苏教版 必修2 哺乳动物生殖细胞的形成与受精作用 教案.docx

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苏教版必修2哺乳动物生殖细胞的形成与受精作用教案

第2课时　哺乳动物生殖细胞的形成与受精作用

新课标

核心素养

1.模拟哺乳动物精子和卵细胞的形成过程，辨析分裂图像，明确减数分裂发生的场所，更好的理解减数分裂过程。

2.分析受精作用过程，认识亲子代间的遗传稳定性、受精作用的意义；认识到生物在稳定中发展变化的重要原因，阐明遗传信息在有性生殖中的传递规律。

1.生命观念——能基于生殖细胞形成、受精作用过程，说明进行有性生殖的生物，其遗传信息通过配子由亲代传递给子代。

2.科学思维——关注配子形成对进行有性生殖的生物的重要作用，能用稳定性和适应性等观点，阐释遗传信息的传递对农作物和动物育种以及人类生长发育的意义。

知识点

（一）哺乳动物生殖细胞的形成

1．精子形成过程

下面是睾丸与曲细精管（部分）放大模式图，以及精子形成过程。

请写出“________”上的内容。

（1）形成场所：

睾丸。

（2）形成过程：

2．卵细胞形成过程

（1）形成场所：

卵巢。

（2）形成过程

（3）结果：

一个卵原细胞经过减数分裂，最终形成1个体积较大的卵细胞，3个体积较小的极体（不久就会消失）。

（1）卵细胞的形成场所是卵巢。

（√）

（2）精、卵原细胞是通过减数分裂产生的。

（×）

（3）卵细胞和精子的形成过程都需要变形。

（×）

（4）卵细胞与精细胞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。

（√）

（5）1个精原细胞和1个卵原细胞经过减数分裂均形成4个配子。

（×）

（科学思维）某种能进行有性生殖的高等动物体细胞含有2对同源染色体A、a与B、b（如右图所示），请回答该动物形成的配子种类数的问题。

（1）如果不发生交叉互换，则该动物的1个精原细胞或卵原细胞能形成几个精子或卵细胞？

其染色体组成是怎样的？

提示：

1个精原细胞能形成4个精子，其染色体组成是AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB；1个卵原细胞只能形成1个卵细胞，其染色体组成是AB或ab或Ab或aB。

（2）如果发生交叉互换，则1个精原细胞或卵原细胞又分别形成几种精子或卵细胞？

提示：

1个精原细胞会形成4种精子，1个卵原细胞会形成1种卵细胞。

1．精子和卵细胞的形成过程有不同之处，下列说法不正确的是（　　）

A．精、卵原细胞是通过有丝分裂产生的

B．1个初级精母细胞可形成4种精子，而1个初级卵母细胞只形成1种卵细胞

C．精细胞变形成为精子，而卵细胞无变形过程

D．在卵细胞的形成过程中有极体产生，而在精子形成过程中无极体产生

解析：

选B　考虑到是否发生交叉互换，若不发生，1个初级精母细胞产生2种4个精子，一个初级卵母细胞产生1种1个卵细胞。

若发生，1个初级精母细胞产生4种4个精子，一个卵细胞产生1种1个卵细胞。

2.

如图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况，该卵原细胞经减数分裂产生3个极体和1个卵细胞，其中1个极体的染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是（　　）

A．2、4

B．1、3

C．1、3或2、4

D．1、4或2、3

解析：

选C　结合减数第二次分裂的特点可知：

若染色体组成是1、3的极体和卵细胞由同一次级卵母细胞分裂形成，则卵细胞中染色体组成为1、3；若此极体是由极体形成，则卵细胞中染色体组成是2、4。

3．下图中，不属于精子形成过程的是（　　）

解析：

选C　卵细胞与精子的产生过程基本相同，它们的不同点主要集中在产生部位、分裂后形成的生殖细胞的数量、细胞质的分配特点及其是否变形等。

卵细胞形成过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂，细胞质都是不均等分配。

[归纳提升]

