项目一 任务二 细胞的分裂方式（课件）《畜禽繁殖技术》（高教版第二版）同步精品课堂

项目一 任务二 细胞的分裂方式 畜禽繁育技术 同步精品课堂 高教版第二版 1 一 教学目标 知识目标 （1）掌握高等动物不同细胞的繁殖方式 （2）区别细胞的有丝分裂和减数分裂的异同 技能目标 （1）掌握精子和卵子的形成过程及遗传物质的变化 （2）掌握生命的形成过程，明白生命的可贵 二 教学重难点 教学重点 （1）有丝分裂和减数分裂的区别和联系 （2）精子和卵子的形成过程 （3）减数分裂的遗传学意义 教学难点 （1）染色体行为的变化 （3）卵子形成过程中的不均等分裂 在生物有机体内，细胞不断地进行更换，有的细胞衰老、死亡，有的细胞新生、成长， 细胞的新生过程实际是细胞的分裂过程。细胞分裂的方式有三种，即无丝分裂、有丝分裂和 减数分裂。无丝分裂也称直接分裂，多见于原核生物。有丝分裂是动物体细胞繁殖的基本形 式，通过有丝分裂实现细胞的分化和组织的发生，从而完成个体发育的全过程。减数分裂是 动物性细胞的成熟过程，即精子和卵子的形成过程。通过细胞分裂，生物细胞得到增殖，生物体得到生长，遗传物质从亲代传给子代。 三 导入新课 四新知讲授 一 、有丝分裂 有丝分裂也称体细胞分裂或等数分裂，是细胞分裂中最普遍的一种形式。细胞从上一次 分裂结束至下一次分裂结束之间的期限称为一个分裂周期(细胞周期)。整个周期可分为间 期和有丝分裂期。各种细胞的有丝分裂过程基本上相同，其特点是将染色体进行复制，然后 分裂成两个子细胞，而每个子细胞含有与母细胞相同的染色体数，其分裂过程可分为间期、前期、中期、后期和末期五个阶段 三 导入新课 (一)间期 间期是两次分裂的中间时期。这一时期细胞代谢很旺盛，贮备了细胞分裂所需的物质。 DNA 在这一时期进行了复制合成，细胞膜结构也有所变化。 四 新知讲授 (二)前期 染色质凝结成染色丝并螺旋化，逐渐变短变粗，成为明显的染色体。显微镜下可见每个 染色体已纵向分裂为两个染色单体，但两个染色单体仍连在一起。中心体一分为二，向核的 两极移动并出现纺锤体。核仁、核膜逐渐消失。 四 新知讲授 ( 三 ) 中 期 核仁、核膜消失。纺锤体和染色体的着丝点连接起来，染色体开始向赤道板移动，最后在赤道板上排成一圈 。 这时染色体的形态结构比较清晰 ， 适宜进行染色体形态和数目的观察 。 四 新知讲授 ( 四 ) 后 期 染色体的着丝粒分裂开，各条染色单体成为一个独立的子染色体。同时，两个独立的子 染色体被纺锤体分别拉向两极。 (五)末期 染色体到达两极，染色体螺旋结构逐渐消失，最后又恢复成染色质，纺锤体逐渐消失，核仁、核膜重新出现，逐步形成两个子细胞。子细胞与母细胞在染色体数目、形态结构方面完全相同，至此完成有丝分裂过程。 四 新知讲授 二、减数分裂 减数分裂是性细胞一种特殊的细胞分裂方式，通过减数分裂，子细胞中的染色体数减 半。例如黄牛的体细胞有30对染色体，而精子和卵子却只有30条染色体。当精子和卵子结合形成受精卵，并发育成个体时，细胞内的染色体又恢复到原来的数目。 减数分裂要经过两次连续的分裂，分别叫减数第一次分裂(常用减数I 表示)和减数第 二次分裂(常用减数Ⅱ表示),减数第一次分裂染色体数目减半，减数第二次分裂染色体数目不变。 四 新知讲授 (一)精子的形成过程 精子在睾丸内形成的全过程，包括精细管上皮的生精细胞分裂、增殖、演变和向管腔 释放等过程。 减数分裂前，精原细胞的首次分裂同时产生一个活动的精原细胞和一个暂时 休眠的干细胞；此阶段细胞分裂都是有丝分裂。减数分裂时初级精母细胞进行减数第一次 分裂。 一个初级精母细胞产生2个次级精母细胞。 四 新知讲授 减数第一次分裂开始不久，初级精母细 胞中原来分散的染色体进行两两配对。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，称为同源染色体。 同源染色体两两配对的现象称为联会。由于 每条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色 单体，称为四分体。 经过减数第一次分裂，染色体数减半， 一个初级精母细胞分裂成2个 单倍体的次级精母细胞。次级精母细胞的间期很短，它们很快进入减数第二次分裂，这是 一次染色体数目不减少的均等分裂，结果每个次级精母细胞形成2个精子细胞。经过减数 分裂， 一个精母细胞最终生成4个精细胞。 四 新知讲授 与初级精母细胞相比，每个精细胞都含有数目 减半的染色体。精细胞最初为圆形，随后经过复杂的变形变化最终成为精子。 精子最明显 的特征是“有头有尾”,且可以游动，精子形成后脱离精细管上皮的足细胞，游离于精细管腔。 四 新知讲授 由精原细胞分裂开始，直到精子细胞变成精子，这一过程需要的时间，称为精子的发生 周期。 此周期猪34.3d、 牛 6 0d 左右、绵羊49~50 d。在睾丸内形成的精细胞通过附睾最后 经射精排出的最短时间为10~15 d, 这样就可以推算出精子从发生到排出体外的时间，对于 各种家畜大约是两个月。在畜牧生产实践中，改善公畜生精机能和精液品质的措施，实际上 是在实施两个月以后，才能在精液中得到反映；同样，公畜精液品质的某些突然变化，也应 追溯到两个月前的某些影响因素。 睾丸产生的精细胞不仅可以通过附睾转运到输精管，而且精子在转运的过程中，要经历一个成熟的过程，获得与卵子受精的潜能。 四 新知讲授 图5-18 中示例代码如下。 四 新知讲授 (二)卵细胞的形成过程 1.卵细胞形成 动物在胚胎期间性别分化后，雌性胎儿的原始生殖细胞不断增殖分化 形成卵原细胞。卵原细胞在卵巢内首先以有丝分裂方式进行自身数量的增加。经过最后一次 有丝分裂，体积增大，染色体进行复制，即发育为初级卵母细胞。 初情期后，初级卵母细胞 发生第一次减数分裂、生长发育成为次级卵母细胞，次级卵母细胞完成第二次减数分裂形成 卵细胞。 四 新知讲授 初级卵母细胞与初级精母细胞减数分裂的主要区别是：卵子形成为不均等分裂方 式，初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成大小不同的两个细胞，大的称为次级卵母细 胞，小的称为第一极体，它们的细胞核内染色体数仅为初级卵母细胞的一半，即单倍体。 次级卵母细胞进行减数第二次分裂也是不均等方式，形成一个大的卵细胞和一个小的第二极 体。卵细胞的染色体数为单倍体，第二极体与第一极体一样，不仅染色体数为单倍体，而且 细胞质含量很少。此外，第一极体有时也可能分裂为两个极体，分别称为第三极体和第四极 体。 减数第二次分裂持续时间很短，是在排卵后被精子刺激完成的，最后3个极体都退化消 失，卵细胞成熟为卵子。 四新知讲授 大多数动物在排卵时，卵子尚未完全成熟，卵泡成熟破裂时仅完成减数第一次分裂，排 卵后，在精子进入透明带后的刺激下，完成减数第二次分裂，产生第二极体。 综上所述，减数分裂的过程可以用图1-1-5来概括： 2. 卵泡的发育 卵子的形成和排卵过程，伴随着卵泡发育。卵泡发育是指卵泡由原始 卵泡发育成为初级卵泡、次级卵泡、三级卵泡和成熟卵泡的生理过程。卵泡位于卵巢皮质 部，是包裹卵母细胞的特殊结构。初情期前，卵泡虽能发育，但不能成熟排卵，当发育到一 定程度时，便闭锁退化。初情期后，在生殖激素的调节作用下，卵巢上的原始卵泡逐步发育成熟而排卵。 (1)原始卵泡 位于卵巢皮质部，是体积最小的卵泡。在胎儿期间已有大量原始卵泡作为储备，除极少数发育成熟外，其他均在发育过程中闭锁、退化而死亡。 四新知讲授 人类染色体根据着丝粒的位置不同，分为三种类型：中央着丝粒染色体、亚中央着丝粒染色体、近端着丝粒染色体123。每条染色体由两条染色单体组成，中间狭窄处称为着丝点或主缢痕，它将染色体分为短臂和长臂2。一般染色体的外部形态包括着丝粒、染色体两个臂、主溢痕、次溢痕、随体，一般染色体的类型有V型、L型、棒型、颗粒型4。染色体组型描述一个生物体内所有染色体的大小、形状和数量信息的图象 四新知讲授 (2)初级卵泡 由原始卵泡发育而成。其特点是卵母细胞的周围由一层立方形卵泡细胞 所包裹，卵泡膜尚未形成，也无卵泡腔。 (3)次级卵泡 初级卵泡进一步发育，成为次级卵泡。此期卵泡位于卵巢皮质较 深层。 上述三种卵泡统称为无腔卵泡或腔前卵泡，因为三种卵泡都没有卵泡腔。 (4)三级卵泡(生长卵泡) 由次级卵泡进一步发育而成。在这个时期，卵泡细胞分泌的液体，使卵泡细胞之间分离，并与卵母细胞之间的间隙增大，形成不规则的腔隙 卵泡腔。 (5)成熟卵泡 实际为三级卵泡进一步发育至最大体积，卵泡壁变薄，卵泡腔内充满液体，这时的卵泡称为成熟卵泡或排卵卵泡。 四新知讲授 牛的成熟卵泡直径可达10~14 mm。 多胎动物在一个发情周期中，可有数个至数十个原 始卵泡同时发育为成熟卵泡，而单胎动物一般只有一个优势卵泡发育为成熟卵泡并排卵。 三级卵泡和成熟卵泡的共同特点是，具有卵泡腔，因此被称为有腔卵泡。初级卵泡、次 级卵泡和三级卵泡的共同特点是生长发育很快，表现在细胞分裂迅速，体积增大明显，故常将这三种卵泡称为生长卵泡。 四新知讲授 (三)减数分裂的遗传学意义 (1)保证了物种在世代延续的过程中染色体数目的稳定性。通过减数分裂使性细胞(配 子)的染色体数目减半，即由体细胞的2n条染色体变为雌雄配子的n 条染色体，再经过两 性配子结合，合子的染色体数目又重新恢复到亲本的2n水平，使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目，保证了遗传物质的相对稳定。 课堂练习 (2)为创造变异提供了遗传的物质基础。通过非同源染色体的随机组合，即各对非同源 染色体之间以自由组合进入配子，形成的配子可产生多种多样的遗传组合，雌雄配子结合后 就可出现多种多样的变异个体，使物种得以繁衍和进化，为人工选择提供丰富的材料；通过 非姐妹染色单体片段的交换，即由于非姐妹染色单体上对应片段可能发生交换，使同源染色体上的遗传物质发生重组，形成不同于亲代的遗传变异。 操作技术 染色体标本及细胞有丝分裂和减数分裂的显微镜观察 ( 一 )材料 显微镜、细胞有丝分裂装片、细胞减数分裂装片、香柏油、二甲苯和擦镜纸。 (二)方法及操作步骤 1. 显微镜准备 把显微镜调试至备用状态，先用低倍镜调出视野，再用高倍镜仔细 观察。 2. 观察染色体标本 注意观察染色体的数目、形态和大小。 3. 观察细胞有丝分裂标本 找到有丝分裂各时期的分裂相，并绘制有丝分裂不同时期 的图像。 4. 观察细胞减数分裂标本 减数第一次分裂时应注意观察同源染色体联会情况，减数 第一次分裂的中期，四分体排列在赤道面上，接着是同源染色体分开，染色体数目减半。减数第二次分裂的中期是每条染色体排列在赤道面上，姐妹染色单体分开。 5. 对比 找出有丝分裂和减数分裂的相同点和不同点。 