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第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
第3课时
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
1.观察目的：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数分裂Ⅱ，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，特别是减数分裂Ⅱ图像，一般不选择雌性个体的生殖器官。
注意：精巢内的精原细胞，既进行有丝分裂、又进行减数分裂，因此可观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
2.实验材料的选择
(1)一般来说，雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量，因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢，植物花药。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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
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
4、观察步骤
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。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
3、流程
制作装片：（同有丝分裂）解离→漂洗→染色→制片
↓
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
探究 实践P24
讨论
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、位置和数目来判断。
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屮，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。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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，毎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。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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）
一母生九子
九子各不同
受精卵
种类不同
配子多种多样？
精原细胞
A
D
E
F
精细胞
一个精原细胞（1对同源染色体）
结果：产生4个，2种精子
次级精母细胞
B
C
G
一、配子中染色体组合的多样性
1、一个精原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
DNA
复制
同源染色体分离
初级精母细胞
染色单体分开
B
精原细胞
A
精细胞
次级精母细胞
初级精母细胞
C
D
E
F
G
染色单体分开
DNA
复制
同源染色体分离
一、配子中染色体组合的多样性
1、一个精原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
一个精原细胞（2对同源染色体）
结果：产生4个，2种精子
B
精原细胞
A
精细胞
次级精母细胞
初级精母细胞
C
D
E
F
G
染色单体分开
DNA
复制
同源染色体分离
一、配子中染色体组合的多样性
1、一个精原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
一个精原细胞（2对同源染色体）
结果：产生4个，2种精子
思考：一个含有2对同源染色体雄性个体产生几种精子？
4种
同为同一次
补为同一初
n对同源染色体
一个精原细胞（n对同源染色体）？
？
一个雄性个体（n对同源染色体）？
结果：2n种精子
一、配子中染色体组合的多样性
1、一个精原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
结果：产生4个，2种精子
精原细胞
精细胞
一个男性可以产生223种精子
精原细胞
一个卵原细胞（1对同源染色体）
结果：产生1个，1种卵细胞
次级卵母细胞
一、配子中染色体组合的多样性
2、一个卵原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
DNA
复制
同源染色体分离
初级卵母细胞
染色单体分开
卵细胞
极体
极体退化消失
精原细胞
染色单体分开
DNA
复制
同源染色体分离
一、配子中染色体组合的多样性
2、一个卵原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
一个卵原细胞（2对同源染色体）
思考：一个含有2对同源染色体雌性个体产生几种卵细胞？
结果：产生1个，1种卵细胞
卵细胞
极体退化消失
次级卵母细胞
初级卵母细胞
极体
4种
n对同源染色体
一个卵原细胞（n对同源染色体）？
？
一个雌性个体（n对同源染色体）？
结果：2n种卵细胞
一、配子中染色体组合的多样性
2、一个卵原细胞的减数分裂（不考虑互叉互换）
结果：产生1个，1种卵细胞
卵原细胞
卵细胞
一个女性可以产生223种卵细胞
一、配子中染色体组合的多样性
不考虑互叉互换
⑴1个含有3对、n对同源染色体的精原细胞分别能够产生 、 种配子；
⑵1个含有3对、n对同源染色体的雄性个体分别能够产生 、 种配子；
⑶1个含有2对、n对同源染色体的卵原细胞分别能够产生 、 种配子；
⑷1个含有3对、n对同源染色体的雌性个体分别能够产生 、 种配子；
2
8
2n
1
1
8
2
2n
1、某只基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的豚鼠，其卵巢中一个卵原细胞经减数分裂后产生四个子细胞，已知卵细胞的基因型为aB，那么另外三个极体的基因型是（ ）
A．AB、Ab、ab B．aB、Ab、Ab
C．Ab、aB、aB D．Ab、Ab、Ab
B
课堂小测
2、如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑互换的情况下，下列相关叙述错误的是（ ）
A．上述精细胞至少来自4个精原细胞
B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞
C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞
D．①⑦可能来自同一个精原细胞
D
课堂小测
精(卵)细胞(或极体)
一、配子中染色体组合的多样性
3、一个精（卵）原细胞的减数分裂（考虑互换）
结果：一个精原细胞产生4个，4种精子
一个卵原细胞产生1个，1种卵细胞
A
精(卵)原细胞
4种精细胞
初级精(卵)母细胞
B
D
E
F
C
次级精(卵)母细胞
1种卵细胞
一个生物体
一个精(卵)原细胞
产生2n种配子
互换
产生大于2n种配子
产生1种卵细胞(1个)
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)
一、配子中染色体组合的多样性
一个卵原细胞
一个精原细胞
配子多样性的原因：
①减数分裂Ⅰ后期过程中非同源染色体的自由组合。
②四分体时期（减数分裂Ⅰ前期）有非姐妹染色单体的互换。
二、受精作用
1.定义
2.场所
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
输卵管
识别的物质基础：
融合的结构特点：
细胞膜表面的糖蛋白
流动性
3.过程
精卵识别
精子头部进入卵细胞，尾部留在外面
卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入
精子和卵细胞的细胞核融合
受精卵
+
受精作用
减数分裂
46条(2n)
46条
46条
23条(n)
23条(n)
二、受精作用
(2n)
4.结果
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
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
核基因：父母各给一半。
质基因：几乎全来自于
母亲。
+
增殖、分化
受精作用
减数分裂
46条(2n)
46条
46条
23条(n)
23条(n)
二、受精作用
(2n)
46条(2n)
5.意义
①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。
减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都十分重要
②配子的多样性（减数分裂）、精子和卵细胞结合的随机性（受精作用）使同一双亲的后代呈现多样性。
受精卵
精子
卵细胞
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
二、受精作用
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。
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体细胞染色体数目
雌雄配子随机结合
思维训练
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两个一样的细胞，然后发育成为两个个体，因为两个个体源自同一个受精卵，所以叫同卵双胞胎。
异卵双胞胎：成年女性每月排卵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。
课外扩展
三、减数分裂异常分析
不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。正常人有23对染色体。有一种叫“21三体综合征”（唐氏综合征）的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。对患者进行染色体检查，发现患者的21号染色体不是正常的1对，而是3条。你能从精子或卵细胞形成的角度推测这种病的病因吗？
舟舟
21三体综合征患者
染色体组型
同源染色体未分离
三、减数分裂异常分析
1、减数分裂Ⅰ后期异常
精原细胞
精细胞
次级精母细胞
初级精母细胞
DNA
复制
同源染色体分离
染色单体分开
三、减数分裂异常分析
2、减数分裂Ⅱ后期异常
姐妹染色单体未移向细胞两极
精原细胞
初级精母细胞
DNA
复制
同源染色体分离
染色单体分开
精细胞
次级精母细胞
三、减数分裂异常分析
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：
⑴请问骡的体细胞中含有多少条染色体？
⑵为什么骡不能繁殖后代？你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗
3、骡
三、减数分裂异常分析
3、骡
马的体细胞
32对染色体
驴的体细胞
31对染色体
马的生殖细胞
32条染色体
驴的生殖细胞
31条染色体
螺的体细胞
63条染色体
骡的初级精（卵）母细胞只有63条染色体，在减数分裂Ⅰ前期无法进行联会（同源染色体两两配对），而不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。
4、人类的X、Y染色体是一对同源染色体，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
C
课堂小测

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