2.1 减数分裂和受精作用—人类生殖细胞中心实习记（情境课件）生物人教版必修2

人教版必修2 第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用 人类生殖细胞中心实习记 目录 生命观念 1.认同减数分裂过程中染色体的行为变化，是实现产生染色体数目减半的配子的物质基础。 2.阐明减数分裂和受精作用维持了生物前后代染色体数目的稳定，是物种稳定的保障。 科学思维 1. 能够运用比较、分类的方法，辨析减数分裂各时期的不同。 2.能解读、绘制或分析减数分裂过程中染色体、DNA数量变化的曲线图或表格。 社会责任 了解唐氏综合征等染色体异常疾病与减数分裂异常有关，认识到产前筛查和遗传咨询的重要性。 素 养 目 标 情境导入 人类生殖细胞中心实习记 背景： 作为“生命科技有限公司”的新晋实习生，公司最新项目是研发“人工智能辅助生殖细胞生成系统”。导师安排我们进入公司的虚拟仿真实验室，完成“生殖细胞制造全流程”的实习任务。 实习目标： 1. 掌握减数分裂的“生产工艺” 2. 理解精子和卵子制造的“产线差异” 3. 模拟受精作用的“产品融合流程” 4. 分析该系统的“遗传学意义和质检标准” 情境启思 人类生殖细胞中心实习记 产品—配子 进入初级生殖细胞车间——探秘减数分裂 受精作用 生产 产品使用 1.精子的形成过程是怎样的？ 2.卵细胞的形成过程是怎样的? 3.比较精子与卵细胞形成的插图，说出卵细胞形成的特点？ 4.受精作用的概念、基本过程、实质及结果？ 5.从染色体的角度找出受精作用的意义？ 6.受精作用的和无性生殖相比的优越性？ 自主阅读教材P18-P27，思考讨论完成以下问题。 情境串讲 一、人类生殖细胞中心实习记 1个 精原细胞 1个 初级精母细胞 2个 次级精母细胞 4个 精细胞 4个 精子 染色体复制 间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂 变形 （成熟的 雄性生殖细胞） 细胞分裂 细胞分裂 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 精子产线 6 一部分精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。 复制后的每条染色体由两条完全相同的姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝粒连接。此时的染色体呈染色质丝的状态。 姐妹染色单体 着丝粒 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察1：准备期（间期），不属于减数分裂 7 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 8 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（除X、Y），一条来自父方、一条来自母方，叫做同源染色体。在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。 同源 染色体 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察2：第一次分裂（减数分裂Ⅰ）——核心工序 工位1：配对区（减数第一次分裂前期） 1对同源染色体=1个四分体=2对姐妹染色单体=2条染色体=4条染色单体 9 ●联会、四分体 ●互换 1个初级精母细胞 2.联会： 同源染色体两两配对的现象 1.同源染色体： 配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。 3.四分体： 联会后的每对同源染色体中，含有四条染色单体，叫做一个四分体。 4.互换： 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。 10 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 10 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体上。 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察2：第一次分裂（减数分裂Ⅰ）——核心工序 工位2：排队区（减数第一次分裂中期） 11 在纺锤丝的牵引下，同源染色体彼此分离，分别向两极移动。 非同源染色体自由组合。 非同源 染色体 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察2：第一次分裂（减数分裂Ⅰ）——核心工序 工位3：分离区（减数第一次分裂后期） 12 缢裂成两个次级精母细胞，染色体减少一半。 染色体数目减半发生在减数第一次分裂 同源染色体分离发生在减数第一次分裂 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察2：第一次分裂（减数分裂Ⅰ）——核心工序 工位4：临时包装区（减数第一次分裂末期） 13 间期：没有间期或间期很短，染色体不再复制 前期：染色体散乱分布 中期：着丝粒排列在赤道板上 后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开 末期：精细胞形成 前期 中期 末期 精细胞 变形 精子 后期 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 工序观察3：减数分裂Ⅱ第二次分裂——简化工序 车间通知：无需DNA复制，直接进入分离程序 ·关键动作：姐妹染色单体分离（类似有丝分裂） 14 有丝分裂 减数第二次分裂 ● 减Ⅱ主要特征： ● 主要区别： 与有丝分裂相似 不存在同源染色体 15 归纳总结 减数第二次分裂与有丝分裂对比 复习旧知——有丝分裂 次级精母细胞（减数分裂II） 复制 联会 四分体 同源染色体分离非同源染色体自由组合 初级精母细胞（减数分裂I） 着丝粒分裂 着丝粒分裂 精原细胞 变形 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 间期 减Ⅰ前期 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减Ⅰ末期 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 染色体： 2 2 2 2 1 减Ⅱ末期 1 1 2 1 2N 2N 2N 2N N N N 2N N 17 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 车间数据分析： 染色体 17 染 色 体 变 化 曲 线 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 细胞一分为二 着丝粒分裂 细胞分裂 2N N 18 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 间期 减Ⅰ前期 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减Ⅰ末期 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 DNA： 2→4 4 4 4 2 减Ⅱ末期 2 2 2 1 2N→4N 4N 4N 4N 2N 2N 2N 2N N 19 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 车间数据分析： DNA 19 次级精母细胞 精原细胞 DNA 变 化 曲 线 初级精母细胞 精细胞 DNA复制 细胞一分为二 细胞一分为二 2N N 4N 20 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 间期 减Ⅰ前期 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减Ⅰ末期 减Ⅱ前期 减Ⅱ中期 减Ⅱ后期 染色单体： 0→4 4 4 4 2 减Ⅱ末期 2 2 0 0→4N 4N 4N 4N 2N 2N 2N 0 21 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 车间数据分析： 染色单体 21 次级精母细胞 精原细胞 染 色 单 体 变 化 曲 线 初级精母细胞 精细胞 DNA复制 细胞一分为二 着丝粒分裂 2N N 4N 22 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 ——染色体数量变化 ——DNA数量变化 ——染色单体数量变化 2N 4N 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精子细胞 减数分裂染色体、DNA、染色单体数量分析 23 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 　前 　中 后 末 有丝分裂 (间期) 减数分裂 MⅡ后 、末 (间期) MⅠ — MⅡ中 24 情境串讲 一、进入车间探秘减数分裂 1．下列关于四分体的叙述，正确的是(　　) A．一个四分体由4条染色体组成 B．一个四分体有4条姐妹染色单体 C．一个四分体有4个核DNA分子 D．含有四分体的细胞中，染色体数目与核DNA数目相等 一个四分体由2条染色体组成，A错误；一个四分体含有4条染色单体，这4条染色单体并非都是姐妹染色单体，连接在同一个着丝粒上的2条染色单体才能称为姐妹染色单体，B错误；在四分体中，染色体数∶核DNA数＝1∶2，D错误。 C 即学即练 一对相对性状的杂交实验 初级卵母细胞经过减数分裂Ⅰ进行___________，形成大小不同的两个细胞，大的叫做_____________，小的叫做_____________。 不均等分裂 次级卵母细胞 （第一）极体 细胞质不均等分裂 复制 联会 四分体 同源染色体分离 非同源染色体自由组合 初级卵母细胞 卵原细胞 情境串讲 二、比较两条不同产线——精子vs卵子制造 卵子生产线—减数分裂第一次分裂 次级卵母细胞减数分裂Ⅱ___________，形成一个大的________和一个小的____________；减数分裂Ⅰ中形成的（第一）极体也会分裂（均等分裂）为两个___________；不久，三个极体都_________，结果是一个卵原细胞经过减数分裂只形成_____个卵细胞；而且，卵细胞的形成________变形。 不均等分裂 卵细胞 (第二)极体 (第二)极体 退化消失 1 不需要 （第一）极体 第二极体 卵细胞 次级卵母细胞 细胞质不均等分裂 无需变形 细胞质均等分裂 退化消失 着丝点分裂 着丝点分裂 情境串讲 二、比较两条不同产线——精子vs卵子制造 卵子生产线—减数分裂第二次分裂 比较精子与卵细胞形成的插图，找出异同点？ 精子形成过程： 卵细胞形成过程： 情境串讲 二、比较两条不同产线——精子vs卵子制造 项目 精子形成过程 卵细胞形成过程 部位 原始生殖细胞 细胞质的 分裂方式 分裂结果 是否变形 睾丸 精原细胞 均等分裂 一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞) 变形 卵巢 卵原细胞 第一极体均等分裂，初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂 一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)＋三个极体(退化消失) 不需变形 归纳总结 动物精子和卵细胞形成过程比较 2.下图是某种动物精子和卵细胞形成过程中的部分图像，请据图分析： 图中 细胞一定来自雄性动物， 细胞一定来自雌性动物。 B、G D、E 图中C、D细胞是否来自同一个卵母细胞？ 图中F、G细胞是否来自同一个初级精母细胞？ 是 是 即学即练 比较两条不同产线——精子vs卵子制造 精子 卵细胞 仅有一个精子能和卵细胞结合 1.概念： 两性生殖细胞成熟后，精子和卵细胞相互识别，融合为受精卵的过程。 细胞膜上的糖蛋白 细胞膜的流动性 2.场所： 输卵管 情境串讲 三、产品融合实验室—受精作用模拟 3、实质 精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。 受精卵 1 1´ 2 2´ 4、意义 受精卵中的染色体数目又恢复到体细 胞中的数目，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）。受精卵的细胞质几乎全部来自母方。 情境串讲 三、产品融合实验室—受精作用模拟 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。原因是： 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，而通过无性生只能继承单亲的遗传物质。 精子和卵子结合的随机性使后代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 情境串讲 三、产品融合实验室—受精作用模拟 归纳总结 生物保持遗传稳定性和多样性的原因 遗传稳定性 遗传多样性 配子形成 每个配子染色体数目均为体细胞的一半 受精作用 雌雄配子随机结合 雌雄配子结合后染色体数目恢复体细胞染色体数目 配子种类繁多 3.如图表示高等生物的生活史示意图，据图回答： (1)过程A表示___________，它发生在哺乳动物的_____________中。 (2)过程B表示_________，其实质是_____________________。 (3)如果该图表示被子植物的生活史，那么个体发育是从________开始的，主要进行_____分裂。 (4)假设成体Ⅰ的染色体数目为20条，那么图中Ⅲ和Ⅳ的染色体数目依次____________。 减数分裂 睾丸或卵巢 受精作用 精核与卵细胞核相融合 受精卵 有丝 10条和20条 即学即练 产品融合实验室—受精作用模拟 图示表示高等生物的生活史示意图，其中A表示减数分裂形成配子；B表示受精作用；C表示胚胎发育过程；D表示胚后发育；E表示有丝分裂。 概念 受精作用模拟 进入车间探秘减数分裂 过程 意义 过程 人类生殖细胞中心实习记 比较两条不同产线——精子vs卵子制造 相同点 不同点 课堂小结 人类生殖细胞中心实习记 车间数据分析 B 课堂练习 能力提升 1.如图所示的细胞最可能是（　　） A．初级卵母细胞 B．次级精母细胞 C．减数分裂I中期的细胞 D．有丝分裂中期的细胞 如图所示，细胞中无同源染色体，染色体的着丝粒排列在赤道板上，细胞质均等分裂，该细胞可能是次级精母细胞和第一极体。综上所述，ACD错误，B正确 2．下图中横坐标代表分裂间期以及细胞分裂的各时期，纵坐标代表每条染色体上DNA的含量。下列说法错误的是（　　） D 课堂练习 能力提升 如果曲线表示有丝分裂过程，则DE段则为有丝分裂后期着丝粒分裂，细胞分裂发生在有丝分裂末期，D错误。 A．m=1，n=2 B．BC代表间期DNA复制的过程 C．减数分裂过程中CD段会发生同源染色体的分离 D．有丝分裂过程中DE段会发生细胞的分裂 3.联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。下列叙述正确的是（    ） A．联会复合体在减数第一次分裂中期形成 B．D蛋白缺失细胞的同源染色体能正常分离 C．用蛋白酶体抑制剂处理正常细胞可能导致配子中含有同源染色体 D．联会的结果是形成四分体，正常果蝇次级精母细胞中含有2个四分体 C 课堂练习 能力提升 A、联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构，而同源染色体的配对发生在减数第一次分裂前期，A错误； B、D蛋白的功能是促进联会复合体蛋白的降解，若缺失会导致联会复合体无法正常解离，从而阻碍同源染色体分离，B错误； 四分体仅存在于减数第一次分裂，正常果蝇次级精母细胞不存在同源染色体，无四分体存在，D错误。 人教版必修2 感谢观看！ $