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1、第一节减数分裂和受精作用第一节减数分裂和受精作用江苏省南通第一中学江苏省南通第一中学 李伟李伟 每个人的发育起点都是受精卵。假如精子和卵细胞都是通过有丝分裂形成的，那么，子女体细胞中的染色体不就比父母亲的多了一倍了吗？ 人和所有进行有性生殖的生物都存在同样的问题。提出问题提出问题请推理：生殖细胞中的染色体数目是多少？魏斯曼的预测：魏斯曼的预测：在卵细胞和精子成熟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，精子与卵细胞体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。融合，恢复正常的染色体数目。减数分裂（一种特殊
2、的有丝分裂）减数分裂（一种特殊的有丝分裂）减数分裂是怎样进行的？减数分裂是怎样进行的？染色体数目是如何减半的呢？染色体数目是如何减半的呢？ 本节聚焦本节聚焦减数分裂的含义是什么?配子的形成为什么必须经过减数 分裂?减数分裂是怎样进行的? 对象对象: 时期时期: 特点特点: 结果结果: 细胞细胞周期：周期：进行有性生殖的动植物进行有性生殖的动植物从原始的生殖细胞发展为成熟从原始的生殖细胞发展为成熟的生殖细胞的过程中的生殖细胞的过程中染色体只复制一次，而细胞连续染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次分裂两次(一一)、减数分裂的概念、减数分裂的概念 新产生的生殖细胞中的染色体数目，新产生的生殖细胞中的
3、染色体数目，比原始的生殖细胞减少了一半比原始的生殖细胞减少了一半无细胞周期无细胞周期(二二)、精子的形成过程、精子的形成过程1.动物精子形成的场所：动物精子形成的场所： 精巢（睾丸）精巢（睾丸）2.精子的形成过程：精子的形成过程：既有细胞进行有丝分裂，也有细胞进行既有细胞进行有丝分裂，也有细胞进行减数分裂的动物器官是什么？减数分裂的动物器官是什么？睾丸睾丸精原细胞精原细胞初级精初级精母细胞母细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞精子精子精原细胞：染色体数目与体细胞精原细胞：染色体数目与体细胞。 是通过是通过分裂形成。分裂形成。相同有丝一次完整的减数分裂包括两次连续的分裂：减数第一次分裂一次完
4、整的减数分裂包括两次连续的分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。这两次分裂是怎样进行的呢？和减数第二次分裂。这两次分裂是怎样进行的呢？复制之后的细胞叫什么细胞？复制之后的细胞叫什么细胞？ 精原细胞精原细胞 体积增大体积增大, ,染染色体复制，色体复制，初级精母细初级精母细胞形成。胞形成。初级精母细胞初级精母细胞减数第一次分裂减数第一次分裂（1）间期）间期精原细胞经过精原细胞经过DNA的复制和蛋白的复制和蛋白质的合成，体积稍稍增大，成为质的合成，体积稍稍增大，成为初级精母细胞。初级精母细胞。染色体复制的结果：染色体复制的结果：DNA加倍，加倍，染色体数目不变。每条染色体上染色体数目不变。每条染色
5、体上有二个染色单体。有二个染色单体。减减I I间期的特点：间期的特点：A A与与B B的关系？的关系？A A与与C C的关系？的关系？a a与与a a的关系？的关系？a a与与b b的关系？的关系？A A和和B B合称什么？合称什么？（同源染色体）（同源染色体）（非同源染色体）（非同源染色体）（姐妹染色单体）（姐妹染色单体）（非姐妹染色单体）（非姐妹染色单体）（四分体）（四分体） 同源染色体联会时，四分体同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体之间相对应中的非姐妹染色单体之间相对应的部位常常会发生交叉与互换。的部位常常会发生交叉与互换。在学习前期过程前，我们先了解同源染色体的概念：在学习前期
6、过程前，我们先了解同源染色体的概念：同源染色体同源染色体两两配对两两配对（联会）（联会），出现四分体出现四分体四分体（含四条染色单体）减数第减数第一一次分裂次分裂（2）前期）前期联会：同源染色体两两配对，叫联会。联会：同源染色体两两配对，叫联会。四分体：联会后每一对同源染色体中，四分体：联会后每一对同源染色体中， 含四个染色单体，叫做一个四含四个染色单体，叫做一个四 分体（从染色单体的角度考虑）分体（从染色单体的角度考虑）交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体 之之 间经常发生交叉互换。间经常发生交叉互换。同源染色体：同源染色体：配对的两条染色体，形状配对的两条染
7、色体，形状和大小一般相同，一条来自父方一条和大小一般相同，一条来自父方一条来自母方，叫做。（来自母方，叫做。（X,YX,Y不同）不同）1个四分体个四分体=1对同源染色体对同源染色体=2条染条染色体色体=4条染色单体条染色单体=4个个DNA分子分子减减前期主要特点：前期主要特点：减数第减数第一一次分裂次分裂（3）中期中期中期特点：中期特点： 各对各对同源染色体排列在赤道板上（两侧）同源染色体排列在赤道板上（两侧）减数第减数第一一次分裂次分裂（4）后期后期后期特点：同源染色体后期特点：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非同源染色体非同源染色体减数第减数第一一次分裂次分裂
8、（5）末）末期期末期特点：末期特点：形成两个子形成两个子细胞，染色细胞，染色体数目体数目减半减半 形成两个形成两个次级精母次级精母细胞，染细胞，染色体数目色体数目减半。减半。形成两个次级形成两个次级 精母细胞，染色体精母细胞，染色体 数目减半数目减半减数第减数第二二次分裂次分裂（1）前期）前期前期：前期：非同源染非同源染色体散乱色体散乱分布。分布。次级精母细胞减数第减数第二二次分裂次分裂（2）中期）中期中期：非中期：非同源染色同源染色体的着丝体的着丝点排列在点排列在赤道板上赤道板上减数第减数第二二次分裂次分裂（3）后期）后期后期：后期：非同源染非同源染色体的着色体的着丝点分裂。丝点分裂。姐妹染
9、色姐妹染色单体一分单体一分为二，成为二，成为两条染为两条染色体向两色体向两极移动。极移动。减数第减数第二二次分裂次分裂（4）末期）末期特点：特点：两个次两个次级精母级精母细胞形细胞形成四个成四个精细胞。精细胞。 精细胞经过精细胞经过变形成为蝌蚪变形成为蝌蚪状的精子状的精子变形期变形期有有丝丝分分裂裂精细胞精细胞联会联会四分体四分体精子精子初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞体细胞体细胞精原细胞精原细胞细细胞胞分分化化复制总结：总结：精子形成过程精子形成过程1 1个精原细胞个精原细胞1 1个初级精母细胞个初级精母细胞2 2个次级精母细胞个次级精母细胞4 4个精细胞个精细胞精原细胞精原
10、细胞有丝分裂有丝分裂间期：间期：前期：前期：中期：中期：后期：后期：末期：末期：着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离精子精子变形变形减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂细胞体积增大、染色体复制、蛋白质细胞体积增大、染色体复制、蛋白质合成合成联会、四分体联会、四分体同源染色体排列在赤道板两侧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）形成形成2 2个次级精母细胞个次级精母细胞减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂着丝点着丝点染色体染色体DNA染色体染色体主要行主要行为为3、减减与减与减分裂的比较分裂的比较不分裂不分裂分裂分裂2
11、 nn, 减半减半n-2nn，不减半，不减半4n2n，减半，减半2nn，减半，减半 同源染色体分同源染色体分离，非同源染离，非同源染色体自由组合色体自由组合着丝点分裂，着丝点分裂，染色单体分染色单体分开开减数第二次分裂的特点：减数第二次分裂的特点：1.1.染色体不再复制。染色体不再复制。2.2.细胞中无同源染色体细胞中无同源染色体3.3.染色体的着丝点分裂。染色体的着丝点分裂。1.1.染色体发生复制。染色体发生复制。2.2.同源染色体联会形成四分体。同源染色体联会形成四分体。 3.3.同源染色体分离同源染色体分离, ,使形成的子细胞内的染色体数目减半。使形成的子细胞内的染色体数目减半。减数第一
12、次分裂的特点：减数第一次分裂的特点：(三三)卵细胞形成的过程卵细胞形成的过程卵巢卵巢1.1.场所场所: :2.2.过程过程: :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 （四）减数分裂中染色体行为变化（四）减数分裂中染色体行为变化减数分裂（图解）减数分裂（图解）染色体、染色单体和DNA数目计数规律(1)染色体与DNA的数目染色体的条数等于着丝点数，有几个着丝点就有几条染色体。不含染色单体的染色体上，每条染色体含有1个DNA分子；含有染色单体的染色体上，每条染色体含有2个DNA分子和2条染色单体。(2)染色单
13、体姐妹染色单体：染色体复制之后，着丝点分裂之前，同一着丝点连接着两条相同的染色单体。非姐妹染色单体：由不同着丝点连接着的染色单体。减减数数分分裂裂间间 期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精母细胞次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II II后期后期 I I后期后期II II末期末期 I I前期前期II II末期末期II II精原细胞精原细胞卵原细胞卵原细胞染色单体染色单体DNADNA4N4N2N2N4N4N4N4N4N4N
14、2N2N2N2N2N2NNN2N2N0 00 00 04N4N4N4N4N4N4N4N2N2N染色体染色体2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2NNNNNNN2N2N4N4N染染 色色 体体 变变 化化 曲曲 线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子细胞精子细胞次级精母细胞次级精母细胞2N2N4N4N精原细胞精原细胞DNA 变变 化化 曲曲 线线初级精母细胞初级精母细胞精子细胞精子细胞2N2N4N4N染色单体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子细胞精子细胞练习：练习：该曲线代表的是（）该曲线代表的是（）此细胞进行的
15、是何种分裂？此细胞进行的是何种分裂？猕猴体细胞中染色体数为猕猴体细胞中染色体数为( ) 条，条，ab段的细胞有染段的细胞有染色体色体( )条，四分体条，四分体( )个，染色单体个，染色单体( )个；个；该细胞染色体数目减半发生在该细胞染色体数目减半发生在( )点点下图为猕猴的细胞分裂曲线图，据图回答：下图为猕猴的细胞分裂曲线图，据图回答：42422184b减数分裂减数分裂DNA1精子与卵细胞的形成比较精子与卵细胞的形成比较(六)卵细胞形成与精子形成的比较p151两种分裂方式的过程比较两种分裂方式的过程比较对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括（两看）如对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括（两看）如下
16、：抄下：抄一一看有无看有无联会、四分体、各对同源染色体排列在联会、四分体、各对同源染色体排列在赤道板两侧、同源染色体分离移向两极。若有则为赤道板两侧、同源染色体分离移向两极。若有则为减数第一次分裂，若无则由同源染色体决定。减数第一次分裂，若无则由同源染色体决定。二看有无同源染色体，若有则为有丝分裂，若无二看有无同源染色体，若有则为有丝分裂，若无则为减数第二次分裂。则为减数第二次分裂。注意：注意：a.有丝分裂后期，每一极中，大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)；b.减数第二次分裂减数第二次分裂后期，上下对应的染色体不是同源染色体。2 2、减数分裂和有丝分裂图像鉴别、减数分裂和有丝
17、分裂图像鉴别(1)常见的前期、中期、后期的分裂图像常见的前期、中期、后期的分裂图像(以以2N=4为例为例)(2)精子与卵细胞形成的过程中有关细胞的鉴别精子与卵细胞形成的过程中有关细胞的鉴别认一认认一认减后期 精细胞/卵细胞 减前期减前期 减中期 减中期减减前期前期（联会）（联会）减减前期前期（四分体）（四分体）减减前期前期有丝分裂有丝分裂前期前期有丝分裂有丝分裂减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂中期中期 中期中期 中期中期有丝分裂有丝分裂减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂后期后期 后期后期 后期后期二、受精作用二、受精作用（一）、配子中染色体组合的多
