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1、二 受精作用,试管婴儿与受精作用第一个试管婴儿于1978年7月25日在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易斯布朗。试管婴儿是采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精，形成受精卵，并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。其实，试管婴儿与一般婴儿的主要区别在于：前者试管内受精，后者体内受精。不管哪种方式，都要经过精子与卵细胞的结合形成受精卵。,请思考： 1.什么是受精？受精卵是怎样形成的？ 2.受精作用对于生物的遗传和变异有何重要意义？,主题一 配子中染色体组合的多样性1.减数第一次分裂后期 同源染色体分离的同时，_自由组合。 2.减数第一次分裂前期 同源染色体联会后，四分体中的
2、_容易发生交 叉互换。,非同源染色体,非姐妹染色单体,【判一判】 (1)在减数分裂过程中，先进行同源染色体的分离，再进行非同源染色体的自由组合。( ) 【分析】在减数分裂过程中，同源染色体的分离与非同源染色体的自由组合是同时进行的。 (2)配子的多样性除了与非同源染色体的自由组合有关外，还与四分体中的非姐妹染色单体交叉互换有关。( ) 【分析】从减数分裂过程中的角度看，配子的多样性主要与非同源染色体的自由组合有关，四分体中非姐妹染色单体的交叉互换也是原因之一。,1.分析无交叉互换时产生配子的种类 (1)如图为含有一对同源染色体的性原细胞,试分析：若图为精原细胞，则形成精子的种类是：_。 若图为
3、卵原细胞，则形成卵细胞的种类是：_。,2种，即A和a,1种，即A或a,(2)如图为含有两对同源染色体的性原细胞，试分析：若1个上述精原细胞，则能形成多少种精子？若数量足够多呢？ 提示：1个上述精原细胞可以形成2种精子，即：AB和ab，或Ab和aB。数量足够多时可能产生4种精子，即AB、ab、Ab和aB四种。,若是1个上述卵原细胞，则能形成多少种卵细胞？若数量足够多呢？ 提示：1个上述卵原细胞可以形成1种卵细胞。即：可能是AB和ab中的一种，也可能是Ab和aB中的一种。数量足够多时可能产生4种卵细胞，即AB、ab、Ab和aB四种。,(3)结合上述探讨，根据下表提示，试分析当含有n对同源染色体的精
4、(卵)原细胞形成的配子个数和种类。,4,2种(多种情况),1,1种(多种情况),4m,2n,m,2.分析存在交叉互换时产生配子的种类 若考虑四分体的交叉互换，试探究1个含有2对同源染色体的精原细胞和卵原细胞在减数分裂时，最多产生几种精子和卵细胞。 提示：(1)1个精原细胞减数分裂和变形后共产生4个精子，在不发生交叉互换的情况下，4个精子两两相同，即有2种类型；若四分体时已发生交叉互换，则4个精子各不相同，即有4种类型。 (2)无论是否发生交叉互换，1个卵原细胞经减数分裂后，只能产生1个卵细胞，即1种类型。,【典题训练】如图表示某个生物的精细胞，根据细胞内基因的类型，判断其精细胞至少来自( )A
5、.2个精原细胞 B.4个精原细胞 C.3个精原细胞 D.5个精原细胞,【解题指南】先数清配子种类，再结合减数分裂过程中1个精原细胞产生4个精子有两种类型的事实，可以推知图中的精子来自几个精原细胞。 【解析】选B。解答本题的关键是要知道1个精原细胞产生4个精细胞，但只有两种类型。一个次级精母细胞可产生两个相同的精细胞。根据分离定律和自由组合定律可知，和、和、和、和分别来自同一个精原细胞，因此题干中的8个精细胞至少来自4个精原细胞。,【规律方法】配子来源的判断方法 (1)若两个精细胞染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，即互为同源染色体，则它们
6、可能来自同一个初级精母细胞产生的两个次级精母细胞。 (3)若两个精细胞中染色体有的相同，有的互补，则只能判断它们可能来自同一生物个体的不同精原细胞的减数分裂。,主题二 受精作用1.定义 _和_相互识别、融合成为_的过程。 2.过程 精子入卵：精子的_进入卵细胞，_留在外面 卵细胞反应：_发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入 精卵融合：精子_与卵细胞的_融合，使彼此的染色体会合在一起,卵细胞,精子,受精卵,头部,尾部,细胞膜,细胞核,细胞核,3.结果 受精卵中的_数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一 半的_来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 4.意义 (1)子代呈现多样性，有利于生物
7、在_中进化，体现了 _的优越性。 (2)对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中 _的恒定，对于生物的_都具有重要意 义。,染色体,染色体,自然选择,有性生殖,染色体数目,遗传和变异,【想一想】 受精作用的实质是细胞膜的融合还是细胞核的融合？ 提示：受精作用是精子和卵细胞的融合，因为遗传物质主要存在于细胞核，所以细胞核的融合才是受精作用的实质，细胞膜的融合只是受精作用的一个阶段。,1.分析受精作用的过程 (1)精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？无论是细胞膜的融合还是核膜的融合，均体现了生物膜具有怎样的结构特点？ 提示：细胞表面都具有进行识别的物质糖蛋白，精子和卵细胞也不例外。均体现
8、了生物膜具有流动性。,(2)为什么只有一个精子和卵细胞结合，在结合时是否整个精子都进入卵细胞？ 提示：在受精时，一个精子进入到卵细胞中后细胞膜会发生复杂的生理反应，从而阻止其他精子进入。在结合时精子只是头部进入，而尾部留在外面。,2.受精作用的结果和意义 受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质？试分析原因。 提示：不是。受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，但细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。,1.对受精作用的理解 (1)精细胞变形的意义： 精细胞变形为蝌蚪状的精子，使细胞核内的染色体集中在头部，细长的尾部获得运动能力，
9、利于受精。 (2)初(次)级卵母细胞不均等分裂的意义： 使细胞质更多地集中在卵细胞内，为受精卵提供营养，供早期胚胎发育所需。,2.生物亲子代细胞中染色体数目恒定的原因分析 减数分裂使配子中染色体数目减半，而受精作用又使受精卵细胞中染色体数目恢复到体细胞中染色体数目。其染色体数目变化可以结合下图理解：,【典题训练】下面对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，正确的是(多选)( ) A.每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质 B.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质 C.整个精子进入卵细胞内，完成受精作用 D.减数分裂产生的配子是多种多样的，受精时雌雄配子的结合是随机的
10、，因此，有性生殖产生的后代可有多种表现型,【解题指南】本题综合考查了减数分裂、受精作用方面的知识。A、B两个选项涉及到配子中细胞质的多少，要结合减数分裂后期细胞质是否均等分裂进行分析。C选项涉及到受精作用的过程，要明确受精作用的实质是细胞核中遗传物质的融合，而不是整个精子与卵细胞的融合。D选项结合了配子的多样性及受精的随机性分析后代基因型多样性的原因。,【解析】选B、D。每个卵原细胞经过减数分裂形成4个子细胞，其中只有1个卵细胞，由于细胞质的不均等分配，使卵细胞的细胞质较多，即每个卵细胞继承了初级卵母细胞多于1/4的细胞质；精细胞变成精子的过程中丢失了大部分细胞质，而且进行受精作用时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，所以进入卵细胞的精子几乎不携带细胞质；减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，必然导致后代表现型的多样性。,
