1.1.2 哺乳动物生殖细胞的形成和受精作用 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（苏教版2019）

第2课时 哺乳动物生殖细胞的形成和受精作用 第一章　第一节　减数分裂和受精作用 学习目标 1.阐明哺乳动物精子和卵细胞的形成过程。 2.简述受精作用的过程。 3.举例说明有性生殖及其意义。 一、哺乳动物生殖细胞的形成 内容索引 课时对点练 二、受精作用孕育新的生命 一 哺乳动物生殖细胞的形成 4 教材梳理 1.精子的形成 精子 精 次级精母 初级精母 精原 有丝 2.卵细胞的形成 卵巢 初级卵母细胞 极体 卵细胞 次级卵母细胞 (1)精原细胞是特殊的体细胞，既能通过有丝分裂增殖，又能通过减数分裂产生精子(　　) (2)初级卵母细胞和次级卵母细胞均发生了细胞质不均等分裂现象 (　　) (3)一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个生殖细胞 (　　) (4)精子和卵细胞的形成过程中染色体的变化基本相同(　　) √ √ × √ 判断正误 7 任务一：哺乳动物精子和卵细胞形成过程图像分析 1.如图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像，请据图分析回答下列问题： 核心探讨 (1)细胞A～D的名称分别是什么？ 提示　A为初级精母细胞，B为初级卵母细胞，C为次级卵母细胞，D为次级精母细胞或极体。 (2)细胞A～D中，不含有同源染色体 和不含有姐妹染色单体的细胞分别是 什么？ 提示　不含有同源染色体的是细胞C 和D；不含有姐妹染色单体的是细胞C和D。 (3)成熟的精子中几乎不含细胞质，而受精卵的早期分裂所需营养物质都由自身提供。请据此分析卵细胞形成过程中，细胞质不均等分裂，最终只产生一个卵细胞的生理意义是什么？ 提示　将大部分营养物质储存在卵细胞中。 2.如何根据细胞分裂图像判断动物的性别？ 提示　可根据减数第一次分裂后期细胞质是否均等分裂判断动物的性别，若均等分裂则为雄性；若不均等分裂，则为雌性。 任务二：配子形成多样性分析 如图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体： (1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？ 提示　情况1最终产生的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2最终产生的子细胞有2种类型：Ab、aB。 (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多少种？ 提示　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要比上述结论多，可能的原因是什么？ 提示　在四分体时期发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间对等片段的交换。 核心归纳 1.减数分裂过程中不同时期的图像识别 核心归纳 提醒　(1)在动物的性腺(睾丸、卵巢)中有许多性原细胞[精(卵)原细胞]，其染色体数与体细胞数相同、细胞数目的增多是依靠有丝分裂完成的；而生殖细胞的形成是依靠减数分裂完成的。 (2)若减数分裂后期Ⅰ细胞质出现均等分裂，则一定为初级精母细胞；若减数分裂后期Ⅱ细胞质出现均等分裂，则可能是次级精母细胞，也可能是极体。 (3)卵原细胞在形成卵细胞的过程中形成极体，极体体积小，所含营养物质少，无生殖功能，最后退化消失。 (4)一个精原细胞形成的四个精细胞，两两相同，两两互补(互为同源染色体)。 核心归纳 2.总结产生配子多样性的规律 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之间对等片段的交换) 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 1.下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是 A.①②均是卵细胞形成过程中的细胞 B.①②细胞中均含有2对同源染色体 C.①能产生4种类型的生殖细胞 D.②能产生1种类型的生殖细胞 √ 典题应用 由细胞中染色体数量变化的规律及细胞质的分裂情况可知，①是初级精母细胞，处于减数分裂后期Ⅰ，含有2对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，不考虑同源染色体交换，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)； ②是次级卵母细胞，处于减数分裂后期Ⅱ， 不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细 胞(卵细胞)。 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，该对同源染色体发生了交换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是 A.①与② B.②与③ C.①与③ D.②与④ √ 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交换后，同一个着丝粒上连接着的两条染色单体绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。 方法规律 (1)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。简记为“同为同一‘次’”。 (2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，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“补为同一‘初’”。 (3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一个生物体不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一‘体’”。 根据染色体组成判断配子来源的方法 二 受精作用孕育新的生命 21 教材梳理 1.受精作用 细胞核 阻止 受精卵 卵母细胞质膜 卵 母 雌原核 染色体数量 体细胞 精子 卵细胞 减数 受精 染色体数量 2.有性生殖 (1)概念：由亲代产生有性生殖细胞或　　 ，经过两性生殖细胞或　　的结合成为　　 (如受精卵)，再由 　　发育成新个体的生殖方式。 (2)意义：由合子发育成的子代具备了　　 的遗传特性，这对于生物的 　　　和　　　具有重要意义。 (3)特殊的有性生殖：某些生物的配子可不经融合而单独发育为新个体，这种方式称为　　　　　，是特殊的有性生殖。其中最常见的就是孤雌生殖，如某些轮虫和蜜蜂中的雄蜂。 配子 配子 合子 合子 双亲 生存 进化 单性生殖 (1)受精作用的实质是精子和卵母细胞质膜的融合(　　) (2)受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方(　　) (3)有性生殖的后代具有双亲的遗传特性，更有利于生物的生存和进化(　　) × × √ 判断正误 25 核心探讨 任务三：受精作用的过程与分析 1.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？ 提示　精子与卵细胞相互识别的物质基础是细胞质膜表面的糖蛋白。精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的流动性。 2.受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质？分析原因。 提示　不是；受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 核心归纳 (1)受精卵的DNA并不是一半来自父亲，一半来自母亲，细胞质中的DNA几乎全部来自母亲。 (2)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生在减数分裂过程中，与受精过程无关。 受精作用的两个易错点 典题应用 3.(多选)下列有关受精卵和受精作用的叙述，正确的是 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质膜的流动性 D.受精卵的DNA一半来自精子，一半来自卵细胞 √ 受精卵的细胞核中的DNA一半来自精子，一半来自卵细胞，而细胞质中的DNA几乎都来自卵细胞，D错误。 √ √ 4.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Ⅰ中 B.由过程Ⅱ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程Ⅰ和Ⅱ中 D.仅有过程Ⅰ即可维持亲子代间染色体数量的恒定 √ 分析题图可知，过程Ⅰ是减数分裂，过程Ⅱ是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数分裂后期Ⅰ，A正确； 受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，B错误； 同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中，C错误； 过程Ⅰ和Ⅱ共同维持亲子代间染色体数量的恒定，D错误。 网络构建 课时对点练 三 32 题组一　生殖细胞的形成 1.如图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定表示卵细胞形成过程的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 图A细胞同源染色体联会，处于减数第一次分裂的四分体时期，可能是精子的形成过程，也可能是卵细胞的形成过程，A不符合题意； 图B细胞处于减数分裂后期Ⅰ，此时细胞质均等分裂，一定是精子的形成过程，B不符合题意； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 图C细胞处于减数分裂中期Ⅱ，可能是卵细胞的形成过程，也可能是精子的形成过程，C不符合题意； 图D细胞处于减数分裂后期Ⅱ，此时细胞质不均等分裂，该细胞为次级卵母细胞，一定是卵细胞的形成过程，D符合题意。 2.(2023·南通高一月考)如图为某高等动物细胞分裂的某时期示意图，下列有关叙述正确的是 A.该细胞为初级卵母细胞，细胞内有同源染色体 B.该细胞为次级卵母细胞，细胞内有同源染色体 C.该细胞为初级卵母细胞，细胞内没有同源染色体 D.该细胞为次级卵母细胞，细胞内没有同源染色体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 图中细胞的细胞质不均等分裂，且不含同源染色体，两条姐妹染色单体分离，所以是次级卵母细胞，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 3.下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是 A.两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离现象 B.两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正 　常体细胞的一半 C.精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需要变形，卵细胞不需要 　变形，其余完全相同 D.形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 精子和卵细胞的细胞核中的遗传物质均是正常体细胞的一半，而卵细胞在形成过程中细胞质不均等分裂，细胞质中的遗传物质多于正常体细胞细胞质中遗传物质的一半，精子则几乎不含细胞质，B错误； 精子与卵细胞形成过程中除精子需要变形外，还有细胞质的分配情况不同、分裂结果不同等，C错误； 1个精原细胞产生4个精子，至少需要25个精原细胞和100个卵原细胞形成100个受精卵，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 4.