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减数分裂的相关概念、精子的形成过程
减数分裂
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。下图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
问题探讨
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。
：
回忆有丝分裂
细胞有丝分裂的重要意义：是将亲代细胞的染色体经过复制（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了遗传的稳定性，细胞的有丝分裂对于细胞的生命细胞的遗传有重要意义。
2N
4N
2N
间期
前期
中期
后期
末期
胞质分裂期
：
德国动物学家魏斯曼从理论上预测：在精子和卵细胞成熟时，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，染色体数目恢复正常。魏斯曼的预言通过显微镜观察得到证实。这个特殊的过程实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂。
7
14
28
7
14
7
14
14
7
：
减数分裂
：
减数分裂
受精
有丝
分裂
卵细胞
雌性
受精卵
母源染色体
父源染色体
精 子
二倍体后代
雄性
减数分裂：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。在这个过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，结果是成熟生殖细胞中染色体的数目比原始生殖细胞减少了一半。
有性生殖过程
：
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中形成的。睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管曲细精管中有大量精原细胞。
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
精原细胞是原始的雄性生殖细胞，通过有丝分裂进行增殖，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。
精子形成的过程
初级精母细胞
减数分裂前的间期：一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，由同一个着丝粒连接，此时的染色体呈染色质丝的状态。
减数第一次分裂前的间期
精原细胞
：
：
精子形成的过程
初级精母细胞
减数第一次分裂的前期：初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对，细胞中的同源染色体两两配对叫联会。联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体。
染色体
交叉互换
减数第一次分裂的前期
初级精母细胞
：
：
精子形成的过程
一对同源染色体
配对的两条染色体
形状和大小一般都相同
一条来自父方，一条来自母方
联会：同源染色体两两配对的现象；
四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体；
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体
复制
姐妹染色单体
姐妹染色单体
一对同源染色体
一个四分体
：
精子形成的过程
交叉互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。
交叉互换
：
精子形成的过程
初级精母细胞
减数第一次分裂的中期：各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
减数第一次分裂的中期
初级精母细胞
：
：
精子形成的过程
初级精母细胞
减数第一次分裂的后期：在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，这样细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。
减数第一次分裂的后期
初级精母细胞
：
：
精子形成的过程
初级精母细胞
减数第一次分裂的末期：在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条。
减数第一次分裂的末期
次级精母细胞
：
：
精子形成的过程
次级精母细胞
减数第二次分裂的前期：新细胞中再次形成纺锤体，纺锤丝与染色体相连，这时的染色体依然由姐妹染色单体组成。
减数第二次分裂的前期
次级精母细胞
：
：
精子形成的过程
次级精母细胞
减数第二次分裂的中期：纺锤丝牵引着着丝粒将染色体排列在赤道板上。
减数第二次分裂的中期
次级精母细胞
：
：
精子形成的过程
次级精母细胞
减数第二次分裂的后期：着丝粒一分为二，两条姐妹染色单体分开，形成两条子染色体。
减数第二次分裂的后期
次级精母细胞
：
：
精子形成的过程
次级精母细胞
减数第二次分裂的末期：在纺锤丝的牵引下，子染色体分别移向细胞两极，随着细胞的分裂进入两个子细胞。
减数第二次分裂的末期
精细胞
：
：
精子形成的过程
精细胞
精细胞变形：精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
精细胞变形
精子
：
：
精子形成的过程
减数分裂前的间期：染色体复制；
减数分裂Ⅰ的主要特征：同源染色体配对——联会，形成四分体；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，分别移向细胞的两极；减数分裂过程中，染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ ；
减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极；
：
精子形成的过程
总结
卵细胞的形成过程、减数分裂过程中染色体、核DNA等数目变化规律及有丝分裂与减数分裂图像辨析
减数分裂
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成卵细胞。
：
卵细胞的形成过程
卵原细胞
MI初级卵母细胞
MII次级卵母细胞
极体
卵细胞
联会
卵细胞的形成过程
精子的形成 卵细胞的形成
不同点 产生部位 睾丸 卵巢
原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞
是否变形 是 否
细胞质分裂是否均等 是 减I不均等分裂；次级卵母细胞减II时也不均等分裂，第一极体减II时均等分裂
结果 一个精原细胞经减数分裂产生4个精子 一个卵原细胞经减数分裂产生1个卵细胞和3个极体（核）
相同点 染色体的行为变化相同，即染色体先复制，在第一次分裂时同源染色体联会，非姐妹染色体交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，第一次分裂结束后染色体数目减半；第二次分裂时着丝点分裂，姐妹染色单体分离
