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(共33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
生物学必修2
遗传与进化（人教版）
第3课时 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、
建立减数分裂中染色体变化的模型
导入新课
植物细胞有丝分裂的过程
导入新课
洋葱根尖分生区细胞有丝分裂图像
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
一、目的要求
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。
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
二、实验材料的选择
雄蝗虫2n=23，雌蝗虫2n=24，且染色体较大，便于观察。雄蝗虫配子产生的过程是连续的，在同一装片上可以同时观察到减数分裂的各个时期以及精子的形成过程。
在某个时间内，雌蝗虫卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限，观察到减数分裂各时期的细胞数目较少，且雌配子减数分裂不是连续的，所以一般不使用雌蝗虫卵母细胞作材料。
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
三、方法步骤
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.减数分裂Ⅰ
(1)减数分裂Ⅰ前期：分散的染色体缩短变粗并两两配对。
(2)减数分裂Ⅰ中期：染色体边缘光滑，进一步缩短变粗，同源染色体以四分体为单位排列在赤道板上。
(3)减数分裂Ⅰ后期：染色体距离较远，由纺锤丝牵引遥遥相对。染色体呈各种构象，如“丁”字形、“V”形或棒状等。
(4)减数分裂Ⅰ末期：染色体数目减半，到达两极的染色体开始聚集。
减数分裂各时期染色体的特点：
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
2.减数分裂Ⅱ
(1)减数分裂Ⅱ前期：染色体逐渐分散缩短,两条姐妹染色单体彼此排斥。
(2)减数分裂Ⅱ中期：染色体着丝粒排列在赤道板上。
(3)减数分裂Ⅱ后期：姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极。
(4)减数分裂Ⅱ末期：到达两极的染色体分别进入两个子细胞,两个子细胞中的染色体数目与初级精母细胞的相比减少了一半,染色体聚集并解螺旋化。
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
四、观察结果
各小组保存视野中细胞图像，并说出它们所处的时期及特点。
1.为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
2.视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的染色体形态吗？
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
提示：蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
提示：细胞已被杀死固定，不可能动态变化，但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
3.你是通过比较同一种生物同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
提示：同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程相同，同一时刻不同细胞可能处于不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
4.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？出现例外时会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
提示: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两极而是集中到一个次级精(卵)母细胞中，那么再经过减数分裂Ⅱ产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条、几条或少一条、几条。再如减数分裂过程中，染色体已移向细胞两极，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。如果出现上述现象，受精卵中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，该个体的性状也会是异常的。
5.本实验宜选用雄性个体生殖器官，而不选用雌性个体生殖器官，其原因是什么？
环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
提示：①雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞的数量。②在大多数动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才会继续完成减数分裂Ⅱ。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
1.减数分裂分为哪几个时期？
2.各时期的典型特征是什么？
3.细胞中有2对同源染色体时，产生的子细胞中的染色体有几种组合方式？
4.模拟四分体时期非姐妹染色单体间的互换时，产生的子细胞中的染色体组合方式又有何不同？
5.减数分裂产生多种配子的原因有哪些？
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
一、目的要求
1.加深对减数分裂过程及其特点的认识。
2.理解配子中染色体组合的多样性。
3.领悟减数分裂的意义。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
二、材料用具
较大的白纸,铅笔或彩笔,适于制作染色体的材料(如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等)。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
三、方法步骤
1.模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
(1)用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色分别制作两条大小不同的染色体,每条染色体由两条染色单体组成。两种颜色分别代表来自父方和母方。
(2)在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所制作的四条染色体。画出中心体和纺锤体。
(3)将染色体放在画好的细胞内,让长度相同、颜色不同的两条染色体配对,使着丝粒靠近。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
(4)将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。
(5)双手分别抓住并移动染色体的着丝粒,使两种颜色的染色体分离,分别移向细胞的两极。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
(6)在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓,并画出中心体和纺锤体。将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。
(7)将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。
(8)平均分开每条染色体上连接染色单体的小块橡皮泥——相当于着丝粒分离,再将染色体分别拉向细胞的两极。
(9)在两极有染色体的部分画出细胞轮廓,代表新细胞生成。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
2.模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
(1)当细胞只有一对同源染色体时,不发生非同源染色体的自由组合,只有同源染色体分离。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
(2)模拟细胞中有两对同源染色体的情况。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
(3)模拟细胞中有三对同源染色体的情况。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
总结规律(以两对同源染色体为例):
①一个精原细胞经过减数分裂产生4个精细胞,2种类型。
②一个卵原细胞经过减数分裂产生1个卵细胞和3个极体,卵细胞只有1种类型。
③一个个体产生的配子种类为2n种(n 是同源染色体的数目)。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
3.模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
设某种生物体细胞中有n对同源染色体。若有染色体互换,且每对同源染色体均发生一次互换,则:
(1)该原始生殖细胞可能产生几种配子 实际上经减数分裂能产生几种配子
(2)该生物体可能产生几种配子 实际上经减数分裂能产生几种配子
提示:4n种。4或1种。
提示:4n种。4n种。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
配子染色体类型的分析
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
拓展应用
正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“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。
环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型
1.在“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动中,先制作4个蓝色(2个5 cm、2个8 cm)和4个红色(2个5 cm、2个8 cm)的橡皮泥条,再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程,下列叙述错误的是 ( )
A.将2个5 cm的蓝色橡皮泥条扎在一起,模拟1个已经复制的染色体
B.将4个8 cm 的橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排,模拟1对同源染色体的配对
C.模拟减数分裂Ⅰ后期时,细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
D.模拟减数分裂Ⅱ后期时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
课堂练习
C
2.下列关于观察细胞的减数分裂实验的说法,正确的是 ( )
A.可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程
B.用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体分离现象
C.必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子
D.用蝗虫的精巢做实验,视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞
D
课堂练习
3.如图为某生物一个细胞的分裂图像,着丝粒均在染色体端部,图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是 ( )
A.图中细胞处于减数分裂Ⅰ前期
B.图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C.染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D.染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
AC
课堂练习
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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
生物学必修2
遗传与进化（人教版）
第1课时 精子的形成过程
导入新课（情境导入）
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。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
导入新课（情境导入）
与孟德尔同时代的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。这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。
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,叫作减数分裂。
导入新课（科学史导入）
资料1 1883年,比利时的细胞学家贝内登观察到蛔虫配子中的染色体数目只有体细胞中的一半,而在受精过程中,受精卵从卵细胞和精子中获得相同数目的染色体,结果,生物在代代相传中保持比较恒定的染色体数目。
导入新课（科学史导入）
资料2 1887年,魏斯曼系统地总结了前人及自己实验室对极体的研究结果:虽然极体与卵细胞比起来,在大小上差别甚大,但实质上它们和卵细胞一样,是卵母细胞分裂的结果。卵母细胞成熟形成极体的意义,就在于使卵细胞中的染色体数目减半。同时魏斯曼推论,在精子形成的过程中存在着同样的过程,这是关于减数分裂最早的预言。
魏斯曼预言:
①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。
②受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目得以恢复正常。
导入新课（假说—演绎法导入）
有丝分裂的意义:亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
导入新课（假说—演绎法导入）
假说：进行有性生殖的生物以有丝分裂的形式产生精子和卵细胞。
推理：如果人类以有丝分裂的形式产生精子和卵细胞,那么下一代的染色体数目为92,与事实不符,假说不成立。
结论：精子和卵细胞的形成不能通过有丝分裂的方式。
导入新课（假说—演绎法导入）
德国动物学家魏斯曼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，叫作减数分裂。
环节一：精子的形成过程（思路一）
一、精子形成的过程
1.人和其他哺乳动物的精子形成的具体场所是哪里
2.一个成年健康男子,每天大约可产生2亿个精子,也就是说,每天有很多个精原细胞进行减数分裂,那必然每天也有很多个精原细胞产生。精原细胞的增殖方式是什么
提示:睾丸。睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管,曲细精管中有大量的精原细胞。精原细胞是原始的雄性生殖细胞。
提示:精原细胞通过有丝分裂进行增殖。
环节一：精子的形成过程（思路一）
3.精原细胞与体细胞的染色体数目相同吗
4.减数分裂发生在生命的什么时期
提示:每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
提示:当雄性动物性成熟时,睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。
环节一：精子的形成过程（思路一）
精子形成的过程:
环节一：精子的形成过程（思路一）
根据你对细胞有丝分裂的认知,你认为减数分裂前是否存在间期
提示:减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,减数分裂前也存在间期。在间期,精原细胞完成染色体的复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成),复制后的每条染色体都含有2条姐妹染色单体,由一个着丝粒连接;完成中心体的复制;体积稍稍增大,成为初级精母细胞。
环节一：精子的形成过程（思路一）
观察教材中的哺乳动物精子的形成过程示意图,阅读教材相关内容,列表总结减数分裂各时期细胞形态结构和染色体行为、数目的变化。
分裂时期 细胞分裂图像 主要特征 细胞名称
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 ①同源染色体配对——联会,形成四分体
②同源染色体的非姐妹染色单体发生互换
③核膜消失,核仁解体,纺锤体出现
①各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
②每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上
①配对的两条同源染色体彼此分离,在纺锤丝的牵引下,分别移向细胞的两极
②每条染色体仍含有两条染色单体
①染色体解螺旋逐渐变为染色质
②核膜、核仁重新出现
③一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞
④次级精母细胞中染色体数目减半
初级
精母
细胞
分裂时期 细胞分裂图像 主要特征 细胞名称
减数分裂Ⅱ前期



减数分裂Ⅱ中期 减数分裂Ⅱ后期 减数分裂Ⅱ末期 核膜解体、核仁消失,纺锤体再次出现
在纺锤丝的牵引下,染色体的着丝粒排列在赤道板的位置上
①两条姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别移向细胞的两极
②染色体数目暂时加倍
①两个次级精母细胞分裂成四个精细胞
②每个精细胞中都含有数目减半的染色体
次级
精母
细胞
环节一：精子的形成过程（思路一）
二、概念辨析
阅读教材相关内容,初步了解同源染色体、联会、四分体、染色体互换等概念。
环节一：精子的形成过程（思路一）
图甲为精原细胞,图乙是初级精母细胞,图甲在减数分裂前的间期经过复制形成图乙。
环节一：精子的形成过程（思路一）
1.同源染色体与非同源染色体
同源染色体是指在减数分裂过程中进行配对的两条染色体,它们的形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。
非同源染色体是指在减数分裂过程中不进行配对的染色体,它们的形状和大小一般不同。
环节一：精子的形成过程（思路一）
观看图乙,试说出图中的同源染色体和非同源染色体。
提示:图中A与B、C与D为同源染色体，A与C、A与D、B与C、B与D为非同源染色体。
环节一：精子的形成过程（思路一）
2.染色体、染色单体
染色体数等于着丝粒数,有几个着丝粒就有几条染色体。试用字母表示细胞中的染色体。
A、B、C、D。
环节一：精子的形成过程（思路一）
染色单体是指在染色体复制之后、着丝粒分裂之前,同一着丝粒上连着的两条相同的单体。试说出图甲和图乙中的染色单体。
图甲中没有染色单体。图乙中a与a'为姐妹染色单体,b与b'为姐妹染色单体,c与c'为姐妹染色单体,d与d'为姐妹染色单体。
