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(共54张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
一 、 减数分裂
本节聚焦：
1.减数分裂的含义是什么？
2.配子的形成为什么必须经过减数分裂？
3.减数分裂是怎样进行的？
作业要求：
每天大概花15分钟时间完成作业任务，先黑笔完成再红笔更改，课代表每天晚上7点40分检查，记录不完成同学的名单，不完成作业（抄答案应付）达到三次老师将会监督完成为止。
末期
两消两现重开始
后期
粒裂数增均两移
形定数晰赤道齐
中期
前期
膜仁消失现两体
有丝分裂前的间期
完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
【回顾】有丝分裂细胞细胞增殖过程的特点：(以植物细胞为例）
2N
4N
前期
中期
后期
末期
染色体的变化
DNA的变化
间 期
回顾：有丝分裂细胞周期中核DNA、染色体的数目变化
(设：正常体细胞内核DNA数和染色体数均为2N)
DNA、染色体的数目不变，保持了亲子代细胞间遗传的稳定性。
假设父母的有性生殖细胞（精子和卵细胞）是通过有丝分裂产生的，那么我们（子代）体细胞中的染色体数是多少呢？
父亲
母亲
46条
精原细胞
46条
卵原细胞
有丝分裂
有丝分裂
46条
精子
46条
卵细胞
92条
结合后的受精卵
结论：
有性生殖细胞（精子、卵细胞）的产生不是以有丝分裂的方式进行的。
精子
卵细胞
46条
精原细胞
46条
卵原细胞
减数分裂
减数分裂
23条
23条
46条
受精卵
结论：有性生殖细胞的产生必须经过特殊分裂，使染色体数目减半。
男性个体
女性个体
问题：有性生殖细胞（精子和卵细胞）经过何种分裂产生的呢？其中的染色体数目是多少呢？
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。
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— —减数分裂。
进行有性生殖的生物
原始生殖细胞→ 成熟生殖细胞
染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次
1、对象:
2、场所：
3、时期:
4、特点:
5、结果:
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减少一半
（精原细胞、卵原细胞）
（精子、卵细胞）
睾丸、卵巢
一、减数分裂
染色体的数目是随意减少一半的吗？
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。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
1.相比较于体细胞的染色体，配子的染色体有什么特点？
问题探讨
①配子中的染色体数目是体细胞中的一半；
②配子的染色体是由体细胞的每对染色体中的一条组合而成的。
♀
♂
4对8条
4条
同源染色体
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。
【知识链接】
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男
女
Ⅱ
Ⅲ
X
X
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Y
X
Ⅳ
乙
1个四分体 = 对同源染色体
= 条染色体
= 条染色单体
= 个DNA分子
四分体
1
2
4
4
甲
四分体
▲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，叫四分体。
1.此细胞中有 条染色体,有 条染色单体。
2.此细胞中有 对同源染色体，
它们是 ，
是非同源染色体。
3.此细胞中________________________________是姐妹
染色单体。做出判断的依据是_________________________________；
4.这个细胞中有 个四分体。
4
8
2
A和B、C和D
AC、AD、BC、BD
2
【练习】据图回答下列问题：
a和a′、b和b′、c和c′、d和d′
由同一个着丝粒相连在一起
判断是否有同源染色体，应同时满足3个条件：
①大小（长度）——相同
②形状（着丝点位置）——相同
③来源（颜色）——不同
属于同源染色体
例2：下列几组染色体中，属于一对同源染色体的是（ ）
A B C D E
DE
有性生殖器官内，如睾丸
1.形成部位：
精原细胞
（原始雄性生殖细胞）
精子
精原细胞
有丝分裂
精细胞
减数分裂
精子
变形
（一）精子的形成
减数分裂Ⅰ
同源染色体成对排列在赤道板两侧
（四分体时期）
初级精母细胞
精原细胞
减数分裂前的间期
（染色体复制）
前期
后期
后期
中期
同源染色体分离（非同源染色体自由组合），移向细胞两极
同源染色体配对——联会
四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换
四分体中的非姐妹染色单体间发生缠绕，并交换部分片段。
▲染色体互换：
染色体互换
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ
初级精母细胞
染色体散乱分布
染色体着丝粒排列在赤道板上
染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开
前期
后期
中期
精细胞
精子
(无同源染色体）
精原细胞
次级精母细胞
精细胞
初级精母细胞
精子
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
间期
（染色体复制）
前期
后期
后期
中期
前期
中期
后期
（1个）
（4个两种）
（4个两种）
（1个）
（2个）
变形
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
【问题探讨】
同源染色体一般形态、大小相同，减数分裂过程中可以发生联会。减数分裂过程中能够联会是同源染色体最关键的特征，因此X、Y染色体虽然大小、形态不同，但减数分裂过程中发生了联会，因此它们也是同源染色体。
一般来说，XY染色体的同源序列部分才能发生联会，非同源序列部分不发生联会。
田鼠XY染色体的联会
【知识链接】
前期 中期 后期
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
同源染色体
染色体
染色体
描述对象
(不存在同源染色体)
二、卵细胞形成的过程
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡，在卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。
1.形成场所：
卵巢、雌蕊
不同点：
1.初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂。
2.形成生殖细胞数目不同。
3.卵细胞的形成不需要变形。
不均等分裂
不均等分裂
均等分裂
极体
前期
后期
后期
中期
前期
中期
后期
减数分裂前的间期
（染色体复制）
（3个,退化消失）
（1个）
（1个）
（1个）
（1个）
（1个）
2.卵细胞形成的过程
次级卵母细胞
次级精母细胞
初级卵母细胞
初级精母细胞
说出下列细胞的名字：
或 极体
减数分裂的概念： P22
进行有性生殖的生物
产生成熟生殖细胞时
染色体只复制一次，而细胞分裂两次。
对象:
时期:
特点:
结果:
成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细胞中的染色体数目减少一半。
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数目减半的细胞分裂。在减数分裂前，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少了一半。
让我们一起来画图：
模拟减数分裂四分体时期
非姐妹染色单体间的互换
结论：减数分裂I前期同源染色体非姐妹染色单体间的互换导致配子多样性。
同为同一次，
补为同一初（原）
【典例】下图一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染色体互换，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 (　　)
A．①②；③④ B．①③
C．①④；②③ D．②④
C
【典例】下图是某生物的精细胞，根据图中的染色体类型和数目与甲来自同一个精原细胞的是 。
②④⑤
甲 ① ② ③ ④ ⑤
3.如果精原细胞有3对同源染色体,A和a、B和b、C和c,下列精子来自同一个精原细胞的是 (　　)
A.aBc、AbC、aBc、AbC
B.AbC、aBC、Abc、abc
C.AbC、Abc、abc、ABC
D.abC、abc、aBc、ABC
A
4N
2N
N
前 中 后 末
前 中 后 末
间期　 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
三、减数分裂过程中核DNA、染色体及染色单体的数目变化
设：体细胞中的染色体数目为2N。
性原细胞 初级性母细胞 次级性母细胞 性细胞
核DNA
染色体
染色单体
0
DNA/染色体数
时期
减数分裂的过程中，染色体数目减半，发生在减数第一次分裂。
减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化：
细胞分裂，DNA/染色体
平均分配到两个子细胞
着丝粒分裂
DNA复制
DNA
染色体
柱形图
间期(G1)
减数分裂Ⅰ前、中、后
减数分裂Ⅱ前、中
减数分裂Ⅱ后
性原细胞
初级
性母细胞
次级
性母细胞
性细胞
减数分裂
减数分裂
有丝分裂
1.曲线变化
减数分裂 vs 有丝分裂
a b c d e f g h i j k l m n
DNA含量
前 中 后 末
间期
间期
减数分裂
有丝分裂
受精作用
有丝分裂
减数分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
前 中 后 末
前 中 后 末
F
着丝粒分裂
有丝分裂 前、中
有丝分裂后、末
减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前中
减数分裂Ⅱ后、末
（有丝后、减数分裂Ⅱ后的开始）
有丝分裂 / 减数分裂
2
1
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
有丝分裂
二 受精作用
本节聚焦：
1.配子中染色体的组合为什么是多种多样的？
2.什么是受精作用？
3.受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？
第1节 减数分裂和受精作用
1.概念：
2.过程：
3.结果：
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面;
②卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
