减数分裂和受精作用（第1课时）【备课精研+知识精讲】高一生物课件（人教版2019必修2）

第一节 减数分裂和受精作用新人教版必修二 遗传与进化第 一 章 基 因 和 染 色 体 的 关 系1.理解并掌握减数分裂的概念及过程。2.模拟减数分裂中染色体的变化，阐明减数分裂过程中染色体发生自由组合和互换的重要意义。3.举例说明受精作用的过程4.理解减数分裂和受精作用对于生物遗传的重要意义。学习目标：温故知新：无丝分裂有丝分裂体细胞 1.真核细胞的分裂方式：间期前期中期后期末期2.有丝分裂：（以高等植物为例）有丝分裂的意义：是将亲代细胞的染色体经过复制（关键是DNA的复制）之后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性，细胞的有丝分裂对于细胞的生命细胞的遗传有重要意义。减数分裂生殖细胞1条染色体1个DNA无染色单体1条染色体2个DNA2个染色单体1条染色体2个DNA2个染色单体2条染色体2个DNA无染色单体复制螺旋化着丝粒分裂染色体加倍3.染色体、染色单体、DNA三者之间的关系：温故知新：特点：染色体复制一次，细胞分 裂一次结果：子细胞和亲代细胞染色体 数相同。问题探讨：1.人的生命起点是什么?2.受精卵又是如何形成的呢？，又是如何发育成人的？受精卵精子(23)4646卵细胞(23)受精卵(46）融合发育问题探讨：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。讨论：1、配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？2、针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想？配子不是通过有丝分裂的方式产生的，可能是通过减数分裂产生的，染色体的数目减少一半。受精时，雌雄配子结合，染色体数目得以恢复正常。体细胞配子果蝇体细胞和配子的染色体示意图配子中的染色体数目是体细胞中的一半;配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。魏斯曼的预测：魏斯曼(1834-1914)德国动物学家魏斯曼（A.Weismann，1834-1914）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。被其他科学家通过显微镜观察所证实。这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫做减数分裂（meosis）。一、精子的形成过程1.精子形成的场所：睾丸（人和其他哺乳动物）精巢（蜜蜂、蚂蚁等）花药（植物）精原细胞（原始雄性生殖细胞）体细胞 精原细胞 精细胞 精子2.精原细胞的分裂方式：有丝分裂细胞分化减数分裂有丝分裂变形一、精子的形成过程减数分裂前的间期初级精母细胞间期复制精原细胞特点：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都由两条姐妹染色单体构成，由同一个着丝粒连接 染色体呈染色质丝的状态。一、精子的形成过程减数分裂的前期：特点：分散的染色体缩短变粗并两两配对，同源染色体两两配对的现象叫联会 联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体 四分体中的非姐妹染色单体经常缠绕并交换相应片段（互换）。前期初级精母细胞初级精母细胞一、精子的形成过程注意几个概念：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。同源染色体判断标准：标准1：减数分裂中能配对的两条染色体标准2：形状和大小一般都相同，一条来自父方、一条来自母方的两条染色体一、精子的形成过程同源染色体一、精子的形成过程例：下列几组染色体中，属于一对同源染色体的是（）D E2.联会：同源染色体两两配对的现象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。（从染色单体的角度考虑）1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 41 1对同源染色体对同源染色体4 4条条染色染色单单体体一个一个四分体=一、精子的形成过程4.互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。一、精子的形成过程一、精子的形成过程例：判断下列数量：染色体：_ 染色单体：_ DNA：_判断下列关系：1与2的关系？_1与3的关系？_ a与a的关系？_ a与b的关系？_ 8 84 48 8同源染色体非同源染色体姐妹染色单体非姐妹染色单体一、精子的形成过程减数分裂的中期：特点：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丝上。中期初级精母细胞初级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的后期：特点：在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极 细胞的两极只得到各对同源染色体中的一条后期初级精母细胞初级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的末期：特点：在两组染色体到达细胞的两极后，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞 细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条 末期初级精母细胞次级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的前期：特点：新细胞中再次形成纺锤体，纺锤丝与染色体相连，这时的染色体依然由 姐妹染色单体组成。前期次级精母细胞次级级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的中期：特点：纺锤丝牵引着着丝粒将染色体排列在赤道板上。中期次级精母细胞次级级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的后期：特点：着丝粒一分为二，两条姐妹染色单体分开，形成两条子染色体。后期次级精母细胞次级级精母细胞一、精子的形成过程减数分裂的末期：特点：在纺锤丝的牵引下，子染色体分别移向细胞两极，随着细胞的分裂进入两个子细胞。末期次级精母细胞精细胞一、精子的形成过程精细胞变形：精细胞经变形，形成蝌蚪状的精子，分为头部和尾部，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。变形精子精细胞一、精子的形成过程思考：减数第一次分裂的实质是 ,减数第二次分裂的实质是_。染色体数目减半发生的时期是 。同源染色体分离姐妹染色单体分离减数第一次分裂一、精子的形成过程减数I和减数II的比较减数分裂I减数分裂II染色体复制着丝点染色体数目DNA数目染色体的主要行为不分裂分裂减半不减半减半减半同源染色体分离染色单体分离复制不复制二、卵细胞的形成过程1.卵细胞的形成场所：卵巢(人和其他哺乳动物)卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡，在卵泡中央的一个细胞将会发育为卵细胞2.分裂方式：卵原细胞有丝分裂卵原细胞减数分裂卵细胞3.过程：初级卵母细胞次级卵母细胞第一极体二、卵细胞的形成过程三、精子与卵细胞形成过程的异同点精子的形成卵细胞的形成不同点产生部位原始生殖细胞是否变形细胞质分裂是否均等结果相同点睾丸卵巢精原细胞卵原细胞是否是减I不均等分裂；次级卵母细胞减II时也不均等分裂，第一极体减II时均等分裂一个精原细胞经减数分裂产生4个精子一个卵原细胞经减数分裂产生1个卵细胞和3个极体（核）染色体的行为变化相同，即染色体先复制，在第一次分裂时同源染色体联会，非姐妹染色体交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，第一次分裂结束后染色体数目减半；第二次分裂时着丝点分裂，姐妹染色单体分离四、减数分裂过程中相关数量变化间期MI前期MI中期MI后期MI末期MII前期MII中期MII后期MII末期染色体染色单体DNA正常体细胞中的染色体数为：2N，DNA分子数为2a，完成下表4a4a4a4a2a2a2a2a2aa04N4N4N4N4N2N2N2N2N002N2N2N2N2NNNNN2N2NN2a4a五、减数分裂过程中相关曲线变化间期减前期减中期减后期减末期n2n3n4n减前期减中期减后期减末期染色体数细胞一分为二 着丝 粒分裂细胞一分为二 核DNA数复制染色单体数同源染色体数典例分析1.下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞()中 遗传物质或其载体()的数量。下列表述与图中信息相符的是()A.所处阶段发生非同源染色体的自由组合B.代表初级精母细胞C.代表染色体D.中的数量比是2441A2.某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞，测定细胞中染色体数目(无突变发生)，将这些细胞分为三组，每组的细胞数如图(体细胞中染色体数目为2N)。根据图中所示结果分析不正确的是()A.乙组细胞中有一部分可能正在进行DNA复制B.丙组细胞中有一部分可能正在发生非同源染色体自由组合C.乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞D.用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞生成B典例分析典例分析3.下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像。下列说法错误的是（）A具有同源染色体的细胞有B动物睾丸中可能同时出现这四种细胞C进行有丝分裂的细胞为和D是初级精母细胞D典例分析4.如图为某哺乳动物体内的一组细胞分裂示意图，据图分析错误的是（）A产生的子细胞一定为精细胞B图中属于减数分裂过程的有C中有4条染色体，8条染色单体及8个DNA分子D细胞处于有丝分裂中期，无同源染色体和四分体D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（）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。练习与应用减数分裂。因为细胞中出现了四分体。细胞中有4条染色体，8条染色单体。2对。A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。细胞中a与a、b与b、c与c、d与d是姐妹染色单体。2条染色体二、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，E和F为减数分裂。图中的短线表示长度为5 m。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂还是减数分裂。【提示】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。【提示】不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂时联会的同源染色体，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，再经过减数分裂形成的精子或卵细胞中的染色体数目，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（无论减数分裂还是减数分裂）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。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，人的唐氏综合征（又称21-1体综合征）患者，就是由含有24条染色体（其中21号染色休是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。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？【答案】精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的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，使精子具备适于游动的能力；人部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；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。精子变形过程中的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T H A N K S!