2.1减数分裂和受精作用（一）：减数分裂（3课时）(课件共50张PPT)

(共50张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用（一）
（第1-3课时）
回顾导入：有丝分裂
有丝分裂的意义：将亲代细胞染色体经过复制一次（关键是DNA的复制），细胞分裂一次，精确的平均分配到两个子细胞中。遗传物质DNA在细胞亲代和子代之间保持了遗传的稳定性
间期
前期
中期
后期
末期
子细胞
动物
植物
科学探究的一般过程
①观察现象，提出问题
②作出猜想与预测
③实验证实
④得出结论
提出问题
受精卵
92
46
父
母
46
受精
新个体
92
（有丝分裂）
卵细胞
精子
46
46
×
问题：精子与卵细胞形成会不会是有丝分裂呢？
子代个体
精子
雄性生殖细胞
卵细胞
雌性生殖细胞
46条
46条
46条
46条
受精卵
父亲
母亲
细胞
分裂
细胞
分化
？
？
23条
23条
？
？
作出猜想
猜想：精子与卵细胞的分裂不是有丝分裂，而是染色体数目减半的分裂
魏斯曼预言
与孟德尔同时代的德国生物学家魏斯曼（A. Weismann，1834—1914）早在1887年从理论上预测： 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，精子和卵细胞融合，恢复正常染色体数目。
特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂
做出猜想
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 46 23 洋葱 16 8
狗 78 39 大麦 14 7
果蝇 8 4 小麦 42 21
猕猴 42 21 豌豆 14 7
马 64 32 玉米 20 10
兔 44 22 水稻 24 12
实验证实-显微观察
果蝇作为遗传学上常用的实验材料，它的优点有哪些？
1.生长周期短，繁殖快。
2.染色体数目少且易观察。
3.有多对易于区分的相对性状。
问题探讨
一.减数分裂
1.配子和体细胞的染色体有什么差别？
①配子染色体数是体细胞的一半。
②配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成。
♀
♂
体细胞 配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
配子形成的细胞分裂方式是什么？
问题探讨
减数分裂
一.减数分裂
1.精子形成的场所：
睾丸（人和其他哺乳动物）
精巢（蜜蜂、蚂蚁等）
花药（植物）
精原细胞
（原始雄性生殖细胞）
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
2.精原细胞的分裂方式：
有丝分裂
细胞分化
减数分裂
有丝分裂
变形
二.精子的形成
间期
减数分裂
初级精母细胞
精原细胞
减数
分裂I
减数
分裂II
4个
精细胞
4个精子
复制
变形
3、精子的形成过程
在进行减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制1次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂2次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别称为减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。精细胞再经过变形，就形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
2个次级精母细胞
二.精子的形成
（1）减数分裂前的间期（精原细胞）
体积增大
染色体复制
精原细胞
初级精母细胞
在减数分裂前的间期，一部分精原细胞的体积增大，染色体复制 （DNA复制及相关蛋白质的合成），成为初级精母细胞。
染色体
染色质
蛋白质
DNA
二.精子的形成
同源染色体
配对的两条染色体；
性状和大小一般相同（人的一对性染色体）；
一条来自父方、一条来自母方。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体判断标准：
标准：减数分裂中能配对的两条染色体
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
① 减I前 期
①同源染色体配对（联会）形成四分体
②四分体中的非姐妹染色单体间发生交叉互换
二.精子的形成
联会及四分体（减数分裂的标志）
在减数分裂的过程中，同源染色体两两配对的现象行为叫做联会。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体（结构)。
同源染色体
非同源染色体
1个四分体=____条染色体_=___对同源染色=_____条染色单体=_____个DNA分子。
2
1
4
4
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
① 减I 前 期
二.精子的形成
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
① 减I前 期
交叉互换
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生缠绕，并交换相应的片段
图2-3 染色体互换的照片（左）和示意图（右）
二.精子的形成
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
② 减I中 期
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。
赤道齐
二.精子的形成
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
③ 减I 后 期
在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞两极移动。这样，细胞的每极只得到各对同源染色体中的一条
均两极
二.精子的形成
细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的吗
初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。
即：减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合
二.精子的形成
在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞就分裂成两个次级精母细胞。
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
④ 减I末 期
细胞中无同源染色体，染色体数目减半。
二.精子的形成
前期
末期
后期
中期
（2）减数分裂I（初级精母细胞）
在这次分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。
二.精子的形成
（3）减数分裂Ⅱ（次级精母细胞）
① 减Ⅱ前 期
每条染色体含有两条染色单体，每个次级精母细胞中不含同源染色体。
非同源染色体散乱排布
二.精子的形成
减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
（3）减数分裂Ⅱ（次级精母细胞）
染色体在纺锤丝的牵引下移动，每条染色体的着丝粒整齐排列在细胞中央的一个平面上（赤道板）。
② 减Ⅱ中 期
赤道齐
二.精子的形成
（3）减数分裂Ⅱ（次级精母细胞）
③ 减Ⅱ后 期
均两极
着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞两极移动，并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。
二.精子的形成
（3）减数分裂Ⅱ（次级精母细胞）
④ 减Ⅱ末 期
在减数分裂Ⅰ中形成的两个次级精母细胞，经过减数分裂Ⅱ，就形成了4个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精细胞中都含有数目减半的染色体。
二.精子的形成
减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长能够摆动。
（4）变形
二.精子的形成
（3）减数分裂Ⅱ（次级精母细胞）
前期
末期
后期
中期
减数分裂II
精细胞
精子
变形
二.精子的形成
排序
A
B
C
D
E
F
G
H
I
G
C
H
E
A
F
D
B
I
应用迁移
二、精子的形成过程