③精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，彼此的染色体合在一起。
受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
一、受精作用
受精作用的实质
拓展：
判断：
1.受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。（ ）
2.受精卵中的DNA一半来自父方，一半来自母方。（ ）
3.受精卵的核DNA一半来自父方，一半来自母方。（ ）
受精卵中遗传物质的来源：
①细胞核DNA：
②细胞质DNA：
一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)
几乎全来自卵细胞(母方)
√
√
×
——母系遗传
二、配子中染色体组合的多样性
父亲体内所有的精原细胞，其染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。可是，“一母生九子，九子各不同。”同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？
或
减数分裂Ⅰ
后期
2种
4个
2种
4个
A B
a b
A b
a B
AB
AB
ab
ab
Ab
Ab
aB
aB
特点：同源染色体分离，
非同源染色体自由组合
配子多样性的原因：
①减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合
不发生染色体互换时
发生染色体互换时
4个2种
4个4种
②减数分裂Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
n对 同源染色体 生物体可以产生配子种类 一个精原细胞 产生精子种类 一个卵原细胞
产生卵细胞种类
不考虑染色体互换
考虑染色体互换
2n
2
1
大于2n
4
1
二、配子中染色体组合的多样性
原因：
①减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合
②减数分裂Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
特别注意：看清楚是“1个性原细胞”，还是“一个个体”。
三、减数分裂和受精作用的意义
① 和 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。
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，导致了不同配子遗传物质的差异，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。
总之，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。
同一双亲的后代呈现多样性的原因：
①减数分裂形成的配子具有多样性
②受精时，精子和卵细胞的随机结合
①
②
减数分裂
受精作用
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
配子种类繁多
雌雄配子结合后,染色体数
目恢复到体细胞染色体数目
雌雄配子随机结合
思维训练：
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。
同卵双生：
异卵双生：
+
卵细胞 精子
受精卵
个体1
个体2
+
卵细胞1 精子1
受精卵1
个体1
+
卵细胞2 精子2
受精卵2
个体2
实验目的：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。
选材要求：
①染色体数量少；
②宜选择雄性个体的生殖器官（睾丸、精巢或雄蕊）。
探究·实验： 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
染色体的形态、位置和数目
雄性产生配子的数量多，较多细胞在进行减数分裂。
实验原理：根据细胞中 的变化，识别减数分裂的各个时期。
b.减数分裂过程完整且连续
原因
先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
实验步骤：
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
注意：
观察到的是死细胞，需在显微镜下不同视野中寻找到各个时期的细胞。
实验结果：
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
课本P23
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Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ前期
减数分裂Ⅰ前
减数分裂Ⅱ后
减数分裂Ⅱ末
减数分裂Ⅰ后
减数分裂Ⅰ前的间期
下列细胞是处于减数分裂的细胞，请判断处于什么时期？
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
①减数分裂Ⅰ后期:同源染色体不分离
减数分裂染色体行为异常情况
减数分裂Ⅰ异常，所有配子都不正常！！
A
a
B
b
减数第一次分裂
减数第二次分裂
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
②减数分裂Ⅱ后期:着丝粒分裂后形成的两条子染色体移向同一个细胞。
减数分裂Ⅱ异常，一半配子不正常！！
染色体复制
A
a
B
b

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