2.1减数分裂和受精作用课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第1节 减数分裂和受精作用 （一） 必修二 第2章 基因和染色体的关系 问题探讨 2.针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？ 配子染色体是由体细胞每对同源染色体中的一条组合成的。 配子染色体数=1/2体细胞。 ♂ ♀ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 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。 1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？ 2 受精卵 受精作用 细胞分裂 细胞分化 （46条） 精子 （23条） 男 （46条） 这种使染色体数目减半的分裂方式—— . （46条） 个体 卵细胞 （23条） 女 （46条） 魏斯曼的预测 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 ；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(1834-1914) 德国动物学家 一半 减数分裂 3 减数分裂的过程 1 一、减数分裂 1.概念 成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。 （4）结果： 染色体只复制 次，而细胞连续分裂 次。 （5）场所： 原始生殖细胞形成 时。 （2）时期： 进行 的生物。 （1）范围： （3）特点： 是 核生物 植物的 、子房，动物的 、卵巢。 有性生殖 成熟生殖细胞 一半 花药 睾丸 真 一 两 4 减数分裂过程中 的两条染色体， 形状和大小一般 . 一条来自 方，一条来自 方。 2.几个重要概念 （1）I. 同源染色体p20 X、Y 。 一、减数分裂 减数分裂过程中的 两条染色体， 形状和大小一般 同。 人的体细胞的46(23对）条染色体 （1）II. 非同源染色体 配对 相同 不同 父 母 不配对 不 2.几个重要概念 （2）联会: 两两配对的现象。 （3）四分体: 联会后每对同源染色体含有 条染色单体。 1个四分体 = 同源染色体 = 染色体 = 染色单体 = DNA分子 = 脱氧核苷酸链 1对 2条 4条 4个 8条 1个四分体 同源染色体 4 6 A B C D a a′ b′ c′ d′ b c d （1）此细胞中有 条染色体？ 有 条染色单体？ （2）此细胞中有 对同源染色体， 它们是 。 （3）此细胞中 、 、 、 是非同源染色体。 （4）这个细胞中有 个四分体， 它们是 。 4 8 2 A与B、C与D A与C 2 A与B、C与D A与D B与C B与D 习题巩固 姐妹染色单体 同源染色体的非姐妹染色单体 （5）a与a′的关系 ; a与b′的关系 。 7 （4）基因 2.几个重要概念 B b C c D D A A 相同基因： 等位基因： 非等位基因： 复等位基因： 在一对同源染色体的相同位置上， 控制着 性状的基因。如A、A；D、D 在一对同源染色体的相同位置上， 控制着 性状的基因。如B、b；C、c ①位于 染色体上的基因，如A、D。 ②位于 染色体上的非等位基因，如A、b。 同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在 个以上， 称为复等位基因。如控制人类ABO血型的IA、IB、i三个基因。 相同 相对 非同源 同源 2 8 （4）互换 同源染色体联会时，四分体中的 之间相对应的部位常常会发生缠绕，并 相应的片段。 2.几个重要概念 非姐妹染色单体 染色体互换的照片 交换 9 减数分裂的过程 1 二、精子的形成过程 1.形成部位： 曲细精管 人的睾丸和精子示意图 睾丸的曲细精管 （2）原始的雄性生殖细胞，染色体数目与体细胞 。 （1）精原细胞 分裂 分裂 新的精原细胞 精细胞 变形 精子 相同 有丝 减数 10 （1）减数分裂前的间期 精原细胞 （原始生殖细胞） 初级精母细胞 一部分精原细胞体积 ，染色体 （DNA复制和蛋白质合成），成为 。 体积 ， 染色体 。 （DNA复制，蛋白质合成） 2.形成过程 增大 增大 复制 复制 初级精母细胞 11 1个初级精母细胞 （2） 减Ⅰ前(MⅠ前） 二 精子的形成过程 12 四分体中 的之间经常发生缠绕，并 相应的片段而 。 ●联会形成四分体 ●互换 1个初级精母细胞 2.联会： 同源染色体两两 的现象; 1.同源染色体： 配对的两条染色体，形状和大小一般 ，一条来自 方，一条来自 方; 3.四分体： 联会后的每对同源染色体中，含有 条染色单体，叫做 个四分体。 4.互换： 相同 父 母 配对 非姐妹染色单体 交换 4 1 基因重组 （2） 减Ⅰ前(MⅠ前） 二 精子的形成过程 比如身高相同的男生和女生必须分开 13 ●各对同源染色体排列在细胞中央的 两侧 1个初级精母细胞 （3） 减Ⅰ中(MⅠ中） 特点： 赤道板 二 精子的形成过程 前期和中期可以放在一起，做一个联会四分体动画，然后再做一个中期排列在赤道板上的动画，并解释这样做是为了更好的将他们分离做准备 14 ●配对的两条同源染色体 ，非同源染色体 ，分别向细胞两级移动.细胞质 分裂。 1个初级精母细胞 特点： 分离 （4） 减Ⅰ后(MⅠ后） 自由组合 均等 二 精子的形成过程 这里使用头戴形道具来具体分析。细胞两级的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合吗？ 15 1个初级精母细胞 2 个 次 级 精 母 细 胞 染色体数目 ，发生在 。 （5） 减Ⅰ末(MⅠ末） 减半 减Ⅰ 细胞质均等 。 分裂 二 精子的形成过程 从数量角度来分析，这个时候染色体已经是原来一半了，那再分裂一次还是原来的一半，分裂前后染色体数目不变，大家可以想起什么分裂也是这种规律？没错就是有丝分裂，所以减数第二次分裂的过程特点实际上和有丝分裂的特点是一致的，这样大家是不是很好理解了！ 16 （6）减数分裂Ⅱ前期(MⅡ 前） 次级精母细胞 染色体 分布在细胞中 注意：减Ⅰ和减Ⅱ之间通常没有 ，或者间期时间很短，染色体不再复制。 （7）减数分裂Ⅱ中期(MⅡ中） 次级精母细胞 染色体的 排列在 上 2.形成过程 间期 散乱 着丝粒 赤道板 17 （8）减数分裂Ⅱ后期 次级精母细胞 （9）减数分裂Ⅱ末期(MⅡ末） 精细胞 着丝粒 ，姐妹染色单体 ，染色体数目 。形成的子染色体，在的 牵引下向两极移动。 细胞质 分裂 染色体到达两极后伸长变细成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重现。 2.形成过程 纺锤丝 分开 分裂 加倍 均等 18 （10）变形 不属于减数分裂过程 精子 精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，头部含有 ，尾长，能够摆动。。 2.形成过程 变形 细胞核 19 MⅠ末期 MⅠ后期 MⅠ前期 联会 减数第一次分裂 精原细胞 初级精母细胞 染色体复制 体积增大 次级精母细胞 初级精母细胞 MⅠ中期 四分体 初级精母细胞 初级精母细胞 二、精子的形成过程 20 减数第二次分裂( ）。 次级精母细胞 精细胞 精子 MⅡ前期 MⅡ中期 MⅡ后期 MⅡ末期 精细胞变形 二、精子的形成过程 无同源染色体的特殊有丝分裂 21 减数分裂的过程 1 三、卵细胞的形成过程 1.形成部位: 卵巢 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 。 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 卵原细胞 有丝 分裂 卵细胞 22 2.形成过程 （1）减数第一次分裂（初级卵母细胞） 间期 前期 中期 后期 卵原细胞 原始生殖细胞 细胞质不均等分裂 次级卵母细胞 第一极体 23 （2）减数第二次分裂（第一极体+次级卵母细胞） 细胞质 分裂 前期 中期 后期 末期 第一极体 次级卵母细胞 第二极体 卵 细 胞 极体退化消失 2.形成过程 细胞质 分裂 均等 不均等 卵细胞获得较多的细胞质,可为受精后形成的受精卵和早期胚胎发育提供足够的物质和能量 24 减数分裂的过程 1 四、精子和卵细胞形成过程的比较 精子 卵细胞 相同点 不同点 场所 细胞质分裂方式 分裂结果 是否变形 不变形 变形 1个卵原细胞→ 个较大的卵细胞+ 个较小的 （退化） 1个精原细胞→ 个 精细胞→ 个精子 细胞质 分裂 染色体复制 次，细胞连续分裂 次，形成的生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 . （初/次级）卵母细胞 分 裂，第一极体 分裂 卵巢 睾丸（曲细精管） 一 两 均等 不均等 均等 一半 4 4 1 3 极体 25 1.请写出下列各细胞的名称： A： 、B： 、 C： 、D： 。 初级精母细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 次级精母细胞或极体 习题巩固 26 1.核DNA 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 2N 4N 间期 N DNA复制 细胞分裂，DNA平均分配 细胞分裂， DNA平均分配 五、减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 27 2.染色体 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 2N 4N 间期 N 同源染色体分离，进入两个子细胞 着丝粒分裂 细胞分裂，染色体平均分配 五、减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 28 3.染色单体 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 2N 4N 间期 N DNA复制，单体形成 细胞分裂单体减半 着丝粒分裂，单体消失 五、减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 29 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 2N 4N 间期 N 染色体 染色单体 核DNA 五、减数分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线 30 减数分裂的过程 1 六、根据柱状图判断减数分裂时期 乙 2N 4N O 数量（个） N 甲 2N 4N O 数量（个） N 丙 2N 4N O 数量（个） N 染色体 核DNA 染色单体 丁 2N O 数量（个） N 精原细胞、G1 MⅡ后、末 G2、初级精母细胞 MⅡ前、中 生殖细胞（配子） 31 有丝分裂 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 前期 中期 后期 六、减数分裂和有丝分裂的比较图像辨析 染色体散乱分布，有同源染色体(不配对） 着丝粒排在赤道板上，有同源染色体（不配对） 着丝粒分裂， 染色单体分开， 有同源染色体 （不配对） 同源染色体联会，形成四分体 同源染色体排列 在赤道板两侧 同源染色体分开， 移向细胞两极 染色体散乱分布，无同源染色体 同有丝分裂， 无同源染色体 同有丝分裂， 无同源染色体 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 ✘ ✓ 33 一、概念检测 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 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 34 4.