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(共35张PPT)
减数分裂和受精作用（第1课时）
第1节
第2章 基因和染色体的关系
基因在哪里？悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理......
最终是观察和实验，探明它神秘的踪迹！
>>>2019人教版高中生物学必修2课件
2、针对这幅示意图，你还能提出什么问题或猜想？
问题探讨
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。下图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
讨论并回答问题：
配子中的染色体数目是体细胞中的一半
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。
1、配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
知识回顾
染色体
复制
平均分配
亲代细胞
子代细胞
有丝分裂
知识回顾
1、染色体复制_____次，着丝粒分裂_____次，细胞分裂____次。
2、有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体的数量关系：
1
1
1
新个体
受精卵
思考讨论
（有丝分裂）
精子
受精
发育（有丝分裂）
错误
2N
父亲
2N
母亲
2N
卵细胞
2N
4N
4N
N
N
2N
2N
减数分裂
魏斯曼（A. Weismann，1834-1914）的预测：
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，精子与卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
被其他的科学家通过
显微镜观察证实
减数分裂
（一种特殊的有丝分裂）
任务单（一）
请同学们自主阅读教材P19-P21的内容，思考讨论并回答下列问题：
（1）什么是有性生殖？有性生殖有什么优越性？
（2）精子形成的场所？在雄性动物什么时间段形成？
（3）理解核心概念：同源染色体、联会、四分体
（4）精子的形成过程可以分为几个阶段？
（5）精子形成每个阶段的具体变化过程（重点关注染色体的行为变化）
自主学习
精子的形成过程
有性生殖
由亲本产生的有性生殖细胞（配子），经过两性生殖细胞（例如精子和卵细胞）的结合，成为受精卵，再由受精卵发育成为新的个体的生殖方式。
生殖细胞：精子和卵细胞
★ 有性生殖与无性生殖的区别：有无生殖细胞的结合
精子的形成过程
精子：
人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
精原细胞：
★ 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。
通过有丝分裂进行增殖，染色体数目与体细胞的相同。
原始的雄性生殖细胞
精子的形成过程
精原细胞
初级精母细胞
减数分裂 Ⅰ
次级精母细胞
减数分裂 Ⅱ
精子
精细胞
精子的形成过程
染色体的复制（实质是DNA的复制和相关蛋白质的合成）、中心体的复制
主要变化：
结果：
每条染色体形成2条姐妹染色单体，DNA数目加倍。
复制后的细胞名称：
初级精母细胞
间期
精原细胞
初级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 I 开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对。
主要变化：
减数分裂 I
前期（联会期，四分体时期）
初级精母细胞
初级精母细胞
精子的形成过程
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，叫作同源染色体。
同源染色体：
减数分裂 I
联会：
在减数分裂过程中，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，叫作四分体。
思考：1个四分体= 对同源染色体= 条染色体= 条染色单体= 个DNA分子= 条脱氧核苷酸链
前期（联会期，四分体时期）
初级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 I
前期（联会期，四分体时期）
人的23对同源染色体
精子的形成过程
减数分裂 I
A与B的关系：
同源染色体
前期（联会期，四分体时期）
A与C的关系：
非同源染色体
a与a′的关系：
a与b′的关系：
A和B合称为：
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
四分体
精子的形成过程
减数分裂 I
前期（联会期，四分体时期）
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，并交换相应的片段。
精子的形成过程
减数分裂 I
前期（联会期，四分体时期）
归纳小结：
染色体缩短变粗，出现联会、有四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换（基因发生部分重组）。
初级精母细胞
初级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 I
中期
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板的两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
初级精母细胞
初级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 I
后期
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动。
初级精母细胞
初级精母细胞
思考讨论：细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的吗？
非同源染色体自由组合
精子的形成过程
减数分裂 I
末期
两组染色体分别到达细胞的两极后，一个初级精母细胞就分裂成了两个次级精母细胞。
初级精母细胞
次级精母细胞
结果：每个次级精母细胞不含同源染色体，染色体数目和核DNA数目均为初级精母细胞的一半。
精子的形成过程
思考·讨论
在减数分裂 Ⅰ 中染色体出现了哪些特殊的行为？这对于生物的遗传有什么重要意义？
在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中的染色体数目比初级精母细胞的减少一半。
上述过程可使配子中的染色体数目减半。再通过卵细胞和精子结合成受精卵的受精作用，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。上述过程还可以使通过减数分裂产生的配子种类多样化，从而增加了生物遗传的多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物的进化。
精子的形成过程
减数分裂 I
★ 减数分裂 I 的主要特征：
（1）同源染色体配对——联会
（2）四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换
（3）同源染色体分离，分别移向细胞的两极。
染色体数目的减半发生在减数分裂 I
精子的形成过程
减数分裂 II
前期
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。细胞中无同源染色体。
次级精母细胞
次级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 II
中期
着丝粒整齐排列在赤道板上。细胞中无同源染色体。
次级精母细胞
次级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 II
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。染色体数目加倍，DNA数不变。
次级精母细胞
次级精母细胞
精子的形成过程
减数分裂 II
末期
两个次级精母细胞形成四个精细胞。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。
次级精母细胞
精细胞
精子的形成过程
精细胞变形
四个精细胞形成四个精子。呈蝌蚪状，分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
精细胞
精子
复杂的变形
精子的形成过程
思考·讨论
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，其中细胞核变成精子头部的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，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。
任务单（二）
请同学们自主阅读教材P21-P22的内容，思考讨论并回答下列问题：
（1）卵细胞形成的场所在哪？
（2）卵细胞的形成过程与精子的形成过程有哪些异同点？
（3）减数分裂的概念
（4）尝试用表格总结归纳减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA的变化情况
自主学习
卵细胞的形成过程
卵细胞形成的场所：
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会发育为卵细胞。
卵细胞的扫描电镜照片
▲ 人的卵巢（横切面）示意图和卵细胞的电镜照片
卵细胞的形成过程
用减数分裂各时期的细胞示意图展示出卵细胞的形成过程
课堂
活动
卵细胞的形成过程
哺乳动物卵细胞的形成过程示意图
课堂
活动
卵原细胞
初级卵母细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
极体
卵细胞
极体
精子与卵细胞形成的比较
精子的形成 卵细胞的形成
发生场所 精巢（睾丸） 卵巢
分裂起点 精原细胞 卵原细胞
分裂特点 复制1次，分裂2次，无细胞周期。 细胞质分裂 均等分裂 不均等分裂
子细胞个数 1个精原细胞形成4个2种精子 1个卵原细胞形成
1个1种卵细胞和3个2种极体
染色体数目 减半【是初级精（卵）母细胞的一半】 是否变形 要经过复杂的变形 不需要变形
减数分裂与有丝分裂的比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不 同 点 子细胞的性质 生殖细胞 体细胞
细胞分裂次数 2次 1次
子细胞数目 4个 2个
有无联会 有联会 无联会
子细胞染色体数 减半 不变
相同点 都有纺锤丝和染色体的出现，整个过程中染色体复制一次
减数分裂
举一
反三
例：YyRr基因型的个体产生配子的情况为
YyRr基因型 理论上可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
一个精原细胞 4种 2种（YR、yr或Yr、yR）
一个雄性个体 4种 4种（YR、yr、Yr、yR）
一个卵原细胞 4种 1种（YR或yr或Yr或yR）
一个雌性个体 4种 4种（YR、yr、Yr、yR）
减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA的变化情况
减数分裂阶段 染色体数目 核DNA数目 姐妹染色单体数目
间期 2N 2N→4N 0→4N
减数分裂 Ⅰ 【初级精（卵）母细胞】 前期 2N 4N 4N
中期 2N 4N 4N
后期 2N 4N 4N
末期 2N→N 4N→2N 4N→2N
减数分裂 Ⅱ 【次级精（卵）母细胞】 前期 N 2N 2N
中期 N 2N 2N
后期 2N 2N 0
末期 2N→N 2N→N 0
精细胞（精子）或卵细胞 N N 0

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