2.1减数分裂和受精作用课件-高一下学期生物人教版（2019）必修2-1

减数分裂和受精作用

（1）在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。早果蝇的生长周期短，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示意图。讨论1．配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？2.配子能不能通过有丝分裂产生？①配子中的染色体数目是体细胞中的一半；②配子的染色体是体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。有丝分裂过程染色体数目变化魏斯曼预测:在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特有的过程使染色体数目减少一半;受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。易错提醒一、精子的形成过程1.人和其他哺乳动物精子的形成场所:睾丸2.过程雄性原始生殖细胞:精原细胞雌性原始生殖细胞:卵原细胞①精原细胞减数分裂过程及对应的细胞精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精细胞→精子减数分裂Ⅰ间期减数分裂Ⅱ变形雄性动物生殖腺：精巢植物的花粉形成于：花药时期细胞图示特征间期精原细胞①精原细胞体积增大②DNA分子复制，有关蛋白质合成③复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体减数分裂Ⅰ前期初级精母细胞①同源染色体配对一一联会，形成四分体;②四分体中的非姐妹染色单体之间可以发生互换中期同源染色体成对排列在赤道板两侧后期①同源染色体分离，分别移向细胞两极②非同源染色体之间表现为自由组合末期细胞膜从中间向内凹陷，细胞均分为两个子细胞，形成两个次级精母细胞，染色体数目减半②精子的形成过程点石成金减数分裂相关概念1.姐妹染色单体与非姐妹染色单体(1)姐妹染色单体:连在同一个着丝粒上的两条染色单体。(2)非姐妹染色单体:不被同一着丝粒连接的两条染色单体。复制点石成金减数分裂相关概念2.同源染色体与非同源染色体(1)同源染色体:减数分裂过程中可以配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。(2)非同源染色体:形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。♂雄果蝇体细胞示意图果蝇配子示意图点石成金3.联会与四分体(1)联会:在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。(2)四分体:联会后的每对同源染色体含有4条染色单体，叫作四分体。1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子4.染色体互换:四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应片段的现象。点石成金减数分裂Ⅰ后期非同源染色体的自由组合②精子的形成过程时期细胞图示特征减数分裂Ⅱ前期次级精母细胞染色体散乱的分布在细胞中中期染色体着丝粒排列在赤道板上后期每条染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极末期细胞膜从中间向内凹陷，细胞均分为两个子细胞，形成两个次级精母细胞形成四个精细胞形成精子精原细胞四个精细胞经过变形，形成四个精子膜仁消失现两体形定数晰赤道齐粒裂数增两极移膜仁重现失两体1个精原细胞1个初级精母细胞●细胞体积增大●染色体复制二.精子的形成过程——减数第一次分裂前的间期●精原细胞→初级精母细胞●出现姐妹染色单体●染色体呈染色质丝的状态特点：1个初级精母细胞二.精子的形成过程——减数第一次分裂的前期●联会、四分体●互换1个初级精母细胞二.精子的形成过程——减数第一次分裂的前期2.联会：

同源染色体两两配对的现象1.同源染色体：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。3.四分体：

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。4.互换：四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。●同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧1个初级精母细胞特点：二.精子的形成过程——减数第一次分裂的中期●配对的两条同源染色体分离，分别向细胞两级移动1个初级精母细胞特点：二.精子的形成过程——减数第一次分裂的后期1个初级精母细胞2个次级精母细胞二.精子的形成过程——减数第一次分裂的末期●细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞●染色体数

减半特点：因此，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ二.精子的形成过程——减数第一次分裂的末期1个精原细胞1个初级精母细胞二.精子的形成过程——减数第一次分裂全过程“备”1个初级精母细胞“找”二.精子的形成过程——减数第一次分裂全过程1个初级精母细胞“排”二.精子的形成过程——减数第一次分裂全过程1个初级精母细胞2个次级精母细胞“分”“离”二.精子的形成过程——减数第一次分裂全过程易错提醒1.减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，同样具有周期性()2.对于雄性哺乳动物来说，同源染色体只存在于精原细胞中，而不存在于其他体细胞中()3.细胞内的同源染色体都会形成四分体()复制×××点石成金减数分裂过程中两个分裂阶段的比较比较项目减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ分裂前的间期DNA是否复制复制不复制有无同源染色体有无着丝粒变化不分裂分裂染色体的主要行为①同源染色体联会；②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；③同源染色体分离，非同源染色体自由组合着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极染色体数目2n→nn→2n→n核DNA数目4n→2n2n→n染色单体数4n→2n2n→0易错提醒1.精原细胞是特殊的体细胞，既能通过有丝分裂增殖，又能通过减数分裂产生精子()2.玉米体细胞中有10对同源染色体，经减数分裂后，花粉中有5对同源染色体()3.减数分裂II后期，大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体()√××总了个结减数分裂和受精作用

（2）一、根据染色体存在状态进行图像辨析时期有丝分裂前期减数分裂Ⅰ前期减数分裂Ⅱ前期图像特征有同源染色体，但不发生联会，且散、乱分布同源染色体发生联会无同源染色体，且染色体散乱分布时期减数分裂Ⅰ中期减数分裂Ⅱ中期有丝分裂中期图像特征同源染色体排列在赤道板两侧无同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上有同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上时期减数分裂Ⅱ后期有丝分裂后期减数分裂Ⅰ后期图像特征无同源染色体，且着丝粒分裂后移向细胞两极有同源染色体，且着丝粒分裂后移向细胞两极同源染色体分离并移向细胞两极二、卵细胞的形成过程1.人和其他哺乳动物卵细胞的形成场所:卵巢2.过程植物的卵细胞的形成场所：胚珠精子形成过程→卵细胞形成过程初级精母细胞精原细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精子变形变形卵原细胞初级卵母细胞第一极体次级卵母细胞第一极体次级卵母细胞第二极体卵细胞减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ2.过程①减数分裂过程及对应的细胞卵原细胞→初级卵母细胞减数分裂Ⅰ间期次级卵母细胞极体极体极体极体卵细胞

vvv不均等分裂vv均等分裂②卵细胞的形成过程时期细胞图示特征间期卵原细胞①卵原细胞体积增大②DNA分子复制，有关蛋白质合成③复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体减数分裂Ⅰ前期初级卵母细胞①同源染色体配对一一联会，形成四分体;②四分体中的非姐妹染色单体之间可以发生互换中期同源染色体成对排列在赤道板两侧后期①同源染色体分离，分别移向细胞两极②非同源染色体之间表现为自由组合末期细胞膜从中间向内凹陷，细胞不均等分裂为两个子细胞，形成一个次级卵母细胞和一个第一极体，染色体数目减半时期细胞图示特征减数分裂Ⅱ前期次级卵母细胞（或极体）染色体散乱的分布在细胞中中期染色体着丝粒排列在赤道板上后期每条染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极末期细胞膜从中间向内凹陷，细胞不均等分裂为两个子细胞，形成一个次级卵母细胞和一个极体；极体均等分裂为两个子细胞，形成两个极体。②卵细胞的形成过程点石成金3.精卵形成过程的区别比较项目精子形成过程卵细胞形成过程部位精巢（睾丸）卵巢原始生殖细胞精原细胞卵原细胞细胞质的分裂方式均等分裂极体均等分裂，初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂分裂结果一个精原细胞→四个精细胞一个卵原细胞→一个卵细胞（生殖细胞）+三个极体（退化消失）是否发生变形变形不变形问题探究卵细胞形成过程中，为什么细胞质不均等分裂?而精子形成过程中，细胞需要经过变形?①卵细胞细胞质不均等分裂，是为了保证受精后受精卵能具有充足的营养物质，以满足早期胚胎的营养需求②精子经变形能形成尾部具有促进精子移动的功能，能够有利于精子到达卵细胞发生受精作用形成受精卵三.减数分裂的概念

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。进行有性生殖的生物范围减数分裂原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中在减数分裂前染色体只复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次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时期特点结果易错提醒以下是某生物体内细胞图像辨析，说出一下图像中细胞的名称和所处的时期初级精母细胞减数分裂Ⅰ后期初级卵母细胞减数分裂Ⅰ后期次级卵母细胞减数分裂Ⅱ后期次级精母细胞或第一极体减数分裂Ⅱ后期体细胞有丝分裂后期E二、减数分裂中染色体、核DNA、染色单体数目的变化规律(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n，核DNA数目为2n)1.染色体的数目变化间期减Ⅰ前期减Ⅰ中期减Ⅰ后期减Ⅰ末期n2n3n4n减Ⅱ前期减Ⅱ中期减Ⅱ后期减Ⅱ末期细胞一分为二着丝粒分裂细胞一分为二分裂图像相关时期间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期中期后期末期前期中期后期末期数目2.核DNA数目变化间期减Ⅰ前期减Ⅰ中期减Ⅰ后期减Ⅰ末期n2n3n4n减Ⅱ前期减Ⅱ中期减Ⅱ后期减Ⅱ末期细胞一分为二细胞一分为二DNA复制ing分裂图像相关时期间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ前期中期后期末期前期中期后期末期数目3.染色单体数目变化间期减Ⅰ前期减Ⅰ中期减Ⅰ后期减Ⅰ末期n2n3n4n减Ⅱ前期减Ⅱ中期减Ⅱ后期减Ⅱ末期DNA复制ing细胞一分为二着丝粒分裂，染色单体消失点石成金减数分裂和有丝分裂过程中染色体、染色单体和核DNA分子数目变化曲线的比较(假设体细胞内染色体数为2N)点石成金减数分裂相关过程中染色体、染色单体和核DNA含量的柱形图（以精原细胞的分裂为例）细胞名称：所处时期：有丝分裂间期减Ⅰ间期减Ⅱ后末有丝间、前、中期减Ⅰ间、前、中、后、末期减Ⅱ前期减Ⅱ中期减Ⅱ末期形成子细胞精原细胞次级精母细胞精原细胞初级级精母细胞次级精母细胞精原细胞易错提醒1.减数分裂过程中，着丝粒的分裂导致DNA数目加倍()2.染色体数目减半是由于减数分裂I同源染色体分离，进入两个子细胞导致的()3.某动物体细胞中有8条染色体，那么减数分裂II的中期有4条染色体和8个DNA()4.同源染色体形状和大小一定相同（）5.一条来自父方一条来自母方的两个染色体一定是同源染色体（）×√√××即学即练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即学即练3.下图所示的细胞最可能是()A.卵细胞B.初级精母细胞C.次级精母细胞D.有丝分裂前期的细胞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。C总了个结减数分裂和受精作用

