人教版高中生物必修二第二章第1節(jié)《 減數(shù)分裂和受精作用》優(yōu)質教案

/第2章基因和染色體的關系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用【高考目標導航】1、細胞的減數(shù)分裂2、動物配子的形成過程3、動物的受精過程4、觀察細胞的減數(shù)分裂【根底知識梳理】一、減數(shù)分裂1、減數(shù)分裂概念〔1〕條件：進行有性生殖的生物,產生成熟生殖細胞時?！?〕主要特點：染色體只復制一次,細胞分裂兩次?！?〕結果：成熟生殖細胞中染色體數(shù)目比原始生殖細胞減少一半?！?〕理解如下表：范圍進行有性生殖的生物時期從原始生殖細胞→成熟生殖細胞特點染色體只復制一次,二細胞分裂兩次結果染色體數(shù)目減少一半場所有性生殖器官2、減數(shù)分裂的過程〔1〕間期：DNA復制,有關蛋白質合成染色體復制、每條染色體含兩條姐妹染色單體〔3〕點撥：細胞的減數(shù)分裂是一個動態(tài)的漸變過程,每一個時期的轉變都需要一定時間,所以判斷不同時期時要根據(jù)該時期的主要特征。減數(shù)分裂的結果是核DNA隨染色體數(shù)目減半而減半,但質DNA不一定平分,因此質DNA不一定減半。二、動物配子的形成過程1、精子的形成過程2、卵細胞的形成過程3、精子和卵細胞形成過程的比擬工程精子的形成卵細胞的形成不同點場所睪丸或精巢卵巢原始生殖細胞精原細胞卵原細胞細胞質的分裂方式均等分裂只有減數(shù)第二次分裂中第一極體分裂均等,其他分裂皆不均等結果1個精原細胞形成4個精子。在無交叉互換時形成2種精子,有交叉互換時形成4種精子1個卵原細胞形成4個子細胞,其中1個是卵細胞,3個是極體變形是否相同點〔1〕染色體的行為和數(shù)目變化規(guī)律相同,表現(xiàn)在：eq\o\ac(○,1)染色體都在減數(shù)第一次分裂的間期復制eq\o\ac(○,2)減數(shù)第一次分裂同源染色體聯(lián)會〔可發(fā)生交叉互換〕、均分,非同源染色體的自由組合eq\o\ac(○,3)減數(shù)第二次分裂都是著絲點分裂,姐妹染色單體分開〔2〕產生的子細胞數(shù)目都是4個,且細胞中染色體數(shù)目減半三、受精作用1、概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。2、過程〔1〕精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面?！?〕卵細胞的細胞膜會發(fā)生復雜的生理反響,以阻止其他精子再進入?！?〕精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合,使彼此的染色體會合在一起。3、結果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到體細胞中的數(shù)目,其中一半染色體來自精子〔父方〕,一半來自卵細胞〔母方〕。4、意義減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳和變異,都是十分重要的。5、配子中染色體組合多樣性的原因〔1〕同源染色體的別離和非同源染色體的自由組合?！?〕同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換。四、觀察細胞的減數(shù)分裂觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片的步驟低倍顯微鏡觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片,識別初級精母細胞、次級精母細胞和精細胞根據(jù)染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目,利用低倍鏡和高倍鏡識別不同時期的細胞。根據(jù)觀察結果繪制不同時期的細胞簡圖。【要點名師透析】一、減數(shù)分裂過程的規(guī)律性變化特點1、減數(shù)分裂中染色體、DNA的規(guī)律性變化2、數(shù)目變化的曲線模型二、減數(shù)分裂和有絲分裂的比擬及圖像識別1、減數(shù)分裂和有絲分裂的比擬比擬工程減數(shù)分裂有絲分裂染色體復制次數(shù)及時間一次,減數(shù)第一次分裂間期一次,有絲分裂的間期細胞分裂次數(shù)二次一次是否出現(xiàn)聯(lián)會、四分體出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂不出現(xiàn)有無同源染色體別離有；發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期無著絲點分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期后期子細胞的名稱及數(shù)目精細胞四個或卵細胞一個、極體3個體細胞,2個子細胞中染色體變化減半,發(fā)生于減數(shù)第一次分裂保持不變子細胞間的遺傳組成不一定相同一定相同2、細胞分裂圖像的識別〔重點是前、中、后三個時期〕方法三看鑒別法〔點數(shù)目、找同源、看行為〕第一步：如果細胞內染色體數(shù)目為奇數(shù),那么該細胞為減數(shù)第二次分裂某時期的細胞。第二步：看細胞內有無同源染色體,假設無那么為減數(shù)第二次分裂某時期的細胞分裂圖；假設有那么為減數(shù)第一次分裂或有絲分裂某時期的細胞分裂圖。第三步：在有同源染色體的情況下,假設有聯(lián)會、四分體、同源染色體別離,非同源染色體自由組合等行為那么為減數(shù)第一次分裂某時期的細胞分裂圖；假設無以上行為,那么為有絲分裂的某一時期的細胞分裂圖?！镜淅咳鐖D是某生物的細胞分裂示意圖,以下表達正確的選項是()A.假設圖Ⅰ中的2和6表示兩條Y染色體,那么此圖一定表示次級精母細胞B.圖Ⅱ中①上某位點有基因B,那么②上相應位點的基因可能是bC.圖Ⅱ細胞中染色體、染色單體、DNA數(shù)量分別為2、0、4D.該生物體細胞中染色體數(shù)最多有16條【答案】B【感悟高考真題】1、〔2019·山東高考〕基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常別離,而產生一個不含性染色體的ＡＡ型配子。等位基因Ａ、ａ位于２號染色體。以下關于染色體未別離時期的分析,正確的選項是()①2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未別離②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未別離③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未別離④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未別離A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】A2、〔2019·安徽高考〕2雄蛙的一個體細胞經有絲分裂形成兩個子細胞〔C1、C2〕,一個初級精母細胞經減數(shù)第一次分裂形成兩個次級精母細胞〔S1、S2〕。比擬C1與C2、S1與S2細胞核中DNA數(shù)目及其貯存的遺傳信息,正確的選項是A．DNA數(shù)目C1與C2相同,S1與S2不同B.遺傳信息C1與C2相同,S1與S2不同C．DNA數(shù)目C1與C2不同,S1與S2相同D.遺傳信息C1與C2不同,S1與S2相同【解析】此題考查有關細胞分裂相關知識C1C2是細胞有絲分裂形成的,而有絲分裂重要特征是親代細胞的染色體經復制后平均分配到兩個子細胞中,保持遺傳物質的穩(wěn)定性,所以C1和C2的遺傳信息相同；而S1和S2【答案】B3、〔2019·江蘇高考〕人類精子發(fā)生過程中,以下說法正確的選項是A．細胞中染色單體散最多可達92條B．姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能是不同的C．