高中生物人教版（2019）必修2-2.1减数分裂和受精作用（课件共69张PPT)）

(共69张PPT)
第2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 减数分裂
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？
46
受精卵
新个体
父
母
（有丝分裂）
92
92
46
受精
（有丝分裂）
假设:
配子（精子或卵细胞）是通过有丝分裂的方式产生的
精子
46
卵细胞
46
×
提出问题
46
卵细胞
受精卵
新个体
父
母
精子
46
46
受精
46
（有丝分裂）
？
？
魏斯曼(1834---1914)
August Weismann，德国动物学家
预测
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。
受精卵
新个体
46
父
46
母
46
受精
46
（有丝分裂）
精子
23
卵细胞
23
阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞
1.根据有丝分裂，阐明减数分裂、同源染色体、四分体、联会等概念。（生命观念、科学思维）
2.阐述精子和卵细胞的形成过程。（生命观念）
3.基于对比、分析，阐述精子和卵细胞形成过程各时期染色体和DNA的行为变化的异同点。（科学思维）
进行_________的生物。
原始生殖细胞→ 成熟生殖细胞。
细胞 ，而染色体 。
对象:
时期:
特点:
结果:
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的染色体数目 。
任务：自主学习，完成
《优化设计》14页1.精子的形成过程+4.减数分裂的概念
有性生殖
分裂两次
只复制一次
减少一半
一、减数分裂的概念
【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。
基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
思考：减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？
睾丸
二、哺乳动物精子的形成过程
1.形成部位：
精原细胞（原始雄性生殖细胞）
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精子
2.精子形成的大致过程：
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
精原细胞
染色体复制
减数第一次分裂
减数第二次分裂
变形
精原细胞
同源染色体
①形状和大小一般相同
②一条来自父方，
一条来自母方
A
a
B
b
A和a、B和b：
同源染色体
A和Ｂ、Ａ和b、a和Ｂ、a和b：
非同源染色体
来源相同的两条染色体是不是同源染色体呢？
特别提示：
同源染色体一般形态、大小相同，减数分裂过程中可以发生联会。减数分裂过程中能够联会是同源染色体最关键的特征，因此X、Y染色体虽然大小、形态不同，但减数分裂过程中发生了联会，因此它们也是同源染色体。
一般来说，XY染色体的同源序列部分才能发生联会，非同源序列部分不发生联会。
田鼠XY染色体的联会
特点：染色体的复制（DNA的复制和有关蛋白质的合成）
精原细胞 （原始生殖细胞）
染色体的复制
减数第一次分裂前的间期：
初级精母细胞
特 点：同源染色体联会形成四分体。
四分体：
联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体。
联 会：
同源染色体两两配对的现象。
初级精母细胞
（1）减数第一次分裂前期：
四分体=4条染色单体=1对同源染色体=两条染色体
3.减数分裂各时期特点：
四分体
一对同源染色体
一对同源染色体
（含四条染色单体）
四分体
同源染色体联会，
四分体出现
属于姐妹染色单体的是:
属于非姐妹染色单体的是:
1和2 3和4
1和3　1和4
2和3　2和4
同源染色体内非姐妹染色单体的交叉互换
3
4
1
2
部分交换
？
思考:对生物有何意义
⑴细胞中有 对同源染色体，它们分别是: 。
⑵哪几条是非同源染色体？
2
A和C、A和D、B和C、 B和D
A和B、C和D
【例1】
⑶一个四分体含有 对同源染色体，含有 条染色单体， 条染色体
个DNA分子。
1
2
4
4
理解同源染色体、非同源染色体、四分体等概念。
右图是减数分裂某时期的图像，请分析回答：
1.同源染色体和非同源染色体
(1)什么是同源染色体？图中的同源染色体有哪些？
答案　同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。
(2)图中的非同源染色体有哪些？
答案　图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。
2.联会和四分体
(1)什么是联会？有丝分裂中有联会现象吗？
答案　联会是指减数分裂过程中同源染色体两两配对的现象；有丝分裂中没有联会现象。
练一练
右图是减数分裂某时期的图像，请分析回答：
(2)什么是四分体？上图中有几个四分体？
答案　联会后的每对同源染色体含有四条染色单体叫做四分体；图中含有2个四分体。
(3)四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？
3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体
上图左边的四分体中：
(1)哪些是姐妹染色单体？哪些是非姐妹染色单体？
答案　同一着丝点连着的两条染色单体是姐妹染色单体，如图中的a和a′、b和b′，非姐妹染色单体如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′。
