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第1节 减数分裂和受精作用
第2章 基因和染色体的关系
任务一：复习回顾细胞分裂方式，明确减数分裂与其它
分裂方式的不同。
真核细胞
原核细胞：
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
生殖细胞
1、细胞的分裂方式
二分裂
体细胞
精子
卵细胞
2、减数分裂概念
阅读教材P22，总结减数分裂的概念。
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。
染色体复制一次，细胞连续分裂两次。成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
思考：为什么说减数分裂是特殊的有丝分裂？
染色体复制一次，细胞分裂一次
子细胞和亲代细胞染色体数相同
有丝分裂
魏斯曼
（A.Weismann，1834-1914）
（1）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。
（2）该预言通过显微镜观察得到证实。
这个特殊过程是一种特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂。
3、减数分裂发现历程
思考：配子的形成为什么必须经过减数分裂？
任务二:阅读教材19-22页，通过精子和卵细胞的形成
过程，总结减数分裂过程各期特点。
思考：
1、减数分裂过程中的减数仅仅是数量上的减半吗？
2、所有体细胞都能进行减数分裂吗？
3、进行减数分裂的细胞还具在细胞周期吗？
一、精子的形成过程
1、形成场所：
睾丸(人和其他哺乳动物)、精巢(蜜蜂、蚂蚁等)、花药(植物)
精原细胞
（原始雄性生殖细胞）
精原细胞
精细胞
精子
减数分裂
有丝分裂
变形
精细胞
精子
变形
次级
精母细胞
精原细胞
初级
精母细胞
精原细胞
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
①
③
②
思考1：
①减数第一次分裂的实质是 ,
减数第二次分裂的实质是 。
②染色体数目减半发生的时期是 。
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数第一次分裂
2、细胞名称：
精细胞
精子
变形
次级
精母细胞
精原细胞
初级
精母细胞
精原细胞
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
②联会、四分体、同源染色体分离
③着丝粒分裂，染色单体分开
①体积增大，染色体复制
①
③
②
思考2：①②③处发生了怎样的变化？
姐妹染 色 单 体：连在同一着丝粒上的两条染色单体。
非姐妹染色单体：不被同一着丝粒连接的两条染色单体。
同源 染 色 体：减数分裂过程中可以配对的两条染色体，形状和
大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。
非同源染色体：形状大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配
对的染色体。
3、相关概念：
c
c’
a
b
a
a’
b
b’
联 会：减数分裂过程中，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4条染色单体，叫做四分体
染色体互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并
交换相应片段的现象
a
a’
b
b’
1个四分体= 对同源染色体= 条染色体= 条染色单体
1
2
4
例：用图中字母表示下列问题：
①图中有几条染色体？ .
几条染色单体？ .
几对同源染色体？ .
②同源染色体是 ，
非同源染色体 ，
姐妹染色单体 。
③四分体有几个？ ，
分别是 .
④1个四分体数=____条染色体= ____条染色单体 = ____对同源染色体
4
2
4
8
2
A和B C和D
A和C A和D B和C B和D
aa’bb’cc’dd’
2
A和B C和D
1
前期
同源染色体联会，
形成四分体；
四分体中的非姐妹染色单体可发生互换。
中期
末期
后期
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，这样细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。
在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。
减数分裂I
4、各期特点：
同源染色体联会，形成四分体；
四分体中的非姐妹染色单体可发生互换。
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
前期
中期
后期
染色体散乱分布
着丝粒排列
在赤道板上
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，别移向细胞两极
细胞膜从中间凹陷，
细胞缢裂为两个子细胞，2个次级精母细胞形成4个精细胞
末期
减数分裂I 减数分裂II
DNA复制
同源染色体
着丝粒变化
染色体行为
染色体数目
核DNA数目
染色单体数
有，分离
不分裂
分裂
①同源染色体联会
②四分体中非姐妹染色单体互换
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
复制
2N→N(减半)
(2N→)4N→2N
2N→N
(0→)4N→2N
2N→0
不复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
N→2N→N(不减半)
无
二、卵细胞的形成过程
卵泡
卵细胞
人的卵巢
1.卵细胞形成场所：
卵巢(人和其他哺乳动物)、
胚珠(植物)
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡。
卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。
卵原细胞
初级
卵母细胞
染色体
复制
次级
卵母细胞
减数分裂Ⅰ
极体
卵细胞
减数分裂Ⅱ
极体
极体
极体
减数分裂Ⅱ
2、细胞名称：
同源染色体分离
卵原细胞
复制
联会
卵细胞
着丝粒分裂
着丝粒分裂
极体
退化消失
减数分裂Ⅰ（初级卵母细胞）
减数分裂Ⅱ（极体）
减数分裂Ⅱ（次级卵母细胞）
3、分裂过程：
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（都是精子）
4个（1个卵细胞、3个极体）
