人教版（2019）高中生物必修2第2章基因和染色体的关系一第1节减数分裂和受精作用减数分裂课件(共67张PPT)

(共67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　减数分裂
素养目标：1.生命观念：从分子与细胞水平，利用结构与功能观，理解减数分裂过程 中同源染色体的行为和数目变化。2.科学思维：根据同源染色体的概念，能够识别细 胞分裂图像中的同源染色体、非同源染色体和相同染色体。3.科学思维：通过比较精 子形成过程和卵细胞形成过程的异同，理解减数分裂的特征。4.科学探究：通过观察 蝗虫精母细胞减数分裂装片，掌握实验技能，达到对减数分裂的感性认识。
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研习任务一　精子的形成过程
梳理　教材
1. 形成场所： 。
2. 精子形成过程中各时期染色体的变化
（1）间期
－精原细胞的体积增大， ，
成为初级精母细胞
睾丸（曲细精管）　
染色体复制　
（2）减数分裂
结果：1个 细胞分裂成2个 细胞，染色体数目 。
初级精母　
次级精母　
减半　
（3）减数分裂Ⅱ
结果：经减数分裂Ⅱ，2个 细胞分裂成4个 。
（4）变形：4个精细胞经过变形，形成4个 。
次级精母　
精细胞　
精子　
3. 过程及结果：1个精原细胞→ 个初级精母细胞→ 个次级精母细胞 → 个精细胞→ 个精子。
4. 几个重要概念
1　
2　
4　
4　
（1）同源染色体：减数分裂过程中 的两条染色体，形状、大小一般 都 ，一条来自 ，一条来自 。
（2）联会：减数分裂过程中同源染色体两两 的现象。
（3）四分体：联会后的每对同源染色体都含有4条染色单体，称为1个四分体。
进行配对　
相同　
父方　
母方　
配对　
√
×
×
互动　探究
1. 减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ？为什么？
提示：减数分裂Ⅰ。因为经过减数分裂Ⅰ产生的每个次级性母细胞中染色体数目是原始 生殖细胞的一半，而减数分裂Ⅱ前后每个细胞中染色体数目是相等的。
2. 若不考虑互换和突变，一个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞，其染 色体数目和类型是否完全相同？为什么？
提示：完全相同。因为减数分裂Ⅱ与有丝分裂过程相似，所以，根据有丝分裂的特点 可知，若不考虑互换和突变，一个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞， 其染色体数目和类型是完全相同的。
重点　理解
1. 减数分裂相关概念解释、图像及分析
概念 解释 图像及分析
同源染色体 ①来源：一条来自父方，一条来自 母方；
②形状、大小：一般都相同（X、Y 不相同）；
③关系：在减数分裂过程中进行配 对的两条染色体
染色体；1和3、2和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体
1和2、3和4分别属于一对同源
概念 解释 图像及分析
非同源染色体 ①来源：可以相同，也可以不同；
②形状、大小：一般不相同；
③关系：在减数分裂过程中不进行配对的染色体
1和2、3和4分别属
于一对同源染色体；
1和3、2和4、1和4、
2和3分别属于非同
源染色体
概念 解释 图像及分析
姐妹染色单体 同一着丝粒连接的两条染色单体
a和a'、b和b'、c和c'、d和d'是姐妹染色单体；a和b（除a'外）等是非姐妹染色单体
非姐妹染色单体 连接在不同着丝粒上的两条染色单体
概念 解释 图像及分析
联会
在减数分裂过程中，同源染色体两 两配对的现象
四分体 联会后的每对同源染色体含有四条 染色单体，称为四分体，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）
互换
联会的一对同源染色体上，非姐妹 染色单体之间发生的片段互换
同源染色体1和2的非姐妹染色单体之间发生了片段互换
1和2联会，3和4联会；1和2
是一个四分体，3和4是一个
四分体
有同源染色体的存在≠进行减数分裂
（1）并不是只有能进行减数分裂的细胞才含有同源染色体，正常的体细胞中也含有 同源染色体。
（2）存在同源染色体的细胞并不都能配对形成四分体，只有在减数分裂过程中同源 染色体才能联会形成四分体。
2. 解读减数分裂过程
（1）减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较（设体细胞内染色体数为2N）
比较项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
分裂前的间
期染色体复
制与否 复制 不复制
同源染色体 有，分离 无
着丝粒变化 不分裂 分裂
比较项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
染色体
主要行为 ①同源染色体联会
②四分体中的非姐妹染色单体可能互换
③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
染色体
数目 2N→N（减半） N→2N→N（不减半）
核DNA分
子数目 4N→2N 2N→N
染色单体数 4N→2N 2N→0
（2）细胞核DNA分子数和染色体数目变化曲线（以体细胞含2N条染色体的生物 为例）
①染色体数目加倍：只在姐妹染色单体分开时加倍，即着丝粒分裂时（间期时染色体 复制但染色体数目不加倍）。
②DNA分子数加倍：只在间期DNA复制后加倍。
（3）减数分裂中相关柱形图
引发相关物质数量变化的四大原因
随堂　练习
A. 在前期时，④与⑦、⑤与⑥联会，形成两个四分体
B. 在后期时，移向同一极的染色体均含同源染色体
C. ④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着 丝粒②相连
D. 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
解析：题图中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两侧，题图细胞处于减数分 裂Ⅰ中期；在减数分裂Ⅰ前期时，同源染色体两两配对，发生联会，形成四分体；在减 数分裂Ⅰ后期时，同源染色体分离，移向同一极的染色体均不含同源染色体，B错误。
B
A. ①中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a
B. ②中有姐妹染色单体，①和③也可能有姐妹染色单体
C. ②中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a
D. ③中无同源染色体，染色体数目为n，DNA数目为2a
C
解析：已知①③细胞都处于染色体的着丝粒向两极移动的时期，则①表示有丝分裂后 期，细胞中含有同源染色体，染色体数目为4n，DNA数目为4a，A错误；②是初级 精母细胞，含有姐妹染色单体，①和③中着丝粒分裂，均没有姐妹染色单体，B错 误；②初级精母细胞中有同源染色体，染色体数目为2n，DNA数目为4a，C正确； ③处于减数第二次分裂后期，无同源染色体，染色体数目加倍，染色体数目为2n， DNA数目为2a，D错误。
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研习任务二　卵细胞的形成过程
梳理　教材
1. 卵细胞的形过程
（1）场所：人和其他哺乳动物的 。
（2）过程
卵巢　
2. 减数分裂
×
√
√
×
×
×
×
互动　探究
1. 初级卵母细胞和次级卵母细胞的染色体精确分配而细胞质不均等分裂，有何 意义？
提示：初级卵母细胞和次级卵母细胞的染色体精确分配，使卵细胞中含有体细胞一半 的染色体，维持了有性生殖后代遗传的稳定性；细胞质不均等分裂，能够将更多的细 胞质分配到卵细胞中，可以为受精卵的早期发育提供更加充足的营养物质。
2. 精子形成过程中，为什么细胞需要变形？
提示：精细胞经过变形产生了尾等结构，有利于精子的运动。
重点　理解
1. 精子和卵细胞形成过程的比较
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
不同点
场所 动物睾丸（精巢） 动物卵巢
细胞
质分裂 均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂，极体均等分裂
变形 精细胞变形成为精子 不经过变形
结果 产生4个精子 产生1个卵细胞，3个极体退化消失
相同点 染色体的行为变化相同：即在间期染色体先复制，在减数分裂 Ⅰ时同源染色体联会，形成四分体，其中的非姐妹染色单体可以发生互换；同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数分裂 Ⅰ结束后染色体数目减半；减数分裂Ⅱ时着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
2. 精子和卵细胞分裂图像的判断
判断方法：
细胞图像判断的三个“不一定”
（1）含有同源染色体的不一定是减数第一次分裂，也可能是有丝分裂。
