《2.1 减数分裂(第3课时) 受精作用》学与练

学而优·教有方PAGEPAGE1第2章第1节第3课时受精作用课程标准学习目标阐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；阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此也测子代的遗传性状。1.说出受精作用发生的过程过程。2.阐明受精卵中染色体数目恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定；3.概括每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性。自主梳理1.受精作用：受精作用是卵细胞和精子、称为的过程。在受精作用进行时，通常是进入卵细胞，留在外面。2.受精作用过程中，卵细胞的会发生复杂的生理反应，以，精子的进入卵细胞后不久，精子的就与卵细胞的融合，使彼此的回合在一起。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到，保证了物种染色体数目的，其中有一半的染色体来自，另一半来自。3.减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代的恒定，维持了生物遗传的。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。预习检测（限时10分钟）1．下列有关观察减数分裂实验的叙述，错误的是()A．一般选用雄性个体的生殖器官作为实验材料B．可用蚕豆花粉母细胞减数分裂装片进行观察C．在能观察到减数分裂的装片中，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2.下列四项中，能用于观察四分体的实验材料是()A.洋葱根尖 B.发育的花药C.菠菜幼叶 D.受精卵3.在子女和父母之间，充当遗传物质“桥梁”的是()A.精子和卵细胞 B.只有精子C.只有卵细胞 D.体细胞4.在显微镜下观察某动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，有的是体细胞的2倍，该切片最可能取自()A.人的骨髓 B.小鼠卵巢C.绵羊肝脏 D.家兔胚胎5．某同学在观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时将处于不同时期的显微照片按分裂的先后顺序进行排列，如下图甲、乙、丙、丁所示。据图分析不合理的是()甲乙丙丁A．图甲可能会发生同源染色体的交叉互换B．图乙可发生非同源染色体之间的自由组合C．图丙细胞分裂结束后染色体数目将减半D．图丁形成的细胞板将其分成四个精细胞6．下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是()A．用两种颜色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同亲本B．将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代表着丝粒C．演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条D．该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换7．受精作用是指精子和卵细胞融合形成受精卵的过程，下列关于受精作用的说法，不正确的是()A．精子和卵细胞的相互识别与细胞膜上的糖蛋白有关B．在受精时精子的头部进入卵细胞中，而尾部留在外面C．一个卵细胞可以同时与多个精子受精D．受精卵中染色体数目与本物种体细胞中染色体数目相同8．下列关于高等动物的卵细胞、精子以及受精作用的描述，正确的是()A．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质B．卵细胞、精子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞D．精卵的随机结合与有性生殖后代的多样性无关9.一个受精卵中的线粒体主要来自()A.父方的染色体 B.母方的染色体C.精子 D.卵细胞10.与有性生殖后代中染色体组成多样性的成因无关的是()A.减数分裂产生配子时，非同源染色体的自由组合B.减数分裂产生配子时，同源染色体上非姐妹染色单体间的交换C.受精作用时，雌、雄配子的随机结合D.相关相对性状之间易于区分11.下图为关于哺乳动物有性生殖相关的概念图。回答下列问题：(1)图中①表示的染色体变化发生时期是，④代表染色体汇合，雄性哺乳动物的细胞⑤叫。(2)受精卵在发育成个体的过程中，形成了结构功能各异的细胞，这个过程叫，该过程的实质是。(3)卵细胞形成过程中会出现次细胞质的不均等分裂，其意义是_____________________________。►探究一受精作用【情景材料】健康的精子与卵子，都是孕育健康的宝宝的前提。当精子从男性体内射出后，首先要面对的就是一场比10个马拉松还恐怖的体力活儿。要知道精子的长度只有60微米，而女性的生殖道到子宫足足有7~12万微米！只有历尽千难万险险才能穿过生殖道游到卵巢和子宫里面。精子和卵细胞相遇，虽然可以发生一定的中和作用，但一些不够身强力壮的精子在整体质量、活跃度上相对就差一些，它们经受不住被酸腐蚀的煎熬，一个个纷纷“阵亡”了。另外女性自身的免疫系统和抵抗力，也会直接杀死一部分精子。这些最早一批进入女性生殖道的精子，在滑出女性生殖道体外的过程中，也顺便调节了生殖道的酸性成分，可以让后面的精子更安全地冲过去，实实在在成了其他精子的铺路石。所以极少数的精子，才能成功穿过透明带，继续往卵子的核心区域挺近。在尝试穿透卵子外层的透明带时，处于竞争关系的精子们会选择报团取暖，一起释放顶体酶等物质，以便更顺利地穿越透明带。此时上亿颗精子经过长途跋涉，早已精疲力竭，弱小的精子早大批阵亡，只剩下上百颗精子等待冲刺。当穿越成功后，精子们又恢复了竞争关系，它们争先恐后冲向卵子内部。而只有唯一一颗冲进内部并坚守阵地的精子，才能与卵细胞完美结合，共同创造一个新生命的降临。【问题探究】1．精子和卵细胞是怎么相互识别的；2．受精作用是怎样保证一精一卵结合的。►探究二综合概述同一生物繁衍过程中既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性【情景材料】基因通过无性生殖或有性繁殖传递给后代，从而使后代获得其父母遗传信息的现象。按照变异的原因可以分为可遗传的变异和不遗传的变异，可遗传的变异是由遗传物质改变引起的，可以遗传给后代；由环境改变引起的变异，是不遗传的变异，不能遗传给后代．遗传和变异是生物的基本特征，遗传稳定性是生物赖以生存的基础，也是物种稳定性的基础，保持了物种的延续性．生物的繁衍并不是在简单地复制自己，而是在产生有别于亲代的新生命，变异增加了物种内的多样性．遗传和变异是自然选择的物质基础，是生物进化的前提之一．自然选择是建立在遗传和变异的基础上的，没有变异就不存在生物的多样性，也就没有选择的对象，就没有生物的进化；如果没有遗传，生物不能延续繁衍，自然选择也就失去了意义．正因为生物具有遗传和变异的特点，自然选择才能成为推动生物进化的动力。【问题探究】1.怎样从配子形成的减数分裂理解有性生殖的遗传稳定性？2.怎样从配子形成的减数分裂理解有性生殖的遗传多样性？3.怎样从精子和卵细胞结合形成的受精卵的过程理解有性生殖的遗传稳定性？4.怎样从精子和卵细胞结合形成的受精卵的过程理解有性生殖的遗传多样性？要点归纳1.受精作用2.配子多样性的成因自由组合变异类型：基因重组3.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较2.细胞分裂图像辨析(1)三种“前期”比较(2)三种“中期”比较(3)三种“后期”比较【注意问题】1.由于细胞质DNA主要来自卵细胞，受精卵中来自母方的遗传物质更多一些。2.结合细胞分裂图像识别细胞分裂方式3.同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例)4.细胞分裂的柱形图辨析减数分裂：有丝分裂：典例精讲【例1】(2023·山东胶州监测)下图甲、乙表示某种动物个体的某些细胞的分裂过程，丙、丁表示另一种动物个体的某些细胞的分裂过程。下列分析错误的是()A.甲细胞具有4对同源染色体，四个细胞中可发生基因重组的只有图丙B.若乙细胞进行有丝分裂，则染色体①②和①③出现在子细胞中的概率相同C.细胞的有丝分裂和减数分裂都可能发生同源染色体之间的互换D.由丙细胞可判断该动物为雄性动物，其体细胞内含有2个染色体组答案C解析甲细胞每一极含有颜色、形态相同的同源染色体，具有4对同源染色体，丙细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，可发生基因重组，A正确；细胞的有丝分裂不发生同样染色体的联会，不会发生同源染色体之间的互换，C错误；丙细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，由此可判断该动物为雄性动物，其体细胞内含有2个染色体组，D正确。【例2】.(2021·辽宁卷，12)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如右图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是()A.1/2 B.1/4 C.1/8 .1/16答案B解析由图可知，该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB、Aabb或AaBb、AaBb，该精原细胞此次有丝分裂产生的两个子细胞，均进入减数分裂。