四、受精作用

1．根据教材P23模拟减数分裂过程中非同源染色体自由组合实验，探讨下列问题：

(1)含有2对、3对同源染色体的精原细胞，分别可能产生多少种精子？产生每一种精子的比例是多少？

提示：含有2对同源染色体的精原细胞可能产生4种精子，每一种精子的比例是1/4；含有3对同源染色体的精原细胞可能产生8种精子，产生每一种精子的比例是1/8。

(2)含有n对同源染色体的精原细胞，可能产生多少种精子，产生每一种精子的比例是多少？

提示：可能产生2n种精子，产生每一种精子的比例为1/2n。

(3)考虑四分体的交叉互换，分析含两对同源染色体的1个精原细胞和卵原细胞，减数分裂最多产生几种精子和卵细胞？

提示：①一个精原细胞减数分裂和变形后产生4个精子，在不发生交叉互换的情况下，4个精子两两相同，即有2种类型；若四分体时期发生交叉互换，则4个精子各不相同，即4种类型。

②无论是否发生交叉互换，一个卵原细胞经减数分裂后，只能产生一个卵细胞，即1种类型。

2．结合教材P25内容，仔细观察P24图2－7，探讨下列问题：

(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？精子与卵细胞融合过程体现了生物膜的什么特性？

提示：精卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白。相互融合体现了膜的流动性。

(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****来自卵细胞。

1．减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目和DNA含量的变化

(1)变化曲线：

(2)曲线分析：

①染色体数目的变化和DNA分子含量的变化不是****平行的，因为复制后的染色体数目没加倍，而DNA分子含量已加倍。

②在间期DNA复制之前(AB段和ab段)和减数第二次分裂后期着丝点分裂之后(FH和fh段)，染色体∶DNA＝1∶1。

③在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝点分裂之前(CF和cf段)，染色体∶DNA＝1∶2。

④BC(bc)段表示间期DNA(染色体)的复制，DNA含量加倍，但是染色体数目不变。

⑤DE(de)段表示减数第一次分裂结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内DNA和染色体数目均减半。

⑥ff′段表示着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，但是DNA含量不变。

⑦H(h)点表示减数第二次分裂结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分到了两个子细胞中。

2．细胞分裂图像鉴别

(1)常见的前期、中期、后期的分裂图像(以2N＝4为例)比较：

时期	有丝分裂	减数第一次分裂	减数第二次分裂
前期
	有同源染色体，无联会，染色体散乱分布，每条染色体含2条姐妹染色单体	有同源染色体，且有联会和四分体，每条染色体含2条姐妹染色单体	无同源染色体，无联会，染色体散乱分布，每条染色体含2条姐妹染色单体
中期
	有同源染色体，染色体的着丝点排列在赤道板上，每条染色体含2条姐妹染色单体	有同源染色体，四分体排列在赤道板两侧，每条染色体含2条姐妹染色单体	无同源染色体，染色体的着丝点排列在赤道板上，每条染色体含2条姐妹染色单体
后期
	着丝点分裂，姐妹染色单体分开，每一极细胞中均有同源染色体	同源染色体分开，每条染色体含2条姐妹染色单体，每一极细胞中均无同源染色体	着丝点分裂，姐妹染色单体分开，每一极细胞中均无同源染色体

(2)鉴别图像的常用方法：

①前期的鉴别：看有无同源染色体及联会、四分体现象。

 

②中期的鉴别：

 

③后期的鉴别：

 

[例1]　(2013·江苏高考)右图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是(　　)

A．图中细胞处于减数第二次分裂前期

B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍

C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离

D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中

[解析]　本题考查细胞的减数分裂过程，意在考查对减数分裂各时期染色体变化特点的理解和考生的识图分析能力。图中含有同源染色体，故该细胞不可能处于减数第二次分裂过程，A项错误；图中的染色体正在发生联会现象，应处于减数第一次分裂的前期，故染色体数目不可能是体细胞的2倍，B项错误；染色体1和2为同源染色体，在减数第一次分裂的后期将会分离，C项正确；染色体1和3为非同源染色体，染色体1和4也是非同源染色体，由于减数分裂中非同源染色体自由组合，故染色体1和3不一定出现在同一细胞中，D项错误。

[答案]　C

同源染色体的判断方法

(1)一看有无染色体配对、形成四分体等现象。配对形成四分体的染色体为同源染色体。

(2)二看有无交叉互换的发生。发生交叉互换的染色体为同源染色体。

(3)三看染色体的大小、形状：如果不是减数第二次分裂，则：

①有丝分裂后期，每一极中，大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)；

②其他时期，大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。

[例2]　下面是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像，据图回答问题。

(1)按先后顺序把有关有丝分裂图像的号码排列起来：________；按顺序把有关减数分裂图像的号码排列起来：________。

(2)此动物的正常体细胞中有________对同源染色体，细胞核中有________个DNA分子。

(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图________。

 (4)在上述分裂图中，属于初级精母细胞的是图________。

(5)在①～ ⑫ 中，染色体数和DNA数与右图所示相同的是图________。

[解析]　①中含4条染色体且两两配对，属于减数第一次分裂前期(四分体时期)；②中含4条染色体，都排列在赤道板上，没有出现两两配对现象，为有丝分裂中期；③中含4条染色体，排列在赤道板两侧，同源染色体两两配对，为减数第一次分裂中期；④中含2条染色体，排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期；⑤⑥都含8条染色体，有同源染色体，染色单体移向两极，均为有丝分裂后期；⑦中细胞的每一极都含4条染色体，细胞膜正把细胞缢裂为两个，为有丝分裂末期；⑧表示同源染色体分开移向两极，为减数第一次分裂后期；⑨中姐妹染色单体分

开移向两极，变成4条染色体，为减数第二次分裂后期；⑩中无同源染色体，含2条已复制的染色体，为减数第一次分裂后得到的细胞——次级性母细胞；⑪为减数第二次分裂后得到的细胞——成熟生殖细胞；⑫中染色体散乱分布，中心粒正移向两极，为有丝分裂前期细胞。

[答案]　(1)⑫②⑤⑥⑦　　①③⑧⑩④⑨⑪

(2)2　4　　(3)⑤⑥　　(4)①③⑧　(5)④⑩