第三讲--减数分裂与受精作用

第三讲减数分裂与受精作用返回核心素养——定能力通过观察细胞的减数分裂，掌握实验的操作技能科学探究通过总结配子多样性的原因和分析细胞分裂中染色体、DNA数量变化及分裂图像辨析，培养利用逻辑思维分析问题的能力理性思维通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程，理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点生命观念返回知识体系——定内容返回个体（46条）精子（23条）卵细胞（23条）父亲（46条）受精卵（46条）有丝分裂细胞分化受精作用母亲（46条）返回返回一、减数分裂减数分裂是进行有性生殖的生物体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。返回范围:进行有性生殖的动植物细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次细胞中染色体数目比原来减少了一半减数分裂的概念特点:结果:时期:从原始生殖细胞到成熟生殖细胞的过程返回减数分裂是细胞连续分裂两次：减数第一次分裂减数第二次分裂间期前期中期后期末期前期中期后期末期减数分裂的过程返回染色体数与体细胞相同。精原细胞精子的形成部位：睾丸（精巢）的曲细精管中1.精子的形成过程二、精子和卵细胞的形成过程返回返回精原细胞（染色体数与体细胞相同）初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子染色体复制减数第一次分裂减数第二次分裂变形返回（1）减数第一次分裂①间期：精原细胞初级精母细胞染色体复制返回②减数第一次分裂前期（四分体时期）：联会：染色体两两配对同源染色体：配对的两条染色体大小、形状相同，分别来自父母双方四分体：联会后每对同源染色体含有四个染色单体返回A与B同源染色体C与D同源染色体A与C、A与D、B与C、B与D非同源染色体a与a’b与b’c与c’d与d’姐妹染色单体a与ba与b’a’与ba’与b’非姐妹染色体返回交叉互换：在四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生交叉，并且相互交换一部分染色体。交叉互换返回③减数第一次分裂中期四分体排列在赤道板上或返回④减数第一次分裂后期四分体分裂，同源染色体彼此分离或非同源染色体自由组合返回⑤减数第一次分裂末期子细胞中染色体数减半——次级精母细胞或返回（2）减数第二次分裂精细胞精细胞次级精母细胞中期后期末期返回精细胞变形精子细胞核细胞质返回返回联会：染色体两两配对，形成四分体四分体排列在赤道板上四分体分裂，同源染色体彼此分离非同源染色体自由组合减数分裂中特殊的染色体行为：返回精原细胞初级精母细胞（第一次分裂）次级精母细胞（第二次分裂）精细胞精子精子形成的全过程图解复制2n/2a2n/4a2n/4a2n/4an/2an/2a2n/2an/a返回2、卵细胞的形成部位：卵巢返回返回卵细胞的形成过程特点：不均等分裂卵原细胞第一极体（小）次级卵母细胞（大）第二极体（小）卵细胞（大）第二极体第二极体初级卵母细胞退化复制减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂返回比较项目精子形成过程卵细胞形成过程场所__________细胞质分裂方式__________________是否变形_____不变形结果一个精原细胞↓1个精子一个卵原细胞↓1个卵细胞、3个极体睾丸卵巢均等分裂不均等分裂变形3、精子和卵细胞形成过程的异同点返回返回2N4N染色体变化曲线次级精母细胞精原细胞初级精母细胞精子细胞返回次级精母细胞2N4N精原细胞DNA变化曲线初级精母细胞精子细胞返回2N4N染色单体变化曲线次级精母细胞精原细胞初级精母细胞精子细胞返回图中①③表示，②④表示。有丝分裂减数分裂返回返回三、有丝分裂与减数分裂的比较1．有丝分裂与减数分裂过程的比较返回返回判断分裂图像的三个注意点(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数第二次分裂，如四倍体生物的减数分裂。(2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。(3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。返回染色体数与核DNA数变化曲线返回四、受精作用1、配子中染色体组合的多样性模型建构建立减数分裂中染色体变化的模型返回配子染色体组成的多样性或返回精（卵）原细胞中同源染色体n对，则能够形成的配子的种类为2n另外，联会时同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换进一步增进了配子的种类。返回归纳总结具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换)实际能产生配子的种类可能产生配子的种类2n种2n种1个雌性个体1种1种1个次级卵母细胞1种2n种1个卵原细胞2n种2n种1个雄性个体1种1种1个次级精母细胞2种2n种1个精原细胞返回配子来源的判断方法(以精细胞为例)简记方法来源配子染色体特点同、补同一体同一个体的不同精原细胞两精细胞染色体有的相同，有的互补补为同一初同一初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞两精细胞染色体“互补”同为同一次同一次级精母细胞两精细胞染色体完全相同返回2、受精作用（1）概念：精子与卵细胞融合成受精卵的过程。（2）过程：返回母方父方返回受精卵中的遗传物质母方父方：细胞核细胞核细胞质（线粒体）受精卵中的染色体：父母双方各提供一半返回3．减数分裂和受精作用的意义(1)同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。返回关注同源染色体的三个易错点(1)同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的，如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。(2)着丝点分裂后，染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同，但不叫同源染色体，这两条染色体是经复制形成的，其上的基因相同，若不同则可能是由基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。(3)同源染色体的存在：体细胞中也存在同源染色体，只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。返回明确受精作用的两个细胞学基础和一个误区(1)两个细胞学基础：①细胞膜信息交流功能——不同物种的精卵不识别，这也是生殖隔离形成的原因。②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。(2)一个误区：受精卵中遗传物质并非一半来自父方，一半来自母方，原因是细胞质DNA几乎全部来自母方，这也是母系遗传的细胞学基础。返回五、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片1．实验原理蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要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。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。返回2．实验材料的选取：宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因：①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。返回3．实验流程(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)解离―→漂洗―→染色―→压片(2)显微观察特别提醒精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。返回微专题3细胞分裂与生物变异返回1．细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系变异类型变异发生过程或时期分裂方式染色体变异分裂期：染色体间，移向两极时有丝分裂、减数分裂基因重组MⅠ后期：非同源染色体自由组合MⅠ前期：同源染色体非姐妹染色单体交叉互换减数分裂基因突变DNA复制二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂返回(1)减数分裂与基因突变：在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。返回(2)减数分裂与基因重组：①非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离，非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。返回②同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合，a与b组合，经基因重组可导致A与b组合，a与B组合。返回(3)减数分裂与染色体变异：如果减数第一次分裂异常，则所形成的配子全部不正常；如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示：返回返回2．异常细胞的产生及原因判断(1)有丝分裂异常：返回(2)MⅠ分裂同源染色体未分离：返回(3)MⅡ分裂姐妹染色单体未分开：