第2章 第1节 第2课时 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、受精作用(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版 多选版）

第2课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、受精作用 1.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，培养科学探究能力。 2.建立减数分裂中染色体变化的模型，理解减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。 3.举例说明受精作用的过程，阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。 知识点一　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.实验原理 根据细胞中的染色体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的变化， 识别减数分裂的各个时期。 2.实验流程 3.观察现象 （1）在减数分裂Ⅰ中期，可以看到　　　　　有序地排列在赤道板两侧（不是着丝粒排列在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方）。 （2）在减数分裂Ⅱ过程中，　　　　将会排列在赤道板上，次级精母细胞（减数分裂Ⅱ后期和末期除外）中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的　　　　，且次级精母细胞中没有　　　　　　　。 【微思考】　观察视野中只能找到进行减数分裂的细胞吗？ 　（1）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。（　　） （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。（　　） 探究｜观察蝗虫精母细胞减数分裂装片要点分析 阅读教材P24“探究·实践”，分析回答下列有关问题。 1.观察减数分裂实验时不宜选择雌性个体，为什么？ 2.如何辨别减数分裂Ⅱ与有丝分裂的分裂图像？ 实验操作要点提醒 （1）判断各细胞所处时期的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。 （2）观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时，能看到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像，这是因为蝗虫精巢中的精原细胞（染色体数为2n）既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂。 （3）制作装片时，细胞已经死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。可通过比较同一时刻不同细胞的染色体的特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。 1.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.选取蝗虫作实验材料，是因为蝗虫染色体数目相对较少，染色体较大，易于观察 B.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 C.用显微镜观察到蝗虫减数分裂Ⅰ中期与减数分裂Ⅱ中期染色体数目及排列在赤道板的方式均不同 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 2.（教材P24“探究·实践”图改编）某班级同学开展了“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”的实验，拍摄了如下四幅照片。 下列对实验结果的分析不合理的是（　　） A.通过识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，可判断细胞所处的时期 B.图1每对同源染色体变小变粗并两两配对，图1细胞处于减数分裂Ⅰ前期 C.图2细胞染色体数目为体细胞的一半、着丝粒排列在赤道板上，为减数分裂Ⅱ中期 D.图3细胞的染色体没有姐妹染色单体，图4细胞的染色体有姐妹染色单体 知识点二　配子中染色体组合的多样性 1.配子中染色体组合的多样性 （1）两个重要原因 （2）意义：导致了不同配子　　　　　　的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，使同一双亲的后代必然呈现　　　　。 2.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 模拟减数分裂中四分体时期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 　（1）减数分裂中染色体变化的模型属于物理模型。（　　） （2）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。（　　） （3）配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。（　　） （4）减数分裂Ⅱ后期非同源染色体的自由组合是产生配子多样性的原因之一。