人教版高中生物必修二第二章第1节《 减数分裂和受精作用》优质教案

/第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用【高考目标导航】1、细胞的减数分裂2、动物配子的形成过程3、动物的受精过程4、观察细胞的减数分裂【根底知识梳理】一、减数分裂1、减数分裂概念〔1〕条件：进行有性生殖的生物,产生成熟生殖细胞时。〔2〕主要特点：染色体只复制一次,细胞分裂两次。〔3〕结果：成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。〔4〕理解如下表：范围进行有性生殖的生物时期从原始生殖细胞→成熟生殖细胞特点染色体只复制一次,二细胞分裂两次结果染色体数目减少一半场所有性生殖器官2、减数分裂的过程〔1〕间期：DNA复制,有关蛋白质合成染色体复制、每条染色体含两条姐妹染色单体〔3〕点拨：细胞的减数分裂是一个动态的渐变过程,每一个时期的转变都需要一定时间,所以判断不同时期时要根据该时期的主要特征。减数分裂的结果是核DNA随染色体数目减半而减半,但质DNA不一定平分,因此质DNA不一定减半。二、动物配子的形成过程1、精子的形成过程2、卵细胞的形成过程3、精子和卵细胞形成过程的比拟工程精子的形成卵细胞的形成不同点场所睾丸或精巢卵巢原始生殖细胞精原细胞卵原细胞细胞质的分裂方式均等分裂只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等结果1个精原细胞形成4个精子。在无交叉互换时形成2种精子,有交叉互换时形成4种精子1个卵原细胞形成4个子细胞,其中1个是卵细胞,3个是极体变形是否相同点〔1〕染色体的行为和数目变化规律相同,表现在：eq\o\ac(○,1)染色体都在减数第一次分裂的间期复制eq\o\ac(○,2)减数第一次分裂同源染色体联会〔可发生交叉互换〕、均分,非同源染色体的自由组合eq\o\ac(○,3)减数第二次分裂都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开〔2〕产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半三、受精作用1、概念：卵细胞和精子相互识别、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〕卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反响,以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,使彼此的染色体会合在一起。3、结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自精子〔父方〕,一半来自卵细胞〔母方〕。4、意义减数分裂和受精作用对于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。5、配子中染色体组合多样性的原因〔1〕同源染色体的别离和非同源染色体的自由组合。〔2〕同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换。四、观察细胞的减数分裂观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片的步骤低倍显微镜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根据染色体的形态、位置和数目,利用低倍镜和高倍镜识别不同时期的细胞。根据观察结果绘制不同时期的细胞简图。【要点名师透析】一、减数分裂过程的规律性变化特点1、减数分裂中染色体、DNA的规律性变化2、数目变化的曲线模型二、减数分裂和有丝分裂的比拟及图像识别1、减数分裂和有丝分裂的比拟比拟工程减数分裂有丝分裂染色体复制次数及时间一次,减数第一次分裂间期一次,有丝分裂的间期细胞分裂次数二次一次是否出现联会、四分体出现在减数第一次分裂不出现有无同源染色体别离有；发生于减数第一次分裂后期无着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期子细胞的名称及数目精细胞四个或卵细胞一个、极体3个体细胞,2个子细胞中染色体变化减半,发生于减数第一次分裂保持不变子细胞间的遗传组成不一定相同一定相同2、细胞分裂图像的识别〔重点是前、中、后三个时期〕方法三看鉴别法〔点数目、找同源、看行为〕第一步：如果细胞内染色体数目为奇数,那么该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。第二步：看细胞内有无同源染色体,假设无那么为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；假设有那么为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。第三步：在有同源染色体的情况下,假设有联会、四分体、同源染色体别离,非同源染色体自由组合等行为那么为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；假设无以上行为,那么为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。【典例】如图是某生物的细胞分裂示意图,以下表达正确的选项是()A.假设图Ⅰ中的2和6表示两条Y染色体,那么此图一定表示次级精母细胞B.图Ⅱ中①上某位点有基因B,那么②上相应位点的基因可能是bC.图Ⅱ细胞中染色体、染色单体、DNA数量分别为2、0、4D.该生物体细胞中染色体数最多有16条【答案】B【感悟高考真题】1、〔2019·山东高考〕基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常别离,而产生一个不含性染色体的ＡＡ型配子。等位基因Ａ、ａ位于２号染色体。以下关于染色体未别离时期的分析,正确的选项是()①2号染色体一定在减数第二次分裂时未别离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未别离③性染色体可能在减数第二次分裂时未别离④性染色体一定在减数第一次分裂时未别离A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】A2、〔2019·安徽高考〕2雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞〔C1、C2〕,一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞〔S1、S2〕。