染色單體的交叉互換發(fā)生在同源染色體別離之前D．一個精原細胞產生兩個相同精子的概率最大為1／【解析】此題考查了減數(shù)分裂的過程及考生理解能力。人精子形成過程中,經過減數(shù)分裂,在減數(shù)第一次分裂過程中,染色體經過復制,染色單體可到達92條,A項正確；姐妹染色單體可發(fā)生交叉互換,帶著遺傳信息可能不同,B項正確,姐妹染色單體殼發(fā)生交叉互換發(fā)生在四分體時期,即同源染色體分開前,C項正確,一個精原細胞產生兩種類型4個精子,D項錯誤.【答案】ABC4、〔2019·江蘇高考〕細胞周期包括分裂間期(分為期、S期和期)和分裂期(M期)。以下圖標注了甲動物(體細胞染色體數(shù)為12)腸上皮細胞的細胞周期各階段的時長及DNA含量。請答復以下問題：〔1〕假設用含放射性同位素的胸苷(DNA復制的原料之一)短期培養(yǎng)甲動物腸上皮細胞后,處于S期的細胞都會被標記。洗脫含放射性同位素的胸苷,換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng),定期檢測。預計最快約▲h后會檢測到被標記的M期細胞。〔2〕從被標記的M期細胞開始出現(xiàn)到其所占M期細胞總數(shù)的比例到達最大值時,所經歷的時間為▲期的時間,處于該期的一個細胞中染色體數(shù)目的變化情況是▲?！?〕假設向甲動物腸上皮細胞培養(yǎng)液中加人過量胸苷,處于S期的細胞立刻被抑制,而處于其他時期的細胞不受影響。預計加人過量胸苷約▲h后,細胞都將停留在S期?！?〕乙動物腸上皮細胞的細胞周期時長為24h,M期時長為l．9h。假設要在顯徽鏡下觀察細胞有絲分裂過程中染色體形態(tài)的變化,選用▲(填“甲〞或“乙〞)動物腸上皮細胞更適宜?！?〕在光學顯徽鏡下觀察,同處于分裂末期的動物腸上皮細胞與洋蔥根尖細胞,形態(tài)上最主要的區(qū)別是▲?！窘馕觥看祟}借助細胞周期的DNA含量變化曲線考查細胞周期及分裂期特點,同時考查學生的識圖判斷能力?！?〕根據(jù)題意S期細胞被標記,洗脫放射性的胸苷后,S期的細胞經G2期變化后變?yōu)镸期細胞,故最短時間為G2時期,即2.2h〔2〕細胞間期細胞數(shù)目最多,因此從M期細胞開始出現(xiàn),到其所占M其細胞總數(shù)比例最大值,即變?yōu)殚g期細胞,故經歷的時間為分裂期的時間,即M期的時間。因染色體只在分裂后期加倍,故分裂期染色體數(shù)目變化為12-24-12〔3〕參加過量胸苷后,只有處于S期的細胞被抑制；剛結束S期的細胞,再次經過G2、M、G1期后再次到達S期后受到抑制,經歷時間為2.2+1.8+3.4=7.4h。其他各期細胞到達S期的時間均短于該時間,故參加胸苷后7.4h后細胞都停留在S期〔4〕從圖可知,甲動物分裂期所占時間比例為1.8/(3.4+7.9+2.2+1.8)=1.8/15.3=11.2%;乙動物分裂期的比例是1.9/24=0.08,觀察染色體形態(tài)變化主要是觀察分裂期的細胞,而分裂期細胞數(shù)目的增多與其所占細胞周期的時間的比例呈正相關,因此選甲動物作為觀察材料?！?〕洋蔥根尖細胞為高等植物細胞,與動物細胞相比,有細胞壁,因此分裂末期兩者的主要區(qū)別是動物細胞的細胞質從中央向內凹陷,縊裂為兩個；而植物細胞中央出現(xiàn)細胞板?！敬鸢浮俊?〕2.2〔2〕M12→24→12〔3〕7.4(4)甲〔5〕動物腸上皮細胞膜凹陷,細胞縊裂；洋蔥根尖細胞形成細胞板5、〔2009·廣東高考〕右圖為蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂某一時期的顯微照片,該時期A.是減數(shù)分裂第一次分裂的前期B.是減數(shù)分裂第一次分裂的中期C.非姐妹染色單體發(fā)生了互換D.結束后,同源染色體發(fā)生聯(lián)會【解析】據(jù)圖可看到同源染色體配對的現(xiàn)象,所以為減數(shù)分裂前期,前期發(fā)生了非姐妹染色單體的交叉互換,聯(lián)會就發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期?！