2.1 减数分裂和受精作用-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

问题探讨 ●生长周期短 ●繁殖快 ●染色体少易观察 体细胞 配子 特殊 过程 特殊 过程 能通过有丝分裂的方式形成配子吗？ 魏斯曼预测 减半 恢复 果 蝇 南溪一中生物教研组 刘海晗 1 目标一 一 减数分裂 第2章　基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用 南溪一中生物教研组 刘海晗 减数分裂相关概念 人体细胞中的染色体 同源染色体 2n=46条 南溪一中生物教研组 刘海晗 3 1.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______的两条染色体，形状和大小一般都______， 一条来自______，一条来自______。 (2)非同源染色体：形状、大小________，且在减数分裂过程中不进行______的染色体。 2.联会和四分体 (1)联会：在减数分裂过程中，同源染色体__________的现象。 (2)四分体：联会后每对同源染色体含有____条染色单体。 3.染色体互换：四分体中的 之间发生缠绕， 并交换相应的片段。 配对 相同 父方 母方 不相同 配对 两两配对 四 减数分裂相关概念P20 非姐妹染色单体 南溪一中生物教研组 刘海晗 4 下图表示细胞分裂某时期的图像，请分析： (1)图甲染色体中属于同源染色体的是哪些？哪些是非同源染色体？ 同源染色体： 非同源染色体： A和B、C和D 乙 A与C，A与D，B与C，B与D 减数分裂相关概念 (2)图乙中的a、a′的关系： a、b的关系： a、c的关系： a、a′和b、b′合称： 姐妹染色单体 同源染色体中的非姐妹染色单体 非同源染色体之间的非姐妹染色单体 四分体 南溪一中生物教研组 刘海晗 下图表示细胞分裂某时期的图像，请分析： 乙 减数分裂相关概念 (3)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子数之间的数量关系是怎样的？图乙中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)? 图乙中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体 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 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、精子的形成场所 ——睾丸(曲细精管中） 精原细胞 有丝分裂 减数分裂 新的精原细胞 精细胞 一、精子的形成过程 南溪一中生物教研组 刘海晗 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 4个精子 1个原始生殖细胞 一、精子的形成过程 南溪一中生物教研组 刘海晗 8 特点 1个精原细胞 1个初级精母细胞 ①染色体复制，细胞体积增大 ②精原细胞→初级精母细胞 ③形成姐妹染色单体 ④染色体呈染色质丝的状态 减数分裂前的间期 一、精子的形成过程 南溪一中生物教研组 刘海晗 9 一个四分体 特点 ①膜仁消失现两体； 一、精子的形成过程 减数分裂Ⅰ ——前期 联会 ②同源染色体 四分体； ③四分体的非姐妹染色单体可以发生互换（不一定发生）。 南溪一中生物教研组 刘海晗 10 特点 各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧。 一、精子的形成过程 减数分裂Ⅰ ——中期 南溪一中生物教研组 刘海晗 特点 特点 减数分裂Ⅰ后期 减数分裂Ⅰ末期 同源染色体分离， 非同源染色体自由组合。 一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞 一、精子的形成过程 减数分裂Ⅰ ——后期和末期 南溪一中生物教研组 刘海晗 同源染色体联会 同源染色体分离 着丝粒不分裂 减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂 I 减数分裂Ⅰ中主要发生同源染色体的变化 一、精子的形成过程 减数分裂Ⅰ 南溪一中生物教研组 刘海晗 减数分裂 II，染色体数目不变 精细胞 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 染色体着丝粒排列在赤道板上 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体 染色体散乱分布在细胞中 一、精子的形成过程 减数分裂Ⅱ 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、精子的形成过程 1、减I前的间期 + 减数分裂 2、精子的变形 (不属于减数分裂过程） 南溪一中生物教研组 刘海晗 例1 下图是动物细胞减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是（ ） A. ③—④—②—⑥—①—⑤ B. ④—③—②—⑥—①—⑤ C. ③—④—⑥—②—①—⑤ D. ③—⑥—②—④—①—⑤ A 减Ⅱ后期 减Ⅰ后期 减Ⅰ前期 减Ⅰ中期 减Ⅱ末期 减Ⅰ末期 课堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 例2 结合下图完成填空： (1)表示初级精母细胞的有____________。 (2)表示次级精母细胞的有____________。 (3)[___]精细胞→[_____]精子需要经过变形。 (4)发生联会并会互换片段的细胞是________。 (5)按照精子形成过程将上述细胞进行排序：______________________________。 (6)含有同源染色体的细胞有____________。 A、E、G B、C、F D H A A→G→E→B→F→C→D→H A、E、G 课堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、卵细胞的形成场所 ——卵巢 二、卵细胞的形成过程 卵原细胞 有丝分裂 减数分裂 新的卵原细胞 卵细胞 卵泡中央的一个细胞将会发育成卵细胞。 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、卵细胞的形成过程 南溪一中生物教研组 刘海晗 →初级性母细胞 → 精子 卵细胞 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅰ 变形 性原细胞 → 次级性母细胞 → 性细胞 细胞质不均等分裂 细胞质不均等分裂 极体（退化消失） 极体 间期 均等分裂 南溪一中生物教研组 刘海晗 20 有丝分裂(细胞分化) 间期：细胞体积增大、染色体复制 着丝粒分裂，染色单体分离 染色体数目加倍，细胞一分为二 1个卵原细胞（染色体数:2n） 1个初级卵母细胞（染色体数:2n） 1个次级卵母细胞+1个第一极体（染色体数: 2n→n ） 1个卵细胞+3个第二极体（染色体数:n） 体细胞（染色体数:2n） 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换） 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） 末期：形成1个大的次级卵母细胞和1个小的第一极体 （退化消失） 二、卵细胞的形成过程 南溪一中生物教研组 刘海晗 21 图像识别 项目 精子形成过程 卵细胞形成过程 部位 原始生殖细胞 细胞质的 分裂方式 分裂结果 是否变形 精、卵形成过程的区别 睾丸 卵巢 精原细胞 卵原细胞 均等分裂 初级、次级卵母细胞不均等分裂， 极体均等分裂 1个精原细胞 →4个精细胞 1个卵原细胞→1个卵细胞＋3个极体(退化消失) 不需变形 变形 初级精母细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 次级精母细胞/第一极体 南溪一中生物教研组 刘海晗 减数分裂的概念 进行有性生殖的生物 对象 时期 特点 结果 产生成熟生殖细胞时 细胞连续分裂2次，而染色体只复制一次 成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞减少一半 精（卵）原细胞 初级精（卵）母细胞 次级精（卵）母细胞 精（卵）细胞（或极体） 减数分裂示意图 + + 南溪一中生物教研组 刘海晗 1. 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 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. 可属于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 课堂练习 D 与体细胞数目相等 南溪一中生物教研组 刘海晗 2. 下列有关哺乳动物精子与卵细胞形成过程的叙述，正确的是( ) A. 在分裂后期细胞质的分裂都是均等的 B. 都有同源染色体的分离和着丝粒分裂 C. 染色体都在减数分裂Ⅰ后期加倍后再平均分配到子细胞中 D. 精原细胞、卵原细胞是通过减数分裂产生的 B 卵细胞形成过程中存在的两次分裂不均等 染色体数 = 着丝粒数，减Ⅱ后期着丝粒分裂 有丝分裂 课堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 25 练习与应用P23 一、概念检测 × √ 2. B 3. C 4.(1)减数分裂 细胞中出现了四分体 (2)4 8 (3)2 A与C、A与D、B与C、B与D (4) a与a’、b与b’、c与c’、d与d’(5)2 (6)参见教材图2-2。 二、拓展应用 1.根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂哪个时期。 2.不一定。①减数分裂Ⅰ异常:同源染色体没有移向细胞的两极； ②减数分裂Ⅱ异常:姐妹染色体没有移向细胞的两极， 这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目异常现象。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。 南溪一中生物教研组 刘海晗 练习与应用P23 3.精子变形过程中的变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。 ①保证了遗传物质能够先进入卵细胞； ②使精子具备适于游动的能力 ③避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量； ④可以更好地在受精过程中提供能量。 在精细胞变形为精子的过程中，①精子的头部几乎只保留了细胞核，②部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，③大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，④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？ 南溪一中生物教研组 刘海晗 目标一 减数分裂中相关物质的变化规律 补充拓展1 南溪一中生物教研组 刘海晗 比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 分裂前的间期DNA的复制与否 同源染色体 着丝粒变化 染色体主要行为 染色体数目 核DNA数量 染色单体数 复制 不复制 有 无 不分裂 分裂 2n→n n→2n→n 2n→n 4n→2n 4n→2n 2n→0 ①同源染色体联会；②同源染色体的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。 ①着丝粒分裂；②姐妹染色单体分开成为姐妹染色体，分别移向细胞两极。 补充拓展1：减数分裂中相关物质的变化规律 南溪一中生物教研组 刘海晗 4N 0 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 间期 减Ⅰ 减Ⅱ 后(开) 2N N “ ”染色体（质） “ ”核DNA分子 “ ”染色单体 DNA复制 细胞分裂 同源染色体分离 着丝点 分裂 细胞 分裂 1．在给出的坐标系中画出染色体、核DNA、染色单体变化曲线。 补充拓展1：减数分裂中相关物质的变化规律 南溪一中生物教研组 刘海晗 2. 请结合下列柱形图(以精子形成过程为例)，判断各时期细胞名称。 精原细胞 复制 初级精母细胞 减数分裂Ⅰ 次级精母细胞 精细胞 减数分裂Ⅱ 数量 次级精母细胞 补充拓展1：减数分裂中相关物质的变化规律 南溪一中生物教研组 刘海晗 归纳引发相关物质数量变化的四大原因 核心归纳 南溪一中生物教研组 刘海晗 下面是某细胞分裂过程中的物质变化图，有关图中a～c段(不含a、c两点) 的叙述正确的是（ ） A. 细胞中始终存在同源染色体 B. 细胞中始终存在姐妹染色单体 C. 细胞中染色体数与核DNA分子数的比由1∶2变为1∶1 D. 此时期的细胞名称为初级精母细胞或初级卵母细胞 课堂练习 B b～c段处于减数分裂Ⅱ前期、中期，不含同源染色体 a～c段包括G2、减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ前期、中期 着丝粒没有分裂，始终存在姐妹染色单体 a～b段细胞名称为初级精(卵)母细胞，b～c段为次级精(卵)母细胞或极体 南溪一中生物教研组 刘海晗 2. 如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述错误的是（ ） A. 该过程表示精原细胞进行的减数分裂 B. ②表示染色单体数，③表示核DNA数 C.Ⅰ阶段细胞中含有染色体数∶核DNA数＝1∶1 D. 互换发生在Ⅱ和Ⅲ所处阶段 课堂练习 D 互换发生在减数分裂Ⅰ的前期(四分体时期)，对应Ⅱ所处阶段 南溪一中生物教研组 刘海晗 目标一 补充拓展2 有丝分裂与减数分裂的比较 南溪一中生物教研组 刘海晗 比较项目 减数分裂 有丝分裂 不 同 点 细胞类型 体细胞或原始生殖细胞 发生场所 全身各处 细胞分裂次数 同源染色体行为 无特殊行为 非同源染色体行为 无特殊行为 亲、子细胞染色体数目关系 子细胞染色体数目_____ 子细胞染色体数目_____ 子细胞数目及类型 _____精子 或 _____卵细胞 +_____极体 相 同 点 ①染色体都只复制_________； ②分裂过程中都出现__________，都有______________的消失与重现； ③都有__________分裂和________________分开现象 原始生殖细胞 有性生殖器官 分裂2次 分裂1次 发生联会、互换、分离 自由组合 减半 不变 4个 1个 一次 2个相同的子细胞 3个 纺锤丝 核仁、核膜 着丝粒 姐妹染色单体 补充拓展2：有丝分裂与减数分裂的比较 南溪一中生物教研组 刘海晗 时期 有丝分裂 减数分裂I 减数分裂II 前期 中期 后期 补充拓展2：有丝分裂与减数分裂的比较 有丝分裂与减数分裂图像辨析 有同源染色体，但不联会 有同源染色体联会现象 无同源染色体， 且散乱分布 有同源染色体， 着丝粒排列在 赤道板上 同源染色体排列在赤道板两侧 无同源染色体， 着丝粒排列在 赤道板上 有同源染色体，且着丝粒分裂 后移向两极 同源染色体分离并移向两极 无同源染色体，且着丝粒分裂 后移向两极 南溪一中生物教研组 刘海晗 “三看”法判断细胞分裂时期 核心归纳 南溪一中生物教研组 刘海晗 5.(2022·吉林一中高二期中)假定某动物细胞染色体数目2n＝4，据图指出②③④⑤⑥各细胞所处的分裂时期的叙述，正确的是( ) A.⑤细胞内有4个四分体，②细胞内有2个四分体 B.②③④⑤细胞均含同源染色体 C.②③④细胞分别为减数分裂Ⅰ前、中、后期 D.⑥细胞是次级精母细胞或极体 课堂练习 B 有丝后 减数Ⅰ后 减数Ⅰ前 有丝中 减数II后 南溪一中生物教研组 刘海晗 6.(2022·福建龙岩高一期中)如图为某动物(2n＝4)个体不同分裂时期的细胞示意图，下列叙述正确的是（ ） A.图①和图④细胞与其前一分裂时期相比，染色体与核DNA均随着丝粒分裂而加倍 B.图②和图③细胞的主要区别在于同源染色体的行为特点不同 C.图②细胞所处时期一定会有非姐妹染色单体间互换的发生 D.图④细胞的子细胞名称为精细胞 课堂练习 B 有丝后 有丝中 减数II后 减数I中 或极体 核DNA含量不变 不一定 南溪一中生物教研组 刘海晗 目标一 探究 . 实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片(P24) 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。 1．目的要求 2．材料用具 蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。 南溪一中生物教研组 刘海晗 3.实验步骤 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 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） 探究 . 实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片(P24) 南溪一中生物教研组 刘海晗 探究 . 实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片(P24) 南溪一中生物教研组 刘海晗 1. 下列有关观察蝗虫精母细胞减数分裂装片的实验的叙述，错误的是( ) A.选取蝗虫作实验材料，是因为蝗虫染色体数目相对较少，染色体较大，易于观察 B.实验过程中，我们可以观察到蝗虫的精母细胞进行减数分裂不同时期的动态过程 C.用显微镜观察到蝗虫减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ中期染色体数目及排列在赤道板的 方式均不同 D.观察到某些细胞有染色体联会现象，这些细胞是雄性蝗虫的初级精母细胞 课堂练习 B 细胞已死亡 南溪一中生物教研组 刘海晗 2.(2022·江苏新沂市东华高级中学高一期中)如图为水稻(2n＝24)减数分裂过程中不同时期的细胞图像，下列有关叙述正确的是( ) A.选取不同发育程度的幼嫩花药制片，利于观察到不同时期的图像 B.图①②细胞中含有同源染色体，都具有12个四分体 C.图③所示细胞发生姐妹染色单体分离 D.图④的每个细胞中染色体和核DNA数目均为图①细胞的一半 课堂练习 A ②细胞表示减Ⅰ后，没有四分体 ③减Ⅱ中，它的下一个时期发生姐妹染色单体分离 ④染色体数和①相同 南溪一中生物教研组 刘海晗 45 目标一 第2章　基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用 二 受精作用 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、配子中染色体组合的多样性 探究 . 实践 建立减数分裂中染色体变化的模型(P25-26) 模拟对象：细胞、染色体 不同颜色、长短的纸条（橡皮泥、扭扭棍等） 白色或浅色的纸张 南溪一中生物教研组 刘海晗 探究 . 实践 建立减数分裂中染色体变化的模型(P25-26) 同源染色体和非同源染色体的表示 姐妹染色单体的表示 1、模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 一、配子中染色体组合的多样性 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、配子中染色体组合的多样性 探究 . 实践 建立减数分裂中染色体变化的模型(P25-26) 1、模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、配子中染色体组合的多样性 探究 . 实践 建立减数分裂中染色体变化的模型(P25-26) 2、模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、配子中染色体组合的多样性 探究 . 实践 建立减数分裂中染色体变化的模型(P25-26) 2、模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 23种 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子种类(不考虑染色体互换)。 