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第二课时 受精作用
第1节 减数分裂和受精作用
父亲体内的所有精原细胞，染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。可是，“一母生九子，九子各不同”，同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？
1. 学会使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，并掌握各时期的图像，建立减数分裂染色体变化的模型。
（科学思维、科学探究）
2. 说出减数分裂和受精作用对遗传和变异的重要意义。
（生命观念、科学思维、社会责任）
3.2.2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。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
（一）实验原理：
（二）实验选材：
根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化，识别减数分裂的各个时期。
分裂旺盛的雄性个体生殖器官如动物精巢、植物花药
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
问题1：为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么不选择雌性个体？
蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
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数量
在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
（三）观察步骤：
观察步骤
1.低倍镜观察:在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ 和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，
2.高倍镜观察:再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
3.绘图: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。
（四）观察装片：
辨析出下列各图示的减数分裂时期。
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
问题2：视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的细胞吗？
细胞已被杀死固定，不可能动态变化；但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
问题3：当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？
根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。
减数分裂1
减数分裂2
（数目多）
（数目少）
减1前期
①联会、形成四分体
②同源染色体排列在赤道板两侧
③同源染色体分离
减1中期
减1后期
减2前期
①非同源染色体排列混乱
②非同源染色体的着丝粒排列在赤道板上
③姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别移向细胞两极
减2中期
减2后期
问题4：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？后期呢？
减数分裂Ⅰ中期：同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧。
减数分裂Ⅱ中期：非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。
减数分裂Ⅰ后期：移向细胞两极的染色体分别由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，每条染色体均由两条姐妹染色单体构成。
减数分裂Ⅱ后期：移向细胞两极的染色体不含染色单体。
问题5：通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，可以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逻辑前提是什么？
同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
【例1】下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是(　　)
A.可用蝗虫精母细胞的固定装片观察减数分裂
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象
C.能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象
D.用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象
【解析】选D。洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不能观察到同源染色体联会现象。
D
.
实验目的：
通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及
其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。
材料用具：
较大的白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料（如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、卷纸等）。
二、建立减数分裂中染色体变化的模型
方法步骤
模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
② 在白纸上绘制初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体。
① 用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色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。
③ 让两条长度相同、颜色不同的染色体配对，着丝粒靠近。
④ 将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。
⑤ 双手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。
⑥ 绘制两个次级精母细胞的轮廓、中心体、纺锤体，将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。
⑦ 将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。
⑧ 分开着丝粒，将染色体分别移向两极。
⑨ 在两极有染色体部分绘制出细胞轮廓，代表子细胞。
四
个
细
胞
两
两
相
同
方法步骤
模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
进行模拟活动前应该先设计，并考虑以下问题？
1.细胞中至少需要几对染色体？
2.假设细胞中有2对染色体，减数分裂Ⅰ时，非同源染色体有几 种组合方式？如何模拟？
3.怎样模拟减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ所产生的子细胞？
2对
减Ⅰ
OR
减Ⅱ
四个
两种
四个
两种
模拟细胞中有两对同源染色体的情况：
组合一
Ａ　Ｂ
a　b
Ａ　b
a　Ｂ
组合二
组合三
组合四
第一种可能性
第二种可能性
对生物个体来说，非同源染色体有4种组合（2种可能），所以能产生4种配子（精子或卵细胞）；
但是对单个性原细胞，非同源染色体有2种组合（只能取其中一种可能），所以能产生2种或1种配子（4个精子或1个卵细胞）。
8=23种配子
细胞中有三对同源染色体
OR
OR
OR
方法步骤
模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换
不发生互换时
发生互换时
4个2种
4个4种
１.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
（１）一个含n 对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有 种；
（２）一个含n 对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有 种；