敬鸢浮緼C6、〔2009·江蘇高考〕對性腺組織細胞進行熒光標記,等位基因A、a都被標記為黃色,等位基因B、b都被標記為綠色,在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時期的細胞。以下有關推測合理的是A．假設這2對基因在1對同源染色體上,那么有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點B．假設這2對基因在1對同源染色體上,那么有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點C．假設這2對基因在2對同源染色體上,那么有1個四分體中出現(xiàn)2個黃色、2個綠色熒光點D．假設這2對基因在2對同源染色體上,那么有1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點【解析】此題考查的是減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的四分體的結構特點。在減數(shù)第一次分裂時,同源染色體聯(lián)會形成染色體。等位基因位于同源染色體上,假設這2對基因在一對同源染色體上,由于經過了間期DNA的復制,那么1個四分體中有2個A,2個a,2個B,2個b,即1個四分體中出現(xiàn)4個黃色、4個綠色熒光點。假設在2對同源染色體上,那么四分體中只有A,a或者只有B,b,不能同時存在。【答案】B7、〔2009·上海高考〕由基因型為的個體產生的1000個精子中,有的精子500個,那么理論上初級精母細胞中發(fā)生交換的比例是A.5% B.10%C.20% D.40%【解析】一個初級精母細胞可以產生4個精子,10000個精子理論上需要2500個初級精母細胞,發(fā)生交換后每個初級精母細胞只能產生1個aB型精子那么交換值為500/2500=20%?！敬鸢浮緾8、〔2009·山東高考〕人類遺傳病發(fā)病率逐年增高,相關遺傳學研究備受關注。根據(jù)以下信息答復以下問題：〔3〕小鼠常被用作研究人類遺傳病的模式動物。請?zhí)畛溆^察小鼠細胞減少分裂的實驗步驟：供選材料及試劑：小鼠的腎臟、睪丸、肝臟,蘇丹Ⅲ染液、醋酸洋紅染液、詹納斯綠B〔健那綠〕染液,解離固定液。取材：用____________作實驗材料制片：①取少量組織低滲處理后,放在____________溶液中,一定時間后輕輕漂洗。②將漂洗后的組織放在載玻片上,滴加適量____________。③一定時間后加蓋玻片,____________。觀察：①用顯微鏡觀察時,發(fā)現(xiàn)幾種不同特征的分裂中期細胞。假設它們正常分裂,產生的子細胞是__________________。②右圖是觀察到的同源染色體進入〔A1和A2〕的配對情況假設A1正常,A2發(fā)生的改變可能是________________________?！窘馕觥看祟}考察了減數(shù)分裂觀察實驗,比擬貼近課本。首先學生要對課本上關于有絲分裂實驗中的系列步驟要熟知,取材——解離——漂洗——染色——制片——觀察。然后將知識遷移到減數(shù)分裂實驗觀察中【答案】〔3〕〔小鼠〕睪丸解離固定液醋酸洋紅染液壓片次級精母細胞,精細胞,精原細胞缺失【考點模擬演練】一、選擇題1、以下有關細胞減數(shù)分裂過程中染色體、DNA數(shù)目的表達,錯誤的選項是()A．次級精母細胞中的DNA分子正好和正常體細胞的DNA分子數(shù)目相同B．減數(shù)第二次分裂后期,細胞中染色體數(shù)目只有正常體細胞數(shù)目的一半C．初級精母細胞中染色單體的數(shù)目正好和細胞中DNA分子數(shù)目相等D．任何一種哺乳動物的細胞中染色體數(shù)目和著絲點數(shù)目都相同【解析】減數(shù)第二次分裂后期,每條染色體上的著絲點一分為二,兩條姐妹染色單體形成兩條子染色體,結果是細胞中染色體數(shù)目與正常體細胞數(shù)目相同?！敬鸢浮緽2、(2019·湖南月考)如以下圖表示高等動物細胞(2N)在分裂過程中某一時期的染色體(a)、染色單體(b)、DNA(c)三者之間的數(shù)量關系。