减数分裂和受精作用 (1)

1、 如图为果蝇如图为果蝇的配子的染色体的配子的染色体与体细胞的染色与体细胞的染色体，二者有什么体，二者有什么区别，配子能不区别，配子能不能通过能通过有丝分裂有丝分裂形成？形成？魏斯曼预言魏斯曼预言与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼（A.Weismann，18341914）从理论上预测：）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，恢复正常的染色体数目。卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。这个过程实际上是特殊的有丝分裂这个过程

2、实际上是特殊的有丝分裂减数分裂减数分裂亲代亲代父本父本母本母本精子精子卵细胞卵细胞受精卵受精卵子代个体子代个体（2N）（N）（2N）（2N）一、减数分裂一、减数分裂概念：是进行概念：是进行有性生殖有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞的生物，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。时进行的染色体数目减半的细胞分裂。范围：范围： 进行有性生殖的生物进行有性生殖的生物有性生殖有性生殖:由亲本产生的由亲本产生的有性生殖细胞有性生殖细胞（配子配子），经过），经过两性生殖两性生殖细胞细胞（例如精子和卵细胞例如精子和卵细胞）的结合，成为）的结合，成为受精卵受精卵，再由受精卵，再由受精卵发育成为发育

3、成为新的个体新的个体的的生殖方生殖方式，叫做有性生殖。式，叫做有性生殖。无性生殖无性生殖指的是不经过指的是不经过两性生殖细胞两性生殖细胞结合，由结合，由母体直接母体直接产生产生新个体的生殖方式，分为新个体的生殖方式，分为分裂生殖分裂生殖（细菌及原生生物）、（细菌及原生生物）、出芽生殖出芽生殖（酵母菌、水螅等）、（酵母菌、水螅等）、孢子生殖孢子生殖（蕨类等）、（蕨类等）、营养生殖营养生殖（草莓匍匐茎等）（草莓匍匐茎等）.结果：结果：成熟生殖细胞中染色体数目比原始生成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。殖细胞的减少一半。特点：特点：染色体只复制一次，而细胞连续分染色体只复制一次，而细胞

4、连续分裂两次。裂两次。时期：时期：从从原始生殖细胞原始生殖细胞发展到发展到成熟生殖细胞成熟生殖细胞的过程中。的过程中。原始生殖细胞：原始生殖细胞：是通过有丝分裂产生的一种是通过有丝分裂产生的一种特殊的特殊的体细胞体细胞，具有减数分裂的能力。如动物的精原细胞，具有减数分裂的能力。如动物的精原细胞和卵原细胞。和卵原细胞。成熟生殖细胞：成熟生殖细胞：是指精子和卵细胞。是指精子和卵细胞。二、精子的形成过程（以哺乳动物为例）二、精子的形成过程（以哺乳动物为例）1.形成场所：形成场所：人和其他哺乳动物的睾丸。人和其他哺乳动物的睾丸。睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管，内含大量的原始

5、生殖细胞，管，内含大量的原始生殖细胞，叫做叫做精原细胞精原细胞。精原细胞是原始的雄性生殖细胞，来精原细胞是原始的雄性生殖细胞，来 源于体细胞的有丝分裂。即：源于体细胞的有丝分裂。即：体细胞体细胞精原细胞精原细胞有丝分裂有丝分裂每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。2.过程：过程：（1）间期：）间期：精原细胞的体积增大，染色体复制，成为精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母初级精母细胞细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。构成，这两条姐妹染色单体由同一

6、个着丝点连接。同源染色体：同源染色体：减数分裂中配对的两条染色体，形状和减数分裂中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。、形态、大小：、形态、大小：一般都相同，一般都相同， 如图中如图中1和和2，3和和4。1 12 23 34 4、来源：、来源：一条来自父方，一条一条来自父方，一条 来自母方。来自母方。一般用不同的颜一般用不同的颜 色来表示。色来表示。、识别：、识别：出现配对行为的染色出现配对行为的染色 体一定是同源染色体。体一定是同源染色体。几个概念几个概念形状和大小不相同也可以是同源染色体，如两形状和大小不相同也可以

7、是同源染色体，如两条染色体和两条染色体。条染色体和两条染色体。虽然形态、大小、结构虽然形态、大小、结构互不相同，但是起源相同，因此也属于同源染色体。互不相同，但是起源相同，因此也属于同源染色体。注意：注意：形状和大小相同也有不是同源染色体。形状和大小相同也有不是同源染色体。如姐妹染色单体分开而形成的两条染色体。如姐妹染色单体分开而形成的两条染色体。精子精子（来自（来自父方）父方）卵细胞卵细胞（来自（来自母方）母方）受精受精有丝分裂有丝分裂受精卵受精卵体细胞体细胞细胞中形状和大细胞中形状和大小一般都相同，小一般都相同，一个来自父方，一个来自父方，一个来自母方的一个来自母方的染色体，叫做同染色体，

