2.1.2 受精作用课件2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦减数分裂和受精作用核心知识，通过“上节课减数分裂产生配子”的导入，衔接配子结合形成新生命的过程，构建从配子形成到遗传信息传递的完整知识脉络，为学生搭建递进式学习支架。 其亮点在于以探究实践为核心，通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片的实验操作、建立染色体变化模型等活动，培养科学思维和动手能力。结合13三体综合征案例分析，深化生命观念中遗传稳定性与多样性的理解，助力学生将知识转化为解决实际问题的能力，也为教师提供丰富教学资源与互动方法。

第1节 减数分裂和受精作用 二、 受精作用 上节课我们探索了减数分裂如何产生染色体数目减半的配子，那么这些承载着遗传信息的生殖细胞，究竟是如何相互识别、融合并孕育出新生命的呢？今天，我们就来揭开受精作用的神秘面纱，理解这一过程如何为生命的延续奠定基础。 学习目标：阐明受精作用的概念与过程，理解其对于维持生物前后代染色体数目恒定的关键意义。 1.7.2013 同学们好！今天我们继续学习《减数分裂和受精作用》的第二部分——受精作用。上节课我们了解了减数分裂如何产生染色体数目减半的配子，那么这些配子是如何结合，形成新的生命的呢？这就是我们这节课要探索的奥秘。 ‹#› contents 目录 01 02 03 04 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 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 受精作用 1.7.2013 这节课我们将通过几个核心活动来展开学习。首先，我们会一起“走进”实验室，观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片；接着，我们会探讨配子中染色体组合为什么会那么多样；然后，我们会动手建立一个模型，直观感受减数分裂中染色体的变化；最后，我们将重点学习受精作用的过程和它的重要意义。 ‹#› 学习目标 1 动手又动脑：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，掌握实验技能，直观感受分裂过程 模型建构：亲手制作染色体变化模型，将抽象分裂过程具象化 2 了解受精过程：探究精子与卵细胞结合成受精卵的奥秘 4 把握核心意义：理解减数分裂与受精作用共同维持染色体数目的恒定 5 理解多样性：解析配子染色体组合的多样性与性状差异成因 3 学以致用：运用所学知识解释生活中的趣味生物学现象 6 1.7.2013 通过本节课的学习，我们希望大家能够达成以下几个小目标：首先，通过观察装片，学会实验技能，直观感受减数分裂；其次，通过建立模型，把抽象过程具体化；再次，理解配子染色体组合的多样性；然后，了解受精过程；接着，把握减数分裂和受精作用维持遗传稳定的核心意义；最后，能够学以致用，解释相关生物学现象。 ‹#› 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 探究实践 通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 ▲目的要求 ▲实验原理 蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，这些动态变化特征是我们识别减数分裂各个时期的重要依据。 1.7.2013 我们这次实验的目的非常明确，就是通过显微镜观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片，学会识别减数分裂不同阶段的细胞。我们要重点关注细胞里染色体的“长相”、“站的位置”和“数量”，通过这些特征来判断它处于哪个时期。