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(共52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
问题探讨
♀
♂
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
讨论：
1.从染色体组成上如何区分雌雄果蝇？
2.果蝇体细胞和配子中各有几对、几条染色体？
3.配子的染色体和体细胞的染色体有什么差别？
果蝇优点：
生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察
体细胞中：4对，8条染色体
配子中：0对，4条染色体
♀：3对常染色体+XX ♂：三对常染色体+XY
配子中的染色体数目是体细胞中的一半
配子染色体是由体细胞每对染色体中分别取出一条组成的
问题探讨
♀
♂
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
讨论：
4.这说明配子是如何产生的？
5.这个过程是通过有丝分裂实现的吗？为什么？
6.配子染色体数目减半后如何恢复到体细胞染色体数目？
果蝇优点：
生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察
由体细胞分裂而来的
有丝分裂中，染色体复制1次，细胞分裂1次；子细胞染色体数与母细胞染色体数相同
雌雄配子结合-受精作用
通过一种特殊方式的有丝分裂，即减数分裂产生
特殊
过程
特殊
过程
魏斯曼预测
精子
卵细胞
受精
证实
减半
恢复
减
数
分
裂
天才预见
1、减数分裂是怎样进行的？ 2、染色体数目是如何减半的呢？
雄性生殖器官（人和其他哺乳动物：睾丸；其他动物：精巢）
1.场所：
曲细精管
精原细胞
原始的雄性生殖细胞
精原细胞
有丝分裂
成熟的雄性生殖细胞
精细胞
减数分裂
变形
精子
减数分裂——精子的形成过程
1.场所：睾丸或精巢
精原细胞
(原始雄性生殖细胞)
←
既可以进行有丝分裂，又可以进行减数分裂
2.过程：
阅读课本P18-19图2—2哺乳动物精子形成过程示意图及图上文字，
找出精子形成过程经历哪些阶段及细胞名称
减数分裂——精子的形成过程
减数分裂前的
间期
减数分裂
减数第一次分裂（减数分裂Ⅰ）
减数第二次分裂（减数分裂Ⅱ）
前期Ⅰ
末期Ⅰ
中期Ⅰ
后期Ⅰ
前期Ⅱ
中期Ⅱ
后期Ⅱ
末期Ⅱ
变形
精子形成过程经历的阶段及细胞名称：
精原细胞
（原始生殖细胞）
初级精母细胞
特点：
细胞体积略微增大
染色体复制（实质：DNA复制，DNA加倍，染色体数不变）
复制后的每条染色体由两条姐妹染色单体构成，呈染色质丝状态
精原细胞成为初级精母细胞
每条染色体含两条姐妹染色单体
体积增大
染色体复制
（1）减数分裂前的间期：
减数分裂——精子的形成过程
同源染色体联会形成四分体；
同源染色体（四分体）的非姐妹染色单体常发生交叉互换
初级精母细胞
初级精母细胞
前期Ⅰ
（2）减数第一次分裂前期：
减数分裂——精子的形成过程
特点：
配对的两条染色体
形状、大小一般都相同
一条来自父方，一条来自母方
同源染色体：
（1）图中互为同源染色体有： 。
A和B
C和D
（2）图中互为非同源染色体的有：　　 。
A和C
A和D
B和C
B和D
非同源染色体：
形状和大小各不相同，在减数分裂过程中不配对的染色体
下列细胞中分别有几对同源染色体？
有4对
有2对
有2对
没有
1 2 3 4
5 6 7 8
各4对
大小（长度）——相同
形状（着丝点位置）——相同
来源（颜色）——不同
一般属于同源染色体
注意：
3.在前期Ⅰ联会的两条染色体一定为同源染色体
但同源染色体不一定发生联会
有丝分裂全过程都有同源染色体，但不联会配对
1.形态、大小相同的染色体不一定是同源染色体
2.同源染色体的形态、大小不一定相同
可能是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体
X、Y是同源染色体，但形状、大小不同
配对的两条染色体
形状、大小一般都相同
一条来自父方，一条来自母方
同源染色体：
1
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
D
联会:　
四分体:　
四分体
四分体
同源染色体两两配对的现象
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
= 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
①包含 对同源染色体
②包含 条染色体
③包含 个着丝粒
④包含 条染色单体
⑤包含个 DNA
2
4
4
8
8
个四分体
两
姐妹染色单体：
非姐妹染色单体：
（1）图中互为姐妹染色单体的有：
　　　　　　 。
1和2
3和4
5和6
7和8
（2）图中互为非姐妹染色单体的有：
　　 　。
1和3、4、5、6、7、8
2和3、4、5、6、7、8
5和7、8、1、2、3、4
6和7、8、1、2、3、4
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。
未连在同一个着丝粒上的染色单体
交叉互换：
四分体（同源染色体）中非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应片段
交叉互换：
四分体（同源染色体）中非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应片段
1与7可以发生互换吗？
1与5可以发生互换吗？
×
×
1可以与 发生互换？
3或4
判断
（1）同源染色体形状、大小一定相等 （ ）
（2）形状、大小相等的一定是同源染色体 （ ）
（3）一条来自于父方，一条来自于母方的两条染色体一定是同源染色体 （ ）
（4）能够相互配对的染色体一定是同源染色体 （ ）
（5）果蝇体细胞在有丝分裂过程中会形成四分体 （ ）
√
×
×
×
×
AC、BD、AD、BC
ab a’b’ cd’ c’d
AB、CD
aa’ bb’ cc’ dd’
同源染色体
非同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
练一练
练一练
人的体细胞中有46条染色体,在四分体时期,每个细胞内有同源染色体、四分体、姐妹染色单体的数目,和DNA数依次为( )
A.23对、46条、92条、46条
B.23对、23个、92条、92条
C.23对、46个、46个、92条
D.46个、23个、46个、46条
B
同源染色体联会形成四分体；
同源染色体（四分体）的非姐妹染色单体常发生交叉互换
初级精母细胞
初级精母细胞
前期Ⅰ
（2）减数第一次分裂前期：
减数分裂——精子的形成过程
特点：
染色体散乱分布在细胞中
有丝分裂前期
有丝分裂前期染色体行为是怎样的？
每对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
或者说着丝粒排列在细胞中央的赤道板两侧
初级精母细胞
初级精母细胞
（3）减数第一次分裂中期：
减数分裂——精子的形成过程
特点：
中期Ⅰ
有丝分裂中期
染色体的着丝粒排在赤道板上
有丝分裂中期染色体行为是怎样的？
（4）减数第一次分裂后期：
减数分裂——精子的形成过程
初级精母细胞
初级精母细胞
后期Ⅰ
特点：
同源染色体分离
有丝分裂后期
着丝粒分裂
染色单体分开
染色体数加倍
同源染色体数加倍
有丝分裂后期染色体行为是怎样的？
，非同源染色体自由组合
（5）减数第一次分裂末期：
减数分裂——精子的形成过程
初级精母细胞
2个次级精母细胞
末期Ⅰ
特点：
细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞
染色体数目减半，无同源染色体
小结：减数分裂Ⅰ的主要特点
同源染色体联会形成四分体
同源染色体（四分体）的非姐妹染色单体可发生交叉互换
同源染色体排在赤道板两侧
同源染色体分离
减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂 I
初级精母细胞
次级精母细胞
减数分裂——精子的形成过程
减数第一次分裂的过程
减数分裂Ⅰ分同源
减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。
减数分裂——精子的形成过程
减数分裂——精子的形成过程
（6）减数第二次分裂前期：
2个次级精母细胞
特点：
染色体散乱分布在细胞中
减数分裂——精子的形成过程
（7）减数第二次分裂中期：
2个次级精母细胞
2个次级精母细胞
中期Ⅱ
特点：
染色体着丝粒排列在赤道板上
减数分裂——精子的形成过程
（8）减数第二次分裂后期：
2个次级精母细胞
后期Ⅱ
特点：
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成子染色体，染色体数暂时加倍
子染色体在纺锤丝牵引下移向细胞两极
2个次级精母细胞
减数分裂——精子的形成过程
（9）减数第二次分裂末期：
末期Ⅱ
特点：
染色体到达细胞两极，1个次级精母细胞细胞缢裂为2个精细胞
2个次级精母细胞
4个精细胞
小结：减数分裂Ⅱ的主要特点
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
次级精母细胞
精细胞
减数分裂——精子的形成过程
减数第二次分裂的过程
减数分裂Ⅱ分姐妹
减Ⅱ主要特征与有丝分裂相似
主要区别在于减Ⅱ不存在同源染色体
减数分裂——精子的形成过程
（10）变形：
4个精细胞
变形
思考：
1.变形过程精细胞结构发生了怎样变化？
2.变形对受精作用有何意义？
4个精子
减数分裂——精子的形成过程
（10）变形：
4个精细胞
4个精子
变形
结构变化：
意义：
细胞质大量减少，细胞体积减小
细胞核变成精子头部的主要部分
高尔基体发育为头部的顶体
中心体演变为精子的尾
线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘
具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
一个初级精母细胞均等分裂成两个次级精母细胞
减数分裂前的间期：
1个初级精母细胞
1个精原细胞
（染色体数:2N）
前期：
中期：
后期：
末期：
减数分裂Ⅰ
染色体数目减半
4个精细胞
2个次级精母细胞
前期：
中期：
后期：
末期：
减数分裂Ⅱ
染色体数目后期先加倍，末期结束再减半
