内容正文:
第1节 减数分裂和受精作用
(第1课时)
第二章基因和染色体的关系
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01
02
03
由非同源染色体的组合和受精作用,理解有性生殖的变化与稳定。
建构细胞减数分裂的模型,并运用模型理解配子中染色体组合的多样性。
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,熟练掌握相关实验技能。
教学目标
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2
魏斯曼的预测
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(1834---1914)
August Weismann,德国动物学家
受精
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)。
课堂导入(1min)
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自学指导(5min)
学生默读课文,思考课后题:
1、阐述同源染色体、四分体、联会、互换等遗传学概念。
2、描述精子形成过程中各时期的染色体行为变化。
3、精细胞的变形有什么意义?
要求:坐姿端正、认真阅读、边读边思考
时间:5分钟
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自学检测答案(1min)
答案
一、1.有性生殖 成熟生殖 1次 2次 减少一半
2.相同 父方 母方 配对 同源染色体 四条染色单体
二、 1.睾丸 初级精母细胞 次级精母细胞
2.复制 四分体 非姐妹染色单体 同源染色体 同源染色体
着丝点 着丝点 姐妹染色单体
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一、减数分裂的概念
范围:
时期:
场所:
特点:
结果:
进行 的生物。
一定是真核生物
有性生殖
原始生殖细胞形成 时。
成熟生殖细胞
染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。
成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。
一半
植物的 、子房,动物的 、卵巢。
花药
睾丸
问题1:什么是减数分裂?减数”发生在何时期?
后教
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二、精子形成的过程
(一)精子产生的场所:
睾丸
睾丸
曲细精管
精原细胞
精细胞
性成熟后
减数分裂
精子
(原始的雄性生殖细胞)
有丝分裂
2n
n
n
曲细精管
人的睾丸和精子示意图
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二、精子形成的过程
(二)精子形成过程:
精原细胞
染色体复制
1 初级精母细胞
2 次级精母细胞
4 精子细胞
4 精子
减Ⅰ
减Ⅱ
变形
减数分裂
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二、精子形成的过程
(二)精子形成过程:
减数第一次分裂前的间期
精原细胞
染色体复制:
中心粒倍增:
(DNA复制,有关蛋白质的合成)
(由RNA、蛋白质和酶等组成)
染色体的复制
初级精母细胞
减数第一次分裂前期
同源染色体联会,形成四分体
非姐妹染色单体间可以发生交叉互换
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(2)联会:
同源染色体两两配对的现象
(1)同源染色体:
形状和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,配对的两条染色体。
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中,含有四条染色单体,叫做一个四分体。
减数第一次分裂前期
(4)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。
●互换
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比如身高相同的男生和女生必须分开
10
a
b
b'
d
c
d'
a'
c'
B
A
D
C
同源染色体
姐妹染色单体
四分体
减数第一次分裂前期
1个四分体
= 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
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(二)精子形成过程:
减数第一次分裂中期
初级精母细胞
初级精母细胞
各对同源染色体排列在赤道板两侧,着丝粒都附着在纺锤丝上
初级精母细胞
减数第一次分裂后期
同源染色体彼此分离,分别向细胞两极移动,非同源染色体自由组合。
次级精母细胞
减数第一次分裂末期
一个初级精母细胞分裂形成两个次级精母细胞,染色体数目减半。
特点:
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(二)精子形成过程:
减数第二次分裂前期
次级精母细胞
染色体散乱排布在细胞中。
减数第二次分裂中期
次级精母细胞
染色体的着丝粒排列在赤道板上。
特点:
次级精母细胞
减数第二次分裂后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别向细胞两极移动
精细胞
减数第二次分裂末期
减数分裂结束,形成四个精细胞。
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精子
精细胞
变形
精
细
胞
变
形
为
精
子
变形后的精子才具备游向卵细胞并进行受精作用的能力。
二、精子形成的过程
问题5:精细胞的变形对受精作用有什么意义?
注意:
1、减数分裂染色体减半发生在减数分裂Ⅰ末期
2、减数分裂Ⅱ的细胞没有同源染色体
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减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主
要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有,分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会;
②四分体中非姐妹染色单体
发生互换;
③同源染色体分离,
非同源染色体自由组合
2n→n(减半)
2n→4n→2n
0→4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
二、减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
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同源染色体
同源染色体
非同源染色体
课堂小结
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【当堂训练】(15分钟)
完成学历案练习题,然后小组核对答案,解决问题
要求:1、认真审题,独立完成
2、坐姿端正,字体工整,卷面干净
时间:15分钟。
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实战训练
6.说出下列是何种细胞,处于何时期?
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
减Ⅱ末期
精细胞
减Ⅰ中期
初级精母细胞
减Ⅱ中期
次级精母细胞
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第1节 减数分裂和受精作用
(第二课时)
第二章基因和染色体的关系
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学习目标
目标
1、学会分析卵细胞的形成过程。
2、分析减数分裂染色体、DNA与染色单体数目变化图像
3、学会分析减数分裂和有丝分裂的区别与联系
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20
自学指导
学生默读课文,思考课后题:
1、卵细胞是如何形成的呢?
2、阐述同源染色体、四分体、联会、互换等遗传学概念。
要求:坐姿端正、认真阅读、边读边思考
时间:5分钟
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倒计时展示
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一、卵细胞形成的过程
(一)场所:
卵巢(哺乳动物)的卵泡中
(二)时期:
卵原细胞→卵细胞
(含发育程度不同的卵泡)
卵原细胞(2N)
卵原细胞(2N)
有丝分裂
减数分裂
(部分)
卵细胞(N)
卵细胞
卵泡
卵细胞的扫描电镱照片(放大150倍)
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卵原细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
卵细胞
第一极体
第二极体
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
不久,三个极体就退化消失。
一、卵细胞形成的过程
(三)过程:
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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)
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:细胞一分为二,形成1个大的次级卵母细胞
和1个小的第一极体
着丝粒分裂,染色单体分离,
染色体数目加倍,细胞一分为二
减数分裂前的间期
减数第一次分裂
(退化消失)
体细胞(染色体数:2n)
有丝分裂、细胞分化
减数第二次分裂
一、卵细胞形成的过程
(三)过程:
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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
相同点
睾丸
精原细胞
均等分裂
一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞)
变形
卵巢
卵原细胞
第一极体均等分裂,初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂
一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)+三个极体(退化消失)
不需变形
减I同源染色体联会,出现四分体,非姐妹染色单体交叉互换,同源染色体分离,分别移向细胞两极
二、精子和卵细胞的形成过程比较
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三、分析减数分裂染色体、DNA与染色单体数目变化图像
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
DNA
染色体
染色单体
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n
2n→n
2n
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n→n
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
2n→0
0
精原细胞
精细胞
染色体数
DNA数
染色单体数
4
4
0
4
8
8
4
8
8
4
8
8
2
4
4
2
4
4
2
4
4
4
4
0
2
2
0
次级精母细胞
初级精母细胞
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区别 有丝分裂 减数分裂
形成细胞类型
特点
形成子细胞数目
染色体数目变化
同源染色体的行为
体细胞
生殖细胞
染色体复制1次,
细胞分裂1次
染色体复制1次,
细胞分裂2次
4个精子或1个卵细胞和3个极体
2个
2n→2n
2n→n
同源染色体联会、互换、分离等
没有
四、减数分裂和有丝分裂的比较
问题4:如何判断一个细胞分裂图像属于什么分裂什么时期?
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一数
数染色体数目
奇数
偶数
减Ⅱ
二看
有无同源染色体
无:减Ⅱ
若均等分裂则为第一极体、次级精母细胞
若不均等分裂则一定为次级卵母细胞
三判断
有
联会、四分体→减Ⅰ前
同源染色体排列在赤道板上→减Ⅰ中
同源染色体分离→减Ⅰ后
若无上述特殊行为→有丝分裂
五、有丝分裂与减数分裂各时期图像的鉴别方法
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减Ⅱ前期
减Ⅰ前期
减Ⅱ前期
有丝前期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
有丝后期
4.减数分裂和有丝分裂图像鉴别
实战训练
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29
实战训练
5.减数分裂和有丝分裂图像鉴别
有丝分裂前期
减数第一次分裂前期
减数第二次分裂前期
有丝分裂中期
减数第二次分裂中期
减数第一次分裂中期
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第1节 减数分裂和受精作用
(第三课时)
第二章基因和染色体的关系
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学习目标
目标
1、举例说明配子形成过程;明确受精作用过程与意义。
2、模拟减数分裂中染色体的变化,阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。
3、使用高倍显微镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
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33
先学
快速默读课文,5分钟后,比谁能正确回答下列问题
受精作用的过程如何?
描述受精作用的过程过程中各时期的染色体行为变化。
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1、简述受精作用的过程。
2、精细胞的变形对受精作用有什么意义?
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一、 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
(一)实验原理:
(一)实验选材:
根据细胞中的染色体形态、位置、数目的变化,识别减数分裂的各个时期。
分裂旺盛的雄性个体生殖器官。如动物精巢、植物花药
问题1:为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料?为什么不选择雌性个体?
蝗虫精母细胞染色体数目较少,染色体较大,易于观察。
雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子数量
在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞。
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一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
(三)观察步骤:
观察步骤
1.低倍镜观察: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。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,
2.高倍镜观察:再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
3.绘图: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 。
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一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
(三)观察装片:
辨析出下列各图示的减数分裂时期。
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
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一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
探究.实践
(三)观察装片:
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
辨析出下列各图示的减数分裂时期。
问题2:视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗?能观察到不同时期的细胞吗?
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一、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
问题2:视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗?能观察到不同时期的细胞吗?
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。
问题3:当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时,你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期?
根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
(数目多)
(数目少)
减Ⅰ前期
①联会、形成四分体
②同源染色体排列在赤道板两侧
③同源染色体分离
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ前期
①非同源染色体排列混乱
②非同源染色体的着丝粒排列在赤道板上
③姐妹染色单体分开移向细胞两极
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
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受精卵
精子
卵细胞
细胞分化
有丝分裂
受精作用
减数分裂
(46条)
个体
(46条)
父亲
(46条)
母亲
(46条)
(23条)
(23条)
一母生九子
九子各不同
受精卵
种类不同
配子多种多样
二、配子中染色体组合的多样性
合作探究四:同样的精(卵)原细胞为什么会产生不同的配子吗?
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1.同源染色体分离的同时,_____________表现为自由组合(减数分裂I后)。
非同源染色体
二、配子中染色体组合的多样性
(一)配子中染色体组合多样性的原因:
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1个精原细胞和一个卵细胞最终产生的生殖细胞数量不同
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→4个精子
1个卵原细胞→1个初级卵母细胞→1个次级卵母细胞 + 1个第一极体→1个卵细胞→3个极体
基因型为AaBb的个体产生配子的情况
(不考虑交叉互换和突变)
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
1个卵原细胞
1个雌性个体
4种
2种(AB、ab或Ab、aB)
4种
4种(AB、ab、Ab、aB)
4种
4种
1种(AB或ab或Ab或aB)
4种(AB、ab、Ab、aB)
含有n对同源染色体的情况
(不考虑交叉互换和突变)
实际产生
配子的种类
2种
2n种
1种
2n种
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”
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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
精子
卵细胞
仅有一个精子能和卵细胞结合
(二)场所:
输卵管
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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
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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)结果:
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,且出现了同源染色体,保证了物种染色体数目的稳定。
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。
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有丝分裂
受精卵(2n)
卵细胞(n)
精子
(n)
(雌)
减数分裂
(雄)
减数分裂
受精作用
高等动物(2n)
减数分裂和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。
三、受精作用
(六)意义:
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课堂小结
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