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(共40张PPT)
第三节　受精作用
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.掌握不同类型的生物的受精过程。
2.理解配子在亲子代之间传递遗传信息中的作用。
3.通过构建亲子代细胞中染色体数目和DNA含量变化的数学模型,理解亲子代之间染色体数目和DNA含量保持相对稳定的重要意义。
素养阐释
1.能用进化与适应观、结构与功能观等生命观念,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。
2.关注配子形成和受精作用对进行有性生殖的生物的重要作用。
3.尝试将生物有性生殖的规律应用到生产实践中。
自主预习 新知导学
一、受精是配子融合形成合子的过程
1.概念
受精是指配子融合形成合子的过程。
2.动物的受精
(1)受精方式:体内受精和体外受精。
(2)哺乳动物的受精(属于体内受精)。
①场所:雌性动物的输卵管中。
②过程
精子进入输卵管
↓
与次级卵母细胞通过细胞质膜表面的蛋白质相互识别
↓
精子头部的细胞核携带的遗传物质进入次级卵母细胞
↓
刺激次级卵母细胞继续完成减数第二次分裂形成卵细胞
↓
卵细胞的细胞核与精子的细胞核相融合
↓
形成受精卵
(3)多数水生动物的受精方式属于体外受精。
3.被子植物的受精
(1)场所:胚珠的胚囊中。
(2)特有现象:双受精(一个精子与卵细胞结合成为受精卵,另一个精子与中央细胞的两个极核结合成为受精极核)。
(3)过程
二、亲子代通过配子传递遗传信息
1.减数分裂和受精作用的意义
(1)将遗传信息通过配子传递给子代。
(2)生物得以保持一定的染色体数目而一代一代繁衍下去。
2.受精作用的结果:形成受精卵,受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方。
3.受精作用的本质:精子与卵细胞的结合。其实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
4.应用:“试管婴儿”技术解决了不孕不育问题、采用人工授粉帮助农作物完成受精、通过人工授精技术繁殖良种家畜等。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)受精作用的本质是精子与卵细胞的结合。(　　)
(2)受精卵细胞核中的染色体一半来自父方,一半来自母方。(　　)
(3)父母双方各为后代提供一半的遗传物质。(　　)
(4)被子植物个体发育的起点是种子。(　　)
(5)雌性哺乳动物减数第二次分裂是在输卵管中完成的。(　　)
(6)哺乳动物受精时,一个卵细胞可以同时与多个精子结合。(　　)
(7)被子植物的受精卵发育为胚,受精极核发育为胚乳。(　　)
√
√
×
×
√
×
√
2.若雌性小白鼠甲与雄性小白鼠乙进行正常的有性生殖,则下列叙述错误的是(　　)。　
A.雌性小白鼠甲的卵细胞继承了初级卵母细胞四分之一的细胞质
B.进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质
C.受精后,精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合
D.受精卵中的染色体恢复到正常体细胞的染色体水平
答案:A
3.下列关于减数分裂和受精作用的说法,错误的是(　　)。
A.保证前后代遗传稳定性,需要二者在产生后代过程中均发生
B.对于后代遗传多样性,减数分裂有重要意义,受精作用无贡献
C.减数分裂和受精作用保证了亲代的遗传信息传递给子代
D.减数分裂使细胞中没有同源染色体,受精作用使细胞中出现同源染色体
答案:B
4.下列关于受精的说法,不恰当的是(　　)。　
A.受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方
B.细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞
C.精子与卵细胞融合过程体现了生物膜的选择透过性
D.精子与卵细胞的相互识别与细胞膜表面的糖蛋白有关
答案:C
合作探究 释疑解惑
知识点一
受精是配子融合形成合子的过程
问题引领
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,精子与卵细胞相互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。精子与卵细胞相互融合的过程体现了生物膜的流动性。
2.根据哺乳动物受精作用的过程分析回答下列问题。
(1)整个精子都可以进入卵细胞吗
提示:精子头部进入卵细胞,尾部留在外面。
(2)一个卵细胞为什么不可以和多个精子结合
提示:卵细胞细胞膜会发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入。
(3)精子和卵细胞相互融合的实质是什么
提示:精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
(4)请分析受精卵中细胞质的来源。
提示:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。
3.被子植物特有的现象是双受精,若精子的染色体数目为N,根据被子植物的受精过程,分析胚细胞的染色体数目、胚乳细胞的染色体数目。
提示:被子植物的双受精是指一个精子与卵细胞结合,形成受精卵,发育为胚;另一个精子与两个极核结合,形成受精极核,发育为胚乳。精子、卵细胞、每个极核的形成都经过了减数分裂,因此这些细胞内的染色体数目都为N,则受精卵中的染色体数目变为2N,由它进行有丝分裂形成的胚细胞的染色体数目也为2N;受精极核内的染色体数目为3N,它进行有丝分裂形成的胚乳细胞的染色体数目也为3N。
归纳提升
1.对哺乳动物精细胞和卵细胞的分析
(1)精细胞变形的意义
精细胞变形为蝌蚪状的精子,使细胞核内的染色体集中在头部,细长的尾部获得运动能力,利于受精。
(2)卵细胞体积较大的意义
卵细胞形成过程中两次细胞质不均等分裂,使卵原细胞的细胞质更多地集中在卵细胞中,为受精卵提供营养,供早期胚胎发育所需。
2.受精作用的细胞学原理
(1)细胞膜和核膜上糖蛋白的识别功能,保证了只有同种生物的两性生殖细胞才能融合。
(2)生物膜的流动性,使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
3.正常情况下,生物的卵细胞都会发生阻止多精入卵的一系列反应,从而保证受精后亲子代染色体数目的恒定。
4.被子植物的双受精
由一个花粉粒产生的两个精子释放到胚囊中。一个精子+卵细胞→受精卵→胚;另一个精子+两个极核→受精极核→胚乳。
典型例题
1.图Z3-3-1为受精作用和减数分裂图解(以动物为例),下列叙述错误的是
(　　)。
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相融合
C.受精后,卵细胞的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
答案:C
图Z3-3-1
解析:受精时,精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,受精后的卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应,防止其他精子再进入,最终精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,受精卵中的染色体数目恢复到2N,说明一个精子只能与一个卵细胞结合,A、B、D三项正确。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,开始个体发育的过程,C项错误。
2.荠菜是一种双子叶被子植物。下列关于荠菜受精作用的叙述,有几项是错误的 (　　)　
①因种子的胚能发育成新植物体,所以种子的成熟就标志着新生命的开始
②受精卵的形成标志着新生命的开始,而种子的胚其实已经是新一代植物体的幼体了
③荠菜的同一个胚囊中的受精卵和受精极核的核遗传物质组成相同
④荠菜种子无胚乳,因其在受精过程中不存在极核受精现象
⑤受精作用是被子植物有性生殖特有的现象
A.5项　　　　　　 B.2项
C.3项 D.4项
答案:D
解析:受精卵是新生命的开始,胚是植物体的幼体,①错误,②正确;受精卵的染色体与受精极核的染色体数目不同,③错误;荠菜是双子叶植物,种子无胚乳是因为胚乳在发育过程中被子叶吸收,所以同样存在极核受精的过程,④错误;双受精是被子植物特有的现象,⑤错误。
【变式训练】
1.下列叙述错误的是(　　)。
A.只有同种生物的两性生殖细胞才能融合
B.受精是整个精子进入卵细胞形成受精卵的过程
C.精子和卵细胞是亲子代之间联系的桥梁,它们将亲代的遗传信息传递给子代
D.受精卵是新个体的第一个细胞,其分裂是新个体发育的起点
答案:B
2.下列关于被子植物个体发育过程的叙述,错误的是(　　)。
A.受精卵发育成胚
B.胚珠发育成种子
C.胚和胚乳都在胚珠中发育
D.一个极核与两个精子结合发育成胚乳
答案:D
解析:生物的个体发育是指从受精卵开始发育成性成熟个体的过程。在题目给出的选项中,A、B、C三项都是发育过程的一部分,胚乳是由两个极核和一个精子结合形成的受精极核发育形成的。
知识点二
亲子代通过配子传递遗传信息
问题引领
1.为什么说同源染色体一条来自父方,一条来自母方
提示:精子中含有同源染色体中的一条,卵细胞中含有另一条,受精后,这两条同源染色体会合在受精卵中。
2.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,这种说法对吗 为什么 受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方,这种说法对吗 为什么
提示:对。受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,因此受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方。不对。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞,细胞质内也含遗传物质,因此细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。