为什么能这样做呢？因为在减数分裂过程中，染色体的形态、位置和数量会不断变化，我们就是通过捕捉这些变化的瞬间，来“读”懂细胞分裂的故事。 ‹#› 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 探究实践 △宜选择染色体数量多还是少的生物的细胞进行观察？为什么？ 宜选择染色体数量少的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越多，越不利于进行染色体的计数和形态观察。 宜选用雄性个体的生殖器官作为实验材料，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。 △宜选用雄性还是雌性个体的生殖器官作为实验材料？ ▲关于选材 1.7.2013 我们来思考两个关于选材的问题。第一，我们应该选择染色体数量多还是少的生物来观察呢？答案是数量少的。因为染色体少，我们才能看得更清楚，数得更准确。第二，我们应该选用雄性还是雌性的生殖器官呢？答案是雄性的。因为雄性一次能产生非常多的精子，这意味着我们在显微镜下能看到更多处于不同分裂阶段的细胞，大大提高了观察到各个时期的概率。 ‹#› 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 探究实践 染色体数目较少，染色体形态较大，便于在显微镜下清晰观察各时期变化。 △为何选择蝗虫精母细胞作为观察材料？ △观察减数分裂为何通常不选雌性个体？ 材料：蝗虫精母细胞减数分裂永久装片 用具：光学显微镜 ▲材料用具 ① 数量差异：雄性一次能产生大量精母细胞，减数分裂持续进行，视野中易找到各时期细胞；雌性产生的卵母细胞数量极少，且不连续分裂。 ② 分裂完整性：雌性排卵时排出的是未成熟的卵母细胞，其减数分裂Ⅱ需在受精后才完成，因此在卵巢切片中无法观察到减数分裂的完整过程。 1.7.2013 我们再深入探讨一下，为什么观察减数分裂通常不选雌性个体呢？除了卵细胞数量少，还有一个重要原因：雌性排出的卵子还没完全成熟，我们在卵巢里看不到完整的减数分裂全过程。我们这次实验需要用到的材料很简单：蝗虫精母细胞减数分裂装片和显微镜。总结一下，选蝗虫精母细胞作为材料，主要是因为它的染色体数目少、形态大，非常容易观察。 ‹#› 探究实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 ▲方法步骤 低倍镜下观察 将装片放置在低倍镜下，扫视并识别处于减数分裂不同阶段的细胞，重点区分初级精母细胞、次级精母细胞与精细胞的形态差异。 高倍镜下观察 在低倍镜下锁定减数分裂Ⅰ和Ⅱ的目标细胞后，转换高倍镜对焦。仔细观察并对比各时期染色体的形态特征、配对方式、排列位置及数量变化规律。 绘图 依据观察到的真实图像，手绘减数分裂关键时期的细胞简图，清晰勾勒染色体的形态与行为特征，标注细胞类型与分裂时期。 1.7.2013 接下来，我们看看具体的操作步骤。第一步，用低倍镜扫视整个装片，找到正在进行减数分裂的细胞群体。第二步，在低倍镜下找到目标后，换用高倍镜进行细致观察，仔细看染色体的变化。第三步，观察之后，把看到的典型时期的细胞画下来，这能帮助我们更好地记忆和理解这个动态过程。 ‹#› ▲实验现象 减数分裂I末期 减数分裂II末期 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 探究实践 减数分裂I前期 减数分裂I中期 减数分裂I后期 减数分裂II前期 减数分裂II中期 减数分裂II后期 1.7.2013 同学们请看大屏幕，这里展示的就是我们在显微镜下可能看到的减数分裂各个时期的典型图像。从减数分裂I前期的同源染色体联会，到中期整齐排列在赤道板两侧，再到后期同源染色体分离；然后是减数分裂II中期着丝粒排列在赤道板上，后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。大家可以对照这些图片，在自己的装片中寻找对应的细胞。 ‹#› 探究实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 01 实验核心目的 通过显微镜观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片，识别减数分裂不同时期的染色体形态、位置和数目变化，直观理解减数分裂的动态过程，加深对配子形成机制的认知。 02 材料与用具准备 主要材料：永久装片（蝗虫精母细胞减数分裂切片）。 实验用具：光学显微镜（含低倍镜、高倍镜）、擦镜纸、镊子（辅助调焦）。蝗虫因繁殖周期短、精母细胞分裂旺盛，是观察减数分裂的经典材料。 03 显微镜观察步骤 ① 低倍镜：找到减数分裂的细胞群（染色体呈深色）； ② 高倍镜：移至视野中央，换高倍镜观察染色体细节； ③ 辨析：对比识别减Ⅰ（联会、四分体）与减Ⅱ（无同源染色体）的时期。 04 关键时期辨别 减Ⅰ前期：同源染色体联会，形成四分体，可观察交叉互换； 减Ⅰ中期：同源染色体成对排列在赤道板两侧； 减Ⅱ后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，染色体加倍。 💡 实验小贴士：装片中可能同时存在有丝分裂和减数分裂的细胞，需仔细对比染色体行为。若一时找不到目标分裂期，可移动装片耐心寻找，注意区分雌雄生殖细胞的分裂差异。 1.7.2013 同学们，这节课我们进入到探究实践环节，主题是观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片。 大家看PPT上的内容，我们首先要明确实验的目的，不仅仅是看细胞，更要识别不同时期的染色体变化。蝗虫是非常好的实验材料，因为它的精母细胞分裂很旺盛，容易观察到各个时期。 在操作上，记得遵循显微镜的使用规则，先低倍后高倍。重点要关注减数第一次分裂和第二次分裂的区别，比如有没有同源染色体，染色体的排列方式是怎样的。 接下来，请大家分组，开始动手观察吧。 ‹#› 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 深化探究 1.观察蝗虫精原细胞的减数分裂装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像？ 蝗虫精巢中的精原细胞（染色体数为2n）会同时进行有丝分裂和减数分裂，因此视野中可观察到染色体数目为n（减数分裂Ⅱ的前期、中期）、2n（减数分裂Ⅰ各时期、减数分裂Ⅱ后期及有丝分裂间期/前期/中期）、4n（有丝分裂后期）等不同染色体数目的细胞分裂图像。 2.当视野聚焦在一个细胞时，如何判断它处于减数分裂的哪个时期？ 依据染色体的形态、位置和数目特征判断：减数分裂Ⅰ会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体排列在赤道板两侧、同源染色体分离等特有现象；减数分裂Ⅱ无同源染色体，中期着丝粒排列在赤道板上，后期着丝粒分裂、染色体暂时加倍。此外，蝗虫精母细胞减数分裂进程中，处于减数分裂Ⅰ的细胞数量通常远多于减数分裂Ⅱ的细胞，也可作为辅助判断依据。 1.7.2013 我们来深入探究两个问题。第一，为什么能看到几种不同染色体数目的细胞？因为精巢里的细胞既进行有丝分裂，也进行减数分裂，所以能看到n、2n、甚至4n的细胞。第二，怎么判断一个细胞处于减数分裂的哪个时期？关键看染色体的形态、位置和数目。减数分裂I有联会、四分体等独特现象，而减数分裂II中期着丝粒排列在赤道板上，后期着丝粒分裂。 ‹#› 减数分裂Ⅰ与Ⅱ的时期特征对比 深化探究 3.减数分裂I与减数分裂II相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？ 