小结：精子的形成
（染色体数:2N）
（染色体数:N）
（染色体数:N）
（染色体数:2N）
发生联会、互换
同源染色体分离
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
主要特征：
细胞体积增大、染色体复制
同源染色体联会形成四分体，四分体中非姐妹可以互换
同源染色体排列在赤道板两侧
染色体散乱分布
着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
2个次级精母细胞均等分裂形成4个精细胞
4个精子
变形
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
一个初级精母细胞均等分裂成两个次级精母细胞
减数分裂前的间期：
1个初级精母细胞
1个精原细胞
（染色体数:2N）
前期：
中期：
后期：
末期：
减数分裂Ⅰ
染色体数目减半
4个精细胞
2个次级精母细胞
前期：
中期：
后期：
末期：
减数分裂Ⅱ
染色体数目后期先加倍，末期结束再减半
旧知回顾：精子的形成
（染色体数:2N）
（染色体数:N）
（染色体数:N）
（染色体数:2N）
发生联会、互换
同源染色体分离
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
主要特征：
细胞体积增大、染色体复制
同源染色体联会形成四分体，四分体中非姐妹可以互换
同源染色体排列在赤道板两侧
染色体散乱分布
着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
2个次级精母细胞均等分裂形成4个精细胞
4个精子
变形
1．根据减数分裂染色体行为变化，回答下列过程各发生的时期:
（1）染色体复制发生在:
（2）同源染色体的联会发生在:
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：
（4）染色体着丝粒分裂发生在:
（5）染色体数目减半发生在:
减Ⅰ
减Ⅰ后期
减数分裂前的间期
减Ⅰ前期
减Ⅱ后期
练习
2.说出下列细胞所处时期和细胞名称
减数分裂Ⅰ前期
初级精母细胞
减数分裂Ⅰ后期
初级精母细胞
减数分裂Ⅱ前期
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ末期
精细胞
减数分裂前的间期
精原细胞
减数分裂Ⅱ后期
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ中期
次级精母细胞
减数分裂Ⅰ中期
初级精母细胞
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
3.精子形成顺序依次是：
4
→5
→7
→2
→9
→6
→8
→10
→1
→3
练习
4.根据右面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图，
回答下列问题：
(1)A图表示细胞分裂的方式是_________，处于
_________________期。细胞中有__条染色体，
___条染色单体。
(2)B图所示细胞分裂产生的细胞名称是_______，每个子细胞中有__条染色体。
(3)A、B两个细胞中，具有同源染色体的细胞是___，A、B两图中DNA分子数之比为_____。
减数分裂
减数第一次分裂后
6
12
精细胞
3
A
2∶1
练习
减数分裂——卵细胞的形成过程
雌性生殖器官（人和其他哺乳动物：卵巢）
1.场所：
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡
卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞
减数分裂——卵细胞的形成过程
2.过程：
阅读课本P21文字，看P22图2—5哺乳动物卵细胞形成过程示意图
找出卵细胞形成过程经历哪些阶段及细胞名称
口述精子与卵细胞形成过程的异同处
减数分裂——卵细胞的形成过程
2.过程：
减数分裂前的间期
减数分裂
（第一）极体
（第二）
前期Ⅰ
后期Ⅰ
中期Ⅰ
后期Ⅰ
前期Ⅱ
末期Ⅱ
中期Ⅱ
后期Ⅱ
退化消失
为了使形成的卵细胞含有较多的营养物质，为以后受精卵的早期分裂提供营养和能量。
为什么卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞？
精子形成过程：
卵细胞形成过程：
均分
不均分
不均分
均分
均分
4个精细胞变形形成4个精子
只形成1个卵细胞
3个极体退化消失
不变形
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
卵细胞
第
二
极
体
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
不 同 点 场所、细胞
细胞质分裂方式
是否变形
生殖细胞数目
相同点 精子和卵细胞形成过程的异同
睾丸（精原细胞）
卵巢（卵原细胞）
初级/次级精母细胞都是均等分裂
初级/次级卵母细胞不均等分裂
第一极体均等分裂
不变形
变形
4个精子(成熟配子)
1个较大的卵细胞(成熟配子)
3个较小的极体(退化消失)
染色体行为和数目变化相同：
间期染色体复制一次
减数第一次分裂同源染色体分开
减数第二次分裂着丝点分裂，姐妹染色单体分开
形成的精子和卵细胞中染色体数目都减半
小结：精子、卵细胞形成过程中染色体的变化（P22图2—6）
精/卵原细胞(2n)
有丝分裂
精/卵原细胞(2n)
初级精/卵母细胞(2n)
次级精/卵母细胞(n)和第一极体
联会 四分体 交叉互换
同源染色体排在赤道板两侧
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
精细胞(n)/卵细胞(n)和第二极体(n)
姐妹染色单体分离
精子(n)
变形
染色体复制
染色体数目减半发生在 ，减半原因 。
减数第一次分裂
退化消失
卵细胞(n)
同源染色体分离，
分别进入2个子细胞
根据减数分裂染色体行为变化，回答下列过程各发生的时期:
（1）染色体复制发生在：
（2）同源染色体的联会发生在:
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：
（4）染色体着丝粒分裂发生在:
（5）染色体数目减半发生在:
（6）DNA含量加倍发生在：
减数分裂Ⅰ末期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂前的间期
比比谁更快
2.下图为同一个体不同时期的细胞图像，说出各细胞所处时期和细胞名称
减数分裂Ⅰ前期
初级精母细胞
减数分裂Ⅰ后期
初级精母细胞
减数分裂Ⅱ前期
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ末期
精细胞
减数分裂前的间期
精原细胞
减数分裂Ⅱ后期
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ中期
次级精母细胞
减数分裂Ⅰ中期
初级精母细胞
观察下面减数分裂形成配子的过程图像，回答相关问题：
练一练：
(1)图中一定属于卵细胞形成过程中的图像是 ，判断依据 。
可能属于卵细胞形成过程的是 ，一定不属于卵细胞形成过程的是 。
(2)图C分裂后产生的子细胞是 ，判断的依据是 .
.
A和D
细胞质不均分
C
B
精细胞或（第二）极体
细胞质均分应为次级精母细胞或（第一）极体，产生子细胞为精细胞或（第二）极体
C细胞无同源染色体，
卵细胞
（第二）极体
次级卵母细胞
（第一）极体
次级精母细胞
减数分裂的概念
减数分裂是进行 的生物，在产生 时进行的 数目减半的细胞分裂。
在减数分裂过程中，染色体只复制 ，而细胞分裂 。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体（及DNA）数目比原始生殖细胞的减少 。
有性生殖
成熟生殖细胞
（精子和卵细胞）
染色体（及DNA）
一次
两次
一半
(1)范围：
(3)时期：
(4)特点：
(5)结果：
(2)场所：
进行有性生殖的生物
在产生成熟生殖细胞（精子和卵细胞）时
染色体只复制一次，而细胞分裂两次
有性生殖器官（睾丸、卵巢）
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半
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。
减少环境干扰
人工干预
(1)环境中具有生殖毒性的金属元素(汞、镉、铅等)可导致精子数量减少、活动力下降等。
(2)目前，已被确认的对人类有胚胎毒性和致畸作用的药物以及农药有几十种，均对精子活动率有较大影响。
(3)环境污染，尤其是有机物造成的污染(如甲醛等)，导致雄性动物体内畸形精子数增加。
(4)生殖细胞对辐射的敏感度极高，生活环境中的各种辐射因素(如微波、紫外线等)，均有明显的致畸作用，且畸变率与照射剂量呈正相关。
(5)精子生成、成熟以及维持正常形态和功能都需要适宜的温度，温度过高或过低都会对精子质量产生不良的影响。
不良环境条件对精子形成的影响
与社会的联系
如：气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和
质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防。
不良环境
减数分裂
生殖细胞
影响
影响
如：吸烟影响精子质量。长期吸烟的男性，精子受精能力比不吸烟人群低75%，
因为精子可以识别尼古丁并且做出相应的反应，长期吸烟会使男性的受精
能力降低。
与社会的联系
1.观察目的：根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断所处时期
探究.实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
2.选材要求：
①细胞内染色体数量较少
②选择雄性个体的生殖器官进行取材观察
a.卵细胞产生的数量远远少于精子的数量
b.雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂
探究.实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片

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