2016-2017版高中生物 第1单元 遗传与变异的细胞学基础 第1章 染色体在有性生殖中的变化 第2节 受精作用学案 中图版必修2

第二节受精作用1理解配子中染色体组合的多样性及受精过程中染色体的变化。(重难点)2说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。(重点)3通过构建受精过程中染色体变化模型，阐明减数分裂和受精作用对生物遗传、变异的重要性。受 精 作 用一、精子和卵细胞向输卵管的转运1卵细胞的转运(1)通道：输卵管。(2)途径：卵巢输卵管伞部输卵管壶腹部。(3)动力：输卵管伞部的收缩，输卵管伞部上皮细胞纤毛的协调运动，以及卵细胞放射冠的功能等。2精子的转运通过子宫到达输卵管的壶腹部与卵细胞相遇。二、精子和卵细胞的结合1受精作用一个精子与一个卵细胞融合而成为受精卵的复杂过程。2受精作用的场所(1)人和其他哺乳动物：输卵管。(2)鱼类和两栖类：水中。3受精作用过程(1)精子与卵细胞的识别：卵细胞透明带上的糖蛋白，是精子特异识别的受体，具有种的特异性。(2)精子进入卵细胞：精子的头部进入卵细胞，尾部留在卵细胞膜外最终水解消失。(3)精核和卵核的融合。4受精作用的结果受精卵中的染色体数目又恢复到亲代体细胞的数目。5受精作用的意义减数分裂和受精作用既保证了进行有性生殖的生物前后代遗传物质的稳定性，又使子代具有更大的变异性，大大提高了生物对环境的适应能力。6关注被子植物的双受精现象一个精核和一个卵细胞(卵核)结合形成受精卵将来发育成种子的胚，一个精核和两个极核结合形成受精极核，将来会发育成种子的胚乳。合作探讨探讨1：精细胞在变形过程中，大部分细胞质都退化消失，只保留头部和一条长的尾部，这对精子的转运有何意义？提示：这种变化减轻了精子的重量，便于精子的游动，使其能够迅速转运到输卵管处进行受精。探讨2：受精作用时，怎样防止多精入卵？提示：当一个精子进入卵细胞后，卵细胞周围的放射冠立即释放蛋白水解酶，这些酶使透明带中的蛋白质变性，从而阻止其他精子与卵细胞结合。探讨3：就遗传物质贡献量而言，父母向孩子提供的遗传物质应为对等的，对吗？提示：不对。受精卵中的遗传物质来自卵细胞的多于来自精子的，因为细胞质几乎全部来自卵细胞，而细胞质中也含有少量的遗传物质，但就染色体数目而言，父母向孩子提供的染色体均为23条，是对等的。探讨4：一胎同时出生的两个孩子称为“双胞胎”，双胞胎是否一定相同？可否呈现“一男一女”的性别差异？提示：若来自同一受精卵，则双胞胎几乎完全相同，若由不同受精卵发育而来，则双胞胎与正常状况下来自“两次”所生的孩子一样“差异较大”，甚至会出现“一男一女”的性别差异。思维升华1有性生殖的生殖周期2受精作用(1)输卵管：受精作用场所，受精卵开始卵裂，胚胎开始发育的场所。(2)一个精子和一个卵细胞结合，形成一个受精卵。(3)精子只有头部(含细胞核)进入卵细胞、尾部留在外面。(4)受精卵中的细胞质几乎都来自卵细胞。(5)受精卵中的染色体，一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)，恢复到体细胞中的染色体数目。受精卵中遗传物质DNA的来源(1)受精卵(2)受精卵3有性生殖中子代多样性成因归纳(1)配子多样性成因不考虑交叉互换的情况下由非同源染色体组合的“随机性”导致配子多样化。具有n对同源染色体的个体产生配子情况如下：可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1个精原细胞2n种2种1个次级精母细胞1种1种1个雄性个体2n种2n种1个卵原细胞2n种1种1个次级卵母细胞1种1种1个雌性个体2n种2n种按上述分析：含23对同源染色体的人类精(卵)原细胞，在不涉及交叉互换的情形下，所产生的精子(卵细胞)类型应有223种。交叉互换加剧配子多样化。在四分体中，非姐妹染色单体之间可交叉并互换一部分片段，如图中与之间互换了部分片段，此为交叉互换现象，其结果可直接造成“父方(深色)”与“母方(浅色)”遗传物质的“掺杂”，即重新组合，其意义在于可提高配子的变异率，增加配子种类，有利于配子(或子代)多样化。(2)精、卵细胞结合的随机性助推子代多样化减数分裂过程中由于非同源染色体的“随机组合”及四分体非姐妹染色单体间的“交叉互换”已导致形成足够多样化的配子，然而，受精作用进行时哪一种精子与哪一种卵细胞结合，又呈现“随机性”。如此，势必更加助推受精卵的多样化程度，从而造就子代的多样化。由此可见，有性生殖过程中具有“丰富”的变异来源，从而为适应多变的环境提供了足够多的变异材料。配子来源的判断方法(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自于同一个次级精母细胞。(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自于同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。1进行有性生殖的高等生物的三个生理过程如下图所示，则分别为()A有丝分裂、减数分裂、受精作用B有丝分裂、受精作用、减数分裂C受精作用、减数分裂、有丝分裂D减数分裂、受精作用、有丝分裂【解析】进行有性生殖的高等生物性成熟后通过减数分裂()产生配子，配子经受精作用()形成受精卵，受精卵经有丝分裂()和细胞分化形成新个体。【答案】C2如图1表示某动物的精原细胞，该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。则由该细胞形成的精子染色体的类型可能是图2中的() 【导学号：73730005】【解析】细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换，则一个精原细胞通过减数分裂过程中连续两次细胞分裂后，会产生四个染色体各不相同的精子，选项C中的四个精子染色体没有发生互换；选项A、D中互换的染色体找不到互换部分的来源。【答案】B3下列叙述中错误的是()受精卵中全部遗传物质的一半来自精子果蝇的精原细胞含有4对染色体，减数分裂形成的精子中含有2对染色体男性两侧输精管被结扎后，睾丸仍能产生精子在精细胞形成精子的过程中，细胞核全部在精子的头部，细胞质全部在精子的尾部ABC D【解析】中受精卵中全部遗传物质大部分来自卵细胞，精原细胞4对染色体，精子内无同源染色体，不成对。中细胞核全在精子头部，绝大部分细胞质在形成精子过程已丢失，故、错误，正确。【答案】D1正常情况下，人的受精作用和胚胎发育的场所分别是()A卵巢和输卵管 B子宫和输卵管C输卵管和子宫 D卵巢和子宫【解析】人的受精作用发生的场所是输卵管，胚胎发育的场所是子宫。【答案】C2一个含有Aa、Bb、Cc三对同源染色体的精原细胞，减数分裂形成4个精子，这4个精子的染色体组成可能是() 【导学号：73730006】ABbCBbcAaCAacBABcABCaBCABCCABcabCABcabCDABCabcaBCAbc【解析】一个精原细胞产生4个精子，2种类型，所以染色体组成是两两相同，故选C项。【答案】C3下列有关受精作用的叙述错误的是()A受精卵中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方B受精卵细胞质中的DNA几乎全部来自卵细胞C受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方D受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同【解析】受精时，精子的头部进入卵细胞，头部含有细胞核及极少的细胞质，尾部不进入卵细胞。受精卵细胞核中的染色体(含有遗传物质)一半来自精子，一半来自卵细胞，其中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同。细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。因此整个受精卵中全部的遗传物质，有一半多来自卵细胞，有不到一半来自精子。【答案】A4下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是()A与B与C与 D与【解析】在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后，同一个着丝粒上连着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一次级精母细胞的有与、与。【答案】B5下图是细胞分裂过程DNA分子含量的模式曲线，下列叙述正确的为()AA点和F点处进行DNA复制BAD点表示有丝分裂，E 进行减数分裂CF点对于维持物种的染色体数目恒定具有重要意义D图示两个细胞周期【解析】AE段进行减数分裂，F点进行受精作用；FI为有丝分裂过程，BC、GH表示DNA复制，图中只有一个细胞周期。【答案】C学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)学业达标1如下图所示，以下叙述错误的是()A受精过程就是指的过程B所示过程不可能有非同源染色体自由组合，是通过细胞分裂和细胞分化进行的C有性生殖实现了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，增强了生物的变异性D由于减数分裂和受精作用的出现，加快了生物进化的进程【解析】图示过程为减数分裂，为受精作用。【答案】A2青蛙1 000个精原细胞经减数分裂形成的精子和2 000个卵原细胞经减数分裂形成的卵细胞相互结合，最多能够形成多少个受精卵()A1 000 B2 000C3 000 D4 000【解析】1 000个精原细胞可以产生4 000个精子，2 000个卵原细胞可以产生2 000个卵细胞，而受精时是一个精子和一个卵细胞结合受精，所以最多能形成2 000个受精卵。【答案】B3青蛙的精卵受精过程可分为下列步骤，其中体现受精作用实质的是()A精子和卵细胞接触B精子头部进入卵细胞内C卵细胞形成受精卵D精核与卵细胞核结合【解析】受精作用的实质是精子细胞核与卵细胞细胞核间的融合。【答案】D4哺乳动物的卵细胞形成以后沿输卵管向子宫方向运动的动力不可能来自()A输卵管的收缩B输卵管上皮细胞纤毛的运动C精子尾部的运动D卵细胞放射冠的功能【解析】卵细胞是在哺乳动物的卵巢中形成的，卵细胞形成以后，从卵巢排出，从输卵管的伞部向输卵管的壶腹部运动，在输卵管壶腹部与精子相遇结合成受精卵，所以精子尾部的运动不可能为卵细胞在输卵管内的运动提供动力。【答案】C5下图是果蝇细胞减数分裂图，下列说法正确的是() 【导学号：73730007】A图表示的细胞中有8条染色体，3对同源染色体B图表示的细胞中没有同源染色体Ca、b、c、d中染色体的组成各不相同D图可能是4个精细胞，也可能是1个卵细胞和三个极体【解析】图是雄果蝇体细胞染色体组成示意图。图细胞中有8条染色体，4对同源染色体。a、b是由同一个次级精母细胞产生的，染色体组成相同，c、d是由同一个次级精母细胞产生的，染色体组成相同。【答案】B6下列不属于减数分裂和受精作用意义的是()A有利于生物的生存和进化B维持生物前后代细胞中染色体数目的恒定C能够保持亲本的全部遗传性状D对于生物的遗传和变异具有十分重要的意义【答案】C7下图表示细胞分裂和受精作用过程中，核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析不能得出的结论是()Aa阶段为有丝分裂，b阶段为减数分裂BLM点所示过程与细胞膜的流动性有关CGH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的DMN段发生了核DNA含量的加倍【解析】GH段为减数第一次分裂，染色体数目不变，与体细胞的染色体数目相同。OP段是有丝分裂后期，染色体数目加倍。【答案】C8下图是某生物(体细胞的染色体数目2n)的受精作用示意图。精细胞、卵细胞和受精卵中的染色体数目分别为()A2n、2n和2n B2n、2n和nCn、n和2n Dn、n和n【解析】精细胞和卵细胞是性原细胞通过减数分裂形成的，染色体数目是体细胞的一半，通过受精作用，受精卵中染色体数目又恢复到体细胞水平。【答案】C9下列叙述中错误的是()受精卵中全部遗传物质的一半来自精子果蝇的精原细胞含有4对染色体，减数分裂形成的精子中含有2对染色体男性两侧输精管被结扎后，睾丸仍能产生精子在精细胞形成精子的过程中，细胞核全部在精子的头部，细胞质全部在精子的尾部A BC D【解析】中受精卵中全部遗传物质大部分来自卵细胞，精原细胞4对染色体，精子内无同源染色体，不成对。中细胞核全在精子头部，绝大部分细胞质在形成精子过程已丢失，故、错误，正确。【答案】D10下图为动物体生殖发育以及动物细胞有丝分裂或减数分裂图解。请据图回答下列有关问题。亲本受精卵幼体成体(1)A、B过程为_，C过程为_，A、B、C过程的意义是_。(2)图中能发生在A过程的有_，能发生在D、E过程的有_。(3)图所示的细胞染色体、染色单体、DNA之比为_。(4)上述示意图的全过程既直接体现了生物具有_的特点，又反映了细胞分裂是生物体_的基础。【解析】产生配子的分裂是减数分裂，通过受精作用，精子和卵细胞结合形成受精卵。减数分裂和受精作用保证了生物前后代遗传物质的稳定性，又使子代具有更大的变异性，大大提高了生物对环境的适应能力。图细胞中染色体数目为4，染色单体数目为8，DNA数目为8，比例为122。【答案】(1)减数分裂受精作用既保证了生物前后代遗传物质的稳定性，又使子代具有更大的变异性，大大提高了生物对环境的适应能力(2)(3)122(4)生殖和发育生长、发育、繁殖和遗传能力提升11下图表示某生物几种细胞分裂过程中的染色体数目变化，下列有关说法中正确的是()Aab段细胞中一定不存在同源染色体B仅bc段细胞中没有同源染色体Ce产生的原因是受精作用Dfg段细胞中染色单体数DNA分子数11【解析】由图可知，ab段为减数第一次分裂，ab(不含b点)段存在同源染色体，故A项错误。