（2）着丝粒分裂的不一定是有丝分裂后期，也可能是减数第二次分裂后期。
（3）减数第二次分裂后期细胞质均等分裂不一定为次级精母细胞，也有可能为 极体。
3. 有丝分裂与减数分裂的比较
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点
细胞类型 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞
发生场所 有性生殖
器官内 全身各处
细胞分裂
次数 两次 一次
同源染色体
行为 同源染色体有联会、互换行为 同源染色体没有联会、互换行为
比较项目 减数分裂 有丝分裂
不同点
非同源染色体行为 自由组合 无自由组合
亲、子细胞
染色体数目关系 子细胞染色体数目减半 子细胞染色体数目不变
子细胞数
目及类型 4个精子或1个卵细胞、3个极体 2个体细胞或2个原始生殖细胞
相同点
①染色体都只复制一次；
②分裂过程中都出现纺锤丝，都有核膜、核仁的消失与重现；
③都有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开现象
4. 减数分裂和有丝分裂的判断
（1）结合染色体数的奇偶数识别细胞分裂方式
Ⅰ.三个前期图的判断
①判断步骤：
②判断结果：
A为有丝分裂前期，B为减数分裂Ⅰ前期，C为减数分裂Ⅱ前期。
（2）鉴别细胞分裂图像的常用方法
Ⅱ.三个中期图的判断
①判断步骤：
②判断结果：
A为有丝分裂中期，B为减数分裂Ⅱ中期，C为减数分裂Ⅰ中期。
Ⅲ.三个后期图的判断
①判断步骤：
②判断结果：
A为有丝分裂后期，B为减数分裂Ⅱ后期，C为减数分裂Ⅰ后期。
（3）依据折线坐标图判断
5. 减数分裂异常情况分析
（1）如果减数分裂Ⅰ异常（同源染色体未分离），而减数分裂Ⅱ正常，则所形成的次 级精母细胞异常，进而使产生的配子全部异常，如图所示（仅列举一种情况）：
（2）如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时一个次级精母细胞分裂异常（姐妹染色单体 分开后形成的染色体移向细胞同一极），则所产生的配子一半正常，一半异常，如图 所示（仅列举一种情况）：
随堂　练习
A. 此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞或（第一）极体
B. 此细胞可能形成2个（第二）极体
C. 此细胞可能形成2个精子或1个卵细胞
D. 此动物体细胞内最多含有4条染色体
解析：由图示可知，该细胞中无同源染色体，应处于减数分裂Ⅱ时期，此细胞可能为 次级精母细胞或次级卵母细胞或（第一）极体，A正确；此细胞如果为次级精母细 胞，则可形成2个精子，如果为次级卵母细胞，则可形成1个（第二）极体和1个卵细 胞，如果为（第一）极体，则可形成2个（第二）极体，B、C正确；该动物体细胞中 有4条染色体，有丝分裂后期时细胞内含有8条染色体，D错误。
D
图1　 图2
A. 若图1表示减数分裂，则图1的cd段表示同源染色体分开
B. 若图1表示减数分裂，则图1的bc段一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体
C. 若两图均表示有丝分裂，则两图的de段均有染色单体
D. 若图1表示减数分裂、图2表示有丝分裂，则两图的cd段都发生着丝粒分裂
B
解析：若图1表示减数分裂，则图1的cd段表示减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，姐 妹染色单体分开，A错误；若图1表示减数分裂，则图1的bc段表示减数第一次分裂全 过程、减数第二次分裂前期和中期，其中减数第一次分裂时，一个细胞中含有1条Y 染色体；减数第二次分裂前期或中期时，一个细胞中可能含有0或1条Y染色体，B正 确；若两图均表示有丝分裂，则图1中de段表示有丝分裂后期和末期，均无染色单 体，图2中de段表示有丝分裂末期，无染色单体，C错误；若图1表示减数分裂时，cd 段会发生着丝粒分裂，图2表示有丝分裂时，cd段会发生细胞质分裂，D错误。
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研习任务三　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
梳理　教材
1. 实验原理
蝗虫的精母细胞要经过两次细胞分裂形成精子。在此过程中，细胞中 的形 态、位置和数目不断发生变化，可据此识别减数分裂的各时期。
染色体　
2. 方法步骤
雄性　
多于　
因为蝗虫精巢中的精原细胞既进行有丝分裂，
