基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用课件

1、 整体感知 本章分3节内容：减数分裂和受精作用、基因在染色体上、伴性遗传。这3节内容的选取和安排，是在第1章引导学生认识孟德尔遗传规律的基础上，继续依照科学史的顺序，寻找孟德尔提出的遗传因子，也就是基因在细胞中的位置。 第1节减数分裂和受精作用分为两小节：减数分裂和受精作用。在第1小节减数分裂中，关于精子的形成过程介绍比较详细。首先介绍的是精子的形成部位，然后以图文结合的形式介绍了睾丸里的原始的雄性生殖细胞精原细胞经过减数第一次分裂和减数第二次分裂形成精细胞，精细胞再经过变形，形成成熟的雄性生殖细胞精子的过程。第2小节受精作用有两个重点内容，一个是通过建立减数分裂中染色体数目和行为变化模型，模

2、拟减数分裂中染色体数目及主要行为的变化和非同源染色体的自由结合，理解配子中染色体组合的多样性；另一个是了解受精作用的过程和实质。 第2节基因在染色体上，首先是通过简要介绍萨顿用蝗虫细胞作材料研究基因与染色体的关系，运用了“类比推理”的科学方法得出结论萨顿假说基因位于染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系，并且教材将具有的平行关系分4条清楚地交代给学生。紧接着介绍了基因位于染色体上的实验证据，也就是著名的摩尔根果蝇杂交实验。 第3节伴性遗传，从学生感兴趣的人类遗传病引入“伴性遗传”的概念。伴性遗传的特点，教科书通过实例引导学生分析。红绿色盲是本节的重点，教材中安排了一个“资料分析”活动，

3、在这里学生需要识别并分析家系图。伴性遗传是生物界中普遍存在的现象，除了人的红绿色盲、抗维生素D佝偻病以及果蝇的红眼和白眼的遗传外，还补充了人的血友病、芦花鸡羽毛上黑白相间的横斑条纹以及雌雄异株植物中某些性状的遗传等例子，以及伴性遗传在实践生产中的应用等。 考点聚焦 1阐明细胞的减数分裂。 2举例说明配子的形成过程。 3举例说明受精过程。 4说出基因位于染色体上的实验证据。 5概述伴性遗传。 方法指导 本章共分三节：减数分裂和受精作用、基因在染色体上、伴性遗传。这三节内容的选取和安排，是在第1章认识孟德尔遗传规律的基础上进行的。 第1节减数分裂和受精作用一节的关键是掌握染色体的行为和数目变化；第

4、2节基因在染色体上重点掌握基因位于染色体上的实验证据和孟德尔遗传规律的现代解释；第3节伴性遗传重点掌握伴性遗传的遗传规律及应用。 1知识：(1)阐明细胞的减数分裂过程并模拟减数分裂过程中染色体的变化；(2)举例说明配子的形成过程；(3)举例说明受精过程；(4)阐明遗传分离定律的内容。 2情感态度与价值观：学习科学家大胆质疑、勤奋实践的精神。 3能力：(1)使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片；(2)运用模型建构的方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化；(3)阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。 4重点与难点：(1)精子的形成过程；(2)受精作用的过程；(3)模拟减数

5、分裂过程中染色体的变化；(4)比较精子和卵细胞形成过程的异同。 (一)问题探讨 1配子染色体与体细胞染色体的区别在于： (1)配子染色体数是体细胞染色体数的一半； (2)配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。 (二)旁栏思考题 1减数分裂的染色体复制发生在减数第一次分裂的间期，减数第二次分裂的间期不复制。 2初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。 3在减数第一次分裂中出现了同源染色体联会，四分体形成，非姐妹染色单体间交叉互换，同源染色体分离，使得细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中染色体数目减少为初级精母细胞的一半等行为。 上述过

6、程可使配子中染色体数目减半。这样再通过以后发生的两性配子结合成合子的受精作用，就能维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定，从而保证遗传的稳定性。上述过程还可以使经过减数分裂产生的配子类型多样，从而增加了生物的变异，增强了生物适应环境的能力，有利于生物的进化。 4经过减数第一次分裂，一个卵原细胞会分裂成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体。经过减数第二次分裂，一个次级卵母细胞会分裂成一个含细胞质多的卵细胞和一个含细胞质少的极体，而减数第一次分裂形成的极体也经过减数第二次分裂成为两个含细胞质少的极体。最后三个极体退化消失，只剩一个卵细胞。 (三)实验 1减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形

7、成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象。 减数第二次分裂的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。 2减数第一次分裂的中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成。 减数第二次分裂的中期，所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。末期细胞两极的染色体不含染色单体。 3同一生物的细胞，所含遗传物质相同；增殖的过程相同；不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过观察多个精原

8、细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。 (四)模型建构 讨论一 1代表分别来自父方和母方的同源染色体联会。 24条。减数第一次分裂结束。2条。 3减数第一次分裂过程中的同源染色体联会， 形成四分体，同源染色体在赤道板位置成双排列，同源染色体分离，分别移向细胞两极；减数第二次分裂过程中非同源染色体的着丝点排列在细胞的赤道板上，着丝点分裂，染色单体成为染色体，移向细胞两极。 42个。2个。 讨论二 1每个配子都含有两种颜色的染色体。 24种。 38种。 (五)想像空间 不一样。受精过程中，仅精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。而细胞质中线

9、粒体含少量DNA(植物细胞质中的叶绿体也含少量DNA)，对生物的遗传也有影响。 一、减数分裂 1减数分裂的概念 (1)范围：进行_的生物。 (2)时期：从_发展到_的过程中。 (3)特点：细胞连续分裂_，而_在整个分裂过程中_。 (4)结果：成熟的生殖细胞中染色体数目比_。 2精子的形成过程 (1)形成场所：_。 (2)细胞名称的变化 (3)染色体的变化 减数第一次分裂 A间期：染色体_，每条染色体都包含_姐妹染色单体。 B分裂期 联会：_的现象 四分体：联会后的每对_染色单体 四分体中的_之间发生_ 每对同源染色体排列在_两侧 同源染色体分离，并移向细胞两极 减数第二次分裂 A间期：通常没有

10、或时间很短，染色体不再复制。 B分裂期：染色体的着丝点_，_分开，并移向_。 (4)变化结果：_经过减数分裂和变形形成_。 3卵细胞的形成过程 (1)形成场所：_。 (2)细胞名称的变化 (3)染色体的变化：与精子形成过程相同。 (4)变化结果：一个卵原细胞经过_只形成一个_，三个_都退化消失。 二、受精作用 1配子中染色体组合的多样性 (1)原因 同源染色体_时，四分体中的_容易发生交叉互换。 同源染色体分离的同时，非同源染色体表现为_。 (2)建构模型 模拟减数分裂过程中_数目及主要行为的变化，加深对减数分裂过程的理解。 模拟减数分裂过程中_的自由组合，加深对配子中染色体多样性的理解。 2

11、受精作用 (1)定义：精子与卵细胞相互识别、融合成为_的过程。 (2)过程 精子的_进入卵细胞，_留在外面。 卵细胞的_发生生理反应，阻止其他精子再进入。 精子的_与卵细胞的_相融合，彼此的_会合在一起。 (3)结果：受精卵中的_数目又恢复到 体 细 胞 中 的 数 目 ， 其 中 有 一 半 的_来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 (4)意义 子 代 呈 现 多 样 性 ， 有 利 于 生 物 在_中进化，体现了_的优越性。 维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中_的恒定，对于生物的_都具有重要意义。 答案：一、 1(1)有性生殖(2)原始生殖细胞成熟的生殖细胞(3)两次染色

12、体复制一次(4)原始生殖细胞的减少一半 2(1)睾丸(2)初级精母细胞次级精母细胞精子(3)复制两条同源染色体配对同源染色体含4条非姐妹染色单体交叉互换赤道板分裂姐妹染色单体细胞的两极(4)每个精原细胞4个精子 3(1)卵巢(2)初级卵母细胞次级卵母细胞第二极体第一极体第二极体第二极体 (4)减数分裂卵细胞极体 二、 1(1)联会非姐妹染色体单体自由组合(2)染色体非同源染色体 2(1)受精卵(2)头部尾部细胞膜细胞核细胞核染色体(3)染色体染色体(4)自然选择有性生殖染色体数目遗传和变异 1.减数分裂概念 减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减

13、数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 2精子的形成过程 (1)精子形成的部位 哺乳动物的精子是在睾丸(精巢)中形成的。睾丸里面有许多极度弯曲的曲细精管，曲细精管中含有大量的原始生殖细胞，叫做精原细胞。当雄性动物性成熟以后睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂形成精子。 注意：每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。因此，精原细胞是通过有丝分裂产生的。 (2)精子形成的过程 精子是由睾丸里的精原细胞经过两次连续的细胞分裂减数第一次分裂和减数第二次分裂形成的(如下图)。 注意：染色体复制后，染色体数目不变，构成

14、染色体的DNA数目加倍，在每个染色体中形成由一个着丝点连接的两个姐妹染色单体。 次级精母细胞中不含同源染色体。 减数分裂的结果是形成精细胞，而不是精子。 3卵细胞的形成过程 (1)卵细胞的形成部位 哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。卵巢内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。 (2)卵细胞的形成过程 卵细胞的形成过程与精子的基本相同，原始的生殖细胞叫做卵原细胞。每个卵原细胞中的染色体数目与体细胞的相同。在卵细胞的形成过程中，首先是卵原细胞增大，染色体进行复制，成为初级卵母细胞。然后，初级卵母细胞经过减数第一次和第二次分裂，形成卵细胞。(下图) 1初级卵母细胞和次级卵母细

15、胞在分裂时都出现的现象是() A同源染色体分离B着丝点分裂 C细胞质不均等分裂 D染色体复制 解析解此题首先应明确，初级卵母细胞对应的是减数第一次分裂，次级卵母细胞对应的是减数第二次分裂。染色体复制和同源染色体分离均发生在减数第一次分裂过程中，着丝点分裂只发生在减数第二次分裂过程中，细胞质不均等分裂发生在卵细胞形成过程的两次分裂中。 答案C 人的一个精原细胞在减数分裂中可形成23个四分体，则在减数第一次分裂中期的细胞中染色体数、染色单体数和DNA数分别是() A46、92、92 B46、0、46 C23、46、46 D92、92、92 答案A 解析在减数第一次分裂联会时逐渐出现四分体，1个四分

16、体包含1对同源染色体，4条染色单体，4个DNA分子。那么，23个四分体就有23对同源染色体，46条染色体，92条染色单体，92个DNA分子。 1.配子中染色体组合的多样性 (1)减数第一次分裂的后期，非同源染色体自由组合，导致减数分裂产生的配子中染色体组合具有多样性。 1个含n对同源染色体的生物，经过减数分裂后，能形成2n种类型的配子。如人含23对同源染色体，那么人能形成精子或卵细胞的染色体组合类型为223种。 说明：当强调精原细胞或卵原细胞数为1小时，则要按以下实际情况来考虑：1个含n对同源染色体的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。1个含n对同源染色体的卵原细胞，经过减数分

17、裂后，能形成1个卵细胞，1种类。 (2)四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，将导致减数分裂产生的配子种类更多。 2受精作用 (1)概念：受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 提示：卵细胞和精子依靠细胞膜外面的糖蛋白相互识别。 (2)过程：如图所示。 精子和卵细胞互相识别； 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面； 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入；精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。 (3)受精卵的特点 受精卵的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中的染色体一半来自精子(父方)、另一半来自卵细胞(母方)。 受精卵中的核物质一