由分析可知，当两个子细胞的基因型为AaBB、Aabb时，只有Aabb减数第一次分裂可产生基因组成为AAbb的细胞，比例为1/2×1/2＝1/4。当两个子细胞的基因型为AaBb、AaBb时，减数第一次分裂产生基因组成为AAbb的细胞所占比例为1/4。综上所述，无论该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞基因型属于哪种情况，它们进入减数分裂后，产生的基因组成为AAbb的次级精母细胞所占的比例均为1/4，B正确，A、C、D错误。【例3】(不定项)(2023·山东临沂摸底)雄蝗虫染色体较大且数目相对较少(2n＝23，性染色体组成为XO)，将雄蝗虫精巢中正常分裂的细胞制成临时装片，用光学显微镜观察染色体的形态和数目。下列相关叙述错误的是()A.若细胞中观察到的染色体数是23条，则该细胞中一定不含有姐妹染色单体B.若细胞中观察到的染色体数是46条，则该细胞中一定含有两条X染色体C.若观察到的细胞中无同源染色体，则该细胞的染色体条数一定是11或12D.若细胞中观察不到X染色体，则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂答案AC解析若细胞中观察到的染色体数是23条，则该细胞处于有丝分裂前期或中期或减数第一次分裂，所以一定含有姐妹染色单体，A错误；若细胞中观察到的染色体数是46条，则该细胞处于有丝分裂后期，所以一定含有两条X染色体，B正确；若观察到的细胞中无同源染色体，则该细胞若处于减数第二次分裂前期或中期或末期时，染色体条数是11或12；若处于减数第二次分裂后期时，染色体条数是22或24，C错误；若细胞中观察不到X染色体，则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂，且处于减数第二次分裂过程中，D正确。1.有丝分裂与减数分裂过程中相关数学模型的比较（1）细胞分裂相关的曲线图（2）牢记相关物质或结构变化的原因：DNA：看“丝”——染色质，有几条，就有几个DNA。间期复制，逐渐加倍，末期细胞分裂的时候减半。染色体：看“点”——着丝点（粒），有几个，就有几条染色体。着丝粒复制的时候（有丝分裂后期、减数第二次分裂的后期）加倍，末期细胞分裂的时候减半。2.有丝分裂与减数分裂过程中重要图像分辨时期有丝分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期有同源染色体，且散乱分布联会，形成四分体，有同源染色体无同源染色体中期着丝粒排列在赤道板上，有同源染色体四分体排列在赤道板上着丝粒排列在赤道板上，无同源染色体后期着丝粒分裂，有同源染色体同源染色体分离，非同源染色体自由组合，有同源染色体着丝粒分裂，无同源染色体（1）先判定分裂类型：有同源染色体联会行为的，为减数第一次分裂。无同源染色体联会行为的，为有丝分裂或减数第二次分裂，有同源染色体的，是有丝分裂，无同源染色体的是减数第二次分裂。（2）再判断图像时期：染色体散乱分布在细胞中，为前期。细胞中央排整齐的，为中期。染色体分离的，无论是同源染色体还是姐妹染色体分离的，是后期。4.细胞分裂过程中发生的相关变异基因突变：有丝分裂、减数分裂的间期基因重组：减数第一次分裂的前期，同源染色体联会，发生交叉互换，实现了基因重组；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体分离，导致非等位基因自由组合，实现了基因重组。染色体变异：减速分裂过程中发生染色体结构和数目变异的概率较普通细胞较高，比如易位、染色体数目增加或减少。、2个8cm)和4个红色(2个5cm、2个8cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程。下列叙述错误的是()A．将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体B．将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对C．模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同一极的橡皮泥条颜色要不同D．模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同2.如图为某同学建构的减数分裂过程中染色体的变化模型图，其中建构正确的是()A.①③④ B.②③④C.①②④ D.①②③3．如图为进行有性生殖的生物的生活史示意图，下列有关说法错误的是()A．过程①表示受精作用B．过程②存在细胞的分裂、分化等过程C．过程④中原始生殖细胞染色体复制2次，细胞连续分裂2次D．过程①和④有利于同一双亲的后代呈现出多样性4．大熊猫的体细胞有42条染色体，下列相关表述不正确的是()A．一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子染色体数目一般都是21条B．