精子与卵细胞形成过程的异同点
减数分裂
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（图2-6)。
减数分裂
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
减数分裂与有丝分裂异同点
二看
染
色
体
数
目
奇数
偶数
二看
同
源
染
色
体
有同源染色体
无同源染色体
三看同
源
染
色
体
行
为
无同源染色体行为
（有丝分裂）
联会、四分体、分离
（减Ⅰ）
减Ⅱ
减Ⅱ
一看
是否均等
不均等
均等
减数分裂
根据是否有同源染色体判定
减数分裂和有丝分裂各时期图像判断
间期 MI前期 MI中期 MI后期 MI末期 MII前期 MII中期 MII后期 MII末期
染色体
染色单体
DNA
正常体细胞中的染色体数为：2N，DNA分子数为2a，完成下表
减数分裂过程中相关数量变化
4a
4a
4a
4a→2a
2a
2a
2a
2a→a
0→4N
4N
4N
4N
4N→2N
2N
2N
2N→0
0
0
2N
2N
2N
2N
2N→N
N
N
N→2N
2N→N
2a→4a
减数分裂过程中相关曲线变化
间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末期
n
2n
3n
4n
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期
染色体数
细胞一分为二
着丝 粒分裂
细胞一分为二
DNA数
复制
染色单体数
同源染色体数
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。
次级精（卵）母细胞
精（卵）细胞
精（卵）原细胞
初级精（卵）母细胞
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数
分裂Ⅱ
：
减数分裂总结
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、配子中染色体组合的多样性以及受精作用
1、低倍显微镜确定观察视野
2、高倍显微镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1
一、目的要求：
观察装片、识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置、和数目。
二、材料用具：
蝗虫精母细胞减数分裂固定装片、显微镜
三、方法步骤：
3、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。
33
五、观看视频资料
四、讨论：
完成课本21页3个思考题。
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1
一母生九子，九子各不同。
配子中染色体组合的多样性
2
1．原因：非同源染色体的____________；同源染色体上非姐妹染色单体的__________。
自由组合
交叉互换
MI前 MI后
配子中染色体组合的多样性
2
2．图中的A、a和B、b表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：
配子中染色体组合的多样性
2
情况1、2的子细胞中总有两个子细胞的染色体组成完全相同。
情况1的子细胞有2种类型：
AB、ab。
情况2的子细胞有2种类型：
Ab、aB。
分析：产生的配子种类和数目的规律
(1)含一对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子
①若是1个精原细胞，则形成____种精子。
②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞。
(2)含两对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子
①若是1个精原细胞，则形成____种精子；若是足够多的精原细胞，则形成____种精子。
②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞；若有足够多的卵原细胞，则形成____种卵细胞。
2
1
2
4
1
4
配子中染色体组合的多样性
2
(3)含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子
精(卵)原细胞个数 配子个数 配子种类
1个精原细胞 4 ____种(多种情况)
1个卵原细胞 1 ____种(多种情况)
1个雄性个体 ____种
1个雌性个体 ____种
2
1
2n
2n
配子中染色体组合的多样性
2
3.减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换
根据染色体组成判断配子来源的方法：
(1)若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自于同一个次级精母细胞。
(2)若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
配子中染色体组合的多样性
2
(3)若两个精细胞中染色体有的相同，有的互补，只能判定可能来自于同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。交叉互换会增加配子的种类，如：一个含n对同源染色体的生物产生配子种类会大于2n种。
配子中染色体组合的多样性
2
3.减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换
人的体细胞中有23对同源染色体，那么人在形成精子或卵细胞时，可能产生多少种配子呢？
如果再把同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换考虑进去呢？
配子中染色体组合的多样性
2
1、概念：
卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程
受精作用（fertilization）
3
2、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。
精卵相互识别的基础：
细胞膜上的糖蛋白
受精作用（fertilization）
3
精卵融合体现：
细胞膜的流动性
受精卵中遗传物质的来源：
①核内DNA：一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)
②细胞质：几乎都来自卵细胞(母方)
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。
③ 在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。
④ 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。
减数分裂和受精作用的意义
有丝分裂、减数分裂和受精作用的图像
谢谢观看！

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