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1、 第二节 受精作用第二节 受精作用 学习目标 学习目标 1.理解配子中染色体组合的多样性及受精过程中染色体的变化。理解配子中染色体组合的多样性及受精过程中染色体的变化。 (重难点重难点) 2.说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。说出减数分裂和受精作用对生物遗传和变异的重要意义。(重点重点) 3. 通过构建受精过程中染色体变化模型，阐明减数分裂和受精作用对生物遗传、变 异的重要性。 通过构建受精过程中染色体变化模型，阐明减数分裂和受精作用对生物遗传、变 异的重要性。 受精作用受精作用 1精子和卵细胞向输卵管的转运精子和卵细胞向输卵管的转运 (1)卵细胞的转运卵细胞的转运 通道：输卵
2、管。通道：输卵管。 途径：卵巢输卵管伞部输卵管壶腹部。途径：卵巢输卵管伞部输卵管壶腹部。 动力：输卵管伞部的收缩，输卵管伞部上皮细胞纤毛的协调运动，以及卵动力：输卵管伞部的收缩，输卵管伞部上皮细胞纤毛的协调运动，以及卵 细胞放射冠的功能等。细胞放射冠的功能等。 (2)精子的转运精子的转运 通过子宫到达输卵管的壶腹部与卵细胞相遇。通过子宫到达输卵管的壶腹部与卵细胞相遇。 2精子和卵细胞的结合精子和卵细胞的结合 (1)受精作用受精作用 一个精子与一个卵细胞融合而成为受精卵的复杂过程。一个精子与一个卵细胞融合而成为受精卵的复杂过程。 (2)受精作用的场所受精作用的场所 人和其他哺乳动物：输卵管。人和
3、其他哺乳动物：输卵管。 鱼类和两栖类：水中。鱼类和两栖类：水中。 (3)受精作用过程受精作用过程 精子与卵细胞的识别：卵细胞透明带上的糖蛋白，是精子特异识别的受体，精子与卵细胞的识别：卵细胞透明带上的糖蛋白，是精子特异识别的受体， 具有种的特异性。具有种的特异性。 精子进入卵细胞：精子的头部进入卵细胞，尾部留在卵细胞膜外最终水解精子进入卵细胞：精子的头部进入卵细胞，尾部留在卵细胞膜外最终水解 消失。消失。 精核和卵核的融合。精核和卵核的融合。 (4)受精作用的结果受精作用的结果 受精卵中的染色体数目又恢复到亲代体细胞的数目。受精卵中的染色体数目又恢复到亲代体细胞的数目。 (5)受精作用的意义受
4、精作用的意义 减数分裂和受精作用既保证了进行有性生殖的生物前后代遗传物质的稳定减数分裂和受精作用既保证了进行有性生殖的生物前后代遗传物质的稳定 性，又使子代具有更大的变异性，大大提高了生物对环境的适应能力。性，又使子代具有更大的变异性，大大提高了生物对环境的适应能力。 (6)关注被子植物的双受精现象关注被子植物的双受精现象 一个精核和一个卵细胞一个精核和一个卵细胞(卵核卵核)结合形成受精卵将来发育成种子的胚， 一个精核结合形成受精卵将来发育成种子的胚， 一个精核 和两个极核结合形成受精极核，将来会发育成种子的胚乳。和两个极核结合形成受精极核，将来会发育成种子的胚乳。 1判断对错判断对错 (1)
5、配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关。( ) (2)正常情况下，正常情况下，1 个精原细胞产生的个精原细胞产生的 4 个精子在染色体组成上两两相同。个精子在染色体组成上两两相同。( ) (3)受精时精子全部进入卵细胞内。受精时精子全部进入卵细胞内。( ) (4)受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。( ) (5)同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体数一般是相同的。同一个生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞，染色体数一般是相同的。( ) 答案答案(1) 分析：配子的多样性还与同源染色体中
