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(共51张PPT)
第一章 遗传因子的发现
第三章 基因的本质
第四章 基因的表达
第五章 基因突变及其他变异
第六章 生物的进化
第二章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
第一课时
第二章基因和染色体的关系
有丝分裂
DNA
蛋白质
染色质
染色体
温故知新
末期
两消两现重建壁
后期
粒裂体增均两极
形定数清粒道齐
中期
前期
膜仁消失现两体
间期
完成DNA复制和有关蛋白质的合成（即染色体复制）
有丝分裂细胞的细胞增殖的过程特点：(以植物细胞为例）
有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
温故知新
一条染色体
染色体复制
着丝粒
两条姐妹染色单体
一条染色体
染色体数以
着丝粒数为标准
染色体数
染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
2
0
2
着丝粒分裂
两条染色体
有丝分裂
温故知新
复制
子代细胞
亲代细胞
分裂（染色体平均分配）
将亲代细胞的染色体进行复制（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遗传物质的稳定性。
有丝分裂
温故知新
人体有23对染色体，精子和卵细胞结合形成受精卵，发育成子代个体。如果精子和卵细胞的染色体数不变，那么子代个体的染色体数会是什么样呢？
形成生殖细胞
假设进行有性生殖的生物以有丝分裂的方式产生两性生殖细胞。
精子
卵细胞
受精卵
受精作用
细胞分裂
细胞分化
（92）
（46）
（46）
男
女
（46）
（46）
（92）
生殖细胞的形成不能通过有丝分裂的方式。
个体
在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；
受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。
这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。
魏斯曼的预测
魏斯曼(1834---1914)
August Weismann，德国动物学家
魏斯曼(1834---1914)
August Weismann，德国动物学家
生长周期短
繁殖快
染色体少且易观察
容易饲养
果蝇是遗传学上常用的实验材料
果蝇是苍蝇吗？
果蝇
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇
问题探讨
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
配子中的染色体数目是体细胞中的一半。
♂
♀
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
思考：仔细观察右图，配子的4条染色体是从体细胞的8条染色体中随机选取的吗？
配子
Ⅲ
（♂）
体细胞
（♀）
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
X
Y
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
Ⅳ
Ⅲ
X
Ⅱ
Ⅳ
Ⅲ
Y
果蝇中的两条Ⅱ（或Ⅲ或Ⅳ）号染色体大小形态相同，分别来自父方和母方，这样的染色体称为同源染色体。减数分裂最核心的就是将同源染色体平分。
减数分裂需要解决的两个最关键的问题：
1.染色体数目减半；2.同源染色体平均分配
如何实现呢？与有丝分裂相比有什么区别？
（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。
减数分裂
01
成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。
（4）结果：
染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
（5）场所：
原始生殖细胞形成 时。
（2）时期：
进行 的生物。
（1）范围：
（3）特点：
一定是真核生物
植物的 、子房，动物的 、卵巢。
有性生殖
成熟生殖细胞
一半
花药
睾丸
1. 减数分裂：
一、减数分裂的相关概念
【注意】减数分裂无细胞周期。
精原细胞、卵原细胞
精子和卵细胞或雌、雄配子
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
男
女
2. 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。
3. 非同源染色体：形状、大小不相同，不能配对的两条染色体。
X、Y不相同
一、减数分裂的相关概念
判断是否同源染色体，应同时满足4个条件：
①大小（长度）——相同
②形状（着丝点位置）——相同
③来源（颜色）——不同
属于同源染色体
下列几组染色体中，属于一对同源染色体的是（ ）
A B C D E
DE
同源染色体既可以是复制之前不含染色单体，也可以是复制之后含染色单体。
一、减数分裂的相关概念
④在MⅠ前期能联会
4. 姐妹染色单体：同一个着丝粒连接的两条染色单体，如1和2、3和4。
5. 非姐妹染色单体：不同着丝粒连接的两条染色单体，如1和3、1和4。
1 2 3 4
一、减数分裂的相关概念
6. 联会：同源染色体两两配对的现象。
注意：有丝分裂过程中存在同源染色体，但不发生联会。
一、减数分裂的相关概念
7. 四分体：联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体。
1
2
3
4
1对同源染色体
4条染色单体
一个四分体
=
=
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体
一、减数分裂的相关概念
(1)时期： (四分体时期)。
(2)范围：同源染色体中非姐妹染色单体之间交换片段。
(3)对象：
(4)意义：
8.互换
减数分裂Ⅰ前期
（属于基因重组:）
等位基因交换
增加配子多样性
至少含有两对等位基因
一、减数分裂的相关概念
1.产生部位：
2.过程：
间期
精细胞
精原 细胞
睾丸（曲细精管）
变形
精子
初级精母细胞
细胞体积增大；
染色体复制
减数第一次分裂
次级精母细胞
减数第二 次分裂
曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞——精原细胞
有丝分裂
新的精原细胞
减数分裂
精细胞
二、精子的形成过程
精原细胞
次级精母细胞
精细胞
初级精母细胞
精子
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
间期
（染色体复制）
前期
后期
末期
中期
前期
中期
后期
（1个）
（4个两种）
（4个两种）
（1个）
（2个）
变形
2.过程：
减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）
减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）
