2.1 减数分裂和受精作用 (第1课时) 课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

当孟德尔的遗传规律被重新发现以后，有一个问题始终没有解决：基因在细胞中究竟有没有物质基础呢？孟德尔所假设的颗粒状的因子，究竟是不是物质的实体？如果是，又存在于细胞中什么位置？ 对细胞分裂的深入研究和观察，使人们推测到基因和染色体的关联。摩尔根著名的果蝇杂交实验，使这一问题有了确凿的答案。 第2章 基因和染色体的关系 1 第1节 减数分裂和受精作用 第1课时 2 教学目标 目标 01 02 描述精子形成过程中各时期的染色体行为变化，可通过图像判断细胞名称及所处时期。 阐述同源染色体、四分体、联会等概念。 3 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。 右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。 1、配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？ 配子的染色体数目是体细胞的染色体数目的一半； 配子的染色体来自体细胞中每对染色体中的一条染色体。 ♀ ♂ 体细胞 配子 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 讨论： 问题探讨 4 生殖细胞：也叫配子，主要指精子和卵细胞。 体细胞：除生殖细胞外构成机体的细胞都叫体细胞。构成人体的 体细胞有200多种，如神经细胞、血细胞等。 有丝分裂：真核生物产生体细胞的分裂方式。形成的子代细胞与 亲代细胞染色体数目相同。 染色体 亲代细胞 子代细胞 复制 平均分配 问题探讨 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。 右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。 1、配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？ 配子的染色体数目是体细胞的染色体数目的一半； 配子的染色体来自体细胞中每对染色体中的一条染色体。 ♀ ♂ 体细胞 配子 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 2、针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？ 讨论： 问题探讨 6 提出问题：生殖细胞可以通过有丝分裂来产生吗？ 作出假设：可以。 逻辑推理：以人为例，正常人体细胞含有46条染色体。 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精作用 精子 卵细胞 父亲 母亲 有丝分裂 有丝分裂 （46） （46） （46） （46） （92） （92） 新个体 结论：生殖细胞不可以通过有丝分裂来产生。 问题探讨 7 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精作用 精子 卵细胞 父亲 母亲 每对染色体的1条 （46） （46） （23） （23） （46） （46） 新个体 思考：精子和卵细胞中染色体数目是多少才能使子代与亲代体细胞 中染色体数目相同？ 每对染色体的1条 减半 减半 问题探讨 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。 魏斯曼 受精 魏斯曼的预测 精子 卵细胞 受精卵 父本 母本 9 真核细胞 分裂方式： 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 体细胞 成熟生殖细胞 蛙的红细胞 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）。 温故知新 染色体数： 染色单体数： DNA数： 1 0 1 1 2 2 2 0 2 温故知新 染色体复制 着丝粒分裂 (一)减数分裂概念 减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 一、减数分裂  范围: 进行有性生殖 的生物  时期:  特点:  结果:: 原始生殖细胞 → 成熟生殖细胞 在减数分裂前，染色体复制一次，而减数分裂过程中细胞连续分裂两次。 成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 13 (二)精子的形成过程 请自主阅读课本P19～P21，完成以下问题。 1、人和其他动物精子形成的具体场所？ 2、精原细胞来源于哪种分裂方式？ 3、减数分裂过程、每个时期特征？ 4、同源染色体、四分体、联会概念？ 一、减数分裂 14 精原细胞是原始的雄性生殖细胞 通过有丝分裂进行增殖 每个精原细胞中的染色体数目与体细胞的相同 1.场所： 睾丸的曲细精管中有大量的精原细胞。 精原细胞 新的精原细胞 有丝分裂 胚胎细胞 有丝分裂 分化 减数分裂 精细胞 睾丸 (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 人的睾丸和精子示意图 变形 精子 精原细胞 染色体复制 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 减数分裂Ⅰ 减数分裂 减数分裂Ⅱ 变形 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 减数分裂 前的间期 人类男性需要24天 16 再看一次 精子的形成过程 80 精原细胞 初级精母细胞 ●细胞体积增大 ●染色体复制 ①DNA的复制 ②有关蛋白质的合成 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 4→8 0→8 2对 4 A.减数分裂前的间期 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 特点： 81 精子的形成过程 82 特点 初级精母细胞 ●同源染色体联会， 形成四分体 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 初级精母细胞 联会 初级精母细胞 四分体 83 (1)同源染色体： 减数分裂中，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 2 3 4 同源染色体：____________ 1与2、3与4 非同源染色体: ___________________ 1与3、1与4、2与3、2与4 比如身高相同的男生和女生必须分开 84 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 学生思考：同源染色体的形状和大小一定相同吗？ 学生思考：形状和大小都相同的是否就是同源染色体？ 不一定，如着丝粒分裂，两条姐妹染色单体变成的两条染色体不属于同源染色体。 实战训练1： a与b′的关系？ 同源染色体 非同源染色体 姐妹染色单体 非姐妹染色单体 A与B的关系？ A与C的关系？ a与a′的关系？ 精子 (来自父方) 卵细胞 (来自母方) n n 受精卵 有丝分裂 细胞分化 2n 2n 各种类型 的体细胞 体细胞中有同源染色体吗？ 进行有丝分裂的细胞有同源染色体吗？ 有 有 (2)联会： 同源染色体两两配对的现象 (1)同源染色体： 减数分裂中，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 2 3 4 同源染色体：____________ 1与2、3与4 非同源染色体: ___________________ 1与3、1与4、2与3、2与4 (3)四分体： 联会后的每对同源染色体含有四条 染色单体，叫做四分体。 1个四分体 比如身高相同的男生和女生必须分开 89 = 同源染色体 = 染色体 = 染色单体 = DNA分子 = 脱氧核苷酸链 1对 2条 4条 4个 8条 实战训练2： 1个四分体 90 特点 初级精母细胞 ●同源染色体联会， 形成四分体 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 初级精母细胞 联会 初级精母细胞 四分体 ●四分体中的非姐妹 染色单体间可以发 生染色体互换 91 （4）染色体互换： 四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。 比如身高相同的男生和女生必须分开 92 染色体互换示意图 ： 四分体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕，并交换相应片段。 （同源染色体中的非姐妹染色单体之间） 特点 初级精母细胞 ●同源染色体联会， 形成四分体 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 一、减数分裂 初级精母细胞 联会 初级精母细胞 四分体 ●四分体中的非姐妹 染色单体间可以发 生染色体互换 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 4 8 8 2对 94 精子的形成过程 95 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 初级精母细胞 初级精母细胞 特点： ●同源染色体排列在细 胞中央的赤道板两侧。 4 8 8 2对 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅰ中期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 96 精子的形成过程 97 ●同源染色体彼此分离， 分别向细胞两极移动， 初级精母细胞 初级精母细胞 特点： 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅰ后期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 非同源染色体自由组合。 98 非同源染色体的自由组合 1和3 2和4 1 2 3 4 1 2 3 4 1和4 2和3 或 精子的形成过程 100 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： ●同源染色体彼此分离， 分别向细胞两极移动， 初级精母细胞 初级精母细胞 特点： 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅰ后期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 4 8 8 2对 非同源染色体自由组合。 101 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 初级精母细胞 次级精母细胞 ●细胞缢裂，一分为二， 形成2个次级精母细胞 ●染色体数目 因此，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ 特点： 减半 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅰ末期（初级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 4→2 8→4 8→4 2对→0 102 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 次级精母细胞 特点： ●染色体散乱排布在细胞中 2 4 4 0对 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅱ前期（次级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 103 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 次级精母细胞 次级精母细胞 特点： ●染色体的着丝粒排列在赤道板上 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅱ中期（次级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 2 4 4 0对 104 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 次级精母细胞 次级精母细胞 特点： ●着丝粒分裂，姐妹染色单体分开， 分别向细胞两极移动 ●姐妹染色单体数目变为0 ●染色体数目加倍，DNA数目不变 2 →4 4 4→0 0 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅱ后期（次级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 105 特点： ●减数分裂结束，形成四个精细胞。 ●染色体数目减半，DNA数目减半。 一、减数分裂 B1.减数分裂Ⅱ末期（次级精母细胞） 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 染色体： DNA: 染色单体： 同源染色体： 4 →2 4→2 0 0 精细胞 次级精母细胞 106 精子 精细胞 变形 学生思考： 精细胞的变形对受精作用有什么意义？ 变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力。 一、减数分裂 精细胞变形为精子 2、过程： (二)精子的形成过程（以哺乳动物为例） 精子的形成过程 108 精细胞 联会 四分体 精子 初级精母细胞 次级精母细胞 精原细胞 精子的形成过程 1种 1种 2种 一个精原细胞可以产生几种精子？ 减Ⅱ后期 次级精母细胞 减Ⅰ前期 初级精母细胞 减Ⅱ前期 次级精母细胞 精细胞 减Ⅰ中期 初级精母细胞 减Ⅱ中期 次级精母细胞 说出下列是何种细胞，处于何时期？ 实战训练3： 小结 1个精原细胞（染色体数:2n） 1个初级精母细胞（染色体数:2n） 2个次级精母细胞（染色体数:n） 4个精细胞（染色体数:n） 体细胞（染色体数:2n） 有丝分裂、细胞分化 间期：染色体复制、细胞体积增大 前期：联会、四分体（非姐妹染色单体互换） 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2个次级精母细胞 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 4个2种精子（染色体数:n） 变形 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 减数分裂 前的间期 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 112 $$