各含有兩條染色單體,因此可以推出這是經(jīng)過減數(shù)第一次分裂后的細胞,且著絲點未分離。只有B項符合要求。 5.精子和卵細胞的形成過程有一些不同之處,下列說法不正確的是(  ) A.精、卵原細胞是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的 B.一個初級精母細胞可形成4個精子,而一個初級卵母細胞只形成一個卵細胞 C.精細胞經(jīng)變形形成精子,而卵細胞

17、的形成沒有變形過程 D.在卵細胞的形成過程中有極體產(chǎn)生,而在精子的形成過程中無極體產(chǎn)生 答案 A 解析 精、卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成精子和卵細胞,但是精、卵原細胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的。 6.下列關(guān)于觀察細胞減數(shù)分裂實驗的敘述中,錯誤的是(  ) A.可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察細胞的減數(shù)分裂 B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片,更容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象 C.能觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象的裝片中,也可能觀察到同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象 D.用洋蔥根尖制成的裝片,能觀察到同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象 答案 D 解析 只有性原細胞能發(fā)生減數(shù)分裂,因此可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母

18、細胞的固定裝片觀察細胞的減數(shù)分裂;桃花的雄蕊比雌蕊多,故用雄蕊制成的裝片更容易觀察到減數(shù)分裂現(xiàn)象;減數(shù)分裂過程中有同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象;洋蔥根尖細胞不能進行減數(shù)分裂,故無同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象。 題組二 配子中染色體組合的多樣性與受精作用 7.決定配子中染色體組合多樣性的因素包括(  ) A.染色體的復(fù)制和平均分配 B.同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合 C.同源染色體的聯(lián)會和互換 D.同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換和非同源染色體的自由組合 答案 D 解析 減數(shù)分裂過程中,聯(lián)會時期同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換和減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體的自由組合都會增

19、加配子中染色體組合的多樣性。 8.如圖所示為某動物卵原細胞中染色體的組成情況,該卵原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生3個極體和1個卵細胞,其中一個極體的染色體組成是1、3,則卵細胞中染色體組成是(  ) A.2、4 B.1、3 C.1、3或2、4 D.1、4或2、3 答案 C 解析 此卵原細胞含有兩對同源染色體。卵原細胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂,同源染色體彼此分離,得到第一極體和次級卵母細胞。若第一極體染色體組成為1、3,則次級卵母細胞的染色體組成就為2、4,次級卵母細胞分裂形成的卵細胞染色體組成也是2、4。同理,若第一極體染色體組成為2、4,則次級卵母細胞染色體組成就為1、3,由它分裂得到

20、的第二極體和卵細胞染色體組成都為1、3。所以卵細胞中的染色體組成有兩種情況。 9.某動物精原細胞中有3對同源染色體,經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中,同時含有3個母方染色體的配子所占的比例為(  ) A. B. C. D. 答案 C 解析 3對同源染色體之間的非同源染色體是自由組合的。就每一對同源染色體來說,母方染色體都可以分到任一極,在每一極的可能性都是,3個都在同一極的可能性就是××=。 10.下列有關(guān)受精作用的敘述,錯誤的是(  ) A.受精卵中全部遺傳物質(zhì)來自父母雙方的各占一半 B.受精時,精子和卵細胞雙方的細胞核相互融合 C.受精卵中染色體數(shù)與本物種體細胞

21、中染色體數(shù)相同 D.受精卵中的染色體來自父母雙方的各占一半 答案 A 解析 因為遺傳物質(zhì)并不是全部存在于染色體上,在細胞質(zhì)內(nèi)的線粒體和葉綠體中也有少量的遺傳物質(zhì)(DNA),而受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞,所以來自母方的遺傳物質(zhì)比父方多,故A項錯誤。 11.下列對于有性生殖生物進行的減數(shù)分裂和受精作用過程,下列說法不正確的是(  ) A.保證前后代遺傳穩(wěn)定性,需要二者在產(chǎn)生后代過程中均發(fā)生 B.對于后代遺傳多樣性,減數(shù)分裂有重要意義,受精作用無貢獻 C.基因的分離定律和自由組合定律的實質(zhì)體現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中 D.減數(shù)分裂使細胞沒有同源染色體,受精作用使細胞出現(xiàn)同源染色體

