2.1 减数分裂和受精作用课件【知识精研】高一下学期生物人教版（2019）必修2

第二章：基因和染色体的关系基因是什么？在哪里？悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理......最终是观察和实验，探明它神秘的踪迹！孟德尔假说核心内容之——在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。人们的疑惑：“遗传因子”（基因）是虚拟的还是具物质性的？第二章：基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用本节聚焦减数分裂的含义是什么？配子的形成为什么必须经过减数分裂？减数分裂是怎样进行的？配子中染色体的组合为什么是多种多样的？什么是受精作用？受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？间期前期中期后期末期膜仁消失现两体形定数晰

赤道齐粒裂数增均两极膜仁重现失两体DNA的复制和有关蛋白质合成有丝分裂课前3分钟有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中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。1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？果蝇体细胞和配子的染色体示意图配子的染色体数目是体细胞的染色体数目的一半。配子的染色体是由体细胞中每对染色体中的一条染色体组合。2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？配子不是通过有丝分裂的方式产生的，可能是通过减数分裂产生的，染色体的数目减少一半。受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。问题探讨德国动物学家魏斯曼（A.Weismann，1834-1914）从理论上预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。果蝇个体（8）受精卵（8）卵细胞（4）受精作用♂♀有丝分裂？？精子（4）减数分裂减数分裂

这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。

魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫做减数分裂（meosis）。配子Ⅲ（♂）体细胞（♀）ⅣⅢⅡⅡXYⅣⅢⅡⅡⅢXXⅣⅢXⅡⅣⅢY思考：仔细观察左图，配子的4条染色体是从体细胞的8条染色体中随机选取的吗？果蝇中的两条Ⅱ（或Ⅲ或Ⅳ）号染色体大小形态相同，分别来自父方和母方，这样的染色体称为同源染色体。减数分裂最核心的就是将同源染色体平分。减数分裂需要解决的两个最关键的问题：1.染色体数目减半；2.同源染色体平均分配如何实现呢？与有丝分裂相比有什么区别？提出问题：减数分裂前需要进行DNA复制吗？资料：科学家观察到雄性蝗虫精原细胞减数分裂显微镜下减数分裂的过程一.减数分裂1.范围：2.时期：3.特点：4.结果：进行有性生殖的生物原始生殖细胞产生成熟生殖细胞过程中染色体复制一次，而细胞连续分裂两次成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半注意：①原始生殖细胞：精原细胞和卵原细胞②成熟生殖细胞：精子和卵细胞减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞（配子）时进行的染色体数目减半的细胞分裂。二.精子的形成过程1.场所：体细胞精原细胞精细胞减数分裂睾丸精子精原细胞细胞分化2nnn有丝分裂2.过程：变形三个阶段:

复制、减数分裂、变形在减数分裂前，每个精原细胞的染色体_________。细胞在减数分裂过程中______________，最后形成____个精细胞。这两次分裂分别叫作___________（也叫减数第一次分裂）和___________（也叫减数第二次分裂）。c.减数分裂后，精细胞再经过_____,形成成熟的雄性生殖细胞——精子。复制一次连续分裂两次四减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ变形精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子染色体复制减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ变形减数分裂减数分裂前:复制（一）（二）（三）★熟悉三阶段中细胞的名称及数目变化二.精子的形成过程精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子前期：联会形成四分体间期：染色体复制，细胞体积增大减数分裂I减数分裂Ⅱ后期：着丝粒分裂姐妹染色单体消失二.精子的形成过程中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离非同源染色体自由组合减数分裂过程中相关概念辨析1.同源染色体配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方的染色体。同源染色体上的DNA碱基序列高度同源，相互吸引，在蛋白质的作用下紧密连接。配对的原因：二.精子的形成过程判断正误:1.一条来自父方，一条来自母方两条染色体一定是同源染色体（）2.形状和大小相同两条染色体一定是同源染色体（）3.减数第一次分裂前期配对的两条染色体一定是同源染色体（）同源染色体配对的两条染色体（行为）形状和大小一般都相同一条来自父方，一条来自母方形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体非同源染色体减数分裂过程中相关概念辨析二.精子的形成过程EFGHD下图细胞中不存在同源色体的是：DGH3.四分体：2.联会：减数分裂中，同源染色体两两配对的现象。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。二个四分体一个四分体1234同源染色体姐妹染色单体非姐妹染色单体同源染色体非同源染色体1个四分体=____条染色体_=___对同源染色体=_____条染色单体=_____个DNA分子。2144减数分裂过程中相关概念辨析二.精子的形成过程同源染色体联会形成四分体，同源染色体上非姐妹染色单体可发生片段交换交换姐妹染色单体姐妹染色单体减数分裂过程中相关概念辨析二.精子的形成过程4.交叉互换：精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子前期：联会形成四分体间期：染色体复制，细胞体积增大减数分裂I减数分裂Ⅱ后期：着丝粒分裂姐妹染色单体消失，染色体数目加倍二.精子的形成过程中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离非同源染色体自由组合减数分裂I关键时期之后期：同源染色体分离，非同源染色体的自由组合组合一组合二二.精子的形成过程（基因分离和自由组合定律发生在减数第一次分裂后期）间期染色体复制，分裂前的准备阶段减数分裂Ⅰ(MⅠ)有同源染色体联会形成四分体，四分体的非姐妹染色单体之间可以发生片段交换减数分裂Ⅱ(MⅡ)无同源染色体，姐妹染色单体分开后进入不同的子细胞中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，形成2个子细胞问题：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ？还是减数分裂Ⅱ？减数分裂过程特点小结姐妹染色单体分开，形成4个子细胞减一分同源，减二分姐妹1.减数分裂染色体在_______期复制______次，而细胞分裂______次。2.同源染色体是指在______分裂时会两两配对（联会）的染色体，其_____和______一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。3.一个四分体含____对同源染色体，含____条染色体，含____条染色单体，含___个DNA分子。4.四分体中的互换是在一对_____染色体中的__________________之间进行的。5.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第____次分裂。6.一个精原细胞→___个初级精母细胞→___个次级精母细胞→___个精细胞→___个精子（有___种类型)。间一两减数形状大小一244同源非姐妹染色单体一12442知识总结：三、卵细胞的形成过程人的卵巢（横切面）示意图1.卵细胞的形成场所卵巢中有许多发育程度不同的卵泡。在卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。卵原细胞有丝分裂卵原细胞卵细胞减数分裂三、卵细胞的形成过程卵原细胞初级卵母细胞（减数分裂I）次级卵母细胞（减数分裂II）卵细胞极体（第一）极体（减数分裂II）（第二）2.过程三、卵细胞的形成过程精子形成场所场所过程间期减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ变形睾丸卵巢卵细胞形成不均等分裂均等分裂比较卵细胞与精子形成过程的异同点相同点：染色体都在减数分裂前的间期复制减数第一次分裂同源染色体联会(可发生交叉互换)、分离，非同源染色体自由组合减数第二次分裂都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半不同点：1.出现两次细胞不均等分裂。2.形成生殖细胞数目不同。2.卵细胞的形成不需要变形。减数分裂I后期（初级精母细胞）减数分裂I后期（初级卵母细胞）减数分裂Ⅱ后期（次级精母细胞）减数分裂Ⅱ后期（次级卵母细胞）三、卵细胞的形成过程有丝分裂减Ⅰ减Ⅱ前期染色体散乱在中央，有同源染色体同源染色体联会，四分体形成染色体散乱分布，无同源染色体中期着丝点排在赤道板上，有同源染色体四分体排列在赤道板上与有丝分裂相同，但无同源染色体后期着丝点分裂，染色单体分开，有同源染色体同源染色体分开，移向细胞两极与有丝分裂相同，但无同源染色体四、减数分裂和有丝分裂图像辨析识别技巧一数二看三判断一数染色体数目奇数偶数MⅡ二看有无同源染色体有无MⅡ三判断同源染色体行为无特殊行为（有丝分裂）联会、四分体（MⅠ）四、减数分裂和有丝分裂图像辨析减Ⅱ前减Ⅱ前期减Ⅰ前期有丝分裂前期有丝分裂中期减Ⅱ中识别技巧四、减数分裂和有丝分裂图像辨析减Ⅰ后减Ⅱ后有丝后减Ⅱ后减Ⅱ末减Ⅰ中识别技巧四、减数分裂和有丝分裂图像辨析减Ⅰ后减Ⅱ后减Ⅱ后有丝后减Ⅰ后有丝分裂中期减Ⅱ后识别技巧四、减数分裂和有丝分裂图像辨析指出下列图中哪些存在着同源染色体BDFA:减Ⅱ前期B:有丝分裂后期D:减Ⅰ中期C:减Ⅱ后期F:有丝分裂中期E:减Ⅱ中期识别技巧四、减数分裂和有丝分裂图像辨析1.观察目的：通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。2.选材要求：①.细胞内染色体数量较少。②.选择雄性个体的生殖器官进行取材观察。探究•实践:观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、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3．观察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。绘图低倍镜观察高倍镜观察探究•实践:观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片辨析出下列各图示的减数分裂时期。减Ⅰ中期减Ⅰ后期减Ⅰ前期减Ⅰ前期减Ⅱ后期减Ⅱ末期减Ⅱ中期减Ⅰ末期探究•实践:观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片根据减数分裂过程染色体行为变化,回答下列过程发生的时期:1.染色体复制发生在:

