(共43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
一、学习目标
二、重难点
1.教学重点:
2.教学难点:
1、掌握同源染色体、联会、四分体、染色单体等概念。
2、通过分析染色体的行为和数目变化过程，掌握减数分裂的概念和过程。
3、比较减数分裂与有丝分裂的异同。
减数分裂的概念及过程。
(1)观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
(2)建立减数分裂中染色体变化的模型。
问题探讨
...
♀
♂
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
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。
右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？
配子中的染色体与体细胞的染色体的区别在于：
（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。
讨论：
生长周期短
繁殖快
染色体少且易观察
容易饲养
导
如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样
有丝分裂
有丝分裂
46
46
46
92
新个体
92
（有丝分裂）
魏斯曼预测：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，精子与卵细胞融合，染色体数目恢复正常
问题探讨
...
一 、精子的形成过程
卵细胞
特殊
过程
减数分裂
♀
♂
特殊
过程
精子
受精作用
导
魏斯曼
（德国）
一 、精子的形成过程
睾丸(曲细精管中）
1.场所：
▲人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的
▲精原细胞是原始的雄性生殖细胞，通过有丝分裂增殖
▲每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同
▲高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内
曲细精管
▲睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管,曲细精管中有大量精原细胞
精原细胞是什么细胞呢？
2.精原细胞的分裂方式:
(2n)
精原细胞
一部分
有丝分裂
减数分裂
一部分
(2n)
精原细胞
精细胞
(n)
变形
精子
(n)
一 、精子的形成过程
3.精子的形成过程:
染色体
复制一次
减数第一次分裂
(减数分裂Ⅰ)
减数第二次分裂
（减数分裂Ⅱ）
减数分裂
减数分裂前的间期
变形
1个
精原细胞
2个次级精母细胞
4个
精细胞
4个精子
1个初级
精母细胞
减数分裂前
减数分裂后
原始的
生殖细胞
成熟的
生殖细胞
一 、精子的形成过程
3.精子的形成过程:
（1）
减数分裂前的间期：
1个精原细胞
1个初级精母细胞
◇精原细胞体积增大
◇染色体复制，成为初级精母细胞
◇姐妹染色单体形成
◇染色体呈染色质丝的状态
染色体复制是指完成DNA复制和有关蛋白质合成
一 、精子的形成过程
3.精子的形成过程:
(2)减Ⅰ前期:
1个初级精母细胞
特点：
原来分散的染色体缩短变粗，同源染色体联会,形成四分体。四
分体中的非姐妹染色单体之
间经常发生交叉互换。
互换
同源染色体:
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中，含有四条染色单体，叫做一个四分体。
联会:
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。
姐妹染色单体是同源染色体吗？
人类的X、Y染色体是一对同源染色体吗？
非同源染色体:
相互不能配对，形状和大小一般不同的染色体
一 、精子的形成过程
3.精子的形成过程:
1个初级精母细胞
各对的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。
特点：
(3)减Ⅰ中期:
减Ⅰ后期
3.精子的形成过程:
（4）.减Ⅰ后期
同源染色体分离，分别向细胞的两极移动。
（非同源染色体自由组合）
特点：
1个初级精母细胞
一 、精子的形成过程
2
个
次
级
精
母
细
胞
减Ⅰ末期
3.精子的形成过程:
（5）减Ⅱ过程：
减Ⅱ中期
减Ⅱ间期：很短或无，染色体不再复制
减Ⅱ前期：染色体散乱分布于细胞中
减Ⅱ前期
精细胞
减Ⅱ后期
减Ⅱ后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动。
一 、精子的形成过程
2
个
次
级
精
母
细
胞
减Ⅱ中期：染色体着丝粒排列在赤道板上
减Ⅱ末期：两个次级精母细胞分裂成四个精细胞。
3.精子的形成过程:
（6）精细胞变形：
精细胞变形成为精子
精子呈蝌蚪状，分头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能摆动
精细胞
精子
精细胞的变形对受精作用有什么意义？
一 、精子的形成过程
减Ⅰ和减Ⅱ数分裂的主要特征是什么？
间期
染色体复制
联会、四分体
同源染色体分离
染色体数目减半
精原
细胞
次级精
母细胞
初级精
母细胞
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
变形
精子
精细胞
减Ⅰ
减Ⅱ
减数I 减数II
染色体复制
有无同源染色体
着丝粒是否分裂
染色体数目
DNA数目
染色体的主要行为
不分裂
分裂
减半
不减半
减半
减半
同源染色体联会，形成四分体。
同源染色体分离
着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
复制
不复制
有
无
4.减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较
一 、精子的形成过程
精原细胞
联会
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
课堂总结
课堂练习
1．根据减数分裂染色体行为变化，回答下问题:
（1）染色体复制发生在:_____________
（2）同源染色体的联会发生在:____________
（3）同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在：__________
（4）染色体着丝粒分裂发生在:__________
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ后期
