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第3课时
第2章 第1节 减数分裂和受精作用
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
学习目标
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.结合减数分裂的过程，理解配子多样性的原因(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
初级精母细胞
精原细胞
次级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
变形
变形
减Ⅰ前
同源染色体联会形成四分体，互换
减Ⅰ中
同源染色体排列在赤道板两侧
减Ⅰ后
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
减Ⅰ末
细胞均等分裂形成两个次级精母细胞
减Ⅱ前
染色体散乱分布，中心体复制
减Ⅱ中
着丝粒排列在赤道板上
减Ⅱ后
着丝粒分裂，染色单体分开，染色体数量加倍
减Ⅱ末
每个次级精母细胞均等分裂形成两个精细胞
变形
核物质浓缩、核形状改变
减间
细胞体积增大、染色体复制
显微镜下能观察到精子形成过程吗？
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
配子中染色体组合的多样性
二
目录
受精作用
三
一
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
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。
形态、位置和数目
一
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
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。
2．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。
一
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
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
蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片（放大640倍）
一
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
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。


核心归纳
(1)一般来说，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)雌性动物排卵排出的细胞并非成熟的卵细胞，而是卵母细胞(初级卵母细胞或次级卵母细胞)，它先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期，只有在受精的过程中才能继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂过程。
选用雄性生殖器官的原因
跟踪训练
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
√
跟踪训练
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。
跟踪训练
2.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
√
跟踪训练
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。
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
配子中染色体组合的多样性
二
目录
受精作用
三
一
配子中染色体组合的多样性
二
受精卵
精子
卵细胞
细胞分化
有丝分裂
受精作用
减数分裂
（46条）
个体
（46条）
父亲
（46条）
母亲
（46条）
（23条）
（23条）
一母生九子
九子各不同
受精卵
种类不同
配子多种多样？
一
配子中染色体组合的多样性
二
需要模拟的对象：细胞、染色体
模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
不同颜色、长短的纸条（橡皮泥、扭扭棍等）
白色或浅色的纸张
建立减数分裂中染色体变化的模型
一
配子中染色体组合的多样性
二
建立减数分裂中染色体变化的模型
四个配子、两两相同
1、模拟细胞中只有一对同源染色体的情况
一
配子中染色体组合的多样性
二
建立减数分裂中染色体变化的模型
共能产生四种配子
2、模拟细胞中有两对同源染色体的情况
分析配子的多样性
任务一
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
分析配子的多样性
任务一
（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
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
一
配子中染色体组合的多样性
二
建立减数分裂中染色体变化的模型
分析配子的多样性
任务一
（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
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”
分析配子的多样性
任务一
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。
核心归纳
配子来源的分析方法
两精细胞染色体完全相同
同一次级精母细胞
同为同一次
两精细胞染色体“互补”
同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞
补为同一初
两精细胞染色体有的相同，有的互补
同一个体的不同精原细胞
同、补同一体
跟踪训练
3.(2023·徐州高一期中)进行有性生殖的生物其后代具有多样性的原因不包括
A.减数分裂Ⅰ过程中非同源染色体发生自由组合
B.减数分裂Ⅱ过程中姐妹染色单体分开移到细胞两极
C.受精过程中精子与卵细胞的结合具有随机性
D.减数分裂Ⅰ过程中四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间互换相应片段
√
减数分裂是一个特殊的有丝分裂过程，减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开移到细胞两极，最终细胞分裂产生的两个细胞所含染色体相同，与进行有性生殖的生物其后代具有多样性无关，B符合题意。
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
跟踪训练
跟踪训练
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与甲细胞来自同一个精原细胞。
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一
配子中染色体组合的多样性
二
目录
受精作用
三
一
受精作用
三
1．定义
精子与卵细胞相互识别、融合成为_______的过程。
受精卵
2．过程
(1)精子的_____进入卵细胞， _____留在外面。
(2)卵细胞的_______发生生理反应，阻止其他精子再进入。
(3)精子的_______与卵细胞的_______相融合，使彼此的_______会合在一起。
头部
尾部
细胞膜
细胞核
细胞核
染色体
一
受精作用
三
受精卵中的_______数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的_______来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
3．结果
染色体
染色体
受精卵
细胞核：
细胞质：
受精卵的核DNA：
受精卵的质DNA：
精子的核+卵细胞核
几乎全由卵细胞提供
父母各给一半。
几乎全来自于母亲。
（1）精卵相互识别的基础：细胞膜上的糖蛋白
（2）精卵融合体现：细胞膜的流动性
一
受精作用
三
同卵双胞胎：一个精子与一个卵细胞结合完成受精作用后，受精卵一分为二变为2个一样的细胞，然后发育成为2个个体，因为2个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。
异卵双胞胎：妇女每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，相互间没有什么联系，叫作异卵双胞胎
拓展
(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 ，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 ，同一双亲的后代必然呈现多样性。
(2)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 中进化，体现了 的优越性。
一
受精作用
三
(3)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____________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具有重要意义。
多样性
随机性
自然选择
有性生殖
4.减数分裂和受精作用的意义
染色体数目
一
受精作用
三
不考虑互换：
精子：223种
卵细胞：223种
精子卵细胞
结合随机：
结合方式223 × 223种
若考虑互换呢？
后代呈现多样性
受精卵
精子
卵细胞
细胞分化
有丝分裂
受精作用
减数分裂
（46条）
个体
（46条）
父亲
（46条）
母亲
（46条）
（23条）
（23条）
减数分裂
减数分裂
受精作用
分析“13三体综合征”产生的原因
任务二
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？
分析“13三体综合征”产生的原因
任务二
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
分析“13三体综合征”产生的原因
任务二
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)
若某次级性母细胞的13号染色体的染色单体不能正常分离
若减数分裂过程正常进行
配子中各有1条13号染色体
分析“13三体综合征”产生的原因
任务二
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)
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
分析“13三体综合征”产生的原因
任务二
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
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
本堂课你学到了哪些知识？画出概念图进行总结
跟踪训练
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，下列相关叙述正确的是
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
√
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错误；
b过程是减数分裂Ⅱ，分裂结束后细胞数目加倍，B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错误。
跟踪训练
跟踪训练
6.(2023·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.21三体综合征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中1/4的细胞质
C.受精卵中的染色体一半来自父方，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
√
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，由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21三体综合征个体，A正确；
卵细胞形成过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞均为不均等分裂，因此每个卵细胞所含的细胞质＞初级卵母细胞中细胞质的1/4，B错误。
跟踪训练
1.“口诀法”判断配子的来源：
(1)来自同一个次级精母细胞的两个精细胞：完全相同或大同小异(考虑染色体互换)。
(2)来自同一个精原细胞的两个精细胞：完全相同或大同小异(考虑染色体互换)；完全相反或大异小同(考虑染色体互换)。
2.一个精原细胞(含n对同源染色体)通过减数分裂过程产生4个(2种)精子(不考虑染色体互换)；一个卵原细胞通过减数分裂过程产生1个(1种)卵细胞。
五分钟查落实
【要语必背】
3.一雄性生物体(含n对同源染色体)在不考虑染色体互换的情况下，可产生精子2n种。
4.一雌性生物体(含n对同源染色体)在不考虑染色体互换的情况下，可产生卵细胞2n种。
5.受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
6.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)，受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。
五分钟查落实
1.配子中染色体组合多种多样的原因是_____________________________
_______________________________________________________________
。
2.受精作用的实质是 。
3.受精卵中的遗传物质和染色体的来源是___________________________
_______________________________________________________________
。
减数分裂Ⅰ前期同源染色体的非
【长句表达】
姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合导致
了配子中染色体组合的多样性
精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合的过程
受精卵中细胞质基因几乎全部
由卵细胞提供，细胞核中的遗传物质由父方和母方各提供一半；受精卵
的染色体由精子和卵细胞各提供一半

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