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(共75张PPT)
第1节 减数分裂和受精作用
本节聚焦
减数分裂的含义是什么？
配子的形成为什么必须经过减数分裂？
减数分裂是怎样进行的？
必修2遗传与进化/第2章/基因和染色体的关系/
第一课时 减数分裂
真核细胞：
原核细胞：
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
体细胞
生殖细胞
1.细胞的分裂方式：
2.有丝分裂：（以高等动物为例）
特点：染色体复制一次，细胞分裂一次
结果：子细胞和亲代细胞染色体数相同
意义：保持了亲代和子代之间遗传的稳定性
二分裂
果蝇作为遗传学上常用的实验材料，它的优点有哪些？
1.生长周期短，繁殖快,易饲养。
2.染色体数目少且易观察。
3.有多对易于区分的相对性状。
1.配子和体细胞的染色体有什么差别？
①配子染色体数是体细胞的一半。
②配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成。
♀
♂
体细胞 配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
配子形成的细胞分裂方式是什么？
配子
体细胞
参考问题：配子能不能通过有丝分裂形成？
做出假设:
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。
提出问题:
生殖细胞（配子）能不能通过有丝分裂形成？
（有丝分裂）
？
2N
2N
精子
卵细胞
受精卵
新个体
受精
推理：
发育
错 误
2N
2N
4N
4N
2N
2N
N
N
发育是通过有丝分裂与细胞分化
这就是减数分裂？
魏斯曼的预言
与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼从理论上可以预测：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。
这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂——减数分裂。
魏斯曼(德国)
一、减数分裂
对象：
时期：
特点：
结果：
细胞周期：
场所：
进行有性生殖的生物
从原 始 生 殖 细 胞发展成为成 熟 生 殖 细 胞的过程
染色体复制一次，细胞连续分裂两次
染色体数目减半，产生生殖细胞
无细胞周期
睾丸、卵巢、花的雌雄蕊
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。
请问:这些成群结队的精子从哪里来的
（一）、精子形成的过程
活动一
阅读课本P18-19哺乳动物精子形成过程示意图，找出精子形成过程经历哪些阶段及细胞名称
1.形成场所：
高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸（雄性生殖器官）中形成的。
曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞---精原细胞，每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
有丝分裂
减数分裂
变形
精原细胞
原始雄性
生殖细胞
有丝分裂
减数分裂
一、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）
减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）
①在减数分裂前（减数分裂前的间期），每个精原细胞的染色体复制一次。
②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。
③减数分裂后，精细胞再经过变形形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
2.形成过程：
一、精子的形成过程
精原细胞
初级精母细胞
染色体复制
细胞体积增大
①染色体复制成姐妹染色单体
②染色体数目不变
③DNA数目加倍
染色体的变化：
DNA数目：
染色单体数目：
染色体数目：
8
4
8
减数分裂前的间期
一、精子的形成过程
高度螺旋
缩短变粗
染色质
染色体
①形状和大小一般都相同
②一条来自父方
③一条来自母方
一般用不同颜色来表示
同源染色体的特点：
一对同源染色体
减数第一次分裂前期
一、精子的形成过程
四分体
四分体：联会后每对的同源染色体中，含有四个染色单体，
叫做一个四分体。（从染色单体的角度考虑）
联会：减数分裂中，同源染色体的两两配对的现象。
减数第一次分裂前期
一、精子的形成过程
判断是否有同源染色体，应同时满足3个条件：
①大小（长度）——相同
②形状（着丝粒位置）——相同
③来源（颜色）——不同
属于同源染色体
例2：下列几组染色体中，属于一对同源染色体的是（ ）
A B C D E
DE
一、精子的形成过程
交
叉
互
换
同源染色体联会
a a’ b b’
四分体中的非姐妹染色
单体交叉互换会引起变异
一、精子的形成过程
四分体中的非姐妹染色
单体之间发生交叉互换
交
叉
互
换
一、精子的形成过程
交
叉
互
换
一、精子的形成过程
交叉点向末端移动
交
叉
互
换
一、精子的形成过程
交叉互换使同源染色体的两条非姐妹
染色单体发生遗传物质的部分交换
交
叉
互
换
一、精子的形成过程
交叉互换使分裂产生的四个
子细胞所含的遗传物质各不相同
交叉互换对于生物的变异有重要意义
交
叉
互
换
一、精子的形成过程
（2）同源染色体联会配对，形成四分体；
（3）四分体的非姐妹染色单体常发生交叉互换。
（1）染色质高度螺旋化变成染色体；
减数第一次分裂前期
一、精子的形成过程
同源染色体成对排列于赤道板两侧
减数第一次分裂中期
一、精子的形成过程
有丝分裂中期
减数第一次分裂中期
一、精子的形成过程
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
减数第一次分裂后期
一、精子的形成过程
有丝分裂后期
减数第一次分裂后期
一、精子的形成过程
形成两个次级精母细胞，
染色体数目减半
减数第一次分裂末期
（三）精子的形成过程
间期
精原
细胞
初级精
母细胞
次级精
母细胞
染色体
复制
联会、四分体
同源染色体分离
染色体数目减半
减数第一次分裂的主要特征是什么？
