新教材生物必修2學(xué)案第1章第1節(jié)第2課時(shí)哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的形成受精作用孕育新的生命

第2課時(shí)哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的形成、受精作用孕育新的生命課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接說明進(jìn)行有性生殖的生物體，其遺傳信息通過配子傳遞給子代。1．生命觀念：初步運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，說明減數(shù)分裂和受精作用的定義。2．科學(xué)思維：概括歸納遺傳的穩(wěn)定性和多樣性原因。3．科學(xué)探究：運(yùn)用模型模擬哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成過程。一、哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的形成1．精子的形成(1)場所：睪丸的曲細(xì)精管。(2)過程1個(gè)精原細(xì)胞(增殖方式：有絲分裂)eq\o(→,\s\up7(染色體復(fù)制))1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(減數(shù)第一次分裂))2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(減數(shù)第二次分裂))4個(gè)精細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(分化),\s\do6(變形))4個(gè)精子(3)曲細(xì)精管(部分)模式圖2．卵細(xì)胞的形成(1)場所：卵巢(2)過程二、受精作用孕育新的生命1．受精作用(1)過程(以人為例)：精子頭部的細(xì)胞質(zhì)膜首先與卵母細(xì)胞質(zhì)膜融合，隨即精子的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入卵母細(xì)胞內(nèi)，卵母細(xì)胞立即釋放相應(yīng)的物質(zhì)，阻止其他精子的進(jìn)入，然后兩者的細(xì)胞核在細(xì)胞中部靠攏，相互融合，形成受精卵。(2)人的受精過程示意圖(3)結(jié)果受精卵中的染色體數(shù)量恢復(fù)到與該物種的體細(xì)胞一樣，其中一半來自精子(父方)，另一半來自卵細(xì)胞(母方)。(4)意義：通過減數(shù)分裂和受精作用，每種生物維持了前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)量的恒定，也實(shí)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的重新組合。2．有性生殖(1)定義：由親代產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞或配子，經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞或配子的結(jié)合成為合子(zygote)(如受精卵)，再由合子發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式稱為有性生殖。(2)意義：由合子發(fā)育成的子代具備了雙親的遺傳特性，這對于生物的生存和進(jìn)化具有重要意義。判斷對錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．配子的多樣性只與非同源染色體的自由組合有關(guān)。 ()2．正常情況下，1個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的4個(gè)精子在染色體組成上兩兩相同。 ()3．在卵細(xì)胞形成過程中，姐妹染色單體的分離發(fā)生在初級(jí)卵母細(xì)胞中。 ()4．1個(gè)精原細(xì)胞和1個(gè)卵原細(xì)胞所產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞的個(gè)數(shù)比為1∶1。 ()5．受精時(shí)精子全部進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi)。 ()6．受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方。 ()[答案]1．×提示：配子的多樣性還與同源染色體中的非姐妹染色單體之間的互換有關(guān)。2．√3．×提示：姐妹染色單體的分離發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中，初級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂。4．×提示：1個(gè)精原細(xì)胞可以產(chǎn)生4個(gè)精子，而1個(gè)卵原細(xì)胞只能產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞。5．×提示：受精時(shí)精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面。6．√哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞的形成1．精子和卵細(xì)胞形成過程的區(qū)別精子的形成過程卵細(xì)胞的形成過程相同點(diǎn)染色體的行為變化相同：在減數(shù)分裂前染色體復(fù)制，在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體，非姐妹染色單體交換，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，減數(shù)分裂Ⅰ結(jié)束后染色體數(shù)目減半；減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)著絲粒分裂，姐妹染色單體分開不同點(diǎn)場所睪丸卵巢細(xì)胞質(zhì)分裂均等分裂主要是不均等分裂子細(xì)胞數(shù)目1個(gè)精原細(xì)胞→4個(gè)精子1個(gè)卵原細(xì)胞→1個(gè)卵細(xì)胞＋3個(gè)極體(消失)是否變形是否2.