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

2.1 减数分裂与受精作用 生殖细胞的形成和结合 有丝分裂的结果是： 使亲代和子代细胞中的染色体保持一致 有丝分裂 亲代细胞 子代细胞 人体主要通过有丝分裂产生体细胞 人体内有两大类细胞：体细胞和生殖细胞。 生殖细胞（精子、卵细胞）是否也是通过有丝分裂产生的呢？ 生殖细胞的形成方式 父 母 卵细胞46 精子46 有丝分裂 92 受精卵 分裂 分化 我是超人 我也是超人 那我们的后代呢？ 我们是超超人 × 假设 若生殖细胞是以有丝分裂的方式产生，则子代染色体数量就会是亲代的两倍 46 卵细胞 受精卵 新个体 父 母 精子 46 46 受精 46 （有丝分裂） 推理 23 23 100年前，魏斯曼从理论上预测： 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。 减数分裂 必备知识积累 1、精子的形成场所 场所：睾丸（精巢） (原始的雄性生殖细胞) 精原细胞 精子 减数分裂 精原细胞 受精卵 有丝分裂 细胞分化 （2N） （2N） 有丝分裂 (成熟的雄性生殖细胞) （N） （2N） 性腺中同时具备有丝、减数两种分裂过程 减数分裂 必备知识积累 2、卵子的形成场所 场所：卵巢 (原始的雌性生殖细胞) 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 卵原细胞 受精卵 有丝分裂 细胞分化 （2N） （2N） 有丝分裂 (成熟的雌性生殖细胞) （N） （2N） 减数分裂 必备知识积累 3、同源染色体和非同源染色体 同源染色体：形状、大小相似，一条来自母方，一条来自父方的一对染色体。 进行有性生殖的生物，所有的体细胞都来自于受精卵的有丝分裂，体细胞内的染色体都是成对存在的。 同源染色体所携带的遗传信息是相似的 如何判断同源染色体： 1、形状相同 2、大小相似 特例：性染色体X和Y形态和大小都不相似，但也认为是同源染色体。 3、一条来自母方，一条来自父方 4、减数分裂中会发生联会 减数分裂 必备知识积累 4、姐妹染色单体 a a’ b b’ c c’ d d’ 一条染色体的DNA复制后形成的两条完全一样的染色单体，由着丝粒连在一起，这两条染色单体就互相称为姐妹染色单体。 如a和a’；b与b’；c与c’；d与d’ 5、非姐妹染色单体 同源染色体上的 非同源染色体上的 非姐妹染色单体 非姐妹染色单体 减数分裂 必备知识积累 6、联会 在减数分裂发生的特殊过程：同源染色体两两配对的现象。 a a’ b b’ A B C D c c’ d d’ 7、四分体 联会后，每对同源染色体中就含有四条染色单体，叫做四分体。 一个四分体中含有： 对同源染色体 条染色体 条染色单体 个DNA 1 2 4 4 减数分裂 必备知识积累 8、交叉互换 位置：同源染色体的非姐妹染色单体之间 行为：正在联会的同源染色体之间，发生染色体片段的交换 结果：使来自父方和母方的遗传信息发生了重新组合。 注意：交叉互换不是必然发生的。 减数分裂 必备知识积累 9、配子 由生殖系统所产生的成熟生殖细胞 配子 雄配子 —— 精子 雌配子 —— 卵细胞 配子是已经有受精能力的生殖细胞 减数分裂 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，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 概念： 减数分裂 精子的形成过程 间期 精原细胞完成染色体复制，体积有一定的增大 成为初级精母细胞，即将进行减数第一次分裂 减数分裂 减数第一次分裂前期 间期 同源染色体联会形成四分体 可能发生交叉互换 又叫做四分体时期 减数分裂 减数第一次分裂前期 减数第一次分裂中期 同源染色体排列在赤道板两侧 减数分裂 减数第一次分裂后期 减数第一次分裂中期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 注意：着丝粒在减I后期不分裂！！ 减数分裂 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 1 2 3 4 1和2是一对同源染色体 3和4是一对同源染色体 在减数第一次分裂后期， 1与2一定会分别被牵引到细胞的两极； 3与4一定会分别被牵引到细胞的两极。 1与3或4的任意一条都可能进入细胞的同一侧； 减数分裂 减数第一次分裂后期 减数第一次分裂末期 细胞一分为二，染色体数量与核DNA数量减半 减数分裂 形成两个次级精母细胞， 染色体数目减半 次级精母细胞中无同源染色体 次级精母细胞 减Ⅰ末期变化： 次级精母细胞间期极短或无 染色体不会复制 减数分裂 减数第二次分裂前期 减数第二次分裂中期 染色体分散排列 着丝粒排列在赤道板上 减数分裂 减数第二次分裂后期 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，被拉向细胞两极 减数分裂 减数第二次分裂末期 减数第二次分裂后期 注意：此时的细胞叫做精细胞，还不是精子！ 减数分裂 变形 精细胞经过变形成为蝌蚪状的精子，才成为成熟的雄性生殖细胞 减数分裂 复制 联会 同源染色体分离 着丝粒分裂 变形 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 着丝粒分裂 减数分裂 精子的形成过程总结 精 原 细 胞 减数第二次分裂 减数第一次分裂 间期 精子 变形 精 细 胞 着丝粒分裂 次 级 精 母 细 胞 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 排列在赤道板两侧 同源染色体联会 初 级 精 母 细 胞 染色体复制 1 1 2 4 4 姐妹染色单体分离 着丝粒排列在赤道板上 卵原细胞 联会，形成四分体 初级卵母细胞 第一极体 第二极体（退化） 卵细胞 次级卵母细胞 减数分裂 卵 原 细 胞 减数第二次分裂 减数第一次分裂 减数第一次分裂前间期 卵细胞 着丝粒分裂 次 级 卵 母 细 胞 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 出现四分体 同源染色体联会 初 级 卵 母 细 胞 染色体复制 1 1 1 1 姐妹染色单体分离 第一极体 1 着丝粒分裂 姐妹染色单体分离 第二极体 2 第二极体 1 减数分裂 卵子的形成过程总结 不同点 精子的形成过程 卵细胞的形成过程 分裂场所 分裂过程 分裂结果 睾丸或精巢 卵巢 均等的分裂 有变形期 不均等的分裂 无变形期 一个精原细胞分裂形成四个（两种）精子 一个卵原细胞分裂形成一个卵细胞和三个（两种）极体，极体退化消失 精子形成过程和卵细胞形成过程的区别 减数分裂 有丝分裂和减数分裂的比较 1.比较有丝分裂前期和减数分裂前期 有丝分裂前期 减数第一次分裂前期 减数第二次分裂前期 有同源染色体 有同源染色体 无同源染色体 染色体散乱排布在细胞中 染色体散乱排布在细胞中 同源染色体发生联会 有丝分裂和减数分裂的比较 2.比较有丝分裂前期和减数分裂中期 有丝分裂中期 减数第一次分裂中期 减数第二次分裂中期 有同源染色体 有同源染色体 无同源染色体 着丝粒排列在赤道板上 着丝粒排列在赤道板上 同源染色体排列在赤道板两侧 有丝分裂和减数分裂的比较 3.比较有丝分裂前期和减数分裂后期 有丝分裂后期 减数第一次分裂后期 减数第二次分裂后期 着丝粒分裂，姐妹染色单体分离。 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。 染色体数目加倍 染色体数目不加倍 染色体数目加倍 有丝分裂和减数分裂的比较 区分进行有丝/减数分裂时期的细胞： ①数染色体数目：若为奇数，则肯定是减数第二次分裂 ②看有无同源染色体：如果没有，则肯定是减数第二次分裂 ③看染色体行为： 前期：观察是否发生联会 中期：观察染色体排列在赤道板上or赤道板两侧 后期：观察着丝粒是否分裂 首先确定是不是减2，如果不是，则判断范围就在有丝分裂或减1 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 　 间期 减数分裂Ⅰ前 减数分裂Ⅰ中 减数分裂Ⅰ后 减数分裂Ⅱ前 减数分裂Ⅱ中 减数分裂Ⅱ后 生殖细胞 染色体 2n 2n 2n 2n n n 2n n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n 2n 2n 0 0 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n n 次级细胞（第一极体）按照单个细胞进行讨论 核DNA含量 2n 4n G1 S G2 减1 减2 n 精（卵） 细胞 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 DNA复制1次（2n→4n） 细胞连续分裂2次（4n→2n→n） 后 染色体数 2n 4n G1 S G2 减I 减II n 精（卵） 细胞 后 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 减I着丝粒不分裂，随细胞一分为二减半（2n→n） 减II后期着丝粒分裂加倍，再随细胞一分为二减半（n→2n→n） 间期发生DNA复制（0→4n） 减I着丝粒不分裂，次级细胞仍存在染色单体（4n→2n） 减II后期着丝粒分裂，染色单体消失（2n→0） 2n 4n G1 S G2 减1 减2 n 精（卵） 细胞 染色单体数 后 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 一个染色体上的DNA数量 1 2 G1 S G2 减1 减2 精（卵） 细胞 后 DNA复制1次（1→2） 着丝粒分裂（2→1） 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 变式：用柱形图表示细胞分裂的时期 间期 减数分裂Ⅰ前 减数分裂Ⅰ中 减数分裂Ⅰ后 减数分裂Ⅱ前 减数分裂Ⅱ中 减数分裂Ⅱ后 生殖细胞 染色体 2n 2n 2n 2n n n 2n n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n 2n 2n 0 0 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n n 共有5种柱形图的图像，请依次进行作图 减数分裂过程中染色体、核DNA等数目的变化规律 2N 4N O 精（卵）原细胞 N G2期~整个减1 减2前期、中期 减2后期、末期 精细胞/ 卵细胞/ 第二极体 染色体数 染色单体数 核DNA数 思考1：不考虑交叉互换时，假设一个精原细胞中有n对同源染色体，减数分裂结束后，能够产生多少种精子？ 补充：配子中染色体组合的多样性 2种 为什么是2种？ 经过减数第一次分裂，会得到2种次级细胞 注意：若问的是卵原细胞，则只有1种 次级细胞在分裂时，姐妹染色单体分开，故产生的两个子细胞染色体组成是完全相同的 思考2：不考虑交叉互换时，假设若干个精原细胞中有n对同源染色体，减数分裂结束后，能够产生多少种精子？ 2n种 补充：配子中染色体组合的多样性 注意：此时卵原细胞数量足够多，也能产生2n种 为什么是2n种？ n对同源染色体，理论上就能产生2n种次级性母细胞 补充：配子中染色体组合的多样性 思考3：如果考虑交叉互换时，假设一个精原细胞减数分裂结束后，能够产生多少种精子？ 4种 注意：若问的是卵原细胞，则还是只有1种 为什么是4种？ 经过减数第一次分裂，会得到2种次级细胞 经过交叉互换之后，2种次级细胞姐妹染色单体不完全相同，故产生的两个子细胞染色体组成是不相同的 补充：配子中染色体组合的多样性 总结性思考：配子为什么会有多样性？ 在减I前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换 以及减I后期非同源染色体的自由组合 使产生的配子染色体组合具有多样性 补充：染色体异常分离问题 材料：正常人有23对染色体。有一种叫“21三体综合征”的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。 对患者检查，发现患者的21号染色体不是正常的1对，而是3条。你能从减数分裂的角度推测这种病可能的病因吗？ 减Ⅰ后期，初级精母细胞中21号两条同源染色体移向细胞同一极，进入同一子细胞 减Ⅱ后期，次级精母细胞中21号两条姐妹染色单体移向细胞同一极，进入同一子细胞 受精作用 1、概念：卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程 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 2. 过程 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 受精卵细胞核中的________数目又恢复到体细胞中的数目， 其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞。 精子的_________与卵细胞的_________相融合，使彼此的_________会合在一起 细胞核 细胞核 染色体 染色体 3. 实质 4. 结果 受精作用 思考与讨论： 结合细胞膜的成分，讨论精子与卵细胞能相互识别的物质是什么？精子与卵细胞的融合过程体现了生物膜的什么特性？ 精卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜表面的糖蛋白 相互融合体现了膜的流动性 受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，是否意味着父母双方各为后代提供正好一半的遗传物质？请分析原因。 受精时,精子只有头部进入卵细胞,所以细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。 不是 受精作用 减数分裂和受精作用的意义： (1)有性生殖的子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 (2)对于有性生殖的生物来说,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具有重要意义。 　 Lavf56.40.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$