一、精子的形成过程
注意：此时（次级精母细胞）不再含有同源染色体
染色体散乱分布
减数第二次分裂前期
一、精子的形成过程
染色体的着丝粒
整齐地排列在赤道板上
减数第二次分裂中期
一、精子的形成过程
有丝分裂中期
减数第二次分裂中期
一、精子的形成过程
着丝粒分裂，
染色体一分为二，
数目倍增
减数第二次分裂后期
一、精子的形成过程
有丝分裂后期
减数第二次分裂后期
一、精子的形成过程
形成四个精细胞
减数第二次分裂末期
一、精子的形成过程
减数第二次分裂的主要特征是什么？
次级精母细胞
精细胞
变形
精子
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
一、精子的形成过程
染色体复制
联会，形成四分体
精原细胞
初级精
母细胞
体积增大
精细胞
精子
次级精母细胞
一、精子的形成过程
精子的形成具体过程
精原细胞
染色体复制
（ ）细胞
减数第 次分裂
（ ）细胞
（ ）细胞
变形
精子
减数第 次分裂
初级精母
一
次级精母
二
精
间
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅰ后
减Ⅰ末
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
减Ⅱ末
一、精子的形成过程
减数分裂I的主要特征：
同源染色体配对-联会
四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换
同源染色体分离，分别移向细胞两级。
精子形成的全过程
1．联会发生在（ ）
A．精原细胞 B．初级精母细胞
C．次级精母细胞 D．精细胞
2．若要观察细胞的减数分裂过程，可选用的材料是（ ）
A．马蛔虫受精卵 B．成熟的花粉粒
C．小鼠睾丸 D．叶芽
课堂反馈
3．下列关于减数分裂的叙述，正确的是（双选）（ ）
A．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，也有细胞周期
B．染色体复制一次，细胞连续分裂两次
C．产生的子细胞中染色体数目减半
D．精原细胞只可进行减数分裂
　
课堂反馈
二、卵细胞的形成过程
1.形成场所：
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。
二、卵细胞的形成过程
2.形成过程：
卵细胞的形成过程与精子的基本相同。首先，在减数分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞。然后经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，形成卵细胞。
四
卵原细胞
初级卵母细胞（减I）
卵细胞
次级卵母细胞（减II）
第一极体
第二极体
二、卵细胞的形成过程
二、卵细胞的形成过程
2.形成过程：
1个卵原细胞
1个初级卵母细胞
1个次级卵母细胞
1个卵细胞
1个极体
1个极体
（退化、消失）
染色体复制(数目不变)
2个极体
减数分裂前的间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
不均等分裂
不均等分裂
均等分裂
比较卵细胞与精子形成过程的异同点
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
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）
减数分裂I和减数分裂II的比较
减数I 减数II
染色体复制
着丝粒
染色体数目
DNA数目
染色体的主要行为
不分裂
分裂
减半
不减半(后期增加、末期又减半)
减半
减半
同源染色体分离
染色单体分离
复制
不复制
减数分裂与有丝分裂异同点
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
子细胞 数目
类型
染色体数
相同点 体细胞
原始生殖细胞
一次
二次
一次
一次
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
有丝分裂 减Ⅰ 减Ⅱ
前期 染色体散乱在中央，有同源染色体 同源染色体联会，四分体形成 染色体散乱分布，无同源染色体
中期 着丝粒排在赤道板上，有同源染色体 四分体排列在赤道板上 与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期 着丝粒分裂，染色单体分开，有同源染色体 同源染色体分开，移向细胞两极 与有丝分裂相同，但无同源染色体
有丝分裂与减数分裂的区别
补充：图形辨析（有丝、减Ⅰ、减Ⅱ）
一数
染色体数目
奇数——减Ⅱ
偶数
二看有无同源染色体
无：减Ⅱ
1.若细胞质均等分裂则为第一极体、次级精母细胞
2.若细胞质不均等分裂则一定为次级卵母细胞
有
三判断
同源染色体行为
1.联会、四分体→减Ⅰ前
2.排列在赤道板上→减Ⅰ中
3.同源染色体分离→减Ⅰ后
4.若无上述行为→有丝分裂
看一看：下列各图分别是什么分裂何时期的图像
有丝分裂中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
有丝分裂前
有丝分裂后期
减Ⅱ后期
减Ⅱ中期
♀减Ⅰ后期
♀减Ⅱ后期
　 间期 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ前 减Ⅱ中 减Ⅱ后 减Ⅱ末
染色体
染色单体
DNA
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减数分裂过程中数量的变化
4
0-8
4-8
4
8
8
4
8
8
4
8
8
2
4
4
2
4
4
2
4
4
4
0
4
2
0
2
2N
0-4N
2N-4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
N
2N
2N
N
2N
2N
N
2N
2N
2N
0
2N
N
0
N
染色体变化曲线
同源染色体分离，染色体数目减半
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
染色体数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
染色体平均分配给子细胞
核DNA变化曲线