（３）体细胞含有n 对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有 种。
２.四分体时期有非姐妹染色单体的互换。
2
1
2n
配子中染色体组合的多样性
【例2】如图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．三个细胞均处于减数分裂中
B．三个细胞有可能来自同一生物个体的同一器官
C．甲、乙、丙三个细胞染色体数均不相同
D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
B
【解析】选B。乙细胞处于有丝分裂中；三个细胞所在生物的体细胞的染色体数目相同，因此三个细胞有可能来自同一生物个体的同一器官（睾丸）；甲和丙细胞中的染色体数目相同，都是4条；甲细胞不含同源染色体。
【例3】如图中甲~丁为某动物(染色体数目为2n)睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和核DNA分子数的比例图。下列关于此图的叙述，错误的是(　　)
A.Ⅱ代表染色单体
B.甲时期可能发生基因的自由组合
C.甲~丁时期的细胞中核DNA分子的数量比
为4∶2∶2∶1
D.丁时期可表示有丝分裂后期
D
【解析】选D。由题图可知，Ⅰ代表染色体，Ⅱ代表染色单体，Ⅲ代表核DNA分子。甲可表示减数分裂Ⅰ后期，故在甲时期可能发生基因的自由组合。由题图可知，甲~丁时期的细胞中核DNA分子的数量比为4∶2∶2∶1。丁时期的细胞中染色体数和核DNA分子数都是n，无染色单体，染色体数是体细胞中染色体数的一半，应该是减数分裂Ⅱ结束时，而有丝分裂后期细胞中染色体数和核DNA分子数都是4n。
三、受精作用
1.概念：
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程：
（1）精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
（2）卵细胞细胞膜会发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。
（3）精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合。
精子
（来自父方）
卵细胞
（来自母方）
受精
有丝分裂
受精卵
体细胞
受精作用的场所——输卵管
伞部
壶腹部
4.意义：
有利于生物在自然选择中进化；维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
3.结果：
受精卵的染色体数目恢复到体细胞的染色体数目，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）。
【警示】①卵细胞和精子的相互识别靠的是细胞膜外的糖蛋白。
②膜融合的基础是生物膜具有一定的流动性。
③受精作用的实质是细胞核的融合。
④精子和卵细胞中没有同源染色体，融合形成受精卵后，有了同源染色体。
⑤受精卵形成后，只进行有丝分裂，不能进行减数分裂。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括等方法，体现了科学思维的核心素养。
【例4】关于受精作用的叙述，错误的是（　　）
A．是精子和卵细胞结合成受精卵的过程
B．受精卵中的染色体数目恢复到亲代体细胞中的染色体数目
C．精子全部进入卵细胞内
D．是有性生殖特有的现象
C
【解析】选C。受精作用是指精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，有一半来自卵细胞。
配子中染色体组合的多样性
意义
原因
非同源染色体自由组合
四分体的非姐妹染色单体互换
不同配子遗传物质的差异
过程
意义
保证亲子代染色体数目的恒定
精卵相互识别、融合形成受精卵
精卵结合具有随机性
同一双亲后代具有多样性
决定
决定
受精
作用
1.能体现受精作用实质的是 ( )
A.精子与卵细胞接触
B.卵细胞形成受精膜
C.精子的头部进入卵细胞内
D.精子细胞核与卵细胞核的融合
D
【解析】选D。精子和卵细胞通过受精作用过程中的细胞核融合，使受精卵染色体数目恢复到原来体细胞的正常水平，所以最能体现受精作用实质的就是精子细胞核与卵细胞核的融合。
2.下列有关高等动物减数分裂和受精作用的叙述，正确的是( )
A. 每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/2的遗传物质
B. 整个精子进入卵细胞内，完成受精作用
C. 减数分裂产生的配子是多种多样的，受精时雌雄配子的结合是随机的，因此有性生殖产生的后代可有多种表型
D. 受精卵中的遗传物质，来自父母双方的各占一半
C
【解析】选C。每个卵细胞继承了体细胞的细胞核中1/2的遗传物质，继承了初级卵细胞核中1/4的遗传物质，A错误；精子只有头部的核进入卵细胞内完成受精作用，B错误；减数分裂产生的配于是多种多样的，受精时雌雄配子的结合时随机的，因此有性生殖产生的后代可有多种表型，C正确；受精卵细胞核中DNA一半来自精子，一半来自卵细胞，但细胞质遗传物质都来自卵细胞，D错误。
D
3.下图为某动物体内细胞分裂的一组图像，下列叙述正确的是（ ）
A．上述①②③细胞中染色体与核DNA比例为1:2
B．细胞①②③⑤产生的子细胞中均有同源染色体
C．上图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①
D．④细胞所处分裂时期的前一个时期，细胞中染色体与核DNA分子数目比例为1:2
【解析】选D。①中染色体与核DNA比例为1:1；②③细胞中染色体与核DNA比例为1:2；细胞②处于减数分裂Ⅰ后期，发生同源染色体的分离，其产生的子细胞中不含同源染色体；图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是⑤→③→①；④细胞处于减数分裂Ⅱ后期，前一个时期的细胞中着丝粒还未分裂，染色体与核DNA分子数目比例为1:2。
4．一个具有Aa和Bb两对同源染色体的卵原细胞，当形成的卵细胞中存在AB染色体时，三个极体中的染色体应是（ ）
A．Ab、aB、aB B．AB、ab、aB
C．ab、ab、AB D．aB、aB、ab
C
【解析】选C。减数分裂中在同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，据题意，可知A和B组合，所以a和b组合，故三个极体中有一个和卵细胞中染色体组成相同为AB，另外两个极体染色体组成都是ab。
5． 下列有关减数分裂与受精作用的叙述，正确的是（　　）
A. 细胞核和细胞质中的遗传物质均来自精子和卵细胞
B. 减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定
C. 人类的次级精母细胞中只含有0或1条Y染色体
D. 减数分裂具有细胞周期
B
【解析】选B。受精卵中的细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质遗传物质几乎都来自母方，A错误；减数分裂使配子中染色体数目减半，经过受精作用染色体数目又恢复到体细胞的数目，故减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定，B正确；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，减数第一次分裂结束后，性染色体X和Y分别进入两个次级精母细胞中，此时1条Y染色体含有2条Y染色单体，在后期2条Y染色单体分离成为2条Y染色体，因此人类的次级精母细胞中含有0或1条或2条Y染色体，C错误；连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期，减数分裂的细胞不具有细胞周期，D错误。
6.如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答：
(1)过程A表示___________，它发生在哺乳动物
的_____________中。
(2)过程B表示_________，其实质是_______________
_______________。
(3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育
是从________开始的，主要进行_____分裂。
(4)假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和
Ⅳ的染色体数目依次为______________。
减数分裂
睾丸或卵巢
受精作用
精子细胞核与
受精卵
有丝
10条和20条
卵细胞核相融合
【解析】图示表示高等生物的生活史示意图，其中A表示减数分裂形成配子；B表示受精作用；C表示胚胎发育过程；D表示胚后发育；E表示有丝分裂。
不要在夕阳西下的时候幻想什么，而要在旭日初升的时候就投入工作。

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