减数分裂I中期 减数分裂Ⅱ中期 减数分裂I末期 减数分裂Ⅱ末期 中期差异：减Ⅰ时同源染色体成对排列在赤道板两侧；减Ⅱ时染色体着丝粒整齐排列在赤道板上，无同源染色体配对。 末期差异：减Ⅰ末期细胞两极各有一套非同源染色体，数目为体细胞的一半，且每条染色体仍含姐妹染色单体；减Ⅱ末期细胞两极的染色体不含染色单体，染色体数目暂时加倍后再均分，最终子细胞染色体数为体细胞的一半。 1.7.2013 我们再来对比一下减数分裂I和II的中期和末期。中期的区别在于：减数分裂I是同源染色体成对排列在赤道板两侧，而减数分裂II是单个染色体的着丝粒排列在赤道板上。末期的区别在于：减数分裂I末期的染色体还带着姐妹染色单体，而减数分裂II末期的染色体则没有。 ‹#› 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 深化探究 04. 逻辑前提探究：通过比较同一时刻同一种生物不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化。这一做法能够成立的核心逻辑前提是什么？ 结论与分析：同一生物的所有体细胞，所含的遗传物质（核基因）完全相同，且细胞增殖的分裂机制与规律保持一致。由于同一时刻，不同精母细胞可能“冻结”在减数分裂的不同阶段，因此我们可以通过观察多个处于不同时期的精母细胞，将这些离散的“瞬间快照”按照分裂的时间顺序串联起来，从而推测并还原出一个精母细胞在减数分裂过程中染色体形态、数目变化的连续动态过程。 1.7.2013 第四个问题，我们为什么能通过观察很多不同的细胞，来推测一个细胞的完整分裂过程呢？这个逻辑前提非常重要，就是：同一生物的所有细胞，所含的遗传物质是相同的，细胞分裂的规律也是一样的。虽然我们看到的是不同细胞“冻结”在不同阶段，但它们都遵循着同一个剧本，所以我们可以把这些“快照”串联起来，还原出完整的过程。 ‹#› 深化探究 临时装片制作关键环节解析 ▲ 掌握核心步骤，提升装片制作成功率 ① 解离前的关键预处理 ——低渗处理 作用机制：利用渗透作用使细胞吸水膨胀，让染色体充分铺展，同时使核仁物质散开，确保所有染色体形态能在同一平面清晰呈现，为后续观察奠定基础。 ② 制片的核心操作流程： 解离固定：杀死细胞并去除细胞间粘连，使细胞分散；漂洗：洗去解离液，防止其干扰后续染色效果；染色：用醋酸洋红液或龙胆紫溶液等碱性染料对染色体着色，最后制片压片，即可镜检。 1.7.2013 如果我们要自己制作临时装片，有几个环节需要特别注意。首先是低渗处理，目的是让细胞膨胀，使染色体舒展开，方便观察。然后是解离、漂洗和染色。解离是为了杀死细胞并让它们分开，漂洗是为了洗去解离液，避免影响染色，最后用碱性染料给染色体染色，这样我们才能看得更清楚。 ‹#› 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。 × 正误判断 √ √ 1.7.2013 我们来快速判断一下这几个说法的对错。第一题，选卵巢比睾丸更适宜，错啦！因为睾丸能产生大量精子，更容易观察。第二题，减数分裂I前期能观察到联会现象，对的！这是典型特征。第三题，睾丸中能观察到4n的细胞，对的！因为精原细胞也会进行有丝分裂，后期染色体数目会加倍到4n。 ‹#› 典例分析 [典例1]某雄性动物体细胞染色体数目为2N＝20，对其某组织切片观察发现：有的细胞染色体数为40，有的为20，有的为10。该组织切片最可能取自（ ） A.卵巢 B.睾丸 C.肝脏 D.大脑 B 解析： 染色体数为40（有丝分裂后期着丝粒分裂）、20（体细胞/减数分裂前的细胞）、10（减数分裂完成后的配子），说明该器官的细胞既进行有丝分裂又进行减数分裂。雄性动物的性腺为睾丸，卵巢是雌性性腺，肝脏和大脑细胞不进行减数分裂。因此该组织切片最可能取自睾丸，答案选B。 1.7.2013 来看一道例题。题目说，一个雄性动物的组织切片里，能看到染色体数目为40、20和10的细胞。