2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2 2.1.2受精作用课件（54张ppt）

(共54张PPT)
第二章
基因和染色体的关系
第2节 受精作用
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数分裂Ⅱ，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，特别是减数分裂Ⅱ图像，一般不选择雌性个体的生殖器官。
注意：精巢内的精原细胞，既进行有丝分裂、又进行减数分裂，因此可观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。
2.实验材料的选择
(1)一般来说，雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量，因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官，如动物精巢，植物花药。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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
4、观察步骤
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。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
3、流程
制作装片：（同有丝分裂）解离→漂洗→染色→制片
↓
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
5、实验现象
在减数分裂Ⅰ中期，可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方)；
在减数分裂Ⅱ过程中，中期着丝粒将会排列在赤道板上，次级精母细胞前期和中期的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，且次级精母细胞中没有同源染色体。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
探究 实践P24
讨论
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、位置和数目来判断。
例如，在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条姐妹染色单体组成等现象。
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，移向细胞两极的染色体不含染色单体。
另外，在蝗虫精母细胞减数分裂的过程屮，处于减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
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，毎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。
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。
一、观察蝗虫精母细胞减数分裂
B
1、下图是某动物精巢内部分细胞的分裂图像，下列相关叙述正确的是
A.甲细胞内显示的四分体有2个，该细胞处于减数第一次分裂中期
B.乙细胞含有同源染色体，处于有丝分裂后期
C.丙细胞中姐妹染色单体间同一位点上的基因一定相同
D.正常情况下，丁细胞分裂产生2个极体
练习
2、如图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述中正确的是
A．三个细胞均处于减数分裂中
B．三个细胞有可能来自同一生物个体的同一器官
C．甲、乙、丙三个细胞染色体数均不相同
D．甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
B
练习
一母生九子，九子各不同 ？？
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。对配子的进一步了解，有助于理解受精作用的实质。
二、配子中染色体组合的多样性
探究 实践P26
1.描述减数分裂中染色体的数目和主要行为的变化，分析其意义。
在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离并移向细胞的两极等行为变化：减数分裂Ⅰ后，细胞中的染色体数目减半。在减数分裂II中，每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，并分别移向细胞的两极，最终进入两个子细胞。
减数分裂产生了多种多样的配子，配子中的染色体数目减半。这为之后通过受精作用使同一双亲的后代呈现多样性，并维持每种生物前后代染色体数目的恒定提供了保证。总的来讲，减数分裂和受精作用共同保证了生物遗传的稳定性和多样性。
2.根据以上三个模型，说说减数分裂产生多种配子的原因。
在减数分裂中，非同源染色体的自由组合、联会时非姐妹染色单体间的互换，都会使减数分裂产生多种配子。
二、配子中染色体组合的多样性
减数分裂中两种基因重组的描述
1）互换式基因重组
互换
2）自由组合式基因重组
A
a
a
B
b
B
b
A
a
B
b
A
a
等位基因
相同基因
互换式基因重组的描述：
a
A
减数第一次分裂前期（四分体时期） ，同源染色体中非姐妹染色单体上的等位基因发生交换。
E
E
e
e
A
导致非姐妹染色单体上的非等位基因发生重组。
A
A
a
a
B
B
b
b
自由组合式基因重组的描述：
减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因发生重组。
或
A
A
a
a
B
B
b
b
减数分裂产生配子种类问题
一个基因型为AaBb的精原细胞（两对同源染色体)经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
二、配子中染色体组合的多样性
A
a
B
b
A
A
a
a
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
AaBb
AAaaBBbb
aB
aB
Ab
Ab
或
ab
ab
AB
AB
A
A
a
a
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
