1、1/11第第 2 2 课时课时减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用课标内容要求课标内容要求核心素养对接核心素养对接说明进行有性生殖的说明进行有性生殖的生物体生物体， 其遗传信息通其遗传信息通过配过配子传递给子代。子传递给子代。1.生命观念：初步运用结构与功能观生命观念：初步运用结构与功能观，说明减数分裂说明减数分裂和受精作用的定义。和受精作用的定义。2科学思维科学思维：概括归纳遗传的稳定性和多样性原因概括归纳遗传的稳定性和多样性原因。3科学探究：运用模型模拟配子中染色体组合的多科学探究：运用模型模拟配子中染色体组合的多样性。样性。一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
2、1实验原理实验原理根据细胞中的染色体根据细胞中的染色体形态、位置和数目形态、位置和数目的变化的变化，识别减数分裂的各个时期识别减数分裂的各个时期。2实验流程实验流程二、配子中染色体组合的多样性二、配子中染色体组合的多样性1原因原因时期时期图示图示染色体行为染色体行为2/11减数分裂减数分裂前期前期四分体中的四分体中的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之之间间，可能发生互换可能发生互换减数分裂减数分裂后期后期同源染色体分离同源染色体分离， 非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合2.意义意义导致不同配子导致不同配子遗传物质遗传物质有差异有差异，使同一双亲的后代呈现使同一双亲的后代呈现多样性多样性。三、
3、受精作用三、受精作用1概念：概念：卵细胞和精子相互卵细胞和精子相互识别识别、融合融合成为受精卵的过程。成为受精卵的过程。2过程过程图示图示说明说明精子的精子的头部头部进入卵细胞进入卵细胞，尾部尾部留在外面留在外面卵细胞的卵细胞的细胞膜细胞膜会发生复杂会发生复杂的生理反应的生理反应，以阻止其他以阻止其他精子进入精子进入精子的精子的细胞核细胞核与卵细胞的与卵细胞的细胞核细胞核相融合相融合，使彼此的使彼此的染染色体色体会合在一起会合在一起3.结果结果(1)受精卵中的受精卵中的染色体染色体数目恢复为体细胞中染色体的数目。数目恢复为体细胞中染色体的数目。(2)受精卵中的染色体受精卵中的染色体一半来自精子
4、一半来自精子(父方父方)，另一半来自卵细胞另一半来自卵细胞(母方母方)。4意义意义(1)后代呈现多样性后代呈现多样性，有利于生物在有利于生物在自然选择自然选择中进化中进化，体现了有性生殖的优体现了有性生殖的优越性。越性。(2)保证了每种生物前后代染色体数目的恒定保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物的稳定性。维持了生物的稳定性。判断对错判断对错(正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“”“”)1配子配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。()2正常情况下正常情况下，1 个精原细胞产生的个精原细胞产生的 4 个精子在染色体组成上两两相同。个
5、精子在染色体组成上两两相同。3/11()3受精时精子全部进入卵细胞内。受精时精子全部进入卵细胞内。()4受精卵中的染色体一半来自父方受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。一半来自母方。()答案答案1提示：提示：配子的多样性还与同源染色体中的非姐配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体妹染色单体之间的互换有关。之间的互换有关。23提示：提示：受精时精子的头部进入卵细胞受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。尾部留在外面。4配子中染色体组合的多样性配子中染色体组合的多样性1配子中染色体组合多样性的原因配子中染色体组合多样性的原因(1)减数分裂减数分裂后期后期，非同源染色体的自由组合。非
6、同源染色体的自由组合。(2)四分体时四分体时期期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换。同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换。2配子来源的判断方法配子来源的判断方法(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换不考虑互换)为例为例，如图所示。如图所示。由图可知：由图可知：E 和和 F、G 和和 H 的染色体组成完全相同的染色体组成完全相同，分别来自同一个次分别来自同一个次级精母细胞级精母细胞 C、D；E(F)与与 G(H)中的染色体中的染色体“互补互补”，来自同一个初级精母来自同一个初级精母细胞。细胞。4/11(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂二倍体
7、生物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换考虑互换)，如图所示。如图所示。由图可知：由图可知：E 和和 F、G 和和 H 的染色体组成大同小异的染色体组成大同小异，分别来自同一个次分别来自同一个次级精母细胞级精母细胞 C、D；E(F)与与 G(H)中的染色体中的染色体“互补互补”，来自同一个初级精母来自同一个初级精母细胞。细胞。3一般情况下减数分裂产生配子的种类一般情况下减数分裂产生配子的种类(1)只考虑非同源染色体自由组合只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。不考虑互换的情况。Y 与与 y、R 与与 r 分别表示两对同源染色体。分别表示两对同源染色体。配子种类配子种类细胞或个体细胞或个体Y
8、yRr 能产生能产生配子的种类配子的种类n 对同源染色体对同源染色体产生的配子种类产生的配子种类一个精原细胞一个精原细胞2 种种(YR、yr 或或 Yr、yR)2 种种一个雄性个体一个雄性个体4 种种(YR、yr、Yr、yR)2n种种一个卵原细胞一个卵原细胞1种种(YR或或yr或或Yr或或yR)1 种种一个雌性个体一个雌性个体4 种种(YR、yr、Yr、yR)2n种种(2)若考虑互换若考虑互换，会增加配子的种类会增加配子的种类，如一个含如一个含 n 对同源染色体的生物产生对同源染色体的生物产生的配子种类会大于的配子种类会大于 2n种。种。合作探究合作探究：下图中的下图中的 A、a 和和 B、b
9、 表示原始生殖细胞中的两对同源染色体表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：(1)情况情况 1 最终产生的子细胞有几种类型最终产生的子细胞有几种类型？情况？情况 2 最终产生的子细胞有几种最终产生的子细胞有几种类型？类型？提示提示：情况情况 1 的子细胞有的子细胞有 2 种类型种类型：AB、ab。情况情况 2 的子细胞有的子细胞有 2 种类型种类型：5/11Ab、aB。(2)据此推断据此推断，含有含有 n 对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？提示：提示：2n种。种。(3)含含有有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对同源
10、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，可能的原因是什么？可能的原因是什么？提示：提示：在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。1(不定项不定项)如图表示染色体组成为如图表示染色体组成为 AaCcDd 的生物产生的精细胞。试根据的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析细胞内染色体的组合分析，在不考虑互换的情况下在不考虑互换的情况下，下列相关叙述正确的是下列相关叙述正确的是()A上述精细胞至少来自上述精细胞至少来自 4 个精原细胞个精原细胞B可能来自同一个精原细胞可能来自同一个精原细胞C上述精细胞至少来自上述
11、精细胞至少来自 8 个次级精母细胞个次级精母细胞D可能来自同一个精原细胞可能来自同一个精原细胞ABC在不考虑互换的情况下在不考虑互换的情况下，每个精原细胞产生两个不同的次级精母细每个精原细胞产生两个不同的次级精母细胞胞， 每个次级精母细胞产生每个次级精母细胞产生 2 个基因组成相同的精细胞个基因组成相同的精细胞， 图中图中可能来自同一可能来自同一个精原细胞个精原细胞，可能来自同一个精原细胞可能来自同一个精原细胞，可能来自同一个精原细胞可能来自同一个精原细胞，可能来自同一个精原细胞可能来自同一个精原细胞，因此上述精细胞至少来自因此上述精细胞至少来自 4 个精原细胞个精原细胞，故故 A、B正确正确
12、；1 个次级精母细胞能产生个次级精母细胞能产生 2 个相同的精细胞个相同的精细胞，图中图中 8 个精细胞的基因型各个精细胞的基因型各不相同不相同，至少来自至少来自 8 个次级精母细胞个次级精母细胞，故故 C 正确；正确；不可能来自同一个精原不可能来自同一个精原细胞细胞，故故 D 错误。错误。2图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了互换该对同源染色体发生了互换， 结果形成了结果形成了所示的四个精细胞所示的四个精细胞。 这四个精细这四个精细胞中胞中，来自同一个次级精母细胞的是来自同一个次级精母细
13、胞的是()6/11A与与B与与C与与D与与B在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后， 同一同一个着丝粒上连接着的两条染色单体个着丝粒上连接着的两条染色单体，绝大部分相同绝大部分相同，少数部分不相同少数部分不相同，因此来自因此来自同一个同一个次级精母细胞的有次级精母细胞的有与与、与与。根据染色体组成判断配子来源的方法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则它们可能来自同一个次级精母细胞。简记为简记为“同为同一同为同一次次”。(2)若两
14、个精细胞中染色体恰好若两个精细胞中染色体恰好“互补互补”，则它们可能来自同一个初级精母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。简记为细胞分裂产生的两个次级精母细胞。简记为“补为同一补为同一初初”。(3)若两个精细胞中的染色体有的相同若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补有的互补，只能判定可能来自只能判定可能来自同一同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一同、补同一体体 ”。受精作用及相关曲线受精作用及相关曲线1过程分析过程分析(1)减数分裂结果分析减数分裂结果分析： 经减数分裂形成的生殖细胞经减数分裂形成的生殖细胞(
15、精子或卵细胞精子或卵细胞)的染色体的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半数目比原始生殖细胞的减少一半。 配子中的染色体数目只有体细胞的一半配子中的染色体数目只有体细胞的一半， 并且并且没有同源没有同源染色体。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精子受精作用结果分析：经受精作用形成的受精卵中的染色体一半来自精子(父方父方)、一半来自卵细胞、一半来自卵细胞(母方母方)。使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞染色体。使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞染色体数数，且出现同源染色体。且出现同源染色体。(3)同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因：同一双亲的子代遗传呈现多样性的原
16、因：配子的多样性配子的多样性非同源染色体的自由组合非同源染色体的自由组合同源染色体中非姐妹染色单体的互换同源染色体中非姐妹染色单体的互换受精时雌雄配子的随机结合受精时雌雄配子的随机结合2曲线分析曲线分析(1)细胞中细胞中 DNA 含量变化曲线含量变化曲线7/11ab 段为减数分裂前的间期段为减数分裂前的间期，bc 段为减数分裂段为减数分裂，cd 段为减数分裂段为减数分裂，即即bd 段为减数分裂。段为减数分裂。e 点表示进行受精作用。点表示进行受精作用。ef 段为有丝分裂前的间期段为有丝分裂前的间期，fg 段为有丝分裂。段为有丝分裂。(2)细胞中染色体数变化曲线细胞中染色体数变化曲线Oa 表示减
17、数分裂前的间期及减数分裂表示减数分裂前的间期及减数分裂，ac 表示减数分裂表示减数分裂。d 点表示进行受精作用。点表示进行受精作用。df 包含受精卵的有丝分裂。包含受精卵的有丝分裂。应用实践：应用实践：如图所示为生物体的有性生殖过程。如图所示为生物体的有性生殖过程。(1)结合细胞膜的成分结合细胞膜的成分，讨论精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？精讨论精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性？子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性？提示提示：精精、卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。精卵细胞相精
