2.1减数分裂和受精作用第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第2章 基因与染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用 ---减数分裂 课程标准 概念3 遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.2有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能3.2.1 阐明减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞 学习目标 1. 通过观察果蝇体细胞和配子的染色体示意图，探索生殖细胞的分裂方式，阐述减数分裂的概念，掌握并理解同源染色体、联会的概念。 2. 通过模型构建，亲历减数分裂的过程，分析比较和归纳减数分裂各个时期染色体行为特点。 3. 能举例说出影响精子形成的环境因素，感悟生命科学的学科价值和健康生活的重要性。 有丝分裂复习 间期： ①完成DNA分子 的复制和 有关蛋白 质的合成， ②同时细胞有适度的生长。 前期： ①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。 ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。③细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 中期： 每条染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上。 后期： ①每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，②由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。 末期： ①每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。②纺锤丝逐渐消失，出现新的核膜和核仁。③赤道板位置出现细胞板，细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁。 在有丝分裂过程中…… （1）染色体复制几次？细胞分裂几次？ （2）结果是一个细胞分裂成几个子细胞？ （3）子细胞中染色体数目与母细胞相比发生了什么变化？ 有丝分裂意义：亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA复制）后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而保证了亲子代细胞之间遗传的稳定性。 特点：染色体（DNA）复制一次，细胞分裂一次，子细胞拥有和亲代细胞 一样的染色体数（核DNA分子数）。 温故知新： 间期 前期 中期 后期 末期 子细胞 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。 讨论 1．配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？ ①配子中的染色体数目是体细胞中的一半； ②配子中的染色体来源于体细胞中每对染色体中的一条。 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 问题探讨 体细胞 雌果蝇 雄果蝇 配子 德国动物学家魏斯曼从理论上预测： 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。 特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂（meiosis） 任务1 探索生殖细胞的分裂方式 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 体细胞 雌果蝇 雄果蝇 配子 任务1 探索生殖细胞的分裂方式 在子代果蝇的体细胞中，这样一对大小、形态基本相同的染色体，其来源于哪里？（从亲子代角度描述） 受精卵 一条来自父方，一条来自母方 精卵结合 减数分裂 有丝分裂、分化 个体的体细胞 任务2 同源染色体、联会、四分体概念辨析 成对存在的染色体，形态和大小一般相同，其中一条来自父方一条来自母方，这样成对的染色体称为同源染色体。 教材 P20 整理后 在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。 人体中的46条染色体 人体中的23对同源染色体 一个四分体 1个四分体 = 对同源染色体 = 条染色体 = 个DNA = 条脱氧核苷酸链 = 条染色单体 8 4 2 1 任务2 同源染色体、联会、四分体概念辨析教材P20 3. 四分体 同源染色体联会后的每对同源染色体含有四个染色单体，叫做四分体。 一般用不同的颜色来表示来自父方、来自母方的染色体 联会现象示意图 4 A与B的关系？ A与C的关系？ a与a΄的关系？ a与b΄的关系？ a、a΄、b、b΄合称为什么？ （同源染色体） （非同源染色体） （非姐妹染色单体） （姐妹染色单体） （四分体） 以下各字母分别是什么关系? 非姐妹染色单体： 没有连接在同一个着丝粒上的染色单体，或分别位于两条染色体上的染色单体。 任务2 同源染色体、联会、四分体概念辨析教材P20 1、该图有几对同源染色体？ 2、该图有几条染色体？ 3、该图有几个DNA？ 4、该图有几条染色单体？ 2 4 8 8 5、该图有几个四分体？ 2 任务2 同源染色体、联会、四分体概念辨析教材P20 四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生缠绕，并交换相应的片段 4. 染色体互换 任务2 同源染色体、联会、四分体概念辨析教材P20 14 (1)精子产生的场所： 睾丸（人和其他哺乳动物） 任务3 精子的形成过程 有大量原始的雄性生殖细胞， 即精原细胞。 曲细精管 有丝分裂 减数分裂 新的精原细胞 精细胞 人的睾丸和精子示意图 精子 变形 任务3 精子的形成过程 减数分裂前的间期： 减数分裂期 变形 染色体的复制 减数分裂Ι 减数分裂Ⅱ ：精细胞→精子 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 减数分裂Ⅰ 染色体复制 减数分裂Ⅱ 变形 (2)精子的形成过程： （1） 减数分裂前的间期： 任务3 精子的形成过程 减数分裂前的间期 初级精母细胞 精原细胞 ①精原细胞体积增大 ②染色体进行复制 ③DNA加倍，每条染色体由两条姐妹染色单体构成。染色体数不变 ①同源染色体 ，形成 ； ②四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 联会 四分体 初级精母细胞 （2） 减数分裂Ⅰ--前期： 任务3 精子的形成过程 初级精母细胞 （四分体）排列在细胞中央的 。 各对同源染色体 赤道板两侧 初级精母细胞 初级精母细胞 （2） 减数分裂Ⅰ--中期： 任务3 精子的形成过程 在纺锤丝的牵引下，配对的两条 分离， 自由组合。 同源染色体 初级精母细胞 （2） 减数分裂Ⅰ--后期： 任务3 精子的形成过程 非同源染色体 初级精母细胞 板书解释非同源染色体的其它自由组合方式，补充说明非同源染色体的自由组合方式在中期确定。非同源染色体还有没有别的自由组合方式。 一个 细胞分裂形成两个 细胞，染色体数目 。 次级精母 减半 初级精母细胞 次级精母细胞 （2） 减数分裂Ⅰ--末期： 任务3 精子的形成过程 初级精母 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ通常没有间期或间期时间很短， 染色体复制 次级精母细胞 ①没有 ，仍有姐妹染色单体。 ②染色体散乱分布，染色体数目已减半。 同源染色体 （2） 减数分裂Ⅱ--前期： 任务3 精子的形成过程 不进行 这时每个次级精母细胞内还有同源染色体吗？ 若精原细胞进行有丝分裂，有丝分裂的哪些时期存在同源染色体？ 非同源染色体的 排列在 上。 着丝粒 赤道板 （2） 减数分裂Ⅱ--中期： 任务3 精子的形成过程 ①着丝粒 ；每条染色体的 分开，成为两条染色体，分别向细胞两极移动； ③染色体数目 。 姐妹染色单体 暂时加倍 分裂 （2） 减数分裂Ⅱ--后期： 任务3 精子的形成过程 问右侧细胞内有无同源染色体？ （2） 减数分裂Ⅱ--末期： 任务3 精子的形成过程 细胞膜向内凹陷，2个 细胞分裂成4个 细胞。 次级精母 精 精细胞的变形是指由精细胞变为精子的过程。其中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，线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。 教材P21右方思考题 精细胞的变形对受精作用有什么意义？ 变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。 精原细胞的减数分裂小结: 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） 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 【活动】背诵课本笔记4min ①染色体复制发生在 ； ②同源染色体的联会发生在 ； ③同源染色体分离，非同源染色体自由组合发生在： _ _ ④染色体数目减半发生在 ； ⑤DNA含量的减半发生在 ； ⑥DNA含量的加倍发生在 ； ⑦着丝粒的分裂发生在 ； 减数分裂前的间期 减数第一次分裂前期 减数第一次分裂后期 减数第一次分裂完成 减数第一次分裂完成和减数第二次分裂完成 减数第二次分裂后期 减数第一次分裂间期 精原细胞的减数分裂小结: 请按照减数分裂的时间顺序，为以上细胞排序 A B C D E F G H I G C H E A F D B I 学以致用 说出下列是雄性哺乳动物体内的何种细胞，处于何时期？ MⅡ后期 次级精母细胞 MⅠ前期 初级精母细胞 MⅡ前期 次级精母细胞 MⅡ末期 精细胞 MⅠ中期 初级精母细胞 MⅡ中期 次级精母细胞 学以致用 下列是雄性哺乳动物体内的细胞，说出每个细胞的分裂方式及时期？ 学以致用 有丝前 有丝中 MII中 MI中 有丝后 MI前 MII前 MII后 MI后 学以致用 绘图以探究如下问题： 1.一个精原细胞进行减数分裂，不考虑互换，产生 个、 种精子 2.一个精原细胞进行减数分裂，考虑互换，产生 个、 种精子 4 4 2 4 卵巢 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 (1) 卵细胞产生的场所： 图2-4 人的卵巢（横切面）示意图和卵细胞的电镜照片 卵细胞的扫描电镜照片（放大 150 倍） 卵泡 卵细胞 任务4 卵细胞的形成过程 卵巢（人和其他哺乳动物） 【活动】自读P21-22,分条概括卵细胞形成过程与精细胞形成过程的不同点。 (2) 卵细胞产生的过程图： （细胞质）不均等分裂 （第一）极体 均等分裂 不均等分裂 （第二）极体 退化消失 仅1个 次级精母细胞或第二极体 下列是某哺乳动物体内的细胞，该细胞可能是什么细胞？ 初级精母细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 精子与卵细胞形成过程的比较 项目 精子 卵细胞 不 同 点 部位 睾丸或精巢 卵巢 原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞 细胞质的 分配情况 均等分裂 不均等分裂 分裂结果 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 是否变形 精细胞变形成精子 不需变形 相 同 点 (1)染色体的行为和数目的变化规律相同，表现在：①染色体都在减数分裂前的间期复制②减数第一次分裂同源染色体联会(可发生交叉互换)、分离，非同源染色体自由组合③减数第二次分裂都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 (2)产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半 对象： 时期： 特点： 结果： 进行有性生殖的生物 产生成熟生殖细胞时 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比原始生殖细胞中的染色体数目减少一半 教材P22 一定是真核生物 任务5 减数分裂的概念 健康生活 教材P21 教材P20左下方思考题2 在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中的染色体数目比初级精母细胞的减少一半。 意义： ①上述过程可使配子中的染色体数目减半。再通过卵细胞和精子结合成受精卵的受精作用，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。 ②上述过程还可以使通过减数分裂产生的配子种类多样化，从而增加了生物遗传的多样性，有利于生物适应多变的自然环境， 有利于生物的进化。 画图 根据染色体的行为判断处于什么时期 减Ⅱ中期 有丝后期 减Ⅰ前期 有丝中期 减Ⅱ前期 减Ⅱ末期 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 n→2n 2n→n n n 2n→n 0→4n 4n 4n 4n 4n→2n 2n 2n 2n→0 0 任务6 减数分裂过程中的数量变化 条件：某生物体细胞染色体数目为2n（=该生物精原细胞内染色体数目为2n） 4N 2N N 间期 前 中 后 末 前 中 后 末 细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体 细胞分裂，子染色体进入两个子细胞 减数第二次分裂 减数第一次分裂 染色体 任务6 减数分裂过程中的数量变化 4N 2N N 间期 前 中 后 末 前 中 后 末 减数第二次分裂 减数第一次分裂 DNA DNA复制 细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞 细胞分裂，子染色体进入两个子细胞 任务6 减数分裂过程中的数量变化 4N 2N N 间期 前 中 后 末 前 中 后 末 细胞分裂，同源染色体分离，进入两个子细胞 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体 染色体复制 减数第二次分裂 减数第一次分裂 染色单体 任务6 减数分裂过程中的数量变化 　G2、前 、中 后、 末 有丝分裂 (间期S) 减数分裂 减Ⅱ后 、末 (间期) G2、MⅠ- MⅡ中 任务6 减数分裂过程中的数量变化 减数分裂 后期： 末期： 前期： 中期： 减数分裂 Ⅰ 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 减数分裂前的间期 均等分裂 均等分裂 减数分裂 Ⅰ 减数分裂Ⅱ 变形 DNA的复制和有关蛋白质的合成，细胞体积增大 有丝分裂 精原细胞 同源染色体联会，出现四分体 同源染色体排列在赤道板两侧 同源染色体分离移向两极 细胞均等分裂染色体数减半 染色体的着丝粒排列在赤道板上 细胞均等分裂形成四个精子细胞 着丝粒分裂，染色体一分为二，姐妹染色体向两极移动 非同源染色体散乱排列 后期： 末期： 前期： 中期： 末期： 中期： 减数分裂 Ⅱ 【目的要求】 通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 合适的选材： 1.细胞内染色体数量较少。 2.选择雄性个体生殖器官进行取材观察。 任务7 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 教材P24 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； 同时卵细胞产生的数量远远少于精子的数量。 【实验步骤】 1．在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。 2．先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。 3．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。 任务7 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ前 减Ⅰ前 减Ⅱ后 减Ⅱ末 减Ⅱ中 减Ⅰ末 【实验结果】 【讨论】 1．如何判断细胞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 任务7 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 2．减数分裂Ι和减数分裂Ⅱ，中期和末期细胞的不同点是： 中期不同点：MI各对同源染色体排列在赤道板上，MII非同源染色体的着丝粒排列在赤道板. 末期不同点：MI末期细胞两极各由一套非同源染色体组成，数目是体细胞染色体的一半，每条染色体含有两条姐妹染色单体，MII细胞两极的染色体不含染色单体。 【讨论】 3．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分裂的不同阶段。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。 任务7 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $$