高三生物教案 減數(shù)分裂和受精作用

 

高三生物教案 減數(shù)分裂和受精作用

減數(shù)分裂和受精作用

課時(shí)安排：1課時(shí)

教學(xué)目標(biāo)：

1.闡明細(xì)胞的減數(shù)分裂并模擬分裂過程中染色體的變化及其對(duì)于生物遺傳和變異的重要性。

2.舉例說明配子的形成過程、受精過程。

3.使用高倍鏡，觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。

本講重點(diǎn)：

1.減數(shù)分裂的概念。

2.精子的形成過程和受精作用的過程。

本講難點(diǎn)：

1.模擬減數(shù)分裂過程中染色體的變化。

2.比較精子和卵細(xì)胞形成過程的異同。

3.觀察蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂。

考點(diǎn)點(diǎn)撥：

一、相關(guān)知識(shí)

(一)基本概念

減數(shù)分裂、減數(shù)分裂第一次分裂、減數(shù)分裂第二次分裂;有性生殖器官、卵巢、睪丸、精巢;原始的生殖細(xì)胞、精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞、初級(jí)精(卵)母細(xì)胞、次級(jí)精(卵)母細(xì)胞、精(卵)細(xì)胞、精子、極體;聯(lián)會(huì)、四分體;染色體、同源染色體、姐妹染色單體;受精作用

(二)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

(三)疑難解析

減數(shù)分裂

只有進(jìn)行有性生殖的生物體內(nèi)才有進(jìn)行減數(shù)分裂的原始生殖細(xì)胞。具有原始生殖細(xì)胞(性原細(xì)胞)的器官稱為生殖腺，雌性動(dòng)物是卵巢，雄性動(dòng)物是睪丸。減數(shù)分裂是一種染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞卻連續(xù)分裂2次的分裂方式，分裂的結(jié)果是子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比性原細(xì)胞(或體細(xì)胞)減少了一半。對(duì)于減數(shù)分裂過程的理解要注意以下幾點(diǎn)：一是染色體的復(fù)制時(shí)間在性原細(xì)胞發(fā)育成性母細(xì)胞的過程中，即在同源染色體聯(lián)會(huì)之前早就已經(jīng)復(fù)制完成了;二是聯(lián)會(huì)發(fā)生在染色體縮短變粗的早期，發(fā)生聯(lián)會(huì)的過程在光學(xué)顯微鏡下是看不到的，所以教材中的減數(shù)分裂圖解表示聯(lián)會(huì)的圖中一個(gè)染色體中未畫出2條染色單體;三是減數(shù)分裂第一次分裂的目的是同源染色體彼此分開實(shí)現(xiàn)染色體數(shù)目減半，在同源染色體彼此分開時(shí)非同源染色體之間要自由組合，同源染色體的染色單體之間還要發(fā)生交叉互換，這是三大遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ);四是減數(shù)分裂第二次分裂的主要特征是著絲點(diǎn)分裂，實(shí)現(xiàn)染色單體彼此分開，所以分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目未變，但DNA分子數(shù)減少一半;五是第二次分裂程的次級(jí)性母細(xì)胞的分裂類似有絲分裂過程，但與有絲分裂過程不同的是一般已不存在同源染色體。

關(guān)于減數(shù)分裂和有絲分裂的比較，重點(diǎn)是減數(shù)分裂第二次分裂過程與有絲分裂過程的比較。①有絲分裂中期和減數(shù)分裂第二次分裂中期的比較：在有絲分裂過程中自始至終存在著同源染色體，而在減數(shù)分裂第二次分裂過程中不存在同源染色體。區(qū)分同源染色體的依據(jù)在高中生物階段有兩點(diǎn)：一是染色體的大小，同源染色體一般形成和大小相似或相同;二是著絲點(diǎn)位置，著絲點(diǎn)的位置有端著絲點(diǎn)，也有中間著絲點(diǎn)的，同源染色體的著絲點(diǎn)位置應(yīng)是相同的。有絲分裂中期的圖像特征是：染色體數(shù)目一般是偶數(shù)，染色體兩兩相同，每個(gè)染色體中有2個(gè)染色單體，著絲點(diǎn)排列在赤道板的中央。減數(shù)分裂第二次分裂中期的圖像特征是：染色體數(shù)目有奇數(shù)，也有偶數(shù)，但找不到兩兩相同的染色體，即不是大小不同，就是著絲點(diǎn)位置不同，說明沒有同源染色體，但每個(gè)染色體中還有2個(gè)染色單體，如圖所示。②有絲分裂后期和減數(shù)分裂后期分裂圖像的比較，如圖所示。有絲分裂后期和減數(shù)分裂第二次分裂后期的共同特征是：著絲點(diǎn)分裂，每個(gè)染色體的2條染色單體彼此分開成為2條染色體，在紡綞絲的牽引下分別移向細(xì)胞兩極。但不同之處是：有絲分裂后期的細(xì)胞中應(yīng)有同源染色體，而減數(shù)分裂第二次分裂后期的細(xì)胞中一般沒有同源染色體。在識(shí)圖中應(yīng)對(duì)移向同一方向的一組染色體進(jìn)行分析，如圖中，向上移動(dòng)的一組染色體中，大的2個(gè)染色體是一樣的，可看作是一對(duì)同源染色體。而小的2個(gè)染色體也是一樣的，可看作另一對(duì)同源染色體。在圖中，向上移動(dòng)的一組染色體中大小形狀各不相同，所以就沒有同源染色體。所以圖看作是有絲分裂后期，圖看作是減數(shù)分裂第二次分裂后期。

精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程的異同點(diǎn)是：染色體的行為和數(shù)目變化的過程是一樣的，但細(xì)胞質(zhì)的分配情況不同。精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，連續(xù)2次分裂細(xì)胞質(zhì)均是均等分裂;卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，連續(xù)2次分裂細(xì)胞質(zhì)均是不均等分裂，在第一次分裂過程中細(xì)胞質(zhì)主要分配在次級(jí)卵母細(xì)胞中，第二次分裂細(xì)胞質(zhì)主要分配在卵細(xì)胞中，極體中幾乎沒有分到細(xì)胞質(zhì)。

精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成的是精子細(xì)胞，精子細(xì)胞必須經(jīng)過變形后才能形成精子，變形的過程中細(xì)胞質(zhì)大量丟失，只保留細(xì)胞核和一個(gè)蛋白質(zhì)構(gòu)成的尾部。卵細(xì)胞的形成沒有變形過程，卵細(xì)胞體積很大，細(xì)胞質(zhì)中貯存有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，這是為受精卵的發(fā)育準(zhǔn)備的。

關(guān)于減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目的變化和DNA含量的變化可用圖所示的兩條曲線表示。

受精的過程是指精子細(xì)胞的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合的過程，故在受精卵的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)是一半來自父方一半來自母方，但在受精卵的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)則全部來自母方。通過受精作用把染色體減半的精子和卵細(xì)胞結(jié)合成合子，染色體數(shù)目恢復(fù)原狀時(shí)使雙親的遺傳物質(zhì)綜合到子代個(gè)體中，即保證了同種生物親、子兩代染色體數(shù)目的穩(wěn)定性，對(duì)遺傳有重要意義，又使后代獲得兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)，有利于生物的生存和進(jìn)化，對(duì)生物的變異也有重要意義。如圖所示。

