生物必修2《遗传与进化》哺乳动物生殖细胞的形成第2课时教案及反思

这是一份生物必修2《遗传与进化》哺乳动物生殖细胞的形成第2课时教案及反思，共12页。教案主要包含了哺乳动物生殖细胞的形成，受精作用孕育新的生命等内容，欢迎下载使用。

一、哺乳动物生殖细胞的形成
1．精子的形成
(1)场所：睾丸的曲细精管。
(2)过程
1个精原细胞(增殖方式：有丝分裂) eq \(―――――→,\s\up7(染色体复制))1个初级精母细胞eq \(――――――――→,\s\up7(减数第一次分裂))2个次级精母细胞eq \(――――――――→,\s\up7(减数第二次分裂))4个精细胞eq \(――→,\s\up7(分化),\s\d6(变形))4个精子
(3)曲细精管(部分)模式图
2．卵细胞的形成
(1)场所：卵巢
(2)过程
二、受精作用孕育新的生命
1．受精作用
(1)过程(以人为例)：精子头部的细胞质膜首先与卵母细胞质膜融合，随即精子的细胞核和细胞质进入卵母细胞内，卵母细胞立即释放相应的物质，阻止其他精子的进入，然后两者的细胞核在细胞中部靠拢，相互融合，形成受精卵。
(2)人的受精过程示意图
(3)结果
受精卵中的染色体数量恢复到与该物种的体细胞一样，其中一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义：通过减数分裂和受精作用，每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定，也实现了遗传物质的重新组合。
2．有性生殖
(1)定义：由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞或配子的结合成为合子(zygte)(如受精卵)，再由合子发育成新个体的生殖方式称为有性生殖。
(2)意义：由合子发育成的子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。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。( )
2．正常情况下，1个精原细胞产生的4个精子在染色体组成上两两相同。( )
3．在卵细胞形成过程中，姐妹染色单体的分离发生在初级卵母细胞中。( )
4．1个精原细胞和1个卵原细胞所产生成熟生殖细胞的个数比为1∶1。( )
5．受精时精子全部进入卵细胞内。( )
6．受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。( )
[答案] 1．× 提示：配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间的互换有关。
2．√
3．× 提示：姐妹染色单体的分离发生在减数第二次分裂过程中，初级卵母细胞进行减数第一次分裂。
4．× 提示：1个精原细胞可以产生4个精子，而1个卵原细胞只能产生1个卵细胞。
5．× 提示：受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
6．√
哺乳动物生殖细胞的形成
1．精子和卵细胞形成过程的区别
2.配子来源的判断方法
(1)以二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(不考虑互换)为例，如图所示。
由图可知：①E和F、G和H的染色体组成完全相同，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。
(2)二倍体生物一个精原细胞的减数分裂(考虑互换)，如图所示。
由图可知：①E和F、G和H的染色体组成大同小异，分别来自同一个次级精母细胞C、D；②E(F)与G(H)中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞。
3．一般情况下减数分裂产生配子的种类
(1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。(Y与y、R与r分别表示两对同源染色体。)
(2)若考虑互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
合作探究：下图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：
(1)情况1最终产生的子细胞有几种类型？情况2最终产生的子细胞有几种类型？
提示：情况1最终产生的子细胞有2种类型：AB、ab。情况2最终产生的子细胞有2种类型：Ab、aB。
(2)据此推断，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种？
提示：2n种。
(3)含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时要比上述结论多，可能的原因是什么？
提示：在四分体时期发生了同源染色体非姐妹染色单体之间的互换。
1．下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是( )
A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞
B．①②中均含两对同源染色体
C．①能产生4种类型的生殖细胞
D．②能产生1种类型的生殖细胞
D [由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞①是初级精母细胞，正处于后期Ⅰ，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)；细胞②是次级卵母细胞，正处于后期Ⅱ，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。]
2．(多选)下列属于动物卵细胞形成与精子形成的不同之处的是( )
A．一个初级卵母细胞形成一个次级卵母细胞，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞
B．一个次级卵母细胞形成一个卵细胞，一个次级精母细胞形成两个精细胞
C．卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形形成精子
D．染色体复制的时期不同
ABC [一个初级卵母细胞形成一个次级卵母细胞和一个(第一)极体，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞，A符合题意；一个次级卵母细胞形成一个卵细胞和一个(第二)极体，一个次级精母细胞形成两个精细胞，B符合题意；卵细胞的形成不经过变形，精细胞要经过变形形成精子，C符合题意；减数分裂时，染色体复制的时期相同，都是减数分裂前的间期，D不符合题意。]
3．图中甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了互换，结果形成了①～④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是( )
A．①与② B．②与③
C．①与③ D．②与④
B [在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换后，同一个着丝粒上连接着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来自同一个次级精母细胞的有②与③、①与④。]
根据染色体组成判断配子来源的方法
(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。简记为“同为同一‘次’”。
(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。简记为“补为同一‘初’”。
(3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。简记为“同、补同一‘体’”。
受精作用孕育新的生命
1．过程分析
(1)减数分裂结果分析：经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。配子中的染色体数目只有体细胞的一半，并且没有同源染色体。
(2)受精作用结果分析：经受精作用形成的受精卵中的染色体一半来自精子(父方)、一半来自卵细胞(母方)。使受精卵中的染色体数目恢复为体细胞染色体数，且出现同源染色体。
(3)同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因：
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(配子的多样性\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(非同源染色体的自由组合,同源染色体中非姐妹染色单体的互换)),受精时雌雄配子的随机结合))
2．曲线分析
(1)细胞中DNA含量变化曲线
①ab段为减数分裂前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ，即bd段为减数分裂。
②e点表示进行受精作用。
③ef段为有丝分裂前的间期，fg段为有丝分裂。
(2)细胞中染色体数变化曲线
①O～a表示减数分裂前的间期及减数分裂Ⅰ，a～c表示减数分裂Ⅱ。
②d点表示进行受精作用。
③d～f包含受精卵的有丝分裂。
应用实践：下图所示为生物体的有性生殖过程。
(1)结合细胞膜的成分，讨论：精子与卵细胞相互识别的物质基础是什么？精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的什么特性？
提示：精子与卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。精子与卵细胞融合的过程体现了生物膜的流动性。
(2)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？分析原因。
提示：不是。受精卵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．下图是生物的有性生殖过程。下列叙述正确的是( )
A．非同源染色体的自由组合发生在过程Ⅰ中
B．由过程Ⅱ可知受精卵中的细胞质主要来自精子
C．同源染色体的分离发生在过程Ⅰ和Ⅱ中
D．仅有过程Ⅰ即可维持亲子间染色体数目的恒定
A [分析题图可知，过程Ⅰ是减数分裂，过程Ⅱ是受精作用。非同源染色体的自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期，A正确；受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，B错误；同源染色体的分离仅发生在过程Ⅰ中，C错误；过程Ⅰ和Ⅱ共同维持亲子间染色体数目的恒定，D错误。]
2．(多选)下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量的变化，有关分析正确的是( )
A．a、b、c分别包含减数分裂、受精作用、有丝分裂
B．CD与OP段的染色体数相同
C．JK段发生同源染色体联会与分离
D．OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段发生了DNA复制
BD [a阶段包含有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，b阶段包含减数分裂过程中核DNA含量变化规律，c阶段包含受精作用和有丝分裂过程中核DNA含量变化规律，A项错误；图中CD和OP段都表示有丝分裂前期、中期和后期，所以CD与OP段的染色体数相同，B项正确；JK段表示末期Ⅱ，而同源染色体联会与分离发生在减数分裂Ⅰ过程中，C项错误；OP段的核DNA含量比MN段增加1倍，原因是NO段发生了DNA复制，D项正确。]
[课堂小结]
1．与精子的形成过程相比，卵细胞的形成过程中不会出现的是( )
A．卵原细胞先进行减数分裂，再通过变形形成成熟卵细胞
B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
C．初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂
D．减数分裂结束后，卵细胞的染色体数目只有体细胞染色体数目的一半
A [卵细胞的形成不需经过变形；卵细胞的形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，所以卵细胞中染色体数目只有体细胞数目的一半；在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都进行细胞质不均等分裂。]
