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(共37张PPT)
第二章 基因和染色体的关系
2.1 减数分裂和受精作用
减数分裂
精子的形成过程
一
目
录
CONTENTS
二
卵细胞的形成过程
三
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
四
减数分裂的相关概念
情境导入
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。如图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
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；
减数分裂
同源染色体：形状和大小一般都相同的一对染色体
性染色体
配子是怎么形成的呢？
2.配子的染色体由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。
特别提醒
减数分裂没有细胞周期，因为减数分裂形成的成熟生殖细胞（精子和卵细胞）不再继续分裂。
一、减数分裂的相关概念
1
同源染色体：配对的两条染色体，形状和大小一般相同， 一条来自
父方，一条来自母方。
X染色体和Y染色体
2
姐妹染色单体：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。
姐妹染色单体
复制
3
联会：在减数分裂过程中， 两两配对的现象。
同源染色体
减数分裂I前期
一、减数分裂的相关概念
4
四分体：联会后的每对同源染色体含有 姐妹染色单体。
4条
A与B的关系？
A与C的关系？
a与a’的关系？
a与b’的关系？
A和B合称什么？
（同源染色体）
（非同源染色体）
（姐妹染色单体）
（非姐妹染色单体）
（四分体）
1个四分体包含：
对同源染色体，
条染色体，
条染色单体，
个DNA分子，
条脱氧核苷酸链。
1
2
4
4
8
二、精子的形成过程
1
形成场所
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
2
形成过程
精细胞
减数分裂
变形
人和其他哺乳动物→睾丸
精子
（成熟生殖细胞）
二、精子的形成过程（以马蛔虫为例，2n=4）
精原细胞
初级精母细胞
特点
减数分裂前的间期
细胞体积增大
染色体复制（DNA复制和有关蛋白质的合成）
出现姐妹染色单体
特别提醒
间期复制前的细胞称为精原细胞，复制后成为初级精母细胞。
二、精子的形成过程（以马蛔虫为例，2n=4）
减数分裂I（减数第一次分裂）
①同源染色体联会，形成四分体；
②同源染色体的非姐妹染色单体上相应片段可发生互换。
联会的同源染色体排列在赤道板两侧。每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
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
前期
中期
后期
末
期
两组染色体到达细胞的两极，细胞缢裂，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。
初级精母细胞
次级精母细胞
二、精子的形成过程（以马蛔虫为例，2n=4）
减数分裂II（减数第二次分裂）
变 形
变 形
次级精母细胞
精细胞
精子
前期
中期
后期
末期
1
精细胞的变形对受精作用有什么意义？（P21)
【答案】
变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
①在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核；②部分细胞质变成了精子的颈部和尾部；③大部分细胞质及多数细胞器被丢弃；④但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎样解释这一现象？(P23)
2
【答案】
①保证了遗传物质能够先进入卵细胞；
②使精子具备适于游动的能力；
③避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；
④可以更好地在受精过程中提供能量。
总之，精子变形过程中的以上变化都是为受精作用提供保证，是进化的结果。
二、精子的形成过程
3
小结
染色体复制 发生在哪个时期？ ____________________
同源染色体配对 发生在哪个时期？_____________________
同源染色体分离 发生在哪个时期？_____________________
姐妹染色单体分离 发生在哪个时期？_____________________
染色体数目减半 发生在减数第几次分裂？_____________________
减数分裂前的间期
减数分裂 I 前期
减数分裂 I 后期
减数分裂 II 后期
减数第一次分裂
(1)重要事件发生时期
特别提醒
初级精母细胞有同源染色体，次级精母细胞没有同源染色体。
同源染色体
同源染色体
同源染色体
同源染色体
非同
源染色体
的非姐妹染色单体
姐妹染色单体
染色体着丝粒
3
小结
(2)图解过程
三、卵细胞的形成过程
1
形成场所
2
形成过程
人和其他哺乳动物→卵巢
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。
同：
染色体的行为变化
异：
①初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂
②只形成一个卵细胞
③不需要变形
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
退化消失
任务1：说出卵细胞与精子的形成过程有何异同？
3
配子形成过程小结
形成过程
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
场所 ______ _____
细胞质分裂　 均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞 分裂；极体 分裂
是否变形 _____ 不变形
结果 1个精原细胞→ 个精细胞→变形成为__个精子(成熟配子) 1个卵原细胞→__个较大的卵细胞(成熟配子)和 个较小的极体(退化消失，不能受精)
相同点 睾丸
卵巢
不均等
均等
变形
4
4
1
3
(1)染色体的行为和数目的变化规律相同
(2)卵细胞和精子中的染色体数都比原始生殖细胞减少一半
3
配子形成过程小结
分裂图像
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
次级精母细胞
或第一极体
解题窍门
精选习题
1.如图为某种高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级卵母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
2.下列关于精子和卵细胞形成的叙述，错误的是
A.精原细胞和卵原细胞经减数分裂产生的子细胞数目相等
B.卵细胞形成过程发生了2次细胞质不均等分裂
C.精细胞需要经过变形形成精子
D.卵细胞含有的四分体数目是卵原细胞的一半
√
√
概念：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。
特点：染色体复制一次，而细胞连续分裂两次。
结果：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。
三、卵细胞的形成过程（P22黑体字)
与社会的联系
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。
例如，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。
吸烟会影响男性精子的数量和质量，
这方面也有不少研究，感兴趣的同学
可以搜集这方面的资料。
水的比热容较大，降温速度慢；增加空气湿度，增强大气逆辐射。从而起到保温的作用。
根据相关研究，长期吸烟的男性人群，精子的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。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
