第2章 第1节 第3课时 受精作用-【名师导航】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版）

该高中生物学课件围绕受精作用，系统呈现观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、构建减数分裂染色体变化模型等内容，衔接减数分裂过程，揭示配子形成与受精作用对遗传信息传递的意义，搭建学习支架。 其亮点在于融合探究实践与科学思维，通过实验选材分析、模型模拟配子多样性成因，结合习题巩固与总结，帮助学生建立生命观念，提升分析能力，教师可高效开展教学。

第3课时　受精作用 说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。 知识点1　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1．实验原理 蝗虫的精母细胞要经过两次细胞分裂形成精子。在此过程中，细胞中染色体的形态、位置和数目不断发生变化，可据此识别减数分裂的各时期。 2．实验步骤 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时，可以看到某一细胞减数分裂的连续过程吗？为什么。 提示：不可以。因为制作装片时，细胞已经死亡。 1．观察减数分裂时选择雌性动物的卵巢比雄性动物的睾丸更适宜。 (　　) 2．在处于减数分裂Ⅰ前期的细胞中，能观察到同源染色体联会的现象。 (　　) 3．假设某动物体细胞中有2n条染色体，睾丸中可以观察到染色体数目为4n的细胞。 (　　) 提示：1．×　观察减数分裂时选择雄性动物的睾丸更适宜。 2．√　3．√ 实验选材及结果分析 1．选材时，宜选用雄性(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料，这是因为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．观察蝗虫精母细胞(正常体细胞染色体数为2n)的减数分裂装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像？ 提示：因为蝗虫精巢中的精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，所以可以观察到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。 [深化归纳] 1．精原细胞既能进行减数分裂也能进行有丝分裂。处于分裂中期的细胞可能是精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞。 2．实验中宜选用雄性个体的生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验的材料，其原因如下： (1)一般来说，雄性个体产生的精子数量很多，容易找到不同分裂时期的细胞。 (2)在某些动物卵巢内的减数分裂没有彻底进行。雌性动物排卵前后完成减数分裂Ⅰ，在输卵管处进行受精过程时才完成减数分裂Ⅱ。 1．(链接P24探究·实践)下列有关“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的叙述，错误的是(　　) A．用蝗虫精巢做实验材料，可观察到染色体数为N、2N、4N的细胞分裂图像 B．用显微镜观察到蝗虫减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ中期染色体数目及排列在赤道板的方式均不同 C．实验过程中，我们可以观察到蝗虫的精母细胞进行减数分裂不同时期的动态过程 D．观察到某些细胞有染色体联会现象，这些细胞是雄性蝗虫的初级精母细胞 C　[蝗虫精巢的精原细胞可以进行减数分裂，产生精细胞，也可进行有丝分裂增加精原细胞的数量，因而可观察到染色体数为N、2N、4N的细胞分裂图像，A正确。蝗虫减数分裂Ⅱ中期染色体数较减数分裂Ⅰ中期染色体数减半；减数分裂Ⅰ中期，同源染色体两两相互配对排列在赤道板两侧，而减数分裂Ⅱ中期，每一条染色体的着丝粒排列在赤道板上，B正确。实验过程中，我们所用的装片是永久装片，且细胞已死亡，不能观察到减数分裂的动态过程，C错误。染色体联会现象发生在减数分裂Ⅰ，此时的细胞应为初级精母细胞，D正确。] 2．(不定项)有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是(　　) 甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁 A．图甲、丙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期 B．图甲细胞中同源染色体已彼此分离 C．图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近 D．图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→乙→丙→丁 CD　[根据题干中的信息已经知道题图是处于减数分裂不同时期的细胞图像，由于四幅图中图甲和图乙均有5个荧光点，且荧光比较明显，图甲5个荧光点分布较为散乱，图乙5个荧光点相对集中地分布在图的中央，所以可以快速判断图甲细胞处于减数分裂Ⅰ前期(四分体时期)，图乙细胞处于减数分裂Ⅰ中期；图丙一共有10个荧光点，且荧光点较小，均分为两个区域并相对集中于一条线上，可以判断图丙细胞处于减数分裂Ⅱ中期；图丁一共有20个荧光点，均分为四个区域，可以判断图丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期或末期。故A、B错误，C、D正确。] 知识点2　配子中染色体组合的多样性(建立减数分裂中染色体变化的模型) 1．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后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 减数分裂 Ⅰ前期 四分体中非姐妹染色单体之间，可能发生染色体互换 (2)意义：导致不同配子遗传物质有差异，使同一双亲的后代呈现多样性。 2．建立减数分裂中染色体变化的模型 (1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 ①同源染色体制作：长度相同，颜色不同。 ②同源染色体分离：两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧，不同颜色的染色体分离，分别移向细胞两极。 ③染色单体分离：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，姐妹染色单体成为子染色体，分别移向细胞的两极。 (2)模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 组合 组合一 组合二 初级性 母细胞 次级性 母细胞 ac bd ad bc 生殖细胞 ac ac bd bd ad ad bc bc (3)模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 假设在减数分裂Ⅰ前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。 如果某雄性动物的基因型为AaBb，一个精原细胞产生了一个基因组成为Ab的精子，正常情况下，该精原细胞同时产生的另外三个精子的基因组成是怎样的？ 提示：Ab、aB、aB。 1．配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。 (　　) 2．正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。 (　　) 3．若考虑染色体互换，一个精原细胞最多产生4种精子。 (　　) 4．建立减数分裂中染色体变化的模型实验中，大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体。 (　　) 提示：1．×　配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换有关。 2．√　3．√　4．√ 分析配子中染色体组合的多样性 1．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。 (1)情况1最终产生的精子类型为Ab、aB。情况2最终产生的精子类型为AB、ab。若将精原细胞换为卵原细胞，一个卵原细胞经减数分裂产生的卵细胞类型为AB或Ab或aB或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2n种。 (3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型要比上述结论多，可能的原因是发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。 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互换，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组合有②与③、①与④。 [深化归纳] 1．一般情况下减数分裂产生配子的种类 (1)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 一个卵原细胞 1种(YR或yr或Yr或yR) 1种 一个雌性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 2n种 (2)若考虑互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。 2．配子来源 (1)以哺乳动物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例，如图所示。 由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞(B)。 (2)哺乳动物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换)，如图所示。 由图可知：①E和F、G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与H(G)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞(B)。 