生物人教版（2019）必修2 2.1.2受精作用（共21张ppt1个视频））

(共21张PPT)
二 受精作用
本节聚焦
配子中染色体的组合为什么是多种多样的？
什么是受精作用？
受精作用对于生物的遗传有什么重要意义
第二章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
父亲体内的所有精原细胞染色体组成相同；母亲体内的卵原细胞染色体组成相同。可是，“一母生九子，九子各不同”，同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？
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A
A
A A
A A a a
一、配子中染色体组合的多样性
可能性1
可能性2
（１）一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有_____种；
（２）一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有_____种；
（３）体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有_____种。
（1）非同源染色体的自由组合
2
1
2n
（2）四分体时期的交换
阅读P27受精作用，回答问题
1、受精作用的概念、过程、结果、意义是什么？
2、同一双亲的后代为什么会表现多样？
自主探究
1、受精作用的概念、过程、结果、意义是什么？
概念
过程
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
①精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面
②卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入
③精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。
结果
受精卵中染色体数目有恢复到体细胞中的数目，其中一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
糖蛋白
膜的流动性
原因？
染色体
一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)
DNA
核DNA
一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)
质DNA
全部来自母方(卵细胞)
辨析受精卵中染色体和DNA的来源
二、受精作用
2、同一双亲的后代为什么会表现多样？
1）减数分裂产生配子多样性：
2）受精作用：精子和卵细胞的随机结合
雄配子
雌
配
子
①（减Ⅰ后期）非同源染色体自由组合；
②（减Ⅰ前期）同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换
减数分裂和受精作用的意义:
减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。
通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质。
在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
精原细胞
2N
卵原细胞
2N
精子
N
卵细胞
N
减数分裂
受精卵
2N
减数分裂和有丝分裂过程中染色体和核DNA数量变化曲线的判断
探究 实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
目的要求
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
二. 实验材料
细胞内染色体数量较少。
分裂旺盛雄性个体的生殖器官进行取材观察。
低倍镜观察:
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
高倍镜观察:
先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
绘图：
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。
（制作装片：解离→漂洗→染色→制片）
3.实验步骤
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
对比识图：说出下列各图示的减数分裂时期
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
思考：
1．为什么选用雄性生殖器官作为减数分裂的观察材料？
2、为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
3．视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的细胞吗？
4、蝗虫的体细胞中染色体数是2N，精巢制作的装片中细胞分裂图像可能观察到多少条染色体？
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，卵子要在受精过程中才发生第二次减数分裂。
细胞已被杀死固定，不可能动态变化；
但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
N、2N、4N
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？
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？
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？
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。
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。
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。
每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性。试从配子形成和受精作用方面进行概括。
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
受精作用
减数分裂染色体复制一次，连续分裂两次，则配子中含有本物种体细胞染色体数目一半的染色体，并且都是一整套非同源染色体的组合
四分体时期，非姐妹染色单体互换;减数分裂I非同源染色体的自由组合都导致配子中染色体组合的多样性
精卵结合使受精卵中的染色体数目恢复本物种体细胞中的染色体数目，前后代染色体数目恒定，生物的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性
精卵细胞的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性
思维训练
1、减数分裂过程中，着丝点的分裂发生在（ ）
A、间期 B、第一次细胞分裂 C、第二次细胞分裂 D、四分体时期
2、减数分裂中的第一次分裂的主要特点是（ ）
A、姐妹染色单体分开 B、同源染色体分开
C、染色体进行复制 D、染色体被恢复成染色质细丝
3、在减数分裂过程中，有关同源染色体的叙述，不正确的是（ ）
A、第一次分裂开始不久两两配对的染色体
B 、在减数第二次分裂中，大小、形状相同的染色体
C、一条来自父方，一条来自母方
D、在减数第一次分裂后期向两极移动
4、一种动物的体细胞在有丝分裂后期有32条染色体，它的体细胞、精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子及受精卵中DNA数为（　）
　 A. 32，32，64，32，16，32 B. 16，16，32，16，8，16
C. 32，32，32，16，8，16 D. 16，16，16，16，16，32
课堂练习
C
B
B
B
5、人的卵细胞内有23条染色体，一个初级卵母细胞在减数第一次分裂前期生成的四分体及减数第一次分裂后期细胞内的染色体数、姐妹染色单体数依次是（　）
A. 46，46，23 B.23，46，0 B.46，46，23 D.23，46，92
6.如图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析错误的是（ ）
A．②产生的子细胞一定为精细胞
B．图中属于减数分裂过程的有①②④
C．④中有4条染色体，8条染色单体及8个DNA分子
D．③细胞处于有丝分裂中期，无同源染色体和四分体
D
D
7、根据下图细胞分裂图回答下列问题
(1)A图所示细胞分裂的方式是_________。细胞内染色体与染色单体的比例是______。
(2)B图所示细胞分裂后产生的细胞是______或______。
(3)C图所示细胞分裂产生的细胞名称是____________；每个子细胞中有______条染色体。
(4)如果要形成2000个受精卵，理论上需要精原细胞和卵原细胞分别是____________个。
8、读图回答问题
（1）此细胞时所处的分裂时期是_____________，判断依据是_____________________。
（2）图中有染色体____条,染色单体___条，DNA分子_____个;图中有同源染色体____对,分别是____________。
（3）A和C、B和D为____________，a和a′,b和b′,c和c′,d和d′称为____________。
（4）图中有___个四分体，每个四分体中有同源染色体___对，包含____条染色体，____条染色单体，____个DNA分子，着丝粒____个。
（5）这个细胞在全部分裂完成后，子细胞中有______条染色体。
减数分裂
1:2
精细胞
极体
卵细胞和极体
3
500、2000
减数分裂Ⅰ前期
同源染色体联会形成四分体
4
8
8
2
A和B、C和D
非同源染色体
姐妹染色单体
2
1
2
4
4
2
2
1.大熊猫的体细胞有42条染色体，判断下列相关表述是否正确。
(1) 一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，染色体数目一般都是21条。 （ ）
(2) 一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性。 （ ）
2.假如蛙的15个初级卵母细胞和5个初级精母细胞都能正常分裂，并在最大限度内受精， 则最多能形成的受精卵数目是 （ ）
A. 20 B. 15 C. 10 D. 5
√
√
B
3.同种生物前后代的染色体数目是相同的，对此起决定作用的过程是（ ）
A. 有丝分裂 B. 有丝分裂和受精作用
C. 减数分裂 D. 减数分裂和受精作用
D
练习与应用
一、概念检测
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号染色休是两条。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。
二、拓展应用