项目 可能产生配子的种类 实际产生配子的种类 1个精原细胞 1个雄性个体 2n 种 1个卵原细胞 2n 种 1个雌性个体 2n 种 2n 种 2 种 2n 种 1 种 2n 种 分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞” 一、配子中染色体组合的多样性 南溪一中生物教研组 刘海晗 2、据图：实际含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型比2n多的 原因是_______________________________________________。 同源染色体中非姐妹染色单体间发生了互换 一、配子中染色体组合的多样性 南溪一中生物教研组 刘海晗 1. 下列关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的说法错误的是（ ） A. 仔细观察染色体的形态、位置和数目时需用高倍镜 B. 在处于减数分裂Ⅰ中期的细胞中能观察到赤道板结构 C. 视野中能观察到的同源染色体分开的细胞处于减数分裂Ⅰ后期 D. 视野中能观察到的同源染色体联会的细胞处于减数分裂Ⅰ时期 课堂练习 B 赤道板不是真实存在的结构，在显微镜下观察不到 南溪一中生物教研组 刘海晗 2. 图甲是某生物的一个精细胞，图中染色体的黑色和白色分别代表染色体的 来源——父方和母方。根据染色体的类型和数目判断，图乙中与甲细胞来 自同一个精原细胞的有( ) A. ①② B. ①④ C. ①③ D. ②④ 课堂练习 C 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、受精作用 南溪一中生物教研组 刘海晗 受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）；而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。 二、受精作用 概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 南溪一中生物教研组 刘海晗 遗传稳定性 遗传多样性 配 子 形 成 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。 在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致配子中染色体组合的多样性。 受 精 作 用 卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。 卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。 2n→n n→2n 配子多样性 配子结合随机性 思维训练 综合概括（P27） 南溪一中生物教研组 刘海晗 13三体综合征 练习与应用P28 一、概念检测 √ √ 2. B 3. D 二、拓展应用 1．在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因①减数分裂I时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数分裂II，就会形成含有2条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂I正常， ②减数分裂II时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，但这2条13号染色体没有分别移向细胞两极，而是进入了同一个精子或卵细胞。这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是2条。若一个正常的精子或卵细胞（含23条非同源染色体，其中只含有1条13号染色体）与上述异常的卵细胞或精子结合成受精卵，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体为3条。当该受精卵发育成个体时，这个个体的体细胞中的染色体数目就是47条，含有3条13号染色体。 南溪一中生物教研组 刘海晗 驴的体细胞31对染色体 马的生殖细胞 32条染色体 驴的生殖细胞 31条染色体 马的体细胞 32对染色体 骡的体细胞 63条染色体 练习与应用P28 2.63条。骡的体细胞（原始生殖细胞）中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴，骡的原始生殖细胞中不存在同源染色体，在进行减数分裂时染色体不能联会，故不能形成正常的配子。 南溪一中生物教研组 刘海晗 5.如图表示在不同生命活动过程中，细胞内染色体的变化曲线，下列叙述正确的是 课堂练习 C 减Ⅰ 减II 受精作用 有丝分裂 A. a过程没有姐妹染色单体 B. b过程细胞数目不变 C. c过程发生受精作用 D. d过程没有同源染色体 南溪一中生物教研组 刘海晗 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf57.62.100 $$