比拟C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的选项是A．DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同B.遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同C．DNA数目C1与C2不同,S1与S2相同D.遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同【解析】此题考查有关细胞分裂相关知识C1C2是细胞有丝分裂形成的,而有丝分裂重要特征是亲代细胞的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,保持遗传物质的稳定性,所以C1和C2的遗传信息相同；而S1和S2【答案】B3、〔2019·江苏高考〕人类精子发生过程中,以下说法正确的选项是A．细胞中染色单体散最多可达92条B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体别离之前D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1／【解析】此题考查了减数分裂的过程及考生理解能力。人精子形成过程中,经过减数分裂,在减数第一次分裂过程中,染色体经过复制,染色单体可到达92条,A项正确；姐妹染色单体可发生交叉互换,带着遗传信息可能不同,B项正确,姐妹染色单体壳发生交叉互换发生在四分体时期,即同源染色体分开前,C项正确,一个精原细胞产生两种类型4个精子,D项错误.【答案】ABC4、〔2019·江苏高考〕细胞周期包括分裂间期(分为期、S期和期)和分裂期(M期)。以下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请答复以下问题：〔1〕假设用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约▲h后会检测到被标记的M期细胞。〔2〕从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例到达最大值时,所经历的时间为▲期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是▲。〔3〕假设向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加人过量胸苷约▲h后,细胞都将停留在S期。〔4〕乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h,M期时长为l．9h。假设要在显徽镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用▲(填“甲〞或“乙〞)动物肠上皮细胞更适宜。〔5〕在光学显徽镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是▲。【解析】此题借助细胞周期的DNA含量变化曲线考查细胞周期及分裂期特点,同时考查学生的识图判断能力。〔1〕根据题意S期细胞被标记,洗脱放射性的胸苷后,S期的细胞经G2期变化后变为M期细胞,故最短时间为G2时期,即2.2h〔2〕细胞间期细胞数目最多,因此从M期细胞开始出现,到其所占M其细胞总数比例最大值,即变为间期细胞,故经历的时间为分裂期的时间,即M期的时间。因染色体只在分裂后期加倍,故分裂期染色体数目变化为12-24-12〔3〕参加过量胸苷后,只有处于S期的细胞被抑制；刚结束S期的细胞,再次经过G2、M、G1期后再次到达S期后受到抑制,经历时间为2.2+1.8+3.4=7.4h。其他各期细胞到达S期的时间均短于该时间,故参加胸苷后7.4h后细胞都停留在S期〔4〕从图可知,甲动物分裂期所占时间比例为1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)=1.8/15.3=11.2%;乙动物分裂期的比例是1.9/24=0.08,观察染色体形态变化主要是观察分裂期的细胞,而分裂期细胞数目的增多与其所占细胞周期的时间的比例呈正相关,因此选甲动物作为观察材料。〔5〕洋葱根尖细胞为高等植物细胞,与动物细胞相比,有细胞壁,因此分裂末期两者的主要区别是动物细胞的细胞质从中央向内凹陷,缢裂为两个；而植物细胞中央出现细胞板。【答案】〔1〕2.2〔2〕M12→24→12〔3〕7.4(4)甲〔5〕动物肠上皮细胞膜凹陷,细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板5、〔2009·广东高考〕右图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片,该时期A.是减数分裂第一次分裂的前期B.是减数分裂第一次分裂的中期C.非姐妹染色单体发生了互换D.结束后,同源染色体发生联会【解析】据图可看到同源染色体配对的现象,所以为减数分裂前期,前期发生了非姐妹染色单体的交叉互换,联会就发生在减数第一次分裂的前期。【答案】AC6、〔2009·江苏高考〕对性腺组织细胞进行荧光标记,等位基因A、a都被标记为黄色,等位基因B、b都被标记为绿色,在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。以下有关推测合理的是A．假设这2对基因在1对同源染色体上,那么有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B．假设这2对基因在1对同源染色体上,那么有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C．假设这2对基因在2对同源染色体上,那么有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D．假设这2对基因在2对同源染色体上,那么有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点【解析】此题考查的是减数分裂过程中出现的四分体的结构特点。在减数第一次分裂时,同源染色体联会形成染色体。等位基因位于同源染色体上,假设这2对基因在一对同源染色体上,由于经过了间期DNA的复制,那么1个四分体中有2个A,2个a,2个B,2个b,即1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点。