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必修一《分子与细胞》
第六章 细胞的生命历程
6.1 细胞的增殖
本节聚焦
减数分裂
1
精子的形成
2
卵细胞的形成
3
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4
问题探讨
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
果蝇：生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察。
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
配子染色体数（N=4） 体细胞染色体数（2N=8）
2.配子能否向体细胞一样通过有丝分裂产生？
数目减半，只有体细胞中每对染色体中的一条
8条
4条
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。
一、减数分裂
魏斯曼预言： 在精、卵成熟时，有个特殊过程使染色体数目减半；
受精时，精、卵融合，染色体数目恢复正常。
该预言通过显微镜观察得到证实。
这个特殊过程是一种特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂。
形成配子
二、精子的形成
二、精子的形成
1.形成部位：
睾丸（哺乳动物）、精巢
2.形成过程：
曲细精管中有大量原始雄性生殖细胞（精原细胞），其染色体数目与体细胞相同。
精细胞
减数分裂
精子
变形
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精原细胞
精原细胞
有丝分裂
有性生殖器官
二、精子的形成
2.形成过程：
科学家发现，在减数分裂前，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。这两次分裂分别叫做减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。精细胞再经过变形，就形成了成熟的雄性生殖细胞（精子）。
精原细胞
初级
精母细胞
染色体
复制
精
细
胞
减数分裂Ⅱ
精
子
次级
精母细胞
减数分裂Ⅰ
（一）减数分裂前
（二）减数分裂
（三）变形
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
减数分裂I
减数分裂Ⅱ
二、精子的形成
3.各过程的特征
精原细胞
初级精母细胞
减数分裂前的间期：
减数分裂I的前期：
体积增大，染色体复制(DNA复制)，相关蛋白质合成
同源染色体两两配对（联会），形成四分体。
复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，
由同一个着丝粒连接。
与有丝分裂间期相同
染色体呈染色质丝的状态存在
染色体缩短变粗
四分体中非姐妹染色单体可能发生互换。
课本P20
二、精子的形成
同源染色体的非姐妹染色单体染色体互换
复制
个四分体= 对同源染色体=
条染色体= 条染色单体
A与B的关系？A与C的关系？
a与a’的关系？a与b’的关系？
A和B合称什么？
细胞中共几条染色体，几条染色单体？
几对同源染色体？几个四分体？
课本P20
四分体
1
1
2
4
二、精子的形成
课本P20
各对同源染色体排列在细胞
中央的赤道板两侧
减数分裂I的中期：
减数分裂I的后期：
在纺锤丝的牵引下，
配对的两条同源染色体彼此分离，
分别移向细胞两极
思考：减数分裂Ⅰ后期与有丝分裂后期有何不同之处？
减数分裂Ⅰ后期：同源染色体分开，着丝粒未分裂。
有丝分裂后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
思考：细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的吗？
是，同源染色体分离时，非同源染色体自由组合
二、精子的形成
课本P20
减数分裂I的末期：
两组染色体到达细胞两极
一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。
思考：减Ⅰ末期与有丝分裂末期有何不同之处？
减Ⅰ末期：子细胞中无同源染色体，有姐妹染色单体。
有丝分裂末期：子细胞中有同源染色体，无姐妹染色单体
二、精子的形成
前期
同源染色体联会，
形成四分体；
四分体中的非姐妹染色单体可发生互换。
中期
末期
后期
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，这样细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。
在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。
减数分裂I
思考：减数分裂过程中染色体数目的减半发生在什么时期I？（P20粗体字）
减数分裂I
减数分裂Ⅱ：
细胞无同源染色体，
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
二、精子的形成
注意：减数分裂Ⅱ之前一般无间期，或者间期很短。
前期
中期
后期
染色体散乱分布
着丝粒排列
在赤道板上
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开，
成为两条子染色体
末期
细胞膜从中间凹陷，
细胞缢裂为两个子细胞
精子：
蝌蚪状，
头部含细胞核，尾长，能够摆动。
变形
减Ⅰ前期：同源染色体联会形成四分体，交叉互换
减Ⅰ中期：同源染色体排列在赤道板两侧
减Ⅰ后期：
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
减Ⅰ末期：
细胞均等分裂形成两个次级精母细胞
间期：细胞体积增大、染色体复制
1个初级精母细胞
1个精原细胞
（染色体数:2N）
第一次分裂
染色体数目减半
减Ⅱ前期：染色体散乱分布，中心体复制
减Ⅱ中期：着丝点排列在赤道板上
减Ⅱ后期：着丝点分裂，染色单体分开
减Ⅱ末期：每个次级精母细胞均等分裂形成两个精细胞
4个精细胞
2个次级精母细胞
第二次分裂
染色体数目
先加倍，再减半
二、精子的形成
（染色体数:2N）
（染色体数:N）
（染色体数:N）
（染色体数:2N）
减数分裂I和减数分裂II的比较
减数I 减数II
染色体复制
着丝粒
染色体数目
DNA数目
染色体的主要行为
不分裂
分裂
减半
不减半
减半
减半
同源染色体分离
染色单体分离
复制
不复制
快速抢答
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
精子形成的顺序依次是：
4→5 →7 →2 →9 →6 →8 →10 →1 →3
