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

前期 中期 后期 末期 间期 中心体在S期复制 中心体发出星射线 有丝分裂 DNA复制、 蛋白质合成 膜仁消失显两体 形定数晰赤道齐 粒裂数增均两极 膜仁重现两体失 温故知新 染色体 亲代细胞 子代细胞 复制 平均分配 有丝分裂 真核生物产生体细胞的分裂方式。形成的子代细胞与亲代细胞染色体数目相同。 特点：染色体复制一次，细胞分裂一次。 结果：子细胞和亲代细胞染色体数相同。 染色体 DNA 染色单体 1条染色体 1个DNA 无染色单体 1条染色体 2个DNA 2个染色单体 1条染色体 2个DNA 2个染色单体 2条染色体 2个DNA 无染色单体 温故知新 体细胞 配子 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 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。 2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想? 人是从哪儿来的？受精卵是怎么来的？配子是如何产生的？ 1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别? 配子中的染色体数目是体细胞中的一半 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 1.归纳、概括减数分裂的概念及过程。 2.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.举例说明受精作用的过程。 4.阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传的重要意义。 第2章 基因和染色体的关系 减数分裂和受精作用(第1课时) 第1节 基因在哪里?悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理.... 最终是观察和实验，探明它神秘的踪速! 请同学们自主阅读教材P19-P23的内容，思考讨论并回答下列问题: 1.减数分裂的概念？ 2.什么是同源染色体？什么是联会？什么时候会有四分体？什么是互换？ 3.减数分裂前的间期有何特点？以哺乳动物精子的形成过程为例，简述减数分裂的不同时期有哪些特征？比较精子和卵细胞减数分裂过程的异同。 4.在生殖细胞形成过程中，染色体，染色单体及核DNA数是如何变化的？ 任务单(一) 自读深思 卵细胞和精子成熟过程 染色体数目减少 受精时 恢复正常的染色体数目 魏斯曼(1834-1914) August Weismann，德国动物学家 思考：要保证子女与父母的染色体数相等，生殖细胞中的染色体数目是多少？ 减数分裂 23 23 减数分裂 魏斯曼的预言 配子中的染色体数目和体细胞中的将是一致的。 P19思考：如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分裂形成的，结果会怎样? (1)同源染色体与非同源染色体 同源染色体: 指形状、大小一般不相同，且在减数分裂过程中不发生_______的染色体。 非同源染色体: ①形状和大小：形状和大小一般都相同 ②来源：一条来自父方，一条来自母方 ③行为：在减数第一次分裂前期，能两两配对的染色体 联会 1 2 3 4 一、精子的形成过程 重要概念 性染色体X、Y 思考：形态、大小相同的染色体一定是同源染色体吗？ 不一定，如着丝粒分裂后，姐妹染色单体分开形成的两条染色体，形态、大小相同，但不是同源染色体。 1和3(或4)，2和3(或4) 右下图所示： ___个四分体 ____对同源染色体 ___条染色体 ____条染色单体 个DNA分子 ____条DNA单链(脱氧核苷酸链) 姐妹染色单体： 非姐妹染色单体： 联会后的每对同源染色体都含有4条染色单体，叫做四分体。 减数第一次分裂过程中(前期)，同源染色体两两配对的现象。 不同着丝粒连着的染色单体。 4 8 8 16 2 同一着丝粒连着的两条染色单体。如a和a’，b和b’ 2 a a’ b b’ c c’ d d’ (2)联会： 重要概念 (3)四分体： 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—交叉互换 一、精子的形成过程 同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段 减数第一次分裂（减数分裂Ⅰ）前期 进一步丰富了配子的类型，增加了有性生殖生物的多样性。 ①时期： ②对象： ③实质： ④意义： 随染色单体部分片段的交换，其上的基因也发生交换。 (4)互换 重要概念 (基因重组) 一、精子的形成过程 一、精子的形成过程 细胞在减数分裂过程中连续分裂　 　次，最后形成　　　　精细胞。 两 四个 1.形成部位: 一、精子的形成过程 睾丸（人和其他哺乳动物） 精巢（蜜蜂、蚂蚁等） 花药（植物） 体细胞 有丝分裂 细胞分化 2.形成过程 能进行有丝分裂和减数分裂 精原细胞（原始生殖细胞） 2.形成过程 一、精子的形成过程 (1)减数分裂前的间期 DNA复制 精原细胞 (原始生殖细胞) 初级精母细胞 精原细胞经过染色体复制（DNA复制和蛋白质合成） 体积稍稍增大，成为初级精母细胞 时期 图像 主要特征 减数第一次分裂 前期 中期 后期 末期 配对的同源染色体整齐地排列在细胞中央的赤道板两侧。 同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并分别移向细胞两极(细胞质均等分裂)。 细胞膜从中间向内凹陷，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞，每个子细胞中的染色体数目均减半。 (2)减数分裂Ⅰ ①膜仁消失现两体； ②同源染色体联会（配对），形成四分体； ③四分体的非姐妹染色单体可能发生互换。 导致基因重组 (2)减数分裂Ⅰ P20思考：在减数分裂Ⅰ中染色体出现了哪些特殊的行为?这对于生物的遗传有什么重要意义? 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。 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。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。 时期 图像 主要特征 减数第二次分裂 前期 中期 后期 末期 染色体的着丝粒整齐排列在赤道板上 每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，移向两极，染色体数目加倍。(细胞质均等分裂) 核膜、核仁出现，细胞膜从中间向内凹陷， 2个次级精母细胞缢裂形成4个精细胞(2种) 变形 (3)减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ通常没有间期或者间期很短，染色体不再复制。 但中心体会复制 染色体散乱分布在纺锤体中央 不属于减数分裂过程 (4)变形 2.形成过程 一、精子的形成过程 精细胞不是成熟的雄性生殖细胞,经过变形成为精子才是。精子呈蝌蚪状,头部含有细胞核,尾长,能够摆动。 P21思考：精细胞的变形对受精作用有什么意义？ 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。变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。 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 课堂小结 染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ 精子形成的顺序依次是： 课堂检测 自读深思 请同学们自主阅读教材P21-P22的内容，思考讨论并回答下列问题: 1.卵细胞形成的场所？时间？ 2.尝试描述卵细胞的形成过程；并且构建出卵细胞形成过程的模型。 3.卵细胞的形成过程与精子的形成过程有何异同？(用表格的形式) 卵巢 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 卵原细胞 有丝 分裂 1.形成部位: 二、卵细胞的形成过程 卵原细胞（原始雌性生殖细胞） 体细胞 有丝分裂 细胞分化 能进行有丝分裂和减数分裂 形成时间: 胎儿期→ 绝经期 思考：卵原细胞中的染色体数目与体细胞中的染色体数目是否相同？ 2.形成过程 卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 第一极体 卵细胞 第二极体 第二极体 第二极体 间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 减数分裂前 减数分裂 退化消失 二、卵细胞的形成过程 卵原细胞 初级卵母细胞 极体 卵细胞 初级卵母细胞 极体 次级卵母细胞 ▲构建卵细胞形成过程的模型 二、卵细胞的形成过程 思考：卵细胞的形成过程中细胞质的不均等分裂有何意义？ 2.形成过程 二、卵细胞的形成过程 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） 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1个次级卵母细胞和1个第一极体 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 课堂小结 课堂检测 辨一辨：请大家仔细观察下图，找出精子形成过程与卵细胞形成过程的不同点，并完成相应的表格。 精原细胞 卵原细胞 精子 卵细胞 项目 精子的形成 卵细胞的形成 不同点 产生部位 细胞质是否均分 是否需要变形 一个性原细胞形成的生殖细胞数 相同点 睾丸(曲细精管) 卵巢 变形 不变形 均等分裂 初级卵母细胞和次级卵母细胞都是不均等分裂，第一极体是均等分裂 4个精子 1个卵细胞(3个极体退化) ①染色体都在减数第一次分裂前的间期复制一次 ②减数第一次分裂都是同源染色体分离 ③减数第二次分裂都是着丝粒分裂，姐妹染色单体分离 ④形成的精子和卵细胞中的染色体数目都减半 精子和卵细胞形成过程的易同点 即染色体的变化行为是相同的 细胞质分裂 不均等 均等 有同源染色体 无同源染色体 有同源染色体 无同源染色体 初级卵母细胞 次级卵母细胞 初级精母细胞 次级精母细胞或第一极体 判断细胞类型 图1 图2 图3 图4 图1为____________细胞，图2为_______________细胞， 图3为____________细胞，图4为________________________。 初级精母 初级卵母 次级卵母 次级精母细胞或第一极体 课堂检测 【任务2】阅读教材P22相关文字，理解减数分裂的含义。 三、减数分裂 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。（ ） 一、概念检测 √ 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 × 练习与应用 P23 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) 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？ (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。 减数分裂。因为细胞中出现了四分体。 4条 8条 2对。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。 细胞中a与a’、b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。 2条 一、概念检测 练习与应用 P23 4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。 a a’ b b’ c c’ d d’ 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。 二、拓展应用 练习与应用 P23 根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目 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。 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。 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。 二、拓展应用 练习与应用 P23 不一定 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。 二、拓展应用 练习与应用 P23 课后作业 1.P19-P22 课本黑体字 2.P18-P19 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的主要特征 3.图2-2、图2-5 Lavf58.20.100 $