1．哺乳动物精子和卵细胞形成过程的比较

比较项目

相同点

不同点

精子的形成

卵细胞的形成

产生部位

性腺

睾丸

卵巢

间期

染色体复制

精原细胞

卵原细胞

减数

第一次

分裂

①联会、四分体；

②交叉互换（可能发生）；

③同源染色体分离；

④子细胞染色体数减半

1个精原细胞

↓

1个初级精母细胞

↓

2个次级精母细胞

减数

第二次

分裂

①着丝粒分裂，染色单体分开；

②子细胞中染色体数量不变

2个次级精母细胞

↓

4个精细胞

是否

变形

变形

不变形

分裂结果

得到4个子细胞，并且染色体数量减半

1个精原细胞形成4个精子

1个卵原细胞形成1个卵细胞（3个极体消失）

2．卵细胞和精细胞形成过程中图像的判断方法

知识点

（二）受精作用孕育新的生命

1．受精作用

（1）过程

①精子头部的细胞质膜首先与卵母细胞质膜融合；

②精子的细胞核和细胞质进入卵母细胞内；

③卵母细胞立即释放相应的物质，阻止其他精子的进入；

④两者的细胞核在细胞中部靠拢，相互融合，形成受精卵。

（2）结果

①受精卵中的染色体数量恢复到与该物种的体细胞一样；

②其中一半染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

（3）意义

①使受精卵的代谢更加旺盛，促进受精卵不断地分裂、分化，最终发育为新的个体。

②受精作用与减数分裂共同维持每种生物前后代体细胞中染色体数量的恒定，实现了遗传物质的重新组合。

2．有性生殖

（1）概念：

由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如卵细胞和精子）或配子的结合成为合子（如受精卵），再由合子发育成新个体的生殖方式。

（2）特点：

由合子发育成的后代具备了双亲的遗传特性。

这对于生物的生存和进化具有重要意义。

（1）受精时，精子只有头部进入卵细胞中。

（√）

（2）受精作用的实质是精子和卵细胞的细胞质膜的融合。

（×）

（3）受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。

（√）

（4）经过减数分裂和受精作用，使生物前后代体细胞中染色体数量保持相对的稳定。

（√）

（5）有性生殖比无性生殖更易保持亲本的性状。

（×）

1．（生命观念）同种生物精子和卵细胞相互识别的物质基础是什么？

提示：

是精子和卵细胞细胞质膜上的蛋白质。

2．（科学思维）子代从双亲各继承了半数的核基因，双亲对子代的贡献是一样的吗？

解释原因。

提示：

不一样。

母方除了提供一半的核基因之外，还提供了几乎全部的细胞质基因，如线粒体内含有的DNA。

3．（科学思维）分析受精过程中染色体变化，回答下列问题。

（1）受精卵中A、B来自母方，a、b来自父方。

（2）受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。

染色体A与a（B与b）是同源染色体。

（3）受精卵发育成的个体将来形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所产生配子的类型有AB、ab、Ab、aB，其中两条染色体均来自同一个亲本的几率为1/2。

4．（科学思维）下图1表示细胞分裂过程中核DNA的数目变化，图2表示二倍体生物细胞分裂过程中染色体数量变化。

请据图思考下列问题：

图1中的m和n分别表示哪种细胞分裂方式？

图2中哪段表示减数分裂？

哪点表示正进行受精作用？

提示：

m表示有丝分裂，n表示减数分裂。

a～e段表示减数分裂。

e点表示正进行受精作用。

1．下列有关受精作用的叙述，错误的是（　　）

A．合子中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方

B．受精时，精子和卵细胞的染色体合在一起

C．合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方

D．合子中的染色体数量与本物种体细胞的染色体数量相同

解析：

选A　受精作用时，合子细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，A错误；受精时，精子和卵细胞的染色体合在一起，B正确；合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方，C正确；合子中的染色体数量与本物种体细胞的染色体数量相同，D正确。

2．下图是细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数量的变化，据图分析正确的是（　　）

A．具有染色单体的时期只有CD、GH、MN段

B．着丝粒分裂只发生在DE、NO段

C．MN段与AB段，单个细胞内核DNA含量相同

D．GH段与OP段，单个细胞内染色体数量不同

解析：

选D　图示中a段为有丝分裂，b段为减数分裂，c段中的LM为受精作用，MQ为有丝分裂，故具有染色单体的时期有CD、GH、IJ、MN段，A错误；着丝粒分裂不只发生在DE、NO段，还发生在JK段，B错误；MQ是一个完整的有丝分裂过程，MN段发生了核DNA的复制，复制后核DNA数是AB段的2倍，C错误；GH段染色体数为体细胞染色体数，而OP段着丝粒已分裂，是GH段的2倍，D正确。

[归纳提升]

