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减数分裂和受精作用
第一课时
第1节
1.能够阐述同源染色体、联会、四分体、交叉互换的概念
2.能够叙述精子的形成过程，归纳出减数分裂各时期的特点
问题探讨
体细胞 配子
(1)配子的染色体数目是体细胞的一半。
(2)配子的染色体是由体细胞的每对染色体中的一条组合而成的。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
1. 配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
2.如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样？
每种生物的染色体形态与数目相对恒定
常见动、植物的染色体数目
生殖细胞（配子）的染色体数目是体细胞的一半
2.如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样？
46
卵细胞
受精卵
新个体
父
母
（有丝分裂）
精子
92
92
46
受精
（有丝分裂）
46
46
魏斯曼的预言
魏斯曼(1834—1914)德国动物学家
在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程，使染色体的数目减少一半。
受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
有证据吗？
其他科学家用显微镜观察证实了他的大胆语言。
特殊方式的有丝分裂
——减数分裂
减数分裂的相关概念
进行 的生物
成熟生殖细胞过程中
染色体 ，而细胞 。
范围：
时期：
特点：
结果：
成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细胞中的染色体数目 。
1、减数分裂概念
有性生殖
只复制一次
连续分裂两次
减少一半
2、同源染色体：
形态：配对的两条染色体
形状和大小一般都相同
来源：一条来自父方，一条来自母方
体细胞中有无同源染色体？
非同源染色体
1和3、1和4、2和3、2和4
1和2、3和4
2、根据同源染色体概念，判断下列图形中是否有同源染色体？有多少对？哪两条构成同源染色体？
1、下列几组染色体中，属于同源染色体的是 。
A B C D E
CD
A
B
C
D
E
练习
4、四分体：
联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体。
3、联会：
指在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象
1个四分体= 条染色单体= 个DNA分子
= 对同源染色体
= 条染色体
4
4
1
2
5、交叉互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生部分片段交换的现象。
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）
观看视频,并结合课本18-19页
回答下列问题
（2）精原细胞形成精子的过程中还形成了哪几种细胞？
（1）高等动植物细胞的减数分裂发生的场所？人和其他哺乳动物精子形成场所？
初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
精子的形成过程
有性生殖器官内、
睾丸
间期
染色体复制
体积增大
初级精母细胞
精原细胞
（1）特点：
染色体的复制（DNA的复制和有关蛋白质的合成)
（2）结果：
每条染色质上含有2条姐妹染色单体，染色质数目不变，DNA含量加倍
染色体的复制
减数分裂前
初级精母细胞
特点：同源染色体发生联会
四分体中的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换
减数分裂Ⅰ——前期
初级精母细胞
联会，形成四分体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ——中期
特点：各对同源染色体排列在赤道板两侧。
初级精母细胞
(躺两排）
特点：同源染色体彼此分离，
非同源染色体自由组合。
初级精母细胞
减数分裂Ⅰ——后期
非同源染色体自由组合使染色体的组合方式更加多样，请画出该初级精母细胞的另一种染色体组合形式？
初级精母细胞
特点：一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，
同源染色体分离,染色体数目减半。
初级精母细胞
次级精母细胞
减数分裂Ⅰ——末期
染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ末期，原因是同源染色体分离，分别进入两个子细胞
染色体数目减半的原因是什么？
归纳：减数分裂Ⅰ的主要特征：
1.同源染色体联会，形成四分体；
2.四分体中非姐妹染色单体间可能发生交叉互换；
3.同源染色体分离，非同源染色体自由组合
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ前期
特点：非同源染色体散乱分布。
每个次级精母细胞的染色体数目只有初级精母细胞的一半，细胞内无同源染色体
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ
次级精母细胞与初级精母细胞相比有何异同？
减数分裂Ⅱ中期
次级精母细胞
特点：着丝粒排列在赤道板位置。
减数分裂Ⅱ后期
特点： 着丝粒分裂，
两条姐妹染色单体分开形成染色体。
次级精母细胞
减数分裂Ⅱ末期
特点：两个次级精母细胞形成四个精细胞。
次级精母细胞
精细胞
归纳：减数分裂Ⅱ的主要特征：
减数分裂Ⅱ与有丝分裂有什么异同点？
减数分裂Ⅱ中无同源染色体，
有丝分裂中有同源染色体.
