2.1 减数分裂和受精作用-【精准备课】2024-2025学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修2）

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 主讲教师：zeg 2 受精卵 细胞分裂（有丝分裂） 细胞分化 个体 1 减数分裂 4 聚焦 1 减数分裂的含义是什么？ 2 配子的形成为什么必须经过减数分裂？ 3 减数分裂是怎样进行的？ 1.2 精子的形成过程 解决以下问题，展示学习成果： 人和其他哺乳动物精子形成的场所？ 精子由什么细胞形成？ 6 场所（以哺乳动物为例） 1.2 精子的形成过程 人和其他哺乳动物的精子是在睾（gao）丸中形成的 睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管 曲细精管中有大量精原细胞 7 精原细胞 1.2 精子的形成过程 精原细胞是原始的雄性生殖细胞（精子发育的起始细胞） 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 精原细胞 有丝分裂 新的精原细胞 精子 How❓ 8 提出问题：配子可以通过有丝分裂产生吗？ 作出假设：可。 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） 个体 结论：配子不可通过有丝分裂来产生。 9 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精作用 精子 卵细胞 父亲 母亲 减半 （46） （46） （23） （23） （46） （46） 个体 思考：受精卵怎样与体细胞染色体个数相同？ 减半 在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。 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——减数分裂。 魏斯曼的预测 魏斯曼(1834---1914) August Weismann，德国动物学家 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。 讨论：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 同源染色体 12 1.2 精子的形成过程 解决以下问题，展示学习成果： 减数分裂分几个阶段、每个阶段主要特征？ 同源染色体、四分体、联会概念？ 13 过程 1.2 精子形成过程 精原细胞 初级 精母细胞 次级 精母细胞 精细胞 精子 染色体复制 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 变形 减数分裂 减数分裂前的 间期 在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次。 细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。 减数分裂后，精细胞再经过变形形成成熟的雄性生殖细胞——精子。 14 1.2 精子形成过程 A.减数分裂前的间期 精原细胞 初级精母细胞 染色体复制 体积增大 一部分精原细胞的体积增大，染色体复制（DNA复制和蛋白质合成），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。 15 1.2 精子形成过程 同源染色体：减Ⅰ开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗，并两两配对。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。 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 同源染色体联会，形成四分体。 ①形状和大小一般相同 ②一条来自父方，一条来自母方 16 1.2 精子形成过程 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。 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 同源染色体联会，形成四分体。 ①形状和大小一般相同 ②一条来自父方，一条来自母方 17 交叉互换 ： 1.2 精子形成过程 B1.减数分裂Ⅰ前期（初级精母细胞） 四分体中的非姐妹染色单体之间缠绕，并交换相应片段。 （同源染色体中的非姐妹染色单体） = 同源染色体 = 染色体 = 染色单体 = 姐妹染色单体 = DNA分子 = 脱氧核苷酸链 1个四分体 1对 2条 4条 4个 8条 2对 1.2 精子形成过程 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 A与B的关系？ A与C的关系？ a与a′的关系？ 1.2 精子形成过程 减Ⅰ前期 减Ⅰ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。 1.2 精子形成过程 B2.减数分裂Ⅰ中期（初级精母细胞） 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。 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，这样细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条。 1.2 精子形成过程 B3.减数分裂Ⅰ后期（初级精母细胞） 非同源染色体的自由组合 组合一 Ａ　Ｂ a　b Ａ　b a　Ｂ 组合二 组合三 组合四 第一种可能性 第二种可能性 1.2 精子形成过程 B3.减数分裂Ⅰ后期（初级精母细胞） 减Ⅰ后期 减Ⅰ末期 初级精母细胞 次级精母细胞（2种） 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。 1.2 精子形成过程 B4.减数分裂Ⅰ末期（初级精母细胞） 每个次级精母细胞有 条染色体； 初级精母细胞有 条染色体。 细胞内有无同源染色体？ 减Ⅱ前期 2 4 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。 1.2 精子形成过程 C1.减数分裂Ⅱ前期（次级精母细胞） 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 纺锤丝牵引着着丝粒将染色体排列在赤道板上。 1.2 精子形成过程 C2.减数分裂Ⅱ中期（次级精母细胞） 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 非同源染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体分开形成染色体，染色体数目暂时加倍。 1.2 精子形成过程 C3.减数分裂Ⅱ后期（次级精母细胞） 次级精母细胞 精细胞 减Ⅱ后期 减Ⅱ末期 在纺锤丝的牵引下，子染色体分别移向细胞两极，随着细胞的分裂进入两个子细胞。 1.2 精子形成过程 C4.减数分裂Ⅱ末期（次级精母细胞） 精子（成熟生殖细胞） 精细胞 变形 变形 减Ⅱ末期 减数分裂后，精细胞经过复杂的变形才能形成精子。 精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。 1.2 精子形成过程 D.变形(不属于减数分裂过程） 联会、四分体 同源染色体分离 着丝粒分裂 染色单体分开 次级精母细胞 体积增大 染色体复制 变形 间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 （1）减数第一次分裂的实质是_______________， 减数第二次分裂的实质是__________________。 （2）染色体数目减半发生在______________。 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 精 子 同源染色体分离 姐妹染色单体分离 减数第一次分裂 1.2 精子形成过程 30 1.1 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。 在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 31 减数Ⅰ和减数Ⅱ的比较 减数Ⅰ 减数Ⅱ 染色体复制 着丝粒 染色体数目 DNA数目 染色体的主要行为 不分裂 分裂 2N→4N→2N 同源染色体分离 染色单体分离 复制 不复制 1.2 精子形成过程 2N→N 2N→N N→N*2→N 1.3 卵细胞形成过程 解决以下问题，展示学习成果： 人和哺乳动物卵细胞形成的具体场所？ 与精细胞形成有何不同？ 33 场所（以哺乳动物为例）：卵巢 1.3 卵细胞形成过程 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。 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 卵原细胞 有丝分裂 卵原细胞 卵原细胞是原始的雌性生殖细胞 通过有丝分裂进行增殖 每个卵原细胞内染色体数目与体细胞的相同 34 过程 1.3 卵细胞形成过程 卵原细胞 初级 卵母细胞 次级 卵母细胞 卵细胞 染色体复制 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 减数分裂 减数分裂前的 间期 与精子形成过程基本相同。 不同点是初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ进行不均等分裂，形成一个极体（小），和一个次级卵母细胞（大）。 次级卵母细胞经过减数分裂Ⅱ进行不均等分裂，形成卵细胞，和一个极体。 极体 极体 2个极体 35 1.3 卵细胞形成过程 A.减数分裂前的间期 卵原细胞 初级卵母细胞 染色体复制 体积增大 一部分卵原细胞的体积增大，染色体复制（DNA复制和蛋白质合成），成为初级卵母细胞。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。 36 同源染色体分离 卵原细胞 复制 联会 卵细胞 着丝粒分裂 着丝粒分裂 极体 退化消失 1.3 卵细胞形成过程 减数分裂Ⅰ（初级卵母细胞） 减数分裂Ⅱ（极体） 减数分裂Ⅱ（次级卵母细胞） 视频见U盘该课件文件夹 精子、卵细胞的形成（3D动画） 38  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 减数分裂特殊性主要体现在： (1)染色体（DNA）复制一次，细胞连续分裂两次； (2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离； (3)分裂结果：得到四个细胞并且染色体数减半； (4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。 思考：减数分裂被称为特殊的有丝分裂，特殊在什么地方？ 1.4 减数/有丝分裂的细胞图像辨析 1.4 减数/有丝分裂的细胞图像辨析 有丝分裂 减数分裂 分裂起始细胞 细胞分裂次数 染色体复制次数 同源染色体行为 子细胞 数目 类型 染色体数 相同点 体细胞 都有纺锤体的出现，染色体复制一次 减数分裂与有丝分裂异同点 体细胞 1次 2次 原始生殖细胞 1次 1次 无联会、分离 有联会、分离 2 4（2种） 有性生殖细胞 2N→4N→2N 2N→N；N→N*2→N 减数分裂Ⅰ 有丝分裂 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 前期 中期 减数分裂Ⅰ 有丝分裂 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 后期 减数分裂Ⅰ 有丝分裂 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 前期 减数分裂Ⅱ 有丝分裂 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 减数分裂Ⅱ 有丝分裂 中期 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 后期 减数分裂Ⅱ 有丝分裂 1.4.1 减数/有丝分裂的细胞各时期特征 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 1.4.2 减数/有丝分裂的细胞辨析 根据染色体的数目判断 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 1.4.2 减数/有丝分裂的细胞辨析 根据染色体的行为判断 前期 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 1.4.2 减数/有丝分裂的细胞辨析 根据染色体的行为判断 中期 是否 有同源染色体 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 1.4.2 减数/有丝分裂的细胞辨析 根据染色体的行为判断 后期 52 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 以4条（2对染色体）为例，完成下列表格。 间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期 图像 特征 DNA数目 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 2n 2n 2n 2n→n 染色体 2n 2n 2n 2n 2n→n n n n→2n 2n→n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n 4n→2n 2n 2n 0 0 1.2 精子形成过程 教材P19-20 53 2N 4N 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 减数分裂Ⅰ 减数分裂 Ⅱ 减Ⅰ末结束： 同源染色体分离； 子细胞染色体数目减半 减Ⅱ后期开始： 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开 减Ⅱ末结束： 染色体平均分配给子细胞 1.3 染色体、DNA相对含量的变化曲线 染色体数变化 间期 次级精母细胞 2N 4N 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 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 分开后的姐妹染色单体成为染色体，分别进入不同的子细胞 1.3 染色体、DNA相对含量的变化曲线 核DNA变化 间期 次级精母细胞 2N 4N 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 减数分裂 I 减数分裂 II DNA复制 减Ⅰ末结束： 同源染色体分离，染色体数目减半 减Ⅱ后期开始： 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开 1.3 染色体、DNA相对含量的变化曲线 染 色 单 体 变 化 间期 2 1 时期 减Ⅱ后期开始： 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开，形成染色体。 DNA复制 减数分裂 I 减数分裂 II 1.3 染色体、DNA相对含量的变化曲线 每条条染色体上DNA数目 间期 1 练习与应用 58 . 1.1 概念检测 1. 与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。 （1）玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。（ ） （2）在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。（ ） ✖ ✔ 59 2.蝗虫的体细胞中有24条染色体，在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是 （ ） A.出现染色单体 B.同源染色体联会 C.染色体移向细胞的两极 D.子细胞中有24条染色体 B 1.1 概念检测 60 . 3.下图所示的细胞最可能是 （ ） A.卵细胞 B.初级精母细胞 C.次级卵母细胞 D.有丝分裂前期的细胞 C 1.1 概念检测 61 4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题 (1) 这个细胞正在进行哪种分裂？为什么？ (2) 细胞中有几条染色体？几条染色单体？ (3) 细胞中有几对同源染色体？哪几条染色体是非同源染色体？ 1.1 概念检测 这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。 4条染色体。8条染色单体。 细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。 62 4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题 (4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体？ (5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体？ (6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。 1.1 概念检测 a与a’，、b与b’，、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有2条染色体。 63 . 1.2 拓展应用 1.下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片，A至D为减数分裂Ⅰ，E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5 μm。 请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。 染色体行为变化 64 1.2 拓展应用 2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。 不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体；再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。 65 1.2 拓展应用 2.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。 如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称21-1体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色休是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。 66 2.2 拓展应用 3.在精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。你怎样解释这一现象？ 精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞；部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备适于游动的能力；人部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。精子变形过程中的以上变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。 67 视频见U盘该课件文件夹 探究·实践 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 68 探究·实践 目的要求 通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 材料用具 蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。 69 探究·实践 实验方法 还原糖是指具有还原性的糖，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等 绘图 低倍镜观察 高倍镜观察 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 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。 70 探究·实践 注意事项： 实验材料的选择：蝗虫精母细胞 (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。雄性一次产生的雄配子数目多，能够观察到减数分裂的各个时期（雌性一次产生的配子少）；雄配子产生的过程中是连续分裂的（雌配子不是连续分裂的，排出的卵细胞在输卵管发育至减Ⅱ中期成为成熟的卵细胞—具有受精能力，要在输卵管内精子入卵之后才继续完成第二次减数分裂）。 探究·实践 讨论：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、位置和数目来判断。 讨论：减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？ 减数分裂不同时期特点参考教材。 72 探究·实践 讨论：你是通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？ 同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。 73 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 74 受精卵 有丝分裂 细胞分化 受精作用 精子 卵细胞 卵原细胞 （46） （46） （23） （23） （46） （46） 个体 减数 分裂 精原细胞 减数 分裂 2 受精作用 76 聚焦 1 配子中染色体的组合为什么是多种多样的？ 2 什么是受精作用？ 3 受精作用对于生物的遗传有什么重要意义？ 2.1 受精作用 解决以下问题，展示学习成果： 受精作用概念？过程？结果？实质？ 从细胞学分析受精作用实现的结构基础？ 减数分裂与受精作用的意义？ 78 2.1 受精作用 视频见U盘该课件文件夹 受精作用 79 受精作用：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.1 受精作用 相互识别（细胞间的信息交流）：糖蛋白 融合：细胞膜具有流动性 受精作用实现的结构基础（细胞）： 受精作用场所：输卵管 80 过程 2.1 受精作用 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。 81 过程 2.1 受精作用 受精卵 精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，彼此的染色体会合在一起。 同源染色体。一条来自（精子）方，一条来自（卵细胞）母方。 82 结果 2.1 受精作用 受精卵 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，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方） 83 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。 2.1 受精作用 受精卵 受精卵中遗传物质来源： 受精卵中的染色体：父母双方各提供一半。 受精卵的遗传物质(DNA)： 核DNA：（一半父方 + 一半母方） 质DNA：几乎全来自于母方。 84 2.1 受精作用 减数分裂与受精作用意义： 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。 通过有性生殖，新一代继承了父母双方的遗传物质。 在有性生殖的过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。 总之，减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 85 2.2 配子中染色体组合的多样性 “一母生九子，九子各不同” 父亲体内所有的精原细胞，其染色体组成并无差别，母亲体内的卵原细胞也是如此。 同样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？ 86 探究·实践 建立减数分裂中染色体变化的模型 实验目的：通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型，加深对减数分裂过程及其特点的认识，理解配子中染色体组合的多样性，领悟减数分裂的意义。 材料用具： 较大白纸，铅笔或彩笔，适于制作染色体的材料（如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、卷纸等） 87 探究·实践 方法步骤 模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 ② 在白纸上绘制初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体。 ① 用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色制作两条大小不同染色体，每条染色体由两条单体组成。 88 探究·实践 ③ 让两条长度相同、颜色不同的染色体配对，着丝粒靠近。 ④ 将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。 ⑤ 双手抓住并移动染色体的着丝粒，使两种颜色的染色体分离，分别移向细胞的两极。 ⑥ 绘制两个次级精母细胞的轮廓、中心体、纺锤体，将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。 89 探究·实践 ⑦ 将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。 ⑧ 分开着丝粒，将染色体分别移向两极。 ⑨ 在两极有染色体部分绘制出细胞轮廓代表子细胞。 四 个 细 胞 两 两 相 同 90 探究·实践 方法步骤 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 进行模拟活动前应该先设计，并考虑以下问题？ 1.细胞中至少需要几对染色体？ 2.假设细胞中有2对染色体，减数分裂Ⅰ时，非同源染色体有几 种组合方式？ 3.怎样模拟减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ所产生的子细胞？ 2对 91 探究·实践 减Ⅰ OR 减Ⅱ 四个 两种 四个 两种 模拟细胞中有两对同源染色体的情况： 组合一 Ａ　Ｂ a　b Ａ　b a　Ｂ 组合二 组合三 组合四 第一种可能性 第二种可能性 对生物个体来说，非同源染色体有4种组合（2种可能），所以能产生4种配子（精子或卵细胞）； 但是对单个精原细胞，非同源染色体有2种组合（只能取其中一种可能），所以能产生2种配子（4个精子或1个卵细胞）。 8=23种配子 探究·实践 细胞中有三对同源染色体 OR OR OR 探究·实践 方法步骤 模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换 不发生互换时 发生互换时 4个2种 4个4种 95 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 例：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 2.2 配子中染色体组合的多样性 原因： 减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。 2.2 配子中染色体组合的多样性 原因： 减Ⅰ前期，四分体中的非姐妹染色单体之间相对应的部位常常互换一部分染色体。。 生物实际上能产生的配子的种类数量非常大，并不是只有2n种。 思维训练 综合概括 每一种生物在繁衍过程中，既保持遗传的稳定性，又表现出遗传的多样性。试从配子形成和受精作用方面进行概括。 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的一半 配子种类繁多 雌雄配子结合后,染色体数 目恢复到体细胞染色体数目 雌雄配子随机结合 98 2 课堂小结 99 2. 课堂小结 配子中染色体组合的多样性 意义 原因 非同源染色体自由组合 四分体的非姐妹染色单体交叉互换 不同配子遗传物质的差异 过程 意义 保证亲子代染色体数目的恒定 精卵相互识别、融合形成受精卵 精卵结合具有随机性 同一双亲后代具有多样性 决定 决定 受精 作用 2 练习与应用 101 . 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。 （ ） 2.1 概念检测 ✔ ✔ 102 . 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 2.1 概念检测 B D 103 2.2 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。 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 104 13三体综合征 这种染色体组成的异常是如何出现的？ 2.2 拓展应用 减数分裂过程正常进行 配子中各有1条13号染色体。 2.2 拓展应用 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。 2.2 拓展应用 若某次级性母细胞的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。 2.2 拓展应用 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 2.2 拓展应用 . 2.2 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？ 110 驴的体细胞 31对染色体 马的生殖细胞 32条染色体 驴的生殖细胞 31条染色体 马的体细胞 32对染色体 骡的体细胞 63条染色体 不能正常进行减数分裂 2.2 拓展应用 2.2 拓展应用 项目 实际能产生配子的种类 可能产生配子的种类 一个精原细胞 2种(YR和yr或Yr和yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 一个雄性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 一个卵原细胞 1种(YR或yr或Yr或yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 一个雌性个体 4种(YR、yr、Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 配子中染色体组合的多样性 含2对同源染色体(Yy、Rr)的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑互换) 2.2 拓展应用 项目 实际能产生配子的种类 可能产生配子的种类 1个精原细胞 2种 2n种 1个雄性个体 2n种 2n种 1个卵原细胞 1种 2n种 1个雌性个体 2n种 2n种 配子中染色体组合的多样性 含n对同源染色体的细胞(个体)产生的配子的种类(不考虑互换) 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 114 $$