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第1节 减数分裂和受精作用
一种特殊的有丝分裂
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
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同源染色体中的一条组合而成的 。
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。
讨论
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
配子可能是通过减数分裂产生的，染色体的数目减少一半。
受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。
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。
讨论
2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想
如果配子的形成与体细胞增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样？
如果配子也是通过有丝分裂形成的，那么配子中的染色体数目和体细胞中的将是一致的。
植物细胞的有丝分裂
细胞周期：
分裂间期和分裂期
分裂间期
①DNA的复制
②蛋白质的合成
③细胞适度的生长
染色体的复制
前期：膜、仁消失现两体
中期：形定数晰赤道齐
后期：粒裂数增均两极
末期：两消两现建新壁
姐妹染色单体间期形成，前期出现，后期消失
有丝分裂
复制
子代细胞
亲代细胞
分裂（染色体平均分配）
意义：
保持亲代细胞和子代细胞遗传的稳定性
形成生殖细胞
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。
精子
卵细胞
受精卵
受精作用
细胞分裂
细胞分化
（92）
（46）
（46）
雄性个体
雌性个体
（46）
（46）
（92）
生殖细胞的形成不能通过有丝分裂的方式。
个体
魏斯曼
（A.Weismann，1834-1914）
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。
受精卵
有丝分裂
细胞分化
受精作用
精子
卵细胞
父亲
母亲
减数分裂
减数分裂
（46）
（46）
（23）
（23）
（46）
（46）
一、减数分裂的预测
雄性生殖器官（人和其他哺乳动物：睾丸；其他动物：精巢）
特定时期（如：雄性动物性成熟时）
精原细胞
精原细胞
精细胞
有丝分裂
减数分裂
二、精子的形成过程
1、场所：
2、时期：
间期
减数分裂
初级精母细胞
精原细胞
减数
分裂I
减数
分裂II
4个
精细胞
4个精子
复制
变形
3、精子的形成过程
在进行减数分裂前，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。这两次分裂分别称为减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。精细胞再经过变性，就形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
二、精子的形成过程
2个次级精母细胞
4、减数分裂前的间期（精原细胞）
二、精子的形成过程
体积增大
染色体复制
精原细胞
初级精母细胞
在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制（DNA复制及相关蛋白质的合成），成为初级精母细胞。
复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色体单体由同一个着丝粒连接。此时的染色体呈染色质丝的状态。
① 同源染色体
配对的两条染色体，性状和大小一般相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体判断标准：
标准1：减数分裂中能配对的两条染色体
标准2：性状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方的两条染色体。
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(1) 前 期
①同源染色体配对（联会）形成四分体
②四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
a与b′的关系？
同源染色体
非同源染色体
姐妹染色单体
同源染色体的非姐妹染色单体
A与B的关系？
A与C的关系？
a与a′的关系？
非同源染色体的非姐妹染色单体
a与c′的关系？
：不配对的染色体
(3)细胞中有 对同源染色体，它们分别是: 。
(4)哪几条是非同源染色体？
2
A和C、A和D、B和C、 B和D
A和B、C和D
(5)这个细胞中有 个四分体，它们是 。
⑴细胞中有 条染色体，它们分别是: 。
⑵细胞中有____条染色单体，它们分别是：__________________________。
4
A、B、C、D
a ,a’,b, b’,c ,c’,d, d’
8
2
A和B、C和D
② 联会及四分体
在减数分裂的过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
同源染色体
非同源染色体
1个四分体有____条染色体，____对同源染色体，_____条染色单体，_____个DNA分子。
2
1
4
4
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(1) 前 期
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(1) 前 期
③四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段
图2-3 染色体互换的照片（左）和示意图（右）
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(2) 中 期
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。
赤道齐
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(3) 后 期
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞两极移动。这样，细胞的每极只得到各对同源染色体中的一条
均两极
即：减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合
非同源染色体的自由组合
Ａ 　B
a　b
Ａ　b
a　B
第一种可能性
第二种可能性
A
a
B
b
在两组染色体到达细胞的两极后，细胞缢裂为2个子细胞,一个初级精母细胞就分裂成两个次级精母细胞。
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
(4) 末 期
细胞中无同源染色体，染色体数目减半。
前期
末期
后期
中期
5、减数第一次分裂（初级精母细胞）
二、精子的形成过程
在这次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
6、减数第二次分裂（次级精母细胞）
二、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
前期
末期
后期
中期
减数分裂II
精细胞
精子
变形
前乱中齐后两极
6、减数第二次分裂（次级精母细胞）
二、精子的形成过程
(1) 前 期
每条染色体含有两条染色单体，每个次级精母细胞中不含同源染色体。
非同源染色体散乱排布
6、减数第二次分裂（次级精母细胞）
二、精子的形成过程
(2) 中 期
染色体在纺锤丝的牵引下移动，每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央的一个平面上（赤道板）。
赤道齐
6、减数第二次分裂（次级精母细胞）
二、精子的形成过程
(3) 后 期
均两极
着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞两极移动，并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。
6、减数第二次分裂（次级精母细胞）
二、精子的形成过程
(4) 末 期
细胞膜向内凹陷，在减数分裂Ⅰ中形成的两个次级精母细胞，经过减数分裂Ⅱ，就形成了四个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精细胞中都含有数目减半的染色体。
减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
7、变形
二、精子的形成过程
变形不属于减数分裂的过程
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
精细胞的变形是指由精细胞变为精子的过程，
主要变化：①细胞核变成精子头部的主要部分；
②高尔基体发育为头部的顶体；
③中心体演变为精子的尾；
④线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。
变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
精细胞
精子
初级精母细胞
次级精母细胞
精原细胞
同源联会四分体
横队两列赤道齐
同源分离向两极
染色体数目减半
前乱中齐后两极
过程回顾
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
精细胞
精子
初级精母细胞
次级精母细胞
精原细胞
染色体的数目变化
DNA的数目变化
单体的数目变化
DNA：8→16
染色体：8
染色单体：0→16
染色体：8
DNA：16
染色单体：16
染色体：8
DNA：16
染色单体：16
染色体：8
DNA：16
染色单体：16
染色体：8→4
DNA：16→8
染色单体：16→8
染色体：4
DNA：8
染色单体：8
染色体：4
DNA：8
染色单体：8
染色体：4→8
DNA：8
染色单体：8→0
染色体：8→4
DNA：8→4
染色单体：0
染色体：4
DNA：4
染色单体：0
染色体
1个
精原细胞
1个
初级精母细胞
2个
次级精母细胞
间期
减Ⅰ
4个
精细胞
减Ⅱ
4个
精子
变形
复制
2n
2n
n
n→2n→n
DNA
2n
→4n
2n
2n→n
染色单体
0
→4n
2n
2n→0
8、减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体
染色单体
DNA
2N
2N
2N
2N
2N
→
N
N
N
2N
→
N
2N
→
N
0
→
4N
4N
4N
4N
4N
→
2N
2N
2N
0
→
2N
0
2N
→
4N
4N
4N
4N
4N
→
2N
2N
2N
2N
2N
→
N
二、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有
不分裂
分裂
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会；
2n→n(减半)
2n→4n→2n
0→4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
②四分体中非姐妹染色单体
发生互换；
③同源染色体分离，
非同源染色体自由组合
1.减数第一次分裂的主要特点是_______________；
减数第二次分裂的主要特点是__________________
______________________________。
同源染色体分离
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
2.染色体复制发生在:_________________
3.同源染色体的联会发生在:________________
4.同源染色体分离发生在:_________________
5.染色体数目减半发生在:____________________
6. DNA数目减半发生在:______________________
_____________________
7.减数分裂Ⅱ与有丝分裂相似，但不同的是减数分裂Ⅱ中不存在_______________。
减数分裂Ⅰ前的间期
减数分裂Ⅰ的前期
减数分裂Ⅰ的后期
减数分裂Ⅰ完成时
染色体数目减半的原因是__________________,
与该过程同时进行的是_____________________
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
和减数分裂Ⅱ完成时
减数分裂Ⅰ完成时
同源染色体
根据减数分裂过程染色体行为变化, 回答下列过程各发生的时期:
/减数分裂Ⅰ的末期结束时
9、小结
三、卵细胞的形成过程
1. 场所:
人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。
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发育为卵细胞。
（原始生
殖细胞）
（成熟生殖细胞）
1个
卵原细胞
1个
初级卵母细胞
1个次级卵母细胞和1个极体
间期
减数分裂Ⅰ
1个卵细胞和3个极体
减数分裂Ⅱ
复制
三、卵细胞的形成过程
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
卵细胞
第一极体
第二极体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
不久，三个极体就退化消失。
三、卵细胞的形成过程
2. 过程
细胞质发生不均等分裂
不均等分裂
均等分裂
三、卵细胞的形成过程
3. 与精子形成过程的区别
四、减数分裂
1. 概念
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。
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。
精(卵)原细胞
初级精(卵)原细胞
次级精(卵)原细胞
精(卵)细胞(或极体)
图2-6 减数分裂示意图
四、减数分裂
2. 概念解析
(1)范围:
(2)时期:
(3)特点:
(4)结果:
进行有性生殖的生物
从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。
精原细胞→精细胞，卵原细胞→卵细胞。
染色体只复制一次，而细胞分裂两次
成熟生殖细胞（配子/精子和卵子）中染色体数是原始生殖细胞（精原/卵原细胞）的一半
对比 精子的形成 卵细胞的形成
相同点 子细胞数
子细胞染色体数目 染色体行为 不同点 形成部位
是否变形
细胞质是否均等分配
形成的生殖细胞数
4个
4个
染色体复制一次，细胞分裂两次，
子细胞中染色体数目都是体细胞的一半；
各个时期染色体行为均一致；
睾丸（精巢）
卵巢
变形
不变形
细胞质均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂，极体是均等分裂
1个精原细胞形成4个精子
1个卵原细胞形成1个卵细胞（3个极体退化）
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。例如，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。
吸烟会影响男性精子的数量和质量，这方面也有不少研究，感兴趣的同学可以搜集这方面的资料。

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