着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，移向细胞两极。
精细胞
精子
精细胞
变形
不属于减数分裂的过程
蝌蚪状，头部有细胞核，尾长，可游动
精子的形成过程
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？
【提示】减数分裂特殊性主要体现在：
(1)DNA复制一次，细胞连续分裂两次；
(2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离；
(3)分裂结果：得到四个细胞并且染色体数减半；
(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。
减数分裂和受精作用
第二课时
第1节
1.能够叙述出卵细胞的形成过程，阐明精子与卵子的形成过程的异同点。
2.通过比较减数分裂与有丝分裂，能够判断细胞分裂方式及时期。
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
回顾精子的形成过程
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末期
同源染色体
排列在赤道板两侧
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
初级卵母细胞分裂形成一个次级卵母细胞、一个极体
卵原细胞
染色体复制
细胞体积增大
同源染色体 联会
四分体 交叉互换
减Ⅰ前期
间期
1.减数第一次分裂
初级卵母细胞
卵细胞的形成过程
2.减数第二次分裂
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ末期
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
极体
卵细胞
第一极体
次级卵母细胞
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
次级卵母细胞
卵细胞
极体
（第一）
（第二）
不均等分裂
均等分裂
卵细胞的形成过程与精子的形成过程有什么不同？
精子
形成
场所
场所
过程
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
睾丸
卵巢
卵细胞形成
不均等分裂
均等分裂
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 减数分裂与有丝分裂的比较
有丝分裂
1.有丝分裂各时期特点
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
一数
数染色体数目
奇数
偶数
减Ⅱ
二看
有无同源染色体
无：减Ⅱ
三判断
有
联会、四分体→减Ⅰ前
同源染色体排列在赤道板两侧→减Ⅰ中
同源染色体分离→减Ⅰ后
若无上述特殊行为→有丝分裂
4.结合染色体的奇偶数识别细胞分裂方式
有丝分裂后期
减数第一次
分裂后期
减数第二次
分裂后期
有丝分裂中期
减数第一次
分裂中期
减数第二次
分裂中期
减数第二次
分裂后期
判断下列细胞分别属于何种分裂的什么时期
甲:细胞处于__________ 分裂的__ 期,子细胞为___________
减数第一次
后
次级精母细胞
乙:细胞处于__________ 分裂的__ 期,子细胞为___________
减数第二次
后
精细胞或第二极体
丙:细胞处于__________ 分裂的__ 期,子细胞为___________
有丝
后
体细胞
丁:细胞处于__________ 分裂的__ 期,子细胞为___________
减数第二次
后
卵细胞和第二极体
实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1．实验原理
根据细胞中的染色体_____、______、_____ 的变化，识别减数分裂的各个时期。
形态
位置
数目
2.选材：分裂旺盛的雄性个体生殖器官。
如动物精巢、植物花药
3.流程
制作装片：（同有丝分裂）解离→漂洗→染色→制片
↓
显微观察：低倍镜→高倍镜→绘图
低倍镜
观察
高倍镜
观察
绘图
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
识别 细胞、 细胞和精细胞
先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的 、位置和 。
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
初级精母
次级精母
形态
数目
思考：
1．为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
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？
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。
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远远多于雌性个体产生的雌配子数量
2.在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞
4、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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
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
1．关于精子与卵细胞形成过程的异同，下列叙述正确的是（ ）
A．染色体的行为和数量变化均保持一致 B．两者均经历两次均等的细胞质分裂
C．精子和卵细胞的头部含有细胞核 D．最终都能形成4个有生殖功能的子细胞
A
2．已知蝗虫的体细胞中有24条染色体。观察其精母细胞减数分裂装片时，下列观察到的染色体行为与数目变化的组合，错误的是（　　）
A．形成四分体—染色体数目为24对
B．同源染色体分离—染色体数目为24条
C．每条染色体的着丝粒分裂—染色体数目为24条
D．染色体移向细胞两极—每极有12条非同源染色体
A
3．某哺乳动物的基因型为AaBb，其某个细胞的情况如图所示，与该细胞同时产生的另一个细胞的基因型为Aabb。下列叙述错误的是（ ）
A．图示细胞的名称是次级卵母细胞
B．图示细胞分裂产生生殖细胞的基因型是AB
C．导致图示细胞基因型异常的过程发生在减数分裂Ⅰ前期
D．图示细胞基因型异常的原因是基因突变
D
减数分裂和受精作用
第三课时
第1节
1.通过建立减数分裂中染色体变化的模型，能够阐述配子中染色体组合多样性的原因、判断配子来源与种类。
2.能够解释细胞分裂中DNA、染色体、染色单体的变化规律。
3.能够说出受精作用的过程，阐明受精作用对于生物遗传的重要意义。
问题探讨
减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。
父亲体内的所有精原细胞，染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。可是，“一母生九子，九子各不同”，同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？
1.建立减数分裂中染色体变化的模型
(1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化。
①长度相同、颜色不同的两条染色体配对代表减数分裂Ⅰ前期同源染色体的　　 。
②长度相同、颜色不同的两条染色体的分开代表减数分裂Ⅰ后期同源染色体的　 　。
③减数分裂结束时,每个细胞中染色体的数目是开始时的 ,染色体数目减半发生在　 　。
联会
分离
一半　
减数分裂Ⅰ
配子中染色体组合的多样性
(2)模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合。
①要模拟减数分裂过程中非同源染色体的自由组合,细胞中至少要有　2　对同源染色体。
②假设细胞中有2对同源染色体,减数分裂Ⅰ时,非同源染色体有　2　种组合方式;每个原始生殖细胞按照其中的一种组合方式分裂,能产生　2　种不同染色体组成类型的配子;2个这样的原始生殖细胞按照不同的组合方式进行分裂,理论上可以产生　4　种不同染色体组成类型的配子。
减数分裂Ⅰ前期
同源染色体联会　　
减数分裂Ⅰ后期
同源染色体分离
减Ⅰ后同源染色体分离，非同源染色体自由组合
(3)模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换。
①假设细胞中有2对同源染色体,仅有两条非姐妹染色单体在四分体时期发生了1次互换,1个这样的原始生殖细胞理论上可以产生　4　种不同染色体组成类型的配子。
②减数分裂Ⅰ四分体时期非姐妹染色单体间的　互换　和后期非同源染色体的　自由组合　,导致了配子染色体组合的多样性。
1
3
4
2
1
3
4
2
4
2
1
3
图中的1、2和3、4表示原始生殖细胞中的两对同源染色体：
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
交叉
初级精母细胞
互换
1
3
4
2
4
2
1
3
2
4
1
3
交叉互换会增加配子的种类
配子中染色体多样性原因之一：同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换
2.配子中染色体组合多样性的成因
时期 原因
减数分裂Ⅰ前期 同源染色体联会后,四分体中的　 　常常发生互换
减数分裂Ⅰ后期 同源染色体分离,　 　自由组合
非姐妹染色单体
非同源染色体
3.配子来源和种类的判断方法
（1）判断配子的来源
①不考虑互换
不考虑互换的情况下，以某生物一个精原细胞的减数分裂为例,如下图所示。
由图可知:
①E和F、G和H的染色体组成完全相同,分别来自同一个次级精母细胞C、D;
②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一个初级精母细胞。
②考虑互换
在考虑互换的情况下,某生物一个精原细胞的减数分裂如下图所示。
由图可知:①E和F,G和H的染色体组成大同小异,分别来自同一个次级精母细胞C、D;②E(F)与G(H)中的染色体“互补”,来自同一初级精母细胞。
（2）判断配子的种类
①只考虑非同源染色体的自由组合,不考虑互换的情况。Y与y、R与r分别表示两对同源染色体。
细胞或个体 YyRr能产生配子的种类 n对同源染色体
产生的配子种类
一个精原细胞
一个雄性个体
一个卵原细胞
一个雌性个体
2种(YR、yr或Yr、yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
1种(YR或yr或Yr或yR)
4种(YR、yr、Yr、yR)
2种
2n种
1种
2n种
②若考虑互换,会增加配子的种类,如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。
典例剖析
1.果蝇的体细胞中含有四对同源染色体(A与a、B与b、C与c、D与d),在不发生互换的情况下,它的一个初级精母细胞在进行减数分裂后能形成几种类型的精子 (　　)
A.2种　　　B.4种 C.8种 D.16种
答案:A
解析:一个初级精母细胞无论含有多少对同源染色体,在不发生互换的情况下,减数分裂都只形成2种类型的精子。