1．(链接P25探究·实践)某同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动中，分别制作了4个黄色(2个5 cm和2个8 cm)和4个红色(2个5 cm和2个8 cm)的橡皮泥条，两种颜色分别代表来自父方和母方。下列叙述错误的是(　　) A．模拟减数分裂Ⅰ后期时，移向细胞同一极的橡皮泥条颜色应不同 B．将2个5 cm黄色橡皮泥条连接起来，可模拟1个已经复制的染色体 C．四分体时期，用不同颜色的橡皮泥拼接可表示非姐妹染色单体间发生了互换 D．将4个8 cm橡皮泥条先按同颜色连接在一起再并排，模拟1对同源染色体联会 A　[该模拟实验中，应该用两条形态、大小相同，但颜色不同的染色体代表同源染色体，减数分裂Ⅰ后期，移向同一极的是一组非同源染色体，非同源染色体可能来源相同，因此移向细胞同一极的橡皮泥条颜色可能相同，A错误；姐妹染色单体的形态、大小相同，颜色应相同，故将2个5 cm黄色橡皮泥条连接起来，可模拟1个已经复制的染色体，B正确；两条同源染色体的颜色不同，四分体时期，用不同颜色的橡皮泥拼接可表示非姐妹染色单体间发生了互换，C正确；同源染色体一般大小相同，一条来自母方，一条来自父方(用不同颜色表示)，故将4个8 cm橡皮泥条按同颜色连接在一起再并排，可模拟1对同源染色体联会，D正确。] 2．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，图乙中与图甲细胞来自同一个精原细胞的有(　　) A．①② B．①④ C．①③ D．②④ C　[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互换，依据染色体组成情况可判断，图甲和图乙中③可能来自同一个次级精母细胞；图甲和图乙中①来自同一个精原细胞，故图乙中①③与图甲细胞来自同一个精原细胞。] 知识点3　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 图示 过程 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入 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 受精过程中，发生了精卵识别和细胞膜的融合，分别体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能和具有一定流动性的结构特点。 3．结果 (1)受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。 (2)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)。 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，导致了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，都是十分重要的。 1．受精时精子全部进入卵细胞内。 (　　) 2．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。 (　　) 3．有性生殖有利于生物适应多变的自然环境。 (　　) 提示：1．×　受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。 2．√　3．√ 分析受精作用的过程 材料1　如图是某动物受精作用的示意图。 材料2　人类有一种遗传病——唐氏综合征，即21号染色体有3条，因此患者体内的染色体比正常人多了一条，为47条。 1．与成熟生殖细胞相比，受精作用使细胞中染色体数目和类型发生怎样的变化？ 提示：经受精作用形成的受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。使受精卵中的染色体数目与体细胞的染色体数目一致。受精卵中出现同源染色体。 2．分析丙细胞中的DNA一半来自甲吗？ 提示：不是。丙细胞为受精卵，细胞核中的遗传物质一半来自甲，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自乙。 3．若材料2中的患者父亲产生的精子正常，推测其母亲的卵细胞中染色体数目是24条。结合减数分裂的过程分析母亲卵细胞中染色体数目异常的原因是在减数分裂Ⅰ后期，21号同源染色体没有分离，或在减数分裂Ⅱ后期，21号染色体的着丝粒分裂后移向细胞的同一极，减数分裂结束形成的卵细胞含有2条21号染色体。 [深化归纳] 1．受精作用过程(如图) 2．曲线分析 (1)细胞中核DNA含量变化曲线 ①ab段为减数分裂前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ，即bd段为减数分裂。 ②e点表示进行受精作用。 ③ef段为有丝分裂前的间期，fg段为有丝分裂。 (2)细胞中染色体数目变化曲线 ①O～a表示减数分裂前的间期及减数分裂Ⅰ，a～c表示减数分裂Ⅱ。 ②d点表示进行受精作用。 ③d～f包含受精卵的有丝分裂。 1．(链接P27思维训练)下列有关减数分裂与受精作用的叙述，错误的是(　　) A．受精作用的实质是精子细胞核与卵细胞核融合 B．同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体数量一般是不同的 C．受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程 D．减数分裂和受精作用保证生物前后代染色体数目恒定 B　[受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程，其实质是精子细胞核与卵细胞核融合，A、C正确；同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体数量一般是相同的，都是体细胞的一半，B错误；减数分裂使配子中的染色体数目减半，受精作用使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的染色体数目，保证生物前后代染色体数目恒定，D正确。] 2．(不定项)如图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，下列有关分析正确的是(　　) A．a、b、c分别包含减数分裂、受精作用、有丝分裂 B．CD段与PQ段的染色体数相同 C．JK段发生同源染色体联会与分离 D．PQ段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NP段发生了DNA的复制 BD　[a阶段包含有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，b阶段包含减数分裂过程中核DNA含量变化规律，c阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，A错误；图中CD段和PQ段都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以CD段与PQ段的染色体数相同，B正确；JK段表示减数分裂Ⅱ末期，而同源染色体联会与分离发生在减数分裂Ⅰ过程中，C错误；PQ段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NP段发生了DNA的复制，D正确。] 1．受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2．导致配子中染色体组合多样性的原因： (1)同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。 (2)同源染色体上非姐妹染色单体间发生互换。 3．受精卵中的核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母方。 4．受精作用的实质是细胞核的融合。 5．减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。 1．下列对“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的描述，正确的是(　　) A．若用洋葱根尖细胞进行实验，同样能观察到联会现象 B．在蝗虫精母细胞减数分裂的装片中，处于减数分裂Ⅰ的细胞要多于处于减数分裂Ⅱ的细胞 C．在该装片的制作过程中需要用二苯胺对染色体进行染色 D．在高倍镜下找到减数分裂Ⅰ的细胞，可观察其染色体的动态变化 B　[洋葱根尖细胞不能进行减数分裂，因此不能观察到联会现象，A错误；在蝗虫精母细胞减数分裂的装片中，处于减数分裂Ⅰ的细胞要多于处于减数分裂Ⅱ的细胞，B正确；在该装片的制作过程中需要用甲紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色，二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂，C错误；固定装片中的细胞是死细胞，不能观察到其染色体的动态变化，D错误。] 2．某动物产生基因型为AB、Ab、aB、ab的4种精子(无染色体互换和基因突变)，这4种精子(　　) A．可能来自同一个精原细胞 B．可能来自三个精原细胞 C．可能来自两个次级精母细胞 D．可能来自三个次级精母细胞 B　[在无染色体互换和基因突变的情况下，一个精原细胞经减数分裂只能产生2种精子；一个次级精母细胞经减数分裂只能形成1种精子，则两个次级精母细胞经减数分裂最多能形成2种精子；三个次级精母细胞经减数分裂最多能形成3种精子，A、C、D错误；题述4种精子可能来自三个精原细胞，B正确。] 3．(不定项)如图为进行有性生殖的生物生活史示意图，下列有关说法错误的是(　　) A．过程①体现了自由组合定律 B．过程②存在细胞的分裂、分化等过程 C．过程④中原始生殖细胞染色体复制2次，细胞连续分裂2次 D．过程①和④有利于同一双亲的后代呈现出多样性 AC　[分离定律和自由组合定律是发生在减数分裂过程中的，而过程①表示受精作用，A错误；过程④中原始生殖细胞染色体复制1次，细胞连续分裂2次，C错误。] 4．图甲表示基因型为AaBb的某高等雌性动物处于不同细胞分裂时期的细胞；图乙表示该动物细胞分裂的不同时期染色体数目变化曲线。 (1)图甲中不含同源染色体的细胞有________。 (2)图甲中B细胞所处的分裂时期属于图乙中的________(填序号)阶段。 (3)分离定律和自由组合定律体现在图乙中的__________(填序号)时期，图乙中④表示________过程。 (4)图丙表示该动物形成生殖细胞的过程图解。形成的Ⅴ最终会________，图丁表示某细胞中染色体与基因的位置关系，图丁对应图丙中的细胞______(填“①”“②”或“③”)，如果图丙中细胞②的基因组成如图丁所示，则细胞Ⅳ的基因组成是__________，细胞Ⅳ的染色体数是细胞Ⅰ染色体数的一半，原因是_____________________________________________________________________。 [答案]　(1)C、E、F　(2)⑥　(3)①　受精　(4)退化消失　②　aB　染色体复制一次，细胞连续分裂两次 课时分层作业(7)　受精作用 题组一　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1．某同学在观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时发现一个细胞中无四分体，每条染色体上含有2个DNA分子，着丝粒整齐地排列在赤道板上，且该细胞中核DNA数与体细胞中核DNA数相同。下列有关叙述错误的是(　　) A．该同学是在高倍显微镜下观察染色体的形态及数目的 B．该同学观察到的细胞中不存在核膜、核仁及同源染色体 C．题述细胞的下一个时期，细胞中的染色体数与体细胞中的相同 D．若观察洋葱的根尖分生区细胞固定装片，也能观察到上述细胞特征 D　[高倍显微镜下可观察染色体的形态及数目，A正确；由题意可知，观察减数分裂细胞，且该细胞中无四分体，每条染色体上含有2个DNA分子，着丝粒整齐地排列在赤道板上，且该细胞中核DNA数与体细胞中核DNA数相同，该细胞应是处于减数分裂Ⅱ中期，所以该同学观察到的细胞中不存在核膜、核仁及同源染色体，B正确；由题意可知，该细胞处于减数分裂Ⅱ中期，下一个时期应是减数分裂Ⅱ后期，细胞中的染色体数与体细胞中的相同，C正确；洋葱的根尖分生区细胞不能进行减数分裂，所以不能观察到题述细胞特征，D错误。] 2．某同学在观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时将处于不同时期的显微照片按分裂的先后顺序进行排列，如下图甲、乙、丙、丁所示。据图分析不合理的是(　　) 甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁 A．图甲可能会发生同源染色体的互换 B．图乙可发生非同源染色体之间的自由组合 C．图丙细胞分裂结束后染色体数目将减半 D．图丁形成的细胞板将其分成四个精细胞 D　[图甲为减数分裂Ⅰ前期，可能会发生同源染色体的非姐妹染色单体的互换，A合理；图乙为减数分裂Ⅰ后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体之间可发生自由组合，B合理；图丙为减数分裂Ⅰ末期，分裂结束后染色体数目将减半，C合理；图丁为减数分裂Ⅱ末期，细胞膜凹陷最终形成四个精细胞，D不合理。] 题组二　配子中染色体组合的多样性 3．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。从二倍体生物配子形成和受精作用两个方面，分别对遗传的稳定性和多样性的原因进行的叙述，错误的是(　　) A．每个配子中的染色体都是一整套非同源染色体的组合，增加了遗传的多样性 B．非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合，增加了遗传的多样性 C．精卵随机结合增加了受精卵中染色体组合的多样性，增加了遗传的多样性 D．精卵结合利于亲子代细胞中染色体数目维持恒定，维持了遗传的稳定性 A　[二倍体生物含有N(自然数)对同源染色体，减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此每个配子中的染色体都是一整套非同源染色体的组合，维持了遗传的稳定性，A错误；减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体的自由组合都会增加遗传的多样性，B正确；雌雄配子的种类均具有多样性，受精时，雌雄配子随机结合，又增加了受精卵中染色体组合的多样性，增加了遗传的多样性，C正确；减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半，受精作用使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，故减数分裂和受精作用共同维持了生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而维持了遗传的稳定性，D正确。] 4．与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。已知玉米的体细胞中有10对染色体，大熊猫的体细胞中有42条染色体，下列相关表述错误的是(　　) A．经过减数分裂后，玉米卵细胞中染色体数目为5对 B．一个基因型为AaBb的精原细胞，在发生染色体互换的情况下，能产生四种类型的精子 C．一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，染色体数目一般都是21条 D．一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性 A　[玉米体细胞中有10对染色体，卵细胞中染色体数目为10条，由于不含同源染色体，所以不是5对，A错误；不发生染色体互换时，一个基因型为AaBb的精原细胞可产生两种类型的精子，但在发生互换的情况下，该精原细胞能产生四种类型的精子(分别为AB、Ab、aB、ab)，B正确；雄性大熊猫产生精子的过程是减数分裂，减数分裂时，染色体复制一次而细胞连续分裂两次，故一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，染色体数目一般都是21条，C正确；雌性大熊猫产生卵细胞的过程为减数分裂，减数分裂时，减数分裂Ⅰ前期发生联会现象，同源染色体上的非姐妹染色单体互换，后期发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合现象，因此经过减数分裂，一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性，D正确。] 题组三　受精作用 5．如图为受精作用示意图，下列叙述不正确的是(　　) 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．精子和卵细胞的结合依赖细胞膜的流动性 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 D　[在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子中其染色体组合具有多样性，进而导致不同配子遗传物质的差异，另外受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。] 6．学习“减数分裂和受精作用”的内容后，某同学形成以下认识。请帮他判断哪个是错误的(　　) A．受精过程依赖精子和卵细胞表面信号与受体的识别 B．细胞中的遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲 C．人体细胞内，不是每对同源染色体的大小都相同 D．每个人的染色体组合不同，造就生命的独一无二 B　[受精过程依赖精子和卵细胞表面信号与受体的识别完成信息交流，并借助膜的流动性完成融合过程，A正确；受精后形成的受精卵内细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质内的遗传物质几乎全部来自卵细胞，因此受精卵内遗传物质来自母方的要多于来自父方的，B错误；人体细胞内，不是每对同源染色体的大小都相同，如X和Y染色体形态、大小不同，是一对特殊的同源染色体，C正确；由于减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此不同精子和卵细胞内的染色体组合一般不同，受精后形成的不同受精卵内的染色体组合不同，每个人的染色体组合不同，造就生命的独一无二，D正确。] 7．在减数分裂形成四分体时，四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段，导致产生的配子类型改变。某基因型为AaBb的生物体，A与B位于一条染色体上，但形成配子时有40%的细胞发生了一次上述片段交换，则该个体产生配子的种类及比例为(　　) A．2种　3∶2　　　　　　 B．2种　4∶1 C．4种　3∶3∶2∶2 　　 D．4种　4∶4∶1∶1 D　[某基因型为AaBb的生物体，A与B位于一条染色体上，形成配子时有40%的细胞发生了一次题述片段交换，说明产生的配子有AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，60%的细胞正常形成配子为AB∶ab＝1∶1，则该个体产生的配子及比例为AB∶ab∶Ab∶aB＝40%∶40%∶10%∶10%＝4∶4∶1∶1，A、B、C错误，D正确。] 8．(不定项)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，正确的是(　　) 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导致的基因重组是形成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目的恒定，从而维持了遗传的稳定性 ABD　[减数分裂过程中，非同源染色体的自由组合的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成了多种多样的配子，A正确；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，属于基因重组，B正确；受精时，雌雄配子的随机结合，进而导致受精卵中出现多种基因型组合，不属于基因重组，C错误；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目的恒定，从而维持了遗传的稳定性，D正确。] 9．(13分)某生物学兴趣小组以小鼠(染色体数为2n)为实验材料，进行相关实验探究，绘制出下面示意图。其中图1表示小鼠细胞分裂的部分过程(仅显示部分染色体)，图2表示正常分裂过程中不同时期细胞内染色体数的变化曲线。回答下列问题： (1)图1中细胞甲所处分裂时期与图2中的______(用字母表示)段所处细胞分裂时期对应。 (2)图1中细胞丙处于______________期，细胞内染色体∶核DNA∶染色单体＝____________，该细胞名称是____________。在探究小鼠细胞的减数分裂过程时，通常选用雄性小鼠睾丸为实验材料，而不用雌性小鼠卵巢的原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ (答出一点即可)。 (3)图2中Ⅰ和Ⅱ两个生理过程的名称分别是____________________，它们对于维持小鼠前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及遗传和变异都十分重要。若从过程Ⅰ和Ⅱ的角度分析，小鼠后代具有多样性，能更好适应多变的自然环境的原因是①_______________________________________________________________，②________________________________________________(答出两点)。 (4)实验过程中，发现一只雄性小鼠(AaXBY)与一只雌性小鼠(aaXbXb)的后代中，有一只基因型为AaXBXbY的变异个体。经分析发现是________(填“父本”或“母本”)产生的配子发生异常所致，若不考虑基因突变，该亲本产生配子时发生异常的具体时期是________________。 [解析]　(1)图1中的细胞甲含有同源染色体，且正在发生着丝粒分裂，处于有丝分裂后期，图2中的Ⅲ表示有丝分裂过程，细胞甲着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数加倍，对应ef段。(2)图1中细胞丙同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，细胞内共有4条染色体，8条染色单体和8个核DNA分子，因此细胞内染色体∶核DNA∶染色单体＝1∶2∶2。此时胞质均等分裂，说明该生物为雄性，该细胞名称是初级精母细胞。在探究小鼠细胞的减数分裂过程时，通常选用雄性小鼠睾丸为实验材料，而不用雌性小鼠卵巢的原因是睾丸内产生的精子数量远远多于卵巢内产生的卵细胞数量。(3)图2中Ⅰ过程染色体先减半，再加倍，再减半，代表减数分裂，Ⅱ过程中染色体数目恢复到正常，代表受精作用；小鼠后代具有多样性的原因是①过程Ⅰ配子染色体组合多样性，其来自减数分裂过程中发生的四分体时期同源染色体非姐妹染色单体间的互换、非同源染色体的自由组合(减数分裂Ⅰ后期)；②过程Ⅱ受精过程中精子与卵细胞结合的随机性。(4)一只雄性小鼠(AaXBY)与一只雌性小鼠(aaXbXb)的后代中，有一只基因型为AaXBXbY的变异个体。变异个体含有XB、Xb、Y三条性染色体，分析可知XB和Y来自雄性小鼠，说明父本产生了同时含XB和Y的精子，减数分裂Ⅰ后期同源染色体X和Y分离，现在X和Y出现在同一个精子中，说明该亲本产生配子时发生异常的具体原因是减数分裂Ⅰ后期同源染色体X和Y未分离。 [答案]　(除标注外，每空1分，共13分)(1)ef　(2)减数分裂Ⅰ后　1∶2∶2(2分)　初级精母细胞　睾丸内产生的精子数量远远多于卵巢内产生的卵细胞数量　(3)减数分裂、受精作用　过程Ⅰ(减数分裂)形成的配子，染色体组合具有多样性(2分)　过程Ⅱ(受精过程)中，精子与卵细胞结合具有随机性(2分)　(4)父本　减数分裂Ⅰ后期 (教师用书独具) 1．模型建构是生物学中重要的研究方法。可用黑色和白色的橡皮泥来构建减数分裂中染色体变化的模型，图中展示了某同学用橡皮泥捏出的染色体的颜色和形态，在模型构建中用长度来区分非同源染色体，不涉及性染色体且不发生互换。下列分析合理的是(　　) A．减数分裂Ⅰ后期，从颜色上看，细胞一极应当均为③，另一极均为④ B．减数分裂Ⅱ后期，从颜色上看，细胞一极应当均为①或均为② C．减数分裂Ⅰ中期，染色体应当是③③配对或④④配对的形式，且配对的两条染色体长度应相同 D．减数分裂Ⅱ中期，③和④形式的染色体可以同时存在，但长短应不同 D　[减数分裂Ⅰ后期，从颜色上看，细胞一极可能③④都有，A不合理；减数分裂Ⅱ后期，从颜色上看，细胞一极可能①②都有，B不合理；减数分裂Ⅰ中期，配对的同源染色体长度相同，但同源染色体应当是③④配对的形式，而不是③③配对或④④配对，C不合理；减数分裂Ⅱ中期，③和④形式的染色体可以同时存在，非同源染色体长短应不同，D合理。] 2．如图为某高等哺乳动物(2n)体内发生的减数分裂和受精作用过程示意图。下列叙述正确的是(　　) A．图中n既可以代表染色体数目，也可以代表染色单体数目 B．经过程①后染色体数加倍，Ⅲ中染色体数是体细胞染色体数的一半 C．过程②发生着丝粒的分裂，过程③中的非同源染色体数会暂时加倍 D．Ⅳ中的同源染色体一条来自父方、一条来自母方，过程④依赖细胞膜的流动性 D　[Ⅰ为卵(或精)原细胞，在DNA复制之前，该细胞中没有染色单体，但在该细胞中标注了2n，不满足题意，A错误；过程①为DNA复制，DNA复制后染色体数不变，B错误；过程②表示减数分裂Ⅰ，减数分裂Ⅰ是同源染色体分离，染色体数目减半，但着丝粒不发生分裂，C错误；Ⅳ为精子和卵细胞结合形成的受精卵，受精卵中的每一对同源染色体均一条来自父方、一条来自母方，精子和卵细胞融合的过程依赖细胞膜的流动性，D正确。] 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $