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第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用（第2课时）
第2节 减数分裂和受精作用
（第2课时）
学习目标
1.卵子的形成过程①场所；②过程
2.精子的形成和卵细胞的形成的区别
3.实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4.配子多样性的原因
5.受精作用
①定义；②过程；③结果；④意义
复习旧知：精子的形成过程
1.有同源染色体的时期
2.有姐妹染色单体的时期
3.染色体加倍/减半的时期
4.DNA加倍/减半的时期
5.分离定律和自由组合定律发生的时期
6.减数分裂形成的4个子细胞的基因组成的关系
7.MI后和MII后能均等分裂的细胞名称
8.能看到四分体的时期
人的卵巢(横切面)示意图
卵细胞的扫描电镜照片
（放大150倍）
卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡。
在卵泡中央的一个细胞将会发育为卵细胞。
卵细胞
卵泡
人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。
卵细胞的形成过程①场所
卵细胞的形成过程②过程
卵细胞的形成过程与精子的基本相同。
在减数分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞。
初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，形成卵细胞。
卵细胞的形成过程②过程
小结1：卵细胞的形成过程
卵原细胞
初级卵母细胞
复制
减数分裂Ⅰ
第一
极体
次级卵母细胞
减数分裂Ⅱ
第二
极体
第二
极体
第二
极体
卵细胞
退化消失
拓展
小结2：精卵细胞减数分裂示意图
精原细胞
卵原细胞
初级精母细胞
初级卵母细胞
小结2：精卵细胞减数分裂示意图
次级精母细胞
第一极体
次级卵母细胞
精细胞
精子
第二极体
卵细胞
小结2：精卵细胞减数分裂示意图
比较项目 精子的形成 卵子的形成
场所不同 睾丸 卵巢
是否均等分裂 两次分裂都是均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂为不均等分裂，第一极体的分裂为均等分裂，三个极体最终退化消失。
生殖细胞数目不同 一个精原细胞产生四个精细胞 一个卵原细胞产生一个卵细胞。
是否有变形期 有 无
卵细胞的形成与精子的形成过程的区别
原始生殖细胞减数分裂
不良环境条件
生殖细胞形成
影响
影响
灌深水预防
水稻花粉母细胞的减数分裂
影响
气温过低
①
吸
烟
②
影响水稻的花粉数量和质量
影响
男性精子的数量和质量
影响
稻谷减产
导致
与社会的联系（教材P23)
课堂检测
1.有丝分裂和减数分裂都有细胞周期(　　)
2.同源染色体携带的遗传信息一定相同(　　)
3.同源染色体的片段互换发生在姐妹染色单体之间(　　)
4.哺乳动物精子形成时，在减数分裂Ⅰ过程中均存在四分体(　　)
5.有丝分裂的前期不存在同源染色体(　　)
6.减数分裂Ⅰ中，着丝粒分裂导致染色体数目加倍(　　)
×
×
×
×
×
×
A： 、B： 、C： 、
D： 。
请写出下列各细胞的名称：
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
次级精母细胞或极体
课堂检测
1.如图表示某种生物正在进行分裂的细胞，下列说法正确的是
A.该细胞是次级精母细胞，处于减数分裂Ⅱ后期
B.该细胞含有2对同源染色体，8个核DNA分子，4条染色体
C.该细胞正在进行同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合
D.该细胞将来形成两个子细胞，其中仅一个具有生殖能力
√
2.下列有关精子和卵细胞形成的说法，正确的是
A.两者形成过程中都出现联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色
体自由组合的现象
B.两者形成过程中都有染色体的复制和均分，两者所含遗传物质均是正
常体细胞的一半
C.精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需要变形，卵细胞不需要
变形，其余完全相同
D.形成100个受精卵，至少需要100个精原细胞和100个卵原细胞
√
课堂检测
实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.观察目的：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解
2.选材要求：①细胞内染色体数量较少
②选择雄性个体的生殖器官进行取材观察
【思考】蝗虫的体细胞中染色体数是2N，精巢制作的装片中细胞分裂图像可能观察到多少条染色体？
在动物材料中，蝗虫是比较好的观察减数分裂的材料，是由于蝗虫的染色体数目较少(雄性2n＝23，XO；雌性2n＝24，XX)，染色体较大，因此易于观察和计数
N、2N、4N
实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
为什么选用雄性生殖器官作为减数分裂的观察材料？
①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（雌性一次产生的配子少）
②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了第二次减数分裂）
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
实验结果
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末期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ中期
蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片（放大640倍）
实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
习题检测
1.人们通过比较同一时刻同一生物不同细胞的染色体特点，来推测一个细胞在有丝分裂不同时期的染色体变化，这一做法能够成立的逻辑前提不包括（ ）
A.染色体可被碱性染料染成深色 B.同一生物的体细胞所含遗传物质相同
C.体细胞增值过程相同 D.各个细胞有丝分裂是独立进行的
A
2.为了观察减数分裂各时期的特点，实验材料选择最佳的是（ ）
①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊
③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
C
习题检测
3.某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下．下列叙述正确的是（　）
A.图甲中，同源染色体之间可能发生了交叉互换
B.图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同
C.图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂
D.图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
甲
乙
丙
丁
A
父亲体内的精原细胞，染色体相同，母亲体内的卵原细胞，染色体相同。同样的精（卵）原细胞，会产生不同的配子吗？
“一母生九子，九子各不同”
配子中染色体组合的多样性
1.提出问题：
AaBb
AAaaBBbb
Ab
Ab
aB
aB
AB
AB
ab
ab
AAbb
aaBB
AABB
aabb
或
复制
Aa代表一对同源染色体，Bb代表另一对同源染色体。
2.建立减数分裂中染色体变化的模型
配子中染色体组合的多样性
配子中染色体组合的多样性
①减数分裂Ⅰ后期：
同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
②减数分裂Ⅰ前期(四分体时期)：
同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换
2n种
大于2n种
3.配子中染色体组合的多样性
4.配子中染色体组合的多样性的意义
经过减数分裂产生的配子类型多样，增加了生物的变异，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。
规律总结：配子染色体类型的分析
①一个生物体
②一个
性原细胞
产生2n种配子
考虑交叉互换
产生大于2n种配子
一个卵原细胞
产生1种配子(1个)
一个精原细胞
不考虑交叉互换
没有交叉互换
存在交叉互换
产生2种配子(4个)
两两相同，两两互补
产生4种配子(4个)
规律总结：配子染色体类型的分析
自由组合1
汉水丑生侯伟作品
自由组合2
规律总结：配子染色体类型的分析
交叉互换
规律总结：配子染色体类型的分析
习题检测
1.若A和a、B和b、C和c分别代表三对同源染色体。下列哪一组精子表示来自同一个精原细胞（ ）
A．ABC abc Abc aBC B．Abc aBC aBC Abc
C．Abc abC Abc abC D．abC ABc aBc abC
B
2.一个基因组成为AaBb的卵原细胞（按自由组合规律遗传），假定产生了一个基因组成为AB的卵细胞，则随之产生的三个极体的基因组成应为（ ）
A.Ab、aB、ab B.AB、AB、AB
C.ab、ab、ab D.AB、ab、ab
D
习题检测
3.下图1表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中,该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是(　　)
图1
A.①与② B.①与③ C.②与③ D.②与④
C
1.定义：精子和卵细胞相互______、______成为受精卵的过程。
2.过程：
识别
融合
①精子的____进入卵细胞，_____留在外面。
②卵细胞的_______发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。
③精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，彼此的________会合在一起。
头部
尾部
细胞膜
染色体
受精作用
3.结果：受精卵中_________数目有恢复到体细胞中的数目，其中一半的_______来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
染色体
染色体
受精卵
染色体
来源
DNA
来源
一半来自父方(精子)
一半来自母方(卵细胞)
核DNA
质DNA
一半来自父方(精子)
一半来自母方(卵细胞)
全部来自母方(卵细胞)
受精作用
受精作用
4.减数分裂和受精作用的意义：
①子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
②对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，对于生物的遗传变异是十分重要。
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
受精作用
减数分裂染色体复制一次，连续分裂两次，则配子中含有本物种体细胞染色体数目一半的染色体，并且都是一整套非同源染色体的组合
四分体时期，非姐妹染色单体互换;减数分裂I非同源染色体的自由组合都导致配子中染色体组合的多样性
精卵结合使受精卵中的染色体数目恢复本物种体细胞中的染色体数目，前后代染色体数目恒定，生物的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性
精卵细胞的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性
小结
一、概念检测
1.大熊猫的体细胞有42条染色体，判断下列相关表述是否正确。
(1)一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，染色体数目一般都是21条。( )
(2)一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性。( )
√
√
2.假如蛙的15个初级卵母细胞和5个初级精母细胞都能正常分裂，并在最大限度内受精，则最多能形成的受精卵数目是( )
A.20 B.15 C.10 D.5
3.同种生物前后代的染色体数目是相同的，对此起决定作用的过程是( )
A.有丝分裂 B.有丝分裂和受精作用
C.减数分裂 D.减数分裂和受精作用
B
D
习题检测
1.正常人的体细胞中有23对染色体。有种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。
在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因，减数分裂I时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数分裂Ⅱ，就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞；
如果减数分裂I正常，减数分裂Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了两条13号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进入了同一个精子或卵细胞这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是两条。
习题检测
2.骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体，请问骡的体细胞中含有多少条染色体 骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的，而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗
骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马,31条来自驴。由于这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。
习题检测
有性生殖与配子
配子是生物进行有性生殖时产生的成熟生殖细胞，包括雌配子和雄配子。高等动物产生的雌配子通常称为卵，雄配子通常称为精子。在生物进化过程中，雄配子和雌配子是分别向着运动和贮存养料两个方向发展的。受精时，雌雄配子结合形成合子，又叫受精卵。这种产生配子并形成合子（受精卵)，再由合子发育成新个体的生殖方式叫有性生殖。
绝大多数高等生物都是通过有性生殖繁衍后代的。在有性生殖中，由遗传组成存在差异的两性配子结合成合子，使合子发生遗传物质的重组，从而使后代产生丰富的遗传变异，有利于提高后代生命力和对环境的适应能力。
生殖医学
生殖医学是一门新兴学科，涉及与生殖有关的诸多领域，如优生优育、不孕不育等。自1978年世界第一例“试管婴儿”在英国诞生以来，辅助生殖技术(ART)迅速发展。1988年，中国第一例“试管婴儿”于北京大学第三医院诞生。如今，全世界每年约1%~3%的新生儿是通过ART出生的。试管婴儿技术是先使精子和卵细胞在体外人工控制的环境中完成受精过程，待其发育至早期胚胎阶段后移植到女性子宫中，在子宫中孕育成胎儿。该技术已成为有效解决不孕不育问题的一个重要技术，为无数生育困难家庭带来福音。
目前生殖医学技术发展到建立冷冻胚胎库。在一个ART操作中，将部分或全部胚胎先进行冷冻保存，再对移植前的胚胎进行遗传诊断或筛查，评估后选择质量最好的胚胎进行移植。剩余的胚胎继续冷冻保存，用于后续移植过程。生殖医学工程实施不当也会带来不利影响，例如，选择胎儿性别的技术一旦被滥用，将导致男女比例失调等社会问题。

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