资源简介

(共68张PPT)
第二章：基因和染色体的关系
第一节：减数分裂和受精作用
有丝分裂
复习回顾
2N
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
：
①DNA复制
②相关蛋白质的合成
③细胞适度生长
膜仁消失现两体
形定数清赤道齐
粒裂体分移两极
膜仁重现失两体
意义：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确的平均分配到两个子细胞中。因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。
果蝇的生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察，是遗传学上常用的实验材料。
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
配子的染色体数目是体细胞的染色体数目的一半。
配子的染色体是由体细胞中每对染色体中的一条染色体组合。
2. 你能提出合理的解释吗？
受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
问题探讨
魏斯曼
（A.Weismann，1834-1914）
德国动物学家魏斯曼从理论上预测：
在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
受精卵
有丝分裂
细胞分化
受精作用
精子
卵细胞
父亲
母亲
减数分裂
减数分裂
（46）
（46）
（23）
（23）
（46）
（46）
个体
一、减数分裂的预测
1、场所：雄性生殖器官（人和其他哺乳动物：睾丸；其他动物：精巢）
2、时期：特定时期（如：雄性动物性成熟时）
曲细精管
精原细胞
精原细胞
精细胞
有丝分裂
减数分裂
二、精子的形成过程
间期
减数分裂
初级精母细胞
精原细胞
减数
分裂I
减数
分裂II
精细胞
精子
复制
变形
3、精子的形成过程（包含减数分裂的过程）
二、精子的形成过程
在进行减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别称为减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。精细胞再经过变形，就形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
次级精母细胞
4. 减数分裂前的间期（精原细胞）
在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制（DNA复制及相关蛋白质的合成），成为初级精母细胞。
体积增大
染色体复制
精原细胞
初级精母细胞
复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色体单体由同一个着丝粒连接。此时的染色体呈染色质丝的状态。
二、精子的形成过程
5.减数裂I（初级精母细胞）
前期
后期
中期
二、精子的形成过程
后期
(1) 前期
二、精子的形成过程
同源染色体两两配对（联会），形成四分体。
且同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段，称为染色体互换。
5.减数裂I（初级精母细胞）
(1) 前期
① 同源染色体
配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。
同源染色体
同源染色体判断标准：
标准1：减数分裂中能配对的两条染色体
标准2：形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方的两条染色体。
二、精子的形成过程
5.减数裂I（初级精母细胞）
判断正误:
1、一条来自父方，一条来自母方两条染色体一定是同源染色体（ ）
2、形状和大小相同两条染色体一定是同源染色体（ ）
3、减数第一次分裂前期配对的两条染色体一定是同源染色体（ ）
同源染色体
配对的两条染色体
形状和大小一般都相同
一条来自父方，一条来自母方
形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体
非同源染色体
×
×
√
注：同源染色体的大小、形态一般都相同，但也有不同的，如人类的X染色体比Y染色体大的多，因二者在减数第一次分裂过程中也能联会，故仍属于同源染色体。
(1) 前期
② 联会及四分体
在减数分裂的过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
同源染色体
非同源染色体
1个四分体有____条染色体，____对同源染色体，_____条染色单体，_____个DNA分子。
二、精子的形成过程
2
1
4
4
5.减数裂I（初级精母细胞）
(1) 前期
③ 互换
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段，称为染色体互换。
染色体互换
二、精子的形成过程
5.减数裂I（初级精母细胞）
4
3
1
2
前期特点：同源染色体联会形成四分体
同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，称染色体互换。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
非同源染色体
染色体互换
4
2
3
1
4
3
1
2
(2) 中期
二、精子的形成过程
各对同源染色体排列在赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
5.减数裂I（初级精母细胞）
(3) 后期
二、精子的形成过程
