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

第2章 第1节 减数分裂和受精作用 1 第二章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用——减数分裂 2 我从哪里来？ 课堂导入 3 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精 精子 卵细胞 父亲 母亲 ? ? 有丝分裂 有丝分裂 （46） （46） （46） （46） （92） （92） 课堂导入 4 课堂导入 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精 精子 卵细胞 父亲 母亲 有丝分裂 有丝分裂 （46） （46） （46） （46） （92） （92） （46） （46） （23） （23） ? ? 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 男 女 魏斯曼(1834---1914) 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，使染色体的数目减少一半。 受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。 减数分裂 产生生殖细胞 课堂导入 　　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？ 体细胞 配子 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？ 问题探讨 配子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。 7 Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ X Y Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ X Y Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ X X Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ X X 雄果蝇 雌果蝇 2、仔细对比配子中的染色体和体细胞中的染色体，你能发现什么特点？ 真核生物的三种分裂方式： 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 复习回顾 2N 4N 2N 间期 前期 中期 后期 末期 胞质分裂期 ： ①DNA复制 ②相关蛋白质的合成 ③细胞适度生长 膜仁消失显两体 数形清晰赤道齐 点裂数增均两极 两消两现重周期 意义：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确的平均分配到两个子细胞中。因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 减数分裂 一、精子的形成 提下有性生殖生物 10 有性生殖器官内，如睾丸 （一）场所： 精原细胞 （原始雄性生殖细胞） 体细胞 有丝分裂 细胞分化 精子 精原细胞 有丝分裂 精细胞 减数分裂 精子 变形 减数分裂 一、精子的形成 精原细胞 复制 （ ）细胞 减数第 次分裂 （ ）细胞 （ ）细胞 变形 精子 减数第 次分裂 初级精母 一 次级精母 二 精 间 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ前 减Ⅱ中 减Ⅱ后 减Ⅱ末 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 1、总览 初级精母细胞 精原细胞 ： ： 特点： 1.DNA复制（染色体复制） 2.有关蛋白质的合成 3.细胞的适度生长 4.出现姐妹染色单体 5.染色体呈染色质丝的状态 2、减数分裂前的间期 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 结果 每条染色质上含有2条染色单体，染色质数目不变，DNA含量加倍 染色体的复制 减数分裂前的间期：一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，由同一个着丝粒连接，此时的染色体呈染色质丝的状态。 13 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 （1）与减数分裂有关的几个概念 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 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 联会：同源染色体两两配对的现象 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。 1 2 3 4 1对同源染色体 4条染色单体 一个四分体 = = 1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体 以学生为题目巩固这个知识点 16 染色体互换 减数分裂Ⅰ时，四分体上的非姐妹染色单体之间常常发生缠绕，并交换相应的片段。 四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。 右图是减数分裂某时期的图像，请分析回答： 1.同源染色体和非同源染色体 (1)图中的同源染色体有哪些？ 答案　图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。 (2)图中的非同源染色体有哪些？ 答案　图中的1和3、1和4、2和3、2和4分别是非同源染色体。 练习 (3)上图中有几个四分体？ 答案　图中含有2个四分体。 (4)四分体、染色体、染色单体和DNA分子数之间的数量关系是怎样的？ 答案　1个四分体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。 19 3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体 (1)哪些是姐妹染色单体？哪些是非姐妹染色单体？ 答案　同一着丝点连着的两条染色单体是姐妹染色单体，如图中的a和a′、b和b′，非姐妹染色单体如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′ (2)染色体互换互换发生在哪些染色单体之间？ 答案　交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间，如图中的a和b、a和b′、a′和b、a′和b′ 练习 2、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（ ） × × √ 20 初级精母细胞 初级精母细胞 ： ： （2）减数分裂Ⅰ的前期 特点： ①膜仁渐失现两体； ②同源染色体联会（配对）， 形成四分体； ③四分体的非姐妹染色单体 可以发生互换。 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 减数第一次分裂的前期：初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并两两配对，细胞中的同源染色体两两配对叫联会。联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体。 21 初级精母细胞 初级精母细胞 ： ： （3）减数分裂Ⅰ的中期 特点： 各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 减数第一次分裂的中期：各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。 22 初级精母细胞 初级精母细胞 ： ： （4）减数分裂Ⅰ的后期 特点：同源染色体分离，非同源染色体自由组合 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 非同源染色体的自由组合 第1种可能性 第2种可能性 减数第一次分裂的后期：在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，同时非同源染色体可以自由组合，如大蓝可以向图中一样和小红组合，也可以和大红组合，即非同源染色体可以自由组合。经过后期后，细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。 23 初级精母细胞 次级精母细胞 ： 特点： 1.细胞缢裂，一分为二，形成2个次级精母细胞。 2.染色数目 。 减半 减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ的末期 （5）减数分裂Ⅰ的末期 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞。细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条。 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。 24 【归纳】减数分裂Ⅰ的主要特征： 1.（前期）同源染色体联会，形成四分体；四分体中的非姐妹染色单体可以发生交叉互换； 2.（后期）同源染色体分离，非同源染色体自由组合，分别移向细胞两级。 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 3、减数第一次分裂 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期很短，染色体不再复制。 次级精母细胞 次级精母细胞 ： （1）减数分裂Ⅱ的前期 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 4、减数第二次分裂 减数第二次分裂的前期：新细胞中再次形成纺锤体，纺锤丝与染色体相连，这时的染色体依然由姐妹染色单体组成。 27 次级精母细胞 次级精母细胞 ： （2）减数分裂Ⅱ的中期 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 4、减数第二次分裂 减数第二次分裂的中期：纺锤丝牵引着着丝粒将染色体排列在赤道板上。 28 次级精母细胞 次级精母细胞 （3）减数分裂Ⅱ的后期 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 4、减数第二次分裂 减数第二次分裂的后期：着丝粒一分为二，两条姐妹染色单体分开，形成两条子染色体。 29 （4）减数第二次分裂与有丝分裂对比： 减数第二次分裂 有丝分裂 减Ⅱ主要特征：与有丝分裂相似 主要区别：不存在同源染色体 （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 4、减数第二次分裂 后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 减数分裂后，精细胞经过复杂的变形才能形成精子。精子分为头部和尾部，头部有细胞核，尾长，能够摆动。 [思考]不考虑交叉互换，一个精原细胞能形成___个____种精子。 4 2 “两两相同，两两互补” （二）精子的形成过程 减数分裂 一、精子的形成 5、变形 精细胞 精子 初级精母细胞 次级精母细胞 精原细胞 染色体数目减半 同源染色体分离 着丝粒分裂 变形 联会 精子形成的全过程图解 1．