若不发生交叉互换
（一个精原细胞）
A
a
B
b
A
A
a
a
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
a
a
A
A
B
B
b
b
a
A
A
a
aB
AB
ab
Ab
若发生交叉互换
（一个精原细胞）
减数分裂产生配子种类问题
一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
若不发生交叉互换，2种，AB、 ab或Ab、 aB各两个
若发生交叉互换，4种，AB、ab、Ab、aB各一个
一个基因型为AaBb的卵原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
减数分裂产生配子种类问题
一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
若不发生交叉互换，2种，AB、 ab或Ab、 aB各两个
若发生交叉互换，4种，AB、ab、Ab、aB各一个
一个基因型为AaBb的卵原细胞经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
若不发生交叉互换，1种，AB或ab或Ab或aB
若发生交叉互换，1种，AB或ab或Ab或aB
一个基因型为AaBb的个体经过减数分裂，会形成几种基因型不同的配子？
4种，AB、ab、Ab、aB
（上述讨论A/a与B/b在两对同源染色体上）
（不考虑交叉互换）
1 ．含一对同源染色体的精（卵）原细胞（图 1）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
1 个卵原细胞
m个精原细胞
m个卵原细胞
4m
4
1
m
2种： A 和 a
1种： A 或 a
2种： A 和 a
2种： A 和 a
二、配子中染色体组合的多样性
2 ．含两对同源染色体的精（卵）原细胞（图 2）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
1 个卵原细胞
m个精原细胞
m个卵原细胞
4m
4
1
m
2种: AB 和 ab 或 Ab 和 aB
1种: AB 或 Ab 或 aB 或 ab
4 种： AB 和 Ab 和 aB 和 ab
4 种： AB 和 Ab 和aB 和 ab
3 ．含n对同源染色体的精（卵）原细胞（图 3）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
1 个卵原细胞
m个精原细胞
m个卵原细胞
4m
4
1
m
2种(多种情况)
1种(多种情况)
2n
2n
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，则它们可能来自同一个次级精母细胞。
口诀：同为同一“次”
(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，即来自同一个精原细胞。
口诀：补为同一“初”　
二、配子中染色体组合的多样性
3、已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是
D
练习
4、（不定项选择）下图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合，
分析在不考虑交叉互换的
情况下，下列相关叙述
不正确的是

A. 上述精细胞至少来自4个精原细胞
B. ⑤⑧可能来自同一个精原细胞
C. 上述精细胞至少来自8个次级精母细胞
D. ①⑦可能来自同一个精原细胞
D
练习
三、受精作用
精子
卵细胞
仅有一个精子能和卵细胞结合
1.概念：
两性生殖细胞成熟后，精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。
细胞膜上的糖蛋白
细胞膜的流动性
三、受精作用
2.场所：
输卵管
3、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。
三、受精作用
卵细胞
精子
三、受精作用
卵细胞
1）精子头部进入卵细胞，尾部留在外面。
三、受精作用
卵细胞
1）精子头部进入卵细胞，尾部留在外面。
三、受精作用
卵细胞
1）精子头部进入卵细胞，尾部留在外面。
三、受精作用
卵细胞
2）卵细胞细胞膜发生变化，阻止其他精子进入。
三、受精作用
卵细胞
2）卵细胞细胞膜发生变化，阻止其他精子进入。
三、受精作用
卵细胞
3）精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
三、受精作用
4、实质
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。
受精卵
1
1
2
2
5、结果
受精卵中的染色体数目又恢复到体细
胞中的数目，保证了物种染色体数目
的稳定，其中有一半的染色体来自精
子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。受精卵的细胞质几乎全部来自母方。
三、受精作用
6.细胞学基础
1）细胞膜的信息交流功能。
7.减数分裂和受精作用的意义
1）保证前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。新一代继承了父母双方的遗传物质。
2）细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。
三、受精作用
高等动物(2N)
受精卵(2N)
卵细胞(N)
精子(N)
（母本）减数分裂
（父本）减数分裂
有丝分裂分化
受精作用
7.减数分裂和受精作用的意义
2）使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
三、受精作用
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。
思维训练
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。遗传稳定性
在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致 配子中染色体组合的多样性。 遗传多样性
受精作用
卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。遗传稳定性
卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。 遗传多样性
