第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用 减数分裂一、减数分裂的概念： 一、减数分裂的概念： 进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的的染色体数目减半染色体数目减半的细胞分裂的细胞分裂对象：进行对象：进行有性有性生殖的生物 生殖的生物 作用：产生有性生殖细胞作用：产生有性生殖细胞 结果：子细胞中染色体数目减半 结果：子细胞中染色体数目减半 过程：染色体复制一次，细胞过程：染色体复制一次，细胞连续连续分裂两次 分裂两次 概述：减数分裂是一种特殊的有丝分裂概述：减数分裂是一种特殊的有丝分裂 特殊：复制一次，分裂两次 特殊：复制一次，分裂两次 有丝：有纺锤丝和纺锤体的出现 有丝：有纺锤丝和纺锤体的出现 二、高等动物精子的形成过程： 二、高等动物精子的形成过程： 1、形成场所：睾丸中的、形成场所：睾丸中的曲细精管曲细精管 精原细胞 精原细胞 减数分裂 减数分裂 精细胞 精细胞 变形 变形 精子 精子 精原细胞：原始的雄性生殖细胞。
精原细胞：原始的雄性生殖细胞 注意：精原细胞属于体细胞但又不完全一样 注意：精原细胞属于体细胞但又不完全一样 属于：染色体数目相同，能进行属于：染色体数目相同，能进行有丝分裂有丝分裂 不同：体细胞中只有它能进行减数分裂 不同：体细胞中只有它能进行减数分裂 精原细胞通过有丝分裂增加数量； 精原细胞通过有丝分裂增加数量； 通过减数分裂形成有性生殖细胞 通过减数分裂形成有性生殖细胞 减数分裂可看作是一种细胞分化减数分裂可看作是一种细胞分化 2、过程： 、过程： 精精原原细细胞胞初初级级精精母母细细胞胞第一次第一次分裂分裂次次级级精精母母细细胞胞DNA复制复制第二次第二次分裂分裂精精细细胞胞精精子子细胞名称的变化： 细胞名称的变化： ①①减数第一次分裂（减减数第一次分裂（减ⅠⅠ间期） 间期） 精原细胞精原细胞间期间期DNA复制复制初级精母细胞 初级精母细胞 减减ⅠⅠ间期与有丝分裂相同间期与有丝分裂相同 染色体复制、姐妹染色单体、染色体复制、姐妹染色单体、DNA含量加倍、 含量加倍、 染色质状态、中心体复制、细胞体积增大。
染色质状态、中心体复制、细胞体积增大 减数第一次分裂（减减数第一次分裂（减ⅠⅠ前期前期） ） 初级精母细胞 初级精母细胞 联会 联会 初级精母细胞 初级精母细胞 四分体 四分体 螺旋螺旋变粗变粗四分体时期之四分体时期之前前光学显微镜下不可见 光学显微镜下不可见 基本概念： 基本概念： 同源染色体：同源染色体：配对的两个染色体配对的两个染色体 非同源染色体：不能配对的染色体 非同源染色体：不能配对的染色体 姐妹染色单体：由姐妹染色单体：由同一个着丝点同一个着丝点连在一起的两部分连在一起的两部分非姐妹染色单体：非姐妹染色单体：无共同的着丝点无共同的着丝点联会：同源染色体两两配对的现象 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单体 四分体：联会后的每对同源染色体含有四条单体 1个四分体＝个四分体＝1对对同源染色体＝同源染色体＝2条条染色体＝染色体＝2个个着丝点＝着丝点＝4条条染色单体＝染色单体＝4个个DNA分子 abAB123456 四分体时期还可以发生交叉互换 四分体时期还可以发生交叉互换 交叉互换不一定发生交叉互换不一定发生。
同源染色体的同源染色体的非非姐妹染色单体之间姐妹染色单体之间交换的片段长度、位置相同交换的片段长度、位置相同减减ⅠⅠ前期与有丝分裂前期的前期与有丝分裂前期的不同点不同点有：有：联会、四分体、交叉互换联会、四分体、交叉互换 减数第一次分裂（减减数第一次分裂（减ⅠⅠ中期中期） ） 减减ⅠⅠ中期中期有丝中期有丝中期不同点：着丝点排列在赤道板不同点：着丝点排列在赤道板两侧两侧 简记：一丝两点简记：一丝两点 减数第一次分裂（减减数第一次分裂（减ⅠⅠ后期后期） ） 不同点：着丝点未分裂；同源染色体分离，不同点：着丝点未分裂；同源染色体分离，同时同时 非同源染色体自由组合 非同源染色体自由组合有丝后期有丝后期减减ⅠⅠ后期后期 减数第一次分裂（减减数第一次分裂（减ⅠⅠ末期末期） ） 次级精母细胞 次级精母细胞 染色体数目、染色体数目、DNADNA含量含量均减半均减半细胞分裂是一种细胞分裂是一种均等均等分裂次级精母细胞中次级精母细胞中只有非同源染色体只有非同源染色体 减数分裂第一次分裂的主要特征：减数分裂第一次分裂的主要特征：前期：联会、四分体、交叉互换； 前期：联会、四分体、交叉互换； 中期：同源染色体的着丝点连在同一条纺锤丝上。