40是有丝分裂后期，20是体细胞正常数目，10是减数分裂后的数目。一个器官里既有有丝分裂又有减数分裂，那它一定是性腺。题目说是雄性动物，所以答案就是B，睾丸。 ‹#› 受精作用 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。 有丝分裂 受精卵（2n） 卵细胞（n） 精子（n） （雌） 减数分裂 （雄） 减数分裂 受精作用 高等动物（2n） ◆意义: 1.7.2013 现在我们来学习受精作用。它最重要的意义之一，就是保证了每种生物前后代染色体数目的恒定。大家看这个循环图：高等动物通过减数分裂产生染色体数目减半的精子和卵细胞，然后通过受精作用结合，染色体数目又恢复正常。这样一代一代传下去，物种的染色体数目始终保持稳定，维持了生物遗传的稳定性。 ‹#› 受精作用 提高后代的变异力、多样性，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。 ◆意义: 减数分裂 受精作用 非同源染色 体自由组合 同源染色体中非姐妹染色单体间互换 配子染色体组合具有多样性 同一双亲的后代呈现多样性 卵细胞和精子结合的随机性 1.7.2013 受精作用还有另一个重要意义：增加后代的多样性。这是怎么实现的呢？首先，在减数分裂过程中，染色体的自由组合和交换，使得配子的染色体组合多种多样。其次，在受精时，哪个精子和哪个卵细胞结合是完全随机的。正是这两个过程的结合，导致了同一双亲的后代会呈现出丰富的多样性，有利于生物适应环境和进化。 ‹#› 正误判断 7.受精作用的实质是精子和卵细胞核互相融合（ ） 8.受精卵细胞核中的染色体一半来自父方，一半来自母方（ ） 9.一个卵细胞一般只能与一个精子结合，形成受精卵（ ） √ √ √ 1.7.2013 我们再来判断几个关于受精作用的说法。第七题，受精作用的实质是精卵细胞核融合，对的！第八题，受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方，完全正确！第九题，一个卵细胞一般只能与一个精子结合，是的。一旦有一个精子进入，卵细胞就会阻止其他精子再进入，保证遗传物质的稳定。 ‹#› 典例分析 [典例3] 如图是某生物（体细胞的染色体数目＝2n）的受精作用示意图。精细胞、卵细胞和受精卵中的染色体数目分别为（ ） A. 2n、2n和2n B. 2n、2n和n C. n、n和2n D. n、n和n C 解析： 精子和卵细胞均由减数分裂形成，染色体数目为体细胞的一半，即n；受精卵是精子与卵细胞融合而成，染色体数目恢复为体细胞数，即n＋n＝2n。因此精细胞、卵细胞、受精卵的染色体数依次为n、n、2n，答案选C。 1.7.2013 来看这道例题。题目问精细胞、卵细胞和受精卵的染色体数目分别是多少。精子和卵细胞都是减数分裂产生的，染色体数目是体细胞的一半，也就是n。受精卵是精子和卵细胞结合形成的，所以染色体数目是n + n = 2n。因此，正确答案是C。 ‹#› 与生活的联系 病症特征：正常人的体细胞中有23对染色体，而13三体综合征患者的13号染色体多了一条（共3条）。患者通常表现为头小、先天性心脏病、智力发育迟缓等症状。 分析13三体综合征产生的原因 01 减数分裂Ⅰ异常：同源染色体未分离 02 减数分裂Ⅱ异常：姐妹染色单体未分离 思考探究：尝试利用“减数分裂染色体变化模型”，从精子或卵细胞的形成角度，分析该病产生的具体机制（仅聚焦13号染色体的行为变化）。 1.7.2013 我们学到的知识可以解释很多遗传现象。比如“13三体综合征”，患者的13号染色体有3条。这种病是怎么产生的呢？问题可能出在精子或卵细胞形成的过程中。一种情况是，在减数分裂I时，两条13号染色体没有正常分离，一起进入了同一个配子。另一种情况是，在减数分裂II时，13号染色体的姐妹染色单体没有正常分离。