减数分裂和有性生殖 (1)

一、受精——孕育新的生命

1．概念

受精是指精子进入卵细胞形成受精卵的过程。

2．过程

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，另一半来自卵细胞。

4．意义：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。

二、有性生殖和个体发育

1．有性生殖及其意义

(1)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)意义：后代具备双亲的遗传特性，具有更强的生活力和变异性，对于生物的生存和进化具有重要意义。

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。

3.被子植物的有性生殖与个体发育

(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。

a．一个精子＋卵细胞→受精卵→胚。

b．另一个精子＋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

②胚乳的发育

a．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。

b．一些植物种子的胚乳发达，大量的养分储存在胚乳里，如水稻、小麦、玉米的种子。

③胚的发育

a．实质：是新一代植物体的幼体。

b．发育结果：发育成熟的种子在适宜的条件下能够萌发，发育成一个新的植物个体。

4．脊椎动物的有性生殖与个体发育

(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，精子和卵细胞融合成受精卵。

(3)胚胎发育

①含义：从受精卵发育成幼体的过程。

②过程：包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段。

③三胚层的发育：

(4)胚后发育

①含义：幼体从卵膜中孵化出来或从母体内出生后发育为性成熟个体的过程。

a ．直接发育：幼体与成体在形态结构和生活习性上差别较小，如爬行类、鸟类和哺乳类动物的胚后发育。

b ．变态发育：幼体和成体在形态结构和生活习性上有明显的差异，并且这种差异是在较短时间内发生的，如蛙的发育。

一、受精

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过程体现了生物膜的流动性。

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卵细胞。

3．判断正误

(1)受精作用是被子植物有性生殖特有的现象。(×)

(2)绿色开花植物的同一个胚囊中的卵细胞和极核的核遗传物质组成相同。(√)

(3)双子叶植物种子中无胚乳是因为没有受精极核的发育。(×)

二、被子植物的有性生殖与个体发育

1．思考

(1)“麻屋子，红帐子，里面住着白胖子”，此谜语的谜底为花生。请探讨：

①谜语中所描述的是花生的哪几种结构，分别由子房的哪部分发育而来？

提示：花生果实

??????

????麻屋子――→指果皮――→发育为子房壁红帐子――→指种皮――→发育为珠被白胖子――→指胚――→发育为受精卵

子房 ②花生种子与玉米种子相比，缺少哪部分结构？思考其原因。

提示：花生种子无胚乳，因其在种子发育过程中，胚乳的养分被子叶吸收而退化了。

(2)有人说，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。试分析这句话是否正确。

提示：错误。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的幼体了。

2．连线

三、脊椎动物的有性生殖与个体发育

1．用流程图表示蛙胚胎发育的过程。

提示：受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→幼体。

2．请在图中填写出原肠胚的三个胚层。

一、受精

1．受精前的准备

(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．受精作用的实质

精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合的过程。

4．受精作用和减数分裂图解(以动物为例)

[特别提醒]

(1)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。

(2)精子和卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传递给子代。

二、被子植物的有性生殖过程及发育

1．生殖细胞的形成

(1)雌性生殖细胞的形成：

大孢子母细胞(胚囊母细胞)――→减数分裂 大孢子――→3次有丝分裂8细胞胚囊――→其中有 ?

???? 1个卵细胞2个极核

(2)雄性生殖细胞的形成：

2.果实和种子各部分发育来源(假设体细胞的染色体数目为2n )

[特别提醒]

(1)不管是有胚乳的种子还是无胚乳的种子，在种子形成的过程中都有由受精极核发育成胚乳的过程，只是有胚乳的种子，胚乳没有被胚吸收，而无胚乳的种子胚乳被子叶吸收了。

(2)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。种皮和果皮都是由母方的一部分结构变化而来，其遗传物质完全由母方提供。所以种皮、果皮及胚的染色体数目虽然都是2n ，但来源不同。

三、脊椎动物的个体发育

[例1] 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

[解析] 动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育。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。细胞分化发生在生物体的整个生命进程中。多细胞生物体细胞寿命不等于个体寿命，在个体的任何阶段都有细胞的衰老死亡。幼鹿经过发育长出鹿角并不属于变态发育。变态发育指动物在胚后发育过程中，形态结构和生活习性都发生显著的变化，而且这些变化又是集中在短期内完成的。

[答案] B

[例2]如图为荠菜胚及胚乳发育过程示意图：

(1)图中[16]发育所需营养可由图中[]________提供；而种子萌发时所需营养物质主要由图中[]________提供，但其营养物质主要来自[]________。

(2)图中[18]发育成为________和________，[19]发育成________，[20]发育成________，[23]发育成________，而图六发育成为________，[11]发育成________，[24]发育成________。

