2.1.2 减数分裂和受精作用——受精作用-2024-2025学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

本节内容 问题探讨引入 父亲体内所有精原细胞，染色体组成并无差别，母亲体内的 卵原细胞也是如此。可“一母生九子，九子各不同”，同样 的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？ 补充拓展：建立减数分裂过程中染色体变化的模型 模型建构提示：用不同颜色的橡皮泥制作同样大小的染色体来代表同源染色体。建议从 减数分裂Ⅰ开始建构，不需要构建减数分裂前的间期。 需要模拟的对象：细胞、染色体 细胞——白色或浅色的纸张 染色体——不同颜色、长短的纸条（橡皮泥、扭扭棍等） 一、配子多样性形成的模型建构 1.如何选择材料表示同源染色体和非同源染色体？ 2.如何表示姐妹染色单体？ 一、配子多样性形成的模型建构 共能产生四种配子 1个精原细胞能产生 个精细胞， 种精细胞 有2对同源染色体的雄性个体能产生 个精细胞， 种精细胞 每对染色体的分离是独立事件 计算配子中染色体组合 第一对2种 第二对2种 4种组合 （22种） 用乘法原则 4 2 多 4 二、配子中染色体组合的多样性 若细胞中有三对同源染色体 配子中染色 体组合： 8种 23种 S z L w h 4N 0 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 次级精母细胞 每个细胞中染色体数目 A B C D E F S z L w h 4N 0 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 核DNA数目变化曲线 A B C D E F S z L w h 4N 0 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 次级精母细胞 染色体单数目变化曲线 A B C D E F 类 型 一 类 型 二 基因型为YyRr的个体（无染色体互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 2种(YR、yr或Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 1种(YR或yr或Yr或yR) 4种 4种 4种 ①自由组合： 减数分裂I后期，非同源染色体自由组合， 导致非同源染色体上非等位基因自由组合。 (基因重组） 二、配子中染色体组合的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体： 若无染色体互换，该原始生殖细胞可产生 种配子； 实际经减数分裂能产生 种配子。 该生物体可产生 种配子； 实际经减数分裂能产生 种配子。 2n 2或1 2n 2n 二、配子中染色体组合的多样性 分清“一个个体”还是“一个细胞” 复制 减数 分裂 Ad aD (2种) 复制 Ad aD (4种) AD ad 交换 减数 分裂 重组型 基因型为AaDd的个体（染色体交叉互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 1种(AD或Ad或aD或ad ) 4种 4种 4种 ②交换 (基因重组） 二、配子中染色体组合的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体， 若有染色体互换且每对同源染色体均发生一次互换 ①该原始生殖细胞可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 ②该生物体可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 4n 4或1 4n 4n 二、配子中染色体组合的多样性 正常对照 减Ⅰ异常分裂 ③减Ⅰ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 二、配子中染色体组合的多样性 异 常 正 常 ④减Ⅱ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 二、配子中染色体组合的多样性 ①减I后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染 色体上非等位基因自由组合（基因重组）。 ②减I前期，联会的同源染色体非姐妹染色单体交换， 导致染色单体上基因重组。 ③减Ⅰ异常分裂(染色体数目变异) ④减Ⅱ异常分裂（染色体数目变异） 配子多样性原因： 二、配子中染色体组合的多样性 配子多样性的视频分析： 总结：产生的配子种类和数目的规律 (1)含一对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 ①若是1个精原细胞，则形成____种精子。 ②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞。 2 1 (2)含两对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 ①若是1个精原细胞，则形成____种精子；若是足够多的精原细胞（个 体），则形成____种精子。 ②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞；若有足够多的卵原细胞（个 体），则形成____种卵细胞。 2 4 1 4 (3)含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 1个雄性个体，则形成____种精子；一个雌性个体，则形成____种卵子。 2n 2n 三、受精作用 （一）概念： 两性生殖细胞成熟后，精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。 细胞膜上的糖蛋白 细胞膜的流动性 仅有一个精子能和卵细胞结合 （二）场所： 输卵管 顶体是特化的溶酶体，内含 多种水解酶类，能溶解卵细 胞外被，产生孔道使精子进 入卵细胞 受精作用 减数分裂 46条 46条 46条 46条 23条 23条 增殖分化 受精作用 三、受精作用 （三）过程： 精卵 识别 精子头部进 入卵细胞 卵细胞的细胞膜发生 复杂的生理反应，阻 止其它精子再进入 精卵细胞 核融合 受精卵 三、受精作用 （四）实质： 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 （五）意义： 受精卵 细胞核： 细胞质： 精子的核+卵细胞核 几乎全由卵细胞提供 受精卵的核DNA： 受精卵的质DNA： 父母各给一半。 几乎全来自于母亲。 三、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。 每种生物繁衍中，既保持遗传稳定性，又表现出遗传多样性。 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 体细胞一半 非姐妹染色单体交换、 非同源染色体自由组合 雌雄配子结合后染色体数目 恢复体细胞染色体数目 雌雄配子随机结合 三、受精作用 因此同一双亲后代必然呈现多样性，有利于 生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的 优越性，减数分裂和受精作用对于生物的遗 传和变异都十分重要。 母亲 父亲 减数 分裂 减数 分裂 卵细胞 精子 受 精 作 用 受精卵 有丝 分裂 子代体细胞 分化 有丝 分裂 分化 有丝 分裂 分化 三、受精作用 受精卵 有丝分裂 分化 原始生 殖细胞 成熟生 殖细胞 受精 作用 受精卵 体细胞 有丝分裂 分化 减数 分裂 亲代个体 子代个体 三、受精作用 Ｎ 2Ｎ 4Ｎ 时期 有丝分裂 减数分裂 受精作用 DNA 染色体 受精作用 有丝分裂 三、受精作用 2.1.2 受精作用 本节内容 问题探讨引入 父亲体内所有精原细胞，染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。可“一母生九子，九子各不同”，同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？ 多胞胎：分为单卵性多胞胎和多卵性多胞胎。前者1个受精卵在囊胚期由于某种原因分裂成2个或2个以上的细胞群，并逐渐发育成2个或2个以上的胎儿；后者指女方一次排出2个或2个以上的卵细胞分别与精子结合成2个或2个以上的受精卵，并分别在母体子宫内着床发育成的胎儿。 补充拓展：建立减数分裂过程中染色体变化的模型 模型建构提示：用不同颜色的橡皮泥制作同样大小的染色体来代表同源染色体。建议从减数分裂Ⅰ开始建构，不需要构建减数分裂前的间期。 需要模拟的对象：细胞、染色体 细胞——白色或浅色的纸张 染色体——不同颜色、长短的纸条（橡皮泥、扭扭棍等） 一、配子多样性形成的模型建构 1.如何选择材料表示同源染色体和非同源染色体？ 2.如何表示姐妹染色单体？ 一、配子多样性形成的模型建构 共能产生四种配子 1个精原细胞能产生 个精细胞， 种精细胞 有2对同源染色体的雄性个体能产生 个精细胞， 种精细胞 每对染色体的分离是独立事件 计算配子中染色体组合 第一对2种 第二对2种 4种组合 （22种） 用乘法原则 4 2 多 4 二、配子中染色体组合的多样性 当然，多数生物体细胞中染色体都不止一对，我们继续模拟细胞中含有两对同源染色体的情况。 此时细胞中有非同源染色体了，减数分裂一同源染色体分离的时候，非同源染色体在细胞每一极组合，分别进入次级细胞（动画，出上面的图） 大家可能就发现了，这里可以出现不同的摆放图像。 可以是之前我们摆放的这种大绿小绿、大红小红分别分到一个细胞里 也可以是大红小绿，小红大绿这样组合后分配到同一个细胞里（动画，出下面的图） 因为大红和大绿染色体的分离与小红和小绿染色体的分离过程是各自独立的。 所以非同源染色体的组合是随机的 而每一种情况，产生的四个子细胞也不同， 第一种情况，产生的四个细胞，（动画）两个细胞中是大绿小绿两条染色体组合，（动画）另外两个细胞则是大红小红的组合。 第二种情况，左侧细胞形成的是（动画）大红小绿的染色体组合，（动画）右侧细胞则会形成大绿小红的染色体组合，每种组合的细胞有两个。 因为每个生物个体都有多个原始生殖细胞，每一个细胞减数分裂时非同源染色体的组合都是随机的（动画*2，出框）。 这样，一个个体一共就能形成四种配子（动画出字）。 显然，细胞中同源染色体对数越多，配子中可能出现的染色体组合类型就越多。 若细胞中有三对同源染色体 配子中染色体组合： 8种 23种 我们同样可以利用模型摆放解决这个问题 若细胞中有三对同源染色体，减数分裂1，同源染色体分离，非同源染色体可以出现哪些哪些组合呢，大家可以和我一起摆一摆 （动画出图1）这是第一种可能，我把相同颜色的摆放在一侧， 在此基础上，我一次调整一对染色体的位置，就可以出现第二种（动画），第三种（动画）和第四种（动画）类型。 细胞各自分裂产生2种四个细胞（动画*4）， 该生物减数分裂（动画，两个框）形成的配子中染色体的组成有8种可能（动画出白色字）。 若我们同样用乘法原则计算，三对染色体各自独立，配子类型计算为2*2*2，也就是2的3次方（动画），8种，与摆放出来的结果一致。 4N 0 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 次级精母细胞 每个细胞中染色体数目 A B C D E F S z L w h 4N 0 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 核DNA数目变化曲线 A B C D E F S z L w h 4N 0 精原细胞 初级精母细胞 间期 减Ⅱ前 2N N 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ中 减Ⅱ后 G1 G2 S 减Ⅱ末 精细胞 次级精母细胞 染色体单数目变化曲线 A B C D E F S z L w h 类 型 一 类 型 二 基因型为YyRr的个体（无染色体互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 2种(YR、yr或Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 1种(YR或yr或Yr或yR) 4种 4种 4种 ①自由组合： 减数分裂I后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因自由组合。 (基因重组） 二、配子中染色体组合的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体： 若无染色体互换，该原始生殖细胞可产生 种配子； 实际经减数分裂能产生 种配子。 该生物体可产生 种配子； 实际经减数分裂能产生 种配子。 2n 2或1 2n 2n 二、配子中染色体组合的多样性 分清“一个个体”还是“一个细胞” 复制 减数 分裂 Ad aD (2种) 复制 Ad aD (4种) AD ad 交换 减数 分裂 重组型 基因型为AaDd的个体（染色体交叉互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 1种(AD或Ad或aD或ad ) 4种 4种 4种 ②交换 (基因重组） 二、配子中染色体组合的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体， 若有染色体互换且每对同源染色体均发生一次互换 ①该原始生殖细胞可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 ②该生物体可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 4n 4或1 4n 4n 二、配子中染色体组合的多样性 正常对照 减Ⅰ异常分裂 ③减Ⅰ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 二、配子中染色体组合的多样性 异 常 正 常 ④减Ⅱ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 二、配子中染色体组合的多样性 ①减I后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因自由组合（基因重组）。 ②减I前期，联会的同源染色体非姐妹染色单体交换，导致染色单体上基因重组。 ③减Ⅰ异常分裂(染色体数目变异) ④减Ⅱ异常分裂（染色体数目变异） 配子多样性原因： 二、配子中染色体组合的多样性 配子多样性的视频分析： 总结：产生的配子种类和数目的规律 (1)含一对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 ①若是1个精原细胞，则形成____种精子。 ②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞。 2 1 (2)含两对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 ①若是1个精原细胞，则形成____种精子；若是足够多的精原细胞（个体），则形成____种精子。 ②若是1个卵原细胞，则形成____种卵细胞；若有足够多的卵原细胞（个体），则形成____种卵细胞。 2 4 1 4 (3)含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子 1个雄性个体，则形成____种精子；一个雌性个体，则形成____种卵子。 2n 2n 三、受精作用 （一）概念： 两性生殖细胞成熟后，精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。 细胞膜上的糖蛋白 细胞膜的流动性 仅有一个精子能和卵细胞结合 （二）场所： 输卵管 顶体是特化的溶酶体，内含多种水解酶类，能溶解卵细胞外被，产生孔道使精子进入卵细胞 受精作用 减数分裂 46条 46条 46条 46条 23条 23条 增殖分化 受精作用 三、受精作用 （三）过程： 精卵识别 精子头部进入卵细胞 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入 精卵细胞核融合 受精卵 三、受精作用 （四）实质： 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 （五）意义： 受精卵 细胞核： 细胞质： 精子的核+卵细胞核 几乎全由卵细胞提供 受精卵的核DNA： 受精卵的质DNA： 父母各给一半。 几乎全来自于母亲。 三、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。 每种生物繁衍中，既保持遗传稳定性，又表现出遗传多样性。 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一半 非姐妹染色单体交换、 非同源染色体自由组合 雌雄配子结合后染色体数目 恢复体细胞染色体数目 雌雄配子随机结合 三、受精作用 因此同一双亲后代必然呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性，减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异都十分重要。 母亲 父亲 减数分裂 减数分裂 卵细胞 精子 受精作用 受精卵 有丝分裂 子代体细胞 分化 有丝分裂 分化 有丝分裂 分化 三、受精作用 受精卵 有丝分裂 分化 原始生殖细胞 成熟生殖细胞 受精作用 受精卵 体细胞 有丝分裂 分化 减数分裂 亲代个体 子代个体 三、受精作用 Ｎ 2Ｎ 4Ｎ 时期 有丝分裂 减数分裂 受精作用 DNA 染色体 受精作用 有丝分裂 三、受精作用 本节小结 减数分裂 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 受精作用 配子中染色体组合的多样性 精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程 精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合在起，染色体数目恢复到正常体细胞染色体数目 减Ⅰ后:同源染色体分离，非同源染色体自由组合 裂Ⅰ前:四分体中的非姐妹染色单体间发生互换 提高后代变异力,多样性，进而推动生物进化。 维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 过程： 实质： 意义： 受精作用 受精卵 卵细胞 精 子 减数分裂 减数分裂 ( )生物体( ） 46 23 23 46 2n n n 2n 细胞分化有丝分裂 课堂小结 某种动物细胞分裂过程中染色体数目变化情况，下列相关叙述正确的是(　) A．图中显示了减数分裂、有丝分裂和受精作用过程 B．C～H、I～M段可分别表示为一个细胞周期 C．A～I段表示减数分裂 D．E～F段发生了同源染色体的分离 1.大熊猫的体细胞有42条染色体，判断下列相关表述是否正确。 (1) 一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子，染色体数目一般都是21条。( ) (2)一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞，其染色体组合具有多样性。( ) √ √ 课后习题·概念检测 2.假如蛙的15个初级卵母细胞和5个初级精母细胞都能正常分裂，并在最大限度内受精,则最多能形成的受精卵数目是( ) A.20 B.15 C.10 D.5 B 3.同种生物前后代的染色体数目是相同的，对此起决定作用的过程是( ) A.有丝分裂 B.有丝分裂和受精作用 C.减数分裂 D.减数分裂和受精作用 D 课后习题·概念检测 正常人有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”（唐氏综合征）的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。对患者进行染色体检查，发现患者的21号染色体不是正常 的1对，而是3条。 染色体组型 课后习题·概念检测 不能正常进行减数分裂 2.骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体，请问骡的体细胞中含有多少条染色体?骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的，而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗? 马的体细胞32对染色体 马的生殖细胞32条染色体 驴的体细胞31对染色体 驴的生殖细胞31条染色体 骡的体细胞63条染色体 课后习题·概念检测 课后习题·概念检测 Lavf58.28.100 Lavf57.62.100 Lavf58.28.100 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Lavf58.28.100 $$