2.染色体、染色单体
环节一：精子的形成过程（思路一）
非姐妹染色单体是指不同着丝粒上的两条染色单体。试说出图乙中的非姐妹染色单体。
a与b、b'属于同源染色体上的非姐妹染色单体,a与c、c'、d、d'为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
2.染色体、染色单体
环节一：精子的形成过程（思路一）
3.染色体、染色单体和DNA的数目
观察图片,小组讨论,试分析图甲和图乙中染色体、染色单体、DNA的数目分别是多少。
图甲中,染色体、染色单体、DNA的数目分别是4、0、4。图乙中,染色体、染色单体、DNA的数目分别是4、8、8。
环节一：精子的形成过程（思路一）
4.联会和四分体
(1)联会:在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体:同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
环节一：精子的形成过程（思路一）
试说出图中的四分体。
图甲中没有四分体,图乙中A与B、C与D为四分体。
环节一：精子的形成过程（思路一）
试总结上述概念之间的数量关系。
提示:1个四分体→1对同源染色体→2条染色体→4条染色单体→4个DNA分子。
含
含
含
含
环节一：精子的形成过程（思路一）
5.染色体互换
(1)概念:减数分裂Ⅰ前期,四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段的现象。
环节一：精子的形成过程（思路一）
(2)时期:减数分裂Ⅰ前期。
(3)范围:四分体中的非姐妹染色单体之间。
(4)结果:姐妹染色单体出现不同。
(5)意义:进一步丰富了配子的类型,增强了有性生殖生物的变异性。
环节一：精子的形成过程（思路一）
三、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的区别
列表分析减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的区别。
环节一：精子的形成过程（思路一）
对精子的形成过程汇总:
口诀:减一分同源,减二分姐妹。
环节一：精子的形成过程（思路二）
高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的,睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管,曲细精管中有大量精原细胞。
精原细胞是原始的雄性生殖细胞,通过有丝分裂进行增殖,每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
环节一：精子的形成过程（思路二）
与有丝分裂一样,减数分裂前也有一个间期, 减数分裂前的间期不属于减数分裂的过程。
环节一：精子的形成过程（思路二）
1.同源染色体:指减数分裂过程中两两配对的染色体。
(1)同源染色体的形状、大小一般都相同,即着丝粒所处的位置和染色体臂的长短一般都相同。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父方、一条来自母方。
(3)在减数分裂Ⅰ前期,能两两配对(联会)。
环节一：精子的形成过程（思路二）
2.姐妹染色单体: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状、大小上都相同。
3.四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。
环节一：精子的形成过程（思路二）
同源染色体、姐妹染色单体、四分体之间的关系:
(1)1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条姐妹染色单体。
(2)四分体数=同源染色体对数。
环节一：精子的形成过程（思路二）
如图表示细胞分裂某时期的图像(图中A、B、C、D表示染色体，a、a'、b、b'、c、c'、d、d'表示染色单体)。据图回答问题。
(1)图示染色体中哪些是同源染色体 哪些是非同源染色体
提示: A和B是一对同源染色体，C和D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有:A和C，A和D，B和C，B和D。
环节一：精子的形成过程（思路二）
(2)四分体、染色体、染色单体和DNA分子之间的数量关系是怎样的 乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)
提示:1个四分体=2条染色体=4条染色单体，含有4个DNA分子。
乙图中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
如图表示细胞分裂某时期的图像(图中A、B、C、D表示染色体，a、a'、b、b'、c、c'、d、d'表示染色单体)。据图回答问题。
环节一：精子的形成过程（思路二）
(3)甲图中有染色单体吗 乙图中的a、a'是什么关系 a、b是什么关系 a、c是什么关系
提示:甲图中没有染色单体。乙图中的a、a′是姐妹染色单体；a、b是同源染色体中的非姐妹染色单体；a、c是非同源染色体的非姐妹染色单体。
如图表示细胞分裂某时期的图像(图中A、B、C、D表示染色体，a、a'、b、b'、c、c'、d、d'表示染色单体)。据图回答问题。
环节一：精子的形成过程（思路二）
以精子的形成为例,构建减数分裂Ⅰ模型。
具体要求:阅读教材相关内容,以含有两对同源染色体的精原细胞为例,用两种颜色的笔模拟画出间期和减数分裂Ⅰ过程中染色体的行为变化,并进行解读。
环节一：精子的形成过程（思路二）
环节一：精子的形成过程（思路二）
(1)减数分裂前的间期:DNA复制和相关蛋白质合成,细胞体积增大,中心体复制。
(2)减数分裂Ⅰ过程
前期Ⅰ: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之间的相应片段可发生互换。
环节一：精子的形成过程（思路二）
中期Ⅰ:联会的同源染色体排列在赤道板两侧。
环节一：精子的形成过程（思路二）
后期Ⅰ:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞的两极。
环节一：精子的形成过程（思路二）
末期Ⅰ: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。
环节一：精子的形成过程（思路二）
以精子的形成为例,构建减数分裂Ⅱ模型。
具体要求:阅读教材相关内容,以含有两对同源染色体的精原细胞为例,模拟画出减数分裂Ⅱ过程中染色体的行为变化,并写出每个时期的特征。
