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学高一生物课时作业及答案解析
2.1.2 受精作用
目标导航 1.会举例说明受精过程。2.明确减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要性。
一、配子中染色体组合种类(不考虑交叉互换)
1.含一对同源染色体的精(卵)原细胞(图1)形成的配子
精(卵)原细胞个数 配子个数 配子种类 1个精原细胞 ____ ____________ 1个卵原细胞 ____ ____________ m个精原细胞 ________ ____________ m个卵原细胞 ______ ____________ 2.含两对同源染色体的精(卵)原细胞(图2)形成的配子
精(卵)原细胞个数 配子个数 配子种类 1个精原细胞 ______ ________________ 1个卵原细胞 ______ ________________ m个精原细胞 ______ ________________ m个卵原细胞 ______ ________________ 3.含n对同源染色体的精(卵)原细胞(图3)形成的配子
精(卵)原细胞个数 配子个数 配子种类 1个精原细胞 4 2种(多种情况) 1个卵原细胞 1 1种(多种情况) m个精原细胞 4m 2n m个卵原细胞 m 2n 二、根据染色体组成判断配子来源的方法
1.减数分裂过程中染色体的变化(以精细胞形成为例)
(1)E和F、G和H中的染色体组成完全相同，E(F)与G(H)中的染色体“互补”，即E(F)与G(H)中的染色体组合在一起即为精原细胞A中的染色体。
(2)C和D中的染色体“互补”，即C与D中的染色体组合在一起即为初级精母细胞B中的染色体。
2.判断方法
(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自________________________。
(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自____________________。
(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________________________________的减数分裂过程。
三、受精作用
1.定义：精子与卵细胞相互识别、融合成为__________的过程。
2.过程
(1)精子的________进入卵细胞，________留在外面。
(2)卵细胞的____________发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。
(3)精子的____________与卵细胞的____________相融合，彼此的____________会合在一起。
3.实质：精子的____________与卵细胞的____________相融合的过程。
4.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)。
5.意义
(1)子代呈现多样性，有利于生物在________________中进化，体现了________________的优越性。
(2)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。
注意 受精卵中的染色体(核DNA)一半来自卵细胞，一半来自精子，但细胞质却几乎全部来自于卵细胞，故细胞质中的遗传物质几乎全部来自于母方。
知识点一 配子中染色体组合种类
1.果蝇的体细胞中含有四对同源染色体，某雄性果蝇经过减数分裂后能形成几种染色体组成不同的精子(不考虑交叉互换)( )
A.2种B.4种C.8种D.16种
2.减数分裂产生的配子内，染色体组成具有多样性，主要取决于( )
A.同源染色体的复制
B.同源染色体的联会和分离
C.非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合
D.染色体着丝点的分裂
知识点二 根据染色体组成判断配子来源
3.下列符号代表精子的染色体，a和a′是一对同源染色体，其余类推。下列哪四个精子来自同一精原细胞( )
A.ab′c a′bc ab′c a′bc′
B.a′bc′ ab′c abc abc
C.ab′c a′bc a′b′c abc′
D.abc′ a′b′c a′b′c abc′
4.图甲是某生物的一个精细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中与其来自同一个精原细胞的有( )
A.①②B.①④C.①③D.②④
知识点三 受精作用
5.下列有关受精作用的叙述错误的是( )
A.精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面
B.精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合
C.受精后，卵细胞细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢
D.受精后的卵细胞能阻止其他精子的进入
6.下列有关受精作用的叙述，错误的一项是( )
A.受精卵中全部遗传物质，来自父母双方的各占一半
B.受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合
C.受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同
D.受精卵中的染色体，来自父母双方的各占一半
基础落实
1.40个初级卵母细胞和5个初级精母细胞，如果全部发育成熟，受精后最多可能产生的新个体的数目是( )
A.10个B.40个C.15个D.20个
2.如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是( )
3.下列有关受精作用的叙述，正确的是( )
A.发生受精作用时，精子尾部的线粒体全部进入卵细胞
B.受精卵中的染色体数目与本物种体细胞中染色体数目相同
C.受精卵中的遗传物质，来自父母双方的各占一半
D.雌、雄配子的随机结合与有性生殖后代的多样性无关
4.维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是( )
A.遗传和变异B.无丝分裂和有丝分裂
C.减数分裂和有丝分裂D.减数分裂和受精作用
5.地球上生物界绚丽多彩，表现了生物的多样性。与生物的多样性无关的是( )
A.DNA分子和蛋白质分子的多样性
B.配子形成过程中染色体组合的多样性
C.受精过程中配子结合的随机性
D.组成生物体的化学元素多种多样
能力提升
6.如右图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交叉互换，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.①②;③④B.①③
C.①④;②③D.②④
7.某一生物有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞的分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为( )
A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.0∶4
8.与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下列说法不正确的是( )
A.后代继承了双亲的遗传物质
B.减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错
C.减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子
D.更容易产生新的基因型
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 9.下图是某种生物的精细胞，根据细胞内染色体的类型(来自父方、母方区分)回答下列问题：
(1)来自同一个次级精母细胞的两个精细胞是：A和____，____和D。
(2)这6个精细胞至少来自________个精原细胞，至少来自______个次级精母细胞。
(3)精细胞A的一条染色体在初级精母细胞______时期发生了__________。
(4)精细胞E、F和________最可能来自同一个________精母细胞。
(5)这6个精细胞中同时含有来自父方和母方染色体及遗传物质的是________，产生这种现象的原因是由于同源染色体之间的______________________，如图中的________。也由于非同源染色体之间的________，如图中的________。两种原因同时作用的有图中的________。
(6)还有两个精细胞，如右图所示，问：H精细胞与上图中的__________精细胞来自同一个初级精母细胞，G精细胞与上图中的____精细胞来自同一个次级精母细胞。
10.正常人的体细胞中含有23对同源染色体，分别编号为1号～23号，在人类的遗传病中，有一种叫21三体综合征，也叫先天性愚型，是一种常见的染色体异常遗传病，表现为智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现出特殊的面容：眼间距宽，外眼角上斜，口常半张，舌常伸出口外，所以又叫做伸舌样痴呆。对患者染色体进行检查，发现患者比正常人多了一条21号染色体。
(1)正常人产生的配子中染色体的组合类型共有____种，从理论上分析，一对夫妇所生的两个孩子(非同卵双胞胎)所含染色体组成完全相同的概率是______。
(2)请从减数分裂和受精作用的角度解释21三体综合征患者产生的原因。
(3)若一个正常人与一个21三体综合征患者婚配，他们的后代发病率是多少?为什么?
参考答案
一、1.4 2种：A和a 1 1种：A或a 4m 2种：A和a m 2种：A和a
2.4 2种：AB和ab或Ab和aB 1 1种：AB或Ab或aB或ab 4m 4种：AB和Ab和aB和ab m 4种：AB和Ab和aB和ab
二、2.(1)同一个次级精母细胞 (2)同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞 (3)同一个生物不同精原细胞
三、1.受精卵
2.(1)头部 尾部 (2)细胞膜 (3)细胞核 细胞核 染色体
3.细胞核 细胞核
4.染色体 染色体
5.(1)自然选择 有性生殖 (2)染色体数目 遗传和变异
对点训练
1.D [只考虑染色体组成，有4对同源染色体的果蝇可产生24种精子。]
2.C [减数分裂过程中，四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合都会增加配子中染色体组合的多样性。]