（5）减数分裂过程中染色体数目减半发生在___________，
原因_____________________________________ 。
减数分裂Ⅰ
同源染色体分离，分别进入两个子细胞
（6）减数分裂Ⅰ 同源染色体，减数分裂Ⅱ 同源染色体。
有丝分裂 同源染色体。
有
无
有
（7）四分体开始出现在减数分裂Ⅰ的 期。
前
课堂练习
2.下列有关某雄性生物体中各细胞分裂示意图的判断，正确的是( )
D
A.图①处于减数分裂Ⅰ中期，细胞内有2对姐妹染色单体
B.图②处于减数分裂Ⅱ后期，细胞内有2对姐妹染色单体
C.图③处于减数分裂Ⅱ中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条
D.四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子的形成过程中
二 、卵细胞的形成过程
1.场所：
卵巢
图2-4 人的卵巢（横切面）示意图和卵细胞的电镜照片
卵细胞的扫描电镜照片
（放大 150 倍）
卵泡
卵细胞
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会发育为卵细胞。
二 、卵细胞的形成过程
2.形成过程：
卵细胞的形成过程与精子的基本相同。
在减数分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞。
初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，形成卵细胞。
形成的卵细胞较大，便于储存丰富的营养物质。
胚胎发育早期细胞分裂活动旺盛，却不从外界摄取营养物质。请据此分析卵母细胞不均等分裂，最终只产生一个卵细胞的意义是什么？
二 、卵细胞的形成过程
二 、卵细胞的形成过程
3.
卵细胞与精子形成的区别：
比较项目 精子的形成 卵细胞的形成
相同点 子细胞数
子细胞染色体数目 染色体行为 不同点 形成部位
是否变形
细胞质是否均分
形成的生殖细胞数
4个（都是精子）
4个（1个卵细胞、3个极体）
都是染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目都是体细胞的一半；
各个时期染色体行为均一致；
睾丸（精巢）
卵巢
变形
不变形
两次分裂都是均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂，第一极体是均等分裂
1个精原细胞形成4个精子
1个卵原细胞形成1个卵细胞（3个极体退化）
三 、减数分裂概念及特点
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两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2.特点：
不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。例如，气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防。
吸烟会影响男性精子的数量和质量，这方面也有不少研究，感兴趣的同学可以搜集这方面的资料。
与社会的联系
根据相关研究，长期吸烟的男性人群，精子的受精能力比不吸烟人群低75%，因为精子可以识别尼古丁并且做出相应的反应，长期吸烟会使男性的受精能力降低。
四 、减数分裂过程染色体、DNA的变化
1.数量变化：
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 精细胞
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期 核DNA
染色体
染色单体
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n→n
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
染色体数
DNA数
染色单体数
4
4
0
4
8
8
4
8
8
4
8
8
2
4
4
2
4
4
2
4
4
4
4
0
2
2
0
n
n
0
2.曲线变化：
DNA 间期 MI前期 MI中期 MI后期 MI末期 MII前期 MII中期 MII后期 MII末期 精/卵细胞
2n～4n 4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n n
间期
MI前期
MI中期
MI后期
MI末期
MII前期
MII中期
MII后期
MII末期
2n
4n
n
DNA
时期
DNA复制
细胞分裂，
DNA平均分配
细胞分裂，
DNA平均分配
四 、减数分裂过程染色体、DNA的变化
2.曲线变化：
染色体
时期
间期
MI前期
MI中期
MI后期
MI末期
MII前期
MII中期
MII后期
MII末期
2n
4n
n
染色单体
4n
2n
时期
间期
MI前期
MI中期
MI后期
MI末期
MII前期
MII中期
MII后期
MII末期
四 、减数分裂过程染色体、DNA的变化
五 、减数分裂和有丝分裂图像的判断
1.各时期的比较：
有丝分裂 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
前期
中期
后期
有同源染色体联会现象，形成四分体
同源染色体排列在赤道板两侧
同源染色体分离后移向细胞两极
染色体散乱分布， 有同源染色体，但不联会
有同源染色体，且着丝粒排在赤道板上
有同源染色体，着丝粒分裂后移向两极
无同源染色体，且染色体散乱分布
无同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上
无同源染色体，且着丝粒分裂后移向两级
五 、减数分裂和有丝分裂图像的判断
2.生物体细胞染色体数未知：
①判断依据：
减数分裂产生的子细胞含有的染色体数目比体细胞减半，子细胞中染色体数目会出现奇数。减数分裂过程出现同源染色体联会、形成四分体以及分离现象。
（1）“三看法”：
②判断方法 ：
一看
奇偶性
奇数:
--减Ⅱ
减Ⅱ后期
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
染色体散乱分布
染色体着丝粒排列在赤道板上
染色体着丝粒分裂后移向两级
偶数：
二看
有无同源染色体
无：
有染色单体
无染色单体
生殖细胞
--减Ⅱ或生殖细胞
有：
三看
同源染色体行为
减Ⅰ
无
有丝分裂
联会、四分体、分离
P23练习与应用一、3题
五 、减数分裂和有丝分裂图像的判断
2.生物体细胞染色体数未知：
①判断依据：
（2）看各细胞间的数量关系：
②判断方法 ：
体细胞
2n
减数分裂
减Ⅰ
减Ⅱ后期
2n
n
减Ⅱ前、中期
生殖细胞
有丝分裂
2n
4n
前、中期
后期
4n :
2n :
n
看各个细胞间是否存在
n为减Ⅱ细胞或生殖细胞，4n为有丝分裂后期细胞。2n为有丝分前裂前、中期或减Ⅰ、减Ⅱ后期。
最后根据有丝分裂和减数分裂各时期的特点确定。
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
有后
减Ⅰ后期
有中
减Ⅰ前期
生殖细胞
例：
生物体细胞染色体数已知，怎么判断？
根据染色体数未知的判断依据判断
课堂练习
3．如图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程，下列相关叙述错误的是 ( )
A．甲、丙两细胞都发生同源染色体的分离
B．图中的细胞均处于细胞分裂后期
C．可表示卵细胞形成过程的是甲、乙、丁
D．乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，都发生同源染色体的分离，A正确；甲、丙细胞处于减数分裂Ⅰ后期，乙、丁细胞处于减数分裂Ⅱ后期，B正确；甲、乙、丁细胞可分别表示初级卵母细胞、次级卵母细胞和极体减数分裂的图像，C正确；乙、丁细胞的染色体数目与体细胞数目相等，D错误。
解析：
D
高效课堂“6+1”
探究 实践
.
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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。
2.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。
探究 实践
.
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
3.材料用具：
蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。
为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
染色体数目较少，染色体较大，易于观察。
观察减数分裂实验为什么不选择雌性个体？
①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
②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞
思考
探究 实践
.
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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)
低倍镜→高倍镜→绘图
4.方法步骤：
探究 实践
.
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
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：
①减数分裂Ⅰ：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、同源染色体分离非同源染色体自由组合
②减数分裂Ⅱ：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。减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
提示
讨论：
探究 实践
.
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。
提示
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。
提示
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ末期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ中期
蝗虫精母细胞减数分裂的显微照片（放大640倍）
探究 实践
.
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
实验结果
实验结果
练习与应用
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（ ）
×
√
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
一、概念检测
3.下图所示的细胞最可能是（ ）
A.卵细胞 B.初级精母细胞
C.次级卵母细胞 D.有丝分裂前期的细胞
C
4. 下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题：
(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。
减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
4条染色体，8条染色单体。
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。
a与a’、b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。
2条
练习与应用
二、拓展应用
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号染色体是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
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。
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。
1.
根据细胞的大小，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
二、拓展应用
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？
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。
时期：
对象：
结果：
导致四条染色单体均不同
减数分裂I前期
同源染色体的非姐妹染色单体之间
减数第一次分裂前期
互换:
1 23 4
1 23 4
下课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine
