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第2章 基因和染色体的关系
第一节 减数分裂和受精作用
第2课时 受精作用
1
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？
2
探究·实践 建立减数分裂中染色体变化的模型
目的要求
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，领会减数分裂的意义。
一、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，每种颜色制作两条大小不同染色体，每条染色体由两条单体组成。
2.在白纸上绘制初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体。
3
3.让两条长度相同、颜色不同的染色体配对，着丝粒靠近。
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。
6.绘制两个次级精母细胞的轮廓、中心体、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。
一、模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
4
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.分开着丝粒，将染色体分别移向两极。
9.在两极有染色体部分绘制出细胞轮廓代表子细胞。
四
个
细
胞
两
两
相
同
5
1.细胞中至少需要几对染色体？
2.假设细胞中有2对染色体，减数分裂Ⅰ时，非同源染色体有几种组合方式？
或
2对
A
a
B
b
①A、B和a、b
②A、b和a、B
二、模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
6
不发生互换时
发生互换时
4个2种
4个4种
三、模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换
7
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
8
三、减数分裂能产生的配子种类
模拟细胞中只有一对同源染色体的情况
四个配子、两种配子
9
模拟细胞中有两对同源染色体的情况
共能产生四种配子
10
若细胞中有三对同源染色体
8种
23种
11
精(卵)原细胞中同源染色体（对） 可能形成的配子类型（种）
1
2
3
n
②生物个体（多个精(卵）原细胞）
①单个精(卵)原细胞
21
22
23
2n
例如：正常人细胞中有23对染色体，可能形成的配子种类为_____种
4个精子（两种）、1个卵细胞（一种）
223
12
三、减数分裂能产生的配子种类
染色体互换对配子类型的影响
减Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体之间相对应的部位常常互换一部分染色体。
生物实际上能产生的配子种类非常多。
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。
13
三、减数分裂能产生的配子种类
１.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
（１）一个含n对同源染色体的精原细胞，
经减数分裂产生的精子类型有 种；
（２）一个含n对同源染色体的卵原细胞，
经减数分裂产生的卵细胞类型有 种；
（３）体细胞含有n对同源染色体的生物个体，
经减数分裂产生的配子类型有 种。
2
1
2n
2.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。
14
小结
小结
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
不考虑互换
考虑互换
2n
2
1
大于2n
4
1
15
一个AaBb的生物体，产生___种类型的精子（或卵细胞）。
4
一个AaBb的精原细胞，产生___种类型的精子；
一个AaBb的卵原细胞，产生___种类型的卵细胞；
2
1
B
b
A
a
16
例题
17
父方
母方
受精卵
子代
体细胞
减数分裂
受精作用
分裂分化
2N
2N
2N
2N
N
N
受精作用
18
精子
卵细胞
仅有一个精子能和卵细胞结合
1.概念：
两性生殖细胞成熟后，精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。
细胞膜上的糖蛋白
细胞膜的流动性
2.场所：
输卵管
受精作用
19
(1)精子的_____进入卵细胞， _____留在外面。
(2)卵细胞的_______发生生理反应，阻止其他精子再进入。
(3)精子的_______与卵细胞的_______相融合，使彼此的_______会合在一起（标志）。
2．过程
头部
尾部
细胞膜
细胞核
细胞核
染色体
受精作用
20
受精卵中的_______数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的_______来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(1)子代呈现多样性，有利于生物在_________中进化，体现了_________的优越性。
(2)维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中___________的恒定，对于生物的___________都具有重要意义。
3．结果
4．意义
染色体
染色体
自然选择
有性生殖
染色体数目
遗传和变异
受精作用
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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
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。
受精作用
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受精卵
精子
卵细胞
细胞分化
有丝分裂
受精作用
减数分裂
（46条）
个体
（46条）
父亲
（46条）
母亲
（46条）
（23条）
（23条）
不考虑互换：
精子：223种
卵细胞：223种
受精作用
精子卵细胞
结合随机：
结合方式223 × 223种
若考虑互换呢？
后代呈现多样性
受精作用
23
同卵双胞胎：一个精子与一个卵细胞结合完成受精作用后，受精卵一分为二变为2个一样的细胞，然后发育成为2个个体，因为2个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。
异卵双胞胎：女性每月排卵1次，有时因某种原因同时排出两个卵细胞并同时受精，就产生了两个不同的受精卵。这两个受精卵各有自己的一套胎盘，相互间没有什么联系，叫作异卵双胞胎
受精作用——拓展
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(1)细胞膜和核膜上糖蛋白的识别功能，保证了只有同种生物的两性生殖细胞才能融合。
(2)生物膜的流动性，使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
1．受精作用的细胞学原理？
2．受精作用的实质？
精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合的过程。
受精作用
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受精卵
细胞核：精子的核+卵细胞核
细胞质：几乎全由卵细胞提供
受精卵的核基因：父母各给一半。
受精卵的质基因：几乎全来自于母亲。
小结
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配子中染色体组合的多样性
意义
原因
非同源染色体自由组合
四分体的非姐妹染色单体交叉互换
不同配子遗传物质的差异
过程
意义
保证亲子代染色体数目的恒定
精卵相互识别、融合形成受精卵
精卵结合具有随机性
同一双亲后代具有多样性
决定
决定
受精
作用
27
28
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
是否存在姐
妹染色单体
三.减数分裂和有丝分裂图像鉴定
1．结合不同时期特点判断细胞分裂方式及时期
染色体散乱排列在细胞中央
前期
染色体排列在赤道板上
有无同源
染色体
无
有
MⅡ
是否
联会
是
否
MⅠ
有丝分裂
中期
有无同源
染色体
无
有
MⅡ
是否成
对排列
是
否
MⅠ
有丝分裂
染色体移向
两级
后期
每一极有无
同源染色体
有
无
有丝分裂
是
否
MⅠ
MⅡ
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2．结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式
一看染色体
奇数
偶数
MⅡ
二看同源
染色体
有
没有
三看同源染色体联会行为
MⅡ
有
没有
MⅠ
有丝分裂
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
30
3．结合细胞质的分裂情况判断减数分裂细胞
细胞质
分裂
不均匀
均匀
有同源染色体
无同源染色体
有同源染色体
无同源染色体
初级卵母细胞
次级卵母细胞
初级精母细胞
次级精母细胞或第一极体
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
31
有丝分裂前期
减数第一次分裂前期
减数第二次分裂前期
例题减数分裂和有丝分裂图像鉴别
32
有丝分裂中期
减数第二次分裂中期
减数第一次分裂中期
33
有丝分裂后期
减数第二次分裂后期
减数第一次分裂后期
34
4．结合减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型判断细胞分裂方式
（1）模型
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
35
1次直线
下降
4．结合减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化模型判断细胞分裂方式
（2）判断
有
无
DNA变化
“斜线”
有无
连续2次
直线下降
减数分裂
有丝分裂
染色体变化
加倍后
再恢复
先减再增
成半终
减数分裂
有丝分裂
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
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5.其他曲线和图像
A→B B→C C→D D→E
减数分裂 对应时期 间期 减数分裂I全 过程和减数分 裂II前期、中期 减数分裂 II后期 减数分裂
II末期
有丝分裂 对应时期 间期 前期和中期 后期 末期
1）每条染色体中DNA含量的变化
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
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5.其他曲线和图像
2）同源染色体对数的曲线
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
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5.其他曲线和图像
3）细胞分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数量变化曲线的变式-直方图
直方图实质上是坐标曲线图的变形，反映染色体、核DNA或染色单体数量的变化。在直方图中，染色体和核DNA的含量不可能是0，但染色单体会因着丝粒的分裂而消失，所以直方图中表示的某结构如出现0，则其一定表示染色单体。如图所示：
减数分裂和有丝分裂图像鉴定
39
例题
1.下图为某动物体内细胞分裂一组图像，下列叙述正确的是（ ）
A．上述①②③细胞中染色体与DNA比例为1∶2
B．细胞①②③⑤产生的子细胞中均有同源染色体
C．上图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①
D．④细胞在前期时，细胞中染色体与DNA分子数目比例为1∶2
D
40
例题
2.如图为某哺乳动物某个器官中的4个细胞，下列有关叙错误的是（ ）
A.此动物为雌性，该器官为卵巢
B．②处于有丝分裂后期，有8条染色体
C．该动物正常体细胞的染色体数目为4条
D.④是卵细胞或极体，因为不含同源染色体
D
41
拓展应用
1.正常人的体细胞中有23对染色体。有种叫“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。
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减数分裂异常的原因分析
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
减数分裂Ⅰ后期异常：同源染色体未分离
减数分裂Ⅱ正常
13号染色体
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减数分裂Ⅰ正常，
减数分裂Ⅱ后期异常：姐妹染色单体未分开
13号染色体
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
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1．人类的X、Y是一对同源染色体，女性体内是XX，男性体内是XY。经人类染色体组型分析发现，有2％～4％的精神病患者的性染色体组成为XYY（如图所示），有人称多出的Y染色体为“犯罪染色体”。下列关于XYY综合征的叙述正确的是 ( )
A.患者为男性，可能是由母方减数分裂I异常所致
B.患者为女性，可能是由母方减数分裂II异常所致
C.患者为男性，可能是由父方减数分裂II异常所致
D.患者为女性，可能是由父方减数分裂II异常所致
例题
X
Y
Y
C
45
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？
骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。
由于这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。
46

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