6、的非姐妹染色单体之间 的交叉互换有关。 分析：配子的多样性还与同源染色体中的非姐妹染色单体之间 的交叉互换有关。 (2) (3) 分析：受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。 分析：受精时精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。 (4) (5) 2下列有关受精卵和受精作用的叙述中，错误的是下列有关受精卵和受精作用的叙述中，错误的是( ) A受精卵具有全能性受精卵具有全能性 B受精卵中的染色体一半来自卵细胞，一半来自精子受精卵中的染色体一半来自卵细胞，一半来自精子 C受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的 D受精卵中的受精卵中的 DNA 一半来自卵细胞，一半来自
7、精子一半来自卵细胞，一半来自精子 D 受精卵具有全能性，且全能性最高，受精卵具有全能性，且全能性最高，A 正确；受精卵中的染色体一半来 自卵细胞，一半来自精子， 正确；受精卵中的染色体一半来 自卵细胞，一半来自精子，B 正确 ； 受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的，正确 ； 受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的，C 正确；受精卵中染色体上的正确；受精卵中染色体上的 DNA 一半来自卵细胞，一半来自精子，而细胞质中的一半来自卵细胞，一半来自精子，而细胞质中的 DNA 几乎全部来自卵细胞，几乎全部来自卵细胞，D 错误。错误。 3下图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确下图
8、是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确 的是的是( ) A图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程 BCH、IM 段可分别表示为一个细胞周期段可分别表示为一个细胞周期 CAI 段表示减数分裂段表示减数分裂 DEF 段发生了同源染色体的分离段发生了同源染色体的分离 A 依据曲线所表示染色体数目变化可知，依据曲线所表示染色体数目变化可知，AG 段表示减数分裂，段表示减数分裂，HI 段 表示受精作用， 段 表示受精作用，IM 段表示有丝分裂，段表示有丝分裂，A 选项正确，选项正确，C 选项错误；选项错误；CG 为减数 第二次分裂过程，
9、 为减数 第二次分裂过程，CH 不能表示为一个细胞周期，不能表示为一个细胞周期，B 选项错误；选项错误；EF 段表示减 数第二次分裂后期，细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，染色体 数目加倍， 段表示减 数第二次分裂后期，细胞中着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成染色体，染色体 数目加倍，D 选项错误。选项错误。 受精作用受精作用 思考交流思考交流 1精细胞在变形过程中，大部分细胞质都退化消失，只保留头部和一条长的 尾部，这对精子的转运有何意义？ 精细胞在变形过程中，大部分细胞质都退化消失，只保留头部和一条长的 尾部，这对精子的转运有何意义？ 提示：提示：这种变化减轻了精子的重量，便于精
10、子的游动，使其能够迅速转运到 输卵管处进行受精。 这种变化减轻了精子的重量，便于精子的游动，使其能够迅速转运到 输卵管处进行受精。 2受精作用时，怎样防止多精入卵？受精作用时，怎样防止多精入卵？ 提示：提示：当一个精子进入卵细胞后，卵细胞周围的放射冠立即释放蛋白水解酶， 这些酶使透明带中的蛋白质变性，从而阻止其他精子与卵细胞结合。 当一个精子进入卵细胞后，卵细胞周围的放射冠立即释放蛋白水解酶， 这些酶使透明带中的蛋白质变性，从而阻止其他精子与卵细胞结合。 3就遗传物质贡献量而言，父母向孩子提供的遗传物质应为对等的，对吗？就遗传物质贡献量而言，父母向孩子提供的遗传物质应为对等的，对吗？ 提示：提