未受精时，卵细胞代谢比较缓慢。受精过程使卵细胞变得十分活跃，受精卵迅速进行分裂和分化，开始了个体发育过程。
三、受精作用
不一样。受精过程中，仅精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。
细胞质中线粒体含少量DNA（植物细胞质中的叶绿体也含少量DNA），对生物的遗传也有影响。
想像空间
子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？
卵细胞含有丰富的细胞质，细胞质中什么结构含有DNA？它会影响生物的遗传吗？
三、受精作用
教辅资料中，经常使用减Ⅰ、减Ⅱ指代减数分裂Ⅰ（减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（减数第二次分裂），这样简写是错误的
细胞分裂过程中DNA、染色体变化规律
2 N
4 N
后
后
间期
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
有丝分裂
（体细胞）
初级精(卵)母细胞
精(卵)原细胞
受精作用
精子
卵细胞
末
末
中
前
中
前
后
末
中
前
次级精(卵)母细胞
三、受精作用
13三体综合征
这种染色体组成的异常是如何出现的？
拓展应用
1. 在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因，减数分裂Ⅰ时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数分裂II，就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂II时13号染色体的着丝粒分裂，形成了两条13号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进人了同一个精子或卵细胞，这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是两条。
当一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体，其中13号染色体是1条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体是3条。由这样的受精卵发育而成的个体就是13三体综合征患者。
拓展应用
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精
母细胞
次级精
母细胞
精细胞
减数分裂Ⅰ后期异常：同源染色体未分离，减数分裂Ⅱ正常
13号染色体
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精
母细胞
次级精
母细胞
精细胞
减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ后期异常：姐妹染色单体未分开
13号染色体
1. 减数第一次分裂后期异常（即有1对同源染色体未分离）若发生于初级精母细胞，则产生： ；若发生于初级卵母细胞： 。
2.减数第二次分裂后期异常（即有1条染色体的染色单体未分开）若发生于1个次级精母细胞，则产生： ；若发生于1个次级卵母细胞，则产生： ；若发生于1个次级卵母细胞第一极体： ；
4个精子都异常
3个极体和1个卵细胞都异常
2个异常精子
1个异常极体和1个异常卵细胞
2个异常极体
减数分裂中异常情况分析
2.骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体，请问骡的体细胞中含有多少条染色体？骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的，而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗？
骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。由于这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。
拓展应用
C
5、下列有关高等动物减数分裂和受精作用的叙述,正确的是
A. 每个卵细胞继承了初级卵母细胞核中1/2的遗传物质
B. 整个精子进入卵细胞内,完成受精作用
C. 减数分裂产生的配子是多种多样的,受精时雌雄配子的结合是随机的,因此有性生殖产生的后代可有多种表型
D. 受精卵中的遗传物质,来自父母双方的各占一半
练习
6、如图是某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确的是
A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程
B．C～H、I～M段可分别表示为一个细胞周期
C．A～I段表示减数分裂
D．E～F段发生了同源染色体的分离
A
练习
7、下图表示某二倍体生物细胞分裂和受精作用过程中，核 DNA含量和染色体数目的变化曲线图，以下分析正确的是
A．b、c两段分别表示染色体数目和核DNA含量的变化
B．EF、KL段不存在同源染色体
C．CD、GH及OP段染色体数目相同
D．同源染色体分离发生在b段
D
练习
8、如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答：
(1)过程A表示___________，它发生在哺乳动物的_____________中。
(2)过程B表示_________，其实质是_____________________。
(3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育是从________开始的，主要进行_____分裂。
(4)假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次为______________。
减数分裂
睾丸或卵巢
受精作用
精核与卵细胞核相融合
受精卵
有丝
10条和20条
图示表示高等生物的生活史示意图，其中A表示减数分裂形成配子；B表示受精作用；C表示胚胎发育过程；D表示胚后发育；E表示有丝分裂。
练习
配子中染色体组合的多样性
意义
原因
非同源染色体自由组合
四分体的非姐妹染色单体交叉互换
不同配子遗传物质的差异
过程
意义
保证亲子代染色体数目的恒定
精卵相互识别、融合形成受精卵
精卵结合具有随机性
同一双亲后代具有多样性
决定
决定
受精
作用
课堂小结
谢谢观看！