环节一：精子的形成过程（思路二）
环节一：精子的形成过程（思路二）
前期Ⅱ: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。
环节一：精子的形成过程（思路二）
中期Ⅱ:非同源染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。
环节一：精子的形成过程（思路二）
后期Ⅱ:着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下,分别移向两极。此时,染色体数目暂时加倍。
环节一：精子的形成过程（思路二）
末期Ⅱ:每个次级精母细胞形成两个精细胞,染色体数目是体细胞染色体数目的一半。
环节一：精子的形成过程（思路二）
精细胞变形,形成蝌蚪状的精子。精子分头部和尾部,头部含有细胞核,尾长,能够摆动。
环节一：精子的形成过程（思路二）
思考: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。怎样解释这一现象
提示: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,使精子具备游动能力;大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为受精作用提供了保证,是进化的结果。
环节二：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
1.以精子的形成为例，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程的比较(假设体细胞内染色体数为2N)
回顾精子形成的过程，列表比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的异同点。
环节二：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
环节二：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
2.减数分裂过程中细胞分裂图像的鉴别
环节二：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
三看识别法
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
根据染色体、染色单体、DNA三者之间的关系，分析减数分裂前的间期及减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA数量的变化。
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
(1)染色体数目变化及原因
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
(2)染色单体数目变化及原因
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
(3)DNA数目变化及原因
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
在明确三种物质数量变化的原因后，整理、修订你的数据，绘制曲线，构建减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA数量的变化模型。
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
(1)曲线图
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
(2)柱状图
1.下列关于减数分裂的叙述,正确的是 ( )
①减数分裂包括两次连续的分裂 ②在次级精母细胞中存在同源染色体 ③着丝粒在减数分裂Ⅰ后期一分为二 ④减数分裂的结果是染色体数目减半,DNA 数目不变 ⑤同源染色体分离,导致染色体数目减半 ⑥配对后染色体复制,形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ的末期
A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.⑥⑦
课堂练习
C
2.下图是某种生物的精细胞，根据图中染色体类型和数目判断，来自同一个次级精母细胞的是 ( )
A.①③
B.②⑤
C.③④
D.①④
D
课堂练习
3.如图为某雄性动物的某种细胞分裂时，染色体、染色单体和核DNA分子在四个不同阶段(甲、乙、丙、丁)的数量关系，下列描述对图中信息的解释正确的是 ( )
A.该细胞正处于有丝分裂过程中
B.丙阶段的细胞为次级精母细胞
C.甲~丁中染色体的数量比是
2∶2∶2∶1
D.乙阶段染色单体数为4n 是因为着丝粒分裂
B
课堂练习
4.如图是某高等雄性动物的细胞正在
进行细胞分裂(不考虑互换),请据图
回答:
(1)该细胞正在进行______分裂。
(2)该细胞中有______对同源染色体，有______条染色单体、______个四分体。
减数
课堂练习
2
8
2
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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
生物学必修2
遗传与进化（人教版）
第2课时 卵细胞的形成过程
导入新课
导入新课
卵细胞是不是也有与精子形成相似的过程呢？
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
环节一：卵细胞的形成过程（思路一）
环节一：卵细胞的形成过程
①根据视频说出下列细胞的名称。
②在图中划分出间期、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。
③说出间期、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的主要特征。
卵原细胞
初级卵母细胞
第一极体
次级卵母细胞
第二极体
卵细胞
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
环节一：卵细胞的形成过程
1.卵细胞的形成场所——卵巢(人和其他哺乳动物)
环节一：卵细胞的形成过程
2.卵细胞的形成过程
环节一：卵细胞的形成过程（思路二）
1.卵细胞形成的场所：卵巢。
2.卵细胞形成的过程
环节一：卵细胞的形成过程
卵细胞形成过程中为何会存在不均等分裂现象？
提示：保证最终形成的卵细胞中储存丰富的营养，以供早期胚胎发育。