學(xué)習(xí)減數(shù)分裂應(yīng)注意的幾個(gè)問題：

問題一：減數(shù)第二次分裂整個(gè)過程中，染色體的變化特點(diǎn)與有絲分裂完全相同，它完全是一次普通的有絲分裂。

辨析：有絲分裂的重要特點(diǎn)之一，是一條染色體上的兩條姐妹染色單體分離后進(jìn)入不同的子細(xì)胞，在這一點(diǎn)上，減數(shù)第二次分裂的結(jié)果與有絲分裂是相同的。但是，有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞為體細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)有成對(duì)的同源染色體，而減數(shù)第一次分裂之后，同源染色體就分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞中，所以次級(jí)精(卵)母細(xì)胞不存在成對(duì)的同源染色體。因此，在第二次分裂過程中和產(chǎn)生的子細(xì)胞中是沒有成對(duì)的同源染色體的，所以減數(shù)第二次分裂絕不是一次普通的有絲分裂，只能說是一次特殊的有絲分裂。

問題二：生殖細(xì)胞的產(chǎn)生必須通過減數(shù)分裂。

辨析：生殖細(xì)胞是指生物繁殖下一代的細(xì)胞，如精子、卵細(xì)胞、孢子等。進(jìn)行有性生殖的生物，產(chǎn)生生殖細(xì)胞時(shí)，大多是經(jīng)過減數(shù)分裂;但也有例外的，如高等植物的精子、卵細(xì)胞的形成都是有絲分裂，還有，進(jìn)行無性生殖的生物，如根霉、青霉等，它們產(chǎn)生的孢子，也屬于生殖細(xì)胞的一種，但它無性別之分，叫無性生殖細(xì)胞，是通過有絲分裂產(chǎn)生的，不需經(jīng)過兩兩結(jié)合，就可直接形成新個(gè)體?？梢姡锏纳臣?xì)胞有通過減數(shù)分裂產(chǎn)生，也有通過有絲分裂產(chǎn)生。

問題三：有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中染色體都是以成對(duì)的同源染色體存在，而減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體都是以非同源染色體存在。

辨析：在一般情況下，有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中染色體都是以成對(duì)的同源染色體存在，而減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體都是以非同源染色體存在。但也有例外的，如蜜蜂、螞蟻等，它們的雄性個(gè)體(雄蜂、雄蟻)都是由未受精的卵細(xì)胞，通過孤雌生殖產(chǎn)生的單倍體生物，其細(xì)胞中無同源染色體存在，所以，它們有絲分裂產(chǎn)生的體細(xì)胞中也無同源染色體存在。而多倍體生物，同源的染色體就有多個(gè)，如馬鈴薯是同源四倍體，體細(xì)胞中同源染色體就有四個(gè)，經(jīng)過減數(shù)分裂形成的生殖細(xì)胞中也有同源染色體存在。

三 考點(diǎn)例析

例1(2004年高考全國卷)一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時(shí)，有一對(duì)同源染色體不發(fā)生分離;所形成的次級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常。另一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第一次分裂正常;減數(shù)分裂的第二次分裂時(shí)，在兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中，有一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的 1 條染色體的姐妹染色單體沒有分開。以上兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子(以下簡稱為不正常的配子)。上述兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是()

A.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常

B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子都不正常

C.兩者都只產(chǎn)生一半不正常的配子

D.前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子

[解析]考查了減數(shù)分裂過程。減數(shù)第一次分裂不正常，有一對(duì)同源染色體不分離，形成兩個(gè)異常的次級(jí)精母細(xì)胞，配子全不正常;減數(shù)第二次分裂時(shí)有 1個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的 1條姐妹染色單體不分開，則形成的配子中一半不正常。精子和卵細(xì)胞的形成過程受精作用

[答案]D

例2(06上海卷)右圖為三個(gè)處于分裂期細(xì)胞的示意圖，下列敘述中正確的是

A.甲可能是丙的子細(xì)胞 B.乙、丙細(xì)胞不可能來自同一個(gè)體

C.甲、乙、丙三個(gè)細(xì)胞均含有二個(gè)染色體組 D.甲、乙、丙三個(gè)細(xì)胞均含有同源染色

[解析]本題是一個(gè)綜合題目，考查了減數(shù)分裂、有絲分裂和染色體組的內(nèi)容。丙細(xì)胞是減數(shù)分裂第一次分裂的后期，細(xì)胞中含有四條染色體，形成此細(xì)胞的體細(xì)胞中含有四條染色體;甲細(xì)胞是減數(shù)分裂第二次分裂的后期，細(xì)胞中含有四條染色體，形成此細(xì)胞的體細(xì)胞中含有四條染色體。因此可能是丙的子細(xì)胞。

[答案] A

四 自我檢測

1.下列關(guān)于同源染色體的敘述，正確的是( )

A.減數(shù)分裂中配對(duì)的染色體 B.有絲分裂中配對(duì)的染色體

C.配子中兩兩配對(duì)的染色體 D.一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方的染色體

2.人體下列細(xì)胞內(nèi)沒有同源染色體是( )

A.肌細(xì)胞 B.精原細(xì)胞 C.初級(jí)精母細(xì)胞 D.次級(jí)精母細(xì)胞

3﹒動(dòng)物精原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂過程中形成了四個(gè)四分體，則減數(shù)分裂第二次分裂后期的次級(jí)精母細(xì)胞中染色體、染色體單體和DNA分子數(shù)依次為( )

A.4、8、4 B.2、4、8

C.8、16、16 D.8、0、8

4.含有三對(duì)染色體的生物，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子，同時(shí)含有三個(gè)父方(或母方)染色體的配子占多少( )

A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16

5.下面是水稻花粉母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂的幾個(gè)步驟：①聯(lián)會(huì)②同源染色體分離③交叉互換④染色體復(fù)制⑤細(xì)胞質(zhì)分裂 ( )

A.④③①②⑤ B.④①③②⑤ C.④②①③⑤ D.①④②③⑤

6.課本模型建構(gòu)《減數(shù)分裂中染色體變化的模型》中，長度相同而顏色不同的兩條染色體配對(duì)代表( )

A.來自父方的兩條染色體 B.來自母方的兩條染色體

C.來自父母雙方的染色體 D.以上說法都不對(duì)

7.課本模型建構(gòu)《減數(shù)分裂中染色體變化的模型》中，你模擬了減數(shù)分裂中的哪些染色體行為( )

A.同源染色體的規(guī)律性變化 B.非同源染色體的變化

C.姐妹染色單體的變化 D.非姐妹染色單體的變化

8.下列細(xì)胞具有同源染色體的是 ( )

A.口腔上皮細(xì)胞 B.精子細(xì)胞 C.次級(jí)卵母細(xì)胞 D.卵細(xì)胞

9.果蠅的體細(xì)胞有4對(duì)同源染色體，在下列情況中，預(yù)料有多少條染色體( )

a.初級(jí)精母細(xì)胞 b.次級(jí)精母細(xì)胞 c.精原細(xì)胞 d.極體

A.a：8,b：4,c：4,d：8 B.a：4,b：8,c：4,d：4

C.a：8,b：4,c：8,d：4 D.a：4,b：4,c：8,d：4

10.在減數(shù)分裂過程中，與同源染色體變化行為一致的是( )

A.細(xì)胞核 B.蛋白質(zhì) C.基因 D.中心體

11.某生物含有N對(duì)同源染色體，并且在每對(duì)同源染色體上含有一對(duì)等位基因，則該生物產(chǎn)生的配子類型有( )

A.2N B.N2 C.N1/2 D.1/2N

12.某生物的體細(xì)胞染色體數(shù)為2n.該生物減數(shù)分裂的第二次分裂與有絲分裂相同之處是( )

A.分裂開始前，都進(jìn)行染色體的復(fù)制

B.分裂開始時(shí)，每個(gè)細(xì)胞中的染色體數(shù)都是2n

C.分裂過程中，每條染色體的著絲點(diǎn)都分裂成為兩個(gè)

D.分裂結(jié)束后，每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)都是n

13.減數(shù)分裂的第二次分裂后期的細(xì)胞內(nèi)有24條染色體，那么該生物細(xì)胞中的染色體數(shù)為( )

A.12條 B.24條 C.36條 D.48條