2．下图为哺乳动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
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
B [图甲是后期Ⅱ，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；图丙为后期Ⅱ，其细胞质是不均等分裂的，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子染色体，D错误；图乙是后期Ⅰ，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。]
3．(多选)进行有性生殖的生物产生后代需经过受精作用，下列相关叙述正确的是( )
A．生物的发育是遗传物质与环境相互作用的过程
B．受精前卵细胞的呼吸和代谢异常旺盛，为受精过程做准备
C．后代的多样性体现了有性生殖的优越性
D．后代的多样性有利于生物在自然选择中进化
ACD [受精前卵细胞的呼吸和代谢比较缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程，A项正确，B项错误；后代的多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性，C、D项正确。]
4．下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确的是( )
A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程
B．C～H、I～M段可分别表示一个细胞周期
C．A～I段表示减数分裂
D．E～F段发生了同源染色体的分离
A [依据曲线所表示染色体数目变化可知，A～G段表示减数分裂，H～I段表示受精作用，I～M段包含有丝分裂，A项正确，C项错误；C～G段为减数分裂Ⅱ过程，C～H段不能表示为一个细胞周期，B项错误；E～F段表示后期Ⅱ，细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，染色体数目加倍，D项错误。]
5．下图是高等动物的生殖发育周期图解(2N、N表示染色体数)，请回答下列问题：
(1)由成体开始到受精卵的形成主要需要经过[ ]_____________和[ ]_____________两个过程。这两个过程的重要意义是____________________
______________________________________________________________。
(2)哺乳动物的A过程发生在____________________中。
(3)受精卵经________________和________________最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为_________________。
[解析] (1)分析图解可知，高等动物个体发育成熟后，通过减数分裂(A过程)产生配子，雌雄配子经过受精作用(B过程)结合形成受精卵，继续进行个体发育，由此可见，减数分裂和受精作用维持了生物前后代染色体数量的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义。(2)哺乳动物的减数分裂发生在卵巢和睾丸中。(3)受精卵经细胞分裂和细胞分化最终发育为成体，此过程中细胞的分裂方式为有丝分裂。
[答案] (1)[A]减数分裂 [B]受精作用 维持了生物前后代染色体数量的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异有重要意义 (2)卵巢和睾丸 (3)细胞分裂 细胞分化 有丝分裂
课标内容要求
核心素养对接
说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。
1．生命观念：初步运用结构与功能观，说明减数分裂和受精作用的定义。
2．科学思维：概括归纳遗传的稳定性和多样性原因。
3．科学探究：运用模型模拟哺乳动物精子和卵细胞的形成过程。
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
相同点
染色体的行为变化相同：在减数分裂前染色体复制，在减数分裂Ⅰ时同源染色体联会，形成四分体，非姐妹染色单体交换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂Ⅰ结束后染色体数目减半；减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
主要是不均等分裂
子细胞数目
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(消失)
是否变形
是
否
配子种类
细胞或个体
YyRr能产生
配子的种类
n对同源染色体
产生的配子种类
一个精原细胞
2种(YR、yr或Yr、yR)
2种
一个雄性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
2n种
一个卵原细胞
1种(YR或yr或Yr或yR)
1种
一个雌性个体
4种(YR、yr、Yr、yR)
2n种
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 背 诵
1．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。
2.受精作用的实质是雌、雄原核在细胞中部靠拢，相互融合。
3.受精卵中的染色体数量一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
4.通过减数分裂和受精作用，每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定，也实现了遗传物质的重新组合。
5.由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞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称为有性生殖。