环节一：卵细胞的形成过程
3.结果：一个卵原细胞经过减数分裂，形成一个卵细胞(生殖细胞)和三个极体，三个极体最终都退化消失。
环节二：精子与卵细胞形成过程的比较
根据教材中的哺乳动物精子的形成过程示意图和哺乳动物卵细胞的形成过程示意图，归纳精子和卵细胞的形成过程。
环节二：精子与卵细胞形成过程的比较
环节二：精子与卵细胞形成过程的比较
列表对比精子和卵细胞的形成过程的异同，说出区分它们分裂图像的方法。
环节二：精子与卵细胞形成过程的比较
1.精子和卵细胞的形成过程的异同点(以人和其他哺乳动物为例)
项目 精子的形成 卵细胞的形成
不同点 产生部位
原始生殖细胞
是否变形
细胞质分裂是否均等
结果
相同点 睾丸
卵巢
精原细胞
卵原细胞
是
否
是
减数分裂Ⅰ不均等分裂；减数分裂Ⅱ次级卵母细胞也不均等分裂，第一极体均等分裂
一个精原细胞经过减数分裂产生四个精子
一个卵原细胞经过减数分裂，产生一个卵细胞和三个极体
染色体的行为变化相同
环节二：精子与卵细胞形成过程的比较
2.比较精子和卵细胞的形成过程分裂图像
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
1.减数分裂的概念
减数分裂：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。
范围
时期
特点
结果
场所：植物的花药、子房，动物的睾丸、卵巢
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
注意：
①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。
②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。
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
2.配子中染色体组合的多样性
有性生殖的真核生物在繁衍过程中，都会表现出遗传的多样性。试从配子形成的角度进行分析。
减数分裂导致配子多样性：
①减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体自由组合
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
减数分裂导致配子多样性：
②减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体互换
根据减数分裂过程中染色体行为的变化规律，小组合作探究减数分裂是如何导致配子多样性的。
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
不考虑染色体片段的交换，只考虑减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，根据减数分裂的特点，回答以下问题。
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
①1个有n对同源染色体的精原细胞可以产生几种精子？
②1个有n对同源染色体的雄性个体可以产生几种精子？
③1个有n对同源染色体的卵原细胞可以产生几种卵细胞？
④1个有n对同源染色体的雌性个体可以产生几种卵细胞？
2种。
2n种。
1种。
2n种。
注意：生物实际上能产生的配子的种类、数量非常大，并不是只有2n种。
不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。
环节三：减数分裂与配子中染色体组合的多样性
3.与社会的联系
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。
吸烟影响男性精子的数量和质量。
分享搜集到的有关吸烟影响男性精子的数量和质量的资料。
核心总结
1.果蝇的体细胞有四对染色体，它的一个卵细胞的染色体组成应是 ( )
A.3对常染色体+XY
B.3条常染色体+X
C.3对常染色体+XX
D.3条常染色体+Y
课堂练习
B
2.如图为某生物细胞处于不同分裂时期的示意图，下列叙述正确的是 ( )
A.甲、乙、丙中同源染色体都为2对
B.卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C.即将出现同源染色体分离的是乙细胞
D.丙的子细胞是精细胞或极体
C
课堂练习
3.某生物的染色体组成如图所示，则它产生的配子的种类及它的一个精原细胞产生的精子的种类分别是(不考虑基因突变和交叉互换) ( )
A.2种和2种
B.4种和4种
C.8种和4种
D.8种和2种
D
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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
生物学必修2
遗传与进化（人教版）
第4课时 受精作用
导入新课
由两性生殖细胞结合形成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式属于有性生殖。
导入新课
受精作用是如何发生的 有性生殖的生物发生减数分裂和受精作用的意义是什么 为什么有性生殖的生物后代有更大的变异性和更强的生活力呢
环节一：受精作用（思路一）
阅读教材，了解受精作用的概念、过程、实质和结果。
概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
过程:①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面;②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入;③精子的头部进入卵细胞后不久，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。
实质:精子细胞核与卵细胞细胞核融合。
结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，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)。
环节一：受精作用（思路一）
1.精子与卵细胞的识别是什么方式 体现了细胞膜的哪类功能 精子和卵细胞识别、融合的基础是什么
提示：精子与卵细胞接触识别，体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能。精子和卵细胞相互识别的基础是细胞膜上的糖蛋白；精子和卵细胞融合的基础是细胞膜具有流动性。
环节一：受精作用（思路一）
