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(共45张PPT)
第二章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
复习回顾
真核细胞：
原核细胞_________。
二分裂
1、细胞增殖方式：
无丝分裂：
有丝分裂：
减数分裂：
蛙的红细胞
产生体细胞
产生生殖细胞
2、有丝分裂细胞的细胞增殖的过程特点：(以植物细胞为例）
末期
两消两现新壁现
后期
粒裂数增均两极
形定数晰赤道齐
中期
前期
膜仁消失现两体
间期
完成DNA复制和有关蛋白质的合成（即染色体复制）
复习回顾
1 2 3 4
请判断以下细胞中是否有同源染色体，如果有，请指出哪些染色体属于同源染色体？
4对
（13、24、57、68）
同源染色体
没有同源染色体
没有同源染色体
2对(14，23）
同源染色体
1
2
1 2
3 4
1 2 3 4
5 6 7 8
复习回顾
3、有丝分裂的结果
（1）染色体复制1次，细胞分裂1次；
（2）结果是一个细胞分裂成2个子细胞；
（3）子细胞中染色体数目与母细胞相同。
4、有丝分裂的意义
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。
复习回顾
2N
4N
G1期
G2期
S期
A
C
D
E
B
细胞中DNA的数目
有丝分裂过程中染色体、DNA数目变化图
复习回顾
有丝分裂过程中染色体、DNA数目变化图
间期
前期
中期
后期
末期
2N
4N
A
B
C
D
E
细胞中染色体数目
新课导入
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。
问题探讨
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。
如图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？
1、配子中的染色体数目是体细胞中的一半；
体细胞
体细胞
配子
配子
2、配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。
问题探讨
人的体细胞中有多少条染色体呢？
23对（46条）
2N=46
问题探讨
假设进行有性生殖的生物以有丝分裂的方式产生两性生殖细胞。
受精卵
父亲
母亲
（有丝分裂）
（46）
（46）
精子
（46）
卵细胞
（46）
受精作用
细胞分化
（92）
个体
细胞分裂
人的体细胞只有46条染色体
结论：生殖细胞的形成不能通过有丝分裂的方式
魏斯曼的预测
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。
魏斯曼(1834---1914)
August Weismann，德国动物学家
魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫做减数分裂（meosis）。
问题探讨
受精卵
父亲
母亲
（减数分裂）
（46）
（46）
精子
（23）
卵细胞
（23）
受精作用
细胞分化
（46）
个体
细胞分裂
一、减数分裂的相关概念
任务一：请同学们自主阅读课本P22，总结减数分裂的概念，完成填空：
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。
1、减数分裂定义
对象:
时期:
特点:
结果:
进行 的生物
原始生殖细胞→成熟生殖细胞
染色体复制 ，而细胞分裂 。
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的染色体数目 。
两次
一次
减少一半
有性生殖
温馨提示
进行减数分裂的细胞，在一次完整的减数分裂完成之后，不再进行减数分裂，因此减数分裂是不连续的细胞分裂，进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
原核生物无染色体，不进行减数分裂和有丝分裂。只有真核生物才进行减数分裂、有丝分裂和无丝分裂，进行减数分裂的生物一定是真核生物，且进行有性生殖。
1
2
一、减数分裂的相关概念（P20）
2、同源染色体与姐妹染色单体
指两两配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。
人染色体组成
①形态大小 ，即着丝粒所处的位置和染色体臂的长短一般相同，用“一般”来描述，表明存在特例，如X染色体和Y染色体。
②对于有性生殖产生的个体，细胞中的同源染色体一条来自 、一条来自 。
③在减数第一次分裂前期，能两两配对(联会)。
具有三个方面的特点：
(1)同源染色体
一般相同
父方
母方
X染色体和Y染色体
一、减数分裂的相关概念（P20）
人的体细胞中有对同源染色体？
23对同源染色体
一、减数分裂的相关概念（P20）
指一条染色体上的两条染色单体，即由一个着丝粒连接的两条染色单体，两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。
复制
姐妹染色单体
姐妹染色单体
一对同源染色体
一个四分体
：
2、同源染色体与姐妹染色单体
(2)姐妹染色单体
一、减数分裂的相关概念（P20）
在减数分裂过程中， 两两配对的现象。
同源染色体
4条
联会
a
b
c
d
A
B
同源染色体:
姐妹染色单体：
非姐妹染色单体：
特别提醒
一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条姐妹染色单体；四分体数＝同源染色体对数。
联会后的每对同源染色体会有 姐妹染色单体。
(3)联会：
(4)四分体：
A和B
a和b，c和d
a和c（或d），b和c（或d）
3、联会与四分体
一、减数分裂的相关概念（P20）
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？
（同源染色体）
（非同源染色体）
（姐妹染色单体）
（非姐妹染色单体）
（四分体）
1个四分体包含：
对同源染色体，
条染色体，
条染色单体，
个DNA分子，
条脱氧核苷酸链。
1
2
4
4
8
复习回顾
1、减数分裂定义
2、同源染色体与姐妹染色单体
3、联会与四分体
指两两配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。
(1)同源染色体
指一条染色体上的两条染色单体，即由一个着丝粒连接的两条染色单体，两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。
(2)姐妹染色单体
在减数分裂过程中， 两两配对的现象。
同源染色体
4条
联会后的每对同源染色体会有 姐妹染色单体。
(3)联会：
(4)四分体：
判断正误
(1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性(　　)
(2)对于雄性哺乳动物来说，同源染色体只存在于精原细胞中，而不存在于其他体细胞中(　　)
(3)细胞内的同源染色体都会形成四分体(　　)
×
×
×
习题检测
二、精子的形成过程（2n=4）
复制
姐妹染色单体
姐妹染色单体
一对同源染色体
一个四分体
：
一对同源染色体
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
联会：同源染色体两两配对的现象；
四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体；
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体
一、减数分裂的相关概念（P20）
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？
（同源染色体）
（非同源染色体）
（姐妹染色单体）
（非姐妹染色单体）
（四分体）
1个四分体包含：
对同源染色体，
条染色体，
条染色单体，
个DNA分子，
条脱氧核苷酸链。
1
2
4
4
8
一、减数分裂的相关概念（P20）
交叉互换：
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。
5、交叉互换
二、精子的形成过程
生物 体细胞（2n） 生殖细胞（n） 生物 体细胞（2n） 生殖细胞（n）
人 46 23 洋葱 16 8
狗 78 39 大麦 14 7
果蝇 8 4 小麦 42 21
猕猴 42 21 豌豆 14 7
马 64 32 玉米 20 10
兔 44 22 水稻 24 12
常见动植物的染色体数目
高等生物体细胞中染色体一般是成对的，数量可用2n表示。
二、精子的形成过程
1.精子形成的场所：
睾丸（人和其他哺乳动物）精巢（蜜蜂、蚂蚁等）
精原细胞
（原始雄性生殖细胞）
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
2.精原细胞的分裂方式：
有丝分裂
细胞分化
减数分裂
有丝分裂
变形
精原细胞是通过减数分裂形成的( )
×
精原细胞中的染色体数目与体细胞相同( )
√
二、精子的形成过程
精原细胞
次级精母细胞
精细胞
初级精母细胞
精子
间期
染色体复制
变形
精原细胞
次级
精母细胞
精细胞
精子
初级
精母细胞
间期
染色体复制
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
（1个）
（1个）
（2个）
（4个）
（4个）
减数分裂
3.形成过程：
减数分裂前的间期（减数分裂Ⅰ间期）：
活动二：阅读教材P20页，在画的各时期示意图下面，写出对应时期的特征。
二、精子的形成过程（2n=4）
特点
DNA复制和相关蛋白质合成
细胞体积增大
中心体复制
染色体复制
精原细胞
原始生殖细胞
初级精母细胞
注意：间期复制前的细胞称为精原细胞，复制后成为初级精母细胞。
假设该生物染色体数为2N，染色体数、DNA数、染色单体数如何变化？
染色体数：
DNA数：
染色单体数：
2N
2N—4N
0—4N
二、精子的形成过程（2n=4）
互换
交叉
联会
减数分裂过程——减数分裂Ⅰ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上相应片段可发生互换。
此时会发生什么变化呢？
二、精子的形成过程（2n=4）
复制
减数
分裂
Ad aD (2种)
复制
Ad aD (4种)
AD ad
交叉互换
减数
分裂
重组型
前期
交叉互换:导致染色体上基因重新组合，使形成的配子种类增加，因而将其列为基因重组中的一种。
注意：此时发生染色体的特殊行为：联会，染色体、DNA、染色单体数目均不变，分别为2N,4N,4N。
减数分裂过程——减数分裂Ⅰ前期
二、精子的形成过程（2n=4）
特点
联会的同源染色体排列在赤道板两侧。
或
减数分裂Ⅰ后期
特点
或
同源染色体分离，
非同源染色体自由组合。移向细胞两极
减数分裂过程——减数分裂Ⅰ中期后期
细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条
减数分裂Ⅰ中期
二、精子的形成过程（2n=4）
特点
细胞质分裂，形成2个次级精母细胞；
细胞中的染色体数目减半
或
或
次级精母细胞
减数分裂过程——减数分裂Ⅰ末期
注意：染色体、DNA、染色单体数目均减半，分别为N,2N,2N。
末期结束后细胞（即次级精母细胞中）内不存在同源染色体。
二、精子的形成过程（2n=4）
①同源染色体联会，形成四分体；
②同源染色体的非姐妹染色单体上相应片段可发生互换。
联会的同源染色体排列在赤道板两侧。
同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，着丝粒未分裂
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末
期
一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞，染色体数目减半
初级精母细胞
次级精母细胞
减数分裂I（减数第一次分裂）
二、精子的形成过程（2n=4）
特点
每个细胞中无同源染色体
非同源染色体散乱排布
每条染色体含有两条染色单体
—减数分裂Ⅱ中期
特点
非同源染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上
减数分裂Ⅱ前期和中期
减数分裂Ⅱ前期
二、精子的形成过程（2n=4）
特点
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，移向两极染色体数目暂时加倍。
减数分裂Ⅱ末期
精细胞
变 形
变 形
特点
每个次级精母细胞形成两个精细胞，染色体数目是体细胞数目的一半。
精子
减数分裂Ⅱ后期和末期
精细胞变形：精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
减数分裂Ⅱ后期
二、精子的形成过程（2n=4）
精子形成过程总结
（1）减数分裂Ⅰ的实质是
____________________,
减数分裂Ⅱ的实质是
_____________________。
（2）染色体数目减半发生在
_________________。
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数第一次分裂
二、精子的形成过程（2n=4）
同源染色体
同源染色体
同源染色体
同源染色体
非同
源染色体
的非姐妹染色单体
姐妹染色单体
染色体着丝粒
(3)图解过程
二、精子的形成过程
【提示】减数分裂特殊性主要体现在：
(1)DNA复制一次，细胞连续分裂两次；
(2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离；
(3)分裂结果：得到四个细胞并且染色体数减半；
(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。
思考：减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？
二、精子的形成过程
减数I和减数II的比较
减数分裂I 减数分裂II
染色体复制
着丝点
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
二、精子的形成过程
精原细胞
精原细胞
初级精母细胞
染色体复制
次级精母细胞
联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
同源染色体分离、非同源染色体自由组合
精细胞
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
精子
变形
有丝分裂
减数分裂
二、精子的形成过程
在减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化顺序是
A.复制→分离→联会→分裂　　B.联会→复制→分离→分裂
C.联会→复制→分裂→分离　　D.复制→联会→分离→分裂
√
解析　减数分裂前及分裂过程中，染色体的行为变化是：复制(减数分裂前的间期)→联会(减数分裂Ⅰ前期)→(同源染色体)分离(减数分裂Ⅰ后期)→(着丝粒)分裂(减数分裂Ⅱ后期)。
二、精子的形成过程
√
非同源染色体在减Ⅰ后期自由组合
如图是染色体在细胞分裂中的几种形态。以下有关这些染色体在减数分裂中的变化的描述不准确的是
A.图①染色体经间期复制，成为图②含2个DNA分子的染色体
B.图③所示的是一个四分体，非姐妹染色单体间可发生互换
C.—个细胞中的图③和图④染色体，在减数分裂中不可以自由组合
D.图⑤为动物的初级精母细胞，非同源染色体之间可自由组合
二、精子的形成过程
√
如图为动物细胞减数分裂示意图，下列各项能正确表示分裂过程顺序的是
A.③⑥④①②⑤ B.⑥③②④①⑤ C.③⑥④②①⑤ D.③⑥②④①⑤
减数分裂Ⅰ后期：有同源染色体，同源染色体分离。
减数分裂Ⅱ后期：着丝粒已经分裂，无同源染色体。
减数分裂Ⅰ前期：四分体散乱分布在细胞内
减数分裂Ⅱ前期：无同源染色体，有染色单体，染色体散乱分布。
减数分裂Ⅱ末期结束：有4个细胞。
减数分裂Ⅰ中期:四分体排列在赤道板.
二、精子的形成过程
根据右面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，
回答下列问题：
(1)A图表示细胞分裂的方式是_________，处于
_________________期。细胞中有__条染色体，
___条染色单体。
(2)B图所示细胞分裂产生的细胞名称是_______，每个子细胞中有__条染色体。
(3)A、B两个细胞中，具有同源染色体的细胞是___，A、B两图中DNA分子数之比为_____。
减数分裂
减数第一次分裂后
6
12
精细胞
3
A
2∶1
二、精子的形成过程
精原细胞
精原细胞
染色体复制
联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
同源染色体分离、非同源染色体自由组合
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
变形
有丝分裂
减数分裂
回顾：精子形成过程中，各类细胞的名称以及各阶段的主要特征
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
二、精子的形成过程（2n=4）
(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。
思考：减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？
【提示】减数分裂特殊性主要体现在：
(1)DNA复制一次，细胞连续分裂两次；
(2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离；
(3)分裂结果：得到四个细胞并且染色体数减半；

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