内容正文:
第2课时 哺乳动物生殖细胞的形成与受精作用
[随堂巩固]
1.有性生殖的生物通过减数分裂和受精作用完成,下列关于减数分裂和受精作用的过程叙述正确的是________。
①减数分裂染色体和核DNA都减半
②减数分裂中非同源染色体的非姐妹染色单体会发生互换
③减数分裂由于非同源染色体的自由组合,使配子具有多样性
④受精作用使染色体数目恢复正常
⑤受精作用时精子的头部进入卵细胞
⑥受精卵中的染色体一半来自父方一半来自母方
解析 减数分裂染色体和核DNA都减半,①正确;减数分裂时同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,②错误;由于减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合,配子具有多样性,③正确;受精作用使染色体数目恢复正常,④正确;受精作用时精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,⑤正确;受精卵中的染色体一半来自父方一半来自母方,⑥正确。
答案 ①③④⑤⑥
2.1个精原细胞和1个卵原细胞最多产生多少种精子和多少种卵细胞(考虑染色体互换)( )
A.2,1 B.不确定,不确定
C.4,4 D.4,1
解析 若发生互换,一个精原细胞经过一次减数分裂最多产生4种精子,一个卵原细胞经过一次减数分裂最多产生1种卵细胞。
答案 D
3.15个卵原细胞和5个精原细胞正常发育形成的卵细胞和精子相互融合形成受精卵,则最多形成受精卵的数目是( )
A.20 B.15 C.10 D.5
解析 一个卵原细胞形成一个卵细胞,所以15个卵原细胞可以形成15个卵细胞;一个精原细胞形成4个精子,所以5个精原细胞可以形成20个精子,因此最多可以形成15个受精卵。
答案 B
4.图甲代表某生物体细胞的染色体组成,图乙中不可能是这种生物所产生的正常配子的是( )
解析 配子中所含有的染色体均为非同源染色体,大小、形态各不相同。A中有两条为同源染色体,因此它不可能是该生物产生的正常配子。
答案 A
5.阅读短文,回答有关问题。
一个成熟的男子每次释放的精子约为2亿~3亿个,但到达卵细胞周围的只剩下几十至数百个,而最终完成受精作用的一般只有一个精子。受精卵发育成新生儿要经过“十月怀胎”,在母亲怀孕和我们成长的过程中,任何的意外,都有可能会让我们提早离开这美好的世界。生命的神奇和来之不易,让我们没有理由不爱惜自己的生命。
请思考:
(1)精细胞变形形成精子有何意义?
(2)卵细胞体积较大有何意义?
(3)从细胞膜的功能和特点角度考虑,受精作用的细胞学原理是什么?
答案 (1)精细胞变形为蝌蚪状的精子,使细胞核内的染色体集中在头部,细长的尾部获得运动能力,有利于受精。
(2)卵细胞形成的过程中两次细胞质不均等分裂,使卵原细胞的细胞质更多地集中在卵细胞中,为受精卵提供营养,供早期胚胎发育所需。
(3)①细胞膜糖蛋白的识别功能,保证了只有同种生物的两性生殖细胞才能融合。
②细胞膜的流动性,使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
[课下作业]
1.初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中都会出现( )
A.同源染色体分离 B.着丝粒分裂
C.细胞质不均等分裂 D.染色体复制
解析 同源染色体的分离只发生在减数第一次分裂后期,即只在初级卵母细胞中出现;着丝粒分裂发生在减数第二次分裂后期,即只在次级卵母细胞中出现;初级卵母细胞和次级卵母细胞都出现细胞质的不均等分裂;染色体的复制发生在减数分裂前间期,在初级卵母细胞和次级卵母细胞中都不会出现。
答案 C
2.下图为某高等哺乳动物的一个细胞示意图,该细胞属于( )
A.卵原细胞
B.初级卵母细胞
C.次级精母细胞
D.卵细胞
解析 图中染色体为单数,并有染色单体,散乱分布,且表示高等哺乳动物的一个细胞,所以细胞已经过了减数第一次分裂,同源染色体分离,处于减数第二次分裂前期,因此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞。
答案 C
3.下图是某种动物细胞不同分裂时期的示意图,其中一定表示卵细胞形成过程的是( )
解析 图D出现细胞质不均等分裂,一定是卵细胞形成过程。
答案 D
4.下图是某动物组织切片显微图像,下列叙述正确的是( )
A.该组织切片取自某一雄性动物的睾丸
B.细胞①处于前期Ⅰ,不一定会发生互换现象
C.细胞分裂先后经过①→②→③过程
D.细胞①中有2对同源染色体,4条染色体,8条染色单体
解析 图中细胞②的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,并且细胞质不均等分裂,为次级卵母细胞,A错误;细胞①中同源染色体的着丝粒在赤道面的位置上,为减数第一次分裂中期,B错误;细胞②为减数第二次分裂末期,细胞③为减数第二次分裂前期,分裂顺序是①→③→②,C错误;细胞①中含有4条染色体,2对同源染色体,由于着丝粒没有分裂,含有8条染色单体,D正确。
答案 D
5.在受精作用过程中,不会发生的细胞变化是( )
A.精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