答案　1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
(2)交叉互换发生在哪些染色单体之间？
答案　交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间，如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′。
特点：各对同源染色体排列在赤道板两侧。
初级精母细胞
（2）减数第一次分裂中期：
特点：同源染色体彼此分离，
非同源染色体自由组合。
（3）减数第一次分裂后期：
初级精母细胞
非同源染色体自由组合会有哪些情况呢？
非同源染色体的自由组合
组合一
Ａ　Ｂ
a　b
Ａ　b
a　Ｂ
组合二
组合三
组合四
第一种可能性
第二种可能性
特点：一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞，染色体数目减半。
（4）减数第一次分裂末期：
初级精母细胞
次级精母细胞
染色体数目减半的原因是什么？
（5）减数第二次分裂前期：
次级精母细胞
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
（6）减数第二次分裂中期：
次级精母细胞
特点：非同源染色体排列在赤道板位置。
（7）减数第二次分裂后期：
次级精母细胞
特点：非同源染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染
色单体分开形成染色体。
减数第二次分裂后期染色体数目暂时加倍，减数第二次分裂末期又变回原来的数目。
（8）减数第二次分裂末期：
次级精母细胞
精子 （成熟生殖细胞）
精细胞
变形
特点：两个次级精母细胞形成四个精细胞。
变形
减数第二次分裂与有丝分裂有什么异同点？
联会、四分体
同源染色体分离
着丝粒分裂
染色单体分开
次级精母细胞
细胞增大
染色体复制
变形
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
1个
1个
2个
4个
4个
思考：
（1）减数第一次分裂的实质是_______________,减数
第二次分裂的实质是__________________。
（2）染色体数目减半发生在______________。
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
精
子
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数第一次分裂
三、哺乳动物卵细胞的形成过程
卵巢
1.场所:
2.卵细胞的形成过程:
卵原细胞
复制
同源染色
体分离
联会
卵细胞
第一极体
次级卵母细胞
着丝粒
分裂
着丝粒
分裂
第二
极体
初级卵母细胞
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
思考：精子与卵细胞形成的区别是什么？
小结 精子和卵细胞的形成过程比较
精子的形成过程 卵细胞的形成过程
相同点 染色体的行为变化相同: 第一次分裂：染色体的复制；联会；四分体，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；染色体数目减半。 第二次分裂：着丝点分裂，姐妹染色单体分开。
不 同 点 场所
分裂方式
细胞数目
是否变形
睾丸
卵巢
细胞质均等分裂
细胞质不均等分裂
1精原→1初级精母→ 2次级精母→ 4精细胞→ 4精子
有变形过程
无变形过程
1卵原→1初级卵母→ 1次级卵母+1极体→ 1卵细胞+3极体
C
【例2】下列各细胞图中，一定不属于精子形成过程的是（ ）
A B C D
A细胞为变形后形成的精子，属于精子的形成过程；B细胞处于减数第二次分裂后期，可能属于精子的形成过程；C细胞处于减数第二次分裂后期，且细胞质不均等分裂，称为次级卵母细胞，属于卵细胞的形成过程；D细胞处于减数第一次分裂前期，可能属于精子的形成过程。故选C。
【例3】某动物的卵巢中有10个卵原细胞，经过减数分裂可以形成卵细胞和极体的个数分别是( )
A．10和10 B．10和40
C．40和120 D．10和30
D
每个卵原细胞经减数分裂可产生1个卵细胞和3个极体，所以10个卵原细胞可产生10个卵细胞和30个极体。
听个音乐，轻松一下！
重难考点总结
染色体数
姐妹染色单体数
DNA数
1
0
1
1
2
2
2
0
2
复制
着丝粒分裂
考点1 染色体、DNA、染色单体数目的变化
①存在姐妹染色单体时：
DNA数=染色单体数=2×染色体数
②不存在姐妹染色单体时：
DNA数=染色体数
复习回顾：有丝分裂细胞中核DNA的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2N→4N→2N
有丝分裂细胞中染色体数的变化曲线
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
2N→4N→2N
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
有丝分裂染色单体的变化曲线
0→4N→0
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
DNA
染色体
染色单体
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
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
减数分裂中染色体、DNA与染色单体数目变化
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