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
核DNA数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
同源染色体分离，染色体数目减半
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别进入不同的子细胞中。
染色单体变化曲线
同源染色体分离，染色体数目减半
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
染色单体数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
每条染色体上DNA数目变化曲线
1
2
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
1条染色体上DNA数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体
解析
返回
课堂总结
精原细胞
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
染色体复制
联会、四分体(互换)
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂姐妹染色
单体分裂
变形
卵原细胞
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
＋
次级卵母细胞
卵细胞
染色体复制
联会、四分体(互换)
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂姐妹染色
单体分裂
有丝分裂
间期
减Ⅰ
细胞质均分
细胞质不均分
减Ⅱ
细胞质均分
细胞质不均分
极体
极体
＋
1.根据减数分裂染色体行为变化，回答下列过程各发生的时期:
（1）染色体复制发生在:
（2）同源染色体的联会发生在:
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：
（4）染色体着丝点分裂发生在:
（5）染色体数目减半发生在:
（6）DNA含量的加倍发生在：
（7）DNA含量的减半发生在：
减数第一次分裂
减Ⅰ后期
减Ⅰ间期
减Ⅰ前期
减Ⅱ后期
减Ⅰ末期和减Ⅱ末期
减Ⅰ间期
随堂练习
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
1.与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。
(1)玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。（ ）
(2)在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ（ ）
×
√
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
2.蝗虫的体细胞中有24条染色体，在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是（ ）
A.出现染色单体
B.同源染色体联会
C.染色体移向细胞的两极
D.子细胞中有24条染色体
B
3.下图所示的细胞最可能是（ ）
A.卵细胞
B.初级精母细胞
C.次级精母细胞
D.有丝分裂前期的细胞
C
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(1)这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？
这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
(2)细胞中有几条染色体？几条染色单体？
细胞中有4条染色体，8条染色单体。
(3)细胞中有几对同源染色体？哪几条染色体是非同源染色体？
细胞中有2对同源染色体。
其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(4)细胞中包含哪些姐妹染色单体？
细胞中a与a’、b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。
(5)这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？
这个细胞在分裂完成后，子细胞中有2条染色体。
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(6)尝试画出这个细胞的分裂后期图。
或
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
1.下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。
根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体，
再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称21-三体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色体是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
3.在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎么解释这一现象？
精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够进入卵细胞；
部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备了适于游动的能力；大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；
全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量；
精子变形过程中的以上变化都为受精作用提供了保证，是进化的结果。

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