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文檔簡介
高中生物必修二減數(shù)分裂和受精作用答案
問題探討
在腐爛的水果周圍??煽吹斤w舞的果蠅。果蠅的生長周期短,繁殖快,
染色體少且容易觀察,是遺傳學(xué)上常用的實驗材料。
右圖是黑腹果蠅雌雄個體的體細(xì)胞和配子的染色體示意圖。
【討論】
1.配子的染色體與體細(xì)胞的染色體有什么差別?
【答案】配子的染色體與體細(xì)胞的染色體的區(qū)別在于:
⑴配子中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半;
(2)配子的染色體是由體細(xì)胞的每對同源染色體中的一條組合而成
的。
2.針對這幅圖,你還能提出什么問題或猜想?
【答案】略。
旁欄思考
1.如果配子的形成與體細(xì)胞的增殖一樣,也是通過有絲分裂形成的,
結(jié)果會怎樣?
【答案】如果配子也是通過有絲分裂形成的,那么配子中的染色體數(shù)
目和體細(xì)胞中的將是一致的。
2.細(xì)胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自由組合的嗎?
【答案】初級精母細(xì)胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自
由組合的。
3.在減數(shù)分裂I中染色體出現(xiàn)了哪些特殊的行為?這對于生物的遺
傳有什么重要意義?
【答案】在減數(shù)分裂I中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會、四分體形成、非姐
妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為,使細(xì)胞兩極各有一整
套非同源染色體,從而使形成的次級精母細(xì)胞中的染色體數(shù)目比初級
精母細(xì)胞的減少一半。
上述過程可使配子中的染色體數(shù)目減半。再通過卵細(xì)胞和精子結(jié)合成
受精卵的受精作用,保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定,維持
了生物遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種
類多樣化,從而增加了生物遺傳的多樣性,有利于生物適應(yīng)多變的自
然環(huán)境,有利于生物的進(jìn)化。
4.精細(xì)胞的變形對受精作用有什么意義?
【答案】精細(xì)胞的變形是指由精細(xì)胞變?yōu)榫拥倪^程,其中細(xì)胞核變
成精子頭部的主要部分,高爾基體發(fā)育為頭部的頂體,中心體演變?yōu)?/p>
精子的尾,線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備
了游向卵細(xì)胞并進(jìn)行受精作用的能力。
練習(xí)與應(yīng)用
一、概念檢測
1.與有絲分裂不同,減數(shù)分裂形成的成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目
會減少。判斷下列相關(guān)表述是否正確。
(1)玉米體細(xì)胞中有10對染色體,經(jīng)過減數(shù)分裂后,卵細(xì)胞中染色
體數(shù)目為5對。(X)
(2)在減數(shù)分裂過程中,染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Io(V)
2.蝗蟲的體細(xì)胞中有24條染色體,在觀察蝗蟲的細(xì)胞時,下列現(xiàn)象
能夠說明該細(xì)胞處于減數(shù)分裂的是(B)
A.出現(xiàn)染色單體
B.同源染色體聯(lián)會
C.染色體移向細(xì)胞的兩極
D.子細(xì)胞中有24條染色體
3.下圖所示的細(xì)胞最可能是(C)
A.卵細(xì)胞
B.初級精母細(xì)胞
C.次級卵母細(xì)胞
D.有絲分裂前期的細(xì)胞
4.下圖所示的細(xì)胞正在進(jìn)行細(xì)胞分裂,識圖回答問題
(1)這個細(xì)胞正在進(jìn)行哪種分裂?為什么?
(2)細(xì)胞中有幾條染色體?幾條染色單體?
(3)細(xì)胞中有幾對同源染色體?哪幾條染色體是非同源染色體?
(4)細(xì)胞中包含哪些姐妹染色單體?
(5)這個細(xì)胞在分裂完成后,子細(xì)胞中有幾條染色體?
(6)嘗試畫出這個細(xì)胞的分裂后期圖。
【答案】(1)這個細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)分裂。因為細(xì)胞中出現(xiàn)了四分體。
(2)細(xì)胞中有4條染色體,8條染色單體。
(3)細(xì)胞中有2對同源染色體。其中染色體A與C、A與D、B與C、
B與D是非同源染色體。
⑷細(xì)胞中a與a',、b與b',、c與c'、d與d'是姐妹染色
單體。
(5)這個細(xì)胞在分裂完成后,子細(xì)胞中有2條染色體。
(6)參見教材圖2-20
二、拓展應(yīng)用
1.下圖是水稻花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂不同時期的顯微照片A至D為減
數(shù)分裂和為減數(shù)分裂。圖中的短線表示長度為請
I,EFII5pm0
你說說怎樣判斷圖中的細(xì)胞處于減數(shù)分裂I還是減數(shù)分裂口。
【提示】根據(jù)細(xì)胞大小,染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目判斷細(xì)胞處于減
數(shù)分裂的哪個時期。
2.經(jīng)過減數(shù)分裂形成的精子或卵細(xì)胞,染色體數(shù)目一定是體細(xì)胞的
一半嗎?有沒有例外?出現(xiàn)例外會造成什么后果?請選擇你認(rèn)為最
便捷的途徑尋找答案。
【提示】不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況,比如減數(shù)分裂I
時聯(lián)會的同源染色體,有一對或幾對沒有分別移向細(xì)胞的兩極,而是
集中到一個次級精(卵)母細(xì)胞中,再經(jīng)過減數(shù)分裂n形成的精子或
卵細(xì)胞中的染色體數(shù)目,就會比正常的多一條或幾條染色體,再例如,
在減數(shù)分裂過程(無論減數(shù)分裂I還是減數(shù)分裂n)中,染色體已移
向細(xì)胞的兩極,但因某種原因細(xì)胞未分裂成兩個子細(xì)胞,這樣就可能
出現(xiàn)精子或卵細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的現(xiàn)象。
如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象,受精卵中的染色體數(shù)目就會出現(xiàn)異常,由該受精
卵發(fā)育成的個體細(xì)胞中的染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物
質(zhì)的載體,生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的,那么當(dāng)該個體的
遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時,該個體的性狀也是異常的。例如,人的唐氏綜
合征(又稱21-1體綜合征)患者,就是由含有24條染色體(其中
21號染色休是兩條)的精子或卵細(xì)胞與正常的卵細(xì)胞或精子結(jié)合后
發(fā)育成的。
3.在精細(xì)胞變形為精子的過程中,精子的頭部幾乎只保留了細(xì)胞核,
部分細(xì)胞質(zhì)變成了精子的頸部和尾部,大部分細(xì)胞質(zhì)及多數(shù)細(xì)胞器被
丟棄,但全部線粒體被保留下來,并主要集中在尾的基部。你怎樣解
釋這一現(xiàn)象?
【答案】精子和卵細(xì)胞結(jié)合時,頭部先進(jìn)入卵細(xì)胞內(nèi),精子的頭部幾
乎只保留了細(xì)胞核,這就保證了遺傳物質(zhì)能夠先進(jìn)入卵細(xì)胞;部分細(xì)
胞質(zhì)變成了精子的頸部和尾部,使精子具備適于游動的能力;人部分
細(xì)胞質(zhì)及多數(shù)細(xì)胞器被丟棄,避免了受精過程中因為不必要的細(xì)胞組
分而耗費能量;全部線粒體被保留下來,并主要集中在尾的基部,可
以更好地在受精過程中提供能量。精子變形過程中的以上變化都是為
受精提供了保證,是進(jìn)化的結(jié)果。
探究?實踐
討論
1.當(dāng)你的目光聚焦在顯微鏡視野中的一個細(xì)胞時,你怎樣判斷它處于
減數(shù)分裂的哪個時期?
【答案】根據(jù)細(xì)胞中染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目來判斷。例如,在減
數(shù)分裂I中,先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、各對同源染色
體排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的
染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現(xiàn)象。
減數(shù)分裂n中期,非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處,
移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。
另外,在蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂的過程中,處于減數(shù)分裂I的細(xì)胞要
明顯多于處于減數(shù)分裂n的細(xì)胞。
2.減數(shù)分裂I與減數(shù)分裂口相比,中期細(xì)胞中染色體的不同點是什么?
末期呢?
【答案】減數(shù)分裂I中期,兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞中央的赤
道板兩側(cè),末期細(xì)胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成,其數(shù)
目是體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半,每條染色體均由兩條姐妹染色單體構(gòu)
成。
減數(shù)分裂II中期,非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處,
末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。
3.你是通過比較同一時刻不同細(xì)胞的染色體特點,來推測一個精母細(xì)
胞在不同分裂時期的染色體變化的。這一做法能夠成立的邏輯前提是
什么?
【答案】同一生物的細(xì)胞,所含遺傳物質(zhì)相同,增殖過程相同,同一
時刻不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此,可以通過觀察多
個精母細(xì)胞的減數(shù)分裂,推測一個精母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中染色體
的連續(xù)變化。
第2小節(jié)受精作用
探究?實踐
【討論】
L描述減數(shù)分裂中染色體的數(shù)目和主要行為的變化,分析其意義。
【答案】在減數(shù)分裂I中,先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、
非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細(xì)胞的兩極等行為
變化:減數(shù)分裂I后,細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半。在減數(shù)分裂II中,
每條染色體的著絲粒分裂,兩條姐妹染色單體隨之分開,并分別移向
細(xì)胞的兩極,最終進(jìn)入兩個子細(xì)胞。
減數(shù)分裂產(chǎn)生了多種多樣的配子,配子中的染色體數(shù)目減半。這為之
后通過受精作用使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性,并維持每種生物前后
代染色體數(shù)目的恒定提供了保證??偟膩碇v,減數(shù)分裂和受精作用共
同保證了生物遺傳的穩(wěn)定性和多樣性。
2.根據(jù)以上三個模型,說說減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子的原因。
【答案】在減數(shù)分裂中,非同源染色體的自由組合、聯(lián)會時非姐妹染
色單體間的互換,都會使減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子。
3.與其他小組交流建構(gòu)模型的過程,如果條件允許,建議在計算機(jī)上
制作減數(shù)分裂的動態(tài)模型。
【略】
思維訓(xùn)練
遺傳穩(wěn)定性遺傳多樣性
配減數(shù)分裂形成的配子中的染色體在減數(shù)分裂過程中,聯(lián)會時
子數(shù)目減半;而且每個配子中的染非姐妹染色單體間的互換,
形色體是一整套非同源染色體的組減數(shù)分裂I時非同源染色
成合。體的自由組合,都導(dǎo)致配
子中染色體組合的多樣性。
受卵細(xì)胞和精子的結(jié)合,使受耕卵卵細(xì)胞和精子的隨機(jī)結(jié)合,
精中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞進(jìn)一步增加了受精卵中染
作中的數(shù)目,生物體的性狀是由染色體組合的多樣性,因而增
用色體上的遺傳物質(zhì)控制的,因此,加了遺傳的多樣性。
染色體數(shù)目的恒定維持了遺傳的
穩(wěn)定性。
練習(xí)與應(yīng)用
一、概念檢測
1.大熊貓的體細(xì)胞有42條染色體,判斷下列相關(guān)表述是否正確。
(1)一只雄性大熊貓在不同時期產(chǎn)生的精子染色體數(shù)目一般都是21
條。(V)
(2)一只雌性大熊貓在不同時期產(chǎn)生的卵細(xì)胞,其染色體組合具有多
樣性。(V)
2.假如蛙的15個初級卵母細(xì)胞和5個初級精母細(xì)胞都能正常分裂,
并在最大限度內(nèi)受精,則最多能形成的受精卵數(shù)目是(B)
A.20B.15C.10D.5
3.同種生物前后代的染色體數(shù)目是相同的,對此起決定作用的過程是
(D)
A.有絲分裂
B.有絲分裂和受精作用
C.減數(shù)分裂
D.減數(shù)分裂和受精作用
二、拓展應(yīng)用
L正常人的體細(xì)胞中有23對染色體。有一種叫"13三體綜合征"的
遺傳病,患者頭小,患先天性心臟病,智力遠(yuǎn)低于常人。對患者進(jìn)行
染色體檢查,發(fā)現(xiàn)患者的13號染色體不是正常的1對,而是3條。
請嘗試使用"減數(shù)分裂中染色體變化的模型",從精子或卵細(xì)胞形成
的角度分析這種病產(chǎn)生的原因。
【提示】在形成精子或卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中,如果由于某種原因,
減數(shù)分裂I時兩條13號染色體沒有分離而是進(jìn)入了同一個次級精
(卵)母細(xì)胞,再經(jīng)過減數(shù)分裂II,就會形成含有兩條13號染色體
的精子或卵細(xì)胞;如果減數(shù)分裂I正常,減數(shù)分
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