18、半来自父方、一半来自母方，而细胞质几乎全部来自卵细胞。 警示：受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方的说法是错误的。 (4)减数分裂与受精作用的意义 有利于生物在自然选择中的进化；对于维持各种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定及生物的遗传和变异，都是十分重要的。其过程可用下图表示： 经减数分裂形成的生殖细胞(精子或卵细胞)的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 受精卵形成后，受精卵的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。 减数分裂形成的配子染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异；受精时卵细胞和精子又具有随机性，所以同一双亲的后代也必然出现多样性。这种多样性有利于生物在自然选择中进化

19、，体现了有性生殖的优越性。 2下列有关受精作用的叙述错误的是() A合子中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方 B受精时，精子和卵细胞的染色体会合在一起 C合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方 D合子中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同 解析受精作用是精子和卵细胞结合成合子的过程，在此过程中精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，精子的头部进入卵细胞以后，精子的细胞核与卵细胞的核融合在一起，形成受精卵的细胞核，所以合子中的染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)，使合子中的染色体恢复到体细胞的数目；因为遗传物质并不是全部存在于染色体上(即细胞核中)，在细胞质内的线粒体和叶绿

20、体中也有少量的遗传物质(DNA)，而合子中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以合子中的全部遗传物质就不是一半来自父方，一半来自母方了，而是母方比父方多提供细胞质中的遗传物质。 答案A 下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵的是() A甲与乙B乙与丙 C乙与丁 D丙与丁 答案C 解析本题以图文结合的形式交代题意。要求学生明确果蝇的配子是经过减数分裂产生的，所以在配子中只含有每对同源染色体的一条染色体，不再含有同源染色体。由于果蝇的体细胞中含有8条染色体，所以每个配子中只有4个染色体。甲图中多了一条X染色体，丙图中有两条性染色体，少了一条常染色体。只有乙和丁符合果蝇的配子类型，并且乙是含有X染色体的配

21、子，可以看做是雌配子，丁是含有Y染色体的雄配子，所以乙与丁能形成受精卵。 目的要求： 通过对固定装片的观察、识别减数分裂不同阶段的染色体形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 材料用具： 蝗虫精母细胞减数分裂固定装片、显微镜。 方法步骤： 1在低倍镜下观察装片，识别初级精母细胞，次级精母细胞和精细胞。初级精母细胞中染色体数为2n，每条染色体包含2条姐妹染色单体，次级精母细胞中染色体数为n，每条染色体包含2条姐妹染色单体，精细胞中染色体数为n，无单体。 2先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂的中期、后期和减数第二次分裂的中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态和位置及数目。减数第一

22、次分裂中期减数第一次分裂后期减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期染色体数目2n2nn2n姐妹染色单体形式是否存在 还可以看到减数第一次分裂末期细胞，此时细胞中染色体数较体细胞减半，但每条染色体含2条单体。 3下图是某生物的精细胞，根据图中的染色体类型和数目，判断来自同一个次级精母细胞的是() A、 B、 C、 D、 解析由题目获取的信息主要有：每个精细胞中染色体的大小形态各有两种，即有大有小；图中染色体的颜色表示其来源，即黑白两种颜色分别表示来自父方或母方；此题共涉及两对同源染色体，即大白与大黑、小白与小黑。解决此问题，首先要明确一个次级精母细胞产生的两个精细胞内染色体应基因相同，然后注意分析

23、每个精细胞内染色体的组成。根据减数第二次分裂的特点：次级精母细胞内由同一着丝点相连接的两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体分别进入两个精细胞中，所以来自同一次级精母细胞的精细胞所含的染色体类型和数目应基本一致。A、C、D三项中的每组精细胞内，染色体数目相同，但来源却不相同，所以均不可能来自同一次级精母细胞，只有B项中的两个精细胞来自同一次级精母细胞。 答案B 如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型实验”中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是() 答案A 解析据图分析，A图中应为四分体，排列在细胞中央，而四分体中每对染色体都是同源染色体，故A错误。 1.精子与卵细胞形成过程的比较：比较项

