新苏教版生物必修2讲义 第2章 第2节 有性生殖.docx

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新苏教版生物必修2讲义第2章第2节有性生殖

第二节　有性生殖

学习目标

核心素养

1.简述受精过程及其意义。

（重点）

2.简述绿色开花植物的有性生殖与个体发育，举例说明脊椎动物的有性生殖与个体发育。

（重点）

3.了解植物子房的结构及种子形成的有关知识。

1.借助图解理解受精过程。

通过绘制简图理解被子植物的双受精现象。

2.通过构建减数分裂和受精作用的关系图解，理解有性生殖的变化与稳定。

3.通过列表格的方法比较有性生殖和无性生殖。

一、受精——孕育新的生命

1．受精作用

含义：

受精是指精子进入卵细胞形成受精卵的过程，它开始于精子与卵细胞的相互识别，结束于两者细胞核的融合。

2．受精作用的过程

精子、卵细胞的相互识别

↓

精子入卵：

精子头部进入卵细胞，尾部留在外面

↓

卵细胞反应：

卵细胞释放相应物质，以阻止其他精子再进入

↓

精卵融合：

精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起

3．受精作用的结果

（1）受精卵中的染色体数目又恢复到该物种体细胞中的染色体数目。

（2）有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

4．受精作用的意义

（1）受精使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢，从而促进受精卵不断地分裂、分化，使新生命逐渐发育为成熟的个体。

（2）受精决定生物个体的性别：

（3）减数分裂和受精作用共同维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。

二、有性生殖

1．有性生殖的含义

由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）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。

2．无性生殖

（1）概念：

不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。

（2）种类：

生殖方式

概念

实例

分裂生殖

（裂殖）

一个生物体直接分裂成两个新个体

变形虫、草履虫、细菌等

出芽生殖

（芽殖）

出芽形成芽体，进而发育成新个体

酵母菌、水螅等

孢子生殖

由无性生殖细胞——孢子长成新个体

青霉、曲霉、衣藻等

营养生殖

（扦插、嫁接等）

由营养器官的一部分发育成新个体

马铃薯块茎、草莓的匍匐茎等

3.被子植物的有性生殖

（1）双受精

①含义：

两个精子分别与卵细胞和极核融合的过程。

②过程：

花粉管内的两个精子同时释放到胚囊中。

ⅰ.精子＋卵细胞→受精卵→胚。

ⅱ.精子＋两个极核→受精极核→胚乳。

③适用范围：

被子植物。

（2）子房的发育

①果实的形成

子房壁

胚珠

珠被

子房

果皮

种子

种皮

果实

②胚乳的发育

ⅰ.一些植物在种子发育过程中，胚乳的养分因被子叶吸收而退化，如花生、大豆的种子。

ⅱ.一些植物种子的胚乳发达，储藏大量的养分，如水稻、小麦、玉米的种子。

③胚的发育

ⅰ.实质：

是新一代植物体的幼体。

ⅱ.发育结果：

发育成熟的种子在适宜的条件下能发育成一个新的植物个体。

4．脊椎动物的有性生殖

（1）配子的来源

精子和卵细胞分别是在精巢和卵巢中经减数分裂形成的。

（2）生殖过程

通过受精作用，精子和卵细胞融合形成受精卵。

（3）胚胎发育的含义

从受精卵发育成幼体的过程，包括卵裂、囊胚、原肠胚等阶段。

（4）胚后发育的含义

幼体从卵膜中孵化出来或从母体内生出后发育为性成熟个体的过程。

5．有性生殖的意义

在有性生殖中，两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就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．受精卵中的DNA一半来自精子，一半来自卵细胞。

（　　）

2．若水稻的叶肉细胞中含有24条染色体，则胚乳细胞中含有36条染色体。

（　　）

3．被子植物个体发育的起点是种子的形成。

（　　）

4．人体由壮年步入老年属于胚后发育。

（　　）

5．有性生殖的后代具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活力和变异性。

（　　）

提示：

1.×　受精卵中的DNA包括核DNA和质DNA，核DNA一半来自精子，一半来自卵细胞；质DNA主要来自卵细胞。

2．√

3．×　被子植物个体发育的起点是受精卵。

4．×　5.√

受精——孕育新的生命

[问题探究]

如图为进行有性生殖生物的生活史。

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。

精子与卵细胞相互融合的过程体现了膜的流动性。

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完全来自于卵细胞。

[归纳总结]

1．受精前的准备

（1）精细胞变形：

精细胞变形为精子，染色体集中在头部，尾部获得运动能力，利于受精。

（2）卵细胞体积较大：

卵原细胞的细胞质更多地集中到卵细胞中，为受精卵提供营养，供早期胚胎发育所需。

2．受精的过程（以哺乳动物为例）

（1）精子与卵细胞相互识别，精子头部的细胞膜与卵细胞的细胞膜融合，随即精子的细胞核和细胞质进入卵细胞内。

（2）卵细胞立即释放相应物质，阻止其他精子进入卵细胞。

（3）在卵细胞中，精子的细胞核与卵细胞的细胞核在细胞中部靠拢，相互融合形成受精卵。

特别提醒：

（1）精卵识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白，结构基础是细胞膜的流动性。

（2）受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在卵细胞外面。

3．结果

受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。

4．意义

（1）受精使卵细胞的缓慢代谢转变为旺盛代谢，从而促进细胞不断地分裂、分化。

（2）受精决定性别（以人类为例）

①女性只能形成含X染色体的一种类型的卵细胞，而男性却能形成两种含性染色体不同的精子，分别为X型和Y型。

②卵细胞与X型精子结合形成XX型受精卵，将来发育成女性；卵细胞与Y型精子结合形成XY型受精卵，将来发育成男性。

（3）减数分裂和受精作用共同维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。

特别提醒：

（1）受精的实质是精子细胞核和卵细胞细胞核的融合。

（2）受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，而受精卵的细胞质遗传物质几乎全部由卵细胞提供。

（3）性别是在精子和卵细胞结合的那一刻决定的。

（4）在卵巢和睾丸中性原细胞可通过有丝分裂增殖，然后经过减数分裂形成生殖细胞。

5．减数分裂、受精作用及受精卵第一次卵裂过程中的相关曲线分析

（1）细胞中DNA含量变化曲线：

①ab段为减数第一次分裂前的间期，bc段为减数第一次分裂，cd段为减数第二次分裂，即ad段为减数分裂。

②e点表示进行受精作用。

③eg段为受精卵的有丝分裂，其中ef段为有丝分裂间期，fg段为分裂期。

（2）细胞中染色体数变化曲线：

①O～a表示减数第一次分裂前的间期及减数第一次分裂，a～c表示减数第二次分裂。

②d点表示进行受精作用。

③d～f表示受精卵的有丝分裂。

1．下图表示在不同生命活动过程中，细胞内染色体数的变化曲线，下列叙述正确的是（　　）

A．a过程没有姐妹染色单体

B．b过程细胞数目不变

C．c过程发生细胞识别和融合

D．d过程没有同源染色体

C　[由于在ab过程中染色体数目减半，所以代表的是减数分裂，a过程属于减数第一次分裂，发生同源染色体的分离，含有姐妹染色单体，A错误；b过程是减数第二次分裂，细胞数目加倍，B错误；c过程表示的是染色体数目的加倍，表示精卵细胞的融合，C正确；d过程表示的是受精卵进行的有丝分裂，精卵结合后含有同源染色体，D错误。

]

2．精子和卵细胞经过受精作用形成受精卵，在受精卵中（　　）

A．细胞核的遗传物质完全来自卵细胞

B．细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞

C．细胞核和细胞质中的遗传物质都平均来自精子和卵细胞

D．细胞中营养由精子和卵细胞各提供一半

B　[受精卵的细胞核内遗传物质一半来自父方，一半来自母方；细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞；细胞的营养物质存在于细胞质中，绝大多数由卵细胞提供。

]

有性生殖

[问题探究]

生命的延续和发展不是靠个体的长生不死，而是通过生殖来实现的。

生物的生殖包括无性生殖和有性生殖两种方式，有性生殖是目前地球生物主要的生殖方式。

1．有性生殖与无性生殖比较有何优点？

提示：

后代有更强的变异性和生活力。

2．绿色开花植物的有性生殖有何特别之处？

提示：

受精作用为双受精。

3．蜜蜂的胚后发育的方式是什么？

提示：

变态发育。

[归纳总结]