(2022·常州高一月考)若图m表示某精子，下列叙述不正确的是 A.a细胞内含有4条染色体和2个四分体 B.c细胞含有4个核DNA分子和2对同源染色体 C.d细胞可以是极体或次级精母细胞，其中含有4条染色单体 D.图中b细胞不属于该精子形成的过程 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 四分体是由同源染色体联会形成的，a细胞内含有2个四分体，即2对同源染色体、4条染色体、8条染色单体，A正确； c细胞中不含有同源染色体，且着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分离，故该细胞中含有4条染色体和4个核DNA分子，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 d细胞中不含同源染色体，染色体排列在赤道面上，处于减数分裂中期Ⅱ，可以是极体或次级精母细胞，含有2条染色体、4条染色单体，C正确； 图中b细胞处于减数分裂后期Ⅰ，且细胞质不均等分裂，应为初级卵母细胞，不属于该精子形成的过程，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 5.与精子的形成过程相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是 A.卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞 B.染色体复制一次，细胞连续分裂两次 C.初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂 D.减数分裂结束后，卵细胞的染色体数量只有体细胞染色体数量的一半 卵细胞的形成不需要经过变形；卵细胞的形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，所以卵细胞中染色体数量只有体细胞染色体数量的一半；在减数第一次分裂和减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 6.正常情况下，如图所示的精原细胞产生的精子不可能是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 同源染色体是指分别来自父方、母方的一对染色体，它们的形态、大小和着丝粒位置一般都相同。减数分裂过程中，染色体主要行为特征：同源染色体的联会、分离、染色体数量减半，即所形成的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半且不存在同源染色体。由题图中精原细胞染色体的大小可判断，存在两对同源染色体，而A、C、D项中图示染色体均为不同大小的非同源染色体，故均可能为 该精原细胞所产生的精子，而B项中的两条染色体为同源染色 体，所以B项不可能为正常情况下该精原细胞产生的精子。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 7.(2023·如皋高一期中)下列叙述属于形成配子多样性原因的一组是 ①同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换　②同源染色体联会　③着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分离　④非同源染色体随机组合 A.①② B.③④ C.①④ D.②③ √ 在减数分裂过程中，都发生同源染色体联会和着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分离，这不属于形成配子多样性的原因；而在减数分裂前期Ⅰ，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换以及在减数分裂后期Ⅰ，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，是形成配子多样性的原因。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 题组二　受精作用 8.下列关于受精作用及结果的叙述，正确的是 A.精卵相互识别的基础是细胞质膜的流动性 B.后代从双亲中各获得一半的蛋白质 C.使后代产生不同于双亲的染色体组合 D.后代继承了双亲的全部遗传特性 √ 精卵细胞的识别作用依靠的是细胞质膜表面的糖蛋白，A错误； 经过受精作用，卵细胞和精子结合后，受精卵细胞核中含有双亲各一半的遗传物质，因此，后代只能继承双亲的部分遗传特性，B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9.下列关于减数分裂和受精作用的叙述，不正确的是 A.减数分裂只发生在进行有性生殖的生物体内 B.受精作用中卵细胞和精子的随机结合，使后代呈现多样性，有利于适 　应不同的环境 C.受精过程中，精子的头部和尾部均进入卵母细胞并融合成为受精卵 D.减数分裂和受精作用使生物体前后代染色体数量维持恒定 √ 对点训练 受精过程中，精子的头部进入卵母细胞，尾部留在外面，C错误； 减数分裂使生殖细胞中的染色体数量减半，受精作用使受精卵及其发育成的个体体细胞中染色体数量恢复至本物种生物体细胞的染色体数量，所以减数分裂和受精作用使生物体前后代染色体数量维持恒定，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 10.