24、目精子的形成卵细胞的形成场所动物睾丸(精巢)动物卵巢细胞质分裂均等分裂初级和次级卵母细胞不均等分裂 2减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较项目减数第一次分裂减数第二次分裂分裂前是否复制复制不复制着丝点变化不分裂分裂染色体数目变化2NNN2NN核DNA数目变化2N4N2N2NN 由表可见：减数分裂过程中，着丝点分裂1次、染色体减半1次、DNA减半2次。 3减数分裂与有丝分裂的比较：比较项目减数分裂有丝分裂不同点细胞分裂的次数2次1次是否有联会、四分体出现出现不出现同源染色体的染色单体之间有无交叉互换有无有无同源染色体的分离有无何时期着丝点分裂、染色单体分开为染色体第二次分裂后期后期子细胞染色体的

25、数目减半(2nn)不减半(2n2n) 注意：有丝分裂与减数第一次分裂的比较：都含有同源染色体，有丝分裂中的同源染色体无联会、四分体等特殊行为，所产生的子细胞内仍有同源染色体，减数第一次分裂中同源染色体发生联会、四分体等特殊行为，所产生的子细胞内没有同源染色体。 有丝分裂与减数第二次分裂的比较：它们的染色体行为相似，只是减数第二次分裂中无同源染色体，而有丝分裂中有同源染色体，在染色体和DNA数目变化等方面也有所区别。 1.判断方法(三看识别法) 2三个中期图的判断 (1)染色体着丝点是否排列在细胞中央的赤道板上：有丝分裂中期(是)，减数第一次分裂中期(否)； (2)细胞中是否含有同源染色体；有丝

26、分裂中期(有)，减数第二次分裂中期(无)。 举例：如图所示，A为有丝分裂中期，B为减数第二次分裂中期，C为减数第一次分裂中期。 3三个后期图的判断 (1)染色体中是否含有染色单体：减数第一次分裂后期(有)，减数第二次分裂后期和有丝分裂后期(无)； (2)染色体中是否含有同源染色体：有丝分裂后期(有)，减数第一次分裂后期同一极(无)，减数第二次分裂后期(无)。 举例：如图所示，D为有丝分裂后期，E为减数第二次分裂后期，F为减数第一次分裂后期。 下图表示某种生物生殖与发育过程中，细胞内染色体和DNA相对含量的变化曲线，试据图回答下列问题： (1)图中实线表示_含量的变化，虚线表示_含量的变化。 (

27、2)图中表示有丝分裂的阶段是_，表示减数分裂的阶段是_，表示受精作用的点是_。 (3)分别写出可以肯定为精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞、次级精(卵)母细胞和生殖细胞的点：_。 (4)处于合子的阶段是_。 (5)处于细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期和末期的阶段分别是_。 (6)染色体复制的阶段有_，着丝点分裂的点有_，同源染色体分开进入子细胞的点是_。 解析首先根据染色体复制后细胞中DNA数目加倍，染色体数目不变的特点是回答第(1)小题。再根据减数分裂过程中的同源染色体分开，子细胞中染色体数目减半的特点回答第(2)小题。根据第(3)小题和第(4)小题给出的细胞，认真分析各种细胞中染色体和DNA的变化及数目特点，回答第(3)小题和第(4)小题。在回答第(5)小题时，根据有丝分裂各时期细胞中染色体和DNA的数目变化写出曲线在坐标系中对应的阶段。这里要强调指出的是点上染色体数目增加一倍，表示染色体的着丝点分裂，有丝分裂后期开始了。细胞中染色体分成相同