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 第2章 基因和染色体的关系 1 2 减数分裂 精子的形成过程 （第一部分） 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。 讨论：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配子的染色体是体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。 体细胞 配子 果蝇体细胞和配子的染色体示意图 雌性 雄性 问题探讨 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） 1 减数分裂 (1)精子产生的场所： 睾丸 曲细精管 精原细胞 精细胞 性成熟后 减数分裂 睾丸 精子 (原始的雄性生殖细胞) 有丝分裂 2n n n 2 精子的形成过程 在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。精细胞再经过变形，就形成了成熟的雄性生殖细胞——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） 减数分裂的全过程： 2 精子的形成过程 （1） 减数分裂的全过程： 2 精子的形成过程 （2） 减数分裂的过程： 初级精母细胞 染色体复制 体积增大 精原细胞 间期 ①染色体复制 （DNA复制，有关蛋白质的合成） ②中心粒倍增 2 精子的形成过程 ①膜仁消失现两体；（与有丝分裂 ） ②同源染色体 ，形成 ； ③四分体的非姐妹染色单体可能发生 。（ ） 联会 四分体 互换 基因重组 相同 减数分裂Ⅰ前期 初级精母细胞 联会 2 精子的形成过程 同源染色体: 形状和大小一般相同，一条来自父方、一条来自母方的一对染色体。 联会： 同源染色体两两配对的现象。 四分体： 联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。 减数分裂Ⅰ前期 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΄与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） 2 精子的形成过程 含有 染色单体 同源染色体 染色体 染色单体 DNA分子 四条 1对 2条 4条 4个 1个四分体 四分体中的 ，经常会发生缠绕，并 相应的片段。 非姐妹染色单体 交换 2 精子的形成过程 减数分裂Ⅰ中期 ① （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 精子的形成过程 减数分裂Ⅰ后期 ①在纺锤丝的牵引下，配对的两条 分离， 自由组合。（ ） 同源染色体 非同源染色体 基因重组 初级精母细胞 2 精子的形成过程 减数分裂Ⅰ末期 ①一个初级精母细胞分裂形成两个 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 精子的形成过程 减数分裂Ⅱ前期 次级精母细胞 ①减Ⅰ末期结束紧接着进入减Ⅱ前期；（间期可忽略） ② 染色体复制，非同源染色体散乱分布； ③前期过程与有丝分裂 ，但没有 。 相似 同源染色体 不进行 2 精子的形成过程 减数分裂Ⅱ中期 次级精母细胞 ①非同源染色体的 排列在 上。 着丝粒 赤道板 2 精子的形成过程 减数分裂Ⅱ后期 ①着丝粒 ； ② 分离，分别向两极移动； ③染色体数目 。 姐妹染色单体 暂时加倍 分裂 次级精母细胞 2 精子的形成过程 减数分裂Ⅱ末期 ①减数第二次分裂完成，形成 。 4个精细胞 2 精子的形成过程 注意：该过程不属于减数分裂。 2 精子的形成过程 知识梳理 1 2 卵细胞的形成 减数分裂过程中数量的变化 减数分裂和有丝分裂的区分 3 （第二部分） 卵巢 卵原细胞 卵细胞 减数分裂 (1) 卵细胞产生的场所： 卵巢 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 1 卵细胞的形成 (2) 卵细胞产生的过程视频： 1 卵细胞的形成 (2) 卵细胞产生的过程图： 1 卵细胞的形成 （3）卵细胞和精子形成的过程差异： 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 不 同 点 形成产所 细胞质分裂 变形期 结果 相同点 卵巢 睾丸 均等 有不均等 有 无 4个精子 1个卵细胞和3个极体 染色体复制一次，细胞连续分裂两次，遗传物质减半 1 卵细胞的形成 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 细胞名称变化 染色体的 主要行为 同源染色体 着丝粒变化 染色体数目 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较（以精子的形成为例） 初级精母细胞 次级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 1.同源染色体联会，形成四分体； 2.四分体中非姐妹染色单体间可能会发生染色体互换； 3.同源染色体成对排列在赤道板两侧； 4.同源染色体分离。 1.非同源染色体成单排列在赤道板上； 2.着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。 有 无 不分裂 分裂 2n n n n 减数分裂的概念深入理解 对象： 时期： 特点： 结果： 进行有性生殖的生物 原始生殖细胞到成熟生殖细胞 细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次 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 　 间期 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ前 减Ⅱ中 减Ⅱ后 减Ⅱ末 染色体 染色单体 DNA 次级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 精细胞 4 0-8 4-8 4 8 8 4 8 8 4 8 8 2 4 4 2 4 4 2 4 4 4 0 4 2 0 2 2N 0-4N 2N-4N 2N 4N 4N 2N 4N 4N 2N 4N 4N N 2N 2N N 2N 2N N 2N 2N 2N 0 2N N 0 N 2 减数分裂过程中数量的变化（以两对染色体为例） 曲线①：染色体数量变化 2 减数分裂过程中数量的变化 曲线②：核DNA数量变化 2 减数分裂过程中数量的变化 曲线③：染色单体数量变化 2 减数分裂过程中数量的变化 (1)减数分裂Ⅰ、减数分裂∥和有丝分裂的区别视频： 3 细胞时期判断 (2)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的图形判断法： 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 前期 有同源染色体 联会，形成四分体 有同源染色体 无同源染色体 3 细胞时期判断 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 中期 着丝粒排列在赤道板 上，有同源染色体 四分体排列在 赤道板两侧 着丝粒排列在赤道板 上，无同源染色体 (2)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的图形判断法： 3 细胞时期判断 (2)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的图形判断法： 时期 有丝分裂 减数第一次分裂 减数第二次分裂 后期 着丝粒分裂，有同 源染色体(看左右） 同源染色体分离， 非同源染色体自由 组合，有同源染色 体（看上下） 着丝粒分裂，无同 源染色体(看左右） 3 细胞时期判断 (3)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的判断规律： 3 细胞时期判断 (3)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的判断规律： 3 细胞时期判断 (3)减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ和有丝分裂的判断规律： （三看识别法：一看奇数偶，二看同源，三看行为） 减Ⅱ 减Ⅱ 有丝分裂 减Ⅰ前期 奇数 偶数 无同源染色体 有同源染色体 有以下行为 无以下行为 ①联会、形成四分体 ②同源染色体排列在赤道板两侧 ③同源染色体分离 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 3 细胞时期判断 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 当堂巩固 一、概念检测 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。 （ ） × √ 练习与应用 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 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 练习与应用 4．下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。 （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 8 2对 A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体 a与a`、b与b`、c与c`、d与d` 2条 练习与应用 二、拓展应用 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Ⅱ。 根据细胞大小、染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。 练习与应用 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，若减数分裂过程中发生异常，比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体有1对或几对没有分别移向细胞两极，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染色体的数目，就会比正常的多一条或几条染色体。再例如，在减数分裂过程中（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。 练习与应用 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？ 精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子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，使精子具备了适于游动的能力；大部分细胞质及多数细胞器丢失，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而消费能量；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。精子变形过程中以上变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。 练习与应用 1 2 配子的多样性 受精作用 观察细胞的减数分裂的实验 3 （第三部分） 配子多样性的视频分析： 1 配子的多样性 类 型 一 类 型 二 基因型为YyRr的个体（无染色体互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 2种(YR、yr或Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 4种(YR、yr、Yr、yR) 1种(YR或yr或Yr或yR) 4种 4种 4种 ①自由组合：减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因自由组合。 (基因重组） 1 配子的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体： 若无染色体互换，该原始生殖细胞可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 若无染色体互换，该生物体可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 2n 2或1 2n 2n 1 配子的多样性 复制 减数 分裂 Ad aD (2种) 复制 Ad aD (4种) AD ad 交叉互换 减数 分裂 重组型 基因型为AaDd的个体（染色体交叉互换）产生配子的情况： 项目 可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类 一个精原细胞 一个雄性个体 一个卵原细胞 一个雌性个体 4种 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 4种(AD、Ad 、aD、ad ) 1种(AD或Ad 或aD或ad ) 4种 4种 4种 ②互换 (基因重组） 1 配子的多样性 假设某种生物体细胞中有n对同源染色体，若有染色体互换且每对同源染色体均发生一次互换。 ①该原始生殖细胞可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 ②该生物体可能产生 种配子； 实际上经减数分裂能产生 种配子。 4n 4或1 4n 4n 1 配子的多样性 正常对照 减Ⅰ异常分裂 ③减Ⅰ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 1 配子的多样性 异 常 正 常 ④减Ⅱ异常分裂（变异类型： ） 染色体数目变异 1 配子的多样性 ①减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因自由组合（基因重组）。 ②减数第一次分裂前期，联会的同源染色体非姐妹染色单体互换，导致染色单体上的基因重组。 ③减Ⅰ异常分裂(染色体数目变异) ④减Ⅱ异常分裂（染色体数目变异） 配子多样性的原因： 1 配子的多样性 精卵识别 精子头部进入卵细胞 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入 精卵细胞核融合 受精卵 ①受精作用的过程 2 受精作用 ①受精作用的过程 受精卵的遗传物质（DNA）= 。 （ 方） （ 方） 核（DNA） + 质（DNA） 父方+母 1 : 1 母 2 受精作用 ②减数分裂和受精作用的意义 遗传稳定性 遗传多样性 配子形成 受精作用 减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。 卵细胞和精子的结合，使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。 在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合，都导致了配子中染色体组合的多样性。 卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因此增加了遗传的多样性。 2 受精作用 ②减数分裂和受精作用的意义 1.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.为生物提供变异的来源，有利于生物对环境的适应和进化。 2 受精作用 ③减数分裂、有丝分裂和受精作用的联系 母亲 父亲 减数分裂 减数分裂 卵细胞 精子 受精作用 受精卵 有丝分裂 子代体细胞 分化 有丝分裂 分化 有丝分裂 分化 2 受精作用 ③减数分裂、有丝分裂和受精作用的联系 受精卵 有丝分裂 分化 原始生殖细胞 成熟生殖细胞 受精作用 受精卵 体细胞 有丝分裂 分化 减数分裂 亲代个体 子代个体 2 受精作用 【实验原理】 (1)蝗虫的精母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：减数第一次分裂和减数第二次分裂。 (2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目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。 3 观察细胞的减数分裂的实验 【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。 3 观察细胞的减数分裂的实验 【实验结果】 3 观察细胞的减数分裂的实验 【讨论】 1．当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时，你怎样判断它处于减数分裂的哪个时期？ 根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。 减数分裂Ⅰ 减Ⅰ前期 ①联会、形成四分体 ②同源染色体排列在赤道板两侧 ③同源染色体分离 减Ⅰ中期 减Ⅰ后期 减数分裂∥ 减∥前期 ①非同源染色体排列混乱 ②非同源染色体的着丝粒排列在赤道板上 ③姐妹染色单体分开移向细胞两极 减∥中期 减∥后期 （数目多） （数目少） 3 观察细胞的减数分裂的实验 【讨论】 2．减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比，中期细胞中染色体的不同点是什么？末期呢？ 减数分裂Ⅰ中期：同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧。 减数分裂∥中期：非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。 减数分裂Ⅰ末期：两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目一半，每条染色体均由两条姐妹染色单体构成。 减数分裂∥末期：末期细胞两级的染色体不含染色单体。 3 观察细胞的减数分裂的实验 【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周期的不同阶段。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。 3 观察细胞的减数分裂的实验 一、概念检测 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。 （ ） √ √ 练习与应用 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 B 练习与应用 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是 （ ） 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 D 练习与应用 二、拓展应用 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。 提示：在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因，减数分裂I时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞，再经过减数分裂Ⅱ，就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂I正常，减数分裂Ⅱ时13号染色体的着丝粒分裂，形成了两条13号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进入了同一个精子或卵细胞这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体，其中13号染色体是两条。当一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体，其中13号染色体是1条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时则该受精卵含47条染色体，其中13号染色体是3条。由这样的受精卵发育而成的个体就是13三体综合征患者。 练习与应用 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，请问骡的体细胞中含有多少条染色体？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？ 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。由于这63条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。 练习与应用 悟了 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $