(公开课)减数分裂和受精作用

1、第二章第二章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系 包钢五中：王鹏包钢五中：王鹏 假设假设: : 进行有性生殖的生物以进行有性生殖的生物以有丝分裂有丝分裂的的 方式产生两性生殖细胞方式产生两性生殖细胞。 推理推理: : 由亲代产生子代，子代体细胞中的染由亲代产生子代，子代体细胞中的染 色体数目会发生什么变化色体数目会发生什么变化? ? （有丝分裂）（有丝分裂） 2N 2N 精子精子 卵细胞卵细胞 受精卵受精卵 新个体新个体 受精受精 推理推理： 发育发育 2N2N 4N 4N 2N 2N NN 魏斯曼的预测：魏斯曼的预测： 在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特在卵细胞和精子成熟的过程中，必

2、然有一个特 殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子 与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。 特殊方式的有丝分裂特殊方式的有丝分裂 减数分裂减数分裂 个体个体 精子精子 卵细胞卵细胞 父亲父亲 受精卵受精卵 有丝分裂有丝分裂 细胞分化细胞分化 受精作用受精作用 母亲母亲 一、减数分裂的概念一、减数分裂的概念 进行进行的生物的生物 原始生殖细胞原始生殖细胞 成熟生殖细胞成熟生殖细胞 细胞细胞，而染色体而染色体 1.1.对象对象: : 2.2.时期时期: : 3.3.特点特点: : 4.4.结果结果: : 成熟生殖细胞中

3、的染色体比原始生殖细成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细 胞中的染色体数目胞中的染色体数目 配子配子 体细胞体细胞 配子与体细胞中的染色体有什么区别配子与体细胞中的染色体有什么区别? ? 1.1.场所场所: : 睾丸睾丸 2 2、精子的形成过程：精子的形成过程： 1个个 精原精原 细胞细胞 1个个 初级初级 精母细胞精母细胞 2个个 次级次级 精母细胞精母细胞 4个个 精细胞精细胞 4个个 精子精子 减减 间期间期 长大长大 减减减减 变形变形 减数第一次分裂减数第一次分裂 1 1、减、减间期间期 精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞 精原细胞经过精原细胞经过染色体复制染色体复制（DNA复复

4、 制和蛋白质合成），体积稍稍增大，成制和蛋白质合成），体积稍稍增大，成 为为初级精母细胞。初级精母细胞。 笔记笔记 减数第一次分裂减数第一次分裂 2 2、减、减前期前期 笔记笔记 减减前：前：联会，形成四分体联会，形成四分体 1、同源染色体、同源染色体：（：（对对） 配对的两条染色体配对的两条染色体 形状和大小一般都相同形状和大小一般都相同 一条来自父方，一条来自母方一条来自父方，一条来自母方 体细胞中有无同源染色体？体细胞中有无同源染色体？ 2、联会、联会：同源染色体两两配对的现象：同源染色体两两配对的现象 3、四分体、四分体：联会后的每对同源染色：联会后的每对同源染色 体体 含有四条染色单

5、体，叫做四分体含有四条染色单体，叫做四分体 1个四分体个四分体 = 1对同源染色体对同源染色体 = 2条染色体条染色体 = 4条染色单体条染色单体 笔记笔记 4、交叉互换：四分体时期同源染色体的非、交叉互换：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。姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。 笔记笔记 （2 2）A A和和C C、B B和和D D为：为： ， a a和和a,ba,b和和b,cb,c和和c,dc,d和和dd称为：称为： ; ; （3 3）在每个四分体中）在每个四分体中, ,有同源染色体有同源染色体 对对, ,包含包含 条染条染 色体色体, , 条染色单体条染色单体,

6、 , 个个DNADNA分子分子, ,着丝点着丝点 个。个。 （1 1）图中有染色体）图中有染色体 条条, ,染染 色单体色单体 条条,DNA,DNA分子分子 个个; ; 图中有同源染色体图中有同源染色体 对对, , 分别是：分别是： 。 4 4 8 8 8 8 2 2 A A和和B B；C C和和D D 1 1 4 4 4 4 非同源染色体非同源染色体 姐妹染色单体姐妹染色单体 2 2 2 2 练习：如图为减数分裂某一时期的示意图：练习：如图为减数分裂某一时期的示意图： 3 3、减、减中期中期 各对同源染色体排列在赤道板两侧。各对同源染色体排列在赤道板两侧。 笔记笔记 减数第一次分裂减数第一次

7、分裂 4 4、减、减后期后期 同源染色体彼此分离，非同源染色体自同源染色体彼此分离，非同源染色体自 由组合。分别向细胞两极移动。由组合。分别向细胞两极移动。 笔记笔记 减数第一次分裂减数第一次分裂 5 5、减、减末期末期 一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。 笔记笔记 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 （同有丝分裂，无同源染色体）（同有丝分裂，无同源染色体） 笔记笔记 1、减、减前期前期 2、减、减中期中期 3、减、减后期后期 次级精母细胞次级精母细胞 4、减、减末期末期 次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子 变形变

8、形 笔记笔记 有有 丝丝 分分 裂裂 精子细胞精子细胞 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 内容回忆：内容回忆： 1 1、染色体复制时间、染色体复制时间? ? 2 2、联会时染色体是否复制过、联会时染色体是否复制过? ? 3 3、四分体的含义、四分体的含义? ? 4 4、同源染色体的分开在什么时间？、同源染色体的分开在什么时间？ 5 5、非同源染色体自由组合发生在什么时期？、非同源染色体自由组合发生在什么时期？ 6 6、染色单体的分开发生在什么时间、染色单体的分开发生在什么时间? ? 7 7

9、、染色体数目减半是在什么时间、染色体数目减半是在什么时间? ? 其根本原因是什么其根本原因是什么? ? 2.2.过程及特点过程及特点: : 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个精子细胞个精子细胞 体细胞体细胞 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、四分体前期：联会、四分体 中期：同源染色体排列在赤道板两侧中期：同源染色体排列在赤道板两侧 后期：同源染色体分离后期：同源染色体分离 末期：形成末期：形成2 2个次级精母细胞个次级精母细胞 着丝点分裂，染色单

10、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 非同源染色体的自由组合非同源染色体的自由组合 1.1.场所场所: : 2.2.过程过程: : 卵巢卵巢 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 卵细胞形成过程中的染色体变化卵细胞形成过程中的染色体变化 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两侧中期：同源染色体排列在赤道板两侧 后期：同源染色体分离（

11、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） 末期：形成末期：形成1 1个次级卵母细胞和个次级卵母细胞和1 1个第一极体个第一极体 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 着丝点分裂，染色单体分离着丝点分裂，染色单体分离 2.2.过程及特点过程及特点: : 1 1个卵原细胞个卵原细胞 1 1个初级卵母细胞个初级卵母细胞 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 1 1个卵细胞个卵细胞+3+3个第二极体个第二极体 体细胞体细胞 3.3.减数第一次分裂的实质：减数第一次分裂的实质： 同源染色体彼此

12、分离，非同源染色体自由组合。同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合。 4.4.减数第二次分裂的实质：减数第二次分裂的实质： 着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体。着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体。 出现纺锤丝和染色体；出现纺锤丝和染色体； 但特有联会、四分体、同源染色体分离。但特有联会、四分体、同源染色体分离。 减数分裂是特殊的有丝分裂减数分裂是特殊的有丝分裂 四、卵细胞形成与精子形成的比较四、卵细胞形成与精子形成的比较 （一）相同点：（一）相同点： 1 1、都经过一次减数分裂，分裂过程中均有联会、四、都经过一次减数分裂，分裂过程中均有联会、四 分体等现象的出现。分体等现象的出现。

13、2 2、染色体数都比原始生殖细胞减少一半、染色体数都比原始生殖细胞减少一半 （二）不同点：（二）不同点： 不变形不变形 精细胞变形精细胞变形 不均等分裂不均等分裂均等分裂均等分裂 1 1个个3 3个极体个极体4 4个个 形成过程是否变形形成过程是否变形 细胞质分裂细胞质分裂 一次分裂形成生殖一次分裂形成生殖 细胞数目细胞数目 卵细胞的形成精子的形成项 目 五、减数分裂过程中的数量变化五、减数分裂过程中的数量变化 次级精母细胞次级精母细胞 2N2N 4N4N 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 2N2N 4N4N 染染 色色 体体 变变 化

14、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 第二次分裂第二次分裂 2N 4N 间期间期 第一次分裂第一次分裂 DNADNA 染色体染色体 染色单体染色单体 核核DNA、染色体、染色单体、染色体、染色单体 变变 化化 曲曲 线线 减减 有丝分裂有丝分裂 特特 殊殊 减减 六、减数分裂与有丝分裂的区别六、减数分裂与有丝分裂的区别 子细胞染色体数是子细胞染色体数是 母细胞的一半母细胞的一半 相同相同 有有 无无 复制一次分裂两次复制一次分裂两次 复制一次分裂复制一次分裂 一次一次 生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞 子细胞与母细胞子细胞与母细胞 染色体

15、数关系染色体数关系 分裂过程有无同分裂过程有无同 源染色体联会源染色体联会 染色体复制与分染色体复制与分 裂次数裂次数 形成细胞形成细胞 减数分裂有丝分裂项 目 联会联会 四分体四分体 交叉与互换交叉与互换 次级母细胞次级母细胞 精（卵）细胞（或极体）精（卵）细胞（或极体） （一）减数分裂第一次分裂过程染色体的变化（一）减数分裂第一次分裂过程染色体的变化 同源染色同源染色 体的体的联会联会 四分体四分体 往往有染色单体之往往有染色单体之 间的交叉与互换间的交叉与互换 同源染色同源染色 体的体的分离分离 （二）（二）减数分裂第二次分裂染色体的主要变化：减数分裂第二次分裂染色体的主要变化： 着丝点

16、的分裂，与有丝不同在于没有染色体的复制。着丝点的分裂，与有丝不同在于没有染色体的复制。 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、分离联会、四分体、分离 （减（减） 减减 减减 技巧：一数二看三判断技巧：一数二看三判断 七、减数分裂和有丝分裂图像鉴别七、减数分裂和有丝分裂图像鉴别 减减前期前期减减前期前期 （四分体）（四分体） 减减前期前期有丝分裂有丝分裂

17、前期前期 判断上图各属于何种分裂？哪个时期？判断上图各属于何种分裂？哪个时期？ 减数分裂第一次减数分裂第一次 分裂中期分裂中期 减数分裂第二次减数分裂第二次 分裂中期分裂中期 有丝分裂中期有丝分裂中期 减数分裂第一次减数分裂第一次 分裂后期分裂后期 减数分裂第二次减数分裂第二次 分裂后期分裂后期 有丝分裂后期有丝分裂后期 1. 1.概念：概念： 精子和卵细胞相互识别、融合成为精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵受精卵的过程。的过程。 2.2.过程：过程： 精子的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

18、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 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。 八、受精作用八、受精作用 意义意义：减数分裂和受

19、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(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： 九、配子中染色体组合的多样性九、配子中染色体组合的多样性 . .减数分裂过程中非同源染色体的自由组合减数分裂过程中非同源染色

20、体的自由组合 （ n n对同源染色体对同源染色体） （）一个精原细胞，产生的精子类型有（）一个精原细胞，产生的精子类型有2 2种；种； （）一个卵原细胞，产生的卵细胞类型有（）一个卵原细胞，产生的卵细胞类型有1 1种；种； （）生物个体，（）生物个体， 产生的配子类型有产生的配子类型有2 2n n种。种。 . .四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。 例1：某生物体细胞中含有二对同源染色体， 问其精巢中可能产生多少种具有不同染色体 组合的精子？（不考虑互换不考虑互换） 22=4(种) 动画动画动画动画动画动画 例2：男性的初级精母细胞中有男性的初级精母细胞

21、中有4646条染色体。条染色体。 (1)(1)一个初级精母细胞经减数分裂后将产生一个初级精母细胞经减数分裂后将产生_ 种含有不同染色体组成的精子。种含有不同染色体组成的精子。 (2)(2)而对于一个男性个体而言，其精巢内有非而对于一个男性个体而言，其精巢内有非 常多的初级精母细胞，理论上将产生常多的初级精母细胞，理论上将产生_种种 含有不同染色体组合的精子（不考虑交叉互含有不同染色体组合的精子（不考虑交叉互 换）。换）。 2 223 1.1.某动物的雄性个体的精巢中有次级精母细胞某动物的雄性个体的精巢中有次级精母细胞10001000个，个， 雌性个体的卵巢中有卵原细胞雌性个体的卵巢中有卵原细胞

22、500500个。若这些细胞同时成个。若这些细胞同时成 熟且完全进行受精作用，则可形成的合子数目是（熟且完全进行受精作用，则可形成的合子数目是（ ） 2.2.若某动物的精原细胞中有两对同源染色体若某动物的精原细胞中有两对同源染色体AAAA和和 BBBB，下列各组中来自同一个精原细胞的（，下列各组中来自同一个精原细胞的（ ） A.4000A.4000个个 B.2000B.2000个个 C.1000C.1000个个 D.500D.500个个 A.A.ABAB和和AB B. ABAB B. AB和和AB AB C. AB C. AB和和ABAB D D. AB. AB和和ABAB D D A A 练习

23、巩固：练习巩固： 3 3、在减数分裂过程中，有关同源染色体的叙述，不、在减数分裂过程中，有关同源染色体的叙述，不 正确的是：（正确的是：（ ） A A、第一次分裂开始不久两两配对的染色体、第一次分裂开始不久两两配对的染色体 B B 、在减数第二次分裂中，大小、形状相同的染色体、在减数第二次分裂中，大小、形状相同的染色体 C C、一条来自父方，一条来自母方、一条来自父方，一条来自母方 D D、在减数第一次分裂后期向两极移动、在减数第一次分裂后期向两极移动 B 4 4、右图为动物细胞示意图，它属于、右图为动物细胞示意图，它属于 A A第二极体第二极体 B B卵原细胞卵原细胞 C C第一极体第一极体 D D卵细胞卵细胞 下图是某生物个体（体细胞含下图是某生物个体（体细胞含2n条染色体）的不同细条染色体）的不同细 胞分裂图象，不