。2.同源染色体的联会发生在:

。3.同源染色体分离发生在:

。4.染色体着丝粒分裂发生在:

。5.染色体数目减半发生在:

。6.DNA数目减半发生在::

。减数分裂前的间期减数分裂Ⅰ前期减数分裂Ⅰ后期减数分裂Ⅱ后期减数分裂Ⅰ完成时减数分裂Ⅰ完成时减数分裂Ⅱ完成时DNA含量加倍染色体数目加倍2N4N

前期

中期

后期末期染色体的变化DNA的变化

间期复制着丝粒分裂细胞分裂形成子细胞回顾：有丝分裂细胞周期中核DNA、染色体的数目变化

(设：正常体细胞内核DNA数和染色体数均为2N)DNA、染色体的数目不变，保持了亲子代细胞间遗传的稳定性。减数分裂Ⅱ2n4n间期减数分裂Ⅰ1.一个细胞核内染色体变化曲线染色体数目时期五、减数分裂中的染色体和DNA变化减数分裂Ⅱ2n4n减数分裂Ⅰ2.一个细胞核内DNA变化曲线间期DNA数目时期五、减数分裂中的染色体和DNA变化12每条染色体上的DNA数次级精母细胞精原细胞初级精母细胞精子细胞34五、减数分裂中的染色体和DNA变化2n4n间期前期中期后期末期间减Ⅰ减Ⅱ2n4n减数分裂有丝分裂染色体与DNA曲线图的比较间减Ⅰ减Ⅱ2n4n2n4n间期前期中期后期末期DNADNA染色体染色体五、减数分裂中的染色体和DNA变化减数分裂过程各物质数量变化曲线（柱状图）nnnn五、减数分裂中的染色体和DNA变化1.配子中染色体组合的多样性减数分裂形成的精子和卵细胞，必须相互结合形成受精卵，才能发育成新个体。

父亲体内所有精原细胞，其染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。为什么“一母生九子，九子九个样”。同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？探究•实践:建立减数分裂中染色体变化的模型目的要求：1.加深对减数分裂过程及其特点的认识。2.理解配子中染色体组合的多样性。3.领悟减数分裂的意义。1.用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色制作两条大小不同染色体，每条染色体由两条单体组成。（一）模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化2.在白纸上绘制初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体。3.让两条长度相同、颜色不同的染色体配对，使着丝粒靠近。4.将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。5.双手抓住并移动染色体的着丝粒，使两种颜色的染色体分离，分别移向细胞的两极。探究•实践:建立减数分裂中染色体变化的模型6.绘制两个次级精母细胞的轮廓、中心体、纺锤体，将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。（一）模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化7.将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。8.分开着丝粒，将染色体分别移向两极。9.在两极有染色体部分绘制出细胞轮廓代表子细胞。1.细胞中至少需要几对染色体？2.假设细胞中有2对染色体，减数分裂Ⅰ时，非同源染色体有几种组合方式？（二）模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合同源染色体的分离，非同源染色体的自由组合（减Ⅰ后期）

1个有23对同源染色体的精原细胞可以产生（）种精子1个有3对同源染色体的雄性个体可以产生（）种精子

1个有2对同源染色体的卵原细胞可以产生（）种卵细胞1个有4对同源染色体的雌性个体可以产生（）种卵细胞223241

人的体细胞中就有23对染色体。那么人在形成精子或卵细胞时，可能产生多少种类型的配子呢？

如果再把非姐妹染色单体间的交叉互换考虑进去，通过减数分裂产生的配子种类就更多了。（二）模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合同源染色体的非姐妹染色单体间发生的交叉互换（减Ⅰ前期）六、受精作用1.概念：卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程2.过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子进入精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。精卵相互识别的基础：细胞膜上的糖蛋白精卵融合体现：细胞膜的流动性受精卵中遗传物质的来源：①核内DNA：一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)②细胞质：几乎都来自卵细胞(母方)六、受精作用减数分裂和受精作用的意义①减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。②通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质。③在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。④减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。六、受精作用

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