人教2019生物必修2同步课件：2-1 第2课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及受精作用(共45张PPT)

(共45张PPT)
2-1 减数分裂和受精作用
第2课时　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片及受精作用
人教生物必修2同步课件
目 标 素 养
1.通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,熟练掌握相关实验技能,培养科学思维能力和科学探究能力。
2.通过“建立细胞减数分裂中染色体变化的模型”,阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。
3.举例说明受精作用的过程。
4.阐明减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。
知 识 概 览
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
根据细胞中的染色体形态、位置和数目,识别减数分裂的各个时期。
2.实验流程
微点拨 观察减数分裂实验时通常不选择雌性个体,原因有:①雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量;②动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
微思考1假设某生物体细胞含有的染色体数目为2N,在其精巢内可以观察到几种染色体数目不同的细胞 请分析说明。
提示:精巢中的精原细胞有些进行有丝分裂,产生新的精原细胞。有些进行减数分裂产生精细胞,因此在精巢内可以观察到染色体数目分别为N、2N和4N的3种细胞。
微训练 为了观察减数分裂各时期细胞的特点,可选择下列实验材料中的(　　)
①蚕豆的雄蕊　②桃花的雌蕊　
③蝗虫的精巢　④小鼠的卵巢
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
答案:C
解析:蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢中的细胞能够完整地进行减数分裂且数量多;而桃花的雌蕊和动物的卵巢中进行减数分裂的细胞数量很少,并且减数分裂过程不完整,不容易观察到减数分裂各时期的细胞。
二、配子中染色体组合的多样性与建立减数分裂中染色体变化的模型
1.配子中染色体组合多样性的成因
2.建立减数分裂中染色体变化的模型
(1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
①长度相同、颜色不同的两条染色体配对代表减数分裂Ⅰ前期同源染色体的联会。
②长度相同、颜色不同的两条染色体的分开代表减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离。
③减数分裂结束时,每个细胞中染色体的数目是开始时的
一半,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。
(2)模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
①要模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合,细胞中至少要有2对同源染色体。
②假设细胞中有2对同源染色体,减数分裂Ⅰ时,非同源染色体有2种组合方式;每个原始生殖细胞按照其中的一种组合方式分裂,能产生2种不同染色体组成类型的配子;2个这样的原始生殖细胞按照不同的组合方式进行分裂,理论上可以产生4种不同染色体组成类型的配子。
(3)模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换
①假设细胞中有2对同源染色体,仅有2条非姐妹染色单体在四分体时期发生了1次互换,1个这样的原始生殖细胞理论上可以产生4种不同染色体组成类型的配子。
②减数分裂Ⅰ四分体时期非姐妹染色单体间的互换和后期非同源染色体的自由组合,导致了配子染色体组合的多样性。
微判断1根据减数分裂的过程,判断下列表述是否正确。
(1)配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。
(　　)
(2)大熊猫的体细胞有42条染色体,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。(　　)
(3)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。(　　)
×
√
√
三、受精作用
1.概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程
3.结果
(1)受精卵中的染色体数目又恢复为体细胞中的数目。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
4.减数分裂和受精作用的意义
(1)稳定性:减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代
染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性。
(2)多样性:减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致了不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
微思考2 结合细胞膜的成分,想一想精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么 精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性
提示:精子与卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖被。精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的流动性。
微判断2基于受精作用的原理和意义,判断下列表述是否正确。
(1)受精作用的实质是细胞核的融合。(　　)
(2)受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方。(　　)
(3)未受精时,卵细胞的细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。(　　)
(4)有性生殖有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化。(　　)
√
×
√
√
一 配子中染色体组合的多样性
重难归纳
1.配子中染色体组合的多样性的原因
(1)减数分裂Ⅰ后期,非同源染色体自由组合。
(2)四分体时期,同源染色体上非姐妹染色单体之间经常发生互换。
2.配子来源的判断方法
(1)以某生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例,如下图所示。
由图可知:①E和F,G和H的染色体组成大同小异,分别来自同一个次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一初级精母细胞。
(2)在考虑互换的情况下,某生物一个精原细胞的减数分裂如下图所示。
由图可知:①E和F,G和H的染色体组成大同小异,分别来自同一个次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一初级精母细胞。
3.一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)只考虑非同源染色体自由组合,不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体)
(2)若考虑互换,会增加配子的种类,如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
四分体中的非姐妹染色单体之间的互换发生在什么时期 结合下图分析,如果不发生互换,经减数分裂能产生几种配子 如果发生了互换,能产生几种配子
提示:互换发生在减数分裂Ⅰ的前期。若不发生互换,则只产生AB、ab 2种配子;若发生互换,则可产生AB、ab、Ab、aB 4种配子。
典例剖析 下图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该个体的基因型为AaBbDd
B.该细胞正在进行减数分裂
C.该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子
D.A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律
答案:C
解析:题图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换,由此可知该细胞分裂完成后可以产生4种配子。
学以致用 下列符号代表精子的染色体组成,A 和 a 是一对同源染色体,据此推测,下列哪个选项中的4个精子来自同一个精原细胞 (　　)
A.Abc、Abc、abC、Abc B.aBc、AbC、ABC、ABC
C.Abc、aBC、Abc、aBC D.ABC、Abc、abc、aBC
答案:C
解析:由于一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞,进而产生2种基因型不同的精细胞,所以只有Abc、aBC、Abc、aBC 4个精子来自同一个精原细胞。
二 受精作用
重难归纳
1.减数分裂与受精作用过程分析
(1)减数分裂结果分析:经减数分裂形成的成熟生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。配子中的染色体数目只有体细胞的一半,并且没有同源染色体。
(2)受精作用结果分析:经受精作用形成的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),使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞的染色体数目,且有同源染色体。
(3)同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因:
②受精时雌、雄配子的随机结合。
2.减数分裂与受精作用曲线分析
(1)细胞中核DNA分子数目的变化曲线。
①OA段为减数分裂前的间期,AB段为减数分裂Ⅰ,BC段为减数分裂Ⅱ。
②D点表示受精作用。
③DF段为受精卵的有丝分裂,其中DE段为有丝分裂前的间期,EF段为分裂期。
(2)细胞中染色体数目的变化曲线
①OA段表示减数分裂前的间期及减数分裂Ⅰ,AC段表示减数分裂Ⅱ。
②D点表示受精作用。
③DF段表示受精卵的有丝分裂。
每一种生物在繁衍过程中,既要保持遗传的稳定性,又要表现出遗传的多样性。请从受精作用角度说明遗传的稳定性和多样性的原因。
提示:卵细胞和精子的结合,使受精卵中的染色体数目又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遗传的稳定性。卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性,因而增加了遗传的多样性。
典例剖析 下列关于高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的叙述,正确的是(　　)
A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B.同源染色体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
C.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
D.雌、雄配子彼此结合的机会相等,因为它们的数量相等
答案:C
解析:卵细胞的形成过程中细胞质进行不均等分裂,所以每个卵细胞继承的初级卵母细胞的细胞质应大于1/4,A项错误。同源染色体进入卵细胞的机会相等,B项错误。受精时,精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,而精子的头部主要含细胞核,因此进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质,C项正确。雌、雄配子彼此结合的机会相等,但它们的数量不相等,D项错误。
学以致用 下图为某动物受精作用的示意图,据图判断,下列分析错误的是(　　)
A.①②分别表示精子、卵细胞
B.①②细胞先识别后融合
C.③表示受精卵,将进行有丝分裂
D.③中的全部遗传物质1/2来自①,1/2来自②
答案:D
解析:③中的细胞核中的遗传物质一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞。
1.果蝇的体细胞中有8条染色体,其中4条来自母方,4条来自父方。果蝇经减数分裂产生配子,下列关于其中一个配子中染色体情况的说法,正确的是(　　)
A.4条均来自父方或4条均来自母方
B.2条来自父方,2条来自母方
C.1条来自一个亲本,另外3条来自另一个亲本
D.以上情况都有可能
答案:D
解析:果蝇的性母细胞中的染色体4条来自母方,4条来自父方。在进行减数分裂时,非同源染色体自由组合,因此,A、B、C 3种情况都有可能发生。
2.某生物精原细胞有8条染色体,正常情况下,下列数据正确的是(　　)
答案:A
3.下图1所示为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,同源染色体发生互换形成了图2所示的4个精子,则来自同一个次级精母细胞的是(　　)
A.①②　　　　　　　　
B.①③
C.②③
D.③④
答案:B
解析:减数分裂Ⅰ的特点是同源染色体分离;减数分裂Ⅱ的特点是次级精母细胞内由同一着丝粒相连的2条姐妹染色单体分开,成为2条子染色体并分别进入2个精细胞中,所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中,染色体组成应相同。综上所述,由题图2中各细胞内染色体组成特点可知,①与③、②与④的染色体组成基本相同,即来自同一个次级精母细胞的是①③或②④。
4.某雄性生物体细胞内的DNA含量为2a,下图表示减数分裂、受精作用及受精卵的有丝分裂过程的DNA含量变化曲线。据图回答下列问题。
(1)A→G表示的是　　　　分裂过程。
(2)能表示初级精母细胞的时期是　　　　(用字母表示)。E时期的细胞叫作　　　细胞;G时期的细胞叫作　　　　　。
(3)H→J,DNA的含量增加一倍,恢复到原来的数目,是因为　　　　　　　　使两配子结合,I时期的细胞称为　　　　　　。
答案:(1)减数　(2)C→D　次级精母　精细胞　
(3)受精作用　受精卵
解析:(1)A→G,DNA只复制一次,而细胞连续分裂两次,为减数分裂过程。(2)初级精母细胞处于DNA复制完成之后,减数分裂Ⅰ结束之前,故C→D是能表示初级精母细胞的时期。E时期意味着减数分裂Ⅰ结束,此时的细胞叫作次级精母细胞。G时期意味着减数分裂Ⅱ结束,此时的细胞叫作精细胞。(3)H→J,DNA的含量增加一倍,是因为精子与卵细胞结合形成了受精卵,此过程叫作受精作用。