精子形成过程动画视频
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
精细胞的变形是指由精细胞变为精子的过程，
主要变化：①细胞核变成精子头部的主要部分；
②高尔基体发育为头部的顶体；
③中心体演变为精子的尾；
④线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。
变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
二、精子的形成
二.精子的形成
1. 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发育为卵细胞。
三.卵细胞的形成过程
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
次级卵母细胞
卵细胞
极体
极体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
不久，3个极体就退化消失。
2. 过程
三.卵细胞的形成过程
3. 卵细胞与精子形成过程的区别
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个卵原细胞→1较大的
卵细胞+3较小的极体（退化）
1个精原细胞→
4个精子
细胞质均等分裂
①染色体复制一次，细胞连续分裂两次，
②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，极体均等分裂
卵巢
睾丸（曲细精管）
三.卵细胞的形成过程
1. 概念
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。
在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂2次。减数分裂的结果：成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
精(卵)原细胞
初级精(卵)原细胞
次级精(卵)原细胞
精(卵)细胞(或极体)
图2-6 减数分裂示意图
四.减数分裂
范围
特点
结果
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有，分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂，
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会；
②四分体中非姐妹染色单体
发生交叉互换；
③同源染色体分离，
非同源染色体自由组合
2n→n(减半)
2n→4n→2n
0→4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
五.减数两次分裂比较
1．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。
蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。
2．材料用具
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
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（产生成熟生殖细胞数目多）进行取材观察。
注意：
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
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
3．实验步骤
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4．观察结果
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4．观察结果
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
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
4．观察结果
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
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
5．思考讨论
（1）为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
（2）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？
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
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。
六.观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
七.减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
间期 减数第1次分裂 减数第2次分裂 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体
染色单体
DNA
2N
2N
2N
2N
2N
→
N
N
N
2N
→
N
2N
→
N
0
→
4N
4N
4N
4N
4N
→
2N
2N
2N
0
→
2N
0
2N
→
4N
4N
4N
4N
4N
→
2N
2N
2N
2N
2N
→
N
1.染色体、染色单体、核DNA等数目变化汇总表
间期
Ⅰ前
Ⅱ前
Ⅰ中
Ⅰ后
Ⅰ末
Ⅱ中
Ⅱ后
Ⅱ末
2N
4N
N
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
染色体数
2.染色体、染色单体、核DNA等数目变化曲线
七.减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
染色单体数
间期
Ⅰ前
Ⅱ前
Ⅰ中
Ⅰ后
Ⅰ末
Ⅱ中
Ⅱ后
Ⅱ末
2N
4N
N
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
七.减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
DNA数目
间期
Ⅰ前
Ⅱ前
Ⅰ中
Ⅰ后
Ⅰ末
Ⅱ中
Ⅱ后
Ⅱ末
2N
4N
N
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
七.减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
间期(G1)
减Ⅰ前、中、后
减Ⅱ前、中
减Ⅱ后
性原细胞
初级
性母细胞
次级
性母细胞
性细胞
3.染色体、染色单体、核DNA等数目变化柱形图
七.减数分裂中染色体、核DNA等数目的变化规律
1.过程的比较
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
都有纺锤体的出现，染色体复制一次
体细胞
1次
2次
原始生殖细胞
1次
1次
无联会、分离
有同源染色体联会、分离
2
雄性4个，雌性1个
有性生殖细胞
2N→4N→2N
2N→N；N→2N→N
八.减数分裂与有丝分裂过程及特点比较
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
有无四分体
有四分体
减Ⅱ
无四分体
有同源染色体
减Ⅰ
无同源染色体
有丝分裂
2．图像的判别 “三看法”
前期图像
八.减数分裂与有丝分裂过程及特点比较
一看
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝粒排列行数
着丝粒排列两行
减Ⅰ
着丝粒排列一行
无同源染色体
有同源染色体
减Ⅱ
有丝分裂
中期图像
八.减数分裂与有丝分裂过程及特点比较
二看
2．图像的判别 “三看法”
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
染色体分离情况
同源染色体分离
减Ⅰ
姐妹染色
单体分离
无同源染色体
减Ⅱ
有同源染色体
有丝分裂
A
B
C
后期图像
八.减数分裂与有丝分裂过程及特点比较
三看
2．图像的判别 “三看法”
A
E
C
D
B
F
减Ⅱ中期
减I后期
减Ⅱ后期
有丝前期
减Ⅱ前期
减I前期
练习
八.减数分裂与有丝分裂过程及特点比较