2.1减数分裂和受精作用课件(共71张PPT)2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共71张PPT)
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
有丝分裂
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
染色体数着丝粒
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
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。
形成生殖细胞
如果配子（生殖细胞）的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂的，结果会怎样？
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）
生殖细胞的形成与体细胞有丝分裂的方式不同。
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
特殊方式的有丝分裂——减数分裂
个体
（46条）
精子
（23条）
卵细胞
（23条）
受精卵
（46条）
有丝分裂
细胞分化
受精
作用
或
减数分裂
46条
46条
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 1 4 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 2 2 23
男
女
通过减数分裂形成的精子和卵细胞中都有23条染色体，这23条染色体中是否有大小性状一样的染色体？
第一节　减数分裂和受精作用
一、减数分裂
(1) 配子中的染色体数目是体细胞中的一半；
(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。
【问题探讨】
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Y
X
X
X
Ⅳ
Ⅳ
1、配子中染色体数目和体细胞中染色体数目有什么差异
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。值得一提的是，至今已经诞生了六个与果蝇研究相关的诺贝尔奖。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。
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
雄果蝇
雌果蝇
2、仔细对比配子中的染色体和体细胞中的染色体，你能发现什么特点？
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。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
一、减数分裂
进行有性生殖的生物
原始生殖细胞→ 成熟生殖细胞
染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次
1、对象:
2、场所：
3、时期:
4、特点:
5、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减少一半
（精原细胞、卵原细胞）
（精子、卵细胞）
发生在有性生殖器官内
一、减数分裂
二、精子的形成过程
（一）形成部位：人和其他哺乳动物的睾丸(曲细精管)
曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞——精原细胞，每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。
一部分精原细胞(2n)
减数分裂
精子(n)
一部分精原细胞(2n)
有丝分裂
精原细胞(2n)
（二）细胞名称的变化：
1个精原细胞
染色体复制
1个初级精母细胞
减数分裂Ⅰ
2个次级精母细胞
减数分裂Ⅱ
4个精细胞
变形
4个精子
二、精子的形成过程
（三）1、减数分裂前的间期
精原细胞
精原细胞经过染色体复制（DNA复制和蛋白质合成），体积稍稍增大，成为初级精母细胞。
初级精母细胞
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期
同源染色体配对（联会）形成四分体
联 会
二、精子的形成过程
（三）2、减数分裂Ⅰ
几个重要概念
联会
同源染色体
配对的两条染色体，形状、大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。
同源染色体两两配对的现象
四分体
联会后每对同源染色体含有四条染色单体
几个重要概念
1个四分体
= 同源染色体
= 染色体
= 染色单体
= 姐妹染色单体
= DNA分子
= 脱氧核苷酸链
1个四分体
1对
2条
4条
4个
8条
2对
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
【知识链接】
几个重要概念
同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体之间相对应的部位常常会发生交叉互换。
交叉互换
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？
　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？
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？
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。
【问题探讨】
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？
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
(1)哪些是姐妹染色单体？哪些是非姐妹染色单体？
　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′。
　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？
交叉互换发生在四分体（同源染色体）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′。
【问题探讨】
中期：同源染色体排列在赤道板的两侧
前期
二、精子的形成过程
（三）2、减数分裂Ⅰ
减Ⅰ中期
后期
后期：
同源染色体分离，
非同源染色体自由组合。分别移向细胞两极
二、精子的形成过程
（三）2、减数分裂Ⅰ
减Ⅰ后期
中期
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？
后期
二、精子的形成过程
（三）2、减数分裂Ⅰ
减Ⅰ末期
末期
末期：细胞膜从中间向内凹陷，细胞均分成两个子细胞
无同源染色体
——次级精母细胞
减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂I
二、精子的形成过程
（三）3、减数分裂Ⅱ
减Ⅱ前期
前期：染色体散乱地分布在细胞中
中期：染色体着丝粒排列在赤道板上
二、精子的形成过程
（三）3、减数分裂Ⅱ
减Ⅱ中期
后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开移向两极
二、精子的形成过程
（三）3、减数分裂Ⅱ
减Ⅱ后期
末期:
细胞膜从中间向内凹陷，细胞均分成两个子细胞，染色体数目减半
精子
变形
二、精子的形成过程
（三）3、减数分裂Ⅱ
减Ⅱ末期
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
精细胞
精子
初级精母细胞
次级精母细胞
精原细胞
染色体数目减半
同源染色体分离
着丝粒
分离
变形
联会
项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
分裂前的间期DNA是否复制
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
(假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n)
复制
不复制
有
无
不分裂
分裂
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；
③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
2n→n(减半)
n→2n→n(不减半)
4n→2n
2n→n
4n→2n
2n→0
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；非同源染色体的自由组合在何时
5、姐妹染色单体的分开发生在什么时间
6、染色体数目减半是在什么时间
染色体数目减半的原因是什么
小试牛刀：染色体的行为变化判断
减Ⅰ前的间期
是
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅰ末期结束时
细胞一分为二，变成两个子细胞
小结
1个精原细胞（染色体数:2n）
1个初级精母细胞（染色体数:2n）
2个次级精母细胞（染色体数:n）
4个精细胞（染色体数:n）
体细胞（染色体数:2n）
有丝分裂、细胞分化
间期：染色体复制、细胞体积增大
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：形成2个次级精母细胞
着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
4个2种精子（染色体数:n）
变形
减数第一次分裂
减数第二次分裂
减数分裂前的间期
三、卵细胞形成的过程
1.场所:
卵巢
卵细胞的扫描电镱照片
（放大150倍）
卵细胞
卵泡
联会形成四分体
初级卵母细胞
卵原细胞
复制
中期
后期
同源染色体分离，
非同源染色体自由结合
减数分裂Ⅰ前期
2.过程示意图:
三、卵细胞形成的过程
卵细胞
次级精母细胞
中期
减数分裂Ⅱ
前期
后期
极体
极体
小结
1个卵原细胞（染色体数:2n）
1个初级卵母细胞（染色体数:2n）
1个次级卵母细胞+1个极体（染色体数:2n→n）
1个卵细胞+3个极体（染色体数:n）
间期：染色体复制、细胞体积增大
前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）
中期：同源染色体排列在赤道板两侧
后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）
末期：细胞一分为二，形成1个大的次级卵母细胞和
1个小的第一极体
着丝粒分裂，染色单体分离,
染色体数目加倍，细胞一分为二
减数分裂前的间期
减数第一次分裂
（退化消失）
体细胞（染色体数:2n）
有丝分裂、细胞分化
减数第二次分裂
精卵生殖细胞形成过程的异同
精子 卵细胞
相同点
不同点 场所
细胞质分裂方式
分裂结果
是否变形
不变形
变形
1较大的卵细胞+3较小的极体（退化）
4个精细胞
细胞质均等分裂
染色体复制一次，细胞连续分裂两次，
形成的生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半
（初/次级）卵母细胞不均等分裂，第一极体均等分裂
卵巢
睾丸
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
四、动物精子和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
五、减数分裂概念
(4) 结果：
(1) 范围：
(2) 时期：
(3) 特点：
进行有性生殖的生物
成熟生殖细胞中染色体数目只有原来的一半
染色体复制一次，细胞连续分裂二次
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。
原始生殖细胞 成熟生殖细胞
六、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1．目的要求：
通过观察蝗虫的精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
2．材料用具：
蝗虫精母细胞减数分裂装片
3．实验步骤：
4．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
在减数分裂Ⅱ过程中，着丝粒将会排列在赤道板上，次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中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。
5、易错提醒
(1)实验材料的选取宜选用雄性个体生殖器官,其原因为:①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数量。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Ⅱ分裂。
(2)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。
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。
在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束，减一在卵巢，减二在输卵管；
同时卵细胞产生的数量远远少于精子的数量。
观察步骤
低倍镜观察
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
高倍镜观察
观察步骤
再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
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
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
绘图
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1. 与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。
(1) 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。（ × ）
(2) 在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。（ √ ）
2. 蝗虫的体细胞中有24条染色体，在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是 （ B ）
A. 出现染色单体
B. 同源染色体联会
C. 染色体移向细胞的两极
D. 子细胞中有24条染色体
3. 下图所示的细胞最可能是（ C ）
A. 卵细胞
B. 初级精母细胞
C. 次级卵母细胞
D. 有丝分裂前期的细胞
(1) 这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
(2) 细胞中有4条染色体，8条染色单体。
(3) 细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。
(4) 细胞中a与a’，、b与b’，、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。
(5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有2条染色体。
相关曲线及解题技巧
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
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
染色体数
DNA数
染色单体数
4
4
0
4
8
8
4
8
8
4
8
8
2
4
4
2
4
4
4
4
0
2
2
0
减数第一次分裂
减数第二次分裂
2N
4N
间期
N
DNA
染色体
染色单体
减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA数的柱形图(以体细胞中染色体数为2n的生物的精子形成过程为例)
例1　(2018·湖北孝感七校联考)下图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化曲线，下列相关说法不正确的是
A.AE段表示有丝分裂，FL段表示减数分裂
B.CD段和GH段染色体数目都相等
C.GH段都存在染色单体
D.最终形成的精细胞中，染色体数和核DNA分子数都是体细胞的一半
√
例2　如图分别表示对几种生物体(体细胞染色体数为2n)内正在进行分裂的细胞进行观察的结果，下列有关假设和推论正确的是
A.若图甲表示有丝分裂过程中的某阶段，则下一时期细胞中央将出现赤道板
B.若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段，则着丝点分裂可发生在这一阶段
C.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段，则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D.若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞，则f组细胞中可能出现四分体
√
减数分裂和有丝分裂的比较
区别 有丝分裂 减数分裂
形成细胞类型
特点
形成子细胞数目
染色体数目变化
同源染色体的行为
体细胞
生殖细胞
染色体复制1次，
细胞分裂1次
染色体复制1次，
细胞分裂2次
4个精子或1个卵细胞和3个极体
2个
2n→2n
2n→n
同源染色体联会、互换、分离等
没有
减数分裂和有丝分裂图像的比较
减数分裂和有丝分裂图像的比较
两侧
减数分裂和有丝分裂图像的比较
减数分裂和有丝分裂图像的比较
一看染色体位置，
二看同源染色体有无；
三看染色体行为
判断分裂方式和时期
减数分裂Ⅰ前期
有丝分裂前期
判断分裂方式和时期
减数分裂Ⅰ中期
有丝分裂中期
判断分裂方式和时期
或
有丝分裂后期
减数分裂Ⅰ后期
例3　(2018·四川成都校级月考)如图是同一动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是
A.具有同源染色体的细胞只有②和③
B.动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
C.③所示分裂过程中不可能有同源染色体的联会
D.有8条染色单体的细胞是①②③
√
例4　下图是动物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，一个细胞中染色体数目变化规律的曲线和分裂过程中各分裂图像之间的对应关系，其中错误有
A.0处 B.1处 C.2处 D.4处
√
解析　①处为有丝分裂前期，同源染色体不联会；
③处为减数第一次分裂后期，同源染色体分离，因此共2处错误。
1.某同学总结了四条有关减数分裂、染色体、DNA的知识，其中不正确的是
A.次级精母细胞中的DNA分子数和正常体细胞中的DNA分子数相同
B.减数第二次分裂后期，细胞中的染色体数等于正常体细胞中的染色体数
C.初级精母细胞中的染色体数和DNA分子数相同
D.任何一种哺乳动物的细胞中染色体数和着丝粒数均相同
√
解析　减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞分裂两次，次级精母细胞中的DNA分子数与正常体细胞中的DNA分子数相同；减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数暂时加倍，细胞中染色体数等于正常体细胞中的染色体数；初级精母细胞中含有染色单体，所以染色体数∶DNA分子数＝1∶2；每条染色体只有一个着丝点，即染色体数与着丝点数相同。
跟踪训练
2.在某植物根尖分生区每个处于有丝分裂后期的细胞中都有40条染色体。下表中，能正确表示该植物减数第二次分裂中期和后期每个细胞中染色体数和染色单体数的是
项目 减数第二次分裂中期 减数第二次分裂后期
染色体/条 染色单体/条 染色体/条 染色单体/条
甲 10 20 20 10
乙 10 20 20 0
丙 20 40 20 10
丁 20 40 40 0
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
√
3.如图所示为人体内的细胞在分裂过程中每条染色体上DNA含量的变化曲线。下列相关叙述中，正确的是
A.该图若对应减数分裂，则同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合都发生在cd
段某个时期
B.该图若对应减数分裂，则cd段的细胞都含有23对同源染色体
C.该图若对应有丝分裂，则赤道板和纺锤体都出现在bc段对应的时期
D.该图若对应有丝分裂，则ef段的细胞都含有染色单体
√
4.(2019·德州模拟)如图为三个处于分裂期的细胞示意图，下列叙述正确的是
A.甲可能是丙的子细胞
B.乙、丙细胞不可能来自同一个体
C.丙为初级卵母细胞或初级精母细胞
D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
√
5.(2018·开封高一检测)假定某动物体细胞染色体数目为2n＝4，下列关于图中②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述，正确的是
A.图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B.②③④分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C.④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期
D.②为减数第一次分裂四分体时期，④⑤染色体数目暂时加倍
√
6.(2019·四川成都七中期末)如图是某动物精原细胞不同时期的分裂示意图，请据图回答下列问题：
(1)A细胞经______分裂过程，可形成B细胞，B细胞处在___________期。
(2)A细胞经______分裂过程，可形成C细胞，C细胞处在_____________
_____期。
(3)A细胞经______分裂过程，可形成D细胞，D细胞处在___________期。
(4)A细胞经______分裂过程，可形成E细胞，E细胞处在__________________期。
有丝
有丝分裂后
减数
减数第二次分
裂后
有丝
有丝分裂中
减数
减数第一次分裂中