假设在2对同源染色体上,那么四分体中只有A,a或者只有B,b,不能同时存在。【答案】B7、〔2009·上海高考〕由基因型为的个体产生的1000个精子中,有的精子500个,那么理论上初级精母细胞中发生交换的比例是A.5% B.10%C.20% D.40%【解析】一个初级精母细胞可以产生4个精子,10000个精子理论上需要2500个初级精母细胞,发生交换后每个初级精母细胞只能产生1个aB型精子那么交换值为500/2500=20%。【答案】C8、〔2009·山东高考〕人类遗传病发病率逐年增高,相关遗传学研究备受关注。根据以下信息答复以下问题：〔3〕小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减少分裂的实验步骤：供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B〔健那绿〕染液,解离固定液。取材：用____________作实验材料制片：①取少量组织低渗处理后,放在____________溶液中,一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量____________。③一定时间后加盖玻片,____________。观察：①用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。假设它们正常分裂,产生的子细胞是__________________。②右图是观察到的同源染色体进入〔A1和A2〕的配对情况假设A1正常,A2发生的改变可能是________________________。【解析】此题考察了减数分裂观察实验,比拟贴近课本。首先学生要对课本上关于有丝分裂实验中的系列步骤要熟知,取材——解离——漂洗——染色——制片——观察。然后将知识迁移到减数分裂实验观察中【答案】〔3〕〔小鼠〕睾丸解离固定液醋酸洋红染液压片次级精母细胞,精细胞,精原细胞缺失【考点模拟演练】一、选择题1、以下有关细胞减数分裂过程中染色体、DNA数目的表达,错误的选项是()A．次级精母细胞中的DNA分子正好和正常体细胞的DNA分子数目相同B．减数第二次分裂后期,细胞中染色体数目只有正常体细胞数目的一半C．初级精母细胞中染色单体的数目正好和细胞中DNA分子数目相等D．任何一种哺乳动物的细胞中染色体数目和着丝点数目都相同【解析】减数第二次分裂后期,每条染色体上的着丝点一分为二,两条姐妹染色单体形成两条子染色体,结果是细胞中染色体数目与正常体细胞数目相同。【答案】B2、(2019·湖南月考)如以下图表示高等动物细胞(2N)在分裂过程中某一时期的染色体(a)、染色单体(b)、DNA(c)三者之间的数量关系。此时细胞内不可能发生()A．染色体在纺锤体的牵引下移向细胞两极B．存在于细胞中某一极的染色体数目可能为2NC．同源染色体联会,四分体内非姐妹染色单体交叉互换D．无同源染色体联会,染色体着丝点排列在赤道板上【答案】B3、(2019·合肥质检)一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)的卵原细胞,在没有突变的情况下,如果它所产生的卵细胞的基因组成为TM,那么由该卵原细胞分裂产生的以下细胞中,基因组成表示正确的选项是()A．减数第一次分裂产生的极体为TTMM,减数第二次分裂产生的极体为TMB．减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为tmC．减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为TM或tmD．减数第一次分裂产生的极体为ttmm,减数第二次分裂产生的极体为TM或tm【解析】一个基因组成为TtMm的卵原细胞产生了一个TM的卵细胞,那么其次级卵母细胞的基因组成为TTMM,第一极体的基因组成为ttmm,最终产生的1个卵细胞为TM,第二极体中有1个为TM、2个为tm。【答案】D4、(2019·广州质检)某高等生物基因型为AaBb,经减数分裂能产生四种数量相等的配子。如右图为其体内的某个细胞,那么()A．该状态下的细胞发生了基因重组B．②与④上的基因别离表达了别离定律C．图中基因位点①、②、③、④可能分别是A、b、B、bD．该状态下的细胞含有4个染色体组,其中②和③所示染色体组成一个染色体组【解析】题图所表示的是细胞进行有丝分裂的后期图,不可能发生基因重组和表达别离定律；该状态下细胞含有四个染色体组,②和③所在的染色体组组成二个染色体组。【答案】C5、(2019·海淀模拟)以下关于细胞有丝分裂和减数分裂共性的说法错误的选项是()A．都有纺锤丝和纺锤体的出现B．都可以产生可遗传的变异C．都具有染色体复制的过程D．都有同源染色体别离的现象【解析】细胞有丝分裂和减数第一次分裂间期都进行染色体复制(DNA复制和有关蛋白质合成),都可能产生可遗传的变异；都有纺锤丝和纺锤体的出现；但同源染色体的联会与别离只出现在减数分裂过程中。【答案】D6、(2019·丰台模拟)假设人的成熟神经细胞核中DNA含量为a,以下各项核DNA含量分别为2a、a、0.5A．初级精母细胞、次级精母细胞、精子B．精原细胞减数分裂间期、精细胞、第二极体C．精原细胞有丝分裂后期、口腔上皮细胞、成熟红细胞D．正在发生凋亡的细胞、癌细胞、卵细胞【解析】成熟神经细胞核中DNA含量a,即人的体细胞核中DNA含量为a,那么相应细胞核中DNA含量：初级精母细胞为2a,次级精母细胞为a,精子为0.5a,精原细胞减数分裂间期DNA进行复制,DNA含量为a→2a,第二极体为0.5a,精原细胞有丝分裂后期为2a,口腔上皮细胞为a【答案】A7、下面为动物细胞分裂过程的示意图,据图分析可得出()A．细胞分裂过程中,细胞体积明显增大的时期是OP段B．假设在A点将该DNA用同位素标记,那么在GH段可检测有放射性的脱氧核苷酸链占50%C．在图中的GH段和OP段,细胞中含有有染色体组数是相等的D．图中L点→M点所示过程的进行,与细胞膜的流动性有关【解析】L点→M点所示过程为受精作用,精子与卵细胞是借助细胞膜的流动性进行融合。在分裂过程中,间期DNA复制阶段细胞体积会增大,OP段为有丝分裂后期,细胞体积不会增大,假设在A点将核DNA用同位素标记,那么在CD段可检测到50%的脱氧核苷酸链含有放射性,到GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占25%；图中的GH段染色体数目与体细胞一致,OP段染色体数目