1．被子植物的有性生殖和个体发育

（1）生殖细胞的形成

①卵细胞的形成

②精子的形成

[注意]　初始形成的4个小孢子排列在一起，以后彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒。

每个花粉粒萌发后形成1个营养核和1个生殖核，生殖核经有丝分裂形成2个精子。

（2）果实和种子各部分发育来源（假定体细胞的染色体数目为2N）

①果皮、种皮内的染色体数目均为2N，它们不是由受精卵或受精极核发育而来的，因此染色体均来自母体，表现出的生理性状与母体相同。

②一个胚珠发育成一个种子，一个子房内可着生多个胚珠，因而有些植物的果实内可以形成多个种子。

2．脊椎动物的个体发育

（1）发育过程

（2）个体发育的细胞学基础

①细胞分裂的方式：

有丝分裂。

②细胞分化的时间：

开始于囊胚期，在胚胎时期达到最大限度，贯穿于生物个体发育的全过程。

③细胞分化与全能性的关系：

一般情况下，细胞分化程度越高，全能性就越低。

（3）原肠胚的特点及发育方向

①特点

a．具有三胚层，即外胚层、中胚层和内胚层。

b．两个腔，即囊胚腔逐渐缩小，原肠腔逐渐扩大。

c．一个胚孔，是原肠腔与外界的通道。

②发育方向

（4）胚后发育类型

①变态发育：

幼体与成体在形态结构和生活习性上有明显的差异，幼体在较短时间内发生显著的变化，发育为成体，如蛙的发育。

②常态发育：

幼体与成体在形态结构和生活习性上差别较小，如爬行类、鸟类和哺乳类。

1．下列关于绿色开花植物的有性生殖和个体发育的叙述，错误的是（　　）

A．母细胞都先经过减数分裂，再经过有丝分裂形成相应的配子

B．两个精子分别与1个卵细胞和1个极核受精

C．在不同植物的种子内胚乳存在的形式是不同的

D．植物的生长包括营养生长和生殖生长两部分

B　[绿色开花植物产生配子的过程中，母细胞先进行减数分裂，再进行有丝分裂，最终形成配子。

双受精是指花粉管中的两个精子分别与1个卵细胞和2个极核完成受精作用。

水稻、小麦等植物的胚乳发达，储藏有大量养分，而花生、大豆等植物胚乳中的养分被子叶吸收，胚乳退化。

植物的营养生长是指根、茎、叶等营养器官的生长，为生殖生长准备营养物质和能量，生殖生长是为了繁殖下一代。

]

　绿色开花植物的精子参与受精后发育形成的结构分别是什么？

提示：

精子与卵细胞结合形成受精卵，发育形成胚；精子与极核结合形成受精极核，发育形成胚乳。

2．下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法中正确的是（　　）

A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育

B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大

C．爬行类、鸟类、哺乳类在此个体发育过程中不会出现变态发育

D．囊胚期开始出现三胚层的分化

C　[胚胎发育是指由受精卵发育成幼体的过程，而不是到原肠胚结束，由幼体到形成性成熟个体的过程是胚后发育；受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞体积不断减小，胚的总体积无明显变化；爬行类、鸟类、哺乳类幼体不经过明显的变化就生长发育为成体，属于常态发育；原肠胚期开始出现三胚层的分化。

]

特别提醒：

卵裂时细胞体积及物质变化

（1）细胞数量随分裂次数的增加逐渐增多，细胞体积逐渐减小。

（2）有机物总量不断减少，但种类增多。

（3）DNA含量不断增加，其增加量与细胞数量变化一致。

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1.受精开始于精子细胞膜与卵细胞细胞膜的相互识别，结束于两者细胞核的融合。

2．减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中的染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。

3．有性生殖产生的后代具备了双亲的遗传特性，对生物的生存和进化有重要意义。

4．双受精是绿色开花植物所特有的生殖方式。

双受精包括精子与卵细胞融合、精子与两个极核融合这两个过程。

5．脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。

1．维持高等生物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

D　[减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。

]

2．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

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。

]

3．如图表示玉米种子的形成和萌发过程，据图分析下列叙述正确的是（　　）

A．①是玉米个体发育的起点

B．②存在于大豆种子中

C．①与③中的遗传物质可能不同

D．图中所示过程包括了玉米个体发育的全过程

C　[图中①是胚，②是胚乳，③是珠被。

玉米个体发育的起点是受精卵，A错误；大豆种子中没有胚乳，B错误；①中的遗传物质来自父本和母本，③中的遗传物质来自母本，故①与③中的遗传物质可能不同，C正确；除题图中所示过程外，玉米的个体发育过程还包括幼苗发育成成熟植物体的过程，D错误。

