第2章 第1节 第3课时 受精作用(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2(人教版2019 多选)
第3课时 受精作用
学习目标 | 1.建构细胞减数分裂的模型,并运用模型理解配子中染色体组合的多样性 | 科学思维 |
2.由非同源染色体的组合和受精作用,理解有性生殖的变化与稳定 | 科学思维 |
一、配子中染色体组合的多样性
1.原因
时期 | 图示 | 染色体行为 |
减数分裂Ⅰ前期 | 四分体中非姐妹染色单体之间,可能发生片段互换 | |
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.意义:导致不同配子染色体组成有差异,使同一双亲的后代呈现多样性。
3.建立减数分裂过程中染色体变化的模型
项目 | 操作要点 |
模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 | (1)用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色分别制作两条大小不同的染色体,每条染色体由两条染色单体组成; (2)画出中心体和纺锤体; (3)模拟减数分裂的中期、后期、末期染色体行为的变化,注意要将同一种颜色、长度不同的染色体放在赤道板的一侧 |
模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 | 至少制作2对染色体,在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体,比较形成的子细胞与前一次模拟结果的差异 |
模拟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之间的互换,用不同颜色的橡皮泥拼接表示非姐妹染色单体间发生了互换,比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异 |
二、受精作用
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
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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。
在精细胞变形为精子的过程中,精子的头部几乎只保留细胞核,部分细胞质变成了精子的尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部。请对以下相关叙述进行判断:
(1)受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核的互相融合。(√)
(2)受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。(√)
探究点一 配子中染色体组合的多样性
分析教材P25探究·实践“建立减数分裂中染色体变化的模型”并观察甲、乙两图,在不考虑染色体片段互换的情况下,分析下列问题:
(1)若图甲所示为一个精原细胞,能形成多少种精子?若图甲所示为一个卵原细胞,能
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形成多少种卵细胞?
提示:2种精子:A和a;1种卵细胞:A或a。
(2)若图乙所示为一个精原细胞,能形成多少种精子?若所示精原细胞数量足够多,则能产生多少种精子?
提示:2种精子:AB和ab或Ab和aB;若所示精原细胞数量足够多,则能产生4种精子:AB、ab、Ab、aB。
(3)若图乙所示为一个卵原细胞,能形成多少种卵细胞?若图乙所示卵原细胞数量足够多,则能产生多少种卵细胞?
提示:1个卵原细胞可以形成1种卵细胞:AB或ab或Ab或aB。该种卵原细胞数量足够多时可产生4种卵细胞:AB、ab、Ab和aB。
(4)同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换发生在什么时期?结合下图分析,如果不发生互换,经减数分裂能产生几种配子?如果发生了互换,能产生几种配子?
提示:同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换发生在减数分裂Ⅰ的前期。若不发生互换,则只产生AB、ab 2种配子;若发生互换,则可产生AB、Ab、aB、ab 4种配子。
(5)1961年首次报道性染色体组成为XYY的男性,患者的临床表现为举止异常,性格多变,容易冲动,部分患者的生殖器官发育不全。分析这种病是父母哪一方在减数分裂的哪个时期出现了异常?若部分患者具有正常的繁殖能力,则从性染色体组成的角度分析,能产生几种类型的精子?正常精子占多少?
提示:因为性染色体组成为XYY,所以是正常的卵细胞和含YY的精子受精形成的,即父方在减数分裂Ⅱ后期两条Y染色体未分离。该患者能产生X、XY、Y、YY四种精子,比例为X∶XY∶Y∶YY=1∶2∶2∶1,正常精子占1/2。
1.一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)若只考虑非同源染色体自由组合,不考虑互换的情况。(Y与y;R与r分别表示两对同源染色体)
细胞或个体 | YyRr能产生配子的种类 | n对同源染色体 产生的配子种类 |
一个精原细胞 | 2种(YR、yr或Yr、yR) | 2种 |
一个雄性个体 | 4种(YR、yr、Yr、yR) | 2n种 |
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