2.子代继承了双亲各半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗 卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，其意义是什么
提示：受精卵中核内DNA一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)；细胞质DNA几乎都来自卵细胞(母方)。卵细胞产生过程中，细胞质不均等分裂，使得卵细胞有较多的营养物质，以满足早期胚胎发育过程中对营养物质的需要。
环节一：受精作用（思路二）
过程:精子和卵细胞相互识别→精子头部进入卵细胞→卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入→精卵细胞核融合→受精卵。
环节一：受精作用（思路二）
受精作用的细胞学基础:
①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精子和卵细胞不识别，这也是生殖隔离形成的原因。
②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精子和卵细胞融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。
环节一：受精作用（思路二）
(1)已知小鼠有20对染色体，则雌鼠甲的卵细胞中含有几条染色体 其中同源染色体有几对 培养得到的卵生胚胎干细胞中有几组染色体
提示:雌鼠甲的卵细胞中含有20条染色体，其中同源染色体有0对。培养得到的卵生胚胎干细胞中有1组染色体(n)。
资料 2015年11月，我国科学家通过刺激雌鼠甲的卵细胞有丝分裂，培养了卵生胚胎干细胞，然后对该细胞进行改造，使这些细胞具备精子的功能，最后将这些细胞注入雌鼠乙的卵细胞，由此产生了一批具有两个“母亲”的小鼠。
环节一：受精作用（思路二）
(2)用上述方法繁殖出来的小鼠体内有多少条染色体 子代小鼠的性别是什么 为什么
提示:用上述方法繁殖出来的小鼠体内有40条染色体。子代小鼠的性别是雌性。因为雌鼠的性染色体组成为XX，甲为雌鼠，所产生的卵细胞只含X染色体，将雌鼠甲的卵细胞诱导的“精子”与雌鼠乙的卵细胞融合，所得子代都为雌性。
资料 2015年11月，我国科学家通过刺激雌鼠甲的卵细胞有丝分裂，培养了卵生胚胎干细胞，然后对该细胞进行改造，使这些细胞具备精子的功能，最后将这些细胞注入雌鼠乙的卵细胞，由此产生了一批具有两个“母亲”的小鼠。
环节一：受精作用（思路二）
环节二：减数分裂和受精作用的关系
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。
②通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质，而通过无性生殖只能继承单亲的遗传物质。
环节二：减数分裂和受精作用的关系
③在有性生殖过程中，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，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
环节二：减数分裂和受精作用的关系
思维训练
每一种生物在繁衍过程中，既保持了遗传的稳定性，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分析概括。
环节二：减数分裂和受精作用的关系
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
1.列表比较
回忆已学习的有丝分裂和减数分裂的相关知识，列表比较二者的不同点及相同点。
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点 细胞类型 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞
发生场所 有性生殖器官内 全身各处
细胞分裂次数 两次 一次
同源染色体行为 同源染色体有联会、互换、分离行为 同源染色体没有联会、互换、分离行为
非同源染色体行为 非同源染色体有自由组合行为 非同源染色体无自由组合行为
亲、子细胞染色体数目关系 子细胞染色体数目减半 亲、子细胞染色体数目相同
子细胞数目及类型 4个精子或1个卵细胞、3个极体 2个体细胞或2个原始生殖细胞
相同点 ①染色体都只复制一次； ②分裂过程中都出现纺锤体，都有核仁、核膜的消失与重现； ③都有着丝粒的分裂和姐妹染色单体分开现象
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
2.模式图比较
(1)前期
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
(2)中期
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
(3)后期
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
3.曲线图比较
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
方法归纳:
环节三：减数分裂和有丝分裂的比较
4.柱形图比较
有丝分裂
减数分裂
核心总结
1.受精作用
核心总结
2.减数分裂和受精作用的意义
1.某细胞中染色体数为2N，在如图所示的图像中，属于该细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅱ后期的依次是 ( )
A.①② B.②③ C.④② D.③④
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C
2.进行有性生殖的生物的受精作用是指 ( )
A.卵细胞和精子的产生过程
B.卵细胞和精子的相互识别过程
C.卵细胞和精子融合成体细胞的过程
D.卵细胞和精子相互识别、融合成受精卵的过程
D
课堂练习
3.减数分裂和受精作用对维持生物体前后代染色体数目的恒定有着重要意义。下列有关叙述正确的是 ( )
A.同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体数目一般是不同的
B.同一生物体在不同时刻产生的精子或卵细胞中染色体组成一般是相同的
C.受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合
D.受精作用形成的受精卵中遗传物质一半来自父方，另一半来自母方
C
课堂练习
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