3.D [一个精原细胞减数第一次分裂时同源染色体分离，产生2个次级精母细胞。每个次级精母细胞在减数第二次分裂后期着丝点分裂、染色单体分开，最终各产生两个染色体组成相同的精子。本题中来自同一精原细胞的4个精子应有2种类型，即可排除A、B、C三项。]
4.C [减数第一次分裂的特点：同源染色体分离;减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开，成为两条子染色体分别进入两个精细胞中，所以由同一个精原细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成基本相同或恰好“互补”。根据图乙中各细胞内染色体特点分析，图与图甲的染色体组成互补，图与图甲的染色体组成基本相同，由此可判断出与图甲精细胞可能来自同一个精原细胞。]
5.C [受精前，卵细胞代谢缓慢，受精过程使卵细胞变得十分活跃，然后受精卵迅速进行细胞分裂、分化，开始了个体发育的过程。]
6.A [受精作用是精子和卵细胞结合成受精卵的过程，在此过程中精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面。精子的头部进入卵细胞内以后，精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合在一起，形成受精卵的细胞核，所以受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方，使受精卵的染色体恢复到本物种体细胞中的染色体数目;因为遗传物质并不是全部存在于染色体上，在细胞质内的线粒体中也有少量的遗传物质(DNA)，而受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以母方比父方提供的遗传物质多，故A项错误。]
课后作业
1.D [一个初级卵母细胞最终形成一个卵细胞，而一个初级精母细胞最终形成4个精子，因此，40个初级卵母细胞形成40个卵细胞，5个初级精母细胞形成20个精子，受精后，最多能形成20个受精卵，发育成20个新个体。]
2.A [图A中同源染色体的联会错误，联会的两条染色体形态和大小应该是相同的。图B表示同源染色体联会;图C表示同源染色体移向两极;图D表示着丝点分裂后，子染色体移向两极。]
3.B [A项中精子的尾部留在卵细胞外面，尾部的线粒体不会进入卵细胞。C项中受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。D项中减数分裂形成的配子染色体组成具有多样性，受精时雌、雄配子随机结合，必然导致产生的后代具有多样性。]
4.D 5.D
6.C [非姐妹染色单体之间发生交叉互换。姐妹染色单体分开后分别进入两个精细胞。]
7.A [原始生殖细胞(精原细胞)经染色体复制形成初级精母细胞;初级精母细胞经减数第一次分裂形成2个次级精母细胞;2个次级精母细胞经减数第二次分裂分别形成2个精细胞。若其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则产生了2个异常精细胞，而另一个次级精母细胞正常分裂形成2个正常精细胞，因此这个初级精母细胞可产生正常精细胞和异常精细胞的比例为11。]
8.B [在有性生殖过程中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此后代具有两个亲本的遗传物质。在有性生殖过程中出现减数分裂，通过基因重组产生不同类型的配子，更容易产生新的基因型。有性生殖和无性生殖都要进行细胞分裂，都要进行DNA复制，DNA复制是否容易发生差错与基因结构和环境有关，与什么分裂方式无关，所以答案选B。]
9.(1)E C (2)两 四 (3)四分体(联会) 交叉互换 (4)A 初级 (5)A、B、C、E、F 非姐妹染色单体交叉互换 A、B、C(或B与C) 自由组合 A、B、C、D、E、F A、B、C (6)B、C、D F
解析 (1)来自同一个次级精母细胞，则两两相同，即两个细胞内染色体类型相同，如A和E、C和D。(2)一个精原细胞产生两种配子(如果考虑交叉互换，就是四种，但从染色体整体来看，还是两种)。从图中看，6个细胞可以分成四种，即A和E、C和D、B、F，至少来自两个精原细胞，至少来自四个次级精母细胞。(3)发生交叉互换的时间是在四分体时期。(4)E和F染色体类型互补，可以断定来自同一个初级精母细胞。A和E来自同一个次级精母细胞。(5)同时含有来自父方和母方染色体的，即精细胞内含有“一黑一白”的，即A、E、F;如果考虑含有来自父方和母方的遗传物质，则为A、B、C、E、F。(6)凡是与G相同的，则来自于同一个次级精母细胞，即F。
10.(1)223
(2)①异常精子(24条)和正常卵细胞(23条)结合形成的
②正常精子(23条)和异常卵细胞(24条)结合形成的
(3)1/2。因为患者产生的配子一半正常(23条)，一半异常(24条)。
解析 (1)每对同源染色体在减Ⅰ均分时都有两种分配可能，故23对同源染色体的组合类型有223种。一对夫妇所生的两个孩子(非同卵双胞胎)所含染色体组成完全相同的概率为：父亲提供精子相同的概率乘以母亲提供卵细胞相同的概率，即。(2)两种情况：异常精子(24条)和正常卵细胞(23条)结合形成;正常精子(23条)和异常卵细胞(24条)结合形成。(3)21三体综合征患者的3条21号染色体在减Ⅰ联会时紊乱，导致减Ⅰ产生的两个次级性母细胞一个正常一个异常(多一条21号染色体)，最终产生的配子中一半正常(23条)，一半异常(24条)。与正常人婚配后代中一半患病一半正常。
