第2章 第1节 第2课时 受精作用 课件1-2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课件PPT（人教版2019）

第1节 第2课时 受精作用 第2章　基因和染色体的关系 生物 学习目标 ①举例说明受精作用的概念、特点和意义。 ②理解受精作用的实质。 ③尝试建构减数分裂过程中染色体数目和行为的变化模型。 学习重难点 重点： 1.受精作用的过程和实质。 2.理解受精作用中染色体的来源和数目的变化，以及配子的随机结合对于生物多样性形成的意义。 难点： 模拟减数分裂和受精作用过程中染色体行为、数目的变化及配子间的随机结合。 导入新课 在日常生活中，我们经常会看到同卵双胞胎、三胞胎，他们是怎样形成的呢？是一个卵细胞和多个精子结合而成的吗？ 问题思考 提示：同卵双胞胎或多胞胎是由一个受精卵在早期发育阶段自然分裂成两个或更多个独立的胚胎形成的，每个胚胎随后发育成一个个体。这些个体拥有几乎完全相同的遗传信息。这与一个卵细胞和多个精子结合无关。 双胞胎 一、受精作用 新课讲授 新课讲授 受精作用大致可以分为哪几个过程？ [探究一]受精作用 提示：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以阻止其他精子再进入;精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。 提示：不能，有防止其他精子进入的反应。 一个卵细胞能和多个精子结合吗？为什么？ 提示：不是。 受精作用仅仅是精子细胞膜和卵细胞膜之间的融合吗？ 新课讲授 [探究一]受精作用 提示：精子的细胞核和卵细胞的细胞核之间的融合。 受精作用的实质到底是什么？ 提示：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。 受精作用形成受精卵后染色体数目有何变化？ 提示：精子带有同源染色体其中的一条，卵细胞带有其中的另一条，受精后，这两条同源染色体到了一个细胞。 为什么说同源染色体一条来自父方，一条来自母方？ 新课讲授 [探究一]受精作用 受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，这种说法对吗？ 提示：细胞核、细胞质的线粒体，植物还存在于叶绿体中。 遗传物质DNA存在于细胞的什么部位？ 提示：不对，受精卵的线粒体中也有DNA，它们主要来自卵细胞。 受精卵中的DNA一半来自父方，一半来自母方，这种说法对吗？为什么？ 提示：对。 新课讲授 [探究一]受精作用 提示：减数分裂使染色体数目减半，受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目，从而使生物前后代染色体数目保持稳定。 进行有性生殖的生物在繁殖时，如何保证前后代染色体数目的稳定？ 受精作用有什么意义？阅读教材P27最后一段，归纳出受精作用的意义 提示：减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 新课讲授 [探究一]受精作用 结合下面图解将减数分裂——受精作用——有丝分裂形成一个知识网络。受精作用完成后就形成一个受精卵，是一个新生命的起点，然后进行有丝分裂和细胞分化长成成熟的个体。 减数分裂——受精作用——有丝分裂 二、配子中染色体组合的多样性 新课讲授 新课讲授 既然子代都是从双亲处各获得了一半的染色体，那为什么会出现“一母生九子，九子各不同”的现象呢？同样的精(卵)原细胞会产生不同的配子吗？ [探究二]配子中染色体组合的多样性 提示：遗传重组：在形成精子和卵子的过程中，染色体会发生交叉互换，产生多种不同的基因组合。随机受精：每次受精都是随机的，不同的精子和卵子结合会导致不同的遗传组合。 同样的精(卵)原细胞会产生不同的配子 不同颜色的鹦鹉 新课讲授 尝试建构减数分裂中染色体变化的模型。 基本方法和要求：利用硬纸、不同颜色的毛线、双面胶、刀子等材料合作完成，用毛线做染色体的臂，绳子打结做成着丝粒，用双面胶固定在背景硬纸上。 [探究二]配子中染色体组合的多样性 新课讲授 [探究二]配子中染色体组合的多样性 步骤一：用彩色毛线等材料，在硬纸上画一个足够大的细胞的轮廓，在轮廓里做一个具有1对同源染色体(臂长为6 cm)的初级性母细胞(四分体时期)，并写出细胞名称。 步骤二：讨论制作减数分裂Ⅰ中染色体行为的变化，在细胞轮廓中做出相应的染色体，并写出细胞名称和所处时期。 步骤三：在细胞轮廓中做出该细胞经减数分裂Ⅰ而成的2个子细胞中的染色体，并写出细胞名称。 步骤四：在细胞轮廓中做出经减数分裂Ⅱ而成的4个子细胞中的染色体，并写出细胞名称。 步骤五：在步骤一的细胞中加做1对同源染色体(臂长为3 cm)，并完成后面多个细胞因此而发生的变化。 新课讲授 经过减数分裂Ⅱ形成的四个子细胞有多少种类型？ [探究二]配子中染色体组合的多样性 提示：4种。 完成减数分裂形成的子细胞类型表。 同源染色体对数 1 2 3 …… n 配子类型的种类 2 4 8 …… 2n 新课讲授 如果在减数分裂过程中发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，子细胞类型与之前的相同吗？ [探究二]配子中染色体组合的多样性 提示：不同。 这与配子中染色体组合的多样性有关系吗？ 提示：有关系。 如果互换发生在不同部位，那又会出现什么情况？ 提示：产生许多不同类型的配子。 新课讲授 归纳出配子中染色体组合多样性的原因。 [探究二]配子中染色体组合的多样性 提示：1.