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(共18张PPT)
第二章基因和染色体的关系
第1节减数分裂和受精作用 二受精作用
01 配子中染色体组合的多样性
02 受精作用
雄体-减数分裂 精子人
I
个体
减数分裂
Ⅱ
生物只依靠减数分裂可以进行繁殖吗
思考
受 精
Ⅲ
卵细胞
雌体
合子
IV
精细胞
受精
受精卵
有丝分裂
体细胞
经减数分裂形成的精子和卵细胞，要相互结合形成 受精卵，才能发育成新个体。对配子的进一步了解， 有助于理解受精作用 (fertilization)的实质和意义。
受 精 作 用用
卵细胞
1883年贝内登不仅在有丝分裂过程中观察到染色体的两个子染色
体各往一极，以保持子细胞中染色体物质的相等，而且观察到蛔虫 配子中的染色体数目只有体细胞中的一半；而在受精过程中，受梢 卵从卵细胞和精子获得相同数目的染色体，结果，生物在代代相传 中保持比较恒定的染色体数目。
1884年斯特拉斯伯格观察被子植物的受精作用过程时发现了和赫
特维奇在动物细胞中所观察到的同样现象。由于双亲的特征遗传给 后代是由参加受精作用的两种生殖细胞(卵细胞和精子)来完成的， 因此，需要确定细胞的哪一部分与遗传特性有关。斯特拉斯伯格进 行了各种植物的正反交实验，得到了相同的结果。因为卵细胞和精 子在大小上和所含细胞质的数量上是不同的，所以他认为细胞质与 物种间在遗传上的差异无关，核及其中的染色体则是遗传的物质基 础。魏斯曼假设在有性生殖的多细胞生物里遗传单位的数目在卵细 胞和精子或花粉，也就是在生殖细胞的形成中是减半的，然后遗传 单位原有的数目在受精过程中通过雄性和雌性生殖细胞核的结合得 以恢复，于是产生了新的个体，这个个体的遗传物质一半来自父方， 另一半来自母方。
建立减数分裂中染色体变化的模型
●目的要求：
通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化 的模型，加深对减数 分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减 数分裂的意义。
●材料用具
较大的白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料(如橡皮泥、扭扭
棒、细树枝、纸卷等)。
●方法步骤
模拟染色体数目和主要行为的变化
模拟非同源染色体的自由组合
模拟四分体时期非姐妹染色单体间的互换
配子染色体类型的分析
考虑交叉互换 一 产生大于2n种配子
不考虑交叉互换一 产生2n种配子
一个生 物体
配子染色体类型的分析
一个卵原细胞 产生1种配子(1个)
没有交 叉互换
存在交 叉互换
一 个性 原细胞
一个精原细胞
产生4种配子
产生2种配子
精原细胞所含同源染色体 对数
精子可能的类
型
1对
2
2对
4
3对
8
n对
2n
原因一
减数分裂过程中的非同源染色体的自由组合(发 生在减数第一次分裂后期)
染色体组合具多样性
四分体时期
四种精子
(一种卵细胞)
四分体 交叉 互换
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
原因二
一对同源染色体间的非姐妹染色单体可能发生互 换(发生在减数第一次分裂前时期)
染色体组合具多样性
1.描述减数分裂中染色体的数目和王要行为的变化， 分析其意义。
在减数分裂I 中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、
非姐妹染色单体间的互换同源染色体分离并移向细胞的两极 等行为变化：减数分裂1后，细胞中的染色体数目减半。在 减数分裂Ⅱ中，每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单 体随之分开，并分别移向细胞的两极最终进入两个子细胞。
减数分裂产生了多种多样的配子，配子中的染色体数目减半。 这为之后通过受精作用使同双亲的后代呈现多样性，并维持 每种生物前后代染色体数目的恒定提供了保证。总的来讲，
减数分裂和受精作用共同保证了生物遗传的稳定性和多样性。
思考
思考
2.根据以上三个模型，说说减数分裂产生多种配子的 原因。
在减数分裂中，非同源染色体的自由组合、联会时非姐妹染 色单体间的互换，都会使减数分裂产生多种配子。
间期 前期1 中期1 后期1 末期1
前期Ⅱ 中期Ⅱ 后期Ⅱ 末期Ⅱ
卵细胞和精子相互识别，融合 成为受精卵的过程
过程：
①精子的头部进入卵细胞，尾 部留在外面
②卵细胞的细胞膜发生复杂的 生理反应，
阻止其他精子进入
③精子的细胞核与卵细胞的细 胞核融合，
使彼此的染色体会合在一起。
受精作用
受精作用
结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目， 保证了物种染色体数目的稳定，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)。
后代个体(_2 N )
有丝分裂
母本(2N) 父本(2N)
受精卵( 2 N
减数 分裂 受 精 _作用 减数_分裂
卵细胞(N ) 精子(N )
●减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变 异，都是十分重要的。原因是：
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。
2.通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物
质，而通过无性生只能继承单亲的遗传物质。
3.精子和卵子结合的随机性使后代呈现多样性，有 利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自 然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
意义
小试牛刀
1.有性生殖的生物导致双后代的基因组合具有多样性，其 原因不包括()
A.非同源染色体自由组合导致形成的配子具有多样性
B.同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换导致配子多样 性
C. 卵细胞和精子结合的随机性使后代产生不同的基因组合 D.由于DNA分子复制差错会导致出现子代从未有的新性 状
答案：D
解 析 ：同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色自由组合导致 配子多样性，卵细胞和精子结合的随机性使后代产生不同的基因组合，这些 都是有性生殖的生物导致双亲后代的基因组合具有多样性。由于基因突变的 频率往往是很低的，DNA分子复制差错会导致出现子代从未有的新性状，这 不是有性生殖的生物导致双亲后代的基因组合具有多样性的原因，故选D。
2.大熊猫的体细胞有42条染色体，下列相关表述正确的是() A.体细胞有丝分裂中期染色体的着丝点排列在细胞板上
B. 初级精母细胞分裂后期，细胞内含有40条常染色体和2条Y染 色体
C.一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，其染色体数一般不 同
D.一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具 有多样性
答案：D
解析：A 、体细胞有丝分裂中期染色体的着丝点排列在赤道板上，A错误；B、初 级精母细胞分裂后期，细胞内含有40条常染色体和1条Y染色体和1条X染色体，B 错误；C、大熊猫的体细胞有42条染色体， 一只雄性大熊猫在不同时期产生的精 子，其染色体数相同一般都是21条染色体，C错误；D、 一只雌性大熊猫在不同时 期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性，D正确。故选D。
小试牛刀

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