一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性C．假如大熊猫的15个初级精母细胞和10个初级卵母细胞都能正常分裂，并在最大限度内受精，则最多能形成的受精卵数目是15D．大熊猫亲子代的染色体数目是相同的，对此起决定作用的过程是减数分裂和受精作用5．如图表示某个生物的精细胞，试根据细胞内基因(三对等位基因独立遗传)的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑四分体中非姐妹染色单体的互换)()A．2个B．3个C．4个D．5个6．植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是()A．多精入卵会产生更多的种子B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2D．ECS1和ECS2通过影响花粉管防止多精入卵7．如图1所示为某动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是()图1图2A．①② B．①③C．②③ D．③④8．如图中编号A～F的图像是显微镜下观察到的某植物(2n＝24)减数分裂不同时期的细胞图像，请据图回答下列问题：(1)取该植物解离后的花药，捣碎后置于载玻片上，滴加___________染色1～2min，压片后制成临时装片。在光学显微镜下，观察细胞中________的形态、数目和分布，以此作为判断该细胞所处分裂时期的依据。(2)上述细胞分裂图像中，图A所示细胞中同源染色体发生联会，形成_________________，此时期______________________________间发生互换。图E所示细胞的特点是______________________________________________________________________________________________________________。(3)请将上述观察到的细胞图像按减数分裂的时期进行排序：A→_________→F(填图中字母)。(4)图B的每个细胞中含姐妹染色单体____条。9．小鼠是常被用于研究人类遗传病的模式动物。请根据观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤，回答下列问题：供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红液、解离固定液。(1)取材：用____________________作实验材料。(2)制作：①取少量组织低渗处理后，放在____________________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，_________________________________。(3)观察：用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是_________________________。第2章第1节第3课时受精作用课程标准学习目标阐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；阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此也测子代的遗传性状。1.说出受精作用发生的过程过程。2.阐明受精卵中染色体数目恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定；3.概括每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性。自主梳理1.受精作用：受精作用是卵细胞和精子、成为的过程。在受精作用进行时，通常是进入卵细胞，留在外面。2.受精作用过程中，卵细胞的会发生复杂的生理反应，以，精子的进入卵细胞后不久，精子的就与卵细胞的融合，使彼此的会和在一起。这样，受精卵中的染色体数目又恢复到，保证了物种染色体数目的，其中有一半的染色体来自，另一半来自。3.减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代的恒定，维持了生物遗传的。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。【答案】1.相互识别融合受精卵头部尾部2.细胞膜阻止其他精子进入细胞核细胞核染色体体细胞中的数目稳定精子卵细胞3.染色体数目的恒定稳定性多样性遗传物质随机性多样性预习检测（限时10分钟）1．下列有关观察减数分裂实验的叙述，错误的是()A．一般选用雄性个体的生殖器官作为实验材料B．可用蚕豆花粉母细胞减数分裂装片进行观察C．在能观察到减数分裂的装片中，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【答案】D【解析】洋葱根尖细胞只能发生有丝分裂，有丝分裂过程中没有同源染色体联会现象发生，D错误。2.下列四项中，能用于观察四分体的实验材料是()A.洋葱根尖 B.发育的花药C.菠菜幼叶 D.受精卵【答案】B【解析】发育的花药进行减数分裂形成花粉，该过程中可形成四分体，因此可用于观察四分体的实验材料，B正确；其他3项均不能进行减数分裂，不能观察到四分体。3.在子女和父母之间，充当遗传物质“桥梁”的是()A.精子和卵细胞 B.只有精子C.只有卵细胞 D.体细胞【答案】A【解析】一个人是由父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞结合形成的，故精子和卵细胞充当了子女和父母之间的桥梁。4.在显微镜下观察某动物组织切片，发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半，有的是体细胞的2倍，该切片最可能取自()A.人的骨髓 B.小鼠卵巢C.绵羊肝脏 D.家兔胚胎【答案】B【解析】减数分裂过程中会出现染色体数目减半的现象，有丝分裂后期染色体数目是体细胞的二倍，该组织切片中既进行着有丝分裂，也进行着减数分裂，应取自性腺，人的骨髓、绵羊肝脏、家兔胚胎中只进行有丝分裂。5．某同学在观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时将处于不同时期的显微照片按分裂的先后顺序进行排列，如下图甲、乙、丙、丁所示。据图分析不合理的是()甲乙丙丁A．图甲可能会发生同源染色体的交叉互换【答案】C【解析】一个卵细胞只能与一个精子受精，C项错误。B．图乙可发生非同源染色体之间的自由组合C．图丙细胞分裂结束后染色体数目将减半D．图丁形成的细胞板将其分成四个精细胞【答案】D【解析】甲为减数分裂Ⅰ的前期，可能会发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换，A正确；图乙为减数分裂Ⅰ的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体之间可发生自由组合，B正确；图丙为减数分裂Ⅰ的末期，分裂结束后染色体数目将减半，C正确；图丁为减数分裂Ⅱ的末期，细胞凹陷最终形成四个精细胞，D错误。6．下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是()A．用两种颜色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同亲本B．将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代表着丝粒C．演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条D．该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换【答案】C【解析】减数分裂过程中，为演示减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合，至少需要用橡皮泥先制作2条黄色和2条红色的染色单体；再用同样的方法制作2条黄色和2条红色的染色单体，但比上一次制作的长或短一些，C项错误。7．受精作用是指精子和卵细胞融合形成受精卵的过程，下列关于受精作用的说法，不正确的是()A．精子和卵细胞的相互识别与细胞膜上的糖蛋白有关B．在受精时精子的头部进入卵细胞中，而尾部留在外面C．一个卵细胞可以同时与多个精子受精D．受精卵中染色体数目与本物种体细胞中染色体数目相同【答案】C【解析】一个卵细胞只能与一个精子受精，C项错误。8．下列关于高等动物的卵细胞、精子以及受精作用的描述，正确的是()A．进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质B．卵细胞、精子彼此结合的机会相等，因为它们的数量相等C．等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞D．精卵的随机结合与有性生殖后代的多样性无关【答案】A【解析】精子只有头部进入卵细胞，因此进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质，A正确；一般来说，精子的数目远远多于卵细胞，B错误；减数分裂Ⅰ后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离，并随机移向两极，因此等位基因进入卵细胞的机会相等，C错误；精卵的随机结合是有性生殖后代具有多样性的原因之一，D错误。9.一个受精卵中的线粒体主要来自()A.父方的染色体 B.母方的染色体C.精子 D.卵细胞【答案】D【解析】精子只有头部进入卵细胞，受精卵的细胞质基本由卵细胞提供，线粒体在细胞质中。10.与有性生殖后代中染色体组成多样性的成因无关的是()A.减数分裂产生配子时，非同源染色体的自由组合B.减数分裂产生配子时，同源染色体上非姐妹染色单体间的交换C.受精作用时，雌、雄配子的随机结合D.相关相对性状之间易于区分【答案】D【解析】相对性状之间易于区分与有性生殖后代中染色体组成多样性的成因无关，故选D。11.下图为关于哺乳动物有性生殖相关的概念图。回答下列问题：(1)图中①表示的染色体变化发生时期是，④代表染色体汇合，雄性哺乳动物的细胞⑤叫。(2)受精卵在发育成个体的过程中，形成了结构功能各异的细胞，这个过程叫，该过程的实质是。(3)卵细胞形成过程中会出现次细胞质的不均等分裂，其意义是_____________________________。【答案】(1)减数分裂Ⅰ后期同源精原细胞(2)细胞的分化基因的选择性表达(或不同细胞中遗传信息的执行情况不同)(3)2保证卵细胞获得大量的营养物质【解析】(1)图中①表示的染色体变化是同源染色体分离，发生时期是减数分裂Ⅰ后期，在受精作用过程中，④代表同源染色体汇合，雄性哺乳动物的细胞⑤叫精原细胞。(2)受精卵在发育成个体的过程中，形成了结构功能各异的细胞，这个过程叫细胞的分化，其实质是基因的选择性表达。(3)卵细胞形成过程中会出现2次细胞质的不均等分裂，其意义是保证卵细胞获得大量的营养物质。►探究一受精作用【情景材料】健康的精子与卵子，都是孕育健康的宝宝的前提。当精子从男性体内射出后，首先要面对的就是一场比10个马拉松还恐怖的体力活儿。要知道精子的长度只有60微米，而女性的生殖道到子宫足足有7~12万微米！只有历尽千难万险险才能穿过生殖道游到卵巢和子宫里面。精子和卵细胞相遇，虽然可以发生一定的中和作用，但一些不够身强力壮的精子在整体质量、活跃度上相对就差一些，它们经受不住被酸腐蚀的煎熬，一个个纷纷“阵亡”了。另外女性自身的免疫系统和抵抗力，也会直接杀死一部分精子。这些最早一批进入女性生殖道的精子，在滑出女性生殖道体外的过程中，也顺便调节了生殖道的酸性成分，可以让后面的精子更安全地冲过去，实实在在成了其他精子的铺路石。所以极少数的精子，才能成功穿过透明带，继续往卵子的核心区域挺近。在尝试穿透卵子外层的透明带时，处于竞争关系的精子们会选择报团取暖，一起释放顶体酶等物质，以便更顺利地穿越透明带。此时上亿颗精子经过长途跋涉，早已精疲力竭，弱小的精子早大批阵亡，只剩下上百颗精子等待冲刺。当穿越成功后，精子们又恢复了竞争关系，它们争先恐后冲向卵子内部。而只有唯一一颗冲进内部并坚守阵地的精子，才能与卵细胞完美结合，共同创造一个新生命的降临。【问题探究】1．精子和卵细胞是怎么相互识别的；2．受精作用是怎样保证一精一卵结合的。【答案】1.精子表面的结合素能与卵细胞膜上特异的受体结合，而达到同种识别的目的。哺乳动物小鼠中，精卵的识别同样涉及表面糖蛋白之间的相互作用，通常把卵子透明带中与精子结合的蛋白(ZP)叫做精子受体，而把精子表面与ZP结合的蛋白叫做卵结合蛋白。2.精卵结合开始融合时，卵细胞膜上的绒毛先将精子抱合，两者的细胞膜逐渐融合，并释放皮质颗粒，使透明带硬化阻止其余精子再进入，以免多个精子与一个卵子结合。►探究二综合概述同一生物繁衍过程中既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性【情景材料】基因通过无性生殖或有性繁殖传递给后代，从而使后代获得其父母遗传信息的现象。按照变异的原因可以分为可遗传的变异和不遗传的变异，可遗传的变异是由遗传物质改变引起的，可以遗传给后代；由环境改变引起的变异，是不遗传的变异，不能遗传给后代．遗传和变异是生物的基本特征，遗传稳定性是生物赖以生存的基础，也是物种稳定性的基础，保持了物种的延续性．生物的繁衍并不是在简单地复制自己，而是在产生有别于亲代的新生命，变异增加了物种内的多样性．遗传和变异是自然选择的物质基础，是生物进化的前提之一．自然选择是建立在遗传和变异的基础上的，没有变异就不存在生物的多样性，也就没有选择的对象，就没有生物的进化；如果没有遗传，生物不能延续繁衍，自然选择也就失去了意义．正因为生物具有遗传和变异的特点，自然选择才能成为推动生物进化的动力。【问题探究】1.怎样从配子形成的减数分裂理解有性生殖的遗传稳定性？2.怎样从配子形成的减数分裂理解有性生殖的遗传多样性？3.怎样从精子和卵细胞结合形成的受精卵的过程理解有性生殖的遗传稳定性？4.怎样从精子和卵细胞结合形成的受精卵的过程理解有性生殖的遗传多样性？【答案】1.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。2.在减数分裂中，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，都导致了配子中染色体组合的多样性。3.精子和卵细胞的结合，使受精卵中的染色体数目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一串的稳定性。4.卵细胞阖精子的随机组合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了一串的多样。要点归纳1.受精作用2.配子多样性的成因自由组合变异类型：基因重组3.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较2.细胞分裂图像辨析(1)三种“前期”比较(2)三种“中期”比较(3)三种“后期”比较【注意问题】1.由于细胞质DNA主要来自卵细胞，受精卵中来自母方的遗传物质更多一些。2.结合细胞分裂图像识别细胞分裂方式3.同源染色体“对数”及“染色体组数”的变化(以二倍体生物为例)4.细胞分裂的柱形图辨析减数分裂：有丝分裂：典例精讲【例1】(2023·山东胶州监测)下图甲、乙表示某种动物个体的某些细胞的分裂过程，丙、丁表示另一种动物个体的某些细胞的分裂过程。下列分析错误的是()A.甲细胞具有4对同源染色体，四个细胞中可发生基因重组的只有图丙B.若乙细胞进行有丝分裂，则染色体①②和①③出现在子细胞中的概率相同C.细胞的有丝分裂和减数分裂都可能发生同源染色体之间的互换D.由丙细胞可判断该动物为雄性动物，其体细胞内含有2个染色体组答案C解析甲细胞每一极含有颜色、形态相同的同源染色体，具有4对同源染色体，丙细胞中同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，可发生基因重组，A正确；细胞的有丝分裂不发生同样染色体的联会，不会发生同源染色体之间的互换，C错误；丙细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，由此可判断该动物为雄性动物，其体细胞内含有2个染色体组，D正确。【例2】.(2021·辽宁卷，12)基因型为AaBb的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如右图所示。该精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb的细胞所占的比例是()A.1/2 B.1/4 C.1/8 .1/16答案B解析由图可知，该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB、Aabb或AaBb、AaBb，该精原细胞此次有丝分裂产生的两个子细胞，均进入减数分裂。由分析可知，当两个子细胞的基因型为AaBB、Aabb时，只有Aabb减数第一次分裂可产生基因组成为AAbb的细胞，比例为1/2×1/2＝1/4。当两个子细胞的基因型为AaBb、AaBb时，减数第一次分裂产生基因组成为AAbb的细胞所占比例为1/4。综上所述，无论该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞基因型属于哪种情况，它们进入减数分裂后，产生的基因组成为AAbb的次级精母细胞所占的比例均为1/4，B正确，A、C、D错误。【例3】(不定项)(2023·山东临沂摸底)雄蝗虫染色体较大且数目相对较少(2n＝23，性染色体组成为XO)，将雄蝗虫精巢中正常分裂的细胞制成临时装片，用光学显微镜观察染色体的形态和数目。下列相关叙述错误的是()A.若细胞中观察到的染色体数是23条，则该细胞中一定不含有姐妹染色单体B.若细胞中观察到的染色体数是46条，则该细胞中一定含有两条X染色体C.若观察到的细胞中无同源染色体，则该细胞的染色体条数一定是11或12D.若细胞中观察不到X染色体，则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂答案AC解析若细胞中观察到的染色体数是23条，则该细胞处于有丝分裂前期或中期或减数第一次分裂，所以一定含有姐妹染色单体，A错误；若细胞中观察到的染色体数是46条，则该细胞处于有丝分裂后期，所以一定含有两条X染色体，B正确；若观察到的细胞中无同源染色体，则该细胞若处于减数第二次分裂前期或中期或末期时，染色体条数是11或12；若处于减数第二次分裂后期时，染色体条数是22或24，C错误；若细胞中观察不到X染色体，则该细胞进行的分裂方式一定是减数分裂，且处于减数第二次分裂过程中，D正确。1.有丝分裂与减数分裂过程中相关数学模型的比较（1）细胞分裂相关的曲线图（2）牢记相关物质或结构变化的原因：DNA：看“丝”——染色质，有几条，就有几个DNA。间期复制，逐渐加倍，末期细胞分裂的时候减半。染色体：看“点”——着丝点（粒），有几个，就有几条染色体。着丝粒复制的时候（有丝分裂后期、减数第二次分裂的后期）加倍，末期细胞分裂的时候减半。2.有丝分裂与减数分裂过程中重要图像分辨时期有丝分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期有同源染色体，且散乱分布联会，形成四分体，有同源染色体无同源染色体中期着丝粒排列在赤道板上，有同源染色体四分体排列在赤道板上着丝粒排列在赤道板上，无同源染色体后期着丝粒分裂，有同源染色体同源染色体分离，非同源染色体自由组合，有同源染色体着丝粒分裂，无同源染色体（1）先判定分裂类型：有同源染色体联会行为的，为减数第一次分裂。无同源染色体联会行为的，为有丝分裂或减数第二次分裂，有同源染色体的，是有丝分裂，无同源染色体的是减数第二次分裂。（2）再判断图像时期：染色体散乱分布在细胞中，为前期。细胞中央排整齐的，为中期。染色体分离的，无论是同源染色体还是姐妹染色体分离的，是后期。4.细胞分裂过程中发生的相关变异基因突变：有丝分裂、减数分裂的间期基因重组：减数第一次分裂的前期，同源染色体联会，发生交叉互换，实现了基因重组；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体分离，导致非等位基因自由组合，实现了基因重组。染色体变异：减速分裂过程中发生染色体结构和数目变异的概率较普通细胞较高，比如易位、染色体数目增加或减少。1．在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4个蓝色(2个5cm、2个8cm)和4个红色(2个5cm、2个8cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程。下列叙述错误的是()A．将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体B．将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对C．模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同一极的橡皮泥条颜色要不同D．模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条要与另一极的相同【答案】C【解析】减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同，可能不同，C错误。2.如图为某同学建构的减数分裂过程中染色体的变化模型图，其中建构正确的是()A.①③④ B.②③④C.①②④ D.①②③【答案】D【解析】①②建构的是减数分裂Ⅱ后期的模型图，由于减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，故产生的次级性母细胞(或极体)中2条非同源染色体可能是1条来自父方、1条来自母方，如图①，也可能是两条都来自父方或母方，如图②；③建构的是减数分裂Ⅰ后期的模型图，④不符合同源染色体分离的情况。3．如图为进行有性生殖的生物的生活史示意图，下列有关说法错误的是()A．过程①表示受精作用B．过程②存在细胞的分裂、分化等过程C．过程④中原始生殖细胞染色体复制2次，细胞连续分裂2次D．过程①和④有利于同一双亲的后代呈现出多样性【答案】C【解析】过程④中原始生殖细胞染色体复制1次，细胞连续分裂2次，C错误。4．大熊猫的体细胞有42条染色体，下列相关表述不正确的是()A．一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子染色体数目一般都是21条B．一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性C．假如大熊猫的15个初级精母细胞和10个初级卵母细胞都能正常分裂，并在最大限度内受精，则最多能形成的受精卵数目是15D．大熊猫亲子代的染色体数目是相同的，对此起决定作用的过程是减数分裂和受精作用【答案】C【解析】15个初级精母细胞正常分裂可产生60个精子，10个初级卵母细胞正常分裂可产生10个卵细胞，因此最多能形成的受精卵数目是10，C错误。5．如图表示某个生物的精细胞，试根据细胞内基因(三对等位基因独立遗传)的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑四分体中非姐妹染色单体的互换)()A．2个B．3个C．4个D．5个6．植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是()A．多精入卵会产生更多的种子B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2D．ECS1和ECS2通过影响花粉管防止多精入卵【答案】A【解析】多精入卵会破坏亲子代之间遗传信息的稳定性，因此一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，A错误，B正确；结合题意“当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；据题意可知，ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，推测ECS1和ECS2通过影响花粉管防止多精入卵，D正确。7．如图1所示为