2.1减数分裂和受精作用课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

德国生物学家魏斯曼曾研究得出了染色体是遗传物质的结论。1883年,魏斯曼在分析遗传问题的专文中,断定细胞核中的染色质就是遗传物质,并把它命名为种质(germ plasm)。 1887年,魏斯曼通过进一步的考察和思考,作出了大胆的推测:由于细胞需要保持染色体数目的稳定,在卵细胞和精子成熟的过程中,必然要发生一种染色体数目减少一半的特殊细胞分裂。当精子和卵细胞相融合形成的受精卵后,其内染色体才能恢复成正常的数目,否则子代体细胞的染色体数目就会二倍于亲代细胞。 魏斯曼的这一个天才式预见,很快就被德国实验胚胎学家鲍维里(T.Boveri,1862~1915)等人的实验观察所证实。 魏斯曼根据这一期间细胞学家在显微镜下观察到的实验结果,还提出了在配子形成过程中,由于染色体排列组合的不同,产生的配子其种质也不相同,加上配子在受精时的随机组合,必然出现种质的重新组合,这应该就是可遗传变异产生的一个重要原因。 必修2:遗传与进化 魏斯曼(1834-1914) August Weismann,德国动物学家 第1节 减数分裂和受精作用 必修2:遗传与进化 第2单元 基因和染色体的关系 大蚊幼虫精母细胞的减数第一次分裂 学习目标 核心素养要求 1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。 2.说明进行有性生殖的生物体,其遗传信息通过配子传递给子代。 1. 生命观念:通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程,理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点。 2 科学思维:通过细胞分裂图像辨析及染色体、核DNA数量变化,培养逻辑思维能力。 减数分裂和受精作用 必修2:遗传与进化 内容1 内容2 减数分裂 受精作用 本节目录 内容聚焦 预习教材P18~23,解决以下问题。 1.概念的理解: ①减数分裂 P22 ②同源染色体与非同源染色体、姐妹染色单体与非姐妹染色单体 ③联会、四分体 P20 ④互换P20、自由组合P32、基因重组 P84 ⑤等位基因与非等位基因 2.精子、卵细胞形成过程:各时期图像?特点?细胞名称变化?异同? 3.减数分裂中染色体数、核DNA数、染色单体数变化曲线及特殊区段的分析(曲线图、柱形图) 深入思考:染色体组的数目?同源染色体的对数? 4.减数分裂与有丝分裂的区别和图像识别(所处时期、细胞名称判断) 5.产生配子的种类分析(染色体、基因) 不考虑互换、考虑互换分别分析 P22图 6.减数分裂和受精作用的意义? 后代多样性的原因?P27 预习检测 真核细胞: 原核细胞: 有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 体细胞 生殖细胞 温故知新: 1.细胞的分裂方式: 2.有丝分裂:(以高等植物为例) 特点:染色体复制 1 次,细胞分裂1次 结果:子细胞和亲代细胞染色体数相同 意义:保持了亲代和子代之间遗传的稳定性 二分裂 【旧知回顾】 4N 2N 2N ① 配子中的染色体数目是体细胞中的一半; ② 配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。 【问题探讨】 【资料】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。 【讨论】 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 7 【讨论】 2. 针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想? ① 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。 体细胞中的染色体成对存在。 ② 配子的染色体是由体细胞的每对染色体中的一条组合而成的。 (同源染色体平均分配) 【问题探讨】 体细胞 配子 3. 仔细观察左图,配子的4条染色体是从 体细胞的8条染色体中随机选取的吗? 8 魏斯曼 (A.Weismann,1834-1914) 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精作用 精子 卵细胞 父亲 母亲 减数分裂 减数分裂 (46) (46) (23) (23) (46) (46) 魏斯曼预测: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。实际上是一种特殊方式的有丝分裂——减数分裂。 这个预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。 内容1 减数分裂 一、精子的形成 阅读教科书P18—P20的内容,学习精子的形成过程。(阅读、思考,6min) 【思考】 1.场所?时间? 2.精子的形成过程可以分为几个阶段? 3.勾画并理解核心概念:同源染色体、联会、四分体 4.每个阶段的具体变化过程(主要关注染色体的行为变化) 内容1 减数分裂 3. 同源染色体 2. 减数分裂 4. 联会 5. 四分体 (一)细胞的减数分裂基本概念分析 1. 有性生殖与无性生殖 6. 互换 7. 染色体组 内容1 减数分裂 精(卵)原细胞 初级精(卵)原细胞 次级精(卵)原细胞 精(卵)细胞(或极体) 有性生殖: 无性生殖: 指经过两性生殖细胞:精子和卵细胞(配子)的结合,产生受精卵(合子),由受精卵(合子)发育成新个体的生殖方式。 不经过两性生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。 如高等动、植物等的生殖。 如草履虫、细菌等的生殖、植物的扦插、嫁接、克隆动物的形成、无子番茄的培育等。 1.有性生殖与无性生殖 内容1 减数分裂 概念:减数分裂是 的生物,在产生成熟生殖细胞(配子)时,进行的染色体数目 的细胞分裂。有人认为它是一种特殊的有丝分裂。 2.减数分裂 减 数 分 裂 范围 时期 特点 结果 进行 生殖的生物 从 细胞 染色体只复制 次,细胞连续分裂_次。 成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的 。 细胞 有性 原始生殖 成熟生殖 两 一半 一 一定是真核生物 场所 植物的 ,动物的 。 花药、子房 卵巢、睾丸 指进行有性生殖 减半 内容1 减数分裂 分裂完成后不再进行分裂, 减数分裂不具有细胞周期。 3.同源染色体 注意:大小相同的染色体 是同源染色体 如:着丝粒断裂后形成的两条染色体,因不是一条来自父方,一条来自母方,故不叫同源染色体。 但只要联会的两条染色体不管大小、形状是否相同都叫同源染色体。 一般相同 父方 母方 联会配对 不一定 内容1 减数分裂 体细胞 14 对同源染色体 对同源染色体 对同源染色体 对同源染色体 对同源染色体 对同源染色体 2 2 2 4 0 0 【想一想】 内容1 减数分裂 15 4.联会 在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。 5.四分体 联会后每对同源染色体含有四条 。 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 1个四分体 染色单体 内容1 减数分裂 16 【想一想1】 A B C D a a′ b′ c′ d′ b c d (4)a与b′的关系? 同源染色体 非同源染色体 姐妹染色单体 同源染色体的非姐妹染色单体 (1)A与B的关系? (2)A与C的关系? (3)a与a′的关系? 内容1 减数分裂 17 A B C D a a′ b′ c′ d′ b c d (1)此细胞中有 条染色体? 有 条染色单体? (2)此细胞中有 对同源染色体, 它们是 。 (3)此细胞中 、 、 、 是非同源染色体。 (4)这个细胞中有 个四分体,它们 是 。 4 8 2 A与B、C与D A与C 2 A与B、C与D A与D B与C B与D 【想一想2】 内容1 减数分裂 18 6.互换(P20) 非姐妹染色单体 四分体中的 间经常发生缠绕,并交换部分片段。 内容1 减数分裂 19 1 2 3 4 左图中在减数分裂中2号染色单体能与 号染色单体进行互换。 3或4 范围: 结果: 同源染色体的非姐妹染色单体之间 同源染色体上的非等位基因重新组合 若2号与3号染色单体含有B/b基因的片段发生互换,则导致2号染色单体基因组合变为 。 Ab 变异类型: 基因重组 (交换的是等位基因) 时期: 减数分裂 前期 意义: 丰富了配子多样性,增强了生物多样性 【思维拓展】 内容1 减数分裂 【思维拓展】关于同源染色体的5点提醒 内容1 减数分裂 7.染色体组 细胞中的一组 ,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的 ,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。 非同源染色体 全部信息 体细胞 配子 内容1 减数分裂 22 1.(2023 重庆一中调研)下列关于减数分裂的叙述,正确的是( ) A.人的初级精母细胞在减数分裂过程中可形成23个四分体 B.减数分裂过程中,不会发生染色体数目的暂时加倍 C.染色体数目加倍时,核DNA分子数目也一定加倍 D.含姐妹染色单体的细胞中一定含有同源染色体 A 习题检测 X Y X Y X X X X 雄果蝇 雌果蝇 【讨论】减数分裂怎样保证同源染色体精确平分? 精子 卵细胞 内容1 减数分裂 细胞分裂(有丝分裂/减数分裂)之前要有一个物质准备阶段,这个阶段称为间期。间期主要发生哪些变化?就像间期不属于有丝分裂一样,间期也不属于减数分裂过程,间期只是为减数分裂准备物质基础。 曲细精管 人的睾丸和精子示意图 1、形成场所: 有丝分裂 减数分裂 精原细胞(2n) 新的精原细胞(2n) 精细胞 ( n ) 原始雄性生殖细胞 2、过程 内容1 减数分裂 (二)精子的形成过程 人和哺乳动物:睾丸 低等动物/昆虫:精巢 植物:花药 25 减数第一次分裂 染色体复制 减数第二次分裂 精原细胞 1初级精母细胞 2次级精母细胞 4精细胞 减 : 同源染色体分离(染色体数目减半), 非同源染色体自由组合 减 : 姐妹染色单体分离 内容1 减数分裂 (二)精子的形成过程 变形 4精子 特点: A. 精原细胞体积 ; B. 染色体进行 ( 的复制和有关 的合成) C. 精原细胞变成初级精母细胞。 染色体复制 精原细胞 初级精母细胞 【思考】这一时期细胞体积和细胞核内染色体有什么变化? 适度增大 复制 DNA 蛋白质 3、减数分裂前的间期 a A B b 内容1 减数分裂 4、减 :前期 初级精母细胞 同源染色体 联会 四分体 有丝分裂前期 A. 消失、 出现 B. 联会配对,形成 分体。 C.四分体中的 之间可能发生局部互换。 同源染色体 四 核膜、核仁 染色体、纺锤体 有丝分裂前期有同源染色体,不联会形成四分体,没有染色体局部互换 非姐妹染色单体 特点: 内容1 减数分裂 28 A. 整齐地排列在的 两侧; B. 染色体数量 ; 减数分裂 前期 减数分裂 中期 【思考】这一时期细胞核内染色体位置,数量有什么变化? 同源染色体 赤道板 不变 4、减 :中期 有丝分裂中期 讨论:有丝分裂中期与减数分裂 中期的比较 特点: 内容1 减数分裂 A. 彼此分离, 非同源染色体 。 分别移向细胞两极。 B. 染色体数目 ; 减数分裂 中期 减数分裂 后期 【思考】这一时期细胞核内染色体有什么行为,数量有什么变化? 同源染色体 自由组合 不变 4、减 :后期 有丝分裂后期 特点: 内容1 减数分裂 A B a b 非同源染色体的自由组合 A B a b A b a B 【思维拓展】减 :后期 配子类型 AB ab 配子类型 Ab aB 内容1 减数分裂 减数分裂 末期 【思考】这一时期细胞有什么变化,数量有什么变化? A. 细胞膜从中央向内凹陷缢裂,1个 细胞 分裂为 2个 细胞。 B. 经过减数 : 分开,分别进入两个子细胞,染色 体数目 。 减半 4、减 :末期 减数分裂 后期 同源染色体 初级精母 次级精母 有丝分裂末期 特点: 均等 内容1 减数分裂 次级精母细胞 4、减 :末期 初级精母细胞 变化:一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。 特别注意:减数分裂过程中染色体数目的减半发生在 。 原因:同源染色体分离,分别进入两个子细胞。 减数分裂 内容1 减数分裂 非同源染色体散乱分布在细胞中央 5、减 :前期 减数分裂 前期 有丝分裂前期 特点: 特别注意:减数分裂 前通常没有间期或者间期很短,染色体不再复制。 内容1 减数分裂 非同源染色体的 整齐地排列在细胞中央的赤道板上 减数分裂 中期 【思考】次级精母细胞染色体位置有什么变化? 着丝粒 5、减 :中期 减数分裂 前期 有丝分裂中期 特点: 内容1 减数分裂 减数分裂 后期 【思考】次级精母细胞染色体数量有什么变化?还存在染色单体吗? ①着丝粒 ,姐妹染色单体分离,在纺锤丝牵引下,分别移向细胞两极。 ②染色体数目 , 。 短暂加倍 断裂 5、减数 :后期 减数分裂 中期 有丝分裂后期 特点: 恢复到体细胞数目 内容1 减数分裂 变形 变形 变形 变形 细胞膜向内凹陷,两个 细胞均等分裂成四个 。 精子 精细胞 次级精母细胞 5、减 :末期 级精母细胞 精细胞 说明:(不考虑交叉互换) 1个精原细胞减数分裂后产生精细胞: 个, 种,同种类型来自 细胞。 同一个次级精母 4 2 特点: 注意:变形过程不属于减数分裂。 内容1 减数分裂 精细胞经过变形成为精子 精子呈蝌蚪状: 细胞核变成精子头部的主要部分, 高尔基体发育为头部的顶体; 中心体演变为精子的尾; 线粒体集中在尾基部形成线粒体鞘。 变形的意义:变形后的精子具备游向卵细胞并 进行受精作用的能力。 变形不属于减数分裂过程, 精子才是成熟雄性生殖细胞。 内容1 减数分裂 初级精母细胞 减数第一次分裂 精原细胞 复制 体积增大 次级精母细胞 初级精母细胞 后期 中期 联会 前期 四分体 初级精母细胞 末期 初级精母细胞 【小结】 M 的实质是 , 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 内容1 减数分裂 39 减数第二次分裂 次级精母细胞 精细胞 精子 前期 中期 后期 末期 精细胞变形 M 的实质是 。 着丝粒分裂,姐妹染色单体分离 内容1 减数分裂 40 知识小结 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 减数第一次分裂 减数第二次分裂 减数分裂前的间期 减数分裂示意图 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) 【思维拓展1】 减数分裂过程中染色体数目的减半发生在 过程中,DNA数目的减半发生在 过程中 。 减数分裂 减数分裂 、 内容1 减数分裂 初级精母细胞 精细胞 注意: 精子细胞和初级精母细胞相比,染色体数目减少了一半,和次级精母细胞相比,没有了姐妹染色单体。 次级精母细胞 【思维拓展2】精子形成各时期细胞分析 内容1 减数分裂 减数分裂 减数分裂 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 【思维拓展3】减数分裂 与减数分裂 内容1 减数分裂 1. 在减数分裂过程中,同源染色体分离、非同源染色体自由组合发生在( ) A.减数分裂 和减数分裂 后期 B.同时发生于减数分裂 的后期 C.同时发生于 减数分裂 的后期 D.分离发生于减数分裂 ,自由组合发生于减数分裂 B 2.判断对错: 玉米体细胞中有10对同源染色体,经减数分裂后,花粉中有5对同源染色体( ) 减数分裂 后期,大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体( ) 习题检测 阅读教科书P21—P23的内容,学习卵细胞的形成过程。(阅读、思考,4min) 【思考】 1.场所? 2.卵细胞的形成过程与精子的形 成过程异同?(用表格列举) 内容1 减数分裂 1.形成场所: 动物: 植物: 卵巢 子房 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。 内容1 减数分裂 二、卵细胞的形成过程 卵细胞(n) 卵原细胞 (2n) 有丝分裂 减数分裂 卵原细胞 (2n) (原始的雌性生殖细胞) 补充:动物的胚胎在性别分化之后,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞,就通过有丝分裂不断增加其数量,并进一步演变成初级卵母细胞,这时,它被卵泡细胞包围,形成卵泡。雌性胎儿在出生时,已经准备好了所有的初级卵母细胞;胎儿时期就完成了间期的物质准备。(卵泡=初级卵母细胞+卵泡细胞) 内容1 减数分裂 二、卵细胞的形成过程 第一极体 初级卵母细胞 卵原细胞 减数分裂I 间期 卵细胞 极体 极体 极体 减数分裂II 第一极体 次级卵母细胞 2.形成过程 内容1 减数分裂 二、卵细胞的形成过程 49 (1)减数第一次分裂(初级卵母细胞) 间期 前期 中期 后期 卵原细胞 (原始生殖细胞) 细胞质不均等分裂 次级卵母细胞 第一极体 内容1 减数分裂 2.形成过程 50 (2)减数第二次分裂(第一极体+次级卵母细胞) 细胞质不均等分裂 前期 中期 后期 末期 第一极体 次级卵母细胞 第二极体 卵 细 胞 极体退化消失 内容1 减数分裂 2.形成过程 卵细胞获... text has been truncated due to evaluation version limitation. 51 内容1 减数分裂 (三)卵细胞的形成过程 3.卵细胞形成动画 【思维拓展】卵细胞和精子形成的过程差异: 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 不 同 点 形成产所 细胞质分裂 变形期 结果 相同点 卵巢 睾丸 均等 有不均等 有 无 4个精子 1个卵细胞和3个极体 染色体复制一次,细胞连续分裂两次,遗传物质减半 内容1 减数分裂 知识小结 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: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) 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 1个1种卵细胞(染色体数:n) 减数 第一次分裂 减数 第二次分裂 减数分裂 前的间期 内容1 减数分裂 内容1 减数分裂 三、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 【探究 实践】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 (1)细胞内染色体数量 。 染色体较大,易于观察。 (2)选择 的生殖器官 进行取材观察。 ①在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束,减一在卵巢,减二在输 卵管; ②卵细胞产生的数量远远少于精子的数量。 1.选材要求 较少 雄性个体 【原因】 内容1 减数分裂 【探究 实践】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片 动物精巢 植物花药 56 蝗虫的 细胞进行减数分裂形成精细胞,再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中,细胞中的染色体 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。 精母 形态、位置和数目 2.实验原理 内容1 减数分裂 【讨论】蝗虫精巢中的细胞(精原细胞染色体数目为2N)含有的染色体数目可能为多少? 2N ;N ;4N 57 (1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程) 解离 漂洗 染色 制片。 (2)显微观察 先用低倍镜,再用高倍镜。 【拓展】蝗虫性别决定方式(XO型:XX 雌; XO 雄) 雌蝗虫24条(11对常染色体+XX) 雄蝗虫23条(11对常染色体+XO) 3.实验步骤 内容1 减数分裂 58 减 中期 减 后期 减 前期 减 后期 减 末期 减 中期 减 前期 减 前期 减 前期 减 后期 减 后期 4.观察细胞的减数分裂并绘制图像 内容1 减数分裂 减数分裂 前期 减数分裂 后期 减数分裂 末期 减数分裂 后期 减数分裂 前的间期 【想一想】下列细胞是处于减数分裂的细胞,请判断处于什么时期? 联会 内容1 减数分裂 1.(2023 河北石家庄)某同学利用高等动物生殖腺内细胞观察其细胞分裂,下列有关说法正确的是( ) A.若细胞分裂末期的细胞质为均等分裂,则该动物一定为雄性 B.显微镜下所观察到的细胞均为同一种分裂方式 C.显微镜下观察之前需用碱性染料对细胞进行染色 D.观察到的细胞中均含有两个染色体组且均含同源染色体 C 习题检测 2.(2023 湖南长沙联考)对果蝇精巢切片进行显微观察,根据细胞中染色体的数目将细胞分为甲、乙、丙三组,如图所示。下列叙述正确的是( ) A A.丙组细胞的出现与减数分裂有关 B.甲组细胞会发生互换现象 C.乙组细胞只会进行减数第一次分裂或有丝分裂 D.三组细胞的性染色体组成均为一条X和一条Y 习题检测 3.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 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 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 时期 B 习题检测 4. 有研究者采用荧光染色法制片,在显微镜下观察拟南芥(2n=10)花药减数分裂细胞中染色体形态、位置和数目,以下为镜检时拍摄的4幅图片。下列叙述正确的是( ) A.图甲、丙中细胞处于减数分裂 时期 B.图甲细胞中同源染色体已彼此分离 C.图乙细胞中5个四分体排列在赤道板附近 D.图中细胞按照减数分裂时期排列的先后顺序为甲 丙 乙 丁 C 习题检测 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 核DNA 染色体 染色单体 2n 4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n 2n 2n 2n n n 0 4n 4n 4n 4n 2n 2n 0 4n 2n 2n n n 2n 2n n 4n 2n 2n n 2n 0 【思维拓展1】减数分裂:细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 内容1 减数分裂 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 65 1.核DNA 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2N 4N 间期 N DNA复制 细胞分裂,DNA平均分配 细胞分裂,DNA平均分配 内容1 减数分裂 66 2.染色体 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2N 4N 间期 N 同源染色体分离,进入两个子细胞 着丝粒分裂 细胞分裂,染色体平均分配 内容1 减数分裂 67 3.染色单体 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2N 4N 间期 N DNA复制,单体形成 细胞分裂单体减半 着丝粒分裂,单体消失 内容1 减数分裂 68 减数第一次分裂 减数第二次分裂 2N 4N 间期 N 染色体 染色单体 核DNA 内容1 减数分裂 69 4.染色体与核DNA之比 G1 减数第一次分裂 减数第二次分裂 G2 S 1/2 1 ab:间期DNA复制,一条染色体 上有2条DNA分子。 cd:M 后期着丝粒分裂,一条染色体上有1条DNA分子。 a b c d e 内容1 减数分裂 70 G1 G2 S 1 2 ab:间期DNA复制,一条染色体 上有2条DNA分子。 cd:M 后期着丝粒分裂,一条染色体上有1条DNA分子。 a b c d e 5.每条染色体上DNA的含量 减数第一次分裂 减数第二次分裂 内容1 减数分裂 71 乙 2N 4N O 数量(个) N 甲 2N 4N O 数量(个) N 丙 2N 4N O 数量(个) N 染色体 核DNA 染色单体 丁 2N O 数量(个) N 精原细胞、G1 M 后末 G2、初级精母细胞 M 前、中 生殖细胞(配子) 【思维拓展2】根据柱状图判断减数分裂时期 内容1 减数分裂 72 减 同源未分离(配子有同源) A b A b B B n+1 互 补 n-1 Aab 相 同 Aab B 相 同 B A a B a a A A B b b b b b A A B B B a a a a (1)减 异常分裂 【思维拓展3】减数分裂异常分析 注意:如果减数分裂 异常,则所形成的配子 不正常。 全部 内容1 减数分裂 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 姐妹未分离(配子有姐妹) A b A a B a B aB 相 同 aB 正 常 Abb 不 相 同 A n+1 n-1 a A B a B b b b b b b A A A A B B B a a a 【思维拓展3】减数分裂异常分析 (2)减 异常分裂 注意:如果减数分裂 异常,则所形成的配子 不正常。 一半 内容1 减数分裂 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【思维拓展4】XXY与XYY异常个体成因分析 1.XXY成因 母方正常(X)+父方异常(XY) 减数第一次分裂异常:X、Y同源染色体未分离进入一个次级精母细胞中 父方正常(X)+母方异常(XY) 父方正常(Y)+母方异常(XX) 减数第一次分裂异常:X、X同源染色体未分离进入次级卵母细胞中 减数第二次分裂异常:后期 X染色体分开形成的2条X子染色体都进入卵细胞 内容1 减数分裂 【思维拓展4】XXY与XYY异常个体成因分析 2.XYY成因 母方正常(X)+父方异常(YY) 父方正常(X)+母方异常(YY) 父方正常(Y)+母方异常(XY) 减数第二次分裂异常:后期 Y染色体分开形成的2条Y子染色体都进入同一精细胞 内容1 减数分裂 1.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( ~ )中相关物质(①~③)的数量。下列表述与图中信息相符的是( ) A. 所处阶段可发生非同源染色体的自由 组合 B. 可代表初级精母细胞 C.②代表染色体 D. ~ 中③的数量比是2∶4∶4∶1 A 习题检测 (1)减数分裂染色体减半发生在_; (2)染色体数目加倍时期:_,原因:_; (3)DNA数目加倍时期:_,原因: ; (4)染色单体出现时期:_,原因: ; 染色单体消失时期:_,原因:_。 (5)染色体:DNA由1:1变为1:2的时期:_,原因: _;染色体:DNA由1:2恢复1:1的时期:_, 原因:_。 减数第一次分裂 M 后期 着丝粒分裂 减数分裂前的间期 减数分裂前的间期 M 后期 着丝粒分裂 染色体(DNA)复制 染色体(DNA)复制 减数分裂前的间期 染色体(DNA)复制 M 后期 着丝粒分裂 习题检测 2. 填空 阅读课本P27《受精作用》1、2自然段,回答下列问题: 1.整个精子都可以进入卵细胞吗? 2.一个卵细胞为什么不可以和多个精子结合? 3.精子和卵细胞相互融合的实质是什么? 4.受精作用中染色体数目有何变化? 受精作用 内容2 【现象】“一母生九子,连母十个样” 【疑问】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? 一、配子中染色体组合的多样性 受精作用 内容2 一、配子中染色体组合的多样性 (1)以精子的形成为例 ①一对同源染色体 1.自由组合(基因重组) A a 精原细胞 A a A a 初级精母细胞 A A a a 2个次级精母细胞 4个精子 A A a a 一个精原细胞产生4个2种精子,一个个体产生多个2种精子 受精作用 内容2 81 ②两对同源染色体 A a B b 精原细胞 A a B b A a B b 初级精母细胞 A A B B a a b b B B a a A A b b 或 2个次级精母细胞 A B A B a b a b 或 A b A b a B a B 一个精原细胞产生4个2种精子,一个个体产生多个4种精子 间期复制 MI 受精作用 内容2 82 (2)以卵细胞的形成为例 ①一对同源染色体 A a 卵原细胞 A a A a 初级卵母细胞 一个卵原细胞产生1个1种卵细胞,一个个体产生多个2种卵细胞 A A a a 第一极体 次级卵母细胞 A A a a 次级卵母细胞 第一极体 或 第二极体 卵细胞 A A a a 第二极体 卵细胞 a a A A 或 受精作用 内容2 83 ②两对同源染色体 A a B b 卵原细胞 A a B b A a B b 初级卵母细胞 一个卵原细胞产生1个1种卵细胞,一个个体产生多个4种卵细胞 A A B B a a b b A A b b a a B B a a b b A A B B a a B B A A b b a b a B A B A b 卵细胞 受精作用 内容2 次级卵母细胞 第一极体 84 (3) 自由组合时配子种类分析 配子种类 两对同源染色体(YyRr) n对同源染色体 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 2种(YR、yr或Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 1种(YR或yr或Yr或yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 2种 2n种 1种 2n种 【思考】正常人细胞中有23对染色体,可能形成的配子种类为_种。 223 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”。 受精作用 内容2 85 2.四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(基因重组) 一对同源染色体,考虑非姐妹染色单体之间的交叉互换,一次减数分裂可产生4种不同类型配子。 含有n对同源染色体的生物体,每对都发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换可产生的配子类型有 。 受精作用 内容2 一、配子中染色体组合的多样性 4n 86 【规律总结】配子染色体类型的分析 ①一个生物体 ②一个 性原细胞 产生2n种配子 考虑交叉互换 产生大于2n种配子 一个卵原细胞 产生1种配子(1个) 一个精原细胞 不考虑交叉互换 没有交叉互换 存在交叉互换 产生2种配子(4个) 两两相同,两两互补 产生4种配子(4个) 受精作用 内容1 总结:配子中染色体组合的多样性的原因: 1.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合 2.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。 配子的多样性 减数分裂 生物多样性 同源染色体上非姐妹染色单体间片段的互换 非同源染色体自由组合 受精作用 内容2 一、配子中染色体组合的多样性 88 1.结合同源染色体概念判断说法的正误,并说明理由: (1)形态、大小相同的染色体一定是同源染色体( ) (2)同源染色体的形态大小一定相同( ) (3)在前期 联会的两条染色体一定为同源染色体( ) (4)同源染色体携带的遗传信息一定相同( ) (5)有同源染色体的细胞进行细胞分裂时一定会发生同源染色体联会( ) (6)同源染色体上存在相同基因或等位基因( ) (7)非等位基因一定是位于非同源染色体上的基因( ) (8)减数第二次分裂全过程无同源染色体 ( ) 习题检测 2.某生物的基因组成如图所示,则它产生配子的种类及它的一个精原细胞产生精子的种类分别是(不考虑基因突变和交叉互换)( ) A.2种和2种 B.4种和2种 C.2种和4种 D.8种和4种 B 习题检测 3.(2023 河南天一大联考)某精原细胞中部分染色体及其上的两对等位基因如图所示。下列有关该细胞产生的精子的种类及其原因的分析,正确的是( ) A.若A/a或B/b随非姐妹染色单体交换而交换,则会产生2种基因型的精子 B.若A/a或B/b随非姐妹染色单体交换而交换,则会产生4种基因型的精子 C.若A/a和B/b均随非姐妹染色单体交换而交换,则只会产生2种基因型的精子 D.若A/a和B/b均随非姐妹染色单体交换而交换,则只会产生4种基因型的精子 B 习题检测 4.(2023 黑龙江哈尔滨调研)某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上,下图表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑互换和基因突变)( ) C A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 习题检测 5.下列有关人体减数分裂和受精作用的叙述,错误的是( ) A.精子和卵细胞的识别依赖于细胞膜上的糖蛋白 B.受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞 C.受精卵中含有同源染色体,染色体数目与体细胞中的染色体数目相同 D.受精卵既可以进行有丝分裂,也可以进行减数分裂 D 习题检测 1.概念 精子和卵细胞相互 成为受精卵的过程。 细胞膜上的糖蛋白 细胞膜的流动性 3.场所 输卵管 (1)细胞膜的信息交流功能。 (2)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。 2.细胞学基础 二.受精作用受精作用及其意义 识别、融合 受精作用 内容2 仅有一个精子能和卵细胞结合 94 卵细胞 精子接触卵细胞,靠细胞膜外的糖蛋白进行相互识别 精子 精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面 卵细胞细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入 精子和卵细胞的细胞核融合,彼此染色体会合在一起 受精卵 4. 过程 受精作用 内容2 4. 过程 受精作用 内容2 受精卵 同源染色体 (2)受精卵的遗传物质(DNA)= 核DNA 细胞质DNA (1)受精卵中的染色体: 父母双方各提供一半 6.受精卵中的遗传物质 精子的_与卵细胞的_相融合,使彼此的_会合在一起。 5.实质 细胞核 细胞核 染色体 受精作用 内容2 97 (母本)高等动物(2N)(父本) 受精卵(2N) 卵细胞(N) 精子(N) 减数分裂 减数分裂 有丝分裂、细胞分化 受精作用 7.减数分裂和受精作用的意义 受精作用 内容2 98 交叉互换(前期 ) 非同源染色体自由组合(后期 ) 配子(精子、卵细胞)的多样性 雌(卵细胞)、雄配子(精子)的结合的随机性 提高后代的变异力;多样性,进而推动生物进化。 配子(精子、卵细胞)中染色体减半 受精卵中染色体恢复到与体细胞相同 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。 7.减数分裂和受精作用的意义 受精作用 内容2 SZ-LWH 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 【思维拓展1】减数分裂、有丝分裂和受精作用的联系 内容2 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 内容2 受精作用 观看视频,然后列表比较有丝分裂与减数分裂。 内容2 受精作用 【思维拓展2】减数分裂和有丝分裂的比较 SZ-LWH 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 存在同源染色体, 没有相应行为 1.列表比较 内容2 受精作用 103 区别 有丝分裂 减数分裂 非同源染色的行为 子细胞间的 遗传物质 意义 无自由组合 减 后期可自由组合 相同 不一定相同 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性。 减数分裂和受精作用维持了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。 1.列表比较 内容2 受精作用 相 同 点 ①间期:均有 复制和有关 的合成,细胞体积 均有增大 ②前期:均由 发出星射线形成纺锤体,核膜和核仁消 失, 逐渐螺旋化形成染色体 ③中期:染色体均在 位置聚集 ④后期:均由 牵引染色体向两极移动 ⑤末期:均由 内陷将细胞质缢裂成两部分,形成新的核 膜和核仁, 解螺旋形成染色质 DNA 蛋白质 中心体 染色质 赤道板 纺锤丝 细胞膜 染色体 1.列表比较 内容2 受精作用 1.有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA、染色体数目变化曲线模型分析 (1)曲线中存在斜线的为 变化曲线,不存在斜线的为 变 化曲线。 (2)根据“染色体峰值”判断:染色体数目最大为4n的是 ;染 色体数目最大为2n的是 。 核DNA 染色体 有丝分裂 减数分裂 习题检测 (3)根据“DNA复制和分裂次数”判断:斜线代表核DNA复制,竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜线出现1次,而竖直下降2次的为 ;斜线出现1次,而竖直下降1次的为 。 (4)根据“结果”判断:分裂完成后,染色体或核DNA的数目与分裂前相等则为 ;若减半则为 。 减数分裂 有丝分裂 有丝分裂 减数分裂 1.有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA、染色体数目变化曲线模型分析 习题检测 2.下图表示基因型为AaXBY的二倍体动物体内,处于细胞分裂中的某个细胞内核DNA含量和染色体数目的关系。下列叙述正确的是( ) A.该细胞中染色体的着丝点都连接着来 自两极的纺锤丝 B.该细胞中含有的X染色体的数目为0条 或2条 C.该细胞可能是有丝分裂后期的体细胞 或次级卵母细胞或第一极体 D.若该细胞中染色体形态数X染色体组数 =16,则没有同源染色体 D 习题检测 108 (三看识别法:一看奇数偶,二看同源,三看行为) 减 减 有丝分裂 减 前期 奇数 偶数 无同源染色体 有同源染色体 有以下行为 无以下行为 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 中期 减 后期 (1)染色体数目和有无同源染色体及其行为: 成熟生殖细胞 2.减数分裂和有丝分裂图像辨析 内容2 受精作用 (2)减数分裂 、减数分裂 和有丝分裂的图形判断法: 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 有同源染色体 联会,形成四分体 有同源染色体 无同源染色体 内容2 受精作用 2.减数分裂和有丝分裂图像辨析 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 中期 着丝点排列在赤道板 上,有同源染色体 四分体排列在 赤道板两侧 着丝点排列在赤道板 上,无同源染色体 内容2 受精作用 2.减数分裂和有丝分裂图像辨析 (2)减数分裂 、减数分裂 和有丝分裂的图形判断法: 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 后期 着丝点分裂,有同 源染色体(看左右) 同源染色体分离, 非同源染色体自由 组合,有同源染色 体(看上下) 着丝点分裂,无同 源染色体(看左右) 内容2 受精作用 2.减数分裂和有丝分裂图像辨析 (2)减数分裂 、减数分裂 和有丝分裂的图形判断法: (3)判断减数分裂中的细胞类型 内容2 受精作用 2.减数分裂和有丝分裂图像辨析 113 减 后期 减 后期 减 前期 【想一想1】 内容2 受精作用 减 中期 减 后期 生殖细胞 有丝分裂前期 【想一想1】 内容2 受精作用 A: 、B: 、 C: 、D: 。 初级精母细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 次级精母细胞或极体 【想一想2】请写出下列各细胞的名称: 内容2 受精作用 116 1.如图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像,其中属于减数分裂的是( ) A.①②④⑤⑧⑨ B.③④⑤⑧⑨⑩ C.①②⑥⑦ D.④⑤⑦⑨⑩ B 习题检测 2.(2023 广东茂名调研)下列关于真核细胞分裂方式的叙述,正确的是 ( ) A.在有丝分裂前的间期与减数分裂前的间期染色体经复制后数目加倍 B.与有丝分裂相比,无丝分裂和减数分裂均不出现纺锤体 C.减数分裂产生的子细胞的基因型都不同,有丝分裂产生的子细胞的基 因型都相同 D.减数分裂过程中会发生基因重组,有丝分裂过程中不会发生基因重组 D 习题检测 3.(2023 河南九师联盟)红心鸭蛋是河南当地农民用祖传经验优育麻鸭,食用大量鱼、虾、水草所生,含有人体所需的蛋白质、钙、硒、锌、卵磷脂、食用绿色素等营养成分。如图是麻鸭卵巢中一个正常分裂的细胞示意图。下列相关叙述正确的是( ) A.图示细胞含有2个四分体 B.图示细胞为次级卵母细胞 C.形成图示细胞的过程中发生了基因重组 D.卵原细胞只进行减数分裂,不进行有丝分裂 C 习题检测 4.下图表示细胞分裂和受精作用过程中,核DNA含量和染色体数目的变化,据图分析可得出( ) ①a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂 ②L M所示过程与细胞膜的流动性有关 ③GH段和OP段,细胞中含有的染色体数目是相等的 ④MN发生了核DNA含量的加倍 A.①②④ B.①②③ C.①③ D.②④ A 习题检测 5.(2022 浙江6月选考,21)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中,某时期的细胞如图所示,其中①~④表示染色体,a~h表示染色单体。下列叙述正确的是( ) D A.图示细胞为次级卵母细胞,所处时期为前期 B.①与②的分离发生在后期 ,③与④的分离发生在后期 C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍 D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16 习题检测 6. (2023 西安五校联考)下图1表示某动物细胞(2N=4)处于不同分裂时期的图像,图2中①~④表示该动物有性生殖时细胞分裂的不同时期,其中a、b、c分别表示某时期一个细胞中三种物质或结构的相对数量。下列有关叙述错误的是( ) 图2 B A.图1中甲、乙、丙细胞均有同源 染色体 B.图1中乙细胞对应图2中②时期 C.图1中丁细胞对应图2中③时期 D.图2中①时期可能无同源染色体 图1 习题检测 6.(2021 福建卷,12)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞,其中正确的是( ) A 习题检测 7. 如图1所示为动物初级精母细胞中的两对同源染色体,其减数分裂过程中,同源染色体发生交叉互换形成了如图2所示的四个精子,则来自同一个次级精母细胞的是 。 ①③ 、②④ 习题检测 课堂小结 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。( ) √ √ 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 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 B D 复习与提高 一、概念检测 126 二、拓展应用 1.正常人的体细胞中有23对染色体。有种叫“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。 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 ,就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞; 如果减数分裂I正常,减数分裂 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号染色体是两条。 复习与提高 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。 127 二、拓展应用 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? 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。 复习与提高 本讲结束,记得点个赞哦! Lavf58.20.100 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS Lavf58.28.100 $$