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第2章　基因和染色体的关系
第1节 第3课时
人教版高中生物 必修2
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以及受精作用
1
模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义(难点)。
2
举例说明受精作用的过程(重点)。
3
阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义(重点)。
复习导入
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目标一
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1. 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
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。
1．目的要求
2．材料用具
蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。
少
多
雄性
多于
在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束，减数分裂Ⅰ在卵巢，减数分裂Ⅱ在输卵管。
活动1
实验材料的选择和结果分析
1．选材
(1)适合选择染色体数量______(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越_____，越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2)宜选用______(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______雌性个体产生的雌配子的数量。
1. 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
3.实验步骤
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
低倍镜观察
先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ中期、后期和减数分裂Ⅱ中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
高倍镜观察
根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图
绘 图
1. 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片（放大640倍）
2．怎么能够通过静态的照片推测出细胞分裂全过程？
黑麦减数分裂的显微图像
分同源
分姐妹
同一时刻，生物体内不同的细胞可能处于不同的时期，通过相互对照和排序，来推测减数分裂的全过程。
活动1
实验材料的选择和结果分析
1.(2022·四川宜宾高一期中)下列有关观察蝗虫精母细胞减数分裂装片的实验的叙述，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
√
解析　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，同源染色体两两相互配对整齐地排布在赤道板两侧，而减数分裂Ⅱ中期，每一条染色体的着丝粒整齐地排布在赤道板上，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.(2022·江苏新沂市东华高级中学高一期中)如图为水稻(2n＝24)减数分裂过程中不同时期的细胞图像，下列有关叙述正确的是
A.选取不同发育程度的幼嫩花药制片，利于观察到不同时期的图像
B.图①②细胞中含有同源染色体，都具有12个四分体
C.图③所示细胞发生姐妹染色单体分离
D.图④的每个细胞中染色体和核DNA数目均为图①细胞的一半
√
解析　图①②细胞中含有同源染色体，图②细胞表示减数分裂Ⅰ后期，没有四分体存在，B错误；
图③细胞处于减数分裂Ⅱ中期，它的下一个时期发生姐妹染色单体分离，C错误；
图④的每个细胞中染色体数目和图①细胞相同，核DNA数目为图①细胞的一半，D错误。
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目标一
配子中染色体组合的多样性
2.1 准备
需要模拟的对象：细胞、染色体
不同颜色、长短的纸条（橡皮泥、扭扭棍等）
白色或浅色的纸张
2.1 准备
用两种颜色的扭扭棒分别制作两条大小不同的染色体。两条长的染色体为一对同源染色体，两条短的染色体为另一对同源染色体，两种颜色分别代表来自父方和母方。
1
如何选择材料表示同源染色体和非同源染色体？
2.1 准备
2
如何表示姐妹染色单体？
2.2 模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
把做好的染色体放在画好的细胞内，让长度相同、颜色不同的两条染色体配对，使着丝粒靠近。
缩短变粗形成染色体
减数分裂Ⅰ前期
将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。双手分别抓住并移动染色体的着丝粒，使两种颜色的染色体分离，分别移向细胞的两极。
2.2 模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
四个配子
两两相同
2.3 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
模拟细胞中只有一对同源染色体的情况
1
共能产生四种配子
2.3 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
模拟细胞中有两对同源染色体的情况
2
1.分析非同源染色体之间自由组合对配子类型的影响
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，分析回答：
（1）据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的动物，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有_____种组合结果，因此会形成_____种次级精(卵)母细胞，从而形成_____种配子。
四
四
四
活动2
分析配子的多样性
（2）据此推断：含有3对同源染色体的生物体可产生的配子类型为____种。
23种
8
活动2
分析配子的多样性
2.3 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
每对染色体的分离是独立事件
计算配子中染色体组合：
24种
用乘法原则
×
＝
2种
2种
2种
2种
×
×
2n种
（3）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 可能产生配子的种类 实际产生配子的种类
1个精原细胞
1个雄性个体 2n 种
1个卵原细胞 2n 种