]

4．下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是（　　）

A．胚胎发育过程中也会出现细胞衰老

B．幼鹿经过变态发育过程长出发达的鹿角

C．胚后发育过程中伴有细胞分化

D．来自原肠胚同一胚层的细胞经分化可发育成不同的组织

B　[多细胞生物体的细胞的衰老不等于个体的衰老，在个体发育的各个阶段都有细胞的衰老、死亡，A正确；变态发育的动物在胚后发育过程中，形态结构和生活习性都会发生显著的变化，幼鹿经过发育长出发达的鹿角并不属于变态发育，B错误；多细胞生物的细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，C正确；原肠胚分为外胚层、中胚层、内胚层，这三个胚层经过细胞分化形成不同的组织、器官，最后发育成一个完整的幼体，D正确。

]

5．图甲为某高等生物的受精作用，图乙为其生活史示意图，据图回答：

甲

乙

（1）由上图甲可知：

受精卵中的染色体一半来自______，一半来自________。

染色体A与a（B与b）是________，由于来自不同的亲本，所以颜色不同。

（2）过程A表示__________，它发生在哺乳动物的__________中。

（3）过程B表示________，其实质是________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

_____________________________________________________。

（4）如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育的起点是从________开始的，主要进行________分裂。

（5）假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为________。

[解析]　受精卵中的染色体，一半来自父方，一半来自母方。

图甲中的A和a，B与b为同源染色体。

生物体发育成熟后通过减数分裂产生有性生殖细胞，有性生殖细胞再通过受精作用形成受精卵，受精卵是高等生物个体发育的起点，再经过有丝分裂和细胞分化形成完整的生物个体。

减数分裂和受精作用维持了生物体前后代体细胞中染色体数目的恒定。

[答案]　

（1）父方　母方　同源染色体

（2）减数分裂　睾丸或卵巢

（3）受精作用　精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合

（4）受精卵　有丝

（5）10条、20条

[教材课上思考答案]（教师用书独具）

评价指南（P22）

一、1.C　[减数分裂使生殖细胞中的染色体数目减半；受精作用使染色体恢复到原来的数目，并使不同细胞的遗传物质组合到一起。

]

2．D　[受精作用的实质是精子和卵细胞的细胞核融合，精子和卵细胞的遗传物质集合于同一细胞中。

]

3．A　[姐妹染色单体上的遗传物质是相同的，因此姐妹染色单体之间的交换不能产生变异。

]

4．C　[对于进行有性生殖的生物，个体发育是从受精卵的分裂、分化开始的，受精卵是新生命的起点。

]

5．B　[对于进行有性生殖的生物，生殖细胞是指经过减数分裂形成的能繁殖后代的细胞。

]

6．C　[被子植物产生生殖细胞的结构是花药和胚珠。

]

7．B　[有性生殖包括有性生殖细胞的形成、受精作用及受精卵发育形成新个体等过程。

]

8．A　[果实发育过程中，子房壁发育成果皮而不是果实。

]

二、提示：

标本采集要全面，准备好适合的采集工具，采集要耐心细致，采集要做好记录，采集标志应便于观察等。

综合评价指南（P25）

[解析]　分析图解中染色体的特点：

甲图无同源染色体，着丝点排列在赤道板位置，属于减数第二次分裂中期图；乙图有同源染色体，但没有同源染色体配对行为，着丝点排列在赤道板位置，属于有丝分裂中期图；丙图染色体成对存在，没有发生同源染色体分离行为，且着丝点分开，染色单体分离并被星射线拉向两极，属于有丝分裂后期图；丁图同源染色体彼此分离，属于减数第一次分裂后期图。

[答案]　1.

（1）减数第二次　中　无同源染色体，且着丝点排列在赤道板位置　卵细胞或极体或精　

（2）有丝　中　体　（3）有丝　后　减数第一次　后　8　0　8　4　8

2．两性生殖细胞　合子　合子　分裂、分化

3．

（1）如下图　

（2）0　4

4．

（1）如下图

（2）①复制　2C→4C　②彼此分离　4C→2C

③2C→C

5．

（1）减数分裂　1∶2　

（2）精细胞　极体　（3）卵细胞和极体　3