3n
间期
末期
后期
中期
前期
后期
中期
前期
末期
4n
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体
2n
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
3n
间期
末期
后期
中期
前期
后期
中期
前期
末期
4n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n
2n→n
n
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色单体
2n
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
3n
间期
末期
后期
中期
前期
后期
中期
前期
末期
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
0→4n
4n
4n
4n
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
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减Ⅰ
减Ⅱ前、
中期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期、精细胞
精原细胞
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：
Ⅳ：
减Ⅱ后期、有丝末期
整个减Ⅰ、有丝前、中期
减Ⅱ末期
减Ⅱ前期、减Ⅱ中期
请你分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以代表有丝分裂和减数分裂的哪些时期？
a：染色体
b：染色单体
c：ＤＮＡ
[对位训练]　下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)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是 (　　)
A．Ⅱ所处阶段存在同源染色体
B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体
D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
A
考点2 减数分裂和有丝分裂的比较
---图形鉴定
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不 同 点 发生部位
染色体复制次数
细胞分裂次数
有无同源染色体
有无联会、四分体
有无同源染色体分离
着丝粒何时分裂
子细胞染色体数目
子细胞名称和数目
相 同 点
体细胞
生殖器官
2次 1次
1次 1次
有 有
有 无
有 无
减Ⅱ后期 后期
减半 不变
精子4个；卵细
胞1个，极体3个
都有纺锤丝，染色体的变化相近
体细胞2个
基于生物学事实和证据，运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
【例4】下列选项属于减数分裂与有丝分裂过程共同点的是（　　）
A.都有联会现象 B.都有一次染色体的复制
C.都只有一次细胞分裂 D.都有同源染色体的分离
B
同源染色体的联会只发生在减数分裂过程中；减数分裂和有丝分裂都在间期进行一次染色体的复制；减数分裂进行两次细胞分裂，而有丝分裂进行一次细胞分裂；同源染色体的分离只发生在减数分裂过程中。故选B。
考点3 图像识别
1．三看识别法：
---图形鉴定
2．根据细胞质的分裂方式判断：
---图形鉴定
练习：判断下列细胞分别属于何种分裂的什么时期，形成的子细胞是什么？
甲:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第一次
后
次级精母细胞
乙:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
精细胞或极体
丙:__________分裂的__期,子细胞为___________
有 丝
后
体细胞
丁:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
卵细胞和极体
A
a
B
b
考点4 产生的生殖细胞的数量和种类
1.若为精原细胞，产生的精子有几个？几种？
2.若为卵原细胞，产生的卵细胞有几个？几种？
3.若为雄性生物的某一精原细胞，该雄性生物产生的精子有几个？几种？（不考虑交叉互换）
4.若为雌性生物的某一卵原细胞，该雌性生物产生的卵细胞有几个？几种？（不考虑交叉互换）
4个
2种
1个
1种
多个
2×2=4种
多个
2×2=4种
（１）一个含n 对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有 种；
（２）一个含n 对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有 种；
（３）体细胞含有n 对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有 种。
2
1
2n
1．关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是(　　)
A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离
B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会
C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同
D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上
B
有丝分裂染色体复制一次，细胞分裂一次，前期同源染色体不联会，中期染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，移向两极；减数分裂染色体复制一次，细胞连续分裂两次，减数第一次分裂前期发生同源染色体联会，后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数第二次分裂中期类似有丝分裂，染色体排列在赤道板上，后期姐妹染色单体分离，移向两极。
2.某动物的卵原细胞有6条染色体，在初级卵母细胞中出现的着丝粒数和四分体数分别为（ ）
A.6和12 B.6和3 C.12和6 D.12和12
B
1个四分体有1对同源染色体、2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子。在减数分裂过程中，由于卵原细胞有6条染色体，所以能形成3个四分体；着丝粒分裂发生在第二次分裂后期。因此在减数第一次分裂的初级卵母细胞中，着丝粒数等于染色体数，为6个。故选B。
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
减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。由题可知等位基因G、g和H、h分别位于两对同源染色体上，减数分裂后，等位基因分别进入不同的配子中，故选D。
4.如图是某动物生殖细胞形成过程的简图，请据图回答下列问题：


(1)这是____细胞的形成过程，是在动物的______中形成的。
(2)图中的③表示__________（细胞），图中的⑤表示_________细胞。
(3)图中的①所示的一个细胞能够形成___个⑦所示的细胞。
卵
卵巢
第一极体
次级卵母
1
(1) 图中⑥、⑦细胞内的染色体数都是①细胞的一半，可见为减数分裂过程，又因为细胞②、⑤的细胞质都是不均等分裂，所以这是卵细胞的形成过程，是在动物的卵巢中形成的。(2)②细胞内正在发生同源染色体分离，因此该图表示处于减数第一次分裂后期的初级卵母细胞；图中的⑤细胞内着丝粒分裂，姐妹染色单体分开分别移向细胞两极，且细胞质不均等分裂，因此表示处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞。(3)一个卵原细胞①经减数分裂可形成1个卵细胞⑦。
---图形鉴定
5.下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图。请根据图回答问题：
(1)按照先后顺序把有关减数分裂的号码排列起来________________。
(2)此动物的正常体细胞中有______对同源染色体。
(3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图_________。
(4)在上述图中，属于初级精母细胞的是图_________。
(5)上述分裂图中，每条染色体上只含一个DNA分子的是图_________。
①③⑧⑩④⑥⑨
2
①③⑧
⑤
⑤⑥⑦⑨
拓展 建立减速分裂中染色体变化模型
探究.实验
模型建构提示：
1、用不同颜色的橡皮泥制作同样大小的染色体来代表同源染色体。建议从减数分裂Ⅰ开始建构，不需要构建减数分裂前的间期。
2、你准备在模拟时使用几对同源染色体？非同源染色体如何区分？
3、进入减数分裂Ⅰ时是否有姐妹染色单体？
4、减数分裂Ⅰ中四分体的非姐妹染色单体的交换，你准备如何模拟？
5、同源染色体分开后分到两个子细胞中染色体颜色是否需要保持一致？
二 受精作用
第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
1.概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合→二者的染色体会合在一起。
4.结果：受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目，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）；而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。
2.过程：
卵细胞
精子
精子接触卵细胞，依靠细胞膜外的糖蛋白进行相互识别
精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面
同时，卵细胞细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入
精子和卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起
受精卵
3.实质
减数分裂
交叉互换（前期Ⅰ）
非同源染色体自由组合（后期Ⅰ）
配子（精子、卵细胞）的多样性
受精作用
雌（卵细胞）、雄配子（精子）的结合的随机性
提高后代的变异力；多样性，进而推动生物进化。
配子（精子、卵细胞）中染色体减半
受精卵中染色体恢复到与体细胞相同
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。
5.意义
补充：被子植物的双受精作用
子房的结构
珠被
胚囊
卵细胞（1个）
极核（2个）
子房壁
胚珠
双受精
子房
子房壁
胚珠
胚囊
珠被
1个卵细胞
2个极核
子叶
胚芽
胚轴
胚根
胚
受精极核
胚乳
种皮
种
子
果
皮
果
实
2N
2N
2N
2N
3N
3N
2N
2N
受
精卵
+1个精子
+1个精子
N + N
2N + N