生物人教版（2019）必修2 2.1.1减数分裂（共77张ppt）

(共77张PPT)
当孟德尔的遗传规律被重新发现以后，有一个问题始终没有解决:基因在细胞中究竟有没有物质基础呢 孟德尔所假设的颗粒状的因子,究竟是不是物质的实体 如果是，又存在于细胞中什么位置 对细胞分裂的深入研究和观察，使人们推测到基因和染色体的关联。摩尔根著名的果蝇杂交实验,使这一问题有了确凿的答案。基因在哪里 悠悠百年，寻寻觅觅，怀疑、争论、推理……最终是观察和实验,探明它神秘的踪迹!第1节 减数分裂和受精作用第二章基因和染色体的关系1.阐明减数分裂各个时期的染色体发生自由组合和互换的重要意义。2.归纳概括减数分裂、受精作用的过程。3.掌握减数分裂和受精作用对于生物遗传的重要意义。学习目标情境导入如果人类进行无性生殖，有可能因为环境的改变而消失，为什么？有性生殖和生物的变异有什么关系呢？本节课先来学习生殖细胞的形成方式：减数分裂YyRrYRyRYryr♀YRyRYryr♂有性生殖为什么能产生遗传组成多样的配子？一母生九子，九子各不同遗传与变异是生物界普遍存在的现象，也是生命的属性之一有性生殖经过长期的进化成为最有利的生殖方式常见动植物染色体数目生物体细胞（2n）生殖细胞（n）生物体细胞（2n）生殖细胞（n）人4623洋葱168狗7839大麦147果蝇84小麦4221猕猴4221豌豆147马6432玉米2010兔4422水稻2412●生长周期短●繁殖快●染色体少易观察♀♂体细胞配子果蝇体细胞和配子的染色体示意图导入新课1.在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。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。如图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？（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。形成配子时进行的细胞分裂会导致染色体数目减半。导入新课魏斯曼(1834-1914)卵细胞和精子成熟过程染色体数目减少受精时恢复正常的染色体数目受精一、减数分裂理论预测与孟德尔同时代的德国动物学家真核细胞分裂方式：有丝分裂无丝分裂减数分裂体细胞生殖细胞蛙的红细胞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，叫做减数分裂（meosis）。一、减数分裂魏斯曼(1834-1914)证实前期中期后期末期分裂间期温故知新：在有丝分裂过程有丝分裂前期中期后期末期分裂间期温故知新：在有丝分裂过程有丝分裂DNA组蛋白染色质染色体端着丝粒染色体近端着丝粒染色体中间着丝粒染色体温故知新：1条染色体1个DNA无染色单体1条染色体2个DNA2个染色单体1条染色体2个DNA2个染色单体2条染色体2个DNA无染色单体复制螺旋化着丝粒分裂染色体加倍染色体、染色单体、DNA三者之间的关系温故知新：一条染色体染色体复制两条姐妹染色单体一条染色体染色体数：染色单体数：DNA数：101122202着丝粒分裂温故知新：有丝分裂过程染色体、染色单体、DNA数量关系两条染色体在有丝分裂过程（1）染色体复制几次？细胞分裂几次？（2）结果是一个细胞分裂成几个子细胞？（3）子细胞中染色体数目与母细胞相比发生了什么变化？染色体的复制亲代细胞子代细胞（染色体均分）特点：染色体（DNA）复制一次，细胞分裂一次，子细胞拥有和亲代细胞一样的染色体数（核DNA分子数）。温故知新：细胞有丝分裂的重要意义：是将亲代细胞的染色体经过复制（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了遗传的稳定性，细胞的有丝分裂对于细胞的生命细胞的遗传有重要意义。在有丝分裂过程温故知新：背景资料1883年，比利时生物学家贝内登在研究马蛔虫的细胞分裂时惊奇地发现，马蛔虫的体细胞中有4条染色体，而生殖细胞中只有2条染色体。也就是说，马蛔虫生殖细胞中染色体数目正好是体细胞染色体数目的一半。后来科学家在很多进行有性生殖的生物体内都发现了这种染色体数目减半的生殖细胞。一、减数分裂1883研究过程用体细胞中只有两对染色体的马蛔虫作为材料研究发现马蛔虫精子和卵细胞只有体细胞的一半，而在受精卵中又恢复成两对染色体1890确认过程1891描述过程科学家描述了形成精子和卵细胞的减数分裂的全过程确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂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），由合子发育成新个体的生殖方式。雄配子雌配子减数分裂减数分裂受精卵（2N）成长为男性或女性男性（2N）女性（2N）受精卵细胞精子受精卵胚囊胚珠极核受精极核花粉粒有性生殖进行的生物原始生殖细胞（如精原细胞、卵原细胞）→细胞连续分裂，而染色体只复制。成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细胞中的染色体数目。（1）对象：（2）时期：（3）特点：（4）结果：有性生殖成熟生殖细胞（如精子、卵细胞）两次一次减少一半减数分裂概念课本P22温馨提示
进行减数分裂的细胞，在一次完整的减数分裂完成之后，不再进行减数分裂，因此减数分裂是不连续的细胞分裂，进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
原核生物无染色体，不进行减数分裂和有丝分裂。只有真核生物才进行减数分裂、有丝分裂和无丝分裂，进行减数分裂的生物一定是真核生物，且进行有性生殖。
1
2
一、减数分裂精子是哪里产生的？1.形成场所：
睾丸(人和其他哺乳动物)
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。
精原细胞
（原始生殖细胞）
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精原细胞
精细胞
减数分裂
精子
变形
有丝分裂
二、精子的形成过程
精原细胞
次级精母细胞
精细胞
初级精母细胞
精子
间期
染色体复制
变形
2.形成过程
精原细胞
次级
精母细胞
精细胞
精子
初级
精母细胞
间期
染色体复制
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
（1个）
（1个）
（2个）
（4个）
（4个）
减数分裂
二、精子的形成过程
精原细胞初级精母细胞●细胞体积增大●染色体复制①DNA的复制 ②有关蛋白质的合成●精原细胞→初级精母细胞●出现姐妹染色单体特点：减数第一次分裂前的间期染色体：染色单体：DNA:同源染色体：4→80→82对4二、精子的形成过程特点：初级精母细胞初级精母细胞●同源染色体中非姐妹染色单体间可以发生交叉互换（基因重组）●同源染色体联会，形成四分体染色体：染色单体：DNA:同源染色体：4882对减数第一次分裂前期二、精子的形成过程①同源染色体：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。父亲（46条）母亲（46条）父亲（46条）母亲（46条）Y染色体X染色体二、精子的形成过程减数第一次分裂前期人有23对，46条染色体人类的染色体组成思考：同源染色体的形态结构一定相同吗？练习巩固
下列细胞中分别有几对同源染色体？
有2对
有2对
没有
②联会：同源染色体两两配对的现象二、精子的形成过程减数第一次分裂前期③四分体：联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体，叫做一个四分体。（从染色单体的角度考虑）12341对同源染色体4条染色单体一个四分体==减数第一次分裂前期二、精子的形成过程联会abcdAB同源染色体：A和B姐妹染色单体：a和b，c和d非姐妹染色单体：a和c（或d），b和c（或d）特别提醒四分体数＝同源染色体对数。一个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条姐妹染色单体；二、精子的形成过程1个四分体=同源染色体=染色体=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AC、BD、AD、BCab a’b’ cd’ c’dAB、CDaa’bb’cc’dd’同源染色体：非同源染色体：姐妹染色单体：非姐妹染色单体：及时巩固④交叉互换：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。二、精子的形成过程减数第一次分裂前期④交叉互换：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。AAaa交叉互换AAaa二、精子的形成过程减数第一次分裂前期同源染色体联会时非姐妹染色单体交叉互换联会配对交叉互换（前期Ⅰ）二、精子的形成过程减数第一次分裂前期资料卡1913年，Carother发现笨蝗细胞中有一对同源染色体大小不相等(显微镜可区分)，而雄蝗虫的性染色体（X染色体）仅一条，减数分裂（后期Ⅰ）时，这条X染色体只能待在一极。Carother统计了300多个后期Ⅰ的细胞，发现X染色体与那对大小相异的同源染色体的组合，接近1：1，这能说明什么呢？同源染色体分离，非同源染色体自由组合！二、精子的形成过程减数第一次分裂前期下列关于同源染色体的叙述，正确的是(　　)A.同源染色体是由一条染色体复制而成B.有丝分裂的细胞中一般不含同源染色体C.联会的染色体一定是同源染色体D.同源染色体的形态、大小一定相同人教版生物新教材《减数分裂》ppt完美版1人教版生物新教材《减数分裂》ppt完美版1及时巩固C减数分裂仅发生在（）A、有性生殖的动物体B、 有性生殖的植物体C、体细胞的形成和成熟过程D、原始生殖细胞的发育成熟过程D注意：原核生物没有染色体，不能进行减数分裂和有丝分裂。原核生物的DNA裸露，没有和蛋白质等组成染色体，而减数分裂和有丝分裂主要是染色体形态、数目和行为的变化。及时巩固初级精母细胞初级精母细胞特点：●同源染色体排列在 细胞中央的赤道板两侧。染色体：染色单体：DNA:同源染色体：4882对二、精子的形成过程减数第一次分裂中期●同源染色体彼此分离，分别向细胞两极移动，非同源染色体自由组合。初级精母细胞初级精母细胞特点：4882对染色体：染色单体：DNA:同源染色体：二、精子的形成过程减数第一次分裂后期初级精母细胞次级精母细胞●细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞●染色体数因此，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ特点：减半染色体：染色单体：DNA:同源染色体：4 →28 →48 →42对→0二、精子的形成过程减数第一次分裂末期
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间
注意：
（1）通常没有间期，或者间期很短，
（2）染色体不再复制。
减数分裂Ⅱ说明：
减数分裂Ⅱ中染色体行为变化同有丝分裂，
只是细胞中已无同源染色体，染色体数已经减半
精子的形成过程
减数第二次分裂的过程
次级精母细胞特点：●染色体散乱排布在细胞中染色体：染色单体：DNA:同源染色体：2440对二、精子的形成过程减数第二次分裂前期次级精母细胞次级精母细胞特点：●染色体的着丝粒排列在赤道板上染色体：染色单体：DNA:同源染色体：2440对二、精子的形成过程减数第二次分裂中期次级精母细胞次级精母细胞特点：●着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，分别向细胞两极移动●姐妹染色单体数目变为0●染色体数目加倍，DNA数目不变染色体：染色单体：DNA:同源染色体：2 →444→00二、精子的形成过程减数第二次分裂后期2.过程：形成精细胞特点：●减数分裂结束，形成四个精细胞。●姐妹染色单体数目变为0，染色体数目减半，DNA数目减半。染色体：染色单体：DNA:同源染色体：2200对二、精子的形成过程精子精细胞变形精细胞变形为精子学生思考：精细胞的变形对受精作用有什么意义？变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力。二、精子的形成过程细胞核→精子头的主要部分高尔基体→头部的顶体中心体→精子的尾巴线粒体→线粒体鞘其他物质→原生质滴1.场所:动物的卵细胞产生于胚珠卵巢卵细胞的扫描电镱照片（放大150倍）卵细胞卵泡三、卵细胞的形成过程1个卵原细胞1个次级卵母细胞1个卵细胞和1个第二极体染色体复制减数第一次分裂减数第二次分裂1个初级卵母细胞1个第一极体减数第二次分裂2个第二极体注：3个第二极体退化消失，只剩下1个卵细胞2.过程：三、卵细胞的形成过程初级卵母细胞次级卵母细胞第一极体减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅰ复制退化消失三、卵细胞的形成过程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不均等分裂三、卵细胞的形成过程有性生殖两一减半第一次分裂：第二次分裂：同源染色体分开非同源染色体自由组合着丝点一分为二减数分裂概念减数分裂概念均等分裂
不均等分裂
大小相等
大小不等
变形
不变形
四个精子
一个卵子
动物精子和卵细胞形成过程的比较