配子來源的判斷方法(1)以二倍體生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂(不考慮互換)為例，如圖所示。由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成完全相同，分別來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞C、D；②E(F)與G(H)中的染色體“互補(bǔ)”，來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。(2)二倍體生物一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂(考慮互換)，如圖所示。由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成大同小異，分別來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞C、D；②E(F)與G(H)中的染色體“互補(bǔ)”，來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。3．一般情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類(1)只考慮非同源染色體自由組合，不考慮互換的情況。 (Y與y、R與r分別表示兩對同源染色體。)配子種類細(xì)胞或個(gè)體YyRr能產(chǎn)生配子的種類n對同源染色體產(chǎn)生的配子種類一個(gè)精原細(xì)胞2種(YR、yr或Yr、yR)2種一個(gè)雄性個(gè)體4種(YR、yr、Yr、yR)2n種一個(gè)卵原細(xì)胞1種(YR或yr或Yr或yR)1種一個(gè)雌性個(gè)體4種(YR、yr、Yr、yR)2n種(2)若考慮互換，會(huì)增加配子的種類，如一個(gè)含n對同源染色體的生物產(chǎn)生的配子種類會(huì)大于2n種。合作探究：下圖中的A、a和B、b表示原始生殖細(xì)胞中的兩對同源染色體：(1)情況1最終產(chǎn)生的子細(xì)胞有幾種類型？情況2最終產(chǎn)生的子細(xì)胞有幾種類型？提示：情況1最終產(chǎn)生的子細(xì)胞有2種類型：AB、ab。情況2最終產(chǎn)生的子細(xì)胞有2種類型：Ab、aB。(2)據(jù)此推斷，含有n對同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型為多少種？提示：2n種。(3)含有n對同源染色體的生物體可產(chǎn)生的配子類型有時(shí)要比上述結(jié)論多，可能的原因是什么？提示：在四分體時(shí)期發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體之間的互換。1．下列有關(guān)兩個(gè)細(xì)胞分裂圖像的說法，正確的是()A．①②均是卵細(xì)胞形成過程中的細(xì)胞B．①②中均含兩對同源染色體C．①能產(chǎn)生4種類型的生殖細(xì)胞D．②能產(chǎn)生1種類型的生殖細(xì)胞D[由細(xì)胞中染色體變化的規(guī)律及細(xì)胞質(zhì)的分裂情況可知，細(xì)胞①是初級(jí)精母細(xì)胞，正處于后期Ⅰ，含兩對同源染色體，其中非同源染色體已完成組合，它只能產(chǎn)生2種(4個(gè))生殖細(xì)胞(精細(xì)胞)；細(xì)胞②是次級(jí)卵母細(xì)胞，正處于后期Ⅱ，不含同源染色體，只能產(chǎn)生1種(1個(gè))生殖細(xì)胞(卵細(xì)胞)。]2．(多選)下列屬于動(dòng)物卵細(xì)胞形成與精子形成的不同之處的是()A．一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞形成一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞B．一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞形成一個(gè)卵細(xì)胞，一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成兩個(gè)精細(xì)胞C．卵細(xì)胞的形成不經(jīng)過變形，精細(xì)胞要經(jīng)過變形形成精子D．染色體復(fù)制的時(shí)期不同ABC[一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞形成一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)(第一)極體，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，A符合題意；一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞形成一個(gè)卵細(xì)胞和一個(gè)(第二)極體，一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成兩個(gè)精細(xì)胞，B符合題意；卵細(xì)胞的形成不經(jīng)過變形，精細(xì)胞要經(jīng)過變形形成精子，C符合題意；減數(shù)分裂時(shí)，染色體復(fù)制的時(shí)期相同，都是減數(shù)分裂前的間期，D不符合題意。]3．圖中甲表示某動(dòng)物精原細(xì)胞中的一對同源染色體。在減數(shù)分裂過程中，該對同源染色體發(fā)生了互換，結(jié)果形成了①～④所示的四個(gè)精細(xì)胞。