2.1.3观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、配子中染色体组合的多样性以及受精作用（第3课时）课件(共39张PPT)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共39张PPT)
第1节
第2章　基因和染色体的关系
必修2：遗传与进化
观察细胞减数分裂装片及受精作用
第3课时
2
1
3
举例说明配子形成过程;明确受精作用过程与意义
阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义
使用高倍显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
为什么“一母生九子，九子各不同”？
受精作用
配子中染色体组合的多样性
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
1
实验原理
根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化，识别减数分裂的各个时期。
2
实验选材
分裂旺盛的雄性个体生殖器官。如动物精巢、植物花药
思考：为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么不选择雌性个体？
少
多
雄性
多于
在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束，减数分裂Ⅰ在卵巢，减数分裂Ⅱ在输卵管。
(1)适合选择染色体数量______(填“多”或“少”)的生物的细胞进行观察，因为染色体数量越_____，越不利于进行染色体的计数和形态观察。
(2)宜选用______(填“雄性”或“雌性”)个体的生殖器官作为实验材料，这是因为雄性个体产生的雄配子数量远远______雌性个体产生的雌配子的数量。
Q1：为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么不选择雌性个体？
3
实验步骤
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
低倍镜观察
先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ中期、后期和减数分裂Ⅱ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
高倍镜观察
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
绘 图
蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片（放大640倍）
在减数分裂Ⅰ中期，可以看到 有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒排列在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方)；在减数分裂Ⅱ过程中， 将会排列在赤道板上，次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的 ，且次级精母细胞中没有 。
同源染色体
着丝粒
一半
同源染色体
4
实验现象
Q2：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？
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。
Q3：观察蝗虫精母细胞(正常体细胞染色体数为2n)的减数分裂装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像？
　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。
1.下列关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的说法错误的是
A.仔细观察染色体的形态、位置和数目时需用高倍镜
B.在处于减数分裂Ⅰ中期的细胞中能观察到赤道板结构
C.视野中能观察到的同源染色体分开的细胞处于减数分裂Ⅰ后期
D.视野中能观察到的同源染色体联会的细胞处于减数分裂Ⅰ时期
√
赤道板不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到，B错误；
减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分开，分别移向细胞两极，C正确。
2.有研究者采用荧光染色法制片，在显微镜下观察拟南芥(2n＝10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目，以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是
A.图甲、丙中细胞处于减数分裂Ⅰ时期
B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离
C.图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近
D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲→丙→乙→丁
√
受精卵
精子
卵细胞
细胞分化
有丝分裂
受精作用
减数分裂
（46条）
个体
（46条）
父亲
（46条）
母亲
（46条）
（23条）
（23条）
一母生九子
九子各不同
受精卵
种类不同
配子多种多样
同样的精（卵）原细胞为什么会产生不同的配子呢？
1
目的要求
通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。
较大的白纸、铅笔或彩笔、适于制作染色体的材料（如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等）
建立减数分裂中染色体变化的模型
2
材料用具
共能产生2种配子
活动1：请用扭扭棒模拟细胞中只有1对同源染色体减数分裂产生的配子种类
1.同源染色体分离的同时，________________表现为自由组合(减数分裂I后)
非同源染色体
共能产生4种配子
可能性①
可能性②
活动2：请用扭扭棒模拟细胞中只有2对同源染色体减数分裂产生的配子种类
配子中染色体组合：8种
活动3：请用扭扭棒模拟细胞中只有3对同源染色体减数分裂产生的配子种类
每对染色体的分离是独立事件
计算配子中染色体组合：
24种
用乘法原则
×
＝
2种
2种
2种
2种
×
×
2n种
活动4：含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子种类(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体互换)。
项目 可能产生配子的种类 实际产生配子的种类
1个精原细胞
1个雄性个体 2n 种
1个卵原细胞 2n 种
1个雌性个体 2n 种
2n 种
2 种
2n 种
1 种
2n 种
分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”
2n
正常人细胞中有23对染色体，可能形成的配子种类为_____种
223
1.产生配子多样性的原因
(1)减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体间发生互换。
(2)减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间发生自由组合。
2.配子来源的分析方法
两精细胞染色体完全相同
同一次级精母细胞
来源于
简记为
同为同一次
两精细胞染色体“互补”
来源于
同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞　
简记为
补为同一初
两精细胞染色体有的相同，有的互补
同一个体的不同精原细胞
来源于
简记为
同、补同一体
3.某生物的染色体组成如图所示，则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换)
A.2种和2种 B.4种和2种
C.2种和4种 D.8种和4种
√
4.图甲是某生物的一个精细胞，图中染色体的黑色和白色分别代表染色体的来源——父方和母方。根据染色体的类型和数目判断，图乙中与甲细胞来自同一个精原细胞的有
A.①② B.①④ C.①③ D.②④
√
解析　由图甲可知，形成该细胞的过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换，依据染色体组成情况可判断，图甲和图乙中③可能来自同一个次级精母细胞；图甲和图乙中①来自同一个精原细胞，故图乙中①、③与甲细胞来自同一个精原细胞。
5.如图表示某生物的精细胞，试根据细胞内染色体的组成，判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体间的互换)
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
√
来自一个精原细胞的精细胞染色体组成相同或互补，根据这一点可以判断①、④可来自一个精原细胞，②、⑥可来自一个精原细胞，③来自一个精原细胞，⑤来自一个精原细胞，故这些精细胞至少来自4个精原细胞，C正确。
1
概念：
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
细胞膜上的糖蛋白
细胞膜的流动性
2
场所：
输卵管
精卵识别
精子头部进入卵细胞
卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入
精卵细胞核融合
受精卵
3
过程：
受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）；而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。
4
结果：
交叉互换（前期Ⅰ）
非同源染色体自由组合（后期Ⅰ）
配子（精子、卵细胞）的多样性
雌（卵细胞）、雄配子（精子）的结合的随机性
提高后代的变异力；多样性，进而推动生物进化。
配子（精子、卵细胞）中染色体减半
受精卵中染色体恢复到与体细胞相同
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
5
意义：
6
曲线图解读：
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，分别对遗传的稳定性与多样性的原因进行综合概括，并用尽量简练的语言表述出来(填写在下表空格内 )。
遗传稳定性 遗传多样性
配子形成
受精作用
每个配子染色体数目
均为体细胞的一半
配子种类繁多
雌雄配子结合后染色体数
目恢复体细胞染色体数目
雌雄配子随机结合
思维训练
6.下列有关受精作用的叙述，错误的是
A.受精卵的染色体一半来自父方，一半来自母方
B.受精时，精子的细胞核和卵细胞的细胞核融合
C.受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相等
D.受精作用使子代从双亲各继承了一半的遗传物质
√
7.在漫长的生物进化历程中，有性生殖的出现大大丰富了生物的多样性，加快了进化速度。下列行为与有性生殖后代的多样性无关的是
A.四分体时期姐妹染色单体片段间的互换
B.减数分裂Ⅰ后期非同源染色体间的自由组合
C.受精作用时雌雄配子间的随机结合
D.四分体时期非姐妹染色单体片段间的互换
√
四分体时期非姐妹染色单体片段间的互换会导致后代具有多样性，A符合题意，D不符合题意。
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。 （ ）
一、概念检测(P28)
√
√
一、概念检测(P28)
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
一、概念检测(P28)
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
二、拓展应用(P28)
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。
二、拓展应用(P28)
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？
提示：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。