8、叫做同源染色体。源染色体。返回返回由受精卵经有丝分由受精卵经有丝分裂形成的体细胞含裂形成的体细胞含有同源染色体有同源染色体非同源染色体：非同源染色体：大小、形态不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。如大小、形态不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图中的图中的1 1和和3,13,1和和4,24,2和和3,23,2和和4 4。1 12 23 34 4姐妹染色单体：姐妹染色单体：同一着丝点连着的两条染色单体。同一着丝点连着的两条染色单体。如图中的如图中的a a和和aa，b b和和bb，c c和和cc，d d和和dd。非姐妹染色单体：非姐妹染色单体：不同着丝点连着的两条染色单体。不同着丝点

9、连着的两条染色单体。如图中的如图中的a a和和b b， a a和和bb。联会：联会：减数第一次分裂前期，减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。同源染色体两两配对的现象。1 12 23 34 4四分体四分体: :联会后联会后的每对同源染色体含有四条染色的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。单体，叫做四分体。右图中有右图中有两个两个四分体，其中四分体，其中1 1和和2 2组成组成1 1个四分体，个四分体，3 3和和4 4组成组成1 1个四个四分体。分体。出现时期出现时期：减数第一次分裂的前期。减数第一次分裂的前期。四分体经常会发生的现象四分体经常会发生的现象：交叉互换：即四分体中同

10、源染色体的非姐妹染色交叉互换：即四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间经常发生缠绕单体间经常发生缠绕,并交换一部分片段的现象。并交换一部分片段的现象。减数第一次分裂的前期。减数第一次分裂的前期。交叉互换的时期交叉互换的时期：概念之间的数量关系：概念之间的数量关系：1个四分体个四分体=1对同源染色体对同源染色体=2条染色体条染色体=4条染色单体条染色单体=4个个DNA分子。分子。1234aA是是A还是还是a？还是还是A、a都行？都行？四分体中的非姐妹染色单体常常发生四分体中的非姐妹染色单体常常发生交叉互换交叉互换（2 2）减数第一次分裂）减数第一次分裂前期：前期：同源染色体两两配对，即联会，同源染

11、色体两两配对，即联会，出现四分体。出现四分体。（3）减数第一次分裂中期）减数第一次分裂中期：各对各对同源染色体同源染色体排列在赤道板上，每条染色体的着排列在赤道板上，每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。丝点都附着在纺锤丝上。想一想，减数第一次分裂中期想一想，减数第一次分裂中期跟有丝分裂中期有何不同？能跟有丝分裂中期有何不同？能画出有丝分裂中期的图像吗？画出有丝分裂中期的图像吗？（4）减数第一次分裂后期：）减数第一次分裂后期：在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动，细胞的每个极只得到离，分别向细胞的两极移动，细胞的每个极只

12、得到各对各对同源染色体中的同源染色体中的一条一条。同源染色体分开，非同源同源染色体分开，非同源染色体自由组合染色体自由组合!想一想，减数第一次分裂后期想一想，减数第一次分裂后期跟有丝分裂后期有何不同？能跟有丝分裂后期有何不同？能画出有丝分裂后期的图像吗？画出有丝分裂后期的图像吗？aBAbAabBAaBbABab（5）减数第一次分裂末期：）减数第一次分裂末期：在两组染色体到达细胞两极的时候，一个初级精母细在两组染色体到达细胞两极的时候，一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞。胞分裂成了两个次级精母细胞。结果：次级精母细胞中只得到初级精母细胞中结果：次级精母细胞中只得到初级精母细胞中染色体总数的

13、一半。染色体总数的一半。1.1.减数分裂的染色体复制发生在什么时候？减数分裂的染色体复制发生在什么时候？2.2.在减数第一次分裂中染色体出现了哪些特殊的行在减数第一次分裂中染色体出现了哪些特殊的行 为？为？第一次分裂的间期第一次分裂的间期非非同源染色体自由组合同源染色体自由组合v1 1、减、减前期前期 2 2、减、减中期中期 3 3、减、减后期后期与有丝分裂过程基本相同与有丝分裂过程基本相同v4 4、减减末期末期次级精母细胞次级精母细胞精子精子精细胞精细胞变形变形注：变形不属于减数分裂的过程注：变形不属于减数分裂的过程变形：变形：精细胞要经过复杂的变形才成为精子。精子呈蝌精细胞要经过复杂的变形

14、才成为精子。精子呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。整个过程细胞中没有同源染色体存在，整个过程细胞中没有同源染色体存在，减数第二次分裂的特点减数第二次分裂的特点精原细胞精原细胞精细胞精细胞精子精子变形变形精原细胞的减数分裂精原细胞的减数分裂初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞返回3、染、染 色色 体体 变变 化化 曲曲 线线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精子细胞精子细胞4 42N2N8 84N4N次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞4、DNA 变变 化化 曲曲 线线初级精母细胞初级精母细胞精子细胞精子

15、细胞4 48 82N2N4N4N4 48 85、染色单体变化曲线、染色单体变化曲线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精子细胞精子细胞4N4N2N2N三、卵细胞的形成过程三、卵细胞的形成过程1.形成场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在形成场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢卵巢中中形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的的卵泡卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。卵细胞电镜照片卵细胞电镜照片2.过程：过程：卵细胞卵细胞第一极体第一极体次级卵母细次级卵母细胞胞第二极体第二极体卵

16、原细胞卵原细胞复制复制联会联会同源染色同源染色体分离体分离着丝点着丝点分裂分裂着丝点着丝点分裂分裂初级卵母细胞初级卵母细胞精子精子卵细胞卵细胞部位部位动物睾丸，植物花药动物睾丸，植物花药动物卵巢，植物胚囊动物卵巢，植物胚囊减数第一减数第一次分裂次分裂1 个精原细胞个精原细胞1个初级精母细胞个初级精母细胞2个次级精母细胞个次级精母细胞 （等大）（等大）3.精子与卵细胞的形成比较精子与卵细胞的形成比较减数第二减数第二次分裂次分裂2个次级精母细胞个次级精母细胞 4个精细胞个精细胞精子精子卵细胞卵细胞是否变形是否变形4个精细胞个精细胞 4个精子个精子 不需变形不需变形细胞质的分细胞质的分裂分配情况裂分

17、配情况两次分裂都均等两次分裂都均等只有减数第二次分裂中第只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等，其他分一极体分裂均等，其他分裂皆不均等裂皆不均等分裂结果分裂结果1 个精原细胞个精原细胞 4个精子个精子（生殖细胞）（生殖细胞） 1 个卵原细胞个卵原细胞 1个卵细胞个卵细胞 + 3个极体个极体（生殖细胞）（退化消失）（生殖细胞）（退化消失）精子精子卵细胞卵细胞相相同同点点(1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的，表现在：染色体的行为和数目变化的过程是一样的，表现在：染色体都是在减染色体都是在减的间期复制；的间期复制；减减都是同源染色体联会、均分；都是同源染色体联会、均分；减减都是着丝点分裂，姐妹染

18、色单体分开都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开(2)产生的子细胞数目都是产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目个，且细胞中染色体数目减半减半4.精子与卵细胞形成的过程中有关细胞的鉴别精子与卵细胞形成的过程中有关细胞的鉴别判断方法：判断方法：初级卵初级卵母细胞母细胞初级精初级精母细胞母细胞次级卵次级卵母细胞母细胞次级精母细次级精母细胞或极体胞或极体有丝分裂与减数分裂图像的识别有丝分裂与减数分裂图像的识别有丝分裂有丝分裂减数第一次分裂减数第一次分裂 减数第二次分裂减数第二次分裂前前期期(1)有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的细胞图像有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的细胞图像（以二倍体生物为例）（以二

19、倍体生物为例）与的主要区别在于同源染色体的排列方式不同；与的主要区别在于同源染色体的排列方式不同；与与 、与的主要区别在于有无同源染色体。、与的主要区别在于有无同源染色体。有丝分裂有丝分裂减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂中中期期后后期期与的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；与的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；与与 、与的主要区别在于有无同源染色体。、与的主要区别在于有无同源染色体。与比较：中染色单体分离，中同源染色体分离；与比较：中染色单体分离，中同源染色体分离；与比较：中有同源染色体，中无同源染色体。与比较：中有同源染色体，中无同源染色体。一数一数染染色色体

20、体数数目目奇数奇数偶数偶数二看二看同同源源染染色色体体有同源染色体有同源染色体无同源染色体无同源染色体三判断三判断同同源源染染色色体体行行为为无同源染色体行为无同源染色体行为（有丝分裂）（有丝分裂）联会、四分体、分离联会、四分体、分离（减（减）减减减减减数分裂和有丝分裂图像鉴别减数分裂和有丝分裂图像鉴别技巧：一数二看三判断技巧：一数二看三判断课本课本P22P22一、基础题一、基础题1.1.（1 1） （2 2）（3 3）（4 4）2.B2.B3.D3.D4.4.（1 1）这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了这个细胞正在进行减数分裂。因为该细胞中出现了四分体。四分体。该细胞有该细胞有4