根据减数分裂染色体行为变化，回答下问题: （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、非同源染色体自由组合发生在： （4）染色体着丝点分裂发生在: 减Ⅰ后期 减Ⅰ间期 减Ⅰ前期 减Ⅱ后期 习题 （5）1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。 （6）减数分裂过程中染色体数目减半发生在 ， 原因 。 （7）减数分裂Ⅰ 同源染色体，减数分裂Ⅱ 同 源染色体。有丝分裂 同源染色体。 （9）减数分裂 细胞周期。 1 2 4 4 减数分裂Ⅰ 同源染色体分离，分别进入两个子细胞 有 无 有 没有 （8）四分体出现在减数分裂Ⅰ的 期和 期。 前 中 习题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 精子形成的顺序依次是： 4 →5 →7 →2 →9 →6 →8 →10 →1 →3 习题 1个精原细胞 1个初级精母细胞 2个次级精母细胞 4个精细胞 减数分裂前的间期：　 前期：联会、四分体（非姐妹染色单体互换） 末期：细胞一分为二，形成4个精细胞 4个精子 变形 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 染色体数减半 无同源染色体 末期：染色体数目减半，形成2个次级精母细胞 前期：染色体散乱分布 中期：染色体的着丝粒排列在赤道板上 后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 染色体复制、细胞体积增大 小结 卵细胞 卵泡 一、减数分裂 （二）卵细胞的形成 1.形成部位： 有性生殖器官内，如卵巢 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。 2、卵细胞形成过程中跟精子形成还有什么不同的地方呢？ 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 极体 极体  对比 精子的形成 卵细胞的形成 相同点 子细胞数 子细胞染色体数目 染色体行为 不同点 形成部位 是否变形 细胞质是否均等分配 形成的生殖细胞数 4个（都是精子） 4个（1个卵细胞、3个极体） 都是染色体复制一次，细胞分裂两次， 子细胞中染色体数目都是体细胞的一半； 各个时期染色体行为均一致； 睾丸（精巢） 卵巢 变形 不变形 两次分裂都是均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞都 是不均等分裂，极体是均等分裂 1个精原细胞形成4个精子 1个卵原细胞形成1个卵细胞 （3个极体退化） 比较卵细胞与精子形成过程的异同点 减数分裂是进行___________的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目________的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制 ，而细胞在减数分裂过程中连续分裂 。 减数分裂的结果是，成熟生殖 细胞中的 比原始生殖细胞的减少 。 有性生殖 范围 时期 减半 一次 两次 特点 染色体数目 一半 结果 一、减数分裂 （三）减数分裂的概念 不良的环境条件会影响原始生殖细胞的减数分裂，从而影响生殖细胞的形成。例如，气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产水可以采取灌溉深水的措施来预防。 吸烟会影响男性精子的数量和质量，这方面也有不少研究，感兴趣的同学可以搜集这方面的资料。 烟草的烟雾含有几千种化学物质，其中不少物质会影响减数分裂过程，影响精子和卵细胞的形成等。吸烟还有诱发气管炎、高血压、肺癌、喉癌等疾病。 一、减数分裂 （四）与社会的联系 减数分裂Ⅰ： 初级精母细胞/初级卵母细胞 （初级性母细胞） 同源染色体分离 减数分裂Ⅱ： 次级精母细胞/次级卵母细胞、第一极体 姐妹染色单体分开 前期对比 减 Ⅰ 有丝 1、细胞分裂过程中图像对比 一、减数分裂 （五）题型 中期对比 减 Ⅰ 有丝 后期对比 减 Ⅰ 有丝 减数第一次分裂和有丝分裂对比 1、细胞分裂过程中图像对比 一、减数分裂 （五）题型 减数第二次分裂和有丝分裂对比 减 Ⅱ 前期对比 有丝 中期对比 减 Ⅱ 有丝 后期对比 减Ⅱ 有丝 （1）根据染色体的数目判断细胞所处时期：如果细胞内染色体数目是奇数，则是减数第二次分裂 次级精(卵)母细胞 精（卵）细胞 一、减数分裂 （五）题型 1、细胞分裂过程中图像对比 是否有同源染色体 无： 有: 无联会 有联会、四分体 A2 减Ⅱ: （有丝分裂——A1） （减 I：A3、A4） A1 A2 A3 A4 前期图形 （2）根据染色体的行为判断细胞所处时期① 一、减数分裂 （五）题型 1、细胞分裂过程中图像对比 中期图形 是否有同源染色体 无： 有： 染色体着丝粒排在赤道板上 1个平面 染色体着丝粒排在赤道板两侧 2个平面 B3 减 Ⅱ ： （有丝分裂：B1） （减 I：B2） B3 B2 B1 （2）根据染色体的行为判断细胞所处时期② 一、减数分裂 （五）题型 1、细胞分裂过程中图像对比 后期图形 是否有同源染色体 （看一边） 有： 无: C1 有丝分裂 ： 有染色单体 无染色单体 ：C2） （减 Ⅰ : C3） （减 Ⅱ C1 C2 C3 （2）根据染色体的行为判断细胞所处时期③ 一、减数分裂 （五）题型 1、细胞分裂过程中图像对比 49 看一看:下列6个图分别是什么分裂何时期的图像? 有丝分裂中期 减Ⅰ 后期 减Ⅰ 前期 有丝分裂前期 有丝分裂后期 减Ⅱ后期 习题 2、什么行为使染色体数目加倍？ 1、什么行为使DNA数目加倍？ 3、什么行为使DNA和染色体数目都会减半？ 间期：DNA数目加倍,染色单体形成 着丝粒分裂，染色体数目加倍 分裂为两个子细胞时，DNA数和染色体数目都减半 减数分裂过程中相关物质的数目变化 习题 2、染色体、DNA相对含量的变化曲线 仔细观察下表中细胞图像，完成表中内容探究(假设生物正常体细胞中染色体数目为2n，DNA数目为2C) 细胞分 裂图像 分裂 时期 间期 中期 前期 中期 末期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 后期 末期 后期 染色 体数 2n ___ 2n 2n 2n→n n n 2n→n DNA数 4c 4c 4c 4c→2c 2c 2c ___ 2c→c 染色单 体数 4n 4n 4n→2n 2n 2n __ __ 2n n→2n 2c→4c 2c 0→4n 4n 0 0 一、减数分裂 （五）题型 51 2N 4N 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 染 色 体 变 化 曲 线 减数分裂 I 减数分裂 II 同源染色体分离，染色体数目减半 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 染色体平均分配给子细胞 2、染色体、DNA相对含量的变化曲线 一、减数分裂 （五）题型 次级精母细胞 2N 4N 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 核DNA 变 化 曲 线 减数分裂 I 减数分裂 II DNA复制 同源染色体分离，染色体数目减半 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别进入不同的子细胞中 2、染色体、DNA相对含量的变化曲线 一、减数分裂 （五）题型 次级精母细胞 2N 4N 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 染 色 单 体 变 化 曲 线 减数分裂 I 减数分裂 II DNA复制 同源染色体分离，染色体数目减半 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 2、染色体、DNA相对含量的变化曲线 一、减数分裂 （五）题型 2 1 1条染色体上DNA数目 时期 每条染色体上DNA数目变化曲线 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体 DNA复制 减数分裂 I 减数分裂 II 2、染色体、DNA相对含量的变化曲线 一、减数分裂 （五）题型 1、如图所示，横轴表示细胞分裂时期，纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。请分析图示，表示有丝分裂中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化、染色体数目变化的曲线分别依次是 (　　) A．④②①③　　　　　　　　　 B．①④②③ C．④①②③ D．①②③④ B 习题 如图是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 A 习题 Ⅰ： Ⅱ： Ⅲ： Ⅳ： 2.请你分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以代表有丝分裂和减数分裂的哪些时期？ a：染色体 b：染色单体 c：ＤＮＡ 习题 减Ⅱ后期、有丝末期 整个减Ⅰ、有丝前、中期 减Ⅱ前期、减Ⅱ中期 减Ⅱ末期 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 1、实验原理： 蝗虫的精母细胞进行减数分裂过程中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 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。 一、减数分裂 （六）探究实践 观察细胞减数分裂实验材料的选择需要考虑两个方面 （1）雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞的数量，因此在选择观察减数分裂的材料时要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官。 （2）在动物卵巢内减数分裂没有进行彻底，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，一般不选择雌性个体。 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 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 一、减数分裂 （六）探究实践 细胞已被杀死固定，不可能动态变化； 但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。 4、观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片 减数分裂Ⅰ中期 减数分裂Ⅰ后期 减数分裂Ⅰ前期 减数分裂Ⅰ前期 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 一、减数分裂 （六）探究实践 4、观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片 减数分裂Ⅱ后期 减数分裂Ⅱ末期 减数分裂Ⅱ中期 减数分裂Ⅰ末期 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 一、减数分裂 （六）探究实践 第二章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用——受精作用 63 “一母生九子，连母十个样” 父亲体内的精原细胞，染色体相同，母亲体内的卵原细胞，染色体相同。同样的精（卵）原细胞，会产生不同的配子吗？ 二、配子中染色体组合的多样性 （一）配子中染色体组合的多样性举例 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 64 一、配子中染色体组合的多样性 (1)若图甲所示为1个精原细胞，能形成多少种精子？若图甲所示为1个卵原细胞，能形成多少种卵细胞？ 