18、卵细胞相互融合体现了膜的流动性。互融合体现了膜的流动性。(2)受精卵中的染色体一半来自精子受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞一半来自卵细胞，是否意味着父、母是否意味着父、母双方各为后代提供一半双方各为后代提供一半的遗传物质？分析原因。的遗传物质？分析原因。提示提示：不是不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方一半来自母方，但但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。8/111如图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是如图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是()A非同源染色体的自由组合发生在过程非
19、同源染色体的自由组合发生在过程中中B由过程由过程可知受精卵中的细胞质主要来自精子可知受精卵中的细胞质主要来自精子C同源染色体的分离发生在过同源染色体的分离发生在过程程和和中中D仅有过程仅有过程即可维持亲子间染色体数目的恒定即可维持亲子间染色体数目的恒定A分析题图可知分析题图可知，过程过程是减数分裂是减数分裂，过程过程是受精作用。非同源染色是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数分裂体的自由组合发生在减数分裂的后期的后期， A 正确正确； 受精卵中的细胞质主要来自卵受精卵中的细胞质主要来自卵细胞细胞，B 错误错误；同源染色体的分离仅发生在过程同源染色体的分离仅发生在过程中中，C 错误错误；过
20、程过程和和共同共同维持亲子间染色体数目的恒定维持亲子间染色体数目的恒定，D 错误。错误。2(不定项不定项)如图表示细胞分裂和受精作用过程中核如图表示细胞分裂和受精作用过程中核 DNA 含量的变化含量的变化，有有关关分析正确的是分析正确的是()Aa、b、c 分别包含减数分裂、受精作用、有丝分裂分别包含减数分裂、受精作用、有丝分裂BCD 与与 OP 的染色体数相同的染色体数相同CJK 发生同源染色体联会与分离发生同源染色体联会与分离DOP 的核的核 DNA 含量比含量比 MN 增加增加 1 倍倍，原因是原因是 NO 发生了发生了 DNA 复制复制BDa 阶段包含有丝分裂过程中核阶段包含有丝分裂过程
21、中核 DNA 含量变化规律含量变化规律， b 阶段包含减数分阶段包含减数分裂过程中核裂过程中核 DNA 含量变化规律含量变化规律， c 阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核 DNA含量变化规律含量变化规律，A 项错误；图中项错误；图中 CD 和和 OP 都表示有丝分裂前期、中期和后期都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以所以 CD 与与 OP 的染色体数相同的染色体数相同，B 项正确；项正确；JK 表示减数分裂表示减数分裂末期末期，而同源而同源染色体联会与分离发生在减数分裂染色体联会与分离发生在减数分裂过程中过程中，C 项错误；项错误；OP 的核的核 DNA 含量
22、含量比比MN 增加增加 1 倍倍，原因是原因是 NO 发生了发生了 DNA 的复制的复制，D 项正确。项正确。课堂小结课堂小结知知 识识 网网 络络 构构 建建核核 心心 语语 句句 归归 纳纳9/111.导致配子中染色体组合多样性导致配子中染色体组合多样性的原因。的原因。(1)同源染色体分离的同时同源染色体分离的同时，非同非同源染色体自由组合。源染色体自由组合。(2)同源染色体上非姐妹染色单体同源染色体上非姐妹染色单体间发生互换。间发生互换。2.受精卵中的核遗传物质一半来受精卵中的核遗传物质一半来自父方自父方，一半来自母方一半来自母方，但细胞质但细胞质基因几乎全部来自母方。基因几乎全部来自母
23、方。3.受精作用的实质是细胞核的融受精作用的实质是细胞核的融合。合。4.减数分裂和受精作用共同维持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生物体细胞中染色体数目的恒定。1A 和和 A、B 和和 B分别代表细胞中的两对同源染色体分别代表细胞中的两对同源染色体，下列来自同一个精下列来自同一个精原细胞的一组精子是原细胞的一组精子是()AAB、AB、AB、ABBAB、AB、AB、ABCAB、AB、AB、ABDAB、AB、AB、ABB由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合，一个精原细胞应产生两个一个精原细胞应产
24、生两个“互补互补”类型的次级精母细胞类型的次级精母细胞， 而减数第二次分裂相当而减数第二次分裂相当于有丝分裂于有丝分裂，因此最终产生的因此最终产生的 4 个精细胞个精细胞(精子精子)只有两种类型只有两种类型，且互补。且互补。2在显微镜下观察动物组织切片在显微镜下观察动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半的一半，有的是体细胞的有的是体细胞的 2 倍倍，该切片取自该切片取自()A人的小肠表皮人的小肠表皮B家兔胚胎家兔胚胎C绵羊肝脏绵羊肝脏D牛精巢牛精巢D人的小肠表皮、家兔胚胎及绵羊的肝脏人的小肠表皮、家兔胚胎及绵羊的肝脏，这些组织或器官的细胞所进这
25、些组织或器官的细胞所进行的细胞分裂方式都是有行的细胞分裂方式都是有丝分裂丝分裂， 不可能出现细胞内的染色体数目是体细胞的一不可能出现细胞内的染色体数目是体细胞的一半的时期半的时期，而牛的精巢内而牛的精巢内，一部分精原细胞进行减数分裂一部分精原细胞进行减数分裂，一部分精原细胞进行一部分精原细胞进行有丝分裂。有丝分裂。 10/113(不定项不定项)进行有性生殖的生物产生后代需经过受精作用进行有性生殖的生物产生后代需经过受精作用，下列相关生物下列相关生物学描述正确的是学描述正确的是()A生物的发育是遗传物质与环境相互作用的过程生物的发育是遗传物质与环境相互作用的过程B受精前卵细胞的呼吸和代谢异常旺盛
26、受精前卵细胞的呼吸和代谢异常旺盛，为受精过程做准备为受精过程做准备C后代的多样性体现了有性生殖的优越性后代的多样性体现了有性生殖的优越性D后代的多样性有利于生物在自然选择中进化后代的多样性有利于生物在自然选择中进化ACD受精前卵细胞的呼吸和代谢比较缓慢受精前卵细胞的呼吸和代谢比较缓慢，受精过程使卵细胞变得十分受精过程使卵细胞变得十分活跃活跃，然后受精卵将迅速进行细胞分裂然后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化分化，新生命由此开始了遗传物质与环新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程境相互作用的发育过程，A 项正确项正确，B 项错误项错误。后代的多样性有利于生物在自然后代的多样性有利于生物在自
27、然选择中进化选择中进化，体现了有性生殖的优越性体现了有性生殖的优越性，C、D 项正确。项正确。4下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正下列相关叙述正确的是确的是()A图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程BCH、IM 段可分别表示为一个细胞周期段可分别表示为一个细胞周期CAI 段表示减数分裂段表示减数分裂DEF 段发生了同源染色体的分离段发生了同源染色体的分离A依据曲线所表示染色体数目变化可知依据曲线所表示染色体数目变化可知，AG 段表示减数分裂段表示减数分裂，HI段表示受精作用
28、段表示受精作用，IM 段包含有丝分裂段包含有丝分裂，A 选项正确选项正确，C 选项错误；选项错误；CG 为为减数分裂减数分裂过程过程，CH 不能表示为一个细胞周期不能表示为一个细胞周期，B 选项错误；选项错误；EF 段表示段表示减数分裂减数分裂后期后期，细胞中着丝粒分裂细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成染色体姐妹染色单体分离形成染色体，染色体数染色体数目加倍目加倍，D 选项错误。选项错误。5如图是高等动物的生殖发育周期图解如图是高等动物的生殖发育周期图解(2N、N 表示染色体数表示染色体数)，回答以下回答以下问题：问题：11/11(1)由成体开始到受精卵的形成主要需要经过由成体开始到受精卵
29、的形成主要需要经过_和和_两个过程。这两个过程的重要意义是两个过程。这两个过程的重要意义是_。(2)哺乳动物的哺乳动物的 A 过程发生在过程发生在_中。中。(3)受精卵经受精卵经_和和_最终发育为成体最终发育为成体，此过此过程中细胞的分裂方式为程中细胞的分裂方式为_。解析解析(1)分析图解可知分析图解可知，高等动物个体发育成熟后高等动物个体发育成熟后，通过减数分裂通过减数分裂(A 过过程程)产生配子产生配子，雌雄配子经过受精作用雌雄配子经过受精作用(B 过程过程)结合形成受精卵结合形成受精卵，继续进行个体发继续进行个体发育育，由此可见由此可见，减数分裂和受精作用对于维持生物前后代染色体数目的恒
30、定减数分裂和受精作用对于维持生物前后代染色体数目的恒定，维维持了生物遗传的稳定性持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义。对于生物的遗传和变异有重要意义。(2)哺乳动物的减哺乳动物的减数分裂发生在卵巢和睾丸中数分裂发生在卵巢和睾丸中。(3)受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。答案答案(1)A减数分裂减数分裂B受精作用受精作用维持生物前后代染维持生物前后代染色体数目的恒色体数目的恒定定，维持了生物遗传的稳定性维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义对于生物的遗传和变异有重要意义(2)卵巢和卵巢和睾丸睾丸(3)细胞分裂细胞分裂细胞分化细胞分化有丝分裂有丝分裂