2.图1是某生物的一个初级精母细胞,图2是该生物的5个精细胞。最可能来自同一个次级精母细胞的是(　　)
A.①和② B.②和④
C.③和⑤ D.①和④
答案:B
解析:减数分裂Ⅰ后期时,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞;减数分裂Ⅱ类似于有丝分裂,因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。若在四分体时期发生互换,则来自同一个次级精母细胞的两个精细胞的染色体组成大体相同,只有很小部分有区别。所以,图中最可能来自同一个次级精母细胞的是②和④。
配子来源的判断方法
(1)若两个精细胞中的染色体完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。
(2)若两个精细胞中的染色体恰好“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。
学以致用
1.某生物的体细胞内含有n对同源染色体,经减数分裂,1个卵原细胞与1个雌性个体产生的配子种类分别是(　　)
A.4种,2n种
B.1种,4种
C.1种,2n种
D.1种,1种
答案:C
2.下列符号代表精子的染色体组成,A 和 a 是一对同源染色体,依此类推,下列哪个选项中的4个精子来自同一个精原细胞 (　　)
A.Abc、Abc、abC、Abc
B.aBc、AbC、ABC、ABC
C.Abc、aBC、Abc、aBC
D.ABC、Abc、abc、aBC
答案:C
解析:由于一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞,进而产生2种基因型不同的精细胞,所以只有Abc、aBC、Abc、aBC 4个精子来自同一个精原细胞。
间期 减I前期 减I中期 减I后期 减I末期 减II前期 减II中期 减II后期 减II末期
染色体 2N
染色单体 0→4N
DNA 2N → 4N
1、正常体细胞中的染色体数为：2N，核DNA数为2a，完成下表
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n→n
4N
4N
4N
4N→2N
2N
2N
2N→0
0
减数分裂中DNA、染色体、染色单体的数量变化
　如下图所示,横轴表示细胞分裂时期,纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。据图分析,表示有丝分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线依次是(　　)。
　　

A.④②①③　　　　B.①④②③　　　　C.④①②③　　　　D.①②③④
B
2.曲线变化
（1）DNA数量变化曲线图
①ab段DNA加倍的原因是什么？
间期，DNA复制
（2）染色体数量变化曲线图
①cd段染色体发生了什么变化？
减Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。
（3）染色单体数量变化曲线图
②分别说出ef段染色单体消失发生在什么时期？
①ab段染色单体曲线上升的原因是什么？
间期，姐妹染色单体形成
减Ⅱ后期
坐标图
2n
4n
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
3n
DNA
间期
末期
后期
中期
前期
后期
中期
前期
末期
n
染色体
染色单体
3.柱状图
受精作用是指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
受精作用
1．概念
来自精子
来自卵细胞
受精作用
2．过程
(1)精子的 _____ 进入卵细胞， _____ 留在外面。
(2)卵细胞的 _______ 发生生理反应，阻止其他精子再进入。
(3)精子的 _______ 与卵细胞的 _______ 相融合，使彼此的 _______ 会合在一起。
头部
尾部
细胞膜
细胞核
细胞核
染色体
(1)受精卵中的 数目又恢复为体细胞中的数目。
(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
染色体
3.结果
（1）受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,是否意味着父、母双方各为后代提供一半的遗传物质 分析原因。
（2）受精作用的实质是什么 减数分裂和受精作用有什么意义
思考
不是。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方,但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞(母方)。
受精作用的实质是精子和卵细胞细胞核的融合。减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异具有重要意义。
意义：减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
4.受精作用的意义
受精作用
减数分裂
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵
精子的细胞核与卵细胞的细包核融合在一起DNA分子数目加倍
建立减数分裂染色体变化模型
概念
实质
配子中染色体组合多样性
配子来源和种类的判断
成因
减Ⅰ四分体时期非姐妹染色单体间的互换；减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合

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