2020高中生物 第2章 减数分裂和有性生殖 第2节 有性生殖学案 苏教版必修2

2020高中生物 第2章 减数分裂和有性生殖 第2节 有性生殖学案 苏教版必修2

第二节　有性生殖 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎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。‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ 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每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进 13‎ 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。‎ 13‎ 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。‎ ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(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和细胞质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)×　个体发育的起点是受精卵。‎ ‎(4)×　(5)√‎ ‎2．真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和受精使后代(　　) ‎ ‎【导学号：01632024】‎ A．有利于生物的生存，不利于生物的进化 B．继承双亲全部的遗传性状 C．从双亲各获得一半的DNA D．染色体数目与前代的相同 D 13‎ ‎　[本题考查有性生殖中减数分裂和受精作用的知识。有性生殖的后代具有更强的变异性，有利于生物的生存和进化，后代细胞核中的DNA从双亲中各获得一半，而细胞质中的DNA几乎全部来自于母本，即来自母本的DNA大于。]‎ ‎3．下列有关极核与极体的叙述中，正确的是(　　)‎ A．染色体的数目都为体细胞的一半 B．都位于胚囊内 C．都只出现在植物体内 D．受精后都能发育成胚乳 A　[极体是动物减数分裂形成的，不会出现在胚囊中，也不可能发育成胚乳。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ 受精——孕育新的生命 背景材料 鸳鸯是一种观赏鸟类，鸳为雄性，鸯为雌性。古人常用鸳鸯表示坚贞纯洁的爱情，其实不然，据长白山自然保护区的科学工作者多年的实地观察，鸳是个薄情郎，鸳鸯在交配季节，雌雄确实是形影不离；但交配后，鸳便离去，产卵、孵化和抚育后代的沉重担子全由鸯来承担。而当它们当中之一一旦逝去，另一方也会去另觅新欢。‎ ‎[思考交流]‎ ‎1．鸳和鸯产生的配子大小相同吗？‎ 提示：鸳产生的精子较小，能移动；鸯产生的卵细胞较大，为受精卵提供营养。‎ ‎2．子鸳鸯的遗传物质是一半来自父方，一半来自母方吗？为什么？‎ 提示：不是。细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方。‎ ‎3．鸳(或鸯)能与天鹅结合产下后代吗？为什么？‎ 提示：不能。它们的生殖细胞不能相互识别并融合。‎ ‎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．受精的图像分析 13‎ ‎(1)卵细胞中的A、B染色体都是白色的，而精子中a、b染色体是黑色的，同一颜色的染色体表示来自父方或母方中的同一方，如A、B来自母方，a、b来自父方。‎ ‎(2)受精卵中的染色体，一半来自父方，一半来自母方。染色体A与a(B与b)是同源染色体，由于来自不同的亲本，所以颜色不同。‎ ‎(3)受精卵发育成的个体将来形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所产生配子的类型有AB、ab、Ab、aB，其中AB、ab的两条染色体均来自一个亲本，概率为1/2。‎ ‎(4)受精作用的实质：受精作用是精子和卵细胞的细胞核融合成一个细胞核的过程。‎ ‎3．减数分裂与受精作用的变化曲线——细胞内核DNA含量的变化 ‎(1)图中aj段表示的是减数分裂的过程，其中ab表示减数第一次分裂的间期，bf表示减数第一次分裂，fj表示减数第二次分裂。‎ ‎(2)k点表示进行受精作用。‎ ‎4．减数分裂和受精作用意义的分析 ‎(1)减数分裂和受精作用维持了亲子代之间染色体数目的恒定，因而有利于保持物种遗传性状的稳定性。‎ ‎(2)减数分裂和受精作用促进了遗传物质的重新组合，使子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化。‎ ‎①染色体是遗传物质的主要载体，减数分裂过程中非同源染色体的随机组合及同源染色体的非姐妹染色单体对等片段之间的交叉互换导致配子遗传物质组合的多样性。‎ ‎②受精过程中精子和卵细胞的随机结合导致受精卵及其随后发育成的个体的遗传物质组合的多样性，从而使生物表现多样性。‎ 特别提醒：受精作用体现细胞膜的两个方面 ‎(1)细胞膜的功能：细胞间的信息交流。(识别)‎ ‎(2)细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。(融合)‎ 13‎ ‎[典例通关]‎ 如图表示在动物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(　　)‎ ‎ 【导学号：01632025】‎ 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 ‎[技巧点拨]　解答本题的关键是准确识别并明确a、b、c和d四个时期的过程及特点。‎ 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。]‎ ‎　(1)a、b、c、d四个时期具有同源染色体的时期有哪些？‎ 提示：a和d。‎ ‎(2)b、c、d三个时期均有染色体数加倍的过程，其原因分别是什么？‎ 提示：b和d均是着丝点分裂的结果，c则是受精时同源染色体汇合的结果。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．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。]‎ ‎2．精子和卵细胞经过受精作用形成受精卵，在受精卵中(　　)‎ ‎ 【导学号：01632026】‎ 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 13‎ 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。]‎ 题后反思：受精卵中核遗传物质一半来自父方，一半来自母方；细胞质遗传物质主要来自卵细胞。‎ 有性生殖 背景材料 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。‎ ‎[思考交流]‎ ‎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。‎ ‎1．被子植物的有性生殖和个体发育 ‎(1)生殖细胞的形成 ‎①精子的形成 ‎ ‎ ‎(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 13‎ ‎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)细胞学基础——细胞的分裂和分化。‎ ‎①细胞分化的时间：开始于囊胚期，贯穿于生物个体发育的全过程。‎ ‎②细胞分化与全能性的关系：细胞分化程度越高，全能性就越低。‎ ‎③胚胎发育与细胞分化的关系：‎ 胚胎发育的阶段 细胞的全能性 细胞的分化程度 受精卵 高 低 未分化 ‎↓‎ 卵裂 未分化 ‎↓‎ 囊胚 开始分化 ‎↓‎ 原肠胚 已经分化 ‎↓‎ 幼体 已经分化 ‎(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。‎ 13‎ 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、鸟类和哺乳类动物。‎ ‎3．有性生殖过程及意义图解 ‎(1)维持生物的遗传性：受精卵中的染色体一半来自父方(ab)，一半来自母方(AB)，受精卵的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，并存在同源染色体(A、a和B、b)。‎ ‎(2)增加生物的变异性：减数分裂形成的配子染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异；受精时卵细胞和精子结合又具有随机性，所以同一双亲的后代也必然出现多样性。‎ 特别提醒：(1)胚和胚乳是在双受精基础上发育而来的，包含着双亲的遗传物质。种皮和果皮的遗传物质则完全由母方提供。所以种皮、果皮及胚的染色体数目虽然都是2n，但来源不同。‎ (2)卵裂仅指受精卵的早期分裂，形成囊胚之后的分裂不再叫卵裂。‎ (3)囊胚≠胚囊。‎ ‎①囊胚是动物胚胎发育过程中的一个阶段。‎ ‎②胚囊是高等植物胚珠内的囊状结构。‎ ‎[典例通关]‎ 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 13‎ 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 ‎[技巧点拨]　明确绿色开花植物的有性生殖和发育过程是解题关键。‎ 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。]‎ ‎　(1)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)植物个体发育必须要有生殖生长阶段吗？‎ 提示：不一定。如我们吃的蔬菜，主要是利用其营养生长阶段的根、茎、叶等。‎ ‎[活学活用]‎ ‎1．从某植物上获得如图所示的豆荚(②为空瘪的胚珠)，下列分析中正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：01632027】‎ A．②空瘪的主要原因是没有胚乳 B．形成图示的结果至少需要5粒花粉粒 C．该植物的子代个体发育的起点是图中的③‎ D．图示的豆荚是由一个子房发育而来的 D　[种子的形成与受精作用有关，所以空瘪种子形成的主要原因是传粉不足没有受精。被子植物每形成一粒种子需要一粒花粉粒，每一粒花粉粒中有2个精子，图中形成的种子是4粒，因此需要4粒花粉粒。植物个体发育的起点是受精卵。一个豆荚就是一个果实，是由一个子房发育而来的。]‎ ‎2．下列属于个体发育的实例是(　　)‎ A．受精的鸡蛋发育成小鸡 B．玉米种子从萌发到植株开花结果的过程 C．人从婴儿期到青春期 D．蚕的受精卵发育成成蛾 D 13‎ ‎　[生物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育，过程是受精卵→胚(植物包括受精极核→胚乳)→幼体(幼苗)→成体(植株)。鸡蛋发育成小鸡，未发育成成鸡。玉米种子发育成植株，缺少受精卵到胚这一阶段。婴儿期→青春期，缺少受精卵→胎儿，青春期→成体两个环节。]‎ 题后反思：胚和胚乳的遗传物质不同 (1)胚是由受精卵发育而来的，受精卵是由1个精子和1个卵细胞结合形成的。‎ (2)胚乳是由受精极核发育而来的，受精极核是由1个精子和2个极核结合形成的。‎ ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎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．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，精子和卵细胞的细胞核相互融合 C．受精卵中染色体数目与本物种体细胞中染色体数目相同 D．受精卵中的染色体，来自父母双方的各占一半 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，其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，同时也使受精卵中的染色体数目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，所以母方比父方多提供了细胞质中的遗传物质，故A项错误。]‎ ‎3．下列与动物卵裂无直接关系的细胞器是(　　)‎ ‎ 【导学号：01632028】‎ A．中心体 B．核糖体 C．线粒体 D．高尔基体 D　[卵裂为有丝分裂，该过程有DNA的复制和有关蛋白质的合成，这就需要有中心体和核糖体参与，线粒体提供能量。而动物细胞中的高尔基体与细胞蛋白分泌物的形成有关，在卵裂过程中不会分泌蛋白质。]‎ ‎4．只存在于植物体内的物质或结构是(　　)‎ ‎①极体　②极核　③胚囊　④囊胚　⑤细胞板　⑥赤道板 A．②③⑥ B．①②③‎ C．②④⑤ D．②③⑤‎ D 13‎ ‎　[极体是动物减数分裂产生卵细胞的过程中伴随产生的细胞；囊胚是动物胚胎发育的过程中经过卵裂形成的；赤道板不是真实存在的结构，只是一个空间平面，细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的结构。]‎ ‎5．植物种子的胚细胞、胚乳细胞及种皮细胞中，含有来自母方染色体的比值依次是(　　) ‎ ‎【导学号：01632029】‎ A．1/2、2/3、1 B．1/2、2/3、1/2‎ C．1/2、1/3、1 D．1/3、1/2、1/3‎ A　[植物种子的胚细胞是由受精卵发育而来的，其染色体一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)，这样，胚细胞中的染色体来自母方的应该是1/2；胚乳是由受精极核发育而来，受精极核是由2个极核与1个精子结合而成的，这样，胚乳细胞中的染色体来自母方(极核)的应占2/3；而种皮是由珠被发育而来的，珠被属于母体的一部分，因此，其染色体全部来自母方。]‎ ‎6．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：‎ 图甲 ‎(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]　‎ 13‎ 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 ‎[核心语句归纳]‎ ‎1．受精开始于精子细胞膜与卵细胞膜的相互识别，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。‎ 13‎