(3)荠菜种子萌发长成幼苗直至开花，在高等动物的个体发育阶段与此相当的发育阶段称为________。

[解析]荠菜的受精卵经一次细胞分裂，产生两个细胞，其中近珠孔的是基细胞，远珠孔的是顶细胞；顶细胞将来发育成胚，基细胞将发育成胚柄，胚柄的功能之一是为胚的发育提供营养物质。荠菜种子萌发时所需营养来自于子叶，在被子植物的种子形成和果实发育过程中，受精极核发育成胚乳，受精卵发育成胚，珠被发育成种皮，胚珠发育成种子，子房壁发育成果皮，整个子房发育成果实。荠菜种子的萌发和植株的生长发育过程，相当于高等动物个体发育过程中的胚后发育。

[答案](1)[22]泡状细胞[6]子叶[10]胚乳(2)胚胚柄胚乳种皮果皮果实种皮种子(3)胚后发育

———————————————[课堂归纳]——————————————

[网络构建]

填充：①受精卵②受精极核③胚

④胚乳⑤囊胚⑥原肠胚

关键语句]

1．受精是精子进入卵细胞形成受精卵的过程，它开始于精子细胞膜与卵细胞细胞膜的接触，结束于两者细胞核的融合。

2．受精卵中一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。

3．有性生殖与无性生殖最大的区别是有无两性生殖细胞的结合。

4．两个精子分别与卵细胞和极核融合的双受精现象是被子植物有性生殖所特有的。

5．双受精完成后，受精卵发育成胚，受精极核发育成胚乳，珠被发育成种皮，子房壁发育成果皮，整个胚珠发育成种子，整个子房发育成果实。

6．有胚乳种子与无胚乳种子的区别在于种子发育过程中胚乳是否被子叶吸收，无论哪种种子，胚总是新一代植物体的幼体。

7．脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段，前者为受精卵到幼体阶段，

后者为幼体出生(孵化)到性成熟阶段。

知识点一、受精

1．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，精子和卵细胞双方的细胞膜相互融合

C．受精卵中染色体数与本物种体细胞中染色体数相同

D．受精卵中的染色体，来自父母双方的各占一半

解析：选A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)，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以来自母方的遗传物质比父方多。

知识点二、有性生殖

2．下列增加个体数的方式中，不属于有性生殖的是()

A．蕨类植物的孢子生殖

B．蜜蜂的孤雌生殖

C．蟾蜍未受精的卵细胞经人工刺激后发育成新个体

D．由受精卵发育成新个体

解析：选A有性生殖的实质是生物能够产生有性生殖细胞(精子和卵细胞)，无论受精作用是否进行，只要是有性细胞参与实现的生殖现象(包括单性生殖)均属于有性生殖。

知识点三、被子植物的有性生殖与个体发育

3．高等植物胚、胚乳发育和个体发育的起点依次是()

A．受精卵、受精极核、受精卵

B．卵细胞、极核、种子

C．受精卵、受精极核、种子

D．顶细胞、基细胞、种子

解析：选A不论是动物还是植物，只要是通过有性生殖繁殖的生物，它们个体发育的起点都是受精卵，不同之处在于被子植物具有特殊的双受精现象。受精卵既是高等植物个体发育的起点，也是胚发育的起点；受精极核则是胚乳发育的起点。

知识点四、脊椎动物的有性生殖与个体发育

4．如图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是()

A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育

B．从受精卵卵裂至囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大

C．兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜

D．原肠胚时期不进行细胞分化

解析：选C由受精卵发育为幼体是胚胎发育，由幼体发育为成体是胚后发育。卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小。兔子、雄鹰、眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用。原肠胚时期会发生细胞分化。

5．高等动物的生殖发育周期如图所示，请据图回答有关问题：

(1)动物的个体发育是从____________开始的，主要进行________分裂。

(2)个体发育成熟后通过[]____________产生配子，它发生在动物的______________中。

(3)图中B过程是________________。青蛙的该过程是在______________中进行的。

(4)青蛙的[C]____________过程和[D]____________过程合称为________________。

(5)高等动物胚胎发育的过程：卵裂→______胚→______胚(具有______个胚层)→__________。

(6)蛙的胚后发育属于______________。

(7)A、B两过程的重要意义是_______________________________________________。

解析：高等动物(脊椎动物)性成熟后进行减数分裂形成精子和卵细胞，精子和卵细胞结合形成受精卵，受精卵经过卵裂形成囊胚，然后经过细胞分裂形成原肠胚，再经过分裂和细胞分化形成幼体，这就是胚胎发育过程。幼体孵化或生出来之后经过有丝分裂和分化形成性成熟个体的过程叫胚后发育，成体和幼体差别较大的生物的胚后发育是变态发育。