1个雌性个体 2n 种
2n 种
2 种
2n 种
1 种
2n 种
活动2
分析配子的多样性
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”
2.分析染色体互换对配子类型的影响
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，请据图分析可能的原因是__________________________________________________
同源染色体中非姐妹染色单体间发生了互换。
活动2
分析配子的多样性
3.下列关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的说法错误的是
A.仔细观察染色体的形态、位置和数目时需用高倍镜
B.在处于减数分裂Ⅰ中期的细胞中能观察到赤道板结构
C.视野中能观察到的同源染色体分开的细胞处于减数分裂Ⅰ后期
D.视野中能观察到的同源染色体联会的细胞处于减数分裂Ⅰ时期
√
解析　赤道板不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到，B错误；
减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分开，分别移向细胞两极，C正确。
4.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，图乙中与甲细胞来自同一个精原细胞的有
A.①② B.①④ C.①③ D.②④
√
解析　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①、③与甲细胞来自同一个精原细胞。
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目标一
受精作用
3.1 受精作用的概念
输卵管
概念：精子和卵细胞相互识别、
融合成为受精卵的过程。
3.2 受精作用的过程
3.3 受精作用的结果
受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）；而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。
3.4 受精作用的意义
交叉互换（前期Ⅰ）
非同源染色体自由组合（后期Ⅰ）
配子（精子、卵细胞）的多样性
雌（卵细胞）、雄配子（精子）的结合的随机性
提高后代的变异力；多样性，进而推动生物进化。
配子（精子、卵细胞）中染色体减半
受精卵中染色体恢复到与体细胞相同
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。
遗传稳定性 遗传多样性
配 子 形 成 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。 在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性。
受 精 作 用 卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。 卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。
2n→n
n→2n
配子多样性
配子结合随机
3.4 受精作用的意义
正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于正常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。
13三体综合征
这种染色体组成的异常是如何出现的？
活动3
分析染色体组成的异常
1．请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。(只表示13号染色体即可)
若减数分裂过程正常进行
配子中各有1条13号染色体
若减数分裂Ⅰ两条13号染色体不能正常分离
活动3
分析染色体组成的异常
若某次级性母细胞的13号染色体的染色单体不能正常分离
活动3
分析染色体组成的异常
1．请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。(只表示13号染色体即可)
若减数分裂过程正常进行
配子中各有1条13号染色体
减数分裂Ⅰ异常：
形成的配子都异常
减数分裂Ⅱ异常：
形成的配子半数异常
活动3
分析染色体组成的异常
1．请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。(只表示13号染色体即可)
2．请据图分析：患有“13三体综合征”的患者是否还能正常生殖：_____。
联会紊乱
不能正常分离
（不能正常联会）
不能
活动3
分析染色体组成的异常
拓展应用
骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体,请问骡的体细胞中含有多少条染色体 骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的,而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂,因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗
驴的体细胞31对染色体
马的生殖细胞
32条染色体
驴的生殖细胞
31条染色体
马的体细胞
32对染色体
骡的体细胞
63条染色体
不能正常进行减数分裂
5.如图表示在不同生命活动过程中，细胞内染色体的变化曲线，下列叙述正确的是
A.a过程没有姐妹染色单体
B.b过程细胞数目不变
C.c过程发生受精作用
D.d过程没有同源染色体
√
解析　图中ab过程为减数分裂，c为受精作用，d为有丝分裂。a过程为减数分裂Ⅰ，在减数分裂Ⅰ前的间期，染色体复制，每条染色体上出现两条姐妹染色单体，A项错误；
b过程是减数分裂Ⅱ，分裂结束后细胞数目加倍，B项错误；
d过程表示有丝分裂，该过程细胞中始终有同源染色体存在，D项错误。
6.(2022·黑龙江大庆一中高一期末)下列关于人体细胞分裂和受精作用的叙述，不正确的是
A.21三体个体的形成可能与减数分裂形成配子时同源染色体分开异常有关
B.每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/4的遗传物质
C.受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
D.同一双亲的后代呈现多样性与精子和卵细胞结合的随机性有关
解析　人体在减数分裂过程中，若一对21号同源染色体没有分离，就会产生含有2条21号染色体的异常配子，该异常配子与正常配子受精后的受精卵发育而来的个体就是21三体个体，A正确；
可以说受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，但不能说受精卵中的遗传物质(或DNA)一半来自精子，一半来自卵细胞。因为受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞，C错误。
√
网络构建

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