同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合(减数分裂Ⅰ后期) 2.同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换(减数分裂Ⅰ前期) 配子中染色体组合多样性 三、卵细胞和精子结合的随机性 新课讲授 新课讲授 为什么“一母生九子,九子各不同”? [探究三]卵细胞和精子结合的随机性 提示：减数分裂产生的配子具有多样性，加上配子的随机结合，导致受精卵具有多样性，进而导致双亲的后代具有多样性，就出现了“一母生九子，九子各不同”的现象。 新课讲授 这样究竟有什么意义呢？ [探究三]卵细胞和精子结合的随机性 提示：受精卵中的DNA有的来自父方，有的来自母方，因此，由受精卵发育成的个体，具有双亲的遗传特性，具有更强的生活能力;在减数分裂过程中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的互换，增加了配子的多样性，再加上受精时雌雄配子结合的随机性，导致后代呈现多样性，这种多样性有利于生物在自然选择中进化。所以有性生殖在生物的进化中体现出了优越性。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的稳定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 1、染色体的主要行为 新课讲授 [核心归纳] 1、染色体的主要行为 新课讲授 [核心归纳] 新课讲授 2、减数分裂过程中两个分裂阶段的比较(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n) [核心归纳] 比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 分裂前的间期DNA的复制与否 复制 不复制 同源染色体 有 无 着丝粒变化 不分裂 分裂 染色体 主要行为 ①同源染色体联会； ②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换； ③同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极 染色体数目 2n→n n→2n→n 核DNA数目 4n→2n 2n→n 染色单体数 4n→2n 2n→0 新课讲授 3、受精作用 [核心归纳] 受精作用 概念 实质 结果 意义 卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合，使彼此的染色体 会合在一起。 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中一半染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。 对于维持每种生物前后代染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 新课讲授 [核心归纳] 4.明确受精作用的2个细胞学基础和1个误区 （1)2个细胞学基础：①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精子和卵细胞不识别，这也是生殖隔离形成的原因。②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精子和卵细胞融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。 （2）1个误区：受精卵中的遗传物质并非一半来自父方,半来自母方，原因是细胞质DNA几乎全部来自母方，这也是母系遗传的细胞学基础。 新课讲授 [核心归纳] 5、受精卵的细胞质并不是全部来自卵细胞： 受精卵由精子和卵细胞发生受精作用而形成。在受精过程中,当精子与卵细胞相遇后,精子的头部进入卵细胞,尾部断裂并留在卵细胞膜外水解消失。卵细胞的表面有放射冠、透明带等结构,这些结构给精子头部的进入设置了障碍。所以,精子头部进入卵细胞是一个消耗能量的过程。为了能与卵细胞接触并与之受精,精子必须具有高度的活动能力和相应的结构(即顶体),因此精细胞要通过变形成为精子才具有受精能力。在精细胞变形时,失去大部分的细胞质,保留少量细胞质供能,细胞体积减小,以利于精子的活动和保护在完成受精过程中染色体免受损害。精子内的少量细胞质在头部进入卵细胞时转移到卵细胞内。所以,受精卵的细胞质大部分来自卵细胞,但不是全部来自卵细胞。 【练习1】 当堂训练 （1）同源染色体分离，非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期。 （ ） （2）四分体时期非姐妹染色单体的互换会增加配子的种类数。 （ ） （3）受精时，只有精子的头部进入卵细胞中。 （ ） （4）受精作用的实质是精子和卵细胞细胞膜的融合。 （ ） （5）受精后，受精卵迅速进行细胞分裂、分化。 （ ） （6）减数分裂和受精作用使得生物前后代体细胞中染色体数目保持相对稳定。 （ ） √ √ √ √ √ × 【练习2】 当堂训练 2.下列有关受精作用的叙述，错误的是 （ ） A.受精卵中的全部遗传物质，来自父母双方的各占一半 B.受精时，精子和卵细胞的细胞核相互融合 C.受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同 D.受精卵中的染色体，来自父母双方的各占一半 A 课堂小结 受精作用 概念 过程 意义 受精作用 配子中染色体组合的多样性 卵细胞和精子结合的随机性 谢谢大家 $$