（3）一、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1.实验原理根据细胞中染色体形态、位置和数目变化，识别减数分裂的各个时期。2.实验目的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。3.实验材料蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。试分析选用雄性个体生殖器官观察减数分裂的原因?问题探究排卵示意图输卵管排出的卵母细胞，由于物种的不同可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞，这些卵母细胞在输卵管内发育到减数分裂Ⅱ中期等待受精，受精后完成减数分裂。受精作用发生在输卵管中，受精卵在输卵管中就已经开始发生有丝分裂了4.实验步骤在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞低倍镜观察高倍镜观察绘图先在低倍镜下依次找到减数分裂I和减数分裂II不同时期的细胞，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5.实验现象问题探究在显微镜下持续观察能看到一个细胞减数分裂的连续过程吗?二、配子中染色体组合的多样性1.建立减数分裂中染色体变化的模型(1)材料用具较大的白纸，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)。(2)方法步骤项目操作要点模拟减数分裂中染色体数目和主要行为变化①用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色分别制作两条大小不同的染色体，每条染色体由两条染色单体组成(注意:一种颜色的两条染色体分别与另一种颜色的两条染色体大小相同);②画出中心体和纺锤体;③模拟减数分裂中期、后期、末期染色体行为的变化项目操作要点模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合至少制作2对染色体，在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体，比较形成的子细胞与前一次模拟结果的差异模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换假设在减数分裂I前期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，用不同颜色的橡皮泥拼接表示非姐妹染色单体间发生了互换，比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异或2.配子中染色体组合的多样性(1)减数分裂I前期同源染色体内非姐妹染色单体间发生互换结果:个体产生的配子种类增加。(2)减数分裂I后期非同源染色体之间发生自由组合结果:个体产生的配子种类增加。或AaBbAAaaBBbb一个精原细胞产生4个2种个体能产生多个4种点石成金配子种类多样性应用：含有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的互换）项目配子的个数配子的种类一个精原细胞4个2种一个雄性个体无数个2n种一个卵原细胞1个1种一个雌性个体无数个2n种n指的是同源染色体对数若考虑每对同源染色体在四分体时期都发生了交叉互换配子个数配子种类4个4种无数个4n种1个1种无数个4n种点石成金三、配子来源的分析相同——来源于一个次级精母细胞（精原细胞）互补——来源于一个初级精母细胞（精原细胞）即学即练图1是某生物的一个初级精母细胞，图2是该生物的5个精细胞。图2中可能来自同一个次级精母细胞的是？①③、①⑤易错提醒1.减数分裂模型属于物理模型()2.建立减数分裂中染色体变化的模型实验中，大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体()3.配子的多样性只与非同源染色体的自由组合有关()√√×四、受精作用1.概念、过程卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。●受精过程中精子和卵细胞随机结合。卵细胞精子精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面同时，卵细胞细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入精子和卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起受精卵精子接触卵细胞，依靠细胞膜外的糖蛋白进行相互识别2.结果受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。3.意义(1)在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。点石成金1.受精作用的细胞学基础(1)细胞膜的信息交流功能——使同种生物的两性生殖细胞能够相互识别。(2)细胞膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。2.受精卵中遗传物质的来源(1)细胞核中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞。(2)细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。3.进行有性生殖的生物不一定需要精子和卵细胞结合成受精卵繁殖后代，如蜜蜂群中的雄蜂仅由未受精的卵细胞发育而来。这种生殖方式称为孤雌生殖。点石成金五、异常分裂

对于正常进行减数分裂的性原细胞来说减数分裂Ⅰ同源染色体正常分离，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体正常分离，所以分析异常分裂的配子问