师：今天我们学习高一人教版必修2第二章第一节《减数分裂和受精作用》第四课时，主要内容有受精作用的概念和过程，以及减数分裂和受精作用对生物遗传的重要意义。前面学习精子形成过程时，知道精细胞需要变形形成精子，现在从细胞结构上分析，精细胞变形会发生哪些变化呢？请同学们打开课本23页，阅读这段文字。从这段文字可知，精子只保留了细胞核，这是第一个变化。第二点，部分细胞质会变成精子的尾部，大多数细胞质会丢弃，但会保留下全部的线粒体。这样的变化过程对受精作用有什么意义呢？接下来我们看受精作用的过程。精子通过尾部摆动去与卵细胞接触，当精卵细胞接触时，它们会相互识别，之后精子与卵细胞会发生融合，精子的头部会进入到卵细胞中，尾部留在细胞外面。当精子的头部进入卵细胞后，卵细胞的细胞膜会发生复杂变化，以阻止其他精子进入。在卵细胞中，两性生殖细胞的核会发生融合，完成受精作用，形成受精卵，这就是新生命的开始。所以受精作用就是精卵细胞相互识别、融合形成受精卵的过程。
那么回到刚才的问题，精子形成过程中发生变形对受精有什么意义呢？首先，只保留细胞核，目的是让细胞核中的遗传物质进入到卵细胞中；细胞质变成尾部，是为了让精子能更长时间游动；大多数细胞器丢弃，是为了减少不必要的消耗；全部线粒体留下来，是为受精作用提供能量。为什么精子会发生变形，而卵细胞没有发生变形呢？这是因为受精作用发生的场所是在输卵管中，从距离上看，卵巢排出的卵细胞直接到达输卵管，而精子需要游动很长距离才能到达输卵管。如果精子数量少，或者活力不足，无法到达输卵管，就不能完成受精作用。
这时就需要借助人工辅助生殖技术，这部分内容在课本28页。针对精子数量少、活力差的情况，可以借助人工授精，帮助精子和卵细胞完成受精过程。如果夫妻双方都能产生正常生殖细胞，但妻子输卵管堵塞，那么就需要借助体外受精技术，也就是我们熟知的试管婴儿技术。这项技术需要从母体取出卵细胞，在体外与精子完成受精作用，再将受精卵培养形成早期胚胎，然后移植到母体子宫中。我国1988年有了第一例试管婴儿，这项技术到目前已帮助很多家庭实现生育梦想。所以每一个生命的诞生都很珍贵。
以人体为例，每个人身体有46条染色体，父方有46条染色体，母方也有46条染色体。通过减数分裂会形成染色体数目减半的生殖细胞，再通过受精作用形成的受精卵中又恢复到46条染色体。其他生物也是如此，如果进行有性生殖，先是通过减数分裂，再通过受精作用，这样就保证了亲代和子代染色体数目一致，同时保证受精卵中有一半染色体来自父方，另一半来自母方，这对于物种维持染色体数目的恒定非常重要，保证了生物遗传的稳定性。
接下来判断这句话是否正确：“一个受精卵中分别由父母各提供一半的遗传物质或DNA”。这句话是错的，我们知道受精卵中染色体一半来自父方，一半来自母方，染色体是遗传物质的载体，染色体存在于细胞核中，所以只能说核DNA中有一半来自父方，另一半来自母方。除了细胞核中有DNA，细胞质中也有DNA，而细胞质中的DNA是由谁提供的呢？我们知道精子形成过程中会发生变形，丢弃大多数细胞质，且受精时主要是精子头部进入卵细胞，所以新受精卵中的细胞质主要由母方提供。那么细胞质中DNA的遗传与核DNA的遗传就完全不同。
再思考一个问题，不是同种生物的两性生殖细胞能否发生融合？为什么一般情况下不会发生？因为在精子与卵细胞相互融合之前，它们会相互识别，一个细胞发出信号，另一个细胞接收信号，这个过程体现了细胞膜的信息交流功能，且具有特异性，所以一般只有同种生物的两性生殖细胞才能相互识别并发生融合。在精卵细胞发生融合过程中，体现出细胞膜具有一定的流动性。同时，受精后卵细胞会发生很多改变，阻止其他精子进入，保证只有一个精子与一个卵细胞结合，形成受精卵，保证受精卵中的染色体数目与亲本恒定。
俗话说“一母生九子，连母十个样”。同学们观察图片，猫妈妈和猫宝宝之间有很大差异。思考以下问题：第一个问题，猫妈妈生出3只正常小猫，它们的染色体数目是否相同？答案是一般情况下染色体数目相同，那么它们的染色体组成相同吗？从图中表现型来看，它们的染色体组成一定不同。那这只猫妈妈能否再生出一只染色体完全相同的小猫呢？接下来通过学习来解释这个问题。
要回答这个问题，我们先回到上节课学习的配子中染色体组合的多样性。以一个有4条染色体的生物为例，用ABCD代表两对同源染色体表示母方，用a'、b'、c'、d'四条染色体代表父方。请同学们思考，初级精母细胞或初级卵母细胞在减数第一次分裂后期会发生什么变化？在这个时期会发生同源染色体分离和非同源染色体自由组合，也就是说A和B要分离，C和D要分离。但是A和C可以组合，A和D也可以组合，这样母本就能产生四种不同的配子。同时父本也能产生四种不同的配子。如果减数前期发生了交叉互换，产生的配子类型会更多。回到本节课，形成的4种不同精子和卵细胞是怎样结合的呢？从图中看，B和D的精子，可以跟哪一个卵细胞结合呢？答案是随机的。B和D的卵细胞可以跟第一个a'和c'的精子结合形成后代的染色体组成，也可以跟a'和d'的精子组合形成a'Bd'D这样的染色体组成。其他精卵细胞结合的机会也均等，也就是说在这个过程中，精卵细胞结合总共有16种不同方式。如果发生了交叉互换，配子类型更多，精卵细胞结合方式会多于16种。以人体为例，人体共有46条染色体，23对。雄性个体和雌性个体产生的配子种类分别是2的23次方种，精卵细胞结合是随机的，也就是说每一个个体出现的概率是2的23次方乘以2的23次方分之一。如果发生交叉互换，配子结合的种类更多，所以一对夫妇生出染色体组合完全相同个体的概率基本不可能。所以每一个个体都是独一无二的。接下来看看减数分裂和受精作用对生物遗传有什么意义。