在纺锤丝的牵引下，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，分别向细胞两极移动。这样，细胞的每极只得到各对同源染色体中的一条
同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
5.减数裂I（初级精母细胞）
(4) 末期
二、精子的形成过程
在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞就分裂成两个次级精母细胞。
染色体数目？
5.减数裂I（初级精母细胞）
减半
次级精母细胞
后期
末期
注意：
无同源染色体
二、精子的形成过程
初级精母细胞
在这次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
精原细胞
5.减数裂I（初级精母细胞）
次级精母细胞
6. 减数分裂Ⅱ （次级精母细胞）
减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
次级精母细胞
精细胞
精子
二、精子的形成过程
前期
中期
后期
末期
(1) 前期
染色体散乱分布，每个次级精母细胞中不含同源染色体（原因？）。
(2) 中期
染色体在纺锤丝的牵引下移动，每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央的一个平面上（赤道板）。
二、精子的形成过程
6. 减数分裂Ⅱ （次级精母细胞）不含同源染色体
(3) 后期
着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开(染色体数目加倍到与体细胞一样），成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞两极移动，并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。
两个次级精母细胞，经过减数分裂Ⅱ，就形成了四个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精细胞中都含有数目减半的染色体。
二、精子的形成过程
6. 减数分裂Ⅱ （次级精母细胞）
（4）末期
7. 变形
减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
思考：
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
意义：
变形中，细胞核变为精子头部的主要部分，线粒体集中在尾部。变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
二、精子的形成过程
二、精子的形成过程
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子（4个）
次级精母细胞
注意：
1、减数分裂染色体减半发生在减数分裂I末期
2、减数分裂II的细胞没有同源染色体
1个精原细胞
1个初级精母细胞
2个次级精母细胞
4个精细胞
减数分裂前的间期：　
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
末期：细胞一分为二，形成4个精细胞
4个精子
变形
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合
染色体数减半
无同源染色体
末期：染色体数目减半，形成2个次级精母细胞
前期：染色体散乱分布
中期：染色体的着丝粒排列在赤道板上
后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
染色体复制、细胞体积增大
小结
三、减数分裂的概念
减数分裂时进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
？
进行有性生殖的生物
从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。
精原细胞→精细胞。
染色体只复制一次，而细胞分裂两次
成熟生殖细胞（配子）中染色体数是原始生殖细胞（精原细胞）的一半
▌范围:
▌时期:
▌特点:
▌结果:
小结 减数分裂
2. 与社会的联系
不良环境条件
影响
原始生殖细胞减数分裂
影响
生殖细胞形成
①
气温过低
影响
水稻花粉母细胞的减数分裂
影响
水稻的花粉数量和质量
导致
稻谷减产
预防
灌深水
②
吸烟
影响
男性精子的数量和质量
四、卵细胞的形成过程
1. 场所
人和其他哺乳动物：卵巢。
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
精原细胞
卵原细胞
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级精母细胞
次级卵母细胞
第一极体
减数分裂Ⅰ
前期
中期
后期
末期
不同点？
减数分裂的过程
精子的形成过程
卵细胞的形成过程
次级精母细胞
次级卵母细胞
第一极体
精细胞
精子
卵细胞
第二极体
退化消失。
减数分裂Ⅱ
不同点？
3. 区别（与精子形成）
① 初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ进行不均等分裂，形成大的叫次级卵母细胞，小的叫极体。
② 次级卵母细胞经过减数分裂Ⅱ也进行不均等分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的极体。
③ 形成的卵细胞，不经过变形。
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级精母细胞
次级卵母细胞