此時細胞內不可能發(fā)生()A．染色體在紡錘體的牽引下移向細胞兩極B．存在于細胞中某一極的染色體數(shù)目可能為2NC．同源染色體聯(lián)會,四分體內非姐妹染色單體交叉互換D．無同源染色體聯(lián)會,染色體著絲點排列在赤道板上【答案】B3、(2019·合肥質檢)一個基因型為TtMm(這兩對基因可以自由組合)的卵原細胞,在沒有突變的情況下,如果它所產生的卵細胞的基因組成為TM,那么由該卵原細胞分裂產生的以下細胞中,基因組成表示正確的選項是()A．減數(shù)第一次分裂產生的極體為TTMM,減數(shù)第二次分裂產生的極體為TMB．減數(shù)第一次分裂產生的極體為tm,減數(shù)第二次分裂產生的極體為tmC．減數(shù)第一次分裂產生的極體為tm,減數(shù)第二次分裂產生的極體為TM或tmD．減數(shù)第一次分裂產生的極體為ttmm,減數(shù)第二次分裂產生的極體為TM或tm【解析】一個基因組成為TtMm的卵原細胞產生了一個TM的卵細胞,那么其次級卵母細胞的基因組成為TTMM,第一極體的基因組成為ttmm,最終產生的1個卵細胞為TM,第二極體中有1個為TM、2個為tm?！敬鸢浮緿4、(2019·廣州質檢)某高等生物基因型為AaBb,經減數(shù)分裂能產生四種數(shù)量相等的配子。如右圖為其體內的某個細胞,那么()A．該狀態(tài)下的細胞發(fā)生了基因重組B．②與④上的基因別離表達了別離定律C．圖中基因位點①、②、③、④可能分別是A、b、B、bD．該狀態(tài)下的細胞含有4個染色體組,其中②和③所示染色體組成一個染色體組【解析】題圖所表示的是細胞進行有絲分裂的后期圖,不可能發(fā)生基因重組和表達別離定律；該狀態(tài)下細胞含有四個染色體組,②和③所在的染色體組組成二個染色體組?！敬鸢浮緾5、(2019·海淀模擬)以下關于細胞有絲分裂和減數(shù)分裂共性的說法錯誤的選項是()A．都有紡錘絲和紡錘體的出現(xiàn)B．都可以產生可遺傳的變異C．都具有染色體復制的過程D．都有同源染色體別離的現(xiàn)象【解析】細胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂間期都進行染色體復制(DNA復制和有關蛋白質合成),都可能產生可遺傳的變異；都有紡錘絲和紡錘體的出現(xiàn)；但同源染色體的聯(lián)會與別離只出現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中?！敬鸢浮緿6、(2019·豐臺模擬)假設人的成熟神經細胞核中DNA含量為a,以下各項核DNA含量分別為2a、a、0.5A．初級精母細胞、次級精母細胞、精子B．精原細胞減數(shù)分裂間期、精細胞、第二極體C．精原細胞有絲分裂后期、口腔上皮細胞、成熟紅細胞D．正在發(fā)生凋亡的細胞、癌細胞、卵細胞【解析】成熟神經細胞核中DNA含量a,即人的體細胞核中DNA含量為a,那么相應細胞核中DNA含量：初級精母細胞為2a,次級精母細胞為a,精子為0.5a,精原細胞減數(shù)分裂間期DNA進行復制,DNA含量為a→2a,第二極體為0.5a,精原細胞有絲分裂后期為2a,口腔上皮細胞為a【答案】A7、下面為動物細胞分裂過程的示意圖,據(jù)圖分析可得出()A．細胞分裂過程中,細胞體積明顯增大的時期是OP段B．假設在A點將該DNA用同位素標記,那么在GH段可檢測有放射性的脫氧核苷酸鏈占50%C．在圖中的GH段和OP段,細胞中含有有染色體組數(shù)是相等的D．圖中L點→M點所示過程的進行,與細胞膜的流動性有關【解析】L點→M點所示過程為受精作用,精子與卵細胞是借助細胞膜的流動性進行融合。在分裂過程中,間期DNA復制階段細胞體積會增大,OP段為有絲分裂后期,細胞體積不會增大,假設在A點將核DNA用同位素標記,那么在CD段可檢測到50%的脫氧核苷酸鏈含有放射性,到GH段可檢測到有放射性的脫氧核苷酸鏈占25%；圖中的GH段染色體數(shù)目與體細胞一致,OP段染色體數(shù)目