这两种情况都会导致配子多一条13号染色体，与正常配子结合后，受精卵就会有3条，从而导致疾病。 ‹#› 与生活的联系 分析13三体综合征产生的原因 正常人的体细胞含23对染色体。13三体综合征患者，会出现头小、先天性心脏病、智力远低于常人等症状。经染色体检查发现，其13号染色体并非正常的1对，而是异常的3条。 思考：患有“13三体综合征”的患者，能否正常生育后代？ ◆ 结论：不能正常生殖，根源是“联会紊乱” 患者细胞内有3条13号染色体，在减数分裂形成配子时，这3条染色体无法正常两两配对，发生“联会紊乱”。这会导致染色体不能平均分配到配子中，产生的配子几乎都携带异常数量的染色体，因此无法形成正常的受精卵，难以生育健康后代。 1.7.2013 那么，患有“13三体综合征”的患者能不能正常生殖呢？答案是不能。因为患者的细胞中有3条13号染色体，在进行减数分裂时，这3条染色体无法正常配对，也就是联会紊乱，导致染色体不能平均分配到配子中。这样产生的配子几乎都是不正常的，所以患者很难产生正常的后代。 ‹#› 学习小结 受精作用 减数分裂 01. 观察蝗虫精母细胞 减数分裂装片 02. 建立染色体变化模型 模拟减数分裂动态过程 过程：精卵识别与融合 意义：稳定与多样性 核心逻辑：减数分裂实现染色体数目减半，受精作用恢复染色体数目恒定，二者共同维持了物种遗传特性的稳定，并通过配子的随机结合增加了后代的遗传多样性。 1.7.2013 好了，我们来总结一下今天这节课的主要内容。关于减数分裂，我们通过观察装片和建立模型，深入理解了它的过程。关于受精作用，我们学习了它的过程和两大意义——维持遗传稳定性和增加后代多样性。希望大家能把这些知识点牢牢记住。 ‹#› 习题巩固 1. 图中①～⑤是显微镜下拍到的水稻花粉母细胞(2n＝24)减数分裂不同时期图像，叙述不正确的是( ) A．分裂顺序为①→③→②→⑤→④，符合减数分裂的染色体行为变化规律 B．图①为间期，DNA因复制而加倍，但染色体数目并未加倍（着丝粒未分裂） C．图②（减Ⅰ后期）和③（减Ⅰ前期）细胞中均含有同源染色体，未发生完全分离 D．图⑤（减Ⅱ后期）着丝粒分裂，染色体暂时加倍，数目与体细胞及减Ⅰ时期一致 B 解析： 根据染色体行为判断时期：①为减Ⅰ前的间期，②为减Ⅰ后期，③为减Ⅰ前期，④为减Ⅱ末期，⑤为减Ⅱ后期，故分裂顺序为①→③→②→⑤→④（A正确）。间期DNA复制加倍，但染色体数因着丝粒未分裂而不变（B错误）。减Ⅰ全过程细胞均有同源染色体（C正确）。减Ⅱ后期着丝粒分裂，染色体暂时加倍至体细胞数，与减Ⅰ时期细胞染色体数相同（D正确）。 1.7.2013 我们来做一道练习题。这道题给出了水稻花粉母细胞减数分裂的几个时期图像。我们来分析一下，A选项的分裂顺序是对的。B选项说图①细胞内DNA和染色体数目均加倍，这是错误的，因为间期DNA复制，数目加倍，但染色体数目不变。C和D选项都是正确的。所以答案是B。 ‹#› 2.下列有关受精作用的叙述中，错误的是（ ） A.受精卵中全部染色体来自父母双方且各占一半 B.受精时，精子和卵细胞双方的细胞核可相互融合 C.受精卵中的染色体数与本物种体细胞染色体数相同 D.受精时，精子和卵细胞的识别是通过细胞膜流动性完成的 习题巩固 解析：受精时，精子和卵细胞的识别依赖于细胞膜表面的糖蛋白进行信息交流，而非通过细胞膜的流动性完成；细胞膜的流动性是受精时细胞融合过程的结构基础，故D项错误。 解析： D 1.7.2013 再来看第二道题。这道题问哪个关于受精作用的叙述是错误的。A、B、C三个选项都是正确的。D选项说，精子和卵细胞的识别是通过细胞膜的流动性完成的，这是错误的。细胞之间的识别，主要是依靠细胞膜上的糖蛋白，它们就像彼此的“身份证”。所以，这道题的答案是D。 ‹#› 谢谢观看 课后请复习本节课重点知识，完成配套练习巩固学习成果 下课！ 1.7.2013 今天的课就到这里，同学们课后要好好复习，完成相关的练习。下课！ ‹#› $