11、示：不对。受精卵中的遗传物质来自卵细胞的多于来自精子的，因为细胞 质几乎全部来自卵细胞，而细胞质中也含有少量的遗传物质，但就染色体数目而 言，父母向孩子提供的染色体均为 不对。受精卵中的遗传物质来自卵细胞的多于来自精子的，因为细胞 质几乎全部来自卵细胞，而细胞质中也含有少量的遗传物质，但就染色体数目而 言，父母向孩子提供的染色体均为 23 条，是对等的。条，是对等的。 4一胎同时出生的两个孩子称为“双胞胎” ，双胞胎是否一定相同？可否呈一胎同时出生的两个孩子称为“双胞胎” ，双胞胎是否一定相同？可否呈 现“一男一女”的性别差异？现“一男一女”的性别差异？ 提示 ：提示 ： 若来自同一受精卵，
12、则双胞胎几乎完全相同， 若由不同受精卵发育而来， 则双胞胎与正常状况下来自 “两次” 所生的孩子一样 “差异较大” ， 甚至会出现 “一 男一女”的性别差异。 若来自同一受精卵， 则双胞胎几乎完全相同， 若由不同受精卵发育而来， 则双胞胎与正常状况下来自 “两次” 所生的孩子一样 “差异较大” ， 甚至会出现 “一 男一女”的性别差异。 归 归纳纳总总结 结 1有性生殖的生殖周期有性生殖的生殖周期 2受精作用受精作用 (1)输卵管：受精作用场所，受精卵开始卵裂，胚胎开始发育的场所。输卵管：受精作用场所，受精卵开始卵裂，胚胎开始发育的场所。 (2)一个精子和一个卵细胞结合，形成一个受精卵。一个精
13、子和一个卵细胞结合，形成一个受精卵。 (3)精子只有头部精子只有头部(含细胞核含细胞核)进入卵细胞、尾部留在外面。进入卵细胞、尾部留在外面。 (4)受精卵中的细胞质几乎都来自卵细胞。受精卵中的细胞质几乎都来自卵细胞。 (5)受精卵中的染色体，一半来自精子受精卵中的染色体，一半来自精子(父方父方)，一半来自卵细胞，一半来自卵细胞(母方母方)，恢复到 体细胞中的染色体数目。 ，恢复到 体细胞中的染色体数目。 特别提醒：特别提醒：受精卵中遗传物质受精卵中遗传物质 DNA 的来源的来源 (1)受精卵受精卵细 细胞胞核核： ：精精子子的 的核核卵卵细细胞胞核核 细细胞胞质质几几乎乎全全来来自自卵卵细细胞
14、胞) (2)受精卵受精卵 核核内内DNA： ：父父母母各各提提供供一一半半 质质内内DNA： ：几几乎乎全全来来自自母母方方卵卵细细胞胞) 3有性生殖中子代多样性成因归纳有性生殖中子代多样性成因归纳 (1)配子多样性成因配子多样性成因 不考虑交叉互换的情况下由非同源染色体组合的“随机性”导致配子多样 化。具有 不考虑交叉互换的情况下由非同源染色体组合的“随机性”导致配子多样 化。具有 n 对同源染色体的个体产生配子情况如下：对同源染色体的个体产生配子情况如下： 可能产生配子的种类可能产生配子的种类实际产生配子的种类实际产生配子的种类 1 个精原细胞个精原细胞2n种种2 种种 1 个次级精母细胞
15、个次级精母细胞1 种种1 种种 1 个雄性个体个雄性个体2n种种2n种种 1 个卵原细胞个卵原细胞2n种种1 种种 1 个次级卵母细胞个次级卵母细胞1 种种1 种种 1 个雌性个体个雌性个体2n种种2n种种 按上述分析：含按上述分析：含 23 对同源染色体的人类精对同源染色体的人类精(卵卵)原细胞，在不涉及交叉互换的 情形下，所产生的精子 原细胞，在不涉及交叉互换的 情形下，所产生的精子(卵细胞卵细胞)类型应有类型应有 223种。种。 交叉互换加剧配子多样化。交叉互换加剧配子多样化。 在四分体中，非姐妹染色单体之间可交叉并互换一部分片段，如图中与 之间互换了部分片段， 此为交叉互换现象， 其结
16、果可直接造成 “父方 在四分体中，非姐妹染色单体之间可交叉并互换一部分片段，如图中与 之间互换了部分片段， 此为交叉互换现象， 其结果可直接造成 “父方(深色深色)” 与 “母 方 ” 与 “母 方(浅色浅色)”遗传物质的“掺杂” ，即重新组合，其意义在于可提高配子的变异率， 增加配子种类，有利于配子 ”遗传物质的“掺杂” ，即重新组合，其意义在于可提高配子的变异率， 增加配子种类，有利于配子(或子代或子代)多样化。多样化。 (2)精、卵细胞结合的随机性助推子代多样化精、卵细胞结合的随机性助推子代多样化 减数分裂过程中由于非同源染色体的“随机组合”及四分体非姐妹染色单体 间的“交叉互换”已导致