3.进行有性生殖的生物在繁殖时,如何保证前后代染色体数目的恒定
提示:减数分裂使染色体数目减半,受精作用使其又恢复到原来的数目,从而使生物前后代染色体数目保持恒定。
4.减数分裂和受精作用增加了进行有性生殖的生物的变异性。变异性的增加对生物繁衍有何好处
提示:变异性的增加使生物表型增加,使生物在不断变化的环境中,有更强的生活力和适应性。
归纳提升
1.一个物种的遗传信息主要存在于细胞核内的染色体上,受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。因此受精卵中染色体上的遗传信息一半来自父方,一半来自母方。亲代的遗传信息通过配子传递给子代。
2.受精卵细胞核内的遗传物质由精子和卵细胞各提供一半,但细胞质中的遗传物质几乎全部由卵细胞提供,因此后代某些性状更像母方。
3.减数分裂、受精作用与生殖发育示意图
图Z3-3-2
4.减数分裂过程中染色体变化与后代变异性的关系
图Z3-3-3
典型例题
图Z3-3-4为某种生物的生理过程示意图,下列说法错误的是(　　)。
图Z3-3-4
A.图中合子中的全部遗传信息一半来自精子,一半来自卵细胞
B.减数第一次分裂后,细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半
C.该种生物通过减数分裂获得多种多样的雌雄配子
D.减数分裂和受精作用维持了亲子代体细胞染色体数目的恒定
答案:A
解析:合子是经过受精作用形成的,受精时,受精卵内的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,即细胞核内的遗传信息一半来自精子,一半来自卵细胞。但遗传信息并不都在细胞核内,细胞质中的线粒体DNA也储存着遗传信息,而受精卵的细胞质并非一半来自精子,一半来自卵细胞,A项错误。减数第一次分裂后,细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半,B项正确。减数第一次分裂后期同源染色体是随机移向细胞两极的,因此会形成多种配子,C项正确。由题图可知,减数分裂使染色体数目减半,受精作用使其又恢复到原来的数目,D项正确。
【变式训练】
1.下列不属于减数分裂和受精作用的意义的是(　　)。
A.有利于生物的生存和进化
B.维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
C.能够保持亲本的遗传性状
D.对于生物的遗传和变异具有十分重要的意义
答案:C
2.在减数分裂产生的配子内,染色体组成具有多样性,这主要取决于(　　)。
A.同源染色体的复制
B.同源染色体的联会
C.同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和同源染色体的随机分离
D.染色体着丝粒的分裂
答案:C
解析:减数第一次分裂的四分体时期可发生同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换,减数第一次分裂的后期可发生同源染色体的随机分离,都可导致最终形成的配子内的染色体组成具有多样性。
[素养提升]
构建亲子代细胞中染色体数目和核DNA含量变化的数学模型
1.减数分裂过程和受精作用过程中,染色体及核DNA的数目变化
比较 项目 亲代 体细 胞 精(卵) 原细 胞 初级精 (卵)母 细胞 次级精 (卵)母细胞 精 (卵) 细胞 子代
体细
胞
前、中期 后期 末期
染色 体数目 2N 2N 2N N N→2N 2N→N N 2N
核DNA 分子数 2C 2C→4C 4C 2C 2C 2C→C C 2C
2.根据上表数据,绘制曲线
图Z3-3-5
图Z3-3-6表示细胞分裂和受精过程中,核DNA含量和染色体数目的变化,据图分析下列叙述正确的是(　　)。
A.b阶段为减数分裂,
c阶段为受精作用、有丝分裂
B.J→K所示过程导致细胞中染
色体数目与减数第二次分裂中
期相比减少一半
C.GH段和PQ段细胞中含有的染色体数是相等的
D.N→P所示过程发生了核DNA含量的加倍
答案:A
图Z3-3-6
解析:分析题图可知,a阶段的曲线表示有丝分裂过程中核DNA含量的变化,其中AC段表示分裂间期,CD段表示前期、中期、后期和末期;b阶段的曲线表示减数分裂过程中核DNA含量的变化,其中FG段表示减数分裂前的间期,GH段表示减数第一次分裂过程,IK段表示减数第二次分裂过程;c阶段的曲线表示受精作用和有丝分裂过程中染色体数目的变化,其中LM段表示受精作用,MN段表示有丝分裂前的间期和有丝分裂前期、中期,PQ段表示后期和末期。综上分析,b阶段为减数分裂,c阶段为受精作用、有丝分裂,A项正确。J→K所示过程为细胞一分为二,导致细胞中染色体数目与减数第二次分裂中期相等,B项错误。GH段细胞中的染色体数目与体细胞相同,而PQ段细胞中的染色体数目是体细胞的两倍,C项错误。N→P所示过程为刚进入有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,核DNA含量不变,D项错误。
课堂小结
本 课 结 束

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