生物人教版（2019）必修2 2.1.1减数分裂课件（共50张ppt）

(共50张PPT)
必修2/第2章/基因和染色体的关系/
第1节 减数分裂和受精作用
本节聚焦
减数分裂的含义是什么？
配子的形成为什么必须经过减数分裂？
减数分裂是怎样进行的？
第一小节 减数分裂
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
在腐烂水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察，是遗传学常用材料。
右图是果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
讨论
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
(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。
2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？
配子是如何产生的？
配子可能是通过减数分裂产生的，染色体的数目减少一半。受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。
魏斯曼的预言
与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼从理论上可以预测：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。
这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂——减数分裂。
魏斯曼(德国)
一、精子的形成过程
有性生殖
由亲本产生有性生殖细胞---配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，产生合子（如受精卵），再由合子发育成新个体的生殖方式。
一、精子的形成过程
1.形成场所：
高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
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。
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
有丝分裂
减数分裂
变形
精原细胞
原始雄性
生殖细胞
有丝分裂
减数分裂
一、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）
减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）
①在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次。
②细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。
③减数分裂后，精细胞再经过变形形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
2.形成过程：
一、精子的形成过程
如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是有丝分裂形成的，结果会怎么样？
配子中的染色体数和体细胞中的将是一样的。
间期
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅰ后
减Ⅰ末
减数第一次分裂(减数分裂Ⅰ)
同源染色体配对——联会；
四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换；
同源染色体分离，分别移向细胞两级。
3.两次分裂的主要特征：
一、精子的形成过程
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
减Ⅱ末
每条染色体的着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。
减数第二次分裂(减数分裂Ⅱ)
一、精子的形成过程
3.两次分裂的主要特征：
减数分裂前的间期：
特点
细胞体积增大；
染色体复制；
精原细胞→初级精母细胞；
出现姐妹染色单体；
染色体呈染色质丝的状态。
精原细胞
初级精母细胞
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
减数第一次分裂前期：
特点
初级精母细胞
染色质丝缩短变粗形成染色体；
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，叫同源染色体。
染色质丝缩短变粗形成染色体；
同源染色体联会，形成四分体；
联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体，叫做一个四分体。
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的互换。
减数第一次分裂前期：
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
减数第一次分裂中期：
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
配对的两条同源染色体分离，分别向细胞两级移动；非同源染色体自由组合。
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
减数第一次分裂后期：
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？
是自由组合。
初级精母细胞
次级精母细胞(2个)
特点
细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞。
染色体数减半；
DNA数减半。
因此，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
减数第一次分裂末期：
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了哪些特殊的行为？这对于生物的遗传有什么重要意义？
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了：联会、四分体形成、非姐妹染色单体的互换、同源染色体分离等行为特征。
意义：可使染色体数目减半，再通过受精作用，维持生物遗传的稳定性；配子的多样生；增加了遗传的多样性，有利于生物的进化。
减数第二次分裂与有丝分裂对比
减Ⅱ主要特征：与有丝分裂相似；主要区别：不存在同源染色体。
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
减Ⅱ末
次级精母细胞
精细胞
4.各时期的主要特征：
一、精子的形成过程
减数第二次分裂：
精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
精细胞变形
5.精细胞变形：
一、精子的形成过程
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
精细胞
精子
使其具备了游向卵细胞进行受精作用的能力。
一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，由同一个着丝粒连接，此时的染色体呈染色质丝的状态。
减数分裂前的间期：
初级精母细胞
初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对，细胞中的同源染色体两两配对叫联会。联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体。
减数第一次分裂的前期：
初级精母细胞
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
减数第一次分裂的中期：
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，这样细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。
减数第一次分裂的后期：
初级精母细胞
初级精母细胞
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条。
减数第一次分裂的末期：
次级精母细胞
新细胞中再次形成纺锤体，纺锤丝与染色体相连，这时的染色体依然由姐妹染色单体组成。
减数第二次分裂的前期：
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
减数第二次分裂的中期：
纺锤丝牵引着着丝粒将染色体排列在赤道板上。
次级精母细胞
次级精母细胞
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
着丝粒一分为二，两条姐妹染色单体分开，形成两条子染色体。
减数第二次分裂的后期：
次级精母细胞
次级精母细胞
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
减数第二次分裂的末期：
在纺锤丝的牵引下，子染色体分别移向细胞两极，随着细胞的分裂进入两个子细胞。
精细胞
精细胞
6.精子形成过程中染色体的主要变化：
一、精子的形成过程
二、卵细胞的形成过程
1.形成场所：
人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡，在卵泡中央的一个细胞将会发育为卵细胞。
二、卵细胞的形成过程
2.形成过程：
卵细胞的形成过程与精子的基本相同。首先，在减数分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞。然后经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，形成卵细胞。
二、卵细胞的形成过程
2.形成过程：
1个卵原细胞
1个初级卵母细胞
1个次级卵母细胞
1个卵细胞
1个极体
1个极体
（退化、消失）
染色体复制(数目不变)
2个极体
减数分裂前的间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
不均等分裂
不均等分裂
均等分裂
二、卵细胞的形成过程
3.什么是减数分裂：
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，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
(1)范围：
(3)时期：
(4)特点：
(5)结果：
(2)场所：
进行有性生殖的生物。
在产生成熟生殖细胞时。
染色体只复制一次，而细胞分裂两次。
有性生殖器官。
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
比较卵细胞与精子形成过程的异同点
对比 精子的形成 卵细胞的形成
相同点 子细胞数
子细胞染色体数目 染色体行为 不同点 形成部位
是否变形
细胞质是否 均等分配
形成的生殖细胞数
4个
4个
子细胞中染色体数目都是体细胞的一半
各个时期染色体行为均一致
睾丸（精巢）
卵巢
变形
不变形
两次分裂都是均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞都
是不均等分裂，极体是均等分裂
1个精原细胞形成4个精子
1个卵原细胞形成1个卵细胞
（3个极体退化）
减数分裂I和减数分裂II的比较
减数I 减数II
染色体复制
着丝粒
染色体数目
DNA数目
染色体的主要行为
不分裂
分裂
减半
不减半(后期增加、末期又减半)
减半
减半
同源染色体分离
染色单体分离
复制
不复制
减数分裂与有丝分裂异同点
有丝分裂 减数分裂
分裂起始细胞
细胞分裂次数
染色体复制次数
同源染色体行为
子细胞 数目
类型
染色体数
相同点 体细胞
原始生殖细胞
一次
二次
一次
一次
无联会、分离
有联会、分离
2
4
体细胞
有性生殖细胞
与亲代细胞相同
比亲代细胞减半
都有纺锤体的出现，染色体复制一次
减数分裂和有丝分裂的细胞图像判断
前期图形对比
减Ⅱ
是否有同源染色体
无：
有:
无联会：
有联会、四分体：
有丝分裂
减Ⅰ
有丝分裂前期
减Ⅱ前期
减Ⅰ前期
减数分裂和有丝分裂的细胞图像判断
中期图形对比
减Ⅱ
是否有同源染色体
无：
有:
着丝粒排在赤道板上：
染色体着丝粒排在赤道板两侧：
有丝分裂
减Ⅰ
减Ⅰ中期
有丝分裂中期
减Ⅱ中期
减数分裂和有丝分裂的细胞图像判断
后期图形对比
是否有同源染色体
无：
有:
有丝分裂
有染色单体：
无染色单体：
减 Ⅰ
减 Ⅱ
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
有丝分裂后期
1.根据减数分裂染色体行为变化，回答下列过程各发生的时期:
（1）染色体复制发生在:
（2）同源染色体的联会发生在:
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：
（4）染色体着丝点分裂发生在:
（5）染色体数目减半发生在:
（6）DNA含量的加倍发生在：
（7）DNA含量的减半发生在：
减数第一次分裂
减Ⅰ后期
减Ⅰ间期
减Ⅰ前期
减Ⅱ后期
减Ⅰ末期和减Ⅱ末期
减Ⅰ间期
随堂练习
2.看一看：下列各图分别是什么分裂何时期的图像
随堂练习
有丝分裂中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
有丝分裂前
有丝分裂后期
减Ⅱ后期
减Ⅱ中期
♀减Ⅰ后期
♀减Ⅱ后期
染色体变化曲线
同源染色体分离，染色体数目减半
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
染色体数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
染色体平均分配给子细胞
核DNA变化曲线
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
核DNA数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
同源染色体分离，染色体数目减半
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别进入不同的子细胞中。
染色单体变化曲线
同源染色体分离，染色体数目减半
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
染色单体数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。
每条染色体上DNA数目变化曲线
1
2
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
1条染色体上DNA数
减数分裂 I
减数分裂Ⅱ
DNA复制
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
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（ ）
×
√
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
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（ ）
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
B
3.下图所示的细胞最可能是（ ）
A.卵细胞
B.初级精母细胞
C.次级精母细胞
D.有丝分裂前期的细胞
C
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(1)这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？
这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
(2)细胞中有几条染色体？几条染色单体？
细胞中有4条染色体，8条染色单体。
(3)细胞中有几对同源染色体？哪几条染色体是非同源染色体？
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。
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(4)细胞中包含哪些姐妹染色单体？
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，子细胞中有几条染色体？
这个细胞在分裂完成后，子细胞中有2条染色体。
练习与应用(课本P23)
一、概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。
(6)尝试画出这个细胞的分裂后期图。
或
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
1.下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。
根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体，
再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称21-三体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色体是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
练习与应用(课本P23)
二、拓展应用
3.在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎么解释这一现象？
精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够进入卵细胞；
部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备了适于游动的能力；大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；
全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量；
精子变形过程中的以上变化都为受精作用提供了保证，是进化的结果。