17、形成足够多样化的配子，然而，受精作用进行时哪一种 精子与哪一种卵细胞结合，又呈现“随机性” 。如此，势必更加助推受精卵的多样 化程度，从而造就子代的多样化。 减数分裂过程中由于非同源染色体的“随机组合”及四分体非姐妹染色单体 间的“交叉互换”已导致形成足够多样化的配子，然而，受精作用进行时哪一种 精子与哪一种卵细胞结合，又呈现“随机性” 。如此，势必更加助推受精卵的多样 化程度，从而造就子代的多样化。 由此可见，有性生殖过程中具有“丰富”的变异来源，从而为适应多变的环 境提供了足够多的变异材料。 由此可见，有性生殖过程中具有“丰富”的变异来源，从而为适应多变的环 境提供了足够多的变异材料。 方
18、法技巧：方法技巧：配子来源的判断方法配子来源的判断方法 (1)若两个精细胞中染色体完全相同， 则它们可能来自于同一个次级精母细胞。若两个精细胞中染色体完全相同， 则它们可能来自于同一个次级精母细胞。 (2)若两个精细胞中染色体恰好“互补” ，则它们可能来自于同一个初级精母细 胞分裂产生的两个次级精母细胞。 若两个精细胞中染色体恰好“互补” ，则它们可能来自于同一个初级精母细 胞分裂产生的两个次级精母细胞。 (3)若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生 物不同精原细胞的减数分裂过程。 若两个精细胞中的染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自同一生 物不同精原细胞的减数
19、分裂过程。 1进行有性生殖的高等生物的三个生理过程如下图所示，则分别为进行有性生殖的高等生物的三个生理过程如下图所示，则分别为 ( ) A有丝分裂、减数分裂、受精作用有丝分裂、减数分裂、受精作用 B有丝分裂、受精作用、减数分裂有丝分裂、受精作用、减数分裂 C受精作用、减数分裂、有丝分裂受精作用、减数分裂、有丝分裂 D减数分裂、受精作用、有丝分裂减数分裂、受精作用、有丝分裂 C 进行有性生殖的高等生物性成熟后通过减数分裂进行有性生殖的高等生物性成熟后通过减数分裂()产生配子， 配子经受 精作用 产生配子， 配子经受 精作用()形成受精卵，受精卵经有丝分裂形成受精卵，受精卵经有丝分裂()和细胞分化
20、形成新个体。和细胞分化形成新个体。 2 如图 如图 1 表示某动物的精原细胞， 该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。 则由该细胞形成的精子染色体的类型可能是图 表示某动物的精原细胞， 该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换。 则由该细胞形成的精子染色体的类型可能是图 2 中的中的( ) B 细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果 该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换，则一个精原细胞通过减数分裂过程中 连续两次细胞分裂后，会产生四个染色体各不相同的精子，选项 细胞在减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合；如果 该细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换，则一个精原细
21、胞通过减数分裂过程中 连续两次细胞分裂后，会产生四个染色体各不相同的精子，选项 C 中的四个精子 染色体没有发生互换；选项 中的四个精子 染色体没有发生互换；选项 A、D 中互换的染色体找不到互换部分的来源。中互换的染色体找不到互换部分的来源。 1正常情况下，人的受精作用和胚胎发育的场所分别是正常情况下，人的受精作用和胚胎发育的场所分别是( ) A卵巢和输卵管卵巢和输卵管B子宫和输卵管子宫和输卵管 C输卵管和子宫输卵管和子宫D卵巢和子宫卵巢和子宫 C 人的受精作用发生的场所是输卵管，胚胎发育的场所是子宫。人的受精作用发生的场所是输卵管，胚胎发育的场所是子宫。 2一个含有一个含有 Aa、Bb、C
22、c 三对同源染色体的精原细胞，减数分裂形成三对同源染色体的精原细胞，减数分裂形成 4 个精 子，这 个精 子，这 4 个精子的染色体组成可能是个精子的染色体组成可能是( ) ABbC Bbc AaC Aac BABc ABC aBC ABC CABc abC ABc abC DABC abc aBC Abc C 一个精原细胞产生一个精原细胞产生 4 个精子，个精子， 2 种类型， 所以染色体组成两两相同， 故选种类型， 所以染色体组成两两相同， 故选 C 项。项。 3下列有关受精作用的叙述错误的是下列有关受精作用的叙述错误的是( ) A受精卵中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方受精卵中全
23、部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方 B受精卵细胞质中的受精卵细胞质中的 DNA 几乎全部来自卵细胞几乎全部来自卵细胞 C受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方 D受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同受精卵中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同 A 受精时，精子的头部进入卵细胞，头部含有细胞核及极少的细胞质，尾 部不进入卵细胞。受精卵细胞核中的染色体 受精时，精子的头部进入卵细胞，头部含有细胞核及极少的细胞质，尾 部不进入卵细胞。受精卵细胞核中的染色体(含有遗传物质含有遗传物质)一半来自精子，一半来 自卵细胞，其中的染色体数与本物
24、种体细胞中的染色体数相同。细胞质中的遗传 物质几乎全部来自卵细胞。因此整个受精卵中全部的遗传物质，有一半多来自卵 细胞，有不到一半来自精子。 一半来自精子，一半来 自卵细胞，其中的染色体数与本物种体细胞中的染色体数相同。细胞质中的遗传 物质几乎全部来自卵细胞。因此整个受精卵中全部的遗传物质，有一半多来自卵 细胞，有不到一半来自精子。 4下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对 同源染色体发生了交叉互换，结果形成了所示的四个精细胞。这四个精细 胞中，来自同一个次级精母细胞的是 下图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对 同源染色体发生了交叉互换，结果
25、形成了所示的四个精细胞。这四个精细 胞中，来自同一个次级精母细胞的是( ) A与 与 B与与 C与与D与与 B 在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后， 同一个着丝粒上连着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来 自同一次级精母细胞的有与、与。 在减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后， 同一个着丝粒上连着的两条染色单体，绝大部分相同，少数部分不相同，因此来 自同一次级精母细胞的有与、与。 5 下图是细胞分裂过程 下图是细胞分裂过程 DNA 分子含量的模式曲线， 下列叙述正确的为分子含量的模式曲线， 下列叙述正确的为( ) AA 点和点和 F 点处进行点处进行 DNA 复制复制 BAD 表示有丝分裂，表示有丝分裂，EI 进行减数分裂进行减数分裂 CF 点对于维持物种的染色体数目恒定具有重要意义点对于维持物种的染色体数目恒定具有重要意义 D图示两个细胞周期图示两个细胞周期 C AE 段进行减数分裂，段进行减数分裂，F 点进行受精作用；点进行受精作用；FI 为有丝分裂过程，为有丝分裂过程，BC、GH 表示表示 DNA 复制，图中只有一个细胞周期。复制，图中只有一个细胞周期。