1．减数分裂和受精作用的意义

（1）减数分裂和受精作用保证了亲子代之间染色体数量的稳定性，进而有利于保持物种遗传性状的稳定性（如下图，假定体细胞中染色体数量为2n）。

（2）减数分裂和受精作用为变异提供了条件

①染色体是遗传物质的载体，减数分裂过程中非同源染色体的随机组合及同源染色体的非姐妹染色单体之间对等片段的交换导致配子遗传物质组合的多样性。

②受精过程中精子和卵细胞的随机结合导致受精卵和其发育成的个体的遗传物质组合的多样性，从而引起生物多样性。

2．明确受精作用的两个细胞学基础和一个误区

（1）两个细胞学基础

①细胞质膜信息交流功能——不同物种的精卵不识别。

②细胞质膜的结构特点——具有一定的流动性。

精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞质膜的融合。

（2）一个误区：

受精卵中遗传物质并非一半来自父方，一半来自母方，原因是细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，这也是母系遗传的细胞学基础。

3．分析下面曲线图，理解细胞分裂和受精作用过程中DNA含量的变化

（1）图中aj段表示的是减数分裂的过程，其中ab段表示减数分裂前间期，bf段表示减数第一次分裂，fj段表示减数第二次分裂。

（2）k点时表示正进行受精作用。

kp段（不包括k点）表示有丝分裂。

4．分析下面曲线图，理解有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中染色体数量变化

（1）曲线A→B，染色体经历了2N→4N→2N的变化过程，表示通过有丝分裂形成原始生殖细胞。

（2）曲线B→C，染色体经历了2N→N→2N→N的变化过程，表示通过减数分裂形成染色体数量减半的有性生殖细胞。

（3）曲线D→E，染色体由N→2N，表示通过受精作用受精卵中染色体数量又恢复正常。

5．通过DNA分子含量变化判断生理过程的方法

（1）当DNA分子复制一次，细胞分裂一次，即分裂前后DNA分子数目不变时，进行的是有丝分裂。

（2）当DNA分子复制一次，细胞连续分裂两次，即分裂前后DNA分子数目减半时，进行的是减数分裂。

（3）当DNA分子没有复制，DNA分子数目加倍时，说明是通过细胞融合使DNA分子数目加倍，即发生了受精作用。

[学习小结]

1．动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点是（　　）

①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂

②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞

③一个卵原细胞经染色体复制后形成一个初级卵母细胞

④卵细胞不经过变形阶段

A．①②　　　　　　　　　B．②③

C．②④D．③④

解析：

选C　动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点在于：

初级卵母细胞和次级卵母细胞进行的都是细胞质不均等分裂；一个卵原细胞只形成一个卵细胞；卵细胞的形成不需要变形。

2．下图为高等动物的细胞分裂示意图。

下列叙述正确的是（　　）

A．图甲一定为次级精母细胞

B．图乙一定为初级精母细胞

C．图丙为次级卵母细胞或极体

D．图丙中的M、m为一对同源染色体

解析：

选B　图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂，可能为次级精母细胞或极体，A错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂，所以应是初级精母细胞，B正确；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条染色体，D错误。

3．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．维持生物前后代体细胞中染色体数量的恒定

C．能够基本保持亲本的一切遗传性状

D．对于生物的遗传和变异具有十分重要的意义

解析：

选C　减数分裂过程中由于交叉互换和非同源染色体的自由组合，配子中的遗传物质发生变化，受精时雌雄配子随机结合，因此后代个体呈现多样性，不可能保持亲本的一切遗传性状。

4．家鸽是进行有性生殖的生物，它之所以能保持染色体数量的恒定，是因为在生殖过程中要进行（　　）

A．减数分裂和受精作用

B．有丝分裂和受精作用

C．减数分裂和有丝分裂

D．染色体的复制和平均分配

解析：

选A　家鸽在有性生殖过程中通过减数分裂产生了染色体数量减半的雌雄配子，通过受精作用，雌雄配子结合形成受精卵，染色体数量恢复恒定。

5．下图为某高等生物的生活史示意图，据图回答：

（1）过程A表示________，它发生在哺乳动物的______________器官中。

（2）过程B表示______________，其实质是__________和____________的细胞核融合。

（3）如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从____________开始，主要进行______分裂。

（4）假设成体Ⅰ的染色体数量为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数量依次为____________。

解析：

（1）过程A是减数分裂形成精子和卵细胞的过程，发生在哺乳动物的睾丸或卵巢中。

（2）过程B是受精作用，实质是精子和卵细胞的细胞核融合。

（3）个体发育的起点是受精卵，主要进行有丝分裂。

（4）成体Ⅰ体细胞中染色体数量有20条，Ⅲ和Ⅳ分别是配子和受精卵，染色体数量分别是10条和20条。

答案：

（1）减数分裂　睾丸或卵巢　

（2）受精作用　精子　卵细胞　（3）受精卵　有丝　（4）10条和20条