21、4条染色体，条染色体，8 8条染色单体。条染色单体。该细胞有该细胞有2 2对同源染色体。其中对同源染色体。其中A A与与C C，A A与与D D，B B与与C C，B B与与D D是非同源染色体。是非同源染色体。细胞中细胞中a a与与aa，b b与与b b ，c c与与c c ，d d与与d d 是姐妹染色单体是姐妹染色单体该细胞分裂完成后，子细胞中有该细胞分裂完成后，子细胞中有2 2条染色体条染色体（2 2） 4 4 B,D B,D B,CB,C二、拓展题二、拓展题提示：不一定。假如减数分裂过程中发生异常情况，提示：不一定。假如减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂第一次分裂时联会的同源染

22、色体，有一比如减数分裂第一次分裂时联会的同源染色体，有一对或几对对或几对没有没有分别移向两极而是集中到一个次级精分别移向两极而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂第二次分裂产生的（卵）母细胞中，再经过减数分裂第二次分裂产生的精子或卵细胞中的染色体就会比正常的多一条或几条精子或卵细胞中的染色体就会比正常的多一条或几条。再如减数分裂过程（无论第一次分裂还是第二分裂）再如减数分裂过程（无论第一次分裂还是第二分裂）中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分细胞未分裂裂成两个子细胞，这样就可能出现成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染精子或卵细

23、胞中染色体加倍色体加倍的现象。的现象。一一.配子中染色体组合的多样性（不考虑交叉互换）配子中染色体组合的多样性（不考虑交叉互换）1 含一对同源染色体的精（卵）原细胞（图含一对同源染色体的精（卵）原细胞（图 1）形成的配子）形成的配子精（卵）原细胞个数精（卵）原细胞个数配子个数配子个数配子种类配子种类1 个精原细胞个精原细胞1 个卵原细胞个卵原细胞m个精原细胞个精原细胞m个卵原细胞个卵原细胞4m41m2种：种： A 和和a1种：种： A 或或a2种：种： A 和和a2种：种： A 和和 a二、受精作用二、受精作用2 含两对同源染色体的精（卵）原细胞（图含两对同源染色体的精（卵）原细胞（图 2）形

24、成的配子）形成的配子精（卵）原细胞个数精（卵）原细胞个数配子个数配子个数配子种类配子种类1 个精原细胞个精原细胞1 个卵原细胞个卵原细胞m个精原细胞个精原细胞m个卵原细胞个卵原细胞4m41m2种种: AB 和和 ab 或或 Ab 和和 aB 1种种: AB 或或 Ab 或或 aB 或或 ab 4 种：种： AB 和和 Ab 和和 aB 和和 ab4 种：种： AB 和和 Ab 和和aB 和和 ab3 含含n对同源染色体的精（卵）原细胞（图对同源染色体的精（卵）原细胞（图 3）形成的配子）形成的配子精（卵）原细胞个数精（卵）原细胞个数配子个数配子个数配子种类配子种类1 个精原细胞个精原细胞1 个

25、卵原细胞个卵原细胞m个精原细胞个精原细胞m个卵原细胞个卵原细胞4m41m2种种(多种情况多种情况)1种种(多种情况多种情况)2n2n对于对于一个一个含有含有n对同源染色体的对同源染色体的精原细胞精原细胞而言，可能而言，可能产生的精子种类为产生的精子种类为2n 种，而实际上只能产生其中的种，而实际上只能产生其中的两种两种。特别提醒：特别提醒：若考虑若考虑交叉互换交叉互换，会增加配子的种类，如一个含，会增加配子的种类，如一个含 n n 对对同源染色体的生物产生配子种类会大于同源染色体的生物产生配子种类会大于2 2n n种。种。对于对于一个一个含有含有n n对同源染色体的对同源染色体的卵原细胞卵原细

26、胞而言，可能而言，可能产生的卵细胞种类也为产生的卵细胞种类也为2 2n n种，但实际上只能产生其中种，但实际上只能产生其中的的一种一种。二二.受精作用受精作用1.概念：概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。2.过程：过程：精子的精子的头部头部进入卵细胞，尾部留在外面进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞的卵细胞的细细胞膜胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入精子的精子的细胞核细胞核与卵细胞的细与卵细胞的细胞核相融合胞核相融合二者的二者的染染色体色体会合在一起。会合在一起。3.结果：结果：受精卵中的

27、染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有有一半的一半的染色体来自精子（染色体来自精子（父方父方），另），另一半来一半来自卵细自卵细胞（胞（母方母方）。）。同一双亲的后代呈现多样性，这种多样性有利于同一双亲的后代呈现多样性，这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性。受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性。原因：原因：减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异。导致不同配子遗传物质的差异。4.意义：意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的