精子和卵细胞形成过程的对比
对比 精子的形成 卵细胞的形成
相同点 子细胞数
子细胞染色体数目 染色体行为 不同点 形成部位
是否变形
细胞质是否均等分配
形成的生殖细胞数
4个（都是精子）
4个（1个卵细胞、3个极体）
子细胞中染色体数目都是体细胞的一半
各个时期染色体行为均一致；
睾丸（精巢）
卵巢
变形
不变形
两次分裂都是均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂，第一极体是均等分裂
1个精原细胞形成4个精子
1个卵原细胞形成1个卵细胞（3个极体退化）
精子与卵细胞形成过程中细胞分裂图像分析
A
B
C
D
判断依据：
细胞质分配
不均等
有同源染色体
初级卵母细胞（如图A）
无同源染色体
次级卵母细胞（如图C）
均等
有同源染色体
初级精母细胞（如图B）
无同源染色体
次级精母细胞或极体（如图D）
五、减数分裂过程中物质的数量变化
1. 表格
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 末-前 中 后 末
染色体
染色单体
DNA数
4
4
4
4
4→2
2
4
2
0→8
8
8
8
4
0
0
4→8
8
8
8
4
4
8→4
8→4
2
2. 曲线图
间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体(2N)
2N
2N
2N
2N
N
2N
N
G1
G2
S
前
中
后
末
2N—N
N
前
中
后
末
染色体
4N
2N
N
精(卵)原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞
精子
卵细胞
第二极体
同源染色体分离
染色体数目减半
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体
细胞一分为二，成为两个子细胞
间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色单体
G1
G2
S
前
中
后
末
前
中
后
末
染色单体
4N
2N
N
精(卵)原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞
精子
卵细胞
第二极体
0→4N
4N
4N
4N
2N
0
0
4N-2N
2N
染色体复制，形成染色体单体
细胞一分为二，染色单体减半
着丝粒分裂，染色单体变为染色体
2. 曲线图
间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
DNA数(2C)
G1
G2
S
前
中
后
末
前
中
后
末
DNA
4N
2N
N
精(卵)原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞
精子
卵细胞
第二极体
2C→4C
4C
4C
4C
2C
2C
C
4C-2C
2C
染色体复制
细胞一分为二
细胞一分为二
2. 曲线图
G1
G2
S
前
中
后
末
前
中
后
末
2
1
精(卵)原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞
精子
卵细胞
第二极体
一条染色上DNA数
染色体复制
着丝粒分裂
2. 曲线图
3. 柱状图
G1
G2
S
前
中
后
末
前
中
后
末
2N
N
精(卵)原细胞
初级精(卵)母细胞
次级精(卵)母细胞
精子
卵细胞
第二极体
4N
染色体数
染色单体数
核DNA数
六、有丝分裂和减数分裂的图像比较
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
前期
前期
前期
减ll无同源染色体
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
中期
中期
中期
减ll无同源染色体
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
后期
后期
后期
减ll无同源染色体
六、受精作用
（1）概念：
精子与卵细胞结合成为受精卵的过程
（2）减数分裂与受精作用的意义：
维持每种生物前后体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，有十分重要的意义。
受精作用
受精卵
来自精子
来自卵细胞
（3）过程：
在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面
与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入
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。
a.识别与细胞膜表面的糖蛋白（受体蛋白）有关；
体现了细胞膜的功能——进行细胞间的信息交流（直接）；
b.融合体现了细胞膜的结构特性——具有一定的流动性；
(4)受精作用的细胞学原理：
关键技巧：
(1) 识别减数第一次分裂
① 依据：细胞中有无联会（或与联会有关的后续变化）
② 方法：如果有同源染色体联会，属于减数第一次分裂；如果无，则属于有丝分
裂或减数第二次分裂。
(2) 区分有丝分裂和减数分裂Ⅱ
① 依据：细胞中有无同源染色体
② 方法：如果有同源染色体，则属于有丝分裂；如果无同源染色体，则属于减数
第二次分裂。
六、有丝分裂和减数分裂的图像比较
例题1：在下图中，能表示人的受精卵在分裂过程中DNA含量变化以及精细胞在形成过程中
染色体数目变化的曲线图分别是 （ ）
A. ①和② B. ①和③ C. ②和③ D. ④和③
0
23
46
69
92
t
①
0
23
46
69
92
t
②
0
23
46
69
92
t
③
0
23
46
69
92
t
④
如图为某二倍体（2n）动物细胞在分裂过程中不同阶段（不连续）单个细胞的核DNA分子、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法正确的是 （ ）
乙→丙和丙→甲主要变化均为着丝粒分裂
处于丁和戊时期的细胞不一定存在同源染色体
染色体互换可发生在戊时期，DNA复制可发生在丙→戊过程中
丙可以表示减数分裂Ⅱ后期，甲只能代表精子或卵细胞
O
2n
4n
n
甲
乙
丙
丁
戊
核DNA分子
染色体
染色单体
例题2：
以两对同源染色体的精原细胞为例，画出有丝分裂和减数分裂前中后三个时期的细胞图像。
前期 中期 后期
有丝
减1
减2
1. 目的要求
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
2. 材料用具
蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜
3. 方法步骤
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
现在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
根据观察的结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图。
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
减数分裂Ⅰ
前期
减数分裂Ⅰ
前期
减数分裂Ⅰ
中期
减数分裂Ⅰ
后期
减数分裂Ⅰ
末期
减数分裂Ⅱ
中期
减数分裂Ⅱ
后期
减数分裂Ⅱ
末期
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4. 注意：实验材料的选择
01
雄性一次产生的雄配子数目多，能够观察到减数分裂的各个时期。
02
雄配子产生的过程中是连续分裂的。（雌配子不是连续分裂的，卵子要在受精作用之后才发生第二次减数分裂）
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
甲
乙
丙
丁
七、探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
下图中编号A-F的图像是显微镜下观察到的某植物（2n＝24）减数分裂不同时期的细胞图像，
A
B
C
D
E
F
配子中染色体组合的多样性
1.自由组合
画图说明含有两对同源染色体的细胞能产生几种精子？
BC
AD
AC
BD
一个含有2对同源染色体的生物体，产生 种类型的精子；
产生 种类型的卵细胞。
一个含有2对同源染色体的精原细胞，产生 个精子；
产生___种类型的精子。
一个含有2对同源染色体的卵原细胞，产生 个卵细胞；
产生___种类型的卵细胞。
4
2
1
1
4
4
数学建模
A
B
C
D
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
AC
AD
BC
BD
2
2
4
×
=
3对同源染色体呢？
配子中染色体组合的多样性
含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子种类(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体互换)
项目 配子个数 配子种类
一个精原细胞 4个 种
一个雄性个体 种
一个卵原细胞 1个 种
一个雌性个体 种
2
2n
1
结论1：非同源染色体的自由组合导致配子染色体组合多样性。
2n
结论2：非姐妹染色单体的互换导致 配子染色体组合多样性。
配子中染色体组合的多样性
2. 互换
配子中染色体组合的多样性
1.配子中染色体组合多样性的原因
(1)同源染色体分离的同时，________________表
现为自由组合。
非同源染色体
(2)同源染色体联会后，四分体中的
________________容易发生互换。
非姐妹染色单体
1.识别与细胞膜表面的糖蛋白（受体蛋白）有关；
体现了细胞膜的功能——进行细胞间的信息交流（直接）；
2.融合体现了细胞膜的结构特性——具有一定的流动性；
受精作用的细胞学原理：
(母本)高等动物(2N)(父本)
受精卵(2N)
卵细胞(N)
精子(N)
减数分裂
减数分裂
有丝分裂
受精作用
结论3：配子的随机结合导致后代染色体组合多样性。
人有23对同源染色体，雌雄配子的结合方式有多少种？
246
① 减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
减数分裂和受精作用的意义
② 通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质。
③ 在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。
④ 减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
受精作用
每个配子染色体数目
均为体细胞的一半
非姐妹染色单体互换、非同源染色体自由组合
雌雄配子结合后染色体数
目恢复体细胞染色体数目
雌雄配子随机结合
每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性。试从配子形成和受精作用方面进行概括。
思维训练
１. 互换
２. 自由组合
小结：后代多样性的原因
配子多样性
配子的随机结合
后代多样性
减数分裂
受精作用
有性生殖
染色体数目恒定，后代产生变异，利于生物进化
作业
1.完成活页
2.周末完成一课一练（40MIN）

展开更多......

收起↑