四新知讲授 DNA 指纹技术 世界上除同卵双生外，几乎没有指纹一模一样的两个人，所以指纹可以用来鉴别身份。 每个人的 DNA都不完全相同，因此， DNA也可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是 DNA 指纹技术。 应用 DNA指纹技术，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳 的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。因为每个人的 DNA指纹图是独一无二的，所以可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。 DNA 指纹图是目前法医学检测中最常采用的方法之一。刑侦人员只需要一滴血、精液 或是一根头发等样品，就可以进行DNA指纹鉴定。此外， DNA指纹鉴定技术还用于亲子鉴 定、死者遗骸的鉴定等。在动物进化学中可用于探明动物种群的起源及进化过程。在作物的 基因定位及育种上也有非常广泛的应用。 课堂练习 1.简述有丝分下列关于有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是： A. 有丝分裂和减数分裂都只发生一次分裂。 B. 有丝分裂和减数分裂的子细胞染色体数目都与母细胞相同。 C. 有丝分裂主要用于体细胞增殖和生长，减数分裂主要用于形成配子。 D. 有丝分裂和减数分裂都不涉及染色体的交换和重组。 正确答案：C 解析：有丝分裂只发生一次分裂，而减数分裂发生两次分裂。有丝分裂的子细胞染色体数目与母细胞相同，为二倍体，而减数分裂的子细胞染色体数目减半，为单倍体。有丝分裂主要用于体细胞增殖和生长，维持遗传物质的稳定性，而减数分裂主要用于形成配子，保证遗传多样性。减数分裂过程中，同源染色体发生联会，并进行交叉互换，导致基因重组，从而为创造变异提供遗传的物质基础。 课堂练习 2.精子和卵子形成过程中的主要区别是： A. 精子形成过程发生两次分裂，卵子形成过程只发生一次分裂。 B. 精子形成过程中细胞质均等分配，卵子形成过程中细胞质不均等分配。 C. 精子形成过程不需要经过卵泡发育，卵子形成过程需要经过卵泡发育。 D. 精子形成过程不需要受到激素的调节，卵子形成过程需要受到激素的调节。 正确答案：B 解析：精子和卵子形成过程中，精子形成过程发生两次连续的分裂（减数I 和 减数II），而卵子形成过程也发生两次分裂，但减数第二次分裂是在排卵后被精子刺激完成的。精子形成过程中，细胞质均等分配到四个精细胞中，而卵子形成过程中，细胞质不均等分配，卵细胞获得大部分细胞质，而三个极体细胞质含量很少。精子形成过程不需要经过卵泡发育，而卵子形成过程需要经过卵泡发育，最终形成成熟卵泡并排卵。精子形成过程和卵子形成过程都需要受到激素的调节。 课堂练习 3.减数分裂的遗传学意义不包括： A. 保证物种染色体数目的稳定性。 B. 保证子代与亲代具有相同的遗传物质。 C. 为创造变异提供遗传的物质基础。 D. 使子代具有与亲代不同的遗传特征。 正确答案：B 解析：减数分裂的遗传学意义包括：保证物种染色体数目的稳定性、为创造变异提供遗传的物质基础、使子代具有与亲代不同的遗传特征。选项 B 错误，因为减数分裂通过染色体分离和自由组合，导致子代与亲代在遗传物质上存在差异，从而保证遗传多样性。 课堂小结 布置作业 精子的形成过程 卵泡的发育过程 有丝分裂和减数分裂的特点 01 02 03 简述 感谢观看 $$