減數(shù)分裂和受精作用
課時安排：1課時
教學(xué)目標(biāo)：
1.闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂并模擬分裂過程中染色體的變化及其對于生物遺傳和變異的重要性。
2.舉例說明配子的形成過程、受精過程。
3.使用高倍鏡，觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。
本講重點：
1.減數(shù)分裂的概念。
2.精子的形成過程和受精作用的過程。
本講難點：
1.模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化。
2.比較精子和卵細(xì)胞形成過程的異同。
3.觀察蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂。
考點點撥：
一、相關(guān)
(一)基本概念
減數(shù)分裂、減數(shù)分裂第一次分裂、減數(shù)分裂第二次分裂;有性生殖器官、卵巢、睪丸、精巢;原始的生殖細(xì)胞、精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞、初級精(卵)母細(xì)胞、次級精(卵)母細(xì)胞、精(卵)細(xì)胞、精子、極體;聯(lián)會、四分體;染色體、同源染色體、姐妹染色單體;受精作用
(二)知識網(wǎng)絡(luò)
(三)疑難解析
減數(shù)分裂
只有進(jìn)行有性生殖的生物體內(nèi)才有進(jìn)行減數(shù)分裂的原始生殖細(xì)胞。具有原始生殖細(xì)胞(性原細(xì)胞)的器官稱為生殖腺，雌性動物是卵巢，雄性動物是睪丸。減數(shù)分裂是一種染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞卻連續(xù)分裂2次的分裂方式，分裂的結(jié)果是子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比性原細(xì)胞(或體細(xì)胞)減少了一半。對于減數(shù)分裂過程的理解要注意以下幾點：一是染色體的復(fù)制時間在性原細(xì)胞發(fā)育成性母細(xì)胞的過程中，即在同源染色體聯(lián)會之前早就已經(jīng)復(fù)制完成了;二是聯(lián)會發(fā)生在染色體縮短變粗的早期，發(fā)生聯(lián)會的過程在光學(xué)顯微鏡下是看不到的，所以教材中的減數(shù)分裂圖解表示聯(lián)會的圖中一個染色體中未畫出2條染色單體;三是減數(shù)分裂第一次分裂的目的是同源染色體彼此分開實現(xiàn)染色體數(shù)目減半，在同源染色體彼此分開時非同源染色體之間要自由組合，同源染色體的染色單體之間還要發(fā)生交叉互換，這是三大遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ);四是減數(shù)分裂第二次分裂的主要特征是著絲點分裂，實現(xiàn)染色單體彼此分開，所以分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目未變，但DNA分子數(shù)減少一半;五是第二次分裂程的次級性母細(xì)胞的分裂類似有絲分裂過程，但與有絲分裂過程不同的是一般已不存在同源染色體。
關(guān)于減數(shù)分裂和有絲分裂的比較，重點是減數(shù)分裂第二次分裂過程與有絲分裂過程的比較。①有絲分裂中期和減數(shù)分裂第二次分裂中期的比較：在有絲分裂過程中自始至終存在著同源染色體，而在減數(shù)分裂第二次分裂過程中不存在同源染色體。區(qū)分同源染色體的依據(jù)在生物階段有兩點：一是染色體的大小，同源染色體一般形成和大小相似或相同;二是著絲點位置，著絲點的位置有端著絲點，也有中間著絲點的，同源染色體的著絲點位置應(yīng)是相同的。有絲分裂中期的圖像特征是：染色體數(shù)目一般是偶數(shù)，染色體兩兩相同，每個染色體中有2個染色單體，著絲點排列在赤道板的中央。減數(shù)分裂第二次分裂中期的圖像特征是：染色體數(shù)目有奇數(shù)，也有偶數(shù)，但找不到兩兩相同的染色體，即不是大小不同，就是著絲點位置不同，說明沒有同源染色體，但每個染色體中還有2個染色單體，如圖所示。②有絲分裂后期和減數(shù)分裂后期分裂圖像的比較，如圖所示。有絲分裂后期和減數(shù)分裂第二次分裂后期的共同特征是：著絲點分裂，每個染色體的2條染色單體彼此分開成為2條染色體，在紡綞絲的牽引下分別移向細(xì)胞兩極。但不同之處是：有絲分裂后期的細(xì)胞中應(yīng)有同源染色體，而減數(shù)分裂第二次分裂后期的細(xì)胞中一般沒有同源染色體。在識圖中應(yīng)對移向同一方向的一組染色體進(jìn)行分析，如圖中，向上移動的一組染色體中，大的2個染色體是一樣的，可看作是一對同源染色體。而小的2個染色體也是一樣的，可看作另一對同源染色體。在圖中，向上移動的一組染色體中大小形狀各不相同，所以就沒有同源染色體。所以圖看作是有絲分裂后期，圖看作是減數(shù)分裂第二次分裂后期。
精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程的異同點是：染色體的行為和數(shù)目變化的過程是一樣的，但細(xì)胞質(zhì)的分配情況不同。精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，連續(xù)2次分裂細(xì)胞質(zhì)均是均等分裂;卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，連續(xù)2次分裂細(xì)胞質(zhì)均是不均等分裂，在第一次分裂過程中細(xì)胞質(zhì)主要分配在次級卵母細(xì)胞中，第二次分裂細(xì)胞質(zhì)主要分配在卵細(xì)胞中，極體中幾乎沒有分到細(xì)胞質(zhì)。
精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成的是精子細(xì)胞，精子細(xì)胞必須經(jīng)過變形后才能形成精子，變形的過程中細(xì)胞質(zhì)大量丟失，只保留細(xì)胞核和一個蛋白質(zhì)構(gòu)成的尾部。卵細(xì)胞的形成沒有變形過程，卵細(xì)胞體積很大，細(xì)胞質(zhì)中貯存有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，這是為受精卵的發(fā)育準(zhǔn)備的。
關(guān)于減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目的變化和DNA含量的變化可用圖所示的兩條曲線表示。
受精的過程是指精子細(xì)胞的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合的過程，故在受精卵的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)是一半來自父方一半來自母方，但在受精卵的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)則全部來自母方。通過受精作用把染色體減半的精子和卵細(xì)胞結(jié)合成合子，染色體數(shù)目恢復(fù)原狀時使雙親的遺傳物質(zhì)綜合到子代個體中，即保證了同種生物親、子兩代染色體數(shù)目的穩(wěn)定性，對遺傳有重要意義，又使后代獲得兩個親本的遺傳物質(zhì)，有利于生物的生存和進(jìn)化，對生物的變異也有重要意義。如圖所示。
減數(shù)分裂應(yīng)注意的幾個問題：
問題一：減數(shù)第二次分裂整個過程中，染色體的變化特點與有絲分裂完全相同，它完全是一次普通的有絲分裂。
辨析：有絲分裂的重要特點之一，是一條染色體上的兩條姐妹染色單體分離后進(jìn)入不同的子細(xì)胞，在這一點上，減數(shù)第二次分裂的結(jié)果與有絲分裂是相同的。但是，有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞為體細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)有成對的同源染色體 高中英語，而減數(shù)第一次分裂之后，同源染色體就分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞中，所以次級精(卵)母細(xì)胞不存在成對的同源染色體。因此，在第二次分裂過程中和產(chǎn)生的子細(xì)胞中是沒有成對的同源染色體的，所以減數(shù)第二次分裂絕不是一次普通的有絲分裂，只能說是一次特殊的有絲分裂。
問題二：生殖細(xì)胞的產(chǎn)生必須通過減數(shù)分裂。
辨析：生殖細(xì)胞是指生物繁殖下一代的細(xì)胞，如精子、卵細(xì)胞、孢子等。進(jìn)行有性生殖的生物，產(chǎn)生生殖細(xì)胞時，大多是經(jīng)過減數(shù)分裂;但也有例外的，如高等植物的精子、卵細(xì)胞的形成都是有絲分裂，還有，進(jìn)行無性生殖的生物，如根霉、青霉等，它們產(chǎn)生的孢子，也屬于生殖細(xì)胞的一種，但它無性別之分，叫無性生殖細(xì)胞，是通過有絲分裂產(chǎn)生的，不需經(jīng)過兩兩結(jié)合，就可直接形成新個體。可見，生物的生殖細(xì)胞有通過減數(shù)分裂產(chǎn)生，也有通過有絲分裂產(chǎn)生。
問題三：有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中染色體都是以成對的同源染色體存在，而減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體都是以非同源染色體存在。
辨析：在一般情況下，有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中染色體都是以成對的同源染色體存在，而減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體都是以非同源染色體存在。但也有例外的，如蜜蜂、螞蟻等，它們的雄性個體(雄蜂、雄蟻)都是由未受精的卵細(xì)胞，通過孤雌生殖產(chǎn)生的單倍體生物，其細(xì)胞中無同源染色體存在，所以，它們有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中也無同源染色體存在。而多倍體生物，同源的染色體就有多個，如馬鈴薯是同源四倍體，體細(xì)胞中同源染色體就有四個，經(jīng)過減數(shù)分裂形成的生殖細(xì)胞中也有同源染色體存在。
三 考點例析
例1(2004年全國卷)一個初級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離;所形成的次級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常。另一個初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第一次分裂正常;減數(shù)分裂的第二次分裂時，在兩個次級精母細(xì)胞中，有一個次級精母細(xì)胞的 1 條染色體的姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子(以下簡稱為不正常的配子)。上述兩個初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是()
A.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常
B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子都不正常
C.兩者都只產(chǎn)生一半不正常的配子
D.前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子
[解析]考查了減數(shù)分裂過程。減數(shù)第一次分裂不正常，有一對同源染色體不分離，形成兩個異常的次級精母細(xì)胞，配子全不正常;減數(shù)第二次分裂時有 1個次級精母細(xì)胞的 1條姐妹染色單體不分開，則形成的配子中一半不正常。精子和卵細(xì)胞的形成過程受精作用
[答案]D
例2(06上海卷)右圖為三個處于分裂期細(xì)胞的示意圖，下列敘述中正確的是
A.甲可能是丙的子細(xì)胞 B.乙、丙細(xì)胞不可能來自同一個體
C.甲、乙、丙三個細(xì)胞均含有二個染色體組 D.甲、乙、丙三個細(xì)胞均含有同源染色
[解析]本題是一個綜合題目，考查了減數(shù)分裂、有絲分裂和染色體組的內(nèi)容。丙細(xì)胞是減數(shù)分裂第一次分裂的后期，細(xì)胞中含有四條染色體，形成此細(xì)胞的體細(xì)胞中含有四條染色體;甲細(xì)胞是減數(shù)分裂第二次分裂的后期，細(xì)胞中含有四條染色體，形成此細(xì)胞的體細(xì)胞中含有四條染色體。因此可能是丙的子細(xì)胞。
[答案] A
四 自我檢測
1.下列關(guān)于同源染色體的敘述，正確的是( )
A.減數(shù)分裂中配對的染色體 B.有絲分裂中配對的染色體
C.配子中兩兩配對的染色體 D.一個來自父方，一個來自母方的染色體
2.人體下列細(xì)胞內(nèi)沒有同源染色體是( )
A.肌細(xì)胞 B.精原細(xì)胞 C.初級精母細(xì)胞 D.次級精母細(xì)胞
3?動物精原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂過程中形成了四個四分體，則減數(shù)分裂第二次分裂后期的次級精母細(xì)胞中染色體、染色體單體和DNA分子數(shù)依次為( )
A.4、8、4 B.2、4、8
C.8、16、16 D.8、0、8
4.含有三對染色體的生物，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子，同時含有三個父方(或母方)染色體的配子占多少( )
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
5.下面是水稻花粉母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂的幾個步驟：①聯(lián)會②同源染色體分離③交叉互換④染色體復(fù)制⑤細(xì)胞質(zhì)分裂 ( )
A.④③①②⑤ B.④①③②⑤ C.④②①③⑤ D.①④②③⑤
6.課本模型建構(gòu)《減數(shù)分裂中染色體變化的模型》中，長度相同而顏色不同的兩條染色體配對代表( )
A.來自父方的兩條染色體 B.來自母方的兩條染色體
C.來自父母雙方的染色體 D.以上說法都不對
7.課本模型建構(gòu)《減數(shù)分裂中染色體變化的模型》中，你模擬了減數(shù)分裂中的哪些染色體行為( )
A.同源染色體的規(guī)律性變化 B.非同源染色體的變化
C.姐妹染色單體的變化 D.非姐妹染色單體的變化
8.下列細(xì)胞具有同源染色體的是 ( )
A.口腔上皮細(xì)胞 B.精子細(xì)胞 C.次級卵母細(xì)胞 D.卵細(xì)胞
9.果蠅的體細(xì)胞有4對同源染色體，在下列情況中，預(yù)料有多少條染色體( )
a.初級精母細(xì)胞 b.次級精母細(xì)胞 c.精原細(xì)胞 d.極體
A.a：8,b：4,c：4,d：8 B.a：4,b：8,c：4,d：4
C.a：8,b：4,c：8,d：4 D.a：4,b：4,c：8,d：4
10.在減數(shù)分裂過程中，與同源染色體變化行為一致的是( )
A.細(xì)胞核 B.蛋白質(zhì) C.基因 D.中心體
11.某生物含有N對同源染色體，并且在每對同源染色體上含有一對等位基因，則該生物產(chǎn)生的配子類型有( )
A.2N B.N2 C.N1/2 D.1/2N
12.某生物的體細(xì)胞染色體數(shù)為2n.該生物減數(shù)分裂的第二次分裂與有絲分裂相同之處是( )
A.分裂開始前，都進(jìn)行染色體的復(fù)制
B.分裂開始時，每個細(xì)胞中的染色體數(shù)都是2n
C.分裂過程中，每條染色體的著絲點都分裂成為兩個
D.分裂結(jié)束后，每個子細(xì)胞的染色體數(shù)都是n
13.減數(shù)分裂的第二次分裂后期的細(xì)胞內(nèi)有24條染色體，那么該生物細(xì)胞中的染色體數(shù)為( )
A.12條 B.24條 C.36條 D.48條
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