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第1节 减数分裂和受精作用
（第1课时）
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
温故知新：
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
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 。
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。
右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
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想
问题探讨
配子可能是通过减数分裂产生的，染色体的数目减少一半。
受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。
魏斯曼
（A.Weismann，1834-1914）
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。
受精卵
有丝分裂
细胞分化
受精作用
精子
卵细胞
父亲
母亲
减数分裂
减数分裂
（46）
（46）
（23）
（23）
（46）
个体（46）
一、减数分裂的预测
减数分裂
睾丸(人和其他哺乳动物)
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
1、形成场所
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
二、精子的形成过程
（1）减数分裂前的间期
特点
DNA复制和相关蛋白质合成
细胞体积增大
中心体复制
染色体复制
精原细胞
原始生殖细胞
初级精母细胞
2、形成过程
（2）减数第一次分裂前期
特点
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；
联会、互换
初级精母细胞
2、形成过程
初级精母细胞
配对的两条染色体，性状和大小一般相同，一条来自父方、一条来自母方，叫作同源染色体。
一对同源染色体
姐妹染色单体
（1）同源染色体：
（2）联会：
同源染色体两两配对的现象。
（3）四分体：
1个四分体
= 同源染色体
= 染色体
= 染色单体
= DNA分子
= 脱氧核苷酸链
1对
2条
4条
4个
8条
（2）减数第一次分裂前期
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。
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。
非姐妹染色单体
（4）互换：
（2）减数第一次分裂前期
非姐妹染色单体之间片段互换
非姐妹染色单体之间缠绕
特点
联会的同源染色体排列在赤道板两侧。
（3）减数第一次分裂中期
2、形成过程
初级精母细胞
初级精母细胞
四分体移到赤道板
观察染色体和四分体的最好时期，此时也称为四分体时期。
特点
同源染色体分离，分别移向细胞两极。
非同源染色体自由组合
（4）减数第一次分裂后期
2、形成过程
初级精母细胞
初级精母细胞
非同源染色体自由组合
同源染色体分离
另一个初级精母细胞
另一个初级精母细胞
非同源染色体自由组合
（5）减数第一次分裂末期
特点
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
次级精母细胞
2、形成过程
初级精母细胞
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
（6）减数第二次分裂前期和中期
特点
非同源染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上
2、形成过程
次级精母细胞
次级精母细胞
（7）减数第二次分裂后期和末期
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。
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。
2、形成过程
次级精母细胞
次级精母细胞
前期
末期
后期
中期
1、减数第一次分裂（初级精母细胞）
在这次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
精子形成过程总结
2、减数第二次分裂（次级精母细胞）
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。
前期
末期
后期
中期
精细胞变形成精子
精子形成过程总结
思考：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。
主要变化：①细胞核变成精子头部的主要部分；
②高尔基体发育为头部的顶体；
③中心体演变为精子的尾；
④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。
3、精子的形成
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有，分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体
发生互换；
③同源染色体分离，
非同源染色体自由组合
2N→N(减半)
2N→4N→2N
0→4N→2N
N→2N→N(不减半)
2N→N
2N→0
4、减数分裂I和减数分裂II的归纳
　 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
5、减数分裂过程中数量的变化
次级精母细胞
2N
4N
精原细胞
DNA变化曲线
初级精母细胞
精子细胞
N
染色单体变化曲线
染色体变化曲线
4
8
2
6、减数分裂过程中的曲线变化
1. 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发育为卵细胞。
三、卵细胞的形成过程
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
卵细胞
第一极体
第二极体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
不久，三个极体就退化消失。
2. 过程
三、卵细胞的形成过程
精子 卵细胞
相同点
不同点 场所
细胞质分裂方式
分裂结果
是否变形
不变形
变形
1个卵原细胞→1较大的
卵细胞+3较小的极体（退化）
1个精原细胞→4个
精细胞→4个精子
细胞质均等分裂
染色体复制一次，细胞连续分裂两次，
形成的生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半
（初/次级）卵母细胞不均等分裂，第一极体均等分裂
卵巢
睾丸（曲细精管）
四、精子和卵细胞形成比较
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。
在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
精(卵)原细胞
初级精(卵)原细胞
次级精(卵)原细胞
精(卵)细胞(或极体)
图2-6 减数分裂示意图
五、减数分裂的概念
成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。
（4）结果：
染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
（5）场所：
原始生殖细胞形成 时。
（2）时期：
进行 的生物。
（1）范围：
（3）特点：
一定是真核生物
植物的 、子房，动物的 、卵巢。
有性生殖
成熟生殖细胞
一半
花药
睾丸
五、减数分裂的概念
精原细胞
精原细胞
初级精母细胞
染色体复制
次级精母细胞
联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
同源染色体分离、非同源染色体自由组合
精细胞
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
精子
变形
有丝分裂
减数分裂
六、课堂小结
卵原细胞
卵原细胞
初级卵母细胞
、极体
染色体复制
次级卵母细胞
、极体
联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
同源染色体分离、非同源染色体自由组合
卵细胞
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
极体退化消失
练习与应用一、概念检测1．× √
2．B 3. C
4. 【答案】（1）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4条染色体，8条染色单体。
（3）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。
（4）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2条染色体。
（6）参见教材图2－2。
二、拓展应用1．A为减数分裂前的间期；B为减数分裂I前期；C为减数分裂I中期；D为减数分裂I后期；E为减数分裂II前期；F为减数分裂II末期。
2.【提示】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。
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。
二、拓展应用
3.【答案】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，使精子具备适于游动的能力；人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是为受精提供了保证，是进化的结果。

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