有性生殖的生物体细胞(染色体数为2n)通过细胞分裂和受精作用完成个体的繁殖(如图所示)，其中同时含有同源染色体和姐妹染色单体的细胞是 A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ √ Ⅰ为原始生殖细胞，其中含有同源染色体，但不含有姐妹染色单体； Ⅱ为初级性母细胞，其中含有同源染色体，也含有姐妹染色单体； Ⅲ为次级性母细胞，其中不含有同源染色体； Ⅳ为受精卵，其中含有同源染色体，但不含有姐妹染色单体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 11.(多选)(2022·扬州高一期中)如图表示人类的卵细胞形成过程中，细胞内染色体数和核DNA分子数在甲、乙、丙、丁四个连续分裂时期的统计数据。下列相关说法正确的是 A.甲时期的细胞表示卵原细胞 B.乙时期会发生同源染色体的分离 C.丙时期染色体的着丝粒正在发生分裂 D.有染色单体的时期是乙和丙 √ √ √ 甲时期的细胞表示卵原细胞，乙时期为减 数第一次分裂，丙时期为减数第二次分裂 的前期、中期，丁时期表示卵细胞或极体， A正确； 在减数分裂后期Ⅰ发生同源染色体的分离，B正确； 减数分裂后期Ⅱ发生着丝粒分裂，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 12.(多选)(2023·宿迁高一期中)下列有关减数分裂和受精作用的说法，正确的是 A.受精卵中的遗传物质一半来自父方一半来自母方 B.精原细胞能进行有丝分裂以增加自身数量，又可进行减数分裂形成精 　细胞 C.有丝分裂中期和减数分裂中期Ⅰ，染色体数量、核DNA数量都相同 D.减数分裂和受精作用过程中均有非同源染色体的自由组合，有利于保 　持亲子代遗传信息的稳定性 √ √ 受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方、一半来自母方，细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，A错误； 非同源染色体的自由组合发生在减数分裂后期Ⅰ，受精过程中没有非同源染色体的自由组合。受精作用后受精卵中的染色体数量又恢复到了体细胞中的数量，有利于保持亲子代遗传信息的稳定性，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 13.(多选)(2023·盐城高一质检)对高等动物某一器官进行组织检测时，观察到了三种细胞，其示意图如图所示。下列叙述不正确的是 A.题干中“某一器官”应该是指雌性动物的 　卵巢 B.图乙中含有2条染色体，无同源染色体存在 C.图甲处于减数第一次分裂时期，含有4个四分体 D.图丙处于减数第二次分裂时期，是次级精母细胞 √ √ √ 图丙细胞中同源染色体分离，且细胞质均 等分裂，说明该细胞是初级精母细胞，因 此同时出现如图的细胞分裂图像(细胞质均 等分裂)的器官一定是雄性动物的睾丸，A错误； 图乙细胞中含有2条染色体，4条姐妹染色单体，无同源染色体存在，处于减数分裂中期Ⅱ，B正确； 图甲细胞含有同源染色体，且同源染色体联会形成2个四分体，处于减数分裂前期Ⅰ，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 图丙细胞含有同源染色体，且同源染色体 分离，处于减数分裂后期Ⅰ，细胞质均等 分裂，是初级精母细胞，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 14.如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答下列问题： (1)过程A表示__________，它发生在哺乳动物的____________中。 (2)过程B表示__________，其实质是_______________________________ ______。 减数分裂 睾丸或卵巢 受精作用 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相 融合 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从________开始的，主要进行________分裂。 (4)假设成体Ⅰ的染色体数量为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数量依次为____________。 受精卵 有丝 10条、20条 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 15.如图表示某雄性动物体内处于不同分裂时期的细胞，请据图回答下列问题： (1)图中A～E细胞中具有同源染色体的细胞有__________(用字母表示)。 同源染色体是大小和形态基本相同，来源不同的染色体，图中染色体颜色不同，来源不同，A～E细胞中具有同源染色体的细胞有A、B、D。 A、B、D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 有染色单体存在时，核DNA分子数和染色单体数相同，没有染色单体时，核DNA分子数与染色体数相同，故B细胞中有8个核DNA分子，B细胞处于有丝分裂后期，其子细胞为体细胞。 (2)B细胞中有核DNA分子____个，其子细胞名称为________。 8 体细胞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 D细胞中同源染色体分离，处于减数分裂后期Ⅰ，含有2对同源染色体，且细胞质均等分裂，故为初级精母细胞。 (3)D细胞所处的分裂时期是________________，D细胞的名称为_______ ________。 减数分裂后期Ⅰ 初级精 母细胞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 这种动物体细胞中含有2对同源染色体，理论上可产生2×2＝4(种)生殖细胞。 (4)理论上，从染色体组成上分析，这种动物可产生____种生殖细胞。 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 (5)A细胞经减数分裂形成精细胞的过程依次是______________(用图中字母和箭头表示)。 A→D→C→E $$