第2章 第1节 第3课时 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片（讲义word）-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义必修2 遗传与进化

第3课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、配子中染色体组合的多样性以及受精作用 [学习目标] 1.模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。 2.举例说明受精作用的过程。 3.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。 一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 [ 教材梳理 ] 1.目的要求 通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 2.材料用具 蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。 3.实验步骤 4.实验现象 在减数分裂Ⅰ中期，可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒排列在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方)；在减数分裂Ⅱ过程中，着丝粒将会排列在赤道板上，次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，且次级精母细胞中没有同源染色体。 5.注意事项 (1)判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。 (2)可通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。 (3)画图时较暗的地方不能用铅笔涂黑，而要用细点来表示。 [ 核心归纳 ] 1.要点提醒 (1)判断各细胞所处时期的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。 (2)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时，能看到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像，这是因为蝗虫精巢中的精原细胞(染色体数为2n)既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂。 (3)制作装片时，细胞已经死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。可通过比较同一时刻不同细胞的染色体的特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。 2.选用雄性生殖器官的原因 (1)一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的数量。 (2)雌性动物排卵排出的细胞并非成熟的卵细胞，而是卵母细胞(初级卵母细胞或次级卵母细胞)，它先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期，只有在受精的过程中才能继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂过程。 题组一　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.下列有关观察减数分裂实验的叙述，错误的是（ ） A.一般选用雄性个体的生殖器官作为实验材料 B.可用蚕豆花粉母细胞减数分裂装片进行观察 C.在能观察到减数分裂的装片中，可能观察到同源染色体联会现象 D.用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象 2.某二倍体动物的某细胞内含有10条染色体、10个DNA分子，光学显微镜下观察到该细胞膜开始缢缩，则该细胞（ ） A.处于有丝分裂后期 B.正在发生基因自由组合 C.将形成配子 D.正在发生DNA复制 二、配子中染色体组合的多样性 [ 教材梳理 ] 项目 操作 准备 (1)材料用具：较大的白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料(如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等) (2)用两种颜色的橡皮泥分别制作两条大小不同的染色体。两条长的染色体为一对同源染色体，两条短的染色体为另一对同源染色体，两种颜色分别代表来自父方和母方 (3)在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体等结构 模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 (4)把做好的染色体放在画好的细胞内，让长度相同、颜色 不同的两条染色体配对，使着丝粒靠近。将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。双手分别抓住并移动染色体的着丝粒，使两种颜色的染色体分离，分别移向细胞的两极 (5)在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓，并画出中心体和纺锤体。将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中 (6)把新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。平均分开每条染色体上连接染色单体的小块橡皮泥——相当于着丝粒分离。再将染色体分别拉向细胞的两极。然后，在两极有染色体的部分画出细胞轮廓，代表新细胞生成 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 将两对染色体横向排列在细胞中央的赤道板处，这次要在赤道板的每一侧放两条与之前相比不同颜色组合的染色体，重复步骤(4)～(6)，比较形成的子细胞与前一次分裂结果的差异 模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 假设在四分体时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，重复步骤(4)～(6)，比较形成的子细胞与前面分裂结果的差异 [ 核心探讨 ] 探讨点　配子的多样性 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.据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的动物，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有四种组合结果，因此会形成四种次级精(卵)母细胞，从而形成四种配子。 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2n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，可能的原因是同源染色体中非姐妹染色单体间发生了互换。 [ 核心归纳 ] 1.产生配子多样性的原因 (1)减数分裂Ⅰ前期同源染色体内非姐妹染色单体间发生互换 (2)减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间发生自由组合 2.含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子种类(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体互换) 项目 配子个数 配子种类 一个精原细胞 4个 2种 一个雄性个体 － 2n种 一个卵原细胞 1个 1种 一个雌性个体 － 2n种 注意：分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 3.配子来源的分析方法 题组二　配子中染色体组合的多样性 3.下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是（ ） A.用两种颜色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同亲本 B.将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代表着丝粒 C.演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条 D.该活动能模拟四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体间的互换 4.如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是（ ） 5.下列关于配子的叙述正确的是( ) A.新个体的形成必须要有精子和卵细胞的结合 B.父亲体内的所有细胞，染色体组成无差别 C.母亲体内的卵原细胞，染色体组成均有差别 D.配子中染色体组合的多样性是生物多样性形成的基础 三、受精作用 [ 教材梳理 ] 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 图示 过程 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入 实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起 3.结果 受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。 4.意义 (1)在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。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。 (2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。 [ 核心探讨 ] 探讨点　遗传稳定性和多样性的原因 每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性，从配子形成和受精作用两个方面，分别对遗传的稳定性与多样性的原因进行概述，完成下表。 项目 遗传稳定性 遗传多样性 配子 形成 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半，而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合 在减数分裂过程中，联会时同源染色体非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致了配子中染色体组合的多样性 受精 作用 卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状主要是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性 卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性 [ 核心归纳 ] 1.受精作用和减数分裂的关系 减数分裂的结果是产生了多种多样的配子，受精的过程中精子和卵细胞的结合是随机的，这两种机制既保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，又产生了多种多样的子代，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。 2.受精作用的细胞学基础 (1)细胞膜的信息交流功能——使同种生物的两性生殖细胞能够相互识别。 (2)细胞膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。 3.受精卵中遗传物质的来源 (1)细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞。 (2)细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 题组三　受精作用 6.如图为受精作用示意图，以下叙述中不正确的是( ) A.受精作用的过程也是精子和卵细胞相互识别并融合的过程 B.受精卵中绝大部分细胞质来自卵细胞 C.受精过程使卵细胞变得十分活跃 D.同一双亲后代遗传的多样性只与卵细胞和精子的随机结合有关 7.下列关于生物(假设正常体细胞内染色体数目为2n)受精作用的说法，不正确的是( ) ①受精卵中细胞核有两个，一个来自精子，另一个来自卵细胞 ②受精时，进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质 ③受精时精子和卵细胞要先相互识别，再进行融合 ④受精时，精子和卵细胞融合在一起，共有4n条染色体 A.①② 　　　　B.①④ 　　　　C.①③ 　　　　D.③④ 8.下列有关受精卵和受精作用的叙述，错误的是( ) A.受精卵形成后会进行有丝分裂 B.受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的 C.精子和卵细胞的结合依赖于细胞膜的流动性 D.受精卵的DNA一半来自精子，一半来自卵细胞 9.如图为动物体生殖发育以及动物细胞有丝分裂或减数分裂图解(动物体细胞染色体数为2n)。请据图回答下列问题： (1)A、B过程为__________，C过程为__________，A、B、C过程的意义是? (2)图①～④中能发生在A过程的有_______，能发生在D、E过程的有_______。 (3)在图②细胞中，染色体∶染色单体∶DNA＝__________。 (4)图④所示的细胞名称为______________________。 (5)①②③④中，有同源染色体的有________，分别是__________对。 [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$