（　　） 探究｜分析配子的多样性 图中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最终产生的精子有几种类型？情况2最终产生的精子有几种类型？若将精原细胞换为卵原细胞，则两种情况下最终产生的卵细胞有几种类型？ （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有多少种？ （3）含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么？ （4）考虑四分体的互换，分析含两对同源染色体的1个精原细胞和卵原细胞，减数分裂最多产生几种精子和卵细胞？ 1.产生配子多样性的原因 （1）减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换 （2）减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间发生自由组合 2.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互换） 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 注意：分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。 1.某只含有两对同源染色体（A与a、B与b）的豚鼠，其卵巢中一个卵原细胞经减数分裂后产生四个子细胞，已知卵细胞的基因型为aB，那么另外三个极体的基因型是（　　） A.AB、Ab、ab B.aB、Ab、Ab C.Ab、aB、aB D.Ab、Ab、Ab 2.（2024·山东济南期末）图1所示为含两对同源染色体的某动物的初级精母细胞，其减数分裂过程中，同源染色体发生互换形成了如图2所示的四个精细胞，则来自同一个次级精母细胞的是（　　） A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 规律方法 根据染色体组成判断配子来源的方法 知识点三　受精作用 1.概念：卵细胞和精子相互　　　　、融合成为　　　　的过程。 2.过程 图示 说明 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 卵细胞的　　　　发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入 精子的　　　　与卵细胞的　　　融合，使彼此的染色体会合在一起 结合教材P27“图2－7受精过程开始的扫描电镜照片”， 从细胞膜的成分分析，精子与卵细胞相互识别的物质基础是　　　　　　　　　　　　。精子与卵细胞融合的过程与生物膜的　　　　有关。 3.结果 （1）受精卵中的染色体数目又恢复到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中的数目，保证了物种染色体数目的稳定。 （2）受精卵中的染色体一半来自　　　　（父方），另一半来自　　　　（母方）。 4.受精作用的意义 （1）稳定性：受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的恒定具有重要意义。 （2）多样性：减数分裂形成的配子，其染色体组合具有　　　　　，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中精卵结合的　　　　，同一双亲的后代必然呈现　　　　。这种多样性有利于生物在自然选择中进化。 （1）一个卵细胞一般只能与一个精子结合，形成受精卵。（　　） （2）受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核互相融合。（　　） （3）受精时精子全部进入卵细胞内。（　　） （4）受精时，不同类型的雌雄配子随机结合就是自由组合，造成有性生殖后代的多样性。（　　） 探究｜受精过程分析 生物体的有性生殖过程如图所示，请分析并回答问题： （1）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。 （2）为什么只有一个精子和卵细胞结合？ （3）题图是细胞减数分裂与受精作用过程中的核DNA含量变化曲线，请分析回答下列问题： ①图中表示减数分裂过程的是　　　　段，表示受精作用的是　　　　 段。 ②DE段的含义是什么？ 1.下列对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述正确的是（　　） A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质 B.受精作用的实质为精子与卵细胞相互识别后精子细胞核与卵细胞细胞核相互融合 C.受精卵中的线粒体大部分来自精子的尾部 D.雌、雄配子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等 2.进行有性生殖的真核生物在亲代和子代之间能保持染色体数目的恒定，是因为进行了（　　） A.有丝分裂和受精作用 B.减数分裂和受精作用 C.减数分裂和有丝分裂 D.染色体的复制和平均分配 1.（2024·东北师大附中高一期中）下列有关减数分裂与受精作用的叙述，错误的是（　　） A.受精作用过程依赖于细胞膜的流动性 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 2.