3.2 减数分裂与配子形成 课件(共64张PPT)

(共64张PPT)
第二节　减数分裂与配子形成
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.掌握减数分裂的概念,知道配子是通过减数分裂形成的。
2.掌握同源染色体的含义。
3.掌握精子和卵细胞形成过程中,染色体的行为变化以及染色体、染色单体和DNA数量的变化规律。
4.模拟减数分裂过程,理解染色体结构和行为的变化。
素养阐释
1.在理解性母细胞通过减数分裂产生配子过程的基础上,形成结构与功能观等生命观念,阐释染色体在亲子代遗传信息传递过程中的重要作用。
2.基于对性母细胞减数分裂过程的认识,能用观察、比较和推理等科学思维方法,阐述遗传信息由亲代传递给子代的结构基础和机制。
3.通过模拟减数分裂的过程,阐明染色体的结构和行为变化有助于遗传信息的传递。
4.认同生物多样性与配子的多样性相关,并对一些遗传现象作出科学解释和判断。
自主预习 新知导学
一、减数分裂的概念
1.范围:进行有性生殖的生物。
2.特点:初级性母细胞的染色体复制一次,而细胞进行连续的两次分裂。
3.结果:最终形成的子细胞染色体数目仅为初级性母细胞染色体数目的
一半。
二、精母细胞分裂形成精细胞
1.场所:精巢或睾丸。
2.起点:精原细胞。
3.细胞名称的变化(填名称)
4.相关概念
(1)同源染色体:减数分裂过程中进行配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。
(2)联会:同源染色体配对的现象。
(3)四分体:联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体,叫作四分体。
5.过程
三、卵母细胞分裂形成卵细胞
1.场所:卵巢。
2.过程
3.结果
一个卵原细胞经分裂可形成一个卵细胞,三个极体(退化消失)。
4.配子中染色体组合的多样性
(1)原因:减数第一次分裂后期各四分体的同源染色体向两极移动是随机的。
(2)组合种类数: 2n (n代表同源染色体对数)。
四、模拟减数分裂过程中的染色体行为
(一)目的要求
1.尝试模拟减数分裂过程中染色体的变化。
2.说明减数分裂的特征和意义。
(二)实验原理
染色体复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体;减数第一次分裂同源染色体分离,染色体数目减半;减数第二次分裂着丝粒分裂,2条姐妹染色单体分离,形成的子细胞中的染色体数目是性母细胞中染色体数目的一半。
(三)材料用具
红色和蓝色两种颜色的硬纸板,按扣,丝线,双面胶。
(四)方法步骤
制备染色单体
↓
制备 4 条带有染色单体的染色体
↓
模拟减数第一次分裂
↓
模拟减数第二次分裂
【预习检测】
1.判断正误。
(1)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,也具有细胞周期。(　　)
(2)所有的细胞都可以进行减数分裂。(　　)
(3)精原细胞自身增殖的方式是减数分裂。(　　)
(4)精原细胞形成精子的过程中,染色体复制一次,细胞连续分裂两次,故精子的染色体数比精原细胞减少一半。(　　)
(5)一个精原细胞经减数分裂能形成四个精子。(　　)
×
×
×
√
√
2.连线。
图Z3-2-1
3.下列各细胞中,肯定含有Y染色体的是(　　)。
A.狗的受精卵
B.人的精子
C.豌豆叶肉细胞
D.果蝇的初级精母细胞
答案:D
4.图Z3-2-2是某高等动物细胞分裂的示意图(或局部)。请分析回答下列问题。
图Z3-2-2
(1)甲细胞为　　　　　　　,正在进行　　　　　　分裂。
(2)同源染色体的分离发生在　　　　细胞中,着丝粒分裂发生在
　　　　　　细胞中。
答案:(1)初级卵母细胞　减数第一次　(2)甲　乙、丙
合作探究 释疑解惑
知识点一
精母细胞分裂形成精细胞
问题引领
1.图Z3-2-3为某生物体细胞染色体组成图,据图回答下列问题。
图Z3-2-3
(1)什么是同源染色体 并指出图中的同源染色体。
提示:同源染色体是在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。如题图中的1和2为一对同源染色体,3和4为另一对同源染色体。
(2)联会和四分体是什么关系 请指出图中的四分体。
提示:联会的结果是形成四分体。题图中含有两个四分体,1和2构成一个四分体,3和4构成另一个四分体。
(3)概述四分体和同源染色体、染色单体、DNA的数量关系。
提示:1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体,含4个DNA分子。
(4)图中哪些是姐妹染色单体 哪些是非姐妹染色单体
提示:姐妹染色单体:a和a'、b和b'、c和c'、d和d'。非姐妹染色单体:a和b(b')、a'和b(b')等。