（1）这个细胞正在进行 分裂?因 。 （2）细胞中有 条染色体？有 条染色单体？ （3）细胞中有 对同源染色体，细胞中 、 、 、 、 是非同源染色体。 （4）细胞中 是姐 妹染色单体。 （5）这个细胞分裂完成后，子细胞有 条染色体？ （6）画出此细胞分裂后期图 4 8 2 A与C 2 a与a′ 、b与b′、c与c′ 、d与d′ A与D B与C B与D 一、概念检测 减数 同源染色体联会，形成四分体 初级精母细胞 A B C D a a′ b′ c′ d′ b c d 初级卵母细胞 35 二、拓展应用 1.如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5um。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。 据细胞大小，染色体形态、位置和数目判断。 36 二、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。若减数分裂异常，例如，减数分裂Ⅰ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1条或几条染色体 再如，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2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，唐氏综合征(又称21三体综合征)患者，就是由含有24条染色体(其中有两条21号染色体)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育而成的。 37 二、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? 保证遗传物质先进入卵细胞 使精子有游动能力 在受精过程中提供能量 38 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 2 一、选材要求 1.细胞内染色体数量 。 2.选择 个体的生殖器官进行取材观察。 ①在雌性动物卵巢内进行的减数分裂没有彻底结束，减Ⅰ在卵巢， 减Ⅱ在输卵管；②同时卵细胞产生的数量远远少于精子的数量。 较少 雄性 二、实验原理 蝗虫的 细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体_________________都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 精母 形态、位置和数目 39 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 2 三、观察细胞的减数分裂 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ前 减Ⅰ前 减Ⅱ后 减Ⅱ末 减Ⅱ中 减Ⅰ末 40 配子的多样性与受精作用 3 共能产生 种配子 可能性① 可能性② 1.模拟细胞中只有2对同源染色体减数分裂产生的配子种类 4 探究实践 建立减数分裂中染色体变化的模型 配子中染色体组合 8 种 2：模拟细胞中只有3对同源染色体减数分裂产生的配子种类 探究实践 建立减数分裂中染色体变化的模型 3.含n对同源染色体的精(卵)原细胞形成的配子种类(不考虑同源染色体的非姐妹染色单体互换)。 项目 可能产生配子的种类 实际产生配子的种类 1个精原细胞 1个雄性个体 1个卵原细胞 1个雌性个体 2n 种 2 种 2n 种 1 种 2n 种 2n 种 2n 种 2n 种 分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞” 探究实践 建立减数分裂中染色体变化的模型 1.减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间发生 。 一、 自由组合 二 配子中染色体组合的多样性 2.减数分裂Ⅰ前期同源染色体的 间发生 。 一、 互换 非姐妹染色单体 二 配子中染色体组合的多样性 1.概念： 精子和卵细胞 、 成为受精卵的过程。 细胞膜上的糖蛋白 细胞膜的流动性 2.实质 精子和卵细胞的细胞 相融合，使彼此的 会合在一起。 3.结果: 受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自 ，另一半染色体来自 。 染色体 父方 母方 二、受精作用 父本 2N 减数分裂 精子 N 母本 2N 减数分裂 卵细胞 N 受精作用 受精卵 2N 有丝分裂 细胞分化 个体 2N 核 染色体 相互识别 融合 47 6.意义 （2）使同一双亲的后代呈现 ，有利于生物在自然选择中进化， 体现了 生殖的优越性。 ①配子的多样性 非同源染色体的 . 同源染色体中的 片段互换 ②受精过程中雌雄配子的 结合。 （1）减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代体细胞中 的 恒定，维持了生物遗传的 。 ①配子中含每对染色体的一个，是一套遗传物质。 ②雌雄配子结合，恢复体细胞染色体数。 二、受精作用 稳定性 染色体数目 多样性 有性 自由组合 非姐妹染色单体 随机 减数分裂和受精作用 3 三、曲线图分析 减数分裂和有丝分裂过程中的染色体与核DNA数量变化 49 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，分别对遗传的稳定性与多样性的原因进行综合概括，并用尽量简练的语言表述出来(填写在下表空格内 )。 遗传稳定性 遗传多样性 配子形成 受精作用 配子染色体数目 为体细胞的一半 配子种类繁多 受精后染色体数 目恢复体细胞的 雌雄配子随机结合 思维训练 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。 （ ） 一、概念检测(P28) √ √ 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（ ） 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 B D SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 练习与应用 二、拓展应用(P28) 1.正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“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减Ⅰ时两条13号染色体未分离进了同一个次级精（卵）母细胞，再经Ⅱ ，会形成含2条13号染色体的精子或卵细胞； ②若减Ⅰ正常，减Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了2条13号染色体，没有分别移向细胞两极，进了同一个精子或卵细胞（含24条染色体，13号是2条）。 与一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体，13号染色体是1条)结合成受精卵（含47条染色体，13号染色体是3条)。发育成的个体就是13三 体综合征。 ◆减Ⅰ两条13号染色体未分离 ◆若减Ⅱ两条13号染色单体分离，进同一配子 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 练习与应用 SZ-LWH SZ-LWH 基因与染色体的关系 DISCOVERY OF GENETIC FACTORS 受精作用 fertilization 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 ①请问骡的体细胞中含有多少条染色体？ 骡的体细胞中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴。 ②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？ 因这63条染色体无同源染色体，导致骡减Ⅰ前期染色体不能正常联会，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。 二、拓展应用(P28) 观察F2，找规律 课堂小结 54 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 同源染色体 着丝粒变化 染色体主要行为 染色体数目 DNA数目 染色单体数 无 有，分离 不分裂 分裂 着丝粒分裂， 姐妹染色单体分开 ①同源染色体联会； ②四分体中非姐妹染色单体发生互换； ③同源染色体分离， 非同源染色体自由组合 2n→n(减半) 2n→4n→2n 0→4n→2n n→2n→n(不减半) 2n→n 2n→0 课堂小结 课堂小结 56 Speculation on the Causes of Genetic Diversity 减数分裂与受精作用的意义 >223 种 >223 种 >246 种 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，都是十分重要的。 使后代呈现多样性，有利于适应多变的自然环境，进而推动生物进化。 2.形成过程 精 原 细 胞 减Ⅱ 减Ⅰ 期 精子 精 细 胞 次 级 精 母 细 胞 初 级 精 母 细 胞 染色体复制 同源染色体 。 同源染色体 形成四分体（非姐妹染色单体可 片段） 变形 着丝粒 ,姐妹染色单体 。 减数分裂 变形 二、精子的形成过程 联会 互换 分离 分离 分裂 间 58 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： 前期： 中期： 后期： 末期： 无同源染色体的有丝分裂 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 联会、四分体（非姐妹染色单体互换） 同源染色体排列在赤道板两侧 同源染色体分离（非同源染色体自由组合） 形成2个次级精母细胞 细胞体积增大,染色体复制. 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Ⅰ 减Ⅱ 减数分裂前 减数分裂 退化消失 三、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： 前期： 中期： 后期： 末期： 无同源染色体的有丝分裂 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 细胞体积增大,染色体复制 联会、四分体（非姐妹染色单体互换） 同源染色体排列在赤道板两侧 同源染色体分离（非同源染色体自由组合） 形成1个次级卵母细胞+1个第一极体 二、受精作用 Lavf58.28.100 $