22、答案 B 解析 減數(shù)分裂染色體數(shù)目減半,受精作用使其恢復(fù)本物種的染色體數(shù)目,所以保證前后代遺傳穩(wěn)定性,需要二者在產(chǎn)生后代過程中均發(fā)生,A正確;受精時的隨機結(jié)合也對后代遺傳多樣性有重要作用,B錯誤;基因的分離定律和自由組合定律的實質(zhì)都體現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂后期,C正確;減數(shù)分裂使細胞沒有同源染色體,受精作用使細胞出現(xiàn)同源染色體,D正確。 12.圖中甲表示某動物精原細胞中的一對同源染色體。在減數(shù)分裂過程中,該對同源染色體發(fā)生了交叉互換,結(jié)果形成了①~④所示的四個精細胞。這四個精細胞中,來自同一個次級精母細胞的是(  ) A.①與② B.②與③ C.①與③ D.②與④ 答案 B

23、 解析 在減數(shù)第一次分裂過程中,同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后,同一個著絲點上連接著的兩條染色單體,絕大部分相同,少數(shù)不同,因此來自同一個次級精母細胞的有②與③、①與④。 [綜合強化] 13.如圖是三個不同時期的細胞分裂圖,據(jù)圖回答下列問題: (1)圖A細胞處于________________分裂的________期。 (2)圖B細胞的名稱是________________,此細胞分裂后的子細胞含有________條染色體。 (3)圖C細胞的名稱是________________,它分裂產(chǎn)生的子細胞為______________。 答案 (1)減數(shù)第一次 前 

24、(2)初級精母細胞 2 (3)次級卵母細胞 卵細胞和第二極體 解析 (1)圖A表示的是減數(shù)第一次分裂的前期,同源染色體聯(lián)會形成了2個四分體。(2)圖B是減數(shù)第一次分裂的后期,由于細胞質(zhì)均等分裂,應(yīng)為初級精母細胞。 (3)圖C是減數(shù)第二次分裂的后期,由于細胞質(zhì)不均等分裂,應(yīng)是次級卵母細胞,其分裂產(chǎn)生的子細胞為卵細胞和第二極體。 14.如圖是高等動物的生殖發(fā)育周期圖解(2n、n表示染色體數(shù)),試回答以下問題: (1)由成體開始到受精卵的形成主要需要經(jīng)過[  ]______________和[  ]_____ _____兩個過程。這兩個過程的重要意義是_________________

25、________。 (2)哺乳動物的A過程發(fā)生在______________中。 (3)受精卵經(jīng)______________和________________最終發(fā)育為成體,此過程中細胞的分裂方式為__________________。 答案 (1)A 減數(shù)分裂 B 受精作用 維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,促進遺傳物質(zhì)的重新組合,保持親代和子代的穩(wěn)定遺傳 (2)卵巢和睪丸 (3)細胞分裂 細胞分化 有絲分裂 解析 (1)分析圖解可知,高等動物個體發(fā)育成熟后,通過減數(shù)分裂(A過程)產(chǎn)生配子,雌雄配子經(jīng)過受精作用(B過程)結(jié)合形成受精卵,繼續(xù)進行個體發(fā)育,由此可見,減數(shù)分裂和受精

26、作用對于維持生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,促進遺傳物質(zhì)的重新組合,保持親代和子代的穩(wěn)定遺傳有重要意義。(2)哺乳動物的減數(shù)分裂發(fā)生在卵巢和睪丸中。(3)受精卵經(jīng)細胞分裂和細胞分化最終發(fā)育為成體,此過程中細胞的分裂方式為有絲分裂。 15.小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細胞減數(shù)分裂的實驗步驟。 供選材料及試劑:小鼠的腎臟、睪丸、肝臟、蘇丹Ⅲ染色液、醋酸洋紅溶液、健那綠染液、解離固定液。 (1)取材:用__________作實驗材料。 (2)制片: ①取少量組織低滲處理后,放在__________________中,一定時間后輕輕漂洗。 ②將漂洗后的組織放在載玻片上,滴加適量__________。 ③一定時間后加蓋玻片,______________。 (3)用顯微鏡觀察時,發(fā)現(xiàn)幾種不同特征的分裂中期細胞。若它們正常分裂,產(chǎn)生的子細胞是______________________________________。 答案 (1)(小鼠)睪丸 (2)①解離固定液?、诖姿嵫蠹t溶液?、蹓浩?只要有壓片的操作均可) (3)次級精母細胞、精細胞、精原細胞 13

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