這四個(gè)精細(xì)胞中，來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是()A．①與② B．②與③C．①與③ D．②與④B[在減數(shù)第一次分裂同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生互換后，同一個(gè)著絲粒上連接著的兩條染色單體，絕大部分相同，少數(shù)部分不相同，因此來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的有②與③、①與④。]根據(jù)染色體組成判斷配子來源的方法(1)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體完全相同，則它們可能來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。簡記為“同為同一‘次’”。(2)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體恰好“互補(bǔ)”，則它們可能來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。簡記為“補(bǔ)為同一‘初’”。(3)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體有的相同，有的互補(bǔ)，只能判定可能來自同一個(gè)生物不同精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程。簡記為“同、補(bǔ)同一‘體’”。受精作用孕育新的生命1．過程分析(1)減數(shù)分裂結(jié)果分析：經(jīng)減數(shù)分裂形成的生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。配子中的染色體數(shù)目只有體細(xì)胞的一半，并且沒有同源染色體。(2)受精作用結(jié)果分析：經(jīng)受精作用形成的受精卵中的染色體一半來自精子(父方)、一半來自卵細(xì)胞(母方)。使受精卵中的染色體數(shù)目恢復(fù)為體細(xì)胞染色體數(shù)，且出現(xiàn)同源染色體。(3)同一雙親的子代遺傳呈現(xiàn)多樣性的原因：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(配子的多樣性\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(非同源染色體的自由組合,同源染色體中非姐妹染色單體的互換)),受精時(shí)雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合))2．曲線分析(1)細(xì)胞中DNA含量變化曲線①ab段為減數(shù)分裂前的間期，bc段為減數(shù)分裂Ⅰ，cd段為減數(shù)分裂Ⅱ，即bd段為減數(shù)分裂。②e點(diǎn)表示進(jìn)行受精作用。③ef段為有絲分裂前的間期，fg段為有絲分裂。(2)細(xì)胞中染色體數(shù)變化曲線①O～a表示減數(shù)分裂前的間期及減數(shù)分裂Ⅰ，a～c表示減數(shù)分裂Ⅱ。②d點(diǎn)表示進(jìn)行受精作用。③d～f包含受精卵的有絲分裂。應(yīng)用實(shí)踐：下圖所示為生物體的有性生殖過程。(1)結(jié)合細(xì)胞膜的成分，討論：精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？精子與卵細(xì)胞融合的過程體現(xiàn)了生物膜的什么特性？提示：精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜表面的糖蛋白。精子與卵細(xì)胞融合的過程體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性。(2)受精卵中的染色體一半來自精子，一半來自卵細(xì)胞，是否意味著父、母雙方各為后代提供一半的遺傳物質(zhì)？分析原因。提示：不是。受精卵細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方，但細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。1．下圖是生物的有性生殖過程。下列敘述正確的是()A．非同源染色體的自由組合發(fā)生在過程Ⅰ中B．由過程Ⅱ可知受精卵中的細(xì)胞質(zhì)主要來自精子C．同源染色體的分離發(fā)生在過程Ⅰ和Ⅱ中D．僅有過程Ⅰ即可維持親子間染色體數(shù)目的恒定A[分析題圖可知，過程Ⅰ是減數(shù)分裂，過程Ⅱ是受精作用。非同源染色體的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ的后期，A正確；受精卵中的細(xì)胞質(zhì)主要來自卵細(xì)胞，B錯(cuò)誤；同源染色體的分離僅發(fā)生在過程Ⅰ中，C錯(cuò)誤；過程Ⅰ和Ⅱ共同維持親子間染色體數(shù)目的恒定，D錯(cuò)誤。]2．(多選)下圖表示細(xì)胞分裂和受精作用過程中核DNA含量的變化，有關(guān)分析正確的是()A．a(chǎn)、b、c分別包含減數(shù)分裂、受精作用、有絲分裂B．CD與OP段的染色體數(shù)相同C．JK段發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì)與分離D．OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段發(fā)生了DNA復(fù)制BD[a階段包含有絲分裂過程中核DNA含量變化規(guī)律，b階段包含減數(shù)分裂過程中核DNA含量變化規(guī)律，c階段包含受精作用和有絲分裂過程中核DNA含量變化規(guī)律，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中CD和OP段都表示有絲分裂前期、中期和后期，所以CD與OP段的染色體數(shù)相同，B項(xiàng)正確；JK段表示末期Ⅱ，而同源染色體聯(lián)會(huì)與分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ過程中，C項(xiàng)錯(cuò)誤；OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段發(fā)生了DNA復(fù)制，D項(xiàng)正確。][課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1．卵細(xì)胞與精子形成過程的最大區(qū)別在于初級(jí)卵母細(xì)胞和次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂是不均等的。2.受精作用的實(shí)質(zhì)是雌、雄原核在細(xì)胞中部靠攏，相互融合。3.受精卵中的染色體數(shù)量一半來自精子(父方)，另一半來自卵細(xì)胞(母方)。4.通過減數(shù)分裂和受精作用，每種生物維持了前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)量的恒定，也實(shí)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的重新組合。5.由親代產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞或配子，經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞或配子的結(jié)合成為合子(如受精卵)，再由合子發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式稱為有性生殖。1．與精子的形成過程相比，卵細(xì)胞的形成過程中不會(huì)出現(xiàn)的是()A．卵原細(xì)胞先進(jìn)行減數(shù)分裂，再通過變形形成成熟卵細(xì)胞B．染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次C．初級(jí)卵母細(xì)胞和次級(jí)卵母細(xì)胞都進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)不均等分裂D．減數(shù)分裂結(jié)束后，卵細(xì)胞的染色體數(shù)目只有體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半A[卵細(xì)胞的形成不需經(jīng)過變形；卵細(xì)胞的形成過程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，所以卵細(xì)胞中染色體數(shù)目只有體細(xì)胞數(shù)目的一半；在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ過程中，初級(jí)卵母細(xì)胞和次級(jí)卵母細(xì)胞都進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)不均等分裂。]2．下圖為哺乳動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖。下列敘述正確的是()甲乙丙A．圖甲一定為次級(jí)精母細(xì)胞B．圖乙一定為初級(jí)精母細(xì)胞C．圖丙為次級(jí)卵母細(xì)胞或極體D．圖丙中的M、m為一對同源染色體B[圖甲是后期Ⅱ，其細(xì)胞質(zhì)是均等分裂的，可能為次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體，A錯(cuò)誤；圖丙為后期Ⅱ，其細(xì)胞質(zhì)是不均等分裂的，應(yīng)是次級(jí)卵母細(xì)胞，不可能為極體，C錯(cuò)誤；圖丙中的M、m不是同源染色體，應(yīng)是姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體，D錯(cuò)誤；圖乙是后期Ⅰ，其細(xì)胞質(zhì)是均等分裂的，所以應(yīng)是初級(jí)精母細(xì)胞，B正確。]3．(多選)進(jìn)行有性生殖的生物產(chǎn)生后代需經(jīng)過受精作用，下列相關(guān)敘述正確的是()A．生物的發(fā)育是遺傳物質(zhì)與環(huán)境相互作用的過程B．受精前卵細(xì)胞的呼吸和代謝異常旺盛，為受精過程做準(zhǔn)備C．后代的多樣性體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性D．后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化ACD[受精前卵細(xì)胞的呼吸和代謝比較緩慢，受精過程使卵細(xì)胞變得十分活躍，然后受精卵將迅速進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化，新生命由此開始了遺傳物質(zhì)與環(huán)境相互作用的發(fā)育過程，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性，C、D項(xiàng)正確。]4．下圖是某種動(dòng)物細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化情況，下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖中顯示了減數(shù)分裂、有絲分裂和受精作用過程B．C～H、I～M段可分別表示一個(gè)細(xì)胞周期C．A～I(xiàn)段表示減數(shù)分裂D．E～F段發(fā)生了同源染色體的分離A[依據(jù)曲線所表示染色體數(shù)目變化可知，A～G段表示減數(shù)分裂，H～I(xiàn)段表示受精作用，I～M段包含有絲分裂，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；C～G段為減數(shù)分裂Ⅱ過程，C～H段不能表示為一個(gè)細(xì)胞周期，B項(xiàng)錯(cuò)誤；E～F段表示后期Ⅱ，細(xì)胞中著絲粒分裂，姐妹染色單體分離形成染色體，染色