下图所示为减数分裂过程中的两种细胞，请据图回答下列问题。 2种精子，即A和a。 (2)若图乙所示为1个精原细胞。能形成多少种精子？若所示精原细胞数量足够多，则能产生多少种精子？ 2种精子，即AB和ab或Ab和aB。 1种卵细胞，即A或a。 若所示精原细胞数量足够多，则能产生4种精子，即AB、ab、Ab和aB。 A a 一、配子中染色体组合的多样性 A a A A a a 精原细胞 初级精母细胞 DNA复制 细胞体积增大 同源染色体分离 次级精母细胞 着丝粒分裂 着丝粒分裂 精细胞 精子中染色体组合2种：A和a A a 一、配子中染色体组合的多样性 A a A A a a 卵原细胞 初级卵母细胞 DNA复制 细胞体积增大 同源染色体分离 次级卵母细胞 （或极体） 着丝粒分裂 着丝粒分裂 卵细胞（或极体） 次级卵母细胞 （或极体） 卵细胞中染色体组合1种：A或a 一、配子中染色体组合的多样性 精原细胞 初级精母细胞 同源染色体分离 次级精母细胞 着丝粒分裂 着丝粒分裂 精细胞 DNA复制 细胞体积增大 A a B b A B a b A B A B a b a b 精子中染色体组合2种：AB和ab 一、配子中染色体组合的多样性 精原细胞 初级精母细胞 同源染色体分离 次级精母细胞 着丝粒分裂 着丝粒分裂 精细胞 DNA复制 细胞体积增大 A a B b A b a B A b a B A b a B 精子中染色体组合2种：或Ab和aB 同源染色体分离 精原细胞数量足够多，产生的精子中染色体组合4种：AB、ab、Ab、aB 下图所示为减数分裂过程中的两种细胞，请据图回答下列问题。 (3)若图乙所示为1个卵原细胞，能形成多少种卵细胞？若所示卵原细胞数量足够多，则能产生多少种卵细胞？ 1个卵原细胞可以形成1种卵细胞，既可能是AB和ab中的一种，也可能是Ab和aB中的一种。若所示卵原细胞数量足够多时，可产生4种卵细胞：AB、ab、Ab、aB。 (4)据此推断:含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为多少种? 2n。 (5)含有n对同源染色体的生物体产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是什么? 发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。 一、配子中染色体组合的多样性 卵原细胞 初级卵母细胞 同源染色体分离 着丝粒分裂 着丝粒分裂 DNA复制 细胞体积增大 A a B b A B a b A B A B a b a b 次级卵母细胞 （或极体） 卵细胞（或极体） 卵细胞中染色体组合1种：AB或ab 一、配子中染色体组合的多样性 同源染色体分离 着丝粒分裂 着丝粒分裂 DNA复制 细胞体积增大 A a B b A b a B A b a B A b a B 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 （或极体） 卵细胞（或极体） 卵细胞中染色体组合1种：Ab或aB 共能产生2种配子 １、减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合 二、配子中染色体组合的多样性 （二）配子中染色体组合的多样性的原因 （1）模拟细胞中只有一对同源染色体减数分裂能产生的配子种类 让我们从简单的开始，假设某生物体细胞中只含有一对同源染色体。 减数分裂1结束，这两条染色体分别进入两个新细胞（动画），这两个细胞中，染色体模型的颜色不同，代表这是来源不同的两条染色体，因此它们之间可能存在DNA的序列差异。 减数分裂2，姐妹染色单体分开，相同染色体分离，进入两个子细胞（动画，上下都出现），通过摆放我们可以看出，同一个次级细胞产生两个染色体的颜色，长短完全相同的细胞。 比如这两个细胞中都是红色染色体（动画），这两个细胞中都是绿色的染色体（动画）。 所以最终形成的四个细胞共有两种染色体组成（动画）。 在受精作用中，这两种细胞可能带给后代不同的遗传信息。 共能产生4种配子 可能性① 可能性② １、减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合 二、配子中染色体组合的多样性 （二）配子中染色体组合的多样性的原因 （2）模拟细胞中有两对同源染色体减数分裂能产生的配子种类 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。 配子中染色 体组合8种 １、减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合 二、配子中染色体组合的多样性 （二）配子中染色体组合的多样性的原因 （3）模拟细胞中有三对同源染色体减数分裂能产生的配子种类 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。 精(卵)原细胞中同源染色体（对） 可能形成的配子类型（种） 1 2 3 n ②生物个体[多个精(卵）原细胞] ①单个精(卵)原细胞 21 22 23 2n 正常人细胞中有23对染色体，可能形成的配子种类为_____种 4个精子（两种）、1个卵细胞（一种） 223 １、减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合 二、配子中染色体组合的多样性 （二）配子中染色体组合的多样性的原因 减数分裂能产生的配子种类 如果我们讨论的是一个个体，就应当要考虑所有的染色体组合可能性。 根据前面模拟的过程我们知道，这个可能性与同源染色体的对数有关，（逐渐出前三组数字）利用数学的方法，我们也已经找出这里的规律，n对同源染色体可能形成的配子种类为2n种（动画）。 以人为例，人的性原细胞当中，同源染色体对数是23对，（动画）因此可能形成的配子种类为223种。 这个数字非常大，这就意味着同一个个体产生的后代，可能来自不同染色体组合的配子，后代可能各不相同。 1.已知A、a;B、b;C、c为三对同源染色体,来自同一个精原细胞的四个精子中染色体的分布是 ( ) A.AbC、aBc、AbC、aBc B.aBC、AbC、ABC、ABC C.Abc、aBC、aBc、ABc D.Abc、AbC、abC、aBc A 习题 不发生染色体互换时 发生染色体互换时 如果四分体时期发生交叉互换，一个精原细胞产生4种类型配子 ２、减Ⅰ前期（四分体时期）非姐妹染色单体的染色体互换 二、配子中染色体组合的多样性 （二）配子中染色体组合的多样性的原因 79 1.定义： 精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 三、受精作用 卵细胞 精子 受精卵 2.过程： 三、受精作用 受精卵 细胞核： 细胞质： 受精卵的核DNA： 受精卵的质DNA： 精子的核+卵细胞核 几乎全由卵细胞提供 父母各给一半。 几乎全来自于母亲。 受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。 3.结果 三、受精作用 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 有丝分裂细胞分化 减数分裂和受精作用对于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。 4.意义 三、受精作用 有性生殖的后代具有多样性 雄配子 雌 配 子 5、受精作用：精子和卵细胞的随机结合 三、受精作用 1、 遗传的多样性原因 2、遗传的稳定性原因 1）减数分裂产生配子多样性： ①（减Ⅰ后期）非同源染色体自由组合； ②（减Ⅰ前期）同源染色体的非姐妹染色单体互换 2）受精作用：精子和卵细胞的随机结合 减数分裂使精子和卵细胞的染色体比体细胞少一半，受精作用使受精卵中染色体恢复到体细胞数目 四、遗传的多样性和稳定性 ①若两个精细胞中染色体完全相同，则它们可能来自同一个次级精母细胞。 口诀：同为同一”次” ②若两个精细胞中染色体恰好“互补”，则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞，即来自同一个精原细胞。 口诀：补为同一”初” （1）根据染色体组成判断配子来源的方法 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 （2）交叉互换和基因突变 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 1、正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患者的13号染色体不是正常的1对，而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 这种染色体组成的异常是如何出现的？ 88 若减数分裂过程正常进行 配子中各有1条13号染色体。 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 若减数分裂Ⅰ两条13号染色体不能正常分离 含有两条13号染色体。 没有13号染色体。 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 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，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，就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞 若减数分裂Ⅱ的13号染色体的染色单体不能正常分离 含有两条13号染色体。 没有13号染色体。 有1条13号染色体。 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂II时13号染色体的着丝粒分裂，形成了两条13号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进人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号染色休是两条。 父亲或母亲 减数分裂Ⅰ异常 或 减数分裂Ⅱ异常 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 当一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体，其中13号染色体是1条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时，则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体是3条。由这样的受精卵发育而成的个体就是13三 体综合征患者。 患有13三体综合征的患者是否还能正常生殖？ 若体细胞中13号染色体有三条 联会紊乱 不能正常分离 生育不能正常进行 （3）13三体综合征 四、遗传的多样性和稳定性 3、题型 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？ 【答案】骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。由于这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。 习题 94 如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑交叉互换的情况下，下列相关叙述不正确的是(　　) A．上述精细胞至少来自4个精原细胞 B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞D．①⑦可能来自同一个精原细胞 D 习题 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $$