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遗传与进化
分子与细胞
细胞
物质
基础
生命
历程
结构
基础
基本
功能

遗传与进化
遗传(heredity)：亲代与子代之间以及子代的个体之间，在性状上的相似性。
进化(evolution)：又称演化，是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。
性状上的相似性
性状上的变化
基因
遗传与进化
第一章：遗传因子的发现
第二章：基因和染色体的关系
第三章：基因的本质
第四章：基因的表达
第五章：基因突变及其他变异
第六章：现代生物进化理论
人类是怎样认识到基因的存在的
基因在哪里
基因是什么
基因是怎样行使功能的
基因在传递过程中怎样变化
生物进化过程中基因频率是如何变化的
人类认识基因之路
知识回顾——有丝分裂
间期
前期
中期
后期
末期
膜仁消失现两体(两消两现）
形定数清赤道齐
粒裂数倍均两极
两消两现板新壁
DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长
基因和染色体的关系
第2章
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？
问题探讨
1.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。如图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？
配子的染色体与体细胞的染色体的区别在于：
1.配子中的染色体数目是体细胞中的一半；
2.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。
猜测形成配子时进行的细胞分裂会导致染色体数目减半。
问题探讨
2.魏斯曼的预测
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，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
魏斯曼(1834---1914)
August Weismann，德国动物学家
受精卵
新个体
46
父
46
母
46
受精
46
有丝分裂
精子
23
卵细胞
23
减数分裂
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，叫做减数分裂（meosis）。
一、减数分裂的相关概念
范围：
时期：
场所：
特点：
结果：
进行 的生物。
一定是真核生物
有性生殖
原始生殖细胞形成 时。
成熟生殖细胞
染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。
一半
植物的 、子房，动物的 、卵巢。
花药
睾丸
1
减数分裂定义
指减数分裂过程中两两配对的染色体
一般相同
父方
母方
人染色体组成
(1)同源染色体
①形态大小 ，即着丝粒所处的位置和染色体臂的长短一般相同，用“一般”来描述，表明存在特例，如X染色体和Y染色体。
②对于有性生殖产生的个体，细胞中的同源染色体一条来自 、一条来自 。
③在减数第一次分裂前期，能两两配对(联会)。
具有三个方面的特点：
2
同源染色体与姐妹染色单体
一、减数分裂的相关概念
2
同源染色体与姐妹染色单体
指一条染色体上的两条染色单体，即由一个着丝粒连接的两条染色单体，两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。
(2)姐妹染色单体
复制
姐妹染色单体
姐妹染色单体
：
一、减数分裂的相关概念
同源染色体上的非姐妹染色单体
在减数分裂过程中， 两两配对的现象。
同源染色体
4条
联会
a
b
c
d
A
B
同源染色体：A和B
姐妹染色单体：a和b，c和d
非姐妹染色单体：a和c（或d），b和c（或d）
特别提醒
一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条姐妹染色单体；四分体数＝同源染色体对数。
联会后的每对同源染色体会有 姐妹染色单体。
3
联会：
4
四分体：
一、减数分裂的相关概念
非姐妹染色单体
四分体
1个四分体包含：
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。
1
2
4
4
8
1对姐妹染色单体
1条染色单体
一、减数分裂的相关概念
例1.如图表示细胞分裂某时期的图像(图中A、B、C、D表示染色体，a、a′、b、b′、c、c′、d、d′表示染色单体)，请分析回答下列问题：
(1)图示染色体中属于同源染色体的是哪些？哪些是非同源染色体？　
A和B是一对同源染色体，C和D是另一对同源染色体。
属于非同源染色体的有：A和C、A和D、B和C、B和D。
(2)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子数之间的数量关系是怎样的？
乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)
1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个核DNA分子。
乙图中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
(3)甲图中有染色单体吗？乙图中的a、a′是什么关系？a、b是什么关系？a、c是什么关系？
甲图中没有染色单体。乙图中的a、a′是姐妹染色单体。a、b是同源染色体中的非姐妹染色单体，a、c是非同源染色体之间的非姐妹染色单体。
一、减数分裂的相关概念
二、精子的形成过程
睾丸
睾丸
曲细精管中
的精原细胞
精原细胞
精细胞
性成熟后
减数分裂
精子
(原始的雄性生殖细胞)
有丝分裂
2n
n
n
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
1
精子形成场所
变形
精原细胞
染色体复制
1 初级精母细胞
2 次级精母细胞
4 精细胞
4 精子
MⅠ
MⅡ
变形
减数分裂
二、精子的形成过程
2
精子形成过程
二、精子的形成过程
2
精子形成过程
活动一：以精子的形成为例构建减数分裂Ⅰ模型。
具体要求：阅读教材P18-20，以含有两对同源染色体的细胞为例，模拟画出间期和减数分裂Ⅰ过程中染色体的行为变化，并进行解读。
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
减数第一次分裂过程示意图
二、精子的形成过程
2
精子形成过程
（1）减数分裂前的间期
特点
①染色体复制（DNA复制和相关蛋白质合成）
②中心体复制
③姐妹染色单体形成
④染色体呈染色质丝的状态⑤精原细胞体积增大
染色体复制
活动二：阅读教材P20页，在画的各时期示意图下面，写出对应时期的特征。
精原细胞
原始生殖细胞
初级精母细胞
二、精子的形成过程
2
精子形成过程
特点
（2）减数分裂过程
——减数分裂Ⅰ前期
①膜仁消失现两体（与有丝分裂相同）
②同源染色体联会形成四分体
互换
联会
③同源染色体的非姐妹染色单体上相应片段可能发生互换（基因重组）
二、精子的形成过程
2
精子形成过程
染色体互换示意图
染色体互换照片
增加了配子的遗传多样性
▲对象：
同源染色体上的非姐妹染色单体之间
▲时间
减数分裂联会时（MI前期）
▲范围
相同位置对等互换片段
▲结果
（2）减数分裂过程
——减数分裂Ⅰ中期
特点
每对同源染色体排列在赤道板两侧；每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
或
减数分裂Ⅰ后期
特点
或
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体分离，非同源染色体自由组合。（基因重组 ）
二、精子的形成过程
（2）减数分裂过程
——减数分裂Ⅰ末期
特点
细胞膜向内凹陷，
细胞质分裂，形成2个次级精母细胞；
细胞中的染色体数目减半
或
或
次级精母细胞
二、精子的形成过程
二、精子的形成过程
活动三：以精子的形成为例构建减数分裂Ⅱ模型。
具体要求：阅读教材P20-21，以含有两对同源染色体的细胞为例，模拟画出减数分裂Ⅱ过程中染色体的行为变化，并写出每个时期的特征。
精子
次级精母细胞
精细胞
减数第二次分裂过程示意图
二、精子的形成过程
特点
每个细胞中无同源染色体
非同源染色体散乱排布
每条染色体含有两条染色单体
（2）减数分裂过程
——减数分裂Ⅱ前期
—减数分裂Ⅱ中期
特点
非同源染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上
二、精子的形成过程
（2）减数分裂过程
——减数分裂Ⅱ后期
特点
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，移向两极。染色体数目暂时加倍。
减数分裂Ⅱ末期
精细胞
特点
每个次级精母细胞形成两个精细胞，染色体数目是体细胞数目的一半。
二、精子的形成过程
精细胞
变 形
变 形
精子
变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力。
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
注意：该过程不属于减数分裂。
二、精子的形成过程
3
精子形成过程总结
（1）减数分裂Ⅰ的实质是
____________________,
减数分裂Ⅱ的实质是
_____________________。
（2）染色体数目减半发生在
_________________。
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数第一次分裂
二、精子的形成过程
同源染色体
同源染色体
同源染色体
同源染色体
非同
源染色体
的非姐妹染色单体
姐妹染色单体
染色体着丝粒
(3)图解过程
二、精子的形成过程
活动四、列表比较减Ⅰ和减Ⅱ分裂过程
复制
不复制
有
无
不分裂
分裂
比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
分裂前的间期DNA的复制与否
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极
课堂小结
同源染色体
同源染色体
非同源染色体
基因和染色体的关系
第2章
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？
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
人的卵巢（横切面）示意图
1
卵细胞形成场所
—卵巢
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡。在卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。
卵原细胞
有丝分裂
卵原细胞
卵细胞
减数分裂
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
卵细胞的的形成过程
观看“卵细胞的形成过程” 视频，思考卵细胞的形成过程特征？
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
2
卵细胞形成过程
初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ进行___________，形成大小不同的两个细胞，大的叫做_____________，小的叫做_____________。
不均等分裂
次级卵母细胞
（第一）极体
减数第一次分裂
细胞质不均等分裂
复制
联会
四分体
同源染色体分离非同源
染色体自由组合
初级卵母细胞
卵原细胞
MⅠ前的间期
MⅠ前期
MⅠ中期
MⅠ后期
MⅠ末期
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
次级卵母细胞减数分裂Ⅱ___________，形成一个大的________和一个小的____________；减数分裂Ⅰ中形成的（第一）极体也会分裂（均等分裂）为两个___________；不久，三个极体都_________，结果是一个卵原细胞经过减数分裂只形成_____个卵细胞；而且，卵细胞的形成________变形。
不均等分裂
卵细胞
(第二)极体
(第二)极体
退化消失
1
不需要
（第一）极体
（第二）极体
卵细胞
次级卵母细胞
细胞质不均等分裂
无需变形
细胞质均等分裂
退化消失
着丝粒分裂
着丝粒分裂
减数第二次分裂
MⅡ前期
MⅡ中期
MⅡ后期
MⅡ末期
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
3
精子和卵细胞形成过程的比较
小组活动：根据如下图解过程，说出精子和卵细胞的形成过程的异同点？
精原细胞
卵原细胞
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
3
精子和卵细胞形成过程的比较
①形成
过程
②分裂
图像
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 ______ _____
细胞质分裂　 均等分裂 卵母细胞 分裂；极体 分裂
是否变形 _____ 不变形
结果 1个精原细胞→ 个精细胞→变形成为__个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→__个较大的卵细胞(成熟配子)和 个较小的极体(退化消失，不能受精)
相同点 染色体的变化行为相同 睾丸
卵巢
不均等
均等
变形
4
4
1
3
一、减数分裂——卵细胞的形成过程
形成的卵细胞较大，便于储存丰富的营养物质。
胚胎发育早期细胞分裂活动旺盛，却不从外界摄取营养物质。请据此分析卵母细胞不均等分裂，最终只产生一个卵细胞的意义是什么？
二、减数分裂过程中相关物质变化
　 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
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
1
染色体、DNA与染色单体数目变化
二、减数分裂过程中相关物质变化
2N
4N
前期
中期
后期
末期
染色体的变化
核DNA的变化
间 期
DNA复制
着丝粒分裂
细胞分裂
形成子细胞
温故知新：有丝分裂细胞周期中核DNA、染色体的数目变化
意义：将亲代细胞的染色体进行复制（关键是DNA的复制）之后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持遗传物质的稳定性。
二、减数分裂过程中相关物质变化
1
减数分裂各时期核DNA和数目变化
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
减数第二次分裂
减数第一次分裂
变化原因？
DNA复制
变化原因？
细胞分裂，同源染色体分离，平均分配到两个子细胞中去。
变化原因？
细胞分裂，子染色体进入两个子细胞
精原细胞
二、减数分裂过程中相关物质变化
2
减数分裂各时期染色体的数目变化
变化原因？
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
细胞分裂，同源染色体分离，平均分配到两个子细胞中去。
变化原因？
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体
变化原因？
细胞分裂，子染色体进入两个子细胞
减数第二次分裂
减数第一次分裂
精原细胞
二、减数分裂过程中相关物质变化
3
减数分裂各时期染色单体的数目变化
4N
2N
N
间期 前 中 后 末
前 中 后 末
变化原因？
细胞分裂，同源染色体分离，平均分配到两个子细胞中。
变化原因？
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体
变化原因？
染色体复制
减数第二次分裂
减数第一次分裂
精原细胞
二、减数分裂过程中相关物质变化
4
变式图：每条染色体上的DNA数
　前 　中
后 末
有丝分裂
(间期)
减数分裂
MⅡ后 、末
(间期)
MⅠ — MⅡ中
二、减数分裂过程中相关物质变化
5
变式图：染色体/DNA比值的变化
1/2
1
A
B
C
D
E
　前 　中
后 末
(间期)
MⅡ后 、末
MⅠ — MⅡ中
(间期)
有丝分裂
减数分裂
细胞分裂的时期
二、减数分裂过程中相关物质变化
6
同源染色体的对数变化曲线
同源染色体分离，平均分配到两个细胞中去
二、减数分裂过程中相关物质变化
2
染色体、核DNA与染色单体数目变化曲线
4N
0
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
后(开)
2N
N
变化原因？
DNA复制
变化原因？
细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞
变化原因？
细胞分裂，子染色体进入两个子细胞
变化原因？
细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞
变化原因？
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体
染色体
染色单体
核DNA
二、减数分裂过程中相关物质变化
3
“染色体、DNA、单体”数目变化的柱状图
精原细胞
复制
初级精母细胞
减数分裂Ⅰ
次级精母细胞
精细胞
减数分裂Ⅱ
数量
次级精母细胞
小组活动：请结合减数分裂相关过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图(以精子形成过程为例)，判断各时期细胞名称。
二、减数分裂过程中相关物质变化
同源染色体分离,并分别进入两个子细胞,染色体数目减半
着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍到体细胞水平
着丝粒分裂后形成的子染色体分离，并分别进入两个子细胞，染色体数目减半
DNA复制，核DNA数目加倍
核DNA随同源染色体分离,并分别进入两个子细胞中,DNA数目减半
着丝粒分裂，子染色体上的DNA分开，分别进入两个子细胞，数量再减半
4
“相关物质变化的原因
三、有丝分裂和减数分裂的比较
减一：先配对再拆对
减二：没有对
有丝: 有对不配对
1
减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的区别视频：
三、有丝分裂和减数分裂的比较
（三看识别法：一看奇数偶，二看同源，三看行为）
减Ⅱ
减Ⅱ
有丝分裂
减Ⅰ前期
奇数
偶数
无同源染色体
有同源染色体
有以下行为
无以上行为
①联会、形成四分体
②同源染色体排列在赤道板两侧
③同源染色体分离
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
1
减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的判断规律：
三、有丝分裂和减数分裂的比较
2
减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的图形判断法：
时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期
有同源染色体
联会，形成四分体
有同源染色体
无同源染色体
三、有丝分裂和减数分裂的比较
时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
中期
着丝点排列在赤道板
上，有同源染色体
四分体排列在
赤道板两侧
着丝点排列在赤道板
上，无同源染色体
2
减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的图形判断法：
三、有丝分裂和减数分裂的比较
2
减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的图形判断法：
时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂
后期
着丝点分裂，有同
源染色体(看左右）
同源染色体分离，
非同源染色体自由
组合，有同源染色
体（看上下）
着丝点分裂，无同
源染色体(看左右）
三、有丝分裂和减数分裂的比较
根据染色体的行为判断处于什么时期
减Ⅱ中期
有丝后期
减Ⅰ前期
有丝中期
减Ⅱ前期
减Ⅱ末期
练习与应用
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
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
练习与应用
3．下图所示的细胞最可能是 （ ）
A．卵细胞
B．初级精母细胞
C．次级卵母细胞
D．有丝分裂前期的细胞
C
练习与应用
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？
（2）细胞中有几条染色体？几条染色单体？
（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？
（4）细胞中包含哪些姐妹染色单体？
（5）这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？
（6）尝试画出这个细胞的分裂后期图。
减数分裂，因为细胞中出现了四分体。
4
8
2对
A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体
a与a`、b与b`、c与c`、d与d`
2条
练习与应用
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 5 μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数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
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，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体有1对或几对没有分别移向细胞两极，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染色体的数目，就会比正常的多一条或几条染色体。再例如，在减数分裂过程中（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
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。你怎样解释这一现象？
精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞，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丢失，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而消费能量；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。精子变形过程中以上变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。
基因和染色体的关系
第2章
第1节 减数分裂和受精作用
本节聚焦
配子中染色体的组合为什么是多种多样的？
什么是受精作用？
受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？
一、受精作用
1.概念：卵细胞与精子相互识别，融合成受精卵的过程。
2.场所：输卵管
依赖细胞膜上受体（糖蛋白）
体现了细胞膜的信息交流功能
体现细胞膜的结构特点——
具有一定的流动性
一、受精作用
3.过程：
卵细胞
精子
精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面
同时，卵细胞细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入
精子和卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起
受精卵
精子接触卵细胞，依靠细胞膜外的糖蛋白进行相互识别
一、受精作用
4.实质：精子的_________与卵细胞的_________相融合，使彼此的_________
会合在一起。
5.结果：受精卵中的________数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。
细胞核
细胞核
染色体
染色体
受精卵
细胞核：
细胞质：
精子的核+卵细胞核
几乎全由卵细胞提供
受精卵的核DNA：
受精卵的质DNA：
父母各给一半。
几乎全来自于母亲。
一、受精作用
有丝分裂
受精卵（2n）
卵细胞（n）
精子
（n）
（雌）
减数分裂
（雄）
减数分裂
受精作用
高等动物（2n）
减数分裂和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。
6.意义：
有丝分裂、减数分裂、受精作用核DNA/染色体综合变化曲线图：
DNA复制
均分给两个子细胞
DNA复制
均分给两个子细胞
受精作用
DNA复制
均分给两个子细胞
二、配子中染色体组合的多样性
现象
“一母生九子，连母十个样”
疑问
父亲体内的精原细胞，染色体相同，母亲体内的卵原细胞，染色体相同。同样的精（卵）原细胞，会产生不同的配子吗？
二、配子中染色体组合的多样性
1
非同源染色体的自由组合
自由组合1
汉水丑生侯伟作品
自由组合2
二、配子中染色体组合的多样性
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
1
非同源染色体的自由组合
二、配子中染色体组合的多样性
活动 请用扭扭棒模拟细胞中只有2对同源染色体减数分裂产生的配子种类
共能产生4种配子
可能性①
可能性②
二、配子中染色体组合的多样性
配子中染色体组合：8种
活动、请用扭扭棒模拟细胞中只有3对同源染色体减数分裂产生的配子种类
二、配子中染色体组合的多样性
2
同源染色体上的非姐妹染色体间发生互换
不发生互换时
发生互换时
4个2种
4个4种
二、配子中染色体组合的多样性
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
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
1
非同源染色体的自由组合
二、配子中染色体组合的多样性
2
减Ⅰ前期（四分体时期）非姐妹染色单体的交叉互换
二、配子中染色体组合的多样性
（2）一个生物体
（1）一个精（卵）原细胞
产生2n种配子
互换
产生大于2n种配子
一个卵原细胞
产生1种卵细胞(1个)
一个精原细胞
不互换
没有互换
互换
产生2种精子(4个)
产生4种精子(4个)
总结：含n对同源染色体的生物体产生配子种类情况：
二、配子中染色体组合的多样性
总结：配子中染色体组合的多样性的原因：
1．减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
2．四分体时期有非姐妹染色单体的互换。
MⅠ前期四分体的非姐妹染色单体互换
MⅠ后期非同源染色体自由组合
配子多样性
配子的随机结合
遗传多样性
减数分裂
受精作用
有性生殖
课堂小结：遗传多样性及遗传稳定性的原因
染色体数目减半，且为一套非同源染色体
受精卵中恢复到体细胞染色体数目
利于生物进化
遗传稳定性
完成P27表格
二、配子中染色体组合的多样性
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
受精作用
染色体数目减半
且为一套非同源染色体
染色体数目恢复体细胞染色体数目
精子和卵细胞随机结合
思维训练P27
前期Ⅰ四分体的非姐妹染色单体互换
后期Ⅰ非同源染色体自由组合
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
（一）实验原理：
（一）实验选材：
根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化，识别减数分裂的各个时期。
分裂旺盛的雄性个体生殖器官。如动物精巢、植物花药
问题：为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么不选择雌性个体？
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
问题：为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么不选择雌性个体？
蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量
在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
（三）实验步骤：
低倍镜观察:
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
高倍镜观察:
先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
绘图：
根据观察结果,尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图
↓
↓
制作装片：（同有丝分裂）解离→漂洗→染色→制片
↓
显微观察：低倍镜→高倍镜→绘图
↓
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
（四）观察装片：
辨析出下列各图示的减数分裂时期。
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
（四）观察装片：
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
辨析出下列各图示的减数分裂时期。
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
细胞已被杀死固定，不可能动态变化；
但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
1．为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
2．视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的细胞吗？
3. 观察减数分裂实验为什么不选择雌性个体？
(1)雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量
(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞
思考
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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？
根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。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中，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。
讨论
三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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？
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，每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？
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。
课堂小结

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