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相同点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)不需变形减Ｉ同源染色体联会，出现四分体，非姐妹染色单体交叉互换，同源染色体分离，分别移向细胞两极动物精子和卵细胞形成过程的比较一、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练习与应用4. 下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题图片(1) 这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？(2) 细胞中有几条染色体？几条染色单体？(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？(4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体？(5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？(6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。【答案】(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。练习与应用二、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5 μm。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。【提示】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。【提示】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。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21-1体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色休是两条）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。你怎样解释这一现象？【答案】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先进入卵细胞；部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备适于游动的能力；人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是为受精提供了保证，是进化的结果。练习与应用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。
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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，再在高
倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
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
3.观察步骤
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。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
4.观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
4.观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
讨论1.当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？
根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。
例如，在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条姐妹染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，移向细胞两极的染色体不含染色单体。另外，在蝗虫精母细胞减数分裂的过程中，处于减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
讨论2.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？
减数分裂Ⅰ中期，两条同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，每条染色体均由两条姐妹染色单体构成。减数分裂Ⅱ中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，末期细胞两极的染色体不含染色单体。
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
讨论3.你是通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？
同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
选择观察减数分裂材料时，应选择雄性生殖细胞
1.雄性一次产生的雄配子数目多，能够观察到减数分裂的各个时期。（雌性一次产生的配子少。）
2.雄配子产生的过程中是连续分裂的。（雌配子不是连续分裂的，卵子要在受精作用之后才发生了第二次减数分裂。）
探究 实践 1 ：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
例1.人们通过比较同一时刻同一生物不同细胞的染色体特点，来推测一个细胞在有丝分裂不同时期的染色体变化，这一做法能够成立的逻辑前提不包括（ ）
A.染色体可被碱性染料染成深色
B.同一生物的体细胞所含遗传物质相同
C.体细胞增值过程相同
D.各个细胞有丝分裂是独立进行的
A
例2.为了观察减数分裂各时期的特点，实验材料选择最佳的是（ ）
①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊
③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
C
例3.某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下．下列叙述正确的是（　）
A.图甲中，同源染色体之间可能发生了交叉互换
B.图乙中，移向细胞两极的染色体组成相同
C.图丙中，染色体的复制正在进行，着丝点尚未分裂
D.图丁中，细胞的同源染色体分离，染色体数目减半
甲
乙
丙
丁
A
例4.下图为蝗虫精母细胞减数分裂某一时期的显微照片，该时期（　 ）
A．是减数分裂第二次分裂的前期
B．是减数分裂第一次分裂的中期
C．非姐妹染色单体发生了互换
D．结束后，同源染色体发生联会
C
例5.下图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。下列表述正确的是（ ）
C
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