都是染色体复制一次，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
两次分裂都是均等分裂
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）
4个（都是精子）
4个（1个卵细胞、3个极体）
A
B
C
D
E
F
G
H
I
练：请给它们排序
GCHEAFDBI
任务三:绘制减数分裂过程DNA、染色体、染色单体数
量变化曲线
2N
4N
间期
DNA
染色体
减Ⅰ 减Ⅱ
2
1
时期
减Ⅱ后期开始：
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开，形成染色体。
DNA复制
减数分裂 I
减数分裂 II
每条条染色体上DNA数目
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
次级精母细胞
2N
4N
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减数分裂 I
减数分裂 II
DNA复制
减Ⅰ末结束：
同源染色体分离，染色体数目减半
减Ⅱ后期开始：
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
染 色 单 体 变 化
三、受精作用
1、卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
卵细胞
精子
卵细胞
精子
④精卵细胞核融合，彼此的染色体会合在一起。
①精卵识别
②精子头部进入卵细胞，尾部留在外面。
卵细胞
精子
受精卵
父方
母方
③卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入。
场所：输卵管
① 保证生物亲子代染色体数目恒定，维持生物遗传稳定性。
② 通过有性生殖，子代继承了父母双方的遗传物质。
③ 减数分裂形成的配子染色体组合具有多样性，受精过程精卵随机结
合，使同一双亲的后代呈多样性，利于适应多变的自然环境， 利于
生物在自然选择中进化。
④ 减数分裂和受精作用对生物的遗传和变异，都是十分重要的。
精子
N
卵细胞
N
父本
2N
受精卵
2N
有丝分裂
细胞分化
受精作用
母本
2N
减数
分裂
个体
2N
2、减数分裂和受精作用的意义
任务四:科学解释“一母生九子，九子各不同”的原因
原因：
1．减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
2．四分体时期非姐妹染色单体的片段互换
①配子中染色体组合的多样性
②配子间的随机结合
1、同源染色体分离,
非同源染色体自由组合
或
2
4
AB、ab、Ab、aB
基因型为AaBb的一个精原细胞产生的精子有 种，分别是：
基因型为AaBb的一个个体产生的精子有 种，分别是：
AB、ab
或 Ab、aB
不发生互换时
发生互换时
1个初级精母细胞产生配子：4个2种
1个初级精母细胞产生配子：4个4种
2、四分体时期非姐妹染色单体之间的交换片段
思考1：人有23对同源染色体，可能产生多少种配子？
思考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？
思考3： 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。从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。
任务五:建立减数分裂中染色体变化模型
一、实验目的：通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，
加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的
多样性，领悟减数分裂的意义。
二、材料用具：较大白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料。
扭扭棒、卡纸模具、磁吸模具
分小组操作材料，构建减数分裂各时期染色体数目和行为变化模型，以较大白纸为底展示。
任务六：区分有丝分裂和减数分裂
1、减数分裂与有丝分裂的区别
有丝分裂 减数分裂
分裂起始细胞
细胞分裂次数
染色体复制次数
同源染色体行为
非同源染色体的行为
子细胞 数目
类型
染色体数
相同点 体细胞
原始生殖细胞
1次
2次
1次
1次
无联会、分离
有联会、分离
2
4
体细胞
有性生殖细胞
与亲代细胞相同
比亲代细胞减半
都有纺锤体的出现，染色体复制一次
不出现自由组合
自由组合
2、细胞图像辨析
有丝分裂中期
减Ⅰ 后期
减Ⅰ 前期
有丝分裂前期
有丝分裂后期
减Ⅱ后期
判断以下6个细胞图像所处分裂时期。
判断依据是什么？
无同源
有同源
一看同源有无
联会配对、出现四分体、交叉互换、同源染色体排在赤道板两侧、同源染色体分离
减Ⅰ
无联会、无四分体、无交叉互换、着丝粒排在赤道板上、姐妹染色单体分离
有丝
减Ⅱ
（二看行为）
→
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
1、如图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是（ ）
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级精母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
B
课堂练习
2、下图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化曲线，下列相关说法不正确的是（ ）
A.AE段表示有丝分裂，FL段表示减数分裂
B.CD段和GH段染色体数目都相等
C.GH段都存在染色单体
D.最终形成的精细胞中，染色体数和核DNA分子数都是体细胞的一半
B
3、如图分别表示对几种生物体(体细胞染色体数为2n)内正在进行分裂的细胞进行观察的结果，下列有关假设和推论正确的是（ ）
A.若图甲表示有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B.若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则着丝点分裂可发生在这一阶段
C.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D.若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则f组细胞中可能出现四分体
C
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