be段为减数第二次分裂，整个be段均不存在同源染色体，故B项错误。e点发生受精作用，染色体恢复到亲代体细胞中的数目，故C项正确。eh段为有丝分裂，fg段着丝粒已分裂，姐妹染色单体已分离，染色单体数为0，故D项错误。【答案】C12以下对高等动物通过减数分裂形成雌雄配子以及受精作用的描述，正确的是()A每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/2的遗传物质B受精时，能够与卵细胞相遇的精子只有一个C进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质D受精作用的实质是精子和卵细胞相互识别并结合形成受精卵的过程【解析】A项，卵细胞核中的遗传物质是体细胞核的1/2，是初级卵母细胞核的1/4，A项错误。B项，受精时，能够与卵细胞相遇的精子有多个，但一般只有一个精子能与卵细胞结合完成受精作用，B项错误。D项，受精作用的实质是精核和卵核相融合的过程，D项错误。【答案】C13如图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图，、表示染色体片段。下列叙述不正确的是()A图甲细胞处在减数第二次分裂中，此时不进行核DNA的复制B由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换C图甲所示细胞中染色体DNA12D若两图来源于同一个精原细胞，则图乙是图甲细胞分裂形成的【解析】图甲中无同源染色体，应为减分裂中期，此时不进行DNA复制；图甲中呈现“白中带黑”，图乙中呈现“黑中带白”表明四分体时期曾发生同源染色体非姐妹染色单体的“交叉互换”；图甲细胞每条染色体均含2条单体，故染色体DNA12，甲图中四条染色体依次为白、黑、白、白，其产生子细胞中的染色体也应依次为白、黑、白、白，而乙图中相应染色体为黑、白、黑、黑，故与甲图的子细胞“互补”，应来自于与甲一起产生的另一次级精母细胞。【答案】D14下图表示在人类产生配子时的细胞减数分裂结果，请据图回答问题。图1 图2注：在此只显示一对同源染色体(1)根据图1写出细胞减数分裂的特征：_；_；_。(2)试在坐标系中表示图1所示精原细胞分裂过程中细胞内“核DNA数目与染色体数目的比例”的变化情况。(3)有些时候，人类在产生配子时，细胞减数分裂过程会出现不正常的情况。如图2显示的是涉及一对同源染色体(常染色体)的不正常分裂情况：A配子和B配子的不同点是_。异常配子A、B产生的原因可能是_。如果A卵子和一个正常精子成功受精并发育成一个个体，该个体体细胞有_条染色体。【解析】(1)减数分裂的实质是同源染色体分开并分别进入不同的子细胞中，每个子细胞内染色体数目减半。(2)注意题目中要求的是DNA数目与染色体数目的比例，间期复制之后一条染色体上含有2个DNA，一直到减数第二次分裂的后期，着丝粒分裂，DNA数目与染色体数目才一一对应。(3)由题图2可知，同源染色体没有分离，而是进入到同一个细胞中，故有一半的配子不含染色体。如21三体综合征就是由于21号染色体没有发生分离，导致配子中多一条2l号染色体，最终导致受精卵中多一条21号染色体。受精后发育的个体会多一条染色体，共47条。【答案】(1)1个亲代细胞可产生4个子细胞每个子细胞内染色体数目减半同源染色体分开并分别进入不同的子细胞中(2)如图所示(3)A配子中含有一对同源染色体，B配子中则不含染色体减数第一次分裂后期，同源染色体没有分开，进入同一个细胞中4715下图甲是某高等生物在生殖发育过程中细胞内的染色体数目变化曲线，乙是该生物一个细胞的局部结构模式图。请分析回答下列问题。(1)该生物个体发育的起点是通过甲图中的_过程形成的，在个体发育过程进行_过程。(2)姐妹染色单体分离发生在_期(填序号)。(3)乙图细胞所处的分裂时期属于甲图中(填序号)阶段，图中有_条染色体；该生物细胞中染色体数最多有_条。(4)乙图细胞的分裂方式与其他体细胞的分裂方式比较，其本质区别是_，通过这种细胞分裂方式进行生殖的生物，有利于其后代的进化。【解析】由题干知该生物是高等生物，图乙细胞结构中有中心体，因此该生物是高等动物。图甲中A表示减数分裂，B表示受精作用，C表示有丝分裂，发生同源染色体分离，属减数第一次分裂，代表减数第二次分裂的前、中期，代表减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，代表有丝分裂的后期；图乙表示减数第二次分裂中期。【答案】(1)B受精作用C有丝分裂(2)(3)416(4)乙中无同源染色体13