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(共42张PPT)
第1节减数分裂和受精作用
第二章 基因和染色体的关系
第二章
第一节减数分裂和受精作用
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？
4.受精作用发生的过程和意义是什么？
第1节
问题探讨
配子中染色体数目和体细胞中染色体数目有什么差异
仔细对比配子中的染色体和体细胞中的染色体，你能发现什么特点？
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
X
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Y
一、背景资料
魏斯曼的伟大预见：在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。
受精卵
2N
2N
2N
N
N
2N
精子
卵细胞
受精卵
新个体
受精
（减数分裂）
（有丝分裂）
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
X
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Y
体细胞
配子
（1）与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼从理论上预测：在卵细胞和精子形成过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。
（2）1883年 E.von Bennden 发现：蛔虫精子和卵细胞中的染色体数目只有体细胞中染色体数目的一半；而在受精过程中，受精卵从卵细胞和精子获得相同数目的染色体。
（3）1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂。
（4）1891年，科学家描述了形成精子和卵细胞减数分裂全过程。
一、背景资料
一、概念：形成有性生殖细胞的分裂方式
特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次
结果：成熟生殖细胞中的染色体数目减半
减数分裂
原始生殖细胞（性原细胞）
精原细胞
卵原细胞
生殖细胞（配子）
精子
卵细胞
减数分裂
时期：产生成熟生殖细胞时
对象：进行有性生殖的生物
二、减数分裂过程
（一）有性生殖器官（以人和其他哺乳动物为例）
雌性：卵巢
雄性：睾丸
（二）同源染色体
同源染色体：细胞中形状和大小一般相同；一个来自父方，一个来自母方的染色体，叫做同源染色体。
1.体细胞、原始生殖细胞、初级生殖母细胞中含有；
2.减数分裂过程中，出现配对——联会、四分体、相邻的非姐妹染色单体之间常发生部分交叉互换。
一对同源染色体
另一对同源染色体
四分体
交叉互换
（二）同源染色体
右图是减数分裂某时期的图像，请分析回答：
1.同源染色体和非同源染色体
(1)什么是同源染色体？图中的同源染色体有哪些？
答案　同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。
(2)图中的非同源染色体有哪些？
答案　图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。
2.联会和四分体
(1)什么是联会？有丝分裂中有联会现象吗？
答案　联会是指减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象；有丝分裂中没有联会现象。
（二）同源染色体
右图是减数分裂某时期的图像，请分析回答：
(2)什么是四分体？上图中有几个四分体？
答案　联会后的每对同源染色体含有四条染色单体叫做四分体；图中含有2个四分体。
(3)四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？
3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体
上图左边的四分体中：
(1)哪些是姐妹染色单体？哪些是非姐妹染色单体？
答案　同一着丝点连着的两条染色单体是姐妹染色单体，如图中的a和a′、b和b′，非姐妹染色单体如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′。
答案　1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
(2)交叉互换发生在哪些染色单体之间？
答案　交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间，如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′。
阅读教材，思考下列问题：
1.染色体复制时间
2.联会时染色体是否复制过
3.四分体的含义
4.在减数第一次分裂中染色体出现了
哪些特殊的行为？
5.同源染色体的分开在什么时间？
非同源染色体的自由组合在何时
6.染色单体的分开发生在什么时间
7.染色体数目减半是在什么时间
其根本原因是什么
复制
联会
同源染
色体分离
着丝点
分离
变形
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
精子的形成过程
精原干细胞
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
2n
2n
2n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
模拟题提示：
在教辅模拟题中精原干细胞通常叫成精原细胞。
（三）精子的形成过程（以体细胞中含两对同源染色体的高等动物为例）
阅读教材，思考下列问题：
1.染色体复制时间
2.联会时染色体是否复制过
3.四分体的含义
4.在减数第一次分裂中染色体出现了
哪些特殊的行为？
5.同源染色体的分开在什么时间？
非同源染色体的自由组合在何时
6.染色单体的分开发生在什么时间
7.染色体数目减半是在什么时间
其根本原因是什么
减数第一次分裂前的间期
复制过
联会的同源染色体含有4条染色单体
联会、四分体、交叉互换、同分非组
减一后期
减一后期
减二后期
减数第一次分裂
同源染色体分离
卵细胞的形成过程
联会形成四分体
减数第一次分裂，同源染色体分开
第一极体
减数第二次分裂，染色单体分开
生长复制
次级卵母细胞
初级卵母细胞
第二极体
(退化)
卵细胞
（四）卵细胞的形成过程
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
退化
总结一、精子和卵细胞的形成过程比较
精原细胞
精子
卵原细胞
卵细胞
精子形成 卵细胞形成
细胞质分裂
子细胞
是否变形
相同点 均等
不均等
4个精子细胞
1个卵细胞
3个极体
是
否
复制1次，分裂2次，染色体数目减半
总结一、精子和卵细胞的形成过程比较
减Ⅰ和减Ⅱ的区别
比较项目 减数第一次分裂 减数分裂第二次分裂
同源染色体
染色体数
同源染色体行为
中期分裂相
后期分裂相
有
无
体细胞相同
体细胞的一半
有联会,四分体
无
同源染色体排列在赤道板上
着丝点排列赤道板上
同源染色体分离
着丝点分离
时 期
染色体
DNA
2N
2N-4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
2N
2N
4N
2N
染色单体
0
0-4N
4N
4N
0
0
间 期
体细胞
前 期
中 期
后 期
末 期
有丝分裂 DNA、染色体、染色单体的变化
DNA的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
染色体的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
探究.实验
1.当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？
【答案】根据细胞中染色体的形态、位置和数目来判断。例如，在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条姐妹染色单体组成等现象。
减数分裂Ⅱ中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，移向细胞两极的染色体不含染色单体。
另外，在蝗虫精母细胞减数分裂的过程屮，处于减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
2.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？
【答案】减数分裂Ⅰ中期，两条同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，毎条染色体均由两条姐妹染色单体构成。
减数分裂II中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，末期细胞两极的染色体不含染色单体。
3.你是通过比较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？
【答案】同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。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。
（六）观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
比较项目 减数分裂 有丝分裂
场所
复制次数
分裂次数
子细胞染色体数
子细胞类型
同源染色体联会和分离
非同源染色体
自由组合
有无细胞周期
只在生殖腺内
全身各处
一次
一次
一次
两次
比母细胞减半
与母细胞相同
生殖细胞
体细胞
有
有
无
无
有
无
总结三、减数分裂和有丝分裂的比较
总结三、减数分裂和有丝分裂的比较
---图形鉴定
细胞分裂过程中各时期图像的鉴别
一般来讲，鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂，最关键的是看染色体的行为。可按如下原则判定。
前期图形
是否有同源染色体
无：减数第二次分裂;A2
有:
染色体散乱分布（有丝分裂;A1）
特殊状态（联会、四分体）
（减 –I；A3、A4）
A组
中期图形
是否有同源染色体
无：减数第二次分裂；B3
有：
染色体着丝点在赤道板上（有丝分裂；B1）
四分体排列在细胞中央（减 –I；B2）
B组
有：有丝分裂; C1
是否有同源染色体（看一极）
无
有染色单体（减数第一次分裂;C2）
无染色单体（减数第二次分裂;C3）
后期图形
C组
一般来讲，末期图像不容易进行单独鉴别，需与其他时期相比较。若形成的子细胞染色体数目减半，且每条染色体都有姐妹染色单体，则为减数第一次分裂；若子细胞的染色体数目不减半，且无同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为减数第二次分裂末期；若子细胞的染色体数目不减半，但有同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为有丝分裂末期。
末期：
---图形鉴定
练习三：下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图。请根据图回答问题：
(1)按照先后顺序把有关减数分裂的号码排列起来________________。
(2)此动物的正常体细胞中有______对同源染色体。
(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图_________。
(4)在上述图中，属于初级精母细胞的是图_________。
(5)上述分裂图中，每条染色体上只含一个DNA分子的是图_________。
①③⑧⑩④⑥⑨
2
①③⑧
⑤
⑤⑥⑦⑨
（三）受精作用
1.概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合→二者的染色体会合在一起。
3.结果：受精卵中的染色体数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）；而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。
---过程
（二）配子中染色体组合的多样性
同源染色体
非姐妹染色单体
同源染色体
交换
着丝粒
重组
精原细胞或卵原细胞
初级精（卵）母细胞
次级精（卵）母细胞
精（卵）细胞（或极体）
（二）配子中染色体组合的多样性
自由组合
交换
(母本)高等动物(2N)(父本)
受精卵(2N)
卵细胞(N)
精子(N)
减数分裂
减数分裂
有丝分裂
受精作用
减数分裂和受精作用的意义
1. 保证前后代染色体数目的恒定，保证遗传稳定性
2. 引起后代变异类型的多样性，有利于进化
1、下列关于同源染色体的叙述中，正确的是( )
A、同时来自父方或母方的两条染色体
B、分别来自父方和母方的两条染色体
C、减数分裂过程中联会配对的两条染色体
D、大小形状相同的两条染色体
C
2、人体受精卵中的线粒体 ( )
A、主要来自父方 B、主要来自母方
C、父母双方各占一半 D、无法确定
3、某生物的细胞在有丝分裂后期，有染色体16条，则该生物的卵细胞中染色体数为 ( )
A、32 B、16 C、8 D、4
4、减数分裂与有丝分裂不相同的是 ( )
A、有纺锤体形成
B、有DNA复制
C、有同源染色体分离
D、有着丝点分裂为二
B
D
C
5、DNA复制发生在减数分裂过程的( )
A、 四分体时期
B、减数分裂第一次分裂前的间期
C、 第二次分裂
D、初级精母细胞中
6、对一个四分体的叙述中，不正确的是（ ）
A、共有两个着丝点
B、共有四个DNA分子
C、共有四个姐妹染色单体
D、共有四个染色体
7、下列细胞中不含同源染色体的是（ ）
A、精原细胞 B、精细胞
C、受精卵细胞 D、初级卵母细胞
B
D
B
8、右图是一个正处于分裂时期的动物细胞，识图并回答下列问题：
⑴该细胞是 细胞正处
于 时期。
⑵该动物的正常体细胞中含有
条染色体。
⑶该细胞产生的子细胞是
和 。
次级卵母
减数第二次分裂后
10
第二极体 卵细胞
9：判断下列细胞分别属于何种分裂的什么时期，形成的子细胞是什么？
甲:细胞处于__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第一次
后
次级精母细胞
乙:细胞处于__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
精细胞或极体
丙:细胞处于__________分裂的__期,子细胞为___________
有 丝
后
体细胞
丁:细胞处于__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
卵细胞和极体
10：下图中A图是某雄性动物的体细胞，请据图回答问题：
（1）B细胞的分裂方式和分裂时期是___________________。
（2）图中具有四个染色体组的细胞是________________。
（3）若图中D细胞继续分裂，则它最终分裂成的细胞应是（从方框中选择正确的图，并用字母表示）___________，该细胞的名称为_______________。
（4）用字母和箭头将上图5个细胞（含方框中所选的正确图），按细胞分裂的方式和顺序连接起来______________________________________________。
有丝分裂后期
B
E
精细胞
A→B→A→C→D→E

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