高中生物第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用课件（新人教版必修2）

高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 基因在哪里? 悠悠 百年,寻寻觅觅 。 怀疑、争论、推理…… 最终是观察和实验， 探明它神秘的踪迹！ 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 一 减数分裂 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 有丝分裂 ? 一个细胞周期中,染色体只复制一 次,细胞分裂一次,结果一个细胞分裂成 两个染色体形态数目相同的子细胞。 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 天才魏斯曼的预测 精子 卵细胞 成熟 染色体数目减半 融合 恢复正常染色体数 目 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 进行有性生殖的生物在产生成熟的生殖细胞时, 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，成熟生殖细胞的染色体数目比原始 生殖细胞的减少一半。 减数分裂: 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 （一）精子的形成过程 形成部位：睾丸 曲细精管中有大量原 始的雄性生殖细胞——精 原细胞，每个精原细胞的 染色体数目都与体细胞相 同。 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 精子形成过程： 精原细 胞 初级精 母细胞 第一次 分裂 次级精 母细胞 长大 间期 第二次 分裂 精细胞 精 子 精原细胞：染色体数目与体细胞  。 是通过  分裂形成。 相同 有丝 一次完整的减数分裂包括两次连续的分裂：减数第一次分裂和 减数第二次分裂。这两次分裂是怎样进行的呢？ 变形 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 间期：精原细胞经过DNA的复制和蛋 白质的合成，体积稍稍增大，成为初 级精母细胞。可见变化与有丝分裂是 相同的。染色体复制的结果：DNA加 倍，染色体数目不变。每条染色体上 有二个染色单体。 减I间期的特点： 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 主要发生了以下变化： １、同源染色体联会，n对同源染色体 形成n个四分体。 ２、核膜及核仁消失。染色质缩短加粗 成为染色体，出现纺锤丝组成纺锤体。 想一想，减I前期与有丝分裂前期相比，区 别在哪里？你能画出有丝分裂前期的图像吗 ？ 图中有多少四分体 ？ 同源染色体两两配对，叫联会。 联会后每一对同源染色体中，含四个染色单体， 叫做一个四分体（从染色单体的角度考虑） 减Ⅰ前期： 有丝分裂前期减I前期 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减I中期:   四分体（注意，一个四分体 包含两个染色体四个染色单体） 整齐地排列在细胞中央。   看一看想一想，跟有丝分裂 中期有何不同？能画出有丝分裂 中期的图像吗？ 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减I后期：  １、同源染色体分开（注意着丝点 没有分裂)  ２、同源染色体分别在纺锤丝的牵 引下移向两极    看一看想一想：同源染色体分开的同 时非同源染色体可不可自由组合到一 极？ 跟有丝分裂后期有何不同？ 你能画出有丝分裂后期的图像吗？ 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减I末期：  １.染色体分别到达两极成为 染色质。  ２.纺锤体消失，核仁、核膜 重现 。  ３、细胞分裂为两个次级精 母细胞。 结果：每个次级精母细胞中 染色体数目是体细胞的一半。 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减II前期：核膜、核仁消失，染色体、纺锤体出现，每条染色体的着 丝点附着在一条纺锤丝上。（注意：此时细胞内没有同源染色体，数 目比减I前期少一半。） 减II中期：着丝点排列在赤道板上。 减II后期：着丝点分裂，染色单体分开成为染色      体并分别移向细胞的两极。 减II末期：染色体变成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重现。细胞 质分裂，两个次级精母细胞分裂成四个精子细胞。（注意：精子细胞 和精原细胞相比，染色体数目减少了一半。） 减数第二次分裂过程：与有丝分裂过程基本相同 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 变形：四个精子细胞的细胞质大量减少，只保留细胞核、细胞膜和 少量的细胞质，体积大大减小。同时，形成一条细长的尾。经过变 形的精子具有在适宜的液体中游动的能力。 分析讨论 1、染色体复制时间? 2、联会时染色体是否复制了? 3、四分体的含义? 4、同源染色体的分开在什么时间；非同 源染色体的自由组合在何时? 5、染色单体的分开发生在什么时间? 6、染色体数目减半是在什么时间? 其根本原因是什么? 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减数第一次分裂： 同源染色体配对——联会 四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换 同源染色体分离，分别移向细胞两极 同源染色体：配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自 父方，一条来自母方，叫同源染色体。 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染色单体，叫做四分体。 （每条染色体含两条染色单体） 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 配子形成过程中DNA含量变化 4n 3n 2n 1n 间期 减⑴期 减⑵期 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 4n 3n 2n 1n 间期 减⑴期 减⑵期 配子形成过程中染色体变化 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 4n 3n 2n 1n 间期 减⑴期 减⑵期 配子形成过程中染色单体变化 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减数分裂中染色体、DNA分子各期的变化 减数分裂 染色体 染色单体 DNA数目 同源染色体 （对） 精原 细胞 初级精 母细胞 次级精 母细胞 精子 减I分裂后减半，减II着丝点 分裂时加倍 复制后，减II着丝点分裂前 才有 复制后加倍，每次分裂都 减半 减数I之后无 2N 2N N(2N) N 0 4N 2N 0 2a 4a 2a a N N 0 0 说明 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 1. ［2019·山东日照高一考试］下列关于同源染色体和四分体的叙述中，不 正确的是 （  ） A. 同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体 B. 四分体出现在减数第一次分裂的前期和中期 C. 同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体 D. 每个四分体包含一对同源染色体的4 条染色单体 典型例题 【解析】一条染色体经复制后形成的两条染色体不是同源染色体。 【答案】A 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 2. ［2019·山东德州高一考试］下列关于减数分裂过程的分析，不正 确的是 （  ） A. 减数分裂过程中，着丝点分裂一次，核DNA 分子含量减半两次 B. 减数第一次分裂后期，同源染色体彼此分离是染色体数目减半的原 因 C. 果蝇（染色体数2n=8）所产生的正常生殖细胞中，含有4 条同源染 色体 D. 减数第一次分裂后期，非同源染色体之间的组合是随机进行的 【解析】果蝇所产生的正常生殖细胞中无同源染色体。 【答案】C 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 (二)卵细胞形成过程 形成部位:卵巢 (卵巢内部有许多发育程度不同的卵泡,中央的一个是卵细胞) 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 为什么卵细胞通过减数分裂最后只形成一个较大的卵细胞？ 卵细胞在减数分裂过程中，由于初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时细胞 质都是不均等分裂的，最终产生三个较小的极体和一个较大的卵细胞，而三 个极体最后又退化消失，所以只剩下一个较大的卵细胞。 目的：为以后受精卵的早期分裂提供营养物质和能量 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 问题1：精子和卵细胞的形成过程有何异同？ 精子的形成过程 卵细胞的形成过程 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 相 同 点 不 同 点 一个精原细胞经减数分 裂形成四个精子细胞， 再经变形而成四个精子 两次细胞质分裂均为不均等 分裂，结果一个卵原细胞经 减数分裂形成一个卵细胞， 没有变形 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 减数分裂图解 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 有丝分裂 减数分裂 分裂起始细胞 细胞分裂次数 染色体复制次数 同源染色体行为 子 细 胞 数目 类型 染色体数 相同点 体细胞 原始生殖细胞 一次 二次 一次 一次 无联会、分离 有联会、分离 2 4 体细胞 有性生殖细胞 与亲代细胞相同 比亲代细胞减半 减 数 分 裂 与 有 丝 分 裂 的 比 较 都有纺锤体的出现，染色体复制一次 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 ［2019·安徽淮北一模］下列关于某二倍体雌性动物减数分裂的叙述，正确的 是 （  ） A. 细胞质不均等分裂的时期有同源染色体 B. 染色体数目加倍的时期不发生同源染色体分离 C. 染色体和核DNA 数目相等的时期一定发生同源染色体分离 D. 染色单体和核DNA 数目相等的时期一定都有非同源染色体自由组合 典型例题 【解析】细胞质不均等分裂的时期有减Ⅰ后期和减Ⅱ后期，其中减Ⅱ后期无同 源染色体，A 项错误；染色体数目加倍的时期为减Ⅱ后期，细胞中不含同源染 色体，所以不会发生同源染色体分离，B 项正确；染色体和核DNA 数目相等的 时期为减Ⅱ后期，不发生同源染色体分离，C 项错误；染色单体和核DNA 数目 相等的时期有减Ⅰ全过程以及减Ⅱ前期和中期，只有减Ⅰ后期发生非同源染色 体自由组合，D 项错误。 【答案】B 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 二、受精作用 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 精子的顶体是特化的溶酶体， 内含多种水解酶类，能够溶解卵 细胞的外被，产生孔道，使精子 进入卵细胞 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 (母本)高等动物(2N)(父本) 受精卵(2N) 卵细胞(N) 精子(N) 减 数 分 裂 减 数 分 裂 有丝分裂 受精作用 减数分裂和受精作用的意义 1. 保证前后代染色体数目的恒定 2. 引起后代变异类型的多样性 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 染色体 染色单体 联会 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 四分体四分体 1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝2个着丝点＝4条染色单体＝4个DNA 分子。 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 染色体交叉互换 四分体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 精细胞和卵细胞末期比较图 精细胞减数1末期 卵细胞减数1末期 精细胞减数2末期 卵细胞减数2末期 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 有丝分裂 减数分裂 分裂细胞类型 体细胞 原始生殖细胞 细胞分裂次数 复制一次分裂一次 复制一次分裂二次 子细胞数目 ２ １或４ 染色体数目变化 ２n→4n→2n 2n→n→2n→n DNA分子数变化 2n→4n→2n 2n→4n→2n→n 染色单体数目变化 0→4n→0 0→4n→2n→0 同源染色体行为 不联会、无四分体形成 联会后形成四分体 可能发生的变异 基因突变和染色体变异 基因突变、染色体变异和基因重组 意义 有丝分裂使生物在个体发育中亲 代细胞与子代细胞之间维持遗传 性状的稳定 减数分裂和受精作用使上下代生物之间保持染 色体数目的恒定，减数分裂时发生的高频率的 基因重组是生物进化的主要原因。 有 丝 分 裂 与 减 数 分 裂 的 区 别 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 1. 下列关于同源染色体和四分体的叙述，不正确的是 ( ) A.同源染色体是一条染色体经复制后形成的两条染色体 B.四分体出现在减数第一次分裂同源染色体联会后 C.同源染色体是在减数分裂过程中能联会的两条染色体 D.每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 当堂检测 【解析】一条染色体复制后形成的是两条染色单体，两条染色单体的 着丝点一分为二后，形成的是相同的染色体，并非同源染色体。 【答案】A 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 2.下列有关百合（2n=24）的花粉母细胞减数第一次分裂的叙述，正确的是 （  ） A. 染色体未复制就均分到子细胞中 B. 同源染色体分离，染色体数目减半 C. 着丝点未分裂，姐妹染色单体发生交叉互换 D. 两个子细胞中各含有6 对染色体 【解析】减数第一次分裂前的间期，染色体复制，减数第一次分裂末期，染 色体均分到两个子细胞，A 项错误；减数第一次分裂后期，由于同源染色体 分离，导致染色体数目减半，B 项正确；减数第一次分裂各时期着丝点未分 裂，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，C 项错误；由于同源染色 体的分离，导致减数第一次分裂形成的两个子细胞染色体数目减半，且无同 源染色体，因此形成的两个子细胞中各含有12 条染色体，D 项错误。 【答案】B 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 3.［2019·皖南八校联考］下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正 确的是 （  ）          甲      乙       丙 A. 图甲一定为次级精母细胞 B. 图乙一定为初级卵母细胞 C. 图丙为次级卵母细胞或极体 D. 图丙中的M、m 为一对同源染色体 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 【解析】图甲中的细胞处于减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂 的，可能为次级精母细胞或第一极体，A 项错误； 图乙中的细胞处于减数第一次分裂后期，其细胞质不均等分裂，所以应 是初级卵母细胞，B 项正确； 图丙中的细胞处于减数第二次分裂后期，其细胞质不均等分裂，应是次 级卵母细胞，不可能为极体，C项错误； 图丙中的M、m不是同源染色体， 应是姐妹染色单体分开后形成的两条子 染色体，D 项错误。 【答案】B 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 4.下图表示某动物细胞分裂的不同时期，细胞内染色体与核DNA 数目比的变 化关系，下列相关叙述错误的是 （  ） A. ab 段细胞中核糖体的活动很活跃 B. bc 段的细胞可发生非等位基因的自由组合 C. cd 段的细胞可能不存在同源染色体 D. 形成de 段的原因是着丝点分裂 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 【解析】ab 段表示间期核DNA 复制之前的阶段，此阶段进行有关蛋白质 的合成，所以细胞中核糖体的活动很活跃， A 项正确；曲线bc 段为间 期，主要进行核DNA 的复制，此时细胞不会发生非等位基因的自由组合， B 项错误；曲线cd 段可表示间期核DNA 复制后的时期，可能是有丝分裂 前期、中期，也可能是减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期， 其中处于减数第二次分裂前期和中期的细胞内不存在同源染色体，C 项 正确；de 段表示染色体上的着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成子染色 体，D 项正确。| 【答案】B 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 5. ［2019·高一期中］在减数分裂和受精作用中， 下列表述错误的是 （  ） A. 观察减数分裂各时期的特点应选择蚕豆的雄蕊和蝗虫的精巢 B. 受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核相互融合 C. 受精卵的遗传物质一半来自父方 D. 减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具 有重要意义 高中生物 必修2 第2章 基因和染色体的关系 【解析】雄性个体产生精子的数量远多于雌性个体产生卵细胞的数量， 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，故观察减数分裂时常选择植物的雄蕊和动物的精巢，A 项正确； 受精作用的实质是精子的细胞核和卵细胞的细胞核相互融合，B 项正 确；受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而 细胞质中的遗传物质几乎都来自母方，C 项错误；减数分裂和受精作 用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定具有重要意义，D 项正确。 【答案】B