染色体复制一次
连续分裂两次
二、精子的形成过程
减数分裂前的间期：
特点
细胞体积增大；
染色体复制；
精原细胞→初级精母细胞；
出现姐妹染色单体；
染色体呈染色质丝的状态。
精原细胞
初级精母细胞
3.各时期的特点
DNA数目加倍，染色体数目不变
二、精子的形成过程
减数第一次分裂前期：
初级精母细胞
染色质丝缩短变粗形成染色体；
3.各时期的特点
特点
二、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
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，叫同源染色体。
染色质丝缩短变粗形成染色体；
同源染色体联会，形成四分体；
联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体，叫做一个四分体。
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互换。
3.各时期的特点
减数第一次分裂前期：
二、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
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。
3.各时期的特点
减数第一次分裂中期：
二、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
配对的两条同源染色体分离，分别向细胞两级移动；非同源染色体自由组合。
细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合吗？
是自由组合。
3.各时期的特点
减数第一次分裂后期：
二、精子的形成过程
初级精母细胞
次级精母细胞(2个)
特点
细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞。
染色体数减半；
DNA数减半。
因此，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。
3.各时期的特点
减数第一次分裂末期：
二、精子的形成过程
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了哪些特殊的行为？这对于生物的遗传有什么重要意义？
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了：联会、四分体形成、非姐妹染色单体的互换、同源染色体分离等行为特征。
意义：可使染色体数目减半，再通过受精作用，维持生物遗传的稳定性；配子的多样性；增加了遗传的多样性，有利于生物的进化。
3.各时期的特点
二、精子的形成过程
结合视频及课本内容，简述第二次分裂过程中次级精母细胞的变化。
3.各时期的特点
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，
或者间期很短，染色体不再复制。
二、精子的形成过程
减数分裂 II 前后，染色体数目不变
精细胞
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
染色体着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体
染色体散乱分布在细胞中
与有丝分裂相似；
不存在同源染色体
减数第二次分裂：
3.各时期的特点
次级精母细胞
减Ⅱ末期
1个细胞分裂成2个细胞，即1个次级精母细胞形成2个精细胞
二、精子的形成过程
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，无细胞质；尾长，能够摆动，线粒体聚集在尾部的基部。
变形
精子
精细胞
4.精细胞变形
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
使其具备了游向卵细胞进行受精作用的能力。
二、精子的形成过程
1.卵细胞形成场所：动物 。
植物 。
卵巢
卵巢中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。
卵泡
卵细胞
子房
卵原细胞
卵原细胞
有丝分裂
减数分裂
卵细胞
三、卵细胞的形成过程
两个视频：精子和卵细胞的形成过程比较
你能找出卵细胞形成过程与精子形成过程的异同吗？
三、卵细胞的形成过程
初级精母细胞
精原细胞
次级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
变形
变形
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
次级卵母细胞
极体
次级卵母细胞
极体
（退化消失）
卵细胞
2、精子、卵细胞的形成过程比较
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
部位
原始生殖细胞
细胞质的分裂方式
分裂结果
是否变形
相同点 总结 精子与卵细胞形成过程的比较
睾丸
精原细胞
均等分裂
一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞)
变形
卵巢
卵原细胞
第一极体均等分裂，初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂
一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)＋三个极体(退化消失)
不需变形
减Ｉ同源染色体联会，出现四分体，非姐妹染色单体交叉互换，同源染色体分离，分别移向细胞两极
思考：卵细胞形成过程中，为什么细胞质不均等分裂？而精子形成过程中，细胞需要经过变形？
细胞质不均等分裂形成的卵细胞较大，保证了受精后能有充足的营养物质，满足早期胚胎发育的需要；而精细胞经过变形产生了尾等结构，有利于精子的运动。
【教材隐性知识】源于必修2 P18图2－2和P22图2－5：请写出下列各细胞的名称：
判断减数分裂中的细胞类型
原始生殖细胞减数分裂
不良环境条件
生殖细胞形成
影响
影响
灌深水预防
水稻花粉母细胞的减数分裂
影响
气温过低
①
吸
烟
②
影响水稻的花粉数量和质量
影响
男性精子的数量和质量
影响
稻谷减产
导致
与社会的联系（教材P23）
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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.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。
卵细胞产生的数量远远少于精子的数量。
四、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
制作装片时，细胞已死亡，不能观察到减数分裂的连续过程。
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片注意事项
(1)精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，
因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
(2)不能观察到一个细胞减数分裂的全过程。
如同观察有丝分裂一样，由于细胞在解离过程中被杀死, 因此无法观察细胞中染色体的动态变化过程——欲看到全部过程, 需通过移动装片, 从不同的视野中寻找。
拓展：关于同源染色体的5点提醒
巩固：
1、染色体复制时间
2、联会时染色体是否复制过
3、四分体的含义
4、同源染色体的分开在什么时间？
5、非同源染色体自由组合发生在什么时期？
6、染色单体的分开发生在什么时间
7、染色体排列在赤道板两侧和中央各是在什么时间
8、染色体减半的其原因是什么
减数分裂前的间期
是
减数分裂I后
减数分裂I后
减数分裂II后
减数分裂I中、
减数分裂II中
联会配对的一对同源染色体中有四条姐妹染色单体
同源染色体分离
易错辨析
1.图中同源染色体：
2.A、C什么关系
3.1、2什么关系
4.1、3什么关系
5.图中有几个四分体，一个四分体含几条染色单体，几个DNA
6.同源染色体形状、大小一定相同吗
7.形状、大小相同的一定是同源染色体吗
8.同源染色体一定是一条来自父方，一条来自母方吗
9.一条来自父方，一条来自母方的一定是同源染色体吗
10.减数分裂中配对的一定是同源染色体
11.同源染色体一定发生配对行为吗
12.互换发生的部位
13.等位基因可位于 和 上
A与B、C与D共两对
非同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
不一定
2 4 4
对
不一定 如X与Y
复制形成的两条染色体（着丝粒分裂后形成的两条子染色体）
对
不一定
同源染色体的非姐妹染色单体之间
姐妹染色单体
同源染色体
易错辨析
(1)同源染色体是指细胞内形状和大小相同,一条来自父方,一条来自母方的两条染色体。(必修2 P20正文)(　　)
(2)细胞两极的这两组染色体,非同源染色体之间是自由组合的。(必修2 P20旁栏思考)(　　)
(3)玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。(必修2 P23“概念检测”1)(　　)
(4)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,如吸烟会影响男性精子的数量和质量。(必修2 P23“与社会的联系”) ( )
×
×
√
√
大小和形状一般相同，一条来自父方，一条来自母方的一对染色体，在减数分裂过程中能够两两配对
10条，但不是成对的
　考点训练　
1.如图1所示为动物初级精母细胞中的两对同源染色体，其减数分裂过程中，同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子，则来自同一个次级精母细胞的是 。
①③
或②④
减数第一次分裂的特点：同源染色体分离；减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连的两条姐妹染色单体分开，成为两条子染色体并分别进入两个精细胞中，所以由同一个次级精母细胞最终分裂形成的精细胞中，染色体组成应相同。综上所述，根据图2中各细胞内染色体组成特点推知，①与③、②与④的染色体组成基本相同。
2.下面是对高等动物通过减数分裂形成的雌、雄配子以及受精作用的描述，其中正确的是( )
A. 每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质
B. 同源染色体进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只形成一个卵细胞
C. 受精时，雌雄配子相互识别和相互融合的原理不同
D. 受精前卵细胞代谢异常活跃，受精后细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢
　考点训练　
初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是不均等的，每个卵细胞从初级卵母细胞中继承的细胞质大于初级卵母细胞的1/4
同源染色体进入卵细胞的机会相等，因为在减数第一次分裂后期，同源染色体的分离，随机进入次级卵母细胞和第一极体
受精时，雌雄配子相互识别和相互融合的原理不同，前者是糖蛋白的识别，后者是细胞膜的流动性
与未受精的卵细胞相比，受精卵的细胞呼吸和物质合成进行得比较快
　高考真题演练
3.（2023·北京·高考真题）武昌鱼（2n=48）与长江白鱼（2n=48）经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是（　　）
A．含有24条染色体的细胞
B．染色体两两配对的细胞
C．染色体移到两极的细胞
D．含有48个四分体的细胞
精原细胞通过减数分裂形成精子，则精子中含有24条染色体
精原细胞在减数第一次分裂前期将发生染色体两两配对，即联会
精原细胞在减数第一次分裂后期同源染色体分开并移向两极，在减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开并移到两极，细胞有丝分裂后期也可观察到染色体移向细胞两极
精原细胞在减数第一次分裂前期，能观察到含有24个四分体的细胞
　高考真题演练
4.（2024·山东·高考真题）某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种：①配子中染色体复制1次；②减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂；③减数分裂Ⅰ细胞不分裂，减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示，其中A1、A2为显性基因，a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代，该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时，1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变，获得该子代的所有可能机制为（　　 ）
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
①交换后形成Aa的配子，若该细胞为配子中染色体复制1次获得的，加倍后形成AAaa的二倍体符合题目要求，①正确；②由题意可知，该子代的细胞在四分体时，1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组，若减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂，则该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数不相等，②错误；③减数分裂Ⅰ细胞不分裂，减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞，可能就是发生互换后的两条染色体进入该细胞，由这个细胞发育的个体就符合题意，③正确。

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