2.减数分裂前的间期,染色体进行复制后,其数目和形态结构有何变化
提示:染色体数目不发生变化;染色体结构发生变化,一条染色体中有两条姐妹染色单体。
3.经减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞中染色体在形态、大小上有什么特点
提示:两个次级精母细胞中的常染色体形态、大小相同,性染色体不同,一个含X染色体,另一个含Y染色体。
4.不考虑交叉互换,一个精原细胞经减数分裂后产生几种类型的精子 说明原因。
提示:两种。原因是在减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
归纳提升
1.同源染色体和非同源染色体
比较项目 同源染色体 非同源染色体
来源 一条来自父方,一条来自母方 可以相同,也可不同
形态 大小 一般相同(X染色体和Y染色体例外) 一般不相同
关系 在减数分裂过程中进行两两配对的两条染色体 在减数分裂过程中不能配对的染色体
比较项目 同源染色体 非同源染色体
比较 ①1和2、3和4分别属于一对同源染色体 ②1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体 ③5和6(7和8)不是同源染色体,而是一对姐妹染色单体分开后形成的两条相同的染色体
2.联会和四分体
项目 解释 图示
联会 在减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对的现象
1和2联会组成一个四分体;3和4联会组成一个四分体
四分体 ①联会后的每对同源染色体中含有4条染色单体,叫作四分体 ②1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体(含有4个DNA分子)
3.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较(假设体细胞内染色体数目为2N)。
比较项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
分裂过程中细胞名称的变化 性原细胞→初级性母细胞→次级性母细胞(或极体) 次级性母细胞(或极体)
→精细胞或卵细胞(或极体)
着丝粒的变化 不分裂 分裂
染色体数目的变化 2N→N(减半) N→2N→N
比较项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
核DNA分子数目的变化 2N→4N→2N 2N→N(减半)
染色体的主要行为 同源染色体联会;四分体的非姐妹染色单体之间发生交换;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
染色单体 有(4N)→有(2N) 有(2N)→无(0)
同源染色体 有(N对) 无
特别提醒 同源染色体既存在于减数分裂过程中,也存在于有丝分裂过程中,但在有丝分裂过程中没有同源染色体的行为变化(联会形成四分体、同源染色体分离)。
典型例题
图Z3-2-4为某生物一个细胞的分裂图像,着丝粒
均在染色体端部,图中1、2、3、4各表示一条染
色体。下列表述正确的是(　　)。
A.图中细胞处于减数第二次分裂前期
B.图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C.染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D.染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
答案:C
图Z3-2-4
解析:分析题意可知,题图中细胞正在发生同源染色体联会,因此细胞处于减数第一次分裂前期,A项错误。染色体数目以着丝粒数目为依据,题图所示细胞中染色体数目与体细胞中染色体数目相等,B项错误。染色体1与2是同源染色体,在减数第一次分裂后期会发生同源染色体分离,C项正确。在减数第一次分裂后期同源染色体向两极移动是随机的,因此染色体1与3可能出现在同一细胞中,也可能出现在不同细胞中,D项错误。
【变式训练】
1.下列关于图Z3-2-5的叙述,错误的是(　　)。
A.该动物细胞内有两个四分体
B.④是一条染色体,包含两条姐妹染色
单体①和③,它们通过一个着丝粒②相连
C.细胞中含有两对同源染色体,
其中④和⑦为一对同源染色体
D.后期,移向同一极的染色体均有同源染色体
答案:A
图Z3-2-5
解析:题图中细胞无细胞壁,有中心体⑨,可判定该细胞为动物细胞,分析题图可知,该动物细胞中的染色体并未进行联会,因此,该动物细胞内没有四分体;④和⑦为一对同源染色体,⑤和⑥也为一对同源染色体;每条染色体均包含两条姐妹染色单体,且染色体的着丝粒均位于赤道板上,表示处于有丝分裂中期,有丝分裂过程中不出现联会,也不形成四分体;后期,着丝粒分裂,染色单体分开移向两极,每一极内均有两对同源染色体。
2.在减数第一次分裂过程中,不会出现的变化是(　　)。
A.形成四分体
B.同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉并互换部分片段
C.同源染色体分离
D.着丝粒一分为二
答案:D
解析:在减数第一次分裂过程中,发生的变化主要是形成四分体、同源染色体分离以及非同源染色体的自由组合,而着丝粒一分为二发生在减数第二次分裂后期,D项符合题意。
知识点二
卵母细胞分裂形成卵细胞
问题引领
1.试从染色体的行为、数目变化角度,比较精子和卵细胞形成过程的相同点。
提示:行为变化:①染色体复制;②联会、形成四分体、同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换;③同源染色体分离;④减数第二次分裂后期染色体的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。
数目变化:①减数第一次分裂形成的子细胞中染色体数目与初级性母细胞相比减少一半;②减数第二次分裂形成的子细胞中染色体数目与次级性母细胞相同,与初级性母细胞相比减少一半。
2.精子和卵细胞形成过程中,细胞质分裂有哪些异同点
提示:精子形成过程中两次细胞分裂时,细胞质均为均等分裂;卵细胞形成过程中初级卵母细胞、次级卵母细胞分裂时,细胞质都是不均等分裂,但极体分裂时,细胞质是均等分裂的。
归纳提升
精子与卵细胞形成过程的比较
比较项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
部位 精巢(或睾丸) 卵巢
原始生殖 细胞 精原细胞 卵原细胞
细胞质的 分裂情况 两次分裂都均等分裂 只有减数第二次分裂过程中第一极体分裂时均等分裂,其他分裂不均等分裂
分裂结果 1个精原细胞→4个精细胞(生殖细胞) 1个卵原细胞→1个卵细胞(生殖细胞)+3个极体(消失)
是否变形 是 否
典型例题
图Z3-2-6为某种动物细胞不同分裂时期的示意图,可能属于卵细胞形成过程的是(　　)。
图Z3-2-6
A.①②④　　　　　　 B.②③④
C.③④ D.④
答案:C
解析:题图中,①染色单体分开,向两极移动,每一极都有同源染色体,表示有丝分裂后期。②同源染色体分开,每条染色体中仍含有两条染色单体,表示减数第一次分裂后期;又因为②中细胞质均等分裂,所以不可能属于卵细胞的形成过程。③只有两条染色体,且含有染色单体,着丝粒排列在赤道板上,表示减数第二次分裂中期,可能属于卵细胞的形成过程。④染色单体分开,每一极都无同源染色体,而且细胞质不均等分裂,表示卵细胞形成过程中的减数第二次分裂后期。
【变式训练】
1.动物的卵细胞与精子形成过程中的不同点是(　　)。
①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂　②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞　③一个卵原细胞经染色体复制后形成一个初级卵母细胞　④卵细胞不经过变形阶段
A.①③　 B.②④ C.②③　 D.①④
答案:B
解析:卵细胞与精子的形成过程基本相同,其区别主要体现在以下三个方面。①形成的生殖细胞数目不同:一个精原细胞经减数分裂形成四个精细胞,而一个卵原细胞只形成一个卵细胞。②细胞质分裂方式不同:精子形成过程中细胞质均等分裂,而卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂。③精细胞必须经过变形成为精子才具有活力,而卵细胞不需变形即具有活力。
2.图Z3-2-7为某生物(体细胞染色体数目为6条)细胞减数第二次分裂后期示意图。下列叙述错误的是(　　)。
A.细胞质不均等分裂表明该生物是雌性个体
B.该细胞分裂产生的子细胞是卵细胞和第二极体
C.该图是减数第一次分裂中有一对同源染色体没有分离造成的
D.该细胞分裂完成后形成的卵细胞染色体数目异常
答案:C
图Z3-2-7
解析:分析题图可知,该细胞的细胞质不均等分裂,说明该细胞是雌性生物的细胞,A项正确。该细胞处于减数第二次分裂后期,产生的子细胞是卵细胞和第二极体,B项正确。题图是减数第二次分裂中有一对姐妹染色单体分开后没有分离造成的,C项错误。已知该生物正常体细胞中的染色体数目为6条,所以减数分裂形成的卵细胞内的染色体数目应该为3条,但该细胞形成的卵细胞中染色体有4条,极体内的染色体有2条,D项正确。
知识点三
减数分裂过程中染色体、DNA数目的变化
问题引领
1.根据减数分裂过程中染色体数和核内DNA分子数的变化规律(设精原细胞染色体数为2N,核内DNA分子数目为2C)填写下表。
答案:2N　N　N→2N　N　N　2C　2C→4C　2C 2C　C　C　
2N→4N　2N　0　0　0
比较项目 精原 细胞 初级精 母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子
前期、中期 后期
染色体数目 2N 　 　 　 　 　
核内DNA分子数目 　 　　 　　 　 　 　
染色单体数目 0 　　 　　 　 　 　
2.根据第1题的分析,在图Z3-2-8和图Z3-2-9中用曲线表示在减数分裂过程中染色体数和核内DNA分子数的变化情况。
图Z3-2-8
图Z3-2-9
答案:如图D-6和D-7所示:
图D-6
图D-7
归纳提升
减数分裂过程中,一个细胞中染色体数目和核DNA分子数目的变化
(1)变化曲线
图Z3-2-10
(2)曲线分析
①染色体数目的变化和核DNA分子数目的变化不是完全平行的,因为复制后的染色体数目暂时不加倍,而核DNA分子数目加倍。
②在间期DNA复制之前(AB段和A'B'段)和减数第二次分裂后期着丝粒分裂之后(FH段和F″H'段),染色体数∶核DNA分子数=1∶1。
③在间期完成DNA复制之后到减数第二次分裂后期着丝粒分裂之前(CF段和C'F'段),染色体数∶核DNA分子数=1∶2。
④BC(B'C')段表示间期核DNA(染色体)的复制,核DNA分子数目加倍,但是染色体数目不变。
⑤DE(D'E')段表示减数第一次分裂结束时,同源染色体分配到两个子细胞中,每个细胞内核DNA分子和染色体数目均减半。
⑥F'F″段表示着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍,但是核DNA分子数目不变。
典型例题
图Z3-2-11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(单位:条/个)。下列表述与图中信息相符的是(　　)。
A.Ⅱ所处阶段发生同源染色体分离
B.Ⅲ表示初级精母细胞
C.②表示染色体
D.Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
答案:A
图Z3-2-11
解析:分析题图可知,Ⅰ为精原细胞,Ⅱ为初级精母细胞,在减数第一次分裂后期可发生同源染色体分离,Ⅲ为次级精母细胞,Ⅳ为精细胞;①表示染色体,②表示染色单体,③表示核DNA分子。Ⅰ~Ⅳ中,③核DNA分子的数量比是2∶4∶2∶1,B、C、D三项错误。
【变式训练】
1.图Z3-2-12是某高等动物细胞分裂过程中核DNA的数目变化。请分析回答下列问题。
图Z3-2-12
(1)图示细胞的分裂方式为　　　　　　。
(2)图中同源染色体的分离发生在　　　过程中,着丝粒分裂发生在
　　　　过程中。(填标号)
(3)在图Z3-2-13中画出图中②时期核DNA和染色单体数量(以二倍体生物为例)的柱形图。
图Z3-2-13
答案:(1)减数分裂　(2)②　③
(3)如图D-8所示:
图D-8
2.图Z3-2-14中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。表示有丝分裂过程中核DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中核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
答案:B
图Z3-2-14
解析:无论是有丝分裂还是减数分裂,在间期都进行核DNA的复制,使核DNA含量加倍,分析题图可知,①②都有间期倍增现象,因此,①②是核DNA含量变化曲线。①的一个细胞周期中,核DNA数目又恢复到原来的数值,故①表示有丝分裂过程中核DNA含量的变化;②的一个细胞周期中,核DNA数目最终减半,故②表示减数分裂过程中核DNA含量的变化。由以上分析可知,③和④表示染色体数目的变化。④表示在一个细胞周期的某一时期(后期),染色体数目倍增,然后又恢复到原来的数值,说明它表示有丝分裂过程中染色体数目的变化;而③中始终没有染色体在原有基础上倍增的现象,说明它表示减数分裂过程中染色体数目的变化。
[素养提升]
有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像的判断
图Z3-2-15为某动物体内细胞分裂的一组图像,下列有关叙述正确的是
(　　)。
图Z3-2-15
A.图中①②③细胞中染色体与核DNA分子的数量比都为1∶2
B.细胞①②③⑤产生的子细胞中均有同源染色体
C.图中表示有丝分裂的细胞及分裂的顺序是③→②→①
D.④细胞中染色体与核DNA分子的数量比为1∶1
答案:D
解析:题图中①细胞处于有丝分裂后期,②细胞处于减数第一次分裂后期,③细胞处于有丝分裂中期。染色体与核DNA分子的数量比为1∶2的细胞中,应有染色单体,而①中无染色单体。④细胞处于减数第二次分裂后期,细胞中染色体与核DNA分子的数量比为1∶1。有丝分裂是产生体细胞的分裂方式,分裂过程中同源染色体不分离,因此细胞①③产生的子细胞中有同源染色体。②产生的子细胞中无同源染色体。⑤处于细胞分裂前的间期,但无法确定是有丝分裂前的间期,还是减数分裂前的间期。
课堂小结
本 课 结 束