高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》二 受精作用第2课时学案及答案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》二 受精作用第2课时学案及答案，共14页。学案主要包含了卵细胞的形成过程，减数分裂中染色体，观察蝗虫精母细胞减数分裂装片等内容，欢迎下载使用。

1．掌握卵细胞的形成过程。
2．掌握观察蝗虫精母细胞减数分裂装片的相关实验技能。
3．阐明减数分裂产生染色体数目减半的卵细胞。
核心素养
1．通过比较精子和卵细胞的形成过程，理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点。(生命观念)
2．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。(科学探究)
一、卵细胞的形成过程
基础知识·双基夯实
1．卵细胞的形成
(1)哺乳动物卵细胞的形成场所：_卵巢__，其内部有许多发育程度不同的_卵泡__，在卵泡中央的一个细胞将会发育为_卵细胞__。
(2)卵细胞形成的起点：_卵原细胞__。
2．卵细胞的形成过程
3．结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个_卵细胞__，三个_极体__最终都退化消失。
活学巧练
1.初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体的分裂都是不均等的。( × )
2．一个精原细胞和一个卵原细胞经过减数分裂均形成四个配子。( × )
3.
(1)A细胞的名称为初级精母细胞。( √ )
(2)B细胞的名称为初级卵母细胞。( √ )
(3)C细胞的名称为次级卵母细胞。( √ )
(4)D细胞的名称为次级精母细胞。( × )
合作探究
分析教材P22图2－5，思考并回答以下问题：
1．该过程进行的场所是_雌性动物的卵巢内__。
2．卵细胞形成时，细胞质发生了_2__次不均等分裂，分别是_初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ末期__、_次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ末期__。
3．细胞质分裂方式与精子的形成过程相同的细胞是_极体__。
4．分析在形成卵细胞时，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行不均等分裂有什么意义？
提示：通过不均等分裂，可以使卵细胞保留更多的营养物质。
5．卵细胞形成过程中，为什么细胞质不均等分裂？而精子形成过程中，细胞需要经过变形？
提示：细胞质不均等分裂形成的卵细胞较大，保证了受精后能有充足的营养物质，满足早期胚胎发育的需要，而精子变形产生了尾等结构，有利于精子的运动。
归纳提升
精卵形成过程的区别
典例1 (2023·山东济宁一中月考)如图为高等动物的细胞分裂示意图。正确的是( D )
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图丙中的M、m为一对同源染色体
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图乙一定为初级卵母细胞
解析： 甲图中没有同源染色体，且着丝粒已经分裂，姐妹染色单体分离，表明图甲细胞处于减数分裂Ⅱ后期，由于细胞质均等分裂，因此甲细胞可能是次级精母细胞也可能是极体，A错误；图丙细胞中的M、m是由姐妹染色单体分开形成的，不是同源染色体，图丙细胞处于减数分裂Ⅱ后期，且细胞质不均等分裂，所以为次级卵母细胞，B、C错误；图乙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，且细胞质不均等分裂，一定为初级卵母细胞，D正确。
变式训练❶ 如图表示某种生物正在进行分裂的细胞，下列说法正确的是( D )
A．该细胞是次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期
B．该细胞含有2对同源染色体，8个核DNA分子，4条染色体
C．该细胞正在进行同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合
D．该细胞将来形成两个子细胞，其中仅一个具有生殖能力
解析： 图中所示细胞细胞质不均等分裂，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，为次级卵母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期，A项错误；细胞中没有同源染色体，有4个核DNA分子，4条染色体，B、C项错误；该细胞分裂形成一个卵细胞和一个极体，其中只有卵细胞具有生殖能力，D项正确。
二、减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
基础知识·双基夯实
减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA含量的变化(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n，核DNA数为2c)。
活学巧练
1.减数分裂过程中，着丝粒的分裂导致DNA数目加倍。( × )
2．染色体数目减半是由于减数分裂Ⅰ同源染色体分离，进入两个子细胞导致的。( √ )
3．某动物体细胞中有8条染色体，那么减数分裂Ⅱ的中期有4条染色体和8个DNA。( √ )
合作探究
根据精子和卵细胞的形成过程中染色体、核DNA分子数目变化规律，请在下列坐标系中构建相应的坐标曲线图。
(1)图中，染色体∶核DNA＝1∶1的时期是_减数分裂前的间期DNA复制__之前和_减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂__之后。
(2)图中，染色体∶核DNA＝1∶2的时期是_减数分裂前的间期DNA复制__之后到_减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂__之前。
归纳提升
1.精子和卵细胞形成过程中染色体、染色单体和核DNA分子数目的变化规律(设某生物体正常体细胞染色体数目为2n，核DNA数目为2c)
2.减数分裂过程中染色体、染色单体数目与核DNA分子数的变化曲线分析
(1)间期DNA(染色体)的复制，DNA分子数加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。
(2)减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内DNA和染色体、染色单体数目均减半。
(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA分子数不变。
(4)减数分裂Ⅱ结束时，由姐妹染色单体分开后形成两条子染色体分别分配到两个子细胞中，核DNA和染色体数目再次减半。
3．成熟生殖细胞的形成过程中每条染色体上DNA数目变化规律
(1)bc段变化的原因是DNA复制，染色单体形成。
(2)cd段可包含G2期，减数分裂Ⅰ前、中、后、末期和减数分裂Ⅱ前、中期。
(3)de段变化的原因是减数分裂Ⅱ后期着丝粒一分为二，染色单体消失，每条染色体上只含有1个DNA分子。
4．请结合减数分裂相关过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图(以精子形成过程为例)，判断各时期细胞名称。
典例2 下图表示一个细胞进行分裂的过程中，染色体数目以及染色体上DNA分子数目的变化情况(设一个正常体细胞中的染色体数目为2n)。下列叙述中不正确的是( C )
A．实线和虚线分别表示DNA分子数和染色体数的变化
B．两条曲线重叠的各段，每条染色体都含有一个DNA分子
C．在MN段，每个细胞内含有的核DNA数目与体细胞的不同
D．在IJ段，可发生同源染色体的互换，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
解析： AG段表示细胞进行有丝分裂过程，GQ段表示减数分裂过程。由于细胞分裂前的间期DNA复制加倍，图中实线表示细胞核内DNA数量的变化，虚线表示染色体数量的变化，A项正确；两条曲线重叠的各段，染色体数目与核DNA分子数相等，即每条染色体都含有一个DNA分子，B项正确；在MN段，着丝粒分裂，经减数分裂Ⅰ染色体数目减半后又暂时加倍，此时每个细胞内含有的核DNA数目与体细胞的相同，C项错误；IJ段是减数分裂Ⅰ时期，在四分体时期可发生同源染色体上非姐妹染色单体的互换，在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，D项正确。
变式训练❷ 如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中相关物质(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( A )
A．Ⅱ所处阶段可发生非同源染色体的自由组合
B．Ⅲ可代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
解析： Ⅱ可代表初级精母细胞，所处阶段可发生非同源染色体的自由组合，A正确；Ⅲ可代表次级精母细胞，B错误；①代表染色体，②代表染色单体，③代表核DNA分子，C错误；由图可知，Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶2∶1，D错误。
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
基础知识·双基夯实
1．实验原理：蝗虫的精母细胞要经过两次细胞分裂形成精子。在此过程中，细胞中的_染色体__形态、位置和数目不断发生变化，可据此识别减数分裂的各时期。
2．实验流程
(1)装片制作：解离→_漂洗__→_染色__→_制片__。
(2)显微观察
活学巧练
1.判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。( √ )
2．在显微镜一个视野中能看到减数分裂各个时期的图像。( × )
合作探究
阅读教材P24探究·实践——观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，回答下列问题：
1．实验中为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
提示：蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
2．观察减数分裂实验时不适宜选择雌性个体，为什么？
提示：因为雌性个体产生的雌配子数量远远少于雄性个体产生的雄配子数量，而且在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的一般是次级卵母细胞。
3．若用桃花雄蕊观察减数分裂的过程，能观察到细胞分裂的连续过程吗？能观察到不同时期的细胞吗？
提示：不能，在制作减数分裂装片的过程中，细胞已经被杀死，被固定在某个分裂时期，所以不能观察到连续的分裂过程。但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
归纳提升
1.要点提醒
(1)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片时，能看到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像，这是因为蝗虫精巢中的精原细胞(染色体数为2n)既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂。
(2)制作装片时，细胞已经死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。可通过比较同一时刻不同细胞的染色体的特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。
2．选用雄性生殖器官的原因
(1)一般来说，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的数量。
(2)雌性动物排卵排出的细胞并非成熟的卵细胞，而是卵母细胞(初级卵母细胞或次级卵母细胞)，它先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ中期，只有在受精的过程中才能继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂过程。
典例3 下列关于观察细胞减数分裂实验的叙述中，错误的是( D )
A．可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的装片观察细胞的减数分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片，更容易观察到减数分裂现象
C．能观察到减数分裂现象的装片中，有可能观察到同源染色体的联会现象
D．用洋葱根尖制成的装片，能观察到同源染色体的联会现象
解析： 蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞都可以进行减数分裂，均可作为观察减数分裂的材料，A正确；花药中花粉数量远多于雌蕊中的卵细胞数量，所以雄蕊更易观察到减数分裂现象，B正确；联会发生在减数分裂Ⅰ的前期，所以能观察减数分裂现象的装片，有可能观察到同源染色体的联会现象，C正确；洋葱根尖细胞进行有丝分裂，不能进行减数分裂，不能观察到同源染色体的联会现象，D错误。
变式训练❸ (2023·江苏启东高一质检)芍药一般为二倍体(2n＝10)，是我国的传统花卉，科研人员对新品种芍药花粉母细胞的减数分裂进行了研究。一个花粉母细胞通过减数分裂可以形成四个花粉粒细胞，显微镜下观察的结果如图，相关叙述不正确的是( D )

① ② ③

④ ⑤
A．图②表示姐妹染色单体分离
B．图③细胞中有5个四分体
C．图⑤细胞的名称为初级精母细胞
D．减数分裂过程的顺序为③⑤①②④
解析： 分析图示可知，①处于减数分裂Ⅰ后期，②处于减数分裂Ⅱ后期，③处于减数分裂Ⅰ中期，芍药体细胞含有5对同源染色体，故图③细胞中有5个四分体，④处于减数分裂Ⅱ末期，⑤处于减数分裂Ⅰ前期，为初级精母细胞，故减数分裂过程的顺序为⑤③①②④，D错误。
有丝分裂与减数分裂图像辨析
1．三个前期图的判断
(1)判断步骤
(2)结果：A为有丝分裂前期，B为减数分裂Ⅰ前期，C为减数分裂Ⅱ前期。
2．三个中期图的判断
(1)判断步骤
(2)结果：A为有丝分裂中期，B为减数分裂Ⅱ中期，C为减数分裂Ⅰ中期。
3．三个后期图的判断
(1)判断步骤
(2)结果：A为有丝分裂后期，B为减数分裂Ⅱ后期，C为减数分裂Ⅰ后期。
4．结合细胞质的分裂情况作出判断
典例4 如图为某哺乳动物某个器官中的4个细胞，下列有关叙述错误的是( D )
A．此动物为雌性，该器官为卵巢
B．②处于有丝分裂后期，有8条染色体
C．该动物正常体细胞的染色体数目为4条
D．④是卵细胞或极体，因为不含同源染色体
解析： ③处于减数分裂Ⅰ后期，由于细胞质不均等分裂，因此为初级卵母细胞，故此动物为雌性，该器官为卵巢，A正确；②中有同源染色体，着丝粒已分裂，处于有丝分裂后期，有8条染色体，B正确；由以上分析可知，该动物正常体细胞有4条染色体，C正确；④处于减数分裂Ⅱ中期，由于该动物为雌性，因此④为次级卵母细胞或极体，D错误。
1．(2023·海南高二检测)如图所示，横轴表示分裂时期，纵轴表示一个细胞中核DNA含量或染色体数目变化情况，据图分析，表示有丝分裂中核DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中核DNA含量变化、染色体数目变化的曲线依次是( B )
A．④②①③ B．①④②③
C．④①②③ D．①②③④
解析： 在有丝分裂前的间期，核DNA复制完成后含量加倍，在有丝分裂末期结束时，核DNA含量减半，核DNA恢复原来数目，则①表示有丝分裂过程中核DNA含量变化；在有丝分裂前的间期，染色体发生复制，但数目不变，后期着丝粒分裂导致染色体数目加倍，末期结束时形成两个子细胞，染色体恢复原状，则④表示有丝分裂过程中染色体数目变化；减数分裂前的间期，核DNA复制后含量加倍，减数分裂Ⅰ结束，一个细胞分裂成两个细胞，核DNA含量恢复原状，减数分裂Ⅱ过程没有进行核DNA的复制，在减数分裂Ⅱ末期结束时，核DNA减半，则②表示减数分裂过程中核DNA含量变化；减数分裂前的间期，染色体复制，但数目不变，减数分裂Ⅰ结束，染色体数目减半，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂导致染色体数目加倍，在末期结束时形成两个子细胞，染色体数目减半，则③表示减数分裂过程中染色体数目变化。故选B。
2．下列关于精子和卵细胞形成的叙述，错误的是( D )
A．精原细胞和卵原细胞经减数分裂产生的子细胞数目相等
B．卵细胞形成过程发生了2次细胞质不均等分裂
C．精细胞需要经过变形形成精子
D．卵细胞含有的四分体数目是卵原细胞的一半
解析： 卵细胞和卵原细胞均不含有四分体，D错误。
3．某二倍体生物是雌雄异体。下列示意图表示该种生物某一个体体内细胞分裂可能产生的细胞(示部分染色体)，据图分析错误的是( C )
A．该个体是雄性个体，②产生的子细胞为精细胞
B．该个体的性腺可作为观察减数分裂的实验材料
C．图中含有四分体的细胞只有①③
D．图中含有同源染色体的细胞有①③④⑤
解析： 根据题意和图示分析可知：①细胞中同源染色体联会形成四分体，处于减数第一次分裂前期；②细胞中无同源染色体，且着丝粒分裂，处于减数第二次分裂后期；③细胞中含有同源染色体，且着丝粒都排列在赤道板上，处于有丝分裂中期；④细胞中含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期；⑤细胞中含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于有丝分裂后期。由分析可知，④细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，为雄性个体，②产生的子细胞为精细胞，A正确；动物的精巢是观察动物细胞减数分裂的最佳材料，由前面的分析可知，该个体为雄性动物，所以该个体的性腺可作为观察减数分裂的实验材料，B正确；由图可知，图中含有四分体的细胞只有①，③中不含四分体，C错误；由分析可知，处于有丝分裂的细胞以及减数第一次分裂的细胞都含有同源染色体，因此图中①③④⑤都含同源染色体，D正确。
学霸记忆
1.减数分裂的范围和场所：进行有性生殖的生物，在原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中。在人和其他哺乳动物中，雄性发生在睾丸内，雌性发生在卵巢内。
2．减数分裂的特点：在减数分裂前，每个精原细胞的染色体只复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，导致染色体数目减半。
3．卵细胞与精子形成过程的最大区别在于初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂是不均等的。
项目
精子形成过程
卵细胞形成过程
部位
睾丸
卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂方式
均等分裂
极体均等分裂，初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂
分裂结果
一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞)
一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)＋三个极体(退化消失)
是否变形
变形
不需变形
细胞分裂图像
相关时期
染色体数
核DNA数
染色单体数
减数分裂前的间期
_2n__
2c→4c
0→4n
减
数
分
裂
Ⅰ
_前期__
_2n__
4c
4n
_中期__
_2n__
4c
4n
_后期__
_2n__
_4c__
4n
末期
2n→n
4c→2c
4n→2n
减
数
分
裂
Ⅱ
前期
_n__
_2c__
2n
中期
_n__
2c
2n
_后期__
_2n__
_2c__
0
末期
2n→n
2c→c
0
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
同源染色体
有
有
无
着丝粒
—
不分裂
分裂
染色体数目变化
2n
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2n→n))，减半
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(n→2n→n))，不减半
染色单体数目变化
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(0→4n))
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(4n→2n))，减半
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2n→0))，消失
核DNA数目变化
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2c→4c))
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(4c→2c))，减半
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2c→c))，减半