（2024·安徽淮北高一期中）某动物卵原细胞中染色体组成情况如图所示，该卵原细胞经减数分裂产生三个极体和一个卵细胞，其中一个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是（　　） A.2、4 B.1、3 C.1、3或2、4 D.1、4或2、3 3.（教材P28“拓展应用1”改编）“13三体综合征”患者的第13号染色体比正常人多一条，这可能与亲本减数分裂异常有关。下列减数分裂染色体变化的模型中，一定不能解释该病成因的是（　　） 4.（2024·江西临川高一期中）在“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动中，某同学利用相关材料制作并模拟了某生物细胞（2n＝4）的减数分裂过程。以下操作和分析不正确的是（　　） A.用两种颜色的橡皮泥分别制作2条颜色、形态、大小相同的染色体 B.模拟过程中被纺锤体拉向两极的染色体可能含有染色单体 C.模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同极的染色体颜色不一定要相同 D.模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞两极的橡皮泥条数要相同 5.（2024·江苏淮安高一期中）图中编号a～g的图像是显微镜下某植物（2n＝24）减数分裂不同时期的细胞图像。 （1）将上述全部细胞图像按减数分裂的时序进行排序，则最合理的顺序为：　　　　　　　　　　　　（用箭头和图中字母表示）。 （2）上述细胞分裂图像中，具有同源染色体的细胞有　　　　（填图中英文字母）。 （3）图g细胞中有　　　条姐妹染色单体。 （4）在图d的细胞中，同源染色体发生　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 现象。 提示：完成课后作业　第2章　第1节　第2课时 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、受精作用 知识点一 1.形态、位置和数目 2.初级精母　次级精母　形态、位置和数目 3.（1）同源染色体　（2）着丝粒　一半　同源染色体 微思考　提示：也可观察到部分进行有丝分裂的细胞。 概念辨析 （1）×　提示：制作装片时，细胞已经死亡，故不能观察到某一细胞减数分裂的连续过程。 （2）√　（3）√ 知识点二 1.（1）非姐妹染色单体　自由组合 （2）遗传物质　多样性 概念辨析 （1）√　（2）√ （3）×　提示：还与四分体时期非姐妹染色单体之间的互换有关。 （4）×　提示：非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期。 知识点三 1.识别　受精卵 2.细胞膜　细胞核　细胞核 教材挖掘 细胞膜表面的糖蛋白　流动性 3.（1）体细胞　（2）精子　卵细胞 4.（1）染色体数目　（2）多样性　随机性　多样性 概念辨析 （1）√　（2）√ （3）×　提示：受精时精子的头部进入卵细胞内，尾部留在外面。 （4）×　提示：自由组合发生在减数分裂形成配子的过程中，受精时不会发生自由组合。 第2课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、受精作用 知识点一 重难探究 1.提示：因为雌性个体产生的雌配子数量远远少于雄性个体产生的雄配子数量，而且在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞。 2.提示：以细胞中是否含有同源染色体作为辨别的主要依据。进行减数分裂Ⅱ的细胞没有同源染色体，进行有丝分裂的细胞有同源染色体。 即学即练 1.B　实验过程中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不同时期的动态过程，B错误；蝗虫减数分裂Ⅱ中期染色体数较减数分裂Ⅰ中期减半，且排列方式不太相同，减数分裂Ⅰ中期，同源染色体两两配对整齐地排列在赤道板两侧，而减数分裂Ⅱ中期，每一条染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，C正确；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.B　减数分裂过程中，各时期染色体数目和形态不尽相同，通过识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，可判断细胞所处的时期，A正确；图1染色体复制，但还未联会，还能大致看到细胞核，处于减数分裂Ⅰ前的间期，B错误；图2着丝粒整齐排列在赤道板上，处于减数分裂Ⅱ中期，此时染色体数目是体细胞的一半，C正确；图3着丝粒分裂，没有姐妹染色单体，图4同源染色体分开，处于减数分裂Ⅰ后期，此时有姐妹染色单体，D正确。 知识点二 重难探究 （1）提示：情况1最终产生的精子有2种类型：AB、ab。情况2最终产生的精子有2种类型：Ab、aB。一个卵原细胞经减数分裂只能产生一个卵细胞，故两种情况下最终产生的卵细胞均各有一种。 （2）提示：2n种。 （3）提示：可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体间的互换。 （4）提示：①1个精原细胞减数分裂和变形后产生4个精子，在不发生互换的情况下，4个精子两两相同，即有2种类型；若四分体时期发生互换，则4个精子各不相同，即有4种类型。②无论是否发生互换，1个卵原细胞经减数分裂后，只能产生1个卵细胞，即有1种类型。 即学即练 1.B　基因型为AaBb的一个卵原细胞经减数分裂后产生四个子细胞，卵细胞的基因型为aB，则次级卵母细胞的基因型为aaBB，第一极体的基因型为AAbb，因此另外三个极体的基因型为aB、Ab、Ab，B正确。 