18、样性（一）、配子中染色体组合的多样性 建立减数分裂中染色体变化的模型建立减数分裂中染色体变化的模型1 模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化；模拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化；2 模拟减数分裂过程中非同源染色体自由组合；模拟减数分裂过程中非同源染色体自由组合；3 想一想：体细胞中有想一想：体细胞中有N对同源染色体的生物减数分对同源染色体的生物减数分裂可以形成多少种配子呢？裂可以形成多少种配子呢？ 练习练习 1、含有、含有3对同源染色体的生物，经过减数对同源染色体的生物，经过减数分裂产生的配子，同时含有分裂产生的配子，同时含有3个来自父方个来自父方（母方）染色体的配子的概率（母方）染色
19、体的配子的概率( ) A、1/2 B、1/4 C、1/8 D、1/16C 2.已知已知 A , a ; B, b ; C , c 为三对同源染色为三对同源染色体体, 来自同一个精原细胞的四个精子中染色来自同一个精原细胞的四个精子中染色体的分布是体的分布是 ( ) A、AbC ， aBc ， AbC , aBc 。 B、aBC ， AbC ，ABC , abc C、Abc ， aBC ， aBc , ABc 。 D、Abc ， AbC ， abC , aBc 。A配子多样性的原因配子多样性的原因 (1) 减数分裂过程中，非同源染色减数分裂过程中，非同源染色体的自由组合体的自由组合 (2) 四分体
20、时期非姐妹染色单体的四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换交叉互换 同一双亲的后代之间呈现出复杂多样性是同一双亲的后代之间呈现出复杂多样性是因为（因为（ ） A、双亲具有不同的遗传物质、双亲具有不同的遗传物质 B、双亲形成的精子和卵细胞不同、双亲形成的精子和卵细胞不同 C、双亲精子和卵细胞的受精方式不同、双亲精子和卵细胞的受精方式不同 D、双亲分别形成不同的配子和受精过程中、双亲分别形成不同的配子和受精过程中配子结合的随机性配子结合的随机性D2、受精作用（1）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。受精作用受精卵来自精子来自卵细胞（2）过程：
21、进入识别融合从受精到发育成胎儿过程.flv (3) 实质：实质： 父方、母方的染色质组合到一起，使子代父方、母方的染色质组合到一起，使子代继承了双方的遗传物质。继承了双方的遗传物质。(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，对于生物的遗传和变异，都是的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。十分重要的。意义意义：减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用对于维持每种生物前对于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。传和变异，都是十分重要的。高等动物高等动物(
22、2N)(2N)卵细胞卵细胞(N)(N)精子精子(N)(N)( (母本母本) )减数分裂减数分裂( (父本父本) )减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂受精作用受精作用高等动物的有性生殖细胞形成与受精作用：高等动物的有性生殖细胞形成与受精作用：五周婴儿五周婴儿十周婴儿十周婴儿足月胎儿足月胎儿 关于受精作用的叙述错误的是关于受精作用的叙述错误的是( )A、合子中全部遗传物质一半来自父方，一半来自、合子中全部遗传物质一半来自父方，一半来自 母方母方B、受精时，精子和卵细胞的细胞核相互融合、受精时，精子和卵细胞的细胞核相互融合C、合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方、合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方D、合子中的染色体数和本物种体细胞的染色体数、合子中的染色体数和本物种体细胞的染色体数 相同相同作业：作业：绘出绘出3对同源染色体的精原细胞和卵原细对同源染色体的精原细胞和卵原细胞的减数分裂过程中染色体的行为变化图胞的减数分裂过程中染色体的行为变化图