2.1 减数分裂与受精作用 课件(共63张PPT) 2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共63张PPT)
减数分裂和受精作用
有丝分裂
前期：膜仁消失显两体
中期：形定数清点在板
后期：点裂加倍移两极
末期：两消两显重见壁
有丝分裂
有丝分裂（mitosis），又称做间接分裂。
特点是细胞在分裂的过程中有纺锤体和染色体出现，使已经在S期复制好的子染色体被平均分配到子细胞。
这种分裂方式普遍见于高等动植物（动物和高等植物）。动物细胞（低等植物细胞）和高等植物细胞的有丝分裂是不同的。
有丝分裂
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
DNA：
染色体：
染色单体：
2N
2N
2N
2N
4N
4N
4N
4N
4N
4N
2N
2N
0
0
0
有丝分裂
细胞分化
父亲（46）
母亲（46）
精子
卵细胞
受精卵
（23）
（23）
受精
新个体
（46）
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。
形成生殖细胞
（46）
生殖细胞的形成不能通过有丝分裂的方式。
魏斯曼的预测：
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。
被其他科学家通过显微镜观察所证实→减数分裂
本节聚焦
减数分裂是怎样进行的？
染色体数目是如何减半的呢？
形成生殖细胞
减数分裂
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。
减数分裂
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半
4.结果：
染色体只复制一次，而细胞分裂两次
在产生成熟生殖细胞时
2.时期：
进行有性生殖的生物
1.范围：
3.特点：
间期
减I前期
减I中期
减I后期
减I末期
精子的形成过程
过程
精原细胞
精原细胞
精细胞
精子
有丝分裂
减数分裂
变形
（一）场所：高等动植物细胞→
（二）人和其他哺乳动物：
（原始的雄性生殖细胞）
注：精原细胞染色体数目与体细胞的相同。
有性生殖器官内
睾丸
（1）特点：
精原细胞（原始生殖细胞）
染色体的复制
（1）减数分裂前的间期：
初级精母细胞
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
（2）结果：
染色体的复制（DNA的复制和有关蛋白质的合成） 细胞略微膨大
每条染色质上含有2条染色单体，染色质数目不变，DNA含量加倍
染色体的复制
（1）减数分裂I的前期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
特点：同源染色体联会形成四分体
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
重要概念
a与b′的关系？
同源染色体
非同源染色体
姐妹染色单体
同源染色体的非姐妹染色单体
A与B的关系？
A与C的关系？
a与a′的关系？
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
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
（2）减数分裂I前期：
减数分裂各时期特点：
1
2
3
4
属于同源染色体的是___________
属于非同源染色体的是：
_______________________
1和3、2和4
1和2、1和4、2和3、2和1
a
A
a’
b
b’
c
c’
d
d’
B
C
D
属于姐妹染色单体的是___________
属于非姐妹染色单体的是：
_______________
a和a’、b和b’
a和b、a和b’ 等
精子的形成过程
（1）减数分裂I的中期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
特点：同源染色体(四分体) 成对排列在赤道板两侧
初级精母细胞
（1）减数分裂I的后期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
初级精母细胞
或
特点：同源染色体分离，非同源染色体自由组合
（1）减数分裂I的末期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
减Ⅰ末期
特点：一个初级精母细胞分裂形成两个次级精母细胞，
染色体数目减半，核DNA数目减半。
思考：减数分裂过程中染色体数目的减半发生在什么时候？
减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
（1）减数分裂Ⅱ的前期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
2个次级精母细胞
注意：减Ⅱ间期的时间很短或者没有，但一定无染色体的复制
特点：细胞无同源染色
体，染色体散乱分布。
（1）减数分裂Ⅱ的中期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
特点：染色体的着丝
粒排列在赤道板上
2个次级精母细胞
（1）减数分裂Ⅱ的后期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
特点：着丝粒分裂，姐妹
染色单体分开，成为两条
染色体，分别向细胞两极
移动（染色体数暂时加倍）。
2个次级精母细胞
（1）减数分裂Ⅱ的末期：
减数分裂各时期特点：
精子的形成过程
特点：
减数分裂结束，
两个次级精母细胞
形成四个精细胞，
染色体数目减半，
核DNA数目减半。
4个精细胞
2个次级精母细胞
精子的形成过程
变形(不属于减数分裂过程）
精细胞
精子
精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
有丝分裂
初级精母细胞
体细胞
精原细胞
细胞分化
精细胞
精子
次级精母细胞
（减数分裂Ⅰ）
减数分裂Ⅱ
精子形成过程总结
精子的形成过程
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
细胞名称
着丝粒
染色体数目
DNA数目
染色体主要行为
同源染色体
①同源染色体联会；②四分体中非姐妹染色单体发生互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合
减数分裂Ⅰ的实质是：
减数分裂Ⅱ的实质是：
同源染色体分离
姐妹染色单体分开
初级精母细胞→次级精母细胞
次级精母细胞→精细胞
不分裂
2N→N，减半
4N→2N，减半
分裂
N→2N→N，不减半
2C→C，减半
染色体的着丝粒排列在赤道板上，姐妹染色单体分开
有
无
DNA：
染色体：
染色单体：
同源染色体：
2N 4N
2N
4N 2N
2N N
4N
4N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
4N
0 4N
4N 2N
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
DNA：
染色体：
染色单体：
同源染色体：
N对
N对
N对
N对
N对 0
2N
N
2N
0
2N
N
2N
0
2N
2N
0
0
2N N
2N N
0
0
精子的形成过程
间期：
减Ⅰ前期：
减Ⅰ中期：
减Ⅰ后期：
减Ⅰ末期：
1个初级精母细胞（染色体数: ）
1个精原细胞
（染色体数: ）
2个次级精母细胞（染色体数: ）
第一次分裂
染色体数目
减Ⅱ前期：
减Ⅱ中期：
减Ⅱ后期：
减Ⅱ末期：
4个精细胞（染色体数: ）
第二次分裂
染色体数目
细胞体积增大、染色体复制
同源染色体联会形成四分体，交叉互换
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
染色体散乱分布，中心体复制
着丝点排列在赤道板上
着丝点分裂，染色单体分开
每个次级精母细胞均等分裂形成两个精细胞
2N
2N
N
N
减半
先加倍，再减半
细胞均等分裂形成两个次级精母细胞
卵细胞的形成过程
（1）场所：
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会发育成卵细胞。
卵原细胞
卵细胞
减数分裂
卵原细胞
有丝分裂
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
次级卵母细胞
卵细胞
极体
卵细胞获得较多的细胞质可为受精后形成的受精卵和早期胚胎发育提供足够的物质和能量
（第一）
（第二）
不均等分裂
均等分裂
卵细胞的形成过程
精子的形成过程
间期：
减Ⅰ前期：
减Ⅰ中期：
减Ⅰ后期：
减Ⅰ末期：
1个初级精母细胞（染色体数: ）
1个精原细胞
（染色体数: ）
2个次级精母细胞（染色体数: ）
第一次分裂
染色体数目
减Ⅱ前期：
减Ⅱ中期：
减Ⅱ后期：
减Ⅱ末期：
4个精细胞（染色体数: ）
第二次分裂
染色体数目
细胞体积增大、染色体复制
同源染色体联会形成四分体，交叉互换
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
染色体散乱分布，中心体复制
着丝点排列在赤道板上
着丝点分裂，染色单体分开
每个次级精母细胞均等分裂形成两个精细胞
2N
2N
N
N
减半
先加倍，再减半
细胞均等分裂形成两个次级精母细胞
卵细胞的形成过程
间期：
减Ⅰ前期：
减Ⅰ中期：
减Ⅰ后期：
减Ⅰ末期：
1个初级卵母细胞（染色体数: ）
1个卵原细胞
（染色体数: ）
1个次级卵母细胞+1个第一极体（染色体数: ）
第一次分裂
染色体数目
减Ⅱ前期：
减Ⅱ中期：
减Ⅱ后期：
减Ⅱ末期：
1个卵细胞+3个第二极体（染色体数: ）
第二次分裂
染色体数目
细胞体积增大、染色体复制
同源染色体联会形成四分体，交叉互换
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
染色体散乱分布，中心体复制
着丝点排列在赤道板上
着丝点分裂，染色单体分开
次级卵母细胞不均等分裂形成1个卵细胞和1个第二极体，第一极体均等分裂形成2个第二极体
2N
2N
N
N
减半
先加倍
再减半
不均等分裂形成1个次级卵母细胞和1个第一极体
卵细胞的形成过程
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
减数分裂配子来源的判定
1．无互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，染色体组成完全相同。
2．有互换时，配子来源的判断方法：
(1)来自同一初级精母细胞的四个精子，染色体组成各不相同，但是除互换区域外，两两相同，与另两个完全互补。
(2)来自同一次级精母细胞的两个精子，除互换区域外，其他完全相同。
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
2
4
4
4
4
0
2
2
0
减数分裂过程中相关曲线变化
间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末期
n
2n
3n
4n
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期
染色体数
细胞一分为二
着丝 粒分裂
细胞一分为二
核DNA数
复制
染色单体数
同源染色体数
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
2个
2n→2n
2n→n
同源染色体联会、互换、分离等
没有
或1个卵细胞和3个极体
技巧：一数二看三判断
一数
染色体
数目
奇数
偶数
减数分裂Ⅱ
二看有无
同源染色体
有
无
减数分裂Ⅱ
三判断
同源染色体行为
无联会、不出现四分体（有丝分裂）
联会、四分体分离（减数分裂Ⅰ）
减数分裂与有丝分裂过程中细胞分裂图像的辨析
时期
前期
有同源染色体，无联会，染色体散乱分布 有同源染色体，且有联会和四分体 无同源染色体，无联会，染色体散乱分布
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
时期
中期
有同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上 有同源染色体，四分体排列在赤道板两侧 无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
时期
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体 同源染色体分开，每条染色体含2条姐妹染色单体 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，无同源染色体
有丝分裂
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
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
二、受精作用
一母生九子，九子各不同。
1、概念：
卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程
受精作用（fertilization）
2、过程：
精子入卵：精子的 进入卵细胞， 留在外面
↓
卵细胞反应： 发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入
↓
精卵融合：精子 与卵细胞的 融合，使彼此的染色体会合在一起
头部
尾部
细胞膜
细胞核
细胞核
3.结果
受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的 来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
染色体
染色体
受精作用
受精卵
受精作用（fertilization）
精卵相互识别的基础：
细胞膜上的糖蛋白
受精作用（fertilization）
精卵融合体现：
细胞膜的流动性
受精卵中遗传物质的来源：
①核内DNA：一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)
②细胞质：几乎都来自卵细胞(母方)
（4）意义
①子代呈现多样性，有利于生物在 中进化，体现了 的优越性。
②对于维持每种生物（有性生殖的生物）前后代体细胞中 的恒定，对于生物的 都具有十分重要意义。
自然选择
有性生殖
染色体数目
遗传和变异
高等动物（2N）
受精卵（2N）
精子（N）
（母本）减数分裂
（父本）减数分裂
有丝分裂
受精作用
高等动物的有性生殖细胞形成与受精作用：
卵细胞（N）
受精作用（fertilization）
总结：配子中染色体组合的多样性的原因：
1．减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
2．四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。
配子中染色体组合的多样性
受精作用（fertilization）
判断正误：
(1)在减数分裂过程中，先进行同源染色体的分离，再进行非同源染色体的自由组合。
(　　)
(2)配子的多样性除了与非同源染色体的自由组合有关外，还与四分体中的非姐妹染色单体交叉互换有关。
(　　)
×
√
(3)受精作用的实质是细胞核的融合。
(　　)
(4)受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方。
(　　)
(5)受精卵细胞核中染色体一半来自父方，一半来自母方。
(　　)
(6)受精卵细胞质中DNA几乎全部来自母方。
(　　)
√
×
√
√
二、拓展应用
1. 正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。
【提示】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。
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？
【答案】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。