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1、课时3减数分裂和受精作用见自学听讲P84学科素养课程标准学习指导1.生命观念:结构与功能观,减数分裂过程中同源染色体联会、分离,产生的生殖细胞中染色体数目减半,通过受精作用使来自精子、卵细胞的染色体汇合到一起,减数分裂、受精作用维持了生物前后代染色体数目的恒定。多样性与统一性,减数分裂过程中非同源染色体自由组合,产生多种多样的配子,雌雄配子随机结合,产生的受精卵具有多样性,发育成的新个体具有多样性。2.科学思维:演绎与推理,精子与卵细胞结合形成受精卵,受精卵是个体发育的起点,推测存在减数分裂过程,若存在减数分裂过程,则存在染色体数目减半的细胞。模型与建模,建构减数分裂过程模型,并能绘制相关曲线
2、图、柱形图等。归纳与概括,结合教材概括减数分裂过程中染色体形态、结构及数目,核DNA含量变化规律。3.科学探究:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,验证减数分裂过程中同源染色体等的相关变化。1.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。2.举例说明配子的形成过程。3.举例说明受精过程。1.结合细胞分裂图概述减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA的变化,通过曲线、柱形图等总结其数量变化的规律。2.通过比较,复习高等动物精子与卵细胞形成的异同、减数分裂与有丝分裂的异同。3.关注减数分裂与遗传规律以及可遗传变异的联系。细胞的减数分裂1.减数分裂减数分裂2.同源染色体、联会、四分体和交叉互换(1
3、)下图中属于非同源染色体的是1和3,2和4,1和4,2和3,等位基因位于1和2,3和4上。(填写图中符号)(2)下图为减数第一次分裂前期,有2个四分体,8个DNA分子,16条脱氧核苷酸链。(3)图中3和4联会时可能发生非姐妹染色单体之间的交叉互换。动物细胞配子的形成过程精(卵)原细胞初级精(卵)母细胞两个次级精母细胞(或一个次级卵母细胞和一个极体)四个精细胞(或一个卵细胞和三个极体)受精作用1.概念:精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。2.结果:染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中有一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。3.意义:对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数
4、目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。1.关注同源染色体的五个易错点(1)同源染色体的形态、大小一般都相同,但也有大小不同的,如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体,X染色体较大,Y染色体较小。(2)着丝点分裂后,染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同,但不叫同源染色体,这两条染色体是经复制形成的,其上的基因相同,若不同则可能是由突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。(3)同源染色体的存在:体细胞中也存在同源染色体,只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。(4)同源染色体上不一定有等位基因:处于同源染色体不同位置的是非等位基因,处于同源染色体相同位置的是等位
5、基因或相同基因。(5)由于DNA复制时可能发生基因突变或同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换,姐妹染色单体上的基因不一定相同。2.减数分裂产生配子的种类分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”:(1)若是一个个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。(2)1个卵原细胞仅产生1个卵细胞,即1种卵细胞;1个精原细胞产生4个精子、2种类型的精子。3.观察减数分裂的几个注意点(1)选材:宜选用雄性个体生殖器官(动物精巢或睾丸、植物的花药),因为雄性个体产生的精子数远多于雌性个体产生的卵细胞数;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次
6、级卵母细胞或初级卵母细胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数第二次分裂。(2)精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等的细胞。4.受精卵中的DNA的来源受精卵中,细胞核DNA一半来自父方一半来自母方,细胞质DNA几乎都来自母方。5.巧辨有关细胞分裂过程的曲线图和柱形图(1)曲线图或柱形图中出现“0”的曲线或柱形表示的是有丝分裂过程中染色单体的数目变化,只要染色单体数不为“0”,则染色单体数与核DNA数相等,且是染色体数的2倍。(2)着丝点分裂所需时间远比染色体(DNA)复制所需时间短,因此染色体数随时间的变化曲线一般没有明显的斜线,
7、即没有斜线的曲线表示的是染色体数的变化,有斜线的曲线表示的是染色单体数或核DNA分子数的变化。见自学听讲P85细胞的减数分裂1.减数分裂中的三组概念辨析(1)同源染色体和非同源染色体同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体,形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。如图中的1和2为一对同源染色体,3和4是另一对同源染色体。非同源染色体是指形态、大小各不相同,且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。(2)姐妹染色单体和非姐妹染色单体姐妹染色单体:同一着丝点连着的两条染色单体。如上图中的a和a、b和b、c和c、d和d。非姐妹染色单体:
8、不同着丝点连接着的两条染色单体。如上图中的a和b(b)、a和b(b)等。(3)联会和四分体联会:是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。该时期已完成染色体复制。四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。图中含有两个四分体,即四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。一个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条脱氧核苷酸链。2.减数分裂中染色体、核DNA数量变化(1)数量变化(体细胞染色体数为2n):性母细胞初级性母细胞次级性母细胞性细胞间期减减前、中减后减末染色体数2n2nnn2nn核DNA数2n4n4n2n2nn(2)曲
9、线模型:模型分析:甲为精原(卵原)细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞;戊为性细胞。染色体数目减半发生在减末期,是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的,减数第二次分裂时染色体数目变化为n2nn,没有减半。减后期染色体数、核DNA数都与正常体细胞相同,不同的是没有同源染色体。染色体/核DNA变化规律:1112113.细胞名称的判断(针对减数分裂,以二倍体生物2N=4为例)4.减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较名称项目减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体2nn,减半n2nn,不减半DNA数目4n2n,减半2nn,减半染色体的主要行为同源染色体联会、分离,非同源染色体自由
10、组合着丝点分裂,姐妹染色单体分开同源染色体有无5.减数分裂与有丝分裂的比较(1)细胞图像的比较三个前期图的判断判断步骤:是否出现四分体结果:A为有丝分裂前期,B为减数第一次分裂前期,C为减数第二次分裂前期。三个中期图的判断判断步骤:着丝点是否排列在赤道板上结果:A为有丝分裂中期,B为减数第二次分裂中期,C为减数第一次分裂中期。三个后期图的判断判断步骤:染色体是否含有染色单体结果:A为有丝分裂后期,B为减数第二次分裂后期,C为减数第一次分裂后期。(2)减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型判断“斜线”有无(3)每条染色体上DNA含量的变化根据上面的曲线可得下表:ABBCCDDE减
11、数分裂对应时期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期减数第二次分裂的后期减数第二次分裂的末期有丝分裂对应时期间期前期和中期后期末期1.对交叉互换的理解要到位图示时期:减前期(四分体时期)。范围:同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。交换对象:等位基因B-b所在的染色体片段交换。结果及意义:导致基因重组,产生多种配子,若不交换只产生AB、ab两种配子,若交换则可产生AB、ab(未换的染色单体)和Ab、aB(交换的结果),产生可遗传变异。2.细胞分裂中易忽略的三个必记点(1)次级性母细胞在分裂的前期、中期的染色体数与后期染色体数不同,但核DNA数相同。(2)减数第
12、二次分裂后期,细胞中染色体数和核DNA数相等,且与正常体细胞中染色体数相等。(3)染色体数为2n的生物减数分裂中染色体数最多为2n,而有丝分裂中染色体数可为4n。3.判断细胞分裂方式和时期的方法(1)结合染色体个数和同源染色体行为进行判断(2)结合染色体的行为与形态进行判断染色体相对散乱,排列在纺锤体中央前期染色体排列在赤道板上中期染色体移向两极后期4.依据柱状图巧辨细胞分裂的过程(1)若图1表示减数分裂的连续过程,则甲为性原细胞,乙为初级性母细胞,丙为次级性母细胞,丁为性细胞。(2)若图2表示二倍体动物分裂细胞,则A可表示处于减数第二次分裂前期、中期的次级性母细胞,以及性细胞;B可表示性原细
13、胞、初级性母细胞和处于减数第二次分裂后期的次级性母细胞;C表示处于有丝分裂后期的性原细胞(体细胞)。例1(2018年淄博模拟)下面是有关细胞分裂的图像,据图分析正确的是()。A.若图甲为二倍体生物的细胞,则上一时期为四分体时期B.若图乙属于有丝分裂图像,则图示阶段会形成细胞板C.若图乙属于二倍体生物减数分裂图像,则图示阶段细胞中含有同源染色体D.若图丙为果蝇精巢内的细胞有关图像,则a组细胞一定发生了着丝点分裂解析分析题图可知,若图甲为二倍体生物的细胞,则该细胞处于有丝分裂的后期,其上一时期为有丝分裂中期,A项错误;若图乙属于有丝分裂图像,由于染色体数核DNA数染色单体数=122,则处于有丝分裂
14、的前期或中期,植物细胞分裂才形成细胞板且是在末期,B项错误;若图乙属于减数分裂图像,由于染色体数核DNA数染色单体数=122,则处于减数第一次分裂过程中,该阶段细胞中含有同源染色体,C项正确;若图丙为果蝇精巢内的细胞,a组细胞内的染色体数为n,a组细胞可以是减前期、中期的细胞,不一定发生了着丝点分裂,D项错误。答案C例2对下列有关细胞分裂的各图分析正确的是()。A.乙图所示细胞中正在发生同源染色体的分离B.含有2个染色体组的细胞是乙和丙C.丁图中CD段发生的变化如甲、乙两图所示D.丁图中D点时期细胞中染色体数与A点时期染色体数相等解析图甲中,细胞中存在同源染色体,并且处于着丝点分裂状态,因此该细胞为有丝分裂后期图;图乙中,细胞中正发生同源染色体的分离,因此属于减数第一次分裂后期图;图丙细胞中没有同源染色体,并且染色体的着丝点排列在赤道板上,属于减数第二次分裂中期图;图丁表示一条染色体上的DNA分子变化,在有丝分裂间期或减前的间期完成DNA复制后,一条染色体上的DNA分子变为2个,当有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂后,一条染色体