B.精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合
C.受精卵的细胞质膜失去对精子的识别能力
D.受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入
解析 精子进入卵细胞后,卵细胞立即释放相应物质,以阻止其他精子再进入,但受精卵对精子依然有识别能力。
答案 C
6.下列关于精子和卵细胞结合成受精卵过程的叙述,正确的是( )
①受精卵中的遗传物质主要来自染色体 ②受精卵中的细胞质主要来自于卵细胞 ③受精时精子全部进入卵细胞中 ④若体细胞中染色体数量为2N,精子和卵细胞的染色体合在一起,数目将变成4N ⑤受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方
A.①②⑤ B.③④⑤
C.①③④ D.②③④
解析 精子和卵细胞结合成的受精卵中遗传物质主要来自精子和卵细胞的染色体,且一半来自父方,一半来自母方,细胞质主要来自卵细胞,即①②⑤正确,而③④所述错误。
答案 A
7.从配子形成和受精作用的角度分析,下列关于遗传具有多样性和稳定性的原因的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中,非同源染色体的自由组合是形成配子多样性的重要原因之一
B.减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间的互换也是形成配子多样性的原因之一
C.受精时,雌雄配子间的随机结合是导致合子多样性的重要原因
D.减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体数量的恒定,从而维持了遗传的稳定性
解析 染色体的交叉互换和自由组合是导致合子多样性的重要原因。
答案 C
8.下图为某高等哺乳动物某一器官中的细胞分裂图像,下列有关叙述错误的是( )
A.图甲处于减数第一次分裂,含有2个四分体
B.图乙中含有4条姐妹染色单体,无同源染色体
C.在图丙所示的时期,人体细胞中含有92条染色体,92条姐妹染色单体
D.该器官一定是动物的睾丸
解析 图甲中同源染色体联会配对,处于减数第一次分裂,含有2个四分体,A正确;图乙中无同源染色体,含有4条姐妹染色单体,B正确;图丙处于减数第一次分裂后期,如果是人体细胞,则含有46条染色体,92条姐妹染色单体,C错误;根据图丙中同源染色体分离,细胞质均等分裂,可以判定该动物是雄性,该器官一定是动物的睾丸,D正确。
答案 C
9.有性生殖通过减数分裂与受精作用两个环节,不仅保证了生殖的成功率,还在保持生物遗传的稳定性和多样性方面有相当的优越性。请回答下列问题:
(1)在光镜下观察减数分裂的固定装片时,判断细胞所处不同分裂时期的依据是______________________。
(2)在减数分裂形成精子的过程中,精细胞需经________过程才能成为精子,该过程中将丢弃大部分的细胞质及多数细胞器,但全部线粒体被保留下来,并集中在尾的基部,其意义是__________________________________。
(3)减数分裂过程中,因为________分离使配子中染色体数目减半,受精作用使受精卵中染色体又恢复到正常数目,从而维持了生物遗传的稳定性。
(4)请从配子形成和受精作用两方面,简要说明遗传多样性的原因:_______________________________。
解析 (1)减数分裂过程,处于不同时期的染色体形态、位置和数目不同,因此可在光镜下观察染色体形态、位置和数目判断细胞所处的分裂时期。(2)在减数分裂形成精子的过程中,精细胞需经变形过程才能成为精子,由精细胞变形为精子的过程中,细胞核变为精子的头部,部分细胞质变为精子的颈部和尾部,大部分细胞质和多数细胞器被丢弃,但全部的线粒体却被保留下来,并集中在尾的基部,其意义是使精子有充足的能量,灵活游动,从而保证受精作用的顺利完成。(3)减数分裂过程中,由于减数分裂Ⅰ同源染色体分离,并进入不同的次级性母细胞,因而染色体数目减半。(4)遗传多样性的原因:①从配子形成过程来考虑,减数分裂Ⅰ前期,同源染色体上的非姐妹染色单体的互换;减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合;②从受精作用来考虑,精卵细胞的随机结合,形成多样性的受精卵,从而导致遗传多样性的形成。
答案 (1)细胞中染色体形态,位置和数目
(2)变形 使精子有充足的能量,灵活游动,从而保证受精作用的顺利完成
(3)同源染色体
(4)减数分裂时期,同源染色体的非姐妹染色单体的互换和非同源染色体自由组合,形成多样性的配子;受精作用时,精卵细胞的随机结合,形成多样性的受精卵
10.下列关于受精作用及结果的叙述,错误的是( )
A.精卵相互识别的基础是糖蛋白
B.后代可产生不同于双亲的变异
C.后代从双亲各获得一半的染色体
D.后代继承了双亲的全部遗传性状
解析 细胞识别与细胞膜上的糖蛋白有关,故精卵相互识别的基础是细胞膜上的糖蛋白,A正确;进行有性生殖的生物,后代具有更大的变异性,B正确;受精卵中所含染色体一半来自父方、一半来自母方,即后代从双亲各获得一半的染色体,C正确;受精作用使后代产生不同于双亲的变异,受精卵中的细胞质几乎全部由卵细胞提供,故后代继承了双亲的部分遗传性状,D错误。