答案：(1)受精卵有丝(2)A减数分裂精巢或卵巢(3)受精作用水(4)胚胎发育胚后发育个体发育(5)囊原肠3幼体(6)变态发育(7)对于维持生物体前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进遗传物质的重新组合有重要意义

(时间：25分钟；满分：50分)

一、选择题(每小题2分，共20分)

1．真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代()

A．增加发生基因突变的概率

B．继承双亲全部的遗传性状

C．从双亲中各获得一半的DNA

D．产生不同于双亲的基因组合

解析：选D基因突变概率的高低与生物的生殖类型无关，有性生殖过程中的变异主要来自于基因重组，故有性生殖的后代具有更大的变异性，后代的核DNA从双亲中各获得一半，而质DNA来自于母本。

2．在育种研究中，给普通小麦授以玉米的花粉，出现甲、乙两种受精类型的胚珠：甲胚珠双受精；乙胚珠卵受精、极核未受精。两种胚珠中的受精卵在发育初期，玉米染色体全部丢失。下列不可能出现的实验结果是()

A．甲胚珠发育成无生活力的种子

B．乙胚珠发育为无胚乳种子

C．甲胚珠中的胚经组织培养，可获得不能进行有性生殖的小麦

D．乙胚珠中的胚经组织培养，可获得不能进行有性生殖的小麦

解析：选B题干中提供了许多的信息，要仔细分析：虽进行了授粉，但属于种间授粉，存在着生殖隔离现象，不能形成正常的种子。小麦是单子叶植物，无胚乳的发育不能形成种子。由于受精卵发育初期，玉米染色体全部丢失，形成的胚只含有小麦的染色体，也无法发育成有活力的种子，但其胚细胞经组织培养可获得不能进行有性生殖的植物体。

3．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()

A．1/2,2/3,1B．1/2,2/3,1/2

C．1/2,1/3,1 D．1/3,1/2,1/3

解析：选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l/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。

4．[多选]图甲为被子植物种子形成过程的某一阶段，图乙为脊椎动物个体发育过程的某一时期。下列叙述正确的是()

A．甲中1部位的细胞继续分裂和分化，发育成胚

B．被子植物在达到开花年龄后，其营养器官的生长就会停止

C．乙中的细胞继续分裂、移动和分化，可发育成原肠胚

D．卵裂期胚的细胞数目增多、体积增大

解析：选AC图甲是被子植物胚的图解，图中的1为球状胚体，该处细胞继续分裂和分化，发育形成子叶、胚芽、胚轴和胚根，上述四个结构组成了胚；2为胚柄，其可以从周围的组织中吸收并运送营养物质。图乙是动物发育的囊胚期，可继续发育成为原肠胚。对于一年生植物和两年生植物来说，在植株长出生殖器官以后，营养生长就逐渐减慢甚至停止；对于多年生植物来说当它们达到开花年龄以后，每年营养器官和生殖器官仍然生长发育。卵裂期胚的细胞数目增多，但其体积减小。

5．我们所吃的大米、小麦面粉、大豆和花生的主要营养物质来源依次是植物种子的()

A．胚乳、子叶、子叶、胚

B．胚乳、胚乳、子叶、子叶

C．胚乳、子叶、子叶、子叶

D．子叶、胚乳、胚乳、胚乳

解析：选B水稻和小麦属于单子叶植物，其食用部分主要是种子中的胚乳。大豆和花生属于双子叶植物，其食用部分主要是种子的子叶。

6．一颗饱满的花生有两粒种子，则此花生的形成需要子房、胚珠和精子的数目分别是()

A．2、2、4 B．1、1、2

C．1、2、2 D．1、2、4

解析：选D一颗花生是一个果实，这个果实由一个子房发育而成；子房壁发育成果皮，而花生壳就是花生的果皮；子房中的胚珠长成种子，两粒种子至少需要两个胚珠发育而成；花生属被子植物，要进行双受精，一个精子与一个卵细胞结合形成受精卵，再发育成胚，另一个精子与两个极核结合形成受精极核，再发育成胚乳，所以每形成一粒种子就需要两个精子。

7．如图所示，近年来，动物胚胎学家用同位素标记的方法已研究确定了胚胎发育的过程。若孕妇在孕期的某一阶段受某些药物的影响，而生出口唇畸形(唇裂)的婴儿，则造成该畸形发生的病变的原始部位在()

A．图丙的6和10 B．图甲的1和2

C．图乙的3和图丁的4 D．图丙的5和6

解析：选D口唇有肌肉组织和皮肤表皮、真皮及皮下血管、脂肪组织等，所以，口唇的形成与外胚层和中胚层有关。

8．下列属于个体发育全过程实例的是()

A．蛙的受精卵发育成蝌蚪

B．小麦种子萌发到形成麦穗

C．婴儿发育到成人

D．从受精卵发育成成熟的植株

解析：选D个体发育是指由受精卵发育成个体的过程，包括胚胎发育和胚后发育。蛙的受精卵形成蝌蚪是蛙的胚胎发育；小麦种子从萌发到形成麦穗是小麦胚后发育的一部分；婴儿发育到成年人是人的胚后发育。这三种情况都属于个体发育的一部分而不是全过程。只有从受精卵发育成成熟的植株才是个体发育的全过程。

9．玉米的体细胞内含有20条染色体，在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞、子房壁细胞所含的染色体数目依次为()

A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20

C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、20

解析：选C卵细胞和极核的染色体数目相同，均为体细胞染色体数目的一半，而胚细胞、珠被细胞和子房壁细胞均与体细胞染色体数目相同(本身就是体细胞)，胚乳细胞由受精极核发育而来，是体细胞中染色体数目的1.5倍。

10．在高等动物胚的发育过程中，一个重要的特征是原肠胚的形成，原肠胚的主要特点是()

A．有囊胚腔、原肠腔及外胚层

B．有囊胚腔、原肠腔及中胚层

C．有外胚层、中胚层、内胚层和囊胚腔

D．有外胚层、中胚层、内胚层和原肠腔

解析：选D原肠胚时期，随着内卷动物半球细胞和内陷植物半球细胞的推进，原肠腔逐渐扩大，囊胚腔逐渐变小，最后消失。植物半球细胞位于胚体内部，构成内胚层；包在外面的动物半球细胞，构成外胚层；内陷的植物半球细胞和内卷的动物半球细胞构成中胚层。

二、非选择题(共30分)

11．(6分)如图表示高等动物的生殖周期，据图完成下列问题：

(1)过程A和过程B这两个过程对维持生物体的________的相对稳定性具有重要意义。

(2)过程A的现象可在动物的_______________________________________器官中找到。

(3)过程C的起点是_____________________________________________________。

(4)两栖类动物的过程D称为_______________________________________________。

(5)经过过程C和过程D，形成高等动物的性成熟个体，其细胞学基础是____________和____________。

解析：减数分裂发生在性腺中，形成的精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵通过细胞分裂和细胞分化发育成新个体，减数分裂和受精作用保证了亲子代生物体细胞染色体数目的相对稳定性。

答案：(1)染色体数目(2)精巢或卵巢(3)受精卵(4)变态发育(5)细胞分裂细胞分化

12．(12分)如图表示胚珠结构及荠菜胚的发育，据图回答：

(1)荠菜的胚由图甲中的[]________发育而来，其增殖子细胞的方式是____________。

(2)图中[11]________是由图甲中的[]________发育而来的，它的成分将被[]________所吸收，从而形成________种子。

(3)荠菜胚中具有分裂能力的细胞位于[]________和[]________中。

(4)种皮是由[]________发育而来，果实由[]________发育而来。

解析：(1)胚是由受精卵发育而来的，受精卵发育成胚时，所进行的分裂是有丝分裂。(2)胚乳是由受精极核发育而成的，无胚乳种子形成的原因是子叶吸收了胚乳中的营养物质，导致了胚乳的消失。(3)荠菜的胚由胚芽、胚轴、子叶和胚根组成，具有分裂能力的细胞主要位于胚芽和胚根中。(4)种皮是由珠被发育而来的，子房则发育成果实。

答案：(1)[2]受精卵有丝分裂(2)胚乳[3]受精极核[7]子叶无胚乳(3)[8]胚芽[10]胚根(4)[5]珠被[6]子房

13．(12分)如图表示蛙的某一发育时期，请据图回答下面的问题：

(1)图示表示蛙发育过程的________期，它的前一时期为________。

(2)图中最先出现的腔是[]________；逐渐扩大的腔是[]________。

(3)蛙的消化道上皮由[]____________发育而来；精巢由[]____________发育而来；神经系统由[]__________发育而来。

(4)蛙胚发育过程中所进行的细胞分裂属________分裂，胚后发育被称为________发育。

解析：(1)图中已经出现了原肠腔，应为胚胎发育过程中的原肠胚期，它的前一时期为囊胚期。(2)原肠腔是在囊胚腔形成后逐渐形成的。(3)在胚胎发育过程中，外胚层发育为神经系统、感觉器官、表皮及附属结构，中胚层发育为骨骼、肌肉以及循环、排泄、生殖系统；内胚层发育为肝、胰等腺体以及呼吸道、消化道的上皮。(4)受精卵在发育成个体的过程中进行有丝分裂，两栖类动物的幼体在形态结构和生活习性上与成体有明显的差异，幼体在较短时间内发生显著的变化，发育为成体，像这样的胚后发育称为变态发育。

答案：(1)原肠胚囊胚期(2)[④]囊胚腔[⑤]原肠腔(3)[③]内胚层[②]中胚层[①]外胚层(4)有丝变态