减数分裂和有丝分裂的比较
有丝分裂 减数分裂
分裂起始细胞
细胞分裂次数
染色体复制次数
同源染色体行为
子细胞 数目
类型
染色体数
相同点 体细胞
原始生殖细胞
1次
1次
1次
1次
无联会、分离
有联会、分离
2
4
体细胞
有性生殖细胞
与亲代细胞相同
比亲代细胞减半
都有纺锤体的出现，染色体复制一次
课堂练习
若下图细胞所在的生物体体细胞有4条染色体。
则下列图分别代表哪个时期？分别有几对同源染色体？
有4对
有2对
有2对
没有
课堂练习
根据减数分裂染色体行为变化，回答下列过程各发生的时期:
（1）染色体复制发生在:
（2）同源染色体的联会发生在:
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：
（4）染色体着丝点分裂发生在:
（5）染色体数目减半发生在:
减数第一次分裂
减Ⅰ后期
减数分裂前的间期
减Ⅰ前期
减Ⅱ后期
三、卵细胞的形成
三、卵细胞的形成
1.形成部位：
有性生殖器官，如卵巢.
【任务】阅读课本P21、22，结合图2-5，
分析卵细胞形成过程，对比它和精子形成的异同点。
2.形成过程：
三、卵细胞的形成
2.形成过程：
分析卵细胞形成过程，对比它和精子形成的异同点。
同：
染色体的行为变化
异：
①不均等分裂
②只形成一个卵细胞和
三个极体（退化）
③不需要变形
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
（退化消失）
精子与卵细胞的形成的比较
小结：减数分裂
减数分裂：是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。
特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。结果：染色体数比原始生殖细胞减少一半。
右图中的一个精（卵）原细胞可以产生几种精（卵）细胞？
一个个体呢？
P22
与社会的联系
如：气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数
分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，
导致稻谷减产。对此，农业生产上可以
采取灌深水的措施来预防。
不良环境
减数分裂
生殖细胞
影响
影响
如：吸烟影响精子质量。长期吸烟的男性，
精子受精能力比不吸烟人群低75%，因
为精子可以识别尼古丁并且做出相应的
反应，长期吸烟会使男性的受精能力降低。
练习与应用
一、概念检测
1. 与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。
(1) 玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。（ ）
(2) 在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ（ ）
×
√
2. 蝗虫的体细胞中有24条染色体，在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是 （ ）
A. 出现染色单体
B. 同源染色体联会
C. 染色体移向细胞的两极
D. 子细胞中有24条染色体
B
练习与应用
3.下图所示的细胞最可能是（ ）
A.卵细胞
B.初级精母细胞
C.次级卵母细胞
D.有丝分裂前期的细胞
C
练习与应用
4. 下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题：
(1) 这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？
(2) 细胞中有几条染色体？几条染色单体？
(3) 细胞中有几对同源染色体？哪几条染色体是非同源染色体？
(4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体？
(5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？
(6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。
减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
4条染色体，8条染色单体。
2对同源染色体。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。
a与a’、b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。
2条
练习与应用
二、拓展应用
1. 下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5 μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。
根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。
练习与应用
如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称21-1体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色休是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体，再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。
2. 经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
练习与应用
3. 在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎样解释这一现象？
精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞；部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备适于游动的能力；人部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。精子变形过程中的以上变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
为何选雄性生殖器官而非雌性？
（1）精子数量远多于卵细胞的数量
（2）卵巢内减数分裂不彻底
（减数分裂Ⅱ在输卵管中进行）
视野中细胞减数分裂是动态变化的吗？
能观察到不同时期的细胞吗？
不是，细胞已被杀死固定。

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