2.B　减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离；减数分裂Ⅱ的特点是次级精母细胞内由同一着丝粒相连的两条姐妹染色单体分离，分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同，B正确。 知识点三 重难探究 （1）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母方。 （2）提示：在受精时，一个精子进入卵细胞中后，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，从而阻止其他精子进入。 （3）①提示：AB　CD ②提示：受精卵的有丝分裂。 即学即练 1.B　卵细胞形成过程中细胞质的分配是不均等的，卵细胞中细胞质远多于初级卵母细胞细胞质的1/4，A错误；受精作用的实质是精子细胞核与卵细胞细胞核相互融合，B正确；受精卵中的线粒体大部分来自卵细胞，C错误；雌、雄配子结合的机会均等是指遗传物质不同的雌、雄配子结合的机会均等，不是因为雌配子和雄配子的数量相等，事实上高等动物的雄配子数量远多于雌配子数量，D错误。 2.B　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，而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目。因此对于进行有性生殖的生物体来说，减数分裂和受精作用利于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于遗传和变异都很重要，B正确，A、C、D错误。 【随堂热练】 1.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，依赖细胞膜的流动性实现，A、C正确；同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞，一般染色体数量相同，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.C　题图卵原细胞经减数分裂产生的一个极体的染色体组成是1、3，则有两种情况：若该极体是由次级卵母细胞分裂形成的，则与它同时产生的卵细胞的染色体组成也为1、3；若该极体是由（第一）极体分裂形成的，则次级卵母细胞的染色体组成为2、4，产生的卵细胞的染色体组成为2、4，C正确。 3.D　“13三体综合征”患者体内多了一条13号染色体，可能是参与受精的精子或卵细胞中含两条13号染色体所致。A项细胞中有同源染色体，且细胞质均等分裂，表示处于减数分裂Ⅰ后期的初级精母细胞，细胞中有一对同源染色体没有分离，移向了细胞的同一极，经分裂后最终能形成两个含两条13号染色体的精子，A不符合题意。B项细胞可以表示处于减数分裂Ⅱ后期的次级精母细胞，细胞中有一条染色体的着丝粒分裂后形成的两条子染色体移向了细胞的同一极，经分裂后最终可能形成一个含两条13号染色体的精子，B不符合题意。C项细胞中含同源染色体，且细胞质不均等分裂，表示处于减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞，细胞中有一对同源染色体没有分离，移向了细胞的同一极，经分裂后最终能形成含两条13号染色体的卵细胞，C不符合题意。D项细胞表示处于减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞，细胞中有一条染色体的着丝粒分裂后形成的两条子染色体移向了细胞的同一极，细胞分裂结束后形成的（第二）极体含两条13号染色体，卵细胞不含13号染色体，因此该细胞模型不能用于解释该病成因，D符合题意。 4.A　用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色分别制作大小、形态不同的两条染色体，但一种颜色的两条染色体分别与另一种颜色的两条染色体大小、形态相同（X、Y染色体除外，X、Y染色体的颜色不同，大小也不同），A错误；模拟过程中被拉向两极的染色体可能含有染色单体，如减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，B正确；模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同极的染色体颜色可以相同，也可以不同，模拟非同源染色体自由组合，C正确；模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，表示两极染色体数目相同，D正确。 5.（1）a→d→b→g→c→e→f　（2）a、b、d、g　（3）48　（4）联会 解析：（1）图中a细胞处于减数分裂前的间期；b细胞处于减数分裂Ⅰ中期；c细胞处于减数分裂Ⅰ末期；d细胞处于减数分裂Ⅰ前期；e细胞处于减数分裂Ⅱ后期；f细胞处于减数分裂Ⅱ末期；g细胞处于减数分裂Ⅰ后期，因此，将题述全部细胞图像按减数分裂的时序进行排序，则最合理的顺序为：a→d→b→g→c→e→f。（2）同源染色体在减数分裂Ⅰ后期分离，因此减数分裂Ⅱ过程中的细胞不含同源染色体，即题述细胞分裂图像中，具有同源染色体的细胞有a、b、d、g。（3）图g细胞处于减数分裂Ⅰ后期，该细胞中有24条染色体，每条染色体含有2条姐妹染色单体，共48条姐妹染色单体。（4）图d细胞处于减数分裂Ⅰ前期，同源染色体发生联会现象。 学科网（北京）股份有限公司 $