中期：同源染色体的着丝点连在同一条纺锤丝上后期：同源分离，非同源自由组合 后期：同源分离，非同源自由组合 末期：无同源染色体，数目减半 末期：无同源染色体，数目减半 ②②减数第二次分裂 减数第二次分裂 减减ⅡⅡ间期：极短，间期：极短，无染色体复制无染色体复制 减减ⅡⅡ前期：前期：减减ⅡⅡ中中期：期：减减ⅡⅡ后后期：期： 减减ⅡⅡ末期末期次级精母细胞次级精母细胞精子精子精细胞精细胞注意：变形不属于减数分裂注意：变形不属于减数分裂 减数分裂第二次分裂的主要特征：减数分裂第二次分裂的主要特征：染色体染色体不不复制复制； ； 着丝点分裂，姐妹染色单体分开着丝点分裂，姐妹染色单体分开；；无无同源染色体同源染色体 减减ⅡⅡ相当于一般的有丝分裂相当于一般的有丝分裂 2、过程： 、过程： 三、卵细胞的形成过程三、卵细胞的形成过程 1、场所：卵巢场所：卵巢 卵巢中有许多卵泡，每个卵泡中央有一个卵细胞卵巢中有许多卵泡，每个卵泡中央有一个卵细胞2、过程：与精子形成过程、过程：与精子形成过程基本基本相同。
相同 相同点：相同点：复制一次，分裂两次；复制一次，分裂两次； 染色体的行为染色体的行为变化相同；变化相同；染色体、染色体、DNA数目减半数目减半 名称变化：名称变化： 卵卵 原原 细细 胞胞 初初 级级 卵卵 母母 细细 胞胞 次次级级卵卵母母细细胞胞 极极体体 卵卵细细胞胞 极极体体 极极体体 极极体体 退化 退化 消失消失复制复制不均等不均等分裂分裂不均等不均等分裂分裂均等均等分裂分裂 不同点：不同点： 不均等分裂不均等分裂 无变形无变形 1 1卵卵3 3极体极体 不能运动不能运动 注意：一个卵原细胞经分裂注意：一个卵原细胞经分裂只能只能产生一个卵细胞产生一个卵细胞 三个极体只有一个基因型与卵细胞相同三个极体只有一个基因型与卵细胞相同，， 另外两个与卵细胞互补另外两个与卵细胞互补极体的分裂是极体的分裂是均等均等分裂 3、描述减数分裂的过程、描述减数分裂的过程 精（精（卵卵）原细胞可通过）原细胞可通过 增加数目。
增加数目在减在减ⅠⅠ间期时，先进行间期时，先进行 ，， 此过程的结果是此过程的结果是 此过程完成后的细胞称为此过程完成后的细胞称为 该时期细胞中还进行了该时期细胞中还进行了 进入减进入减ⅠⅠ前期后，前期后， 消失，消失， 移 移 向两极并发出向两极并发出 构成纺锤体同源染色体构成纺锤体同源染色体 并螺旋缩短形成光镜下可见的并螺旋缩短形成光镜下可见的 此时细胞中还可发生细胞中还可发生 有丝分裂有丝分裂DNA的复制和有关蛋白质的合成的复制和有关蛋白质的合成每个着丝点上含两个完全相同的姐妹染色单体每个着丝点上含两个完全相同的姐妹染色单体初级精（初级精（卵卵）母细胞）母细胞 中心体复制中心体复制核仁核膜核仁核膜中心体中心体星射线星射线联会联会四分体四分体交叉互换交叉互换 进入减进入减ⅠⅠ中期后，中期后， 附着在纺锤丝上 附着在纺锤丝上 并被牵引运动，排列在并被牵引运动，排列在 。
到了减到了减ⅠⅠ后期，后期， 被拉开移向细胞的两极 被拉开移向细胞的两极 而而 则表现出则表现出 进入减进入减ⅠⅠ末期，末期， 从中间凹陷缢断，从中间凹陷缢断， 地 地 分裂为分裂为 此时的细胞中此时的细胞中 同源染色体，数目同源染色体，数目 减ⅠⅠ至此完成至此完成细胞膜细胞膜( (不不) )均等均等四分体的着丝点四分体的着丝点赤道板的两侧赤道板的两侧同源染色体同源染色体非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合2(2(1 1) )个次级精个次级精( (卵卵) )母细胞母细胞( (和和1 1个极体个极体) ) 没有没有减半减半 减减ⅡⅡ间期间期 ，无法进行染色体复制无法进行染色体复制减减ⅡⅡ分裂期中分裂期中 与有丝分裂相同，只不过 与有丝分裂相同，只不过 没有没有 减ⅡⅡ完成后产生了染色体与次 完成后产生了染色体与次 级精（级精（卵卵）母细胞）母细胞 的的 ，， 经变形形成精子（经变形形成精子（卵细胞卵细胞）。
极短极短染色体行为染色体行为同源染色体同源染色体相同相同精精(卵卵)细胞细胞(和和3极体极体)(不不)需要需要 2N4N四、减数分裂过程中的数量变化 四、减数分裂过程中的数量变化 五、细胞分裂的图像鉴别 五、细胞分裂的图像鉴别 对于细胞分裂图像的鉴别，还可以对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括如下：概括如下：一看染色体的一看染色体的数目数目( (奇偶性奇偶性) )；；二看有无二看有无同源染色体同源染色体；；三看有无同源染色体的三看有无同源染色体的行为行为 ——联会、四分体、分离联会、四分体、分离这种方法简称这种方法简称三看鉴别法三看鉴别法 二看二看同同源源染染色色体体三判断三判断同同源源染染色色体体行行为为技巧：一数二看三判断技巧：一数二看三判断一数一数染染色色体体数数目目奇奇数数减减ⅡⅡ偶偶数数有同有同源染源染色体色体无同无同源染源染色体色体无同源染无同源染色体行为色体行为( (有丝分裂有丝分裂) )联会、四分联会、四分体、分离体、分离(减减Ⅰ) 小结： 小结： 1、减数分裂的概念、特点。
、减数分裂的概念、特点 2、、精子的形成过程精子的形成过程 3、精、卵形成的区别精、卵形成的区别4、减数分裂与有丝分裂的区别（识图）减数分裂与有丝分裂的区别（识图） 1、、10个卵原细胞与个卵原细胞与10个精原细胞进行减数分个精原细胞进行减数分裂产生的卵细胞与精子受精，最多可产生受裂产生的卵细胞与精子受精，最多可产生受精卵的个数为：精卵的个数为：A、、10 B、、40 C、、20 D、、302、同种生物的染色体是相对恒定的，这是、同种生物的染色体是相对恒定的，这是由于下列哪项生理过程决定的：由于下列哪项生理过程决定的：A、、有丝分裂和减数分裂有丝分裂和减数分裂B、、有丝分裂和受精作用有丝分裂和受精作用C、、减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用 D、、减数分裂减数分裂AC 3、若某动物细胞内有两对同源染色体，分别、若某动物细胞内有两对同源染色体，分别用用A和和a，，B和和b表示，下列各组精子中，哪表示，下列各组精子中，哪一组是其一个精原细胞经减数分裂形成的：一组是其一个精原细胞经减数分裂形成的：A、、AB,ab ,ab,AB B、、AB,aB,aB,ABC、、 AB,Ab,aB,ab D aB,aB, ab,ab 4、、体细胞中含有两对同源染色体（体细胞中含有两对同源染色体（AaBb））的生物，其中一个精原细胞进行减数分裂，的生物，其中一个精原细胞进行减数分裂，可能产生精子的种类有：可能产生精子的种类有：A、、1种种 B、、2种种 C、、3种种 D、、4种种DA 5、具有两对同源染色体（、具有两对同源染色体（AaBb）的）的一个一个生物体，在一次排卵时发现该卵细胞的染生物体，在一次排卵时发现该卵细胞的染色体组成是色体组成是Ab，，则在形成该卵细胞时随之则在形成该卵细胞时随之产生的极体的染色体组成为：产生的极体的染色体组成为：A、、AB、、ab、、ab B、、Ab、、aB、、aBC、、AB、、aB、、ab D、、ab、、AB、、abB 6、某生物的一个性原细胞中含有染、某生物的一个性原细胞中含有染色体色体8个，经减数分裂后产生的精子个，经减数分裂后产生的精子类型和卵细胞的类型分别是：类型和卵细胞的类型分别是：A、、2、、1 B、、4、、1 C、、16、、16 D、、8、、4A 7、某动物的体细胞中、某动物的体细胞中染色体组成如右图，染色体组成如右图，此动物的精原细胞经此动物的精原细胞经减数分裂形成的精子减数分裂形成的精子种类为种类为A、、1种种 B、、2种种 C、、3种种 D、、4种种AaBbD ⑴⑴该细胞处于该细胞处于( )( )分裂分裂( )( )期期; ;⑵⑵若该细胞中的若该细胞中的①①染色体的遗传信染色体的遗传信息来自父方，那么含有母方遗息来自父方，那么含有母方遗传信息的染色体是传信息的染色体是( ( ););⑷⑷该细胞内的同源染色体有该细胞内的同源染色体有( )( )对对4 4③⑦②⑥③⑦②⑥③⑦②⑥③⑦②⑥后后后后有丝有丝有丝有丝 时期：时期：细胞名称：细胞名称：产生的子细胞是：产生的子细胞是：减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期次级精母细胞或极体次级精母细胞或极体精细胞或极体精细胞或极体 思考题： 思考题： 1、有丝分裂过程中会出现同源染色体吗？ 、有丝分裂过程中会出现同源染色体吗？ 2、若一个精原细胞中共有、若一个精原细胞中共有n对同源染色体，则该细胞对同源染色体，则该细胞可能产生几种精子？经减数分裂后产生几种精子？卵可能产生几种精子？经减数分裂后产生几种精子？卵细胞呢？细胞呢？ 受精作用一、配子的多样性一、配子的多样性 设某种生物设某种生物体体细胞中有细胞中有n对对同源染色体： 同源染色体： 若若无交叉互换，该性原细胞可能产生无交叉互换，该性原细胞可能产生 种配子；种配子；实际上经减数分裂实际上经减数分裂能产生能产生 种配子。
种配子若若有交叉互换有交叉互换且且每对同源染色体每对同源染色体均均发生一次交叉互换发生一次交叉互换，，则：则：①①该性原细胞可能产生该性原细胞可能产生 种配子；种配子； 实际上经减数分裂能产生 实际上经减数分裂能产生 种配子 ②②该个体可能产生该个体可能产生 种配子；种配子； 实际上经减数分裂能产生 实际上经减数分裂能产生 种配子若无交叉互换，若无交叉互换，该生物体可能产生该生物体可能产生 种配子；种配子；实际上经减数分裂实际上经减数分裂能产生能产生 种配子2n2或或12n2n4n4或或14n4n 配子多样性的原因：配子多样性的原因：①①四分体时期，发生四分体时期，发生交叉互换交叉互换； ； ②②减减ⅠⅠ后期，非同源染色体的后期，非同源染色体的自由组合自由组合配子种类的推算方法： 配子种类的推算方法： 先先单独考虑每一对单独考虑每一对染色体，再把染色体，再把结果相乘结果相乘 二、受精作用 二、受精作用 1、概念：、概念：精、卵相互精、卵相互识别识别、、融合融合为受精卵的过程为受精卵的过程识别是指识别是指同种同种生物的精子和卵细胞才能受精。
生物的精子和卵细胞才能受精 识别的物质基础是识别的物质基础是糖蛋白糖蛋白 融合不是两个细胞合为一个，而是融合不是两个细胞合为一个，而是精核入卵精核入卵 精子的尾部精子的尾部不不进入卵细胞进入卵细胞受精卵的细胞质几乎全来自卵细胞受精卵的细胞质几乎全来自卵细胞膜的膜的流动性流动性是融合的前提条件是融合的前提条件 2、受精过程 、受精过程 ①①精子头部入卵，尾部留在外面； 精子头部入卵，尾部留在外面； ②②卵细胞膜发生变化，卵细胞膜发生变化，阻止多精入卵阻止多精入卵； ； ③③精核卵核相融合，染色体会合精核卵核相融合，染色体会合 精子、卵细胞中精子、卵细胞中只有非只有非同源染色体，即同源染色体，即成单存在成单存在；；融合后具有同源染色体，融合后具有同源染色体，恢复成对恢复成对存在状态存在状态3、实质 、实质 精核卵核相融合精核卵核相融合 4 4、结果：染色体数目恢复到正常体细胞的数目，、结果：染色体数目恢复到正常体细胞的数目， 其中 其中一半来自父方，一半来自母方一半来自父方，一半来自母方注意：受精卵中的注意：受精卵中的DNADNA母方提供的更多。
母方提供的更多5、减数分裂和受精作用的意义 、减数分裂和受精作用的意义 ①①增加后代的变异性，有利于物种进化；增加后代的变异性，有利于物种进化； ②②维持染色体数目恒定维持染色体数目恒定，对遗传变异有重要作用对遗传变异有重要作用。