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。
蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
先在低倍镜下依次找到减数分裂I和减数分裂II不同时期的细胞。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
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。
目的要求
1
材料用具
2
观察步骤
3
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
活动1：说出下列各图示的减数分裂时期
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
活动1：说出下列各图示的减数分裂时期
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
活动2：思考下列问题
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
细胞已被杀死固定，不可能动态变化；
但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
1．选择蝗虫精母细胞作为观察材料有什么优点？
2．视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的细胞吗？
3. 观察减数分裂实验为什么不选择雌性个体？
(1)雄性个体产生的雄配子数量多，雌性个体产生的雌配子数量少。
(2)动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，卵子要在受精作用之后才发生减数分裂II。
精选习题
1.下列关于观察减数分裂实验的叙述，错误的是
A.可用蝗虫精母细胞的减数分裂装片进行观察
B.在蝗虫精母细胞的减数分裂装片中，可观察到处于联会状态的同源染
色体
C.用桃花的雄蕊比用雌蕊制成的装片更容易观察到减数分裂现象
D.在蝗虫精母细胞的减数分裂装片中，能看到精细胞变形为精子的过程
√
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
活动3：讨论下列问题
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、位置和数目判断
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，每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。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
活动3：讨论下列问题
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。
专题学习（一）
有丝分裂与减数分裂的辨析
一
目
录
CONTENTS
二
减数分裂过程中的物质变化
一、减数分裂过程中的物质变化
间期 减数分裂I 减数第二次分裂 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
核DNA
染色体
染色单体
次级精母细胞
精原细胞
精细胞
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n→n
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
初级精母细胞
（1）染色体、染色单体、核DNA数量变化
间期
减数分裂Ⅰ
n
2n
3n
4n
减数分裂Ⅱ
染色体数
细胞一分为二
着丝 粒分裂
细胞一分为二
核DNA数
复制
染色单体数
一、减数分裂过程中的物质变化
（2）染色体、染色单体、核DNA数量变化曲线
同源染色体
对数
请结合减数分裂相关过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图
(以精子形成过程为例)，判断各时期细胞名称。
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
一、减数分裂过程中的物质变化
减Ⅱ前、
中期
减Ⅱ后
期
减Ⅰ前、
中、后
间期(G1)
（3）根据柱状图判断各时期细胞名称
精选习题
1.水稻的体细胞中有24条染色体，在一般正常情况下，它的初级卵母细胞、次级卵母细胞和卵细胞中染色体数目，DNA分子含量，分别依次是 （ ）
A．24、12、12和24、12、12
B．24、24、12和48、12、12
C．48、24、12和24、24、12
D．24、12、12和48、24、12
√
精选习题
√
2.如图表示哺乳动物（体细胞染色体数为2n）精子的形成过程中一个细胞内核DNA分子含量的变化。下列各项中对本图的解释完全正确的是（ ）
A．同源染色体的联会发生在d～e的初期
B．e点染色体数目为n，f点染色体数目又出现短时间的加倍
C．e点同源染色体分离，f点染色体的着丝粒分裂
D．a～c是间期，c～f是分裂期，f～g是精细胞变形阶段
e点：减数分裂I结束，细胞一分为二
f点：减数分裂II结束，细胞一分为二
精选习题
3.如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞（Ⅰ～Ⅳ）中相关物质（①～③）的数量。下列表述与图中信息不相符的是（ ）
A．该过程表示精原细胞进行的减数分裂
B．Ⅱ所处阶段可发生非同源染色体的自由组合
C．②代表姐妹染色单体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
染色单体
染色体
核DNA
√
二、有丝分裂与减数分裂的辨析
有丝分裂 减Ⅰ 减Ⅱ
前期 染色体散乱在中央， 有同源染色体 同源染色体联会， 四分体形成 染色体散乱分布，
无同源染色体
中期 着丝粒排在赤道板 上， 有同源染色体 四分体排列 在赤道板上 着丝粒排在赤道板
上，
无同源染色体
后期 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开， 有同源染色体 同源染色体分开， 移向细胞两极 着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
无同源染色体
（1）有丝分裂与减数分裂模式图比较
二、有丝分裂与减数分裂的辨析
染色体
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
着丝粒分裂
细胞一
分为二
时期
染色体
间期
0
4N
2N
减I
减II
细胞一分
为二
时期
N
细胞一
分为二
着丝粒分裂
有丝分裂
减数分裂
（2）有丝分裂与减数分裂的曲线图比较——染色体
二、有丝分裂与减数分裂的辨析
核DNA
间期
0
4N
2N
减I
减II
细胞一分为二
时期
N
核DNA
前期
中期
后期
末期
4N
2N
时期
0
DNA
复制
细胞一分为二
G1
G2
S
DNA
复制
细胞一分为二
有丝分裂
减数分裂
（2）有丝分裂与减数分裂的曲线图比较——核DNA
二、有丝分裂与减数分裂的辨析
染色单体
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
时期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
DNA
复制
G1
G2
S
染色单体
0
4N
2N
减I
减II
时期
细胞一分为二
DNA
复制
间期
N
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
有丝分裂
减数分裂
（2）有丝分裂与减数分裂的曲线图比较——染色单体
二、有丝分裂与减数分裂的辨析
（3）有丝分裂与减数分裂的曲线图识别
出现0 —— 染色单体
有斜线 —— DNA
出现两次减少
出现一次减少
减数分裂
有丝分裂
不出现0
无斜线 ——染色体
有丝分裂
终点与起点数量一致
减数分裂
终点是起点数量一半
有丝分裂
终点与起点数量一致
减数分裂
终点是起点数量一半

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