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1、 在这个世界上几乎所有的在这个世界上几乎所有的生物都能产生自己的后代。生物都能产生自己的后代。虎可以生虎虎可以生虎 就连就连南极的企鹅，南极的企鹅，也在享受着也在享受着天伦之乐！天伦之乐！但但马少爷马少爷和和驴姑娘驴姑娘的爱情的爱情结晶结晶骡子为什么不能骡子为什么不能产生自己的后代呢？产生自己的后代呢？第第1 1节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用制作：制作： 永丰中学永丰中学 赵正根赵正根第第2 2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系【热点考向热点考向】1.1.减数分裂过程中染色体、细胞核减数分裂过程中染色体、细胞核DNADNA数量变化规数量变化规律及相关曲线分析；律及相关曲线分
2、析；2.2.有丝分裂与减数分裂的比较与细胞分裂图像辨析有丝分裂与减数分裂的比较与细胞分裂图像辨析; ; 3.3.观察减数分裂的实验操作与分析观察减数分裂的实验操作与分析. . 一、减数分裂的概念一、减数分裂的概念1.1.对象对象: :进行进行有性生殖有性生殖的生物的生物2.2.时期（发生时间）时期（发生时间）: :原始生殖细胞原始生殖细胞成熟生殖细胞成熟生殖细胞3.3.特点特点: :细胞细胞连续分裂两次连续分裂两次，染色体染色体只复制一次只复制一次4.4.结果结果: :成熟生殖细胞中的染色体数目成熟生殖细胞中的染色体数目( (及细胞核及细胞核DNADNA分子数）比原始生殖细胞的分子数）比原始生
3、殖细胞的减少一半减少一半子房子房柱头柱头花柱花柱雌雌蕊蕊花药花药花丝花丝雄蕊雄蕊5.5.场场所：所：高等植物：高等植物：花蕊（花药、胚珠）花蕊（花药、胚珠）高等动物：高等动物：睾丸（精巢）、卵巢睾丸（精巢）、卵巢补充：补充：被子植物的双受精作用被子植物的双受精作用（A A班）班）子房的结构子房的结构珠被珠被胚囊胚囊卵细胞（卵细胞（1 1个）个）极核（极核（2 2个）个）子房壁子房壁双受精双受精子子房房子子房房壁壁胚胚珠珠胚胚囊囊珠珠被被 1 1个卵细胞个卵细胞2 2个极核个极核子叶子叶胚芽胚芽胚轴胚轴胚根胚根胚胚受精极核受精极核胚乳胚乳种皮种皮种种子子果果皮皮果果实实2N2N2N2N2N2N2
4、N2N3N3N3N3N2N2N2N2N 受受精精卵卵+1+1个个精子精子+1+1精子精子 N + NN + N2N + N2N + N精原细胞体积增大精原细胞体积增大染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞减减前前的间期的间期二、减数分裂过程二、减数分裂过程1.1.精子形成的过程精子形成的过程减减前期前期间期间期同源染色体两两配对（联会）同源染色体两两配对（联会）四分体四分体同源染色体同源染色体能配对的两条染色体，能配对的两条染色体，形形状状和和大小大小一般相同一般相同，一条，一条来自父方，一条来自母方。来自父方，一条来自母方。指着丝点的位置指着丝点的位置指染色体的长度指染色体的长度1 1
5、个个四分体四分体=( )=( )对同源染色体对同源染色体=( )=( )条条染色体染色体=( )=( )条染色单体条染色单体=( )=( )个个DNADNA分分子子=( )=( )条脱氧核苷酸链条脱氧核苷酸链1 12 24 44 48 8属于姐妹染色单体的是属于姐妹染色单体的是? ?属于非姐妹染色单体的是属于非姐妹染色单体的是? ?1 1和和2 23 3和和4 41 1和和3 31 1和和4 4 2 2和和3 32 2和和4 4非姐妹染色单体非姐妹染色单体的交叉互换的交叉互换3 34 41 12 2部分交叉互换部分交叉互换同源染色体排列同源染色体排列在在赤道板上赤道板上减减前期前期减减中期中期
6、同源染色体同源染色体分开，分开，非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合减减中期中期减减后期后期减减后期后期减减结束结束形成两个次级精母细胞形成两个次级精母细胞染色体数目染色体数目减半减半减减前期前期减减中期中期减减后期后期着丝点分裂，着丝点分裂，姐妹姐妹染色单体分开染色单体分开减减中期中期减减结束结束变形期变形期1.1.精子形成的过程精子形成的过程1 1个精原细胞个精原细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）1 1个初级精母细胞个初级精母细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）2 2个次级精母细胞个次级精母细胞（染色体数（染色体数:n:n）4 4个精细胞个精细胞（染色体数（染色体数:n:n）体细
7、胞体细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化间期：细胞体积增大、染色体复制间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板上中期：同源染色体排列在赤道板上后期：同源染色体分离（非同源染色体后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）自由组合）着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离4 4个个2 2种种精子精子（染色体数（染色体数:n:n）变形变形减减减减 比较项目比较项目 减减 减减是否有联会、四分体出现是否有联会、四分体出现有无同源染色体的分离有无同源染色体
8、的分离有无着丝点分裂有无着丝点分裂子细胞的名称和数目子细胞的名称和数目子细胞染色体的数目子细胞染色体的数目子细胞核子细胞核DNADNA含量含量有有 无无有有无无无无有有次级精母细胞次级精母细胞2 2个个精细胞精细胞4 4个个减半减半2N N2N N不再减半不再减半减半减半4a 2a4a 2a减半减半2a a2a a减减与减与减区别区别: :见复见复P108P108表表1 12.2.卵细胞形成的过程卵细胞形成的过程卵原细胞卵原细胞联会联会四分体四分体初级卵母细胞初级卵母细胞第一极体第一极体第第二二极极体体卵细胞卵细胞次级卵母细胞次级卵母细胞 2.2.卵细胞的卵细胞的形成过程形成过程: :1 1个
9、卵原细胞个卵原细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）1 1个初级卵母细胞个初级卵母细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）1 1个次级卵母细胞个次级卵母细胞+1+1个第一极体个第一极体（染色体数（染色体数:n:n）1 1个卵细胞个卵细胞+3+3个第二极体个第二极体（染色体数（染色体数:n:n）体细胞体细胞（染色体数（染色体数:2n:2n）有丝分裂、细胞分化有丝分裂、细胞分化间期：细胞体积增大、染色体复制间期：细胞体积增大、染色体复制前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）前期：联会、四分体（非姐妹染色单体交叉互换）中期：同源染色体排列在赤道板上中期：同源染色体排列在赤道板上后期：同源染色体分
10、离（非同源染色体自由组合）后期：同源染色体分离（非同源染色体自由组合）着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离减减减减( (三三) ) 精子和卵细胞形成过程比较：精子和卵细胞形成过程比较：见复见复P109P109精子的形成过程精子的形成过程卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程相同点相同点染色体的行为变化相同染色体的行为变化相同: :即在即在间期间期染色体先染色体先复制复制，在，在第第一次分裂一次分裂时同源染色体时同源染色体联会联会，形成，形成四分体四分体，非姐妹染色，非姐妹染色体交叉互换，同源染色体体交叉互换，同源染色体分离分离，非同源染色体，非同源染色体自由组合自由组合，第一次分裂结束后
11、染色体数目减半；第一次分裂结束后染色体数目减半；第二次分裂时着丝第二次分裂时着丝点分裂点分裂，姐妹染色单体分离。，姐妹染色单体分离。染色体复制一次，细胞连染色体复制一次，细胞连续分裂两次，染色体的数目均减半。续分裂两次，染色体的数目均减半。不不同同点点场所场所分裂分裂方式方式子细胞子细胞个数个数是否是否变形变形精巢（睾丸）精巢（睾丸）卵巢卵巢细胞质均等分裂细胞质均等分裂初级和次级卵母细胞初级和次级卵母细胞细胞质不均等分裂细胞质不均等分裂1 1个个精原细胞精原细胞4 4个个2 2种种精子精子有变形过程有变形过程无变形过程无变形过程1 1个卵原细胞个卵原细胞1 1个个1 1种卵细胞种卵细胞+3+3
12、个个2 2种极体种极体减减数数分分裂裂间期间期分裂期分裂期第一次分裂第一次分裂初级精母细胞初级精母细胞初级卵母细胞初级卵母细胞第二次分裂第二次分裂次级级精母细胞次级级精母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞第一极体第一极体精子、第二极体、精子、第二极体、卵细胞卵细胞前期前期 I I中期中期 I I中期中期IIII后期后期 I I后期后期IIII前期前期IIII子细胞子细胞精原细胞精原细胞卵原细胞卵原细胞染色单体染色单体DNADNA4N4N2N2N4N4N4N4N4N4N2N2N2N2N2N2NN N2N2N0 00 00 04N4N4N4N4N4N4N4N2N2N染色体染色体2N2N2N2N2N2N2
13、N2N2N2N2N2NN NN NN N3.3.减数分裂中染色体、减数分裂中染色体、染色单体、染色单体、DNADNA数目变化数目变化4N4N2N2N4N4N染色体数的变化曲线染色体数的变化曲线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞次级精母细胞次级精母细胞2N2N4N4N精原细胞精原细胞细胞核细胞核DNADNA分子数变化曲线分子数变化曲线初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞2N2N4N4N染色单体数变化曲线染色单体数变化曲线次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精细胞精细胞三、减数分裂与可遗传变异三、减数分裂与可遗传变异1.1.基因
14、突变：基因突变：减减前的间期（前的间期（DNADNA复制）复制）2.2.基因重组：基因重组：减减前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换减减后期非同源染色体上非等位基因自由组合后期非同源染色体上非等位基因自由组合3.3.染色体变异：染色体变异：减减和减和减可能发生染色体结构和数目变异可能发生染色体结构和数目变异注意：注意：有丝分裂过程中可发生基因突变和有丝分裂过程中可发生基因突变和染色体变异，不发生基因重组。染色体变异，不发生基因重组。减数分裂减数分裂后期后期异常时出现异常时出现染色体数目变异染色体数目变异的结果：的结果：1 1、发生在、发生在常染色体（雄性
15、）：常染色体（雄性）：减减后期同源染色体后期同源染色体没有分离，减没有分离，减正常正常全部是异常精子全部是异常精子 发生在发生在常染色体（雄性）：常染色体（雄性）：减减正常，正常，2 2个次级精个次级精母细胞减母细胞减后期姐妹染色体都没有分离后期姐妹染色体都没有分离全部是异常精子全部是异常精子 发生在发生在常染色体（雄性）：常染色体（雄性）：减减正常，正常，1 1个次级精母个次级精母细胞减细胞减后期姐妹染色体没有分离，另后期姐妹染色体没有分离，另1 1个次级精母细胞减个次级精母细胞减后期姐妹染色体正常分离后期姐妹染色体正常分离正常精子：异常精子正常精子：异常精子=1=1：1 12 2、发生在、
16、发生在性染色体：性染色体：产生产生XYXY的的精子精子减减后期异常后期异常产生产生XXXX或或YYYY的的精子精子减减后期异常后期异常产生产生无性染色体无性染色体的的精子精子减减后期或减后期或减后期异常后期异常产生产生XXXX的的卵细胞卵细胞减减后期或减后期或减后期异常后期异常产生产生无性染色体无性染色体的的卵细胞卵细胞减减后期或减后期或减后期异常后期异常例、（例、（20112011山东）基因型为山东）基因型为AaXAaXB BY Y小鼠仅因为减数分小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的体的AAAA型配子。等位基因型配子
17、。等位基因A A、位于号染色体。下、位于号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（ ）2 2号染色体一定在减数第二次分裂时末分离号染色体一定在减数第二次分裂时末分离2 2号染色体可能在减数第一次分裂时末分离号染色体可能在减数第一次分裂时末分离性染色体可能在减数第二次分裂时末分离性染色体可能在减数第二次分裂时末分离性染色体一定在减数第一次分裂时末分离性染色体一定在减数第一次分裂时末分离A.A. B. B. C. C. D. D.A A例、右图为基因型例、右图为基因型AABbAABb的某动物进行细胞分裂的的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的
18、是（示意图。相关判断错误的是（ ）A.A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B.B.此细胞中基因此细胞中基因a a是由基因是由基因A A经突变产生的经突变产生的C.C.此细胞可能形成此细胞可能形成2 2种精子或种精子或1 1种卵细胞种卵细胞D.D.此动物细胞内最多含有此动物细胞内最多含有4 4个染色体组个染色体组A A四、减数分裂和有丝分裂细胞（二倍体生物）图四、减数分裂和有丝分裂细胞（二倍体生物）图像鉴别：像鉴别：见复见复P111P111(1)(1)前期前期(2)(2)中期中期(3)(3)后期后期判断方法：判断方法：(1)(1)若细胞质分配若细胞质分配不均等
19、不均等，一定是，一定是卵细胞形成过程中的有关图像。含有同源染色体，卵细胞形成过程中的有关图像。含有同源染色体，则为初级卵母细胞图；不含同源染色体的，则为次则为初级卵母细胞图；不含同源染色体的，则为次级卵母细胞图。级卵母细胞图。(2)(2)若细胞质分配若细胞质分配相等相等，含有同源染色体时，含有同源染色体时，则为初级精母细胞；不含同源染色体的，可能是则为初级精母细胞；不含同源染色体的，可能是次次级精母细胞或第一极体级精母细胞或第一极体。一数一数染染色色体体数数目目奇数奇数偶数偶数二看二看同同源源染染色色体体有同源染色体有同源染色体无同源染色体无同源染色体三判断三判断同同源源染染色色体体行行为为无
20、同源染色体行为无同源染色体行为（有丝分裂）（有丝分裂）联会、四分体、联会、四分体、分离分离（减（减）减减减减五、减数分裂和有丝分裂细胞图像（二倍体生物）鉴别五、减数分裂和有丝分裂细胞图像（二倍体生物）鉴别技巧：技巧：一数二看三判断一数二看三判断特殊：特殊：单倍体中的一倍体生物细胞有丝分裂后期同单倍体中的一倍体生物细胞有丝分裂后期同一极一极没有同源染色体没有同源染色体；四倍体或八倍体生物细胞减；四倍体或八倍体生物细胞减后期同一极后期同一极有同源染色体有同源染色体。减减前期前期有丝分裂前期有丝分裂前期判断判断二倍体生物细胞二倍体生物细胞下图各属于何种分裂？哪个时期下图各属于何种分裂？哪个时期？减减
21、前期前期减减中期中期减减中期中期有丝分裂中期有丝分裂中期 减减后期后期有丝分裂后期有丝分裂后期减减后期后期减减后期后期五、配子形成中的几种数量关系五、配子形成中的几种数量关系（不考虑交叉互换）复（不考虑交叉互换）复P110P1101 1、一个含、一个含n n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有产生的精子类型有_种种；2 22 2、一个含、一个含n n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有产生的卵细胞类型有_种种；1 13 3、一个次级精母细胞，经减数分裂产生的精子类、一个次级精母细胞，经减数分裂产生
22、的精子类型有型有_种种；1 14 4、一个次级卵母细胞，经减数分裂产生的卵细胞、一个次级卵母细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有类型有_种种；1 15 5、一个含、一个含n n对同源染色体对同源染色体( (含含n n对等位基因）的雄性对等位基因）的雄性个体，经减数分裂产生的精子类型有个体，经减数分裂产生的精子类型有_种种；2 2n n6 6、一个含、一个含n n对同源染色体（含对同源染色体（含n n对等位基因）的雌性对等位基因）的雌性个体，经减数分裂产生的卵细胞类型有个体，经减数分裂产生的卵细胞类型有_种种；2 2n n1.1.实验材料的选择：实验材料的选择：(1)(1)雄性个体产生的精子数量远
23、远多于雌性个体产生雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量，因此在选择观察减数分裂的材料时，要的卵子数量，因此在选择观察减数分裂的材料时，要选择分裂旺盛的雄性生殖器官选择分裂旺盛的雄性生殖器官，如动物，如动物精巢精巢，植物，植物花花药药。六、实验：观察细胞的减数分裂六、实验：观察细胞的减数分裂(2)(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时仅仅是初（次）级卵母细胞，只有和精子相遇后，仅仅是初（次）级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减在精子的刺激下，才继续完成减分裂，所以要完分裂，所以要完整观察减数分裂各时期的图像
24、，特别是减整观察减数分裂各时期的图像，特别是减分裂图分裂图像，像，一般不选择雌性生殖器官一般不选择雌性生殖器官。(2)(2)显微观察显微观察2.2.实验步骤：实验步骤：(1)(1)装片制作：装片制作：解离解离漂洗漂洗染色染色压片压片注：注：精巢内精原细胞既进行精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分有丝分裂，又进行减数分裂裂，能观察到染色体数为，能观察到染色体数为N N、2N2N、4N4N等不同的细胞分等不同的细胞分裂图像。裂图像。八、受精作用八、受精作用 1.1.概念：概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.2.过程：过程：精子的
25、精子的头部头部进入卵细胞，尾部留在外面进入卵细胞，尾部留在外面卵细胞细胞膜卵细胞细胞膜外面出现了一层外面出现了一层特殊的膜特殊的膜以阻止其他精子再进入以阻止其他精子再进入精子精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇的细胞核与卵细胞的细胞核相遇二者的二者的染色体染色体会合。会合。 3.3.结果：结果：受精卵的染色体数恢复到体细胞的数目，其中有一半的受精卵的染色体数恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自染色体来自精子（父方）精子（父方）另一半来另一半来自卵细胞（母方）自卵细胞（母方）。 4.4.意义：意义：维持每种生物前后代体细胞中维持每种生物前后代体细胞中染色体数目染色体数目的恒定性，对的恒定性，对
26、于生物的遗传和变异，都是十分重要的。于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 5 5、标志：？、标志：？再见！再见！项目项目有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂不不同同点点母细胞母细胞体细胞体细胞( (如受精卵如受精卵) )性原细胞性原细胞细胞分细胞分裂次数裂次数1 1次次2 2次次分分裂裂过过程程前前期期染色体散乱地分布在细染色体散乱地分布在细胞的中央，有同源染色胞的中央，有同源染色体体减减：同源染色体联会，出现四分体：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象，有交叉互换现象减减：染色体散乱分布，无同源染色：染色体散乱分布，无同源染色体体中中期期染色体的着丝点有规律染色体的着丝点有规律地排列在赤道
27、板上；有地排列在赤道板上；有同源染色体同源染色体减减：四分体排列在赤道板上：四分体排列在赤道板上减减：与有丝分裂相同，但无同源染：与有丝分裂相同，但无同源染色体色体后后期期染色体的着丝点分裂、染色体的着丝点分裂、姐妹染色单体分开；有姐妹染色单体分开；有同源染色体同源染色体减减：同源染色体分离并移向两极；：同源染色体分离并移向两极；减减：与有丝分裂相同，但无同源染：与有丝分裂相同，但无同源染色体色体有丝分裂和减数分裂的比较：有丝分裂和减数分裂的比较：见复见复P111P111项目项目有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂不不同同点点同源染色体同源染色体行为行为无同源染色体联会、四分体无同源染色体联会、四
28、分体，不出现染色单体的交叉互，不出现染色单体的交叉互换及同源染色体的分离换及同源染色体的分离有同源染色体的联会、四分有同源染色体的联会、四分体，出现非姐妹染色单体的体，出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离交叉互换及同源染色体分离子细胞数目子细胞数目2 2个个雄为雄为4 4个，雌为个，雌为(1(13)3)个个子细胞类型子细胞类型体细胞体细胞成熟生殖细胞成熟生殖细胞( (精子或卵细精子或卵细) )最终子细胞最终子细胞染色体数染色体数与亲代细胞相同与亲代细胞相同比亲代细胞减少一半比亲代细胞减少一半( (发生发生在第一次分裂在第一次分裂) )子细胞间的子细胞间的遗传物质遗传物质几乎相同几乎相同不一定相同不一定相同( (基因重组形成基因重组形成多种配子多种配子) )相同点相同点染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂相似裂相似意义意义使生物的亲代和子代之间保使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性持了遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用维持了减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定色体数目的恒定