又进行减数分裂，所以可以观察到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像
√
√
×
互动　探究
1. 为什么选用雄性个体的生殖器官作为实验材料？
提示：一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量。 其次是雌性动物排卵前后完成减数分裂Ⅰ，排出的卵子先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ 的中期，然后在受精的过程中继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数 分裂过程。
2. 用桃花雄蕊观察减数分裂的过程，能观察到细胞分裂的连续过程吗？为什么？
提示：不能，在制作减数分裂临时装片的过程中，细胞已经被杀死，固定在某个分裂 时期，所以不能观察到连续的细胞分裂过程。
重点　理解
选用雄性生殖器官的原因
（1）一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的 数量。
（2）雌性动物排卵排出的细胞并非成熟的卵细胞，而是卵母细胞（初级卵母细胞或 次级卵母细胞），它先在输卵管中发育到减数分列Ⅱ中期，只有在受精的过程中才能 继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂过程。
随堂　练习
A. 用洋葱根尖制成装片，能观察同源染色体联会现象
B. 用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片中，更容易观察到减数分裂现象
C. 在能观察到减数分裂现象的装片中，可能会观察到同源染色体联会现象
D. 可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察减数分裂
A
解析：用洋葱根尖制成装片，不能观察同源染色体联会现象，因为洋葱根尖分生区细 胞只进行有丝分裂，而同源染色体联会现象发生在减数分裂过程中，A项错误；由于 雄配子数量远多于雌配子数量，所以用雄蕊观察减数分裂更好，B项正确；同源染色 体联会发生在减数分裂Ⅰ前期，所以在能观察到减数分裂现象的装片中，可能会观察 到同源染色体联会现象，C项正确；可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片 观察细胞的减数分裂，D项正确。
[知识结构]
[主题要点]
1. 减数分裂Ⅰ的主要特点：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，分别移向细胞的两极。减数分裂Ⅱ的主要特点：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。
2. 在减数分裂前的间期，每个精原细胞的染色体复制一次，而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。这两次分裂分别叫作减数分裂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）。减数分裂过程中染色体数目的 减半发生在减数分裂Ⅰ。
3. 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，叫 作同源染色体。在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫作联会。联会后的 每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
4. 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。
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课堂小测试
A. 一条染色体复制后形成的两条染色体
B. 来自父方和母方的任意两条染色体
C. 形态、大小相同的两条染色体
D. 减数分裂过程中联会的两条染色体
解析：一条染色体复制后形成的是两条姐妹染色单体，故A项错误。来自父方和母方 的任意两条染色体不一定是同源染色体，故B项错误。形态、大小相同的两条染色体 不一定是同源染色体，故C项错误。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
A. 图甲中发生了同源染色体上非姐妹染色单体之间的交换
B. 图甲中同源染色体的对数是图乙中同源染色体对数的两倍
C. 图乙细胞分裂结束后将得到两个基因型不同的极体
D. 图乙中同源染色体分离而实现了等位基因A和a的分离
C
解析：甲细胞含有同源染色体，且着丝粒已经分离，为有丝分裂后期，不会发生同源 染色体上非姐妹染色单体之间的交换，A错误；乙细胞不含同源染色体，B错误；图 乙细胞不含同源染色体，姐妹染色单体分开移向细胞两极，细胞均等分裂，是第一极 体，据图可知，分裂结束后将得到两个基因型不同的极体，C正确；图乙中姐妹染色 单体分离而实现了等位基因A和a的分离，D错误。
A. 图甲细胞进行两次连续的分裂后，可得到4种精细胞
B. 图甲处于减数第一次分裂前期，①②是一对同源染色体
C. 图甲中等位基因A、a的分离仅发生在减数第一次分裂后期
D. 若乙和甲来自同一个精原细胞，则乙中a来自四分体时期 的同源染色体互换
C
解析：分析题图甲，可知经过减数第一次分裂后，子细胞基因组合是Aabb和AaBB， 经过减数第二次分裂后，四个精细胞中基因组合分别为：Ab、ab、aB、AB，A正 确；题图甲中同源染色体进行联会，形成了四分体，①、②为一对同源染色体，B正 确；图甲中等位基因A、a的分离既可发生在减数第一次分裂后期，又可发生在减数 第二次分裂后期，C错误；若乙和甲来自同一个精原细胞，则以甲的颜色和形态为依 据可推断乙中a来自甲时期的同源染色体非姐妹染色单体的互换，D正确。
A. 在有丝分裂后期和减数分裂过程的两次后期，着丝粒均发生了分裂
B. 中心体和染色体的复制都发生在细胞分裂间期
C. 有丝分裂过程中核DNA数目和染色体数目加倍发生在同一时期
D. 卵细胞形成过程中细胞质的分裂都是不均等的
解析：在减数第一次分裂后期，着丝粒未分裂，在有丝分裂后期和减数第二次分裂后 期，着丝粒一分为二，A错误；中心体和染色体的复制均发生在细胞分裂间期，B正 确；DNA在有丝分裂前的间期复制后加倍，染色体的加倍发生在有丝分裂后期，C错 误；卵细胞形成过程中（第一）极体的分裂是均等分裂，D错误。
B
　 　 　 甲
乙
A
A. ①③④中依次有8、4、2个核DNA分子，这三个细胞均对应乙图的DE段
B. 若图示细胞分裂有连续性，则顺序为①②③④，其分裂方式属于减数分裂
C. 图③为次级精母细胞或极体，出现在减数第二次分裂后期，对应于DE段
D. 图②细胞为初级卵母细胞，正在进行同源染色体的分离，对应于CD段
解析：①③④中依次有8、4、2个核DNA分子，①③④中着丝粒都已分裂，所以都没 有染色单体，这三个细胞均对应乙图的DE段，A正确；若图示细胞分裂有连续性，则 顺序为①②③④，①为卵原细胞的有丝分裂，B错误；因为②的细胞质不均等分裂， 所以该哺乳动物为雌性动物，因此③为（第一）极体，不可能是次级精母细胞，C错 误；图②细胞中含有同源染色体，且同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，为 初级卵母细胞，每条染色体上有两条DNA，对应于乙图的BC段，D错误。
6. 下列图1和图2分别表示一个基因型为AaBb动物（2n＝4）体内细胞正常分裂过程 中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系及细胞分裂图像，请回答：
图1
图2
（1）根据图 可以判断该生物为 性，该动物可以产生 种成熟的生殖 细胞。
解析：（1）乙细胞同源染色体分离，处于减数第一次分裂后期，并且细胞质不均等 分裂，因此该细胞为初级卵母细胞，则该动物为雌性。该细胞有两对同源染色体，减 数分裂时由于非同源染色体的自由组合，该动物能够产生4种卵细胞。
（2）图2中具有同源染色体的细胞有 ，染色体数∶染色单体数∶核DNA 数＝1∶2∶2 的细胞是 。
解析：（2）由图分析可知，图2中具有同源染色体的细胞有甲、乙，染色体数∶染色 单体数∶核DNA数＝1∶2∶2的细胞是乙、丙。
乙
雌
4
甲、乙
乙、丙
（3）图2中丙细胞名称为 。
解析：（3）由于该动物为雌性动物，因此图2中处于减数分裂Ⅱ中期的细胞为（第 一）极体或次级卵母细胞。
（4）图1中a、b、c柱表示核DNA数量变化的是 。细胞分裂中A和A分开可能对 应图1和图2中 图像对应时期（图1用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示，图2用甲、乙、丙 表示）。
解析：（4）由图分析可知，图1中a、b、c柱表示核DNA数量变化的是c。细胞分裂中 A和A分开可能对应图1的Ⅰ对应的时期（减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂），对应图2中甲 图像对应时期（有丝分裂后期着丝粒分裂）。
次级卵母细胞或（第一）极体
c
Ⅰ、甲