答案 D
11.如图为处于不同分裂时期的某动物的细胞示意图,下列叙述正确的是( )
A.该动物的一个原始生殖细胞只能产生四种生殖细胞
B.性腺中不可能同时出现这三种细胞
C.能够发生非同源染色体自由组合的是乙和丙
D.该动物正常的细胞中最多含有8条染色体
解析 从图乙和丙看出,该动物为雌性,一个原始生殖细胞只能产生一种卵细胞,A错误;雌性动物的性腺中可同时出现这三种细胞,B错误;图乙为减数第一次分裂后期,可发生非同源染色体的自由组合,图丙为减数第二次分裂后期,不发生非同源染色体的自由组合,C错误;该动物的体细胞中含有4条染色体,在有丝分裂后期含有8条染色体,D正确。
答案 D
12.(多选)图甲是某生物的一个精细胞,图中染色体的黑色和白色分别代表染色体的来源——父方和母方。根据染色体的类型和数目判断图乙中与甲来自同一个精原细胞的有( )
解析 由图甲可知,形成该细胞的过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,依据染色体组成情况可判断,甲和图乙中C可能来自同一个次级精母细胞;甲和图乙中A来自同一个精原细胞,故图乙中A、C与甲来自同一个精原细胞。
答案 AC
13.(多选)如图表示细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化示意图,下列叙述正确的是( )
A.由B→C,DNA含量增加一倍,是DNA复制的结果
B.由H-I,DNA的含量增加一倍,是受精作用的结果
C.由R→P,DNA的含量减少一半,是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别进入两个子细胞中的结果
D.由D→E,DNA的含量减少一半,原因与R→P的过程相同
解析 由B→C,DNA的含量增加一倍,是DNA复制的结果,A正确;由H→I,DNA的含量增加一倍,是受精作用的结果,B正确;由R→P,DNA的含量减少一半,是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别进入两个子细胞中的结果,细胞处于有丝分裂末期,而D→E,DNA的含量减少一半,是同源染色体分离,分别进入两个子细胞的结果,与R→P不相同,C正确,D错误。
答案 ABC
14.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。
解析 (1)产生精子和卵细胞的过程属于减数分裂,精子和卵细胞结合形成受精卵属于受精作用。通过减数分裂,生殖细胞中染色体数目减少一半,通过受精作用使染色体数目恢复到正常体细胞中数目,这对于生物遗传具有重要意义,同时细胞分裂过程中也出现变异现象,这对于生物的变异也具有重要意义。(2)①姐妹染色单体分离,每一极都有同源染色体,属于有丝分裂后期;②联会的同源染色体排列在赤道板处,属于减数分裂Ⅰ,③细胞中有同源染色体但不联会,着丝粒排列在赤道板上,属于有丝分裂中期;④细胞中没有同源染色体,着丝粒分裂,属于减数分裂Ⅱ后期。(3)②细胞是含有染色单体的,此时染色体∶染色单体∶DNA的数量比例为1∶2∶2。(4)④细胞处于减数分裂Ⅱ,而且细胞质均等分裂,可能是极体或次级精母细胞。(5)减数分裂Ⅱ中没有同源染色体,①②③中都含有同源染色体,分别含有4、2、2对。
答案 (1)减数分裂 受精作用 维持生物体前后代染色体数目的恒定,对生物遗传和变异有重要意义 (2)②④ ①③ (3)1∶2∶2 (4)极体或次级精母细胞 (5)①②③ 4、2、2
15.如图是某高等动物细胞分裂的坐标图和分裂图,请回答下列问题:
(1)坐标图中曲线表示________(填“染色体”或“DNA”)的变化,由分裂图可知,坐标图的纵坐标中a=________。
(2)HI段表示发生了________作用。
(3)CD段细胞名称为________,CD段时期的细胞中染色体、染色单体和DNA分子数量之比为________。
(4)在分裂图中,不含有同源染色体的是________;含有姐妹染色单体的是________。
(5)分裂图中的细胞③处于________期,其产生的子细胞名称为________。
解析 (1)图中BC段,物质的含量逐渐加倍,因此该坐标图表示的是DNA含量变化曲线;由分裂图可知,该动物体细胞中含有4条染色体,4个核DNA,所以a=2。(2)HI段表示DNA数目(减半后)又恢复到体细胞水平,说明发生了受精作用。(3)根据分裂图③的不均等分裂可知,该生物的性别为雌性。CD段处于减数分裂Ⅰ,细胞名称为初级卵母细胞,CD段时期细胞中染色体、染色单体和DNA分子数量之比为1∶2∶2。(4)在分裂图中,不含有同源染色体的是②③;含有姐妹染色单体的是①②。(5)分裂图中的细胞③不含同源染色体,着丝粒分裂,且细胞质不均等分裂,所以处于减数分裂Ⅱ后期,其产生的子细胞名称为卵细胞和极体。
答案 (1)DNA 2 (2)受精 (3)初级卵母细胞 1∶2∶2 (4)②③ ①② (5)减数分裂Ⅱ后 卵细胞和极体
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