減數(shù)分裂和受精作用第1課時課件-高一下學(xué)期生物人教版必修22

2.1.1減數(shù)分裂和受精作用（第1課時）必修二

遺傳與變異科學(xué)史回顧孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)兩大定律基因分離定律基因自由組合定律1866年基因在哪里？1900年約翰遜孟德爾遺傳定律重新發(fā)現(xiàn)1909年“遺傳因子”改名“基因”第2章基因和染色體的關(guān)系舊知回顧|有絲分裂前期中期后期末期兩消兩現(xiàn)體散亂體清粒聚赤道板粒裂體增移兩極兩現(xiàn)兩消重建壁間期DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成特點：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次結(jié)果：子細(xì)胞和親代細(xì)胞染色體數(shù)相同意義：保持了親代和子代之間遺傳的穩(wěn)定性

|問題探討（P18）在腐爛的水果周圍常可看到飛舞的果蠅。果蠅的生長周期短，繁殖快，染色體少且容易觀察，是遺傳學(xué)上常用的實驗材料。優(yōu)點①易獲得優(yōu)點②優(yōu)點③易觀察果蠅作為遺傳學(xué)實驗材料的優(yōu)勢♀♂體細(xì)胞配子果蠅體細(xì)胞和配子的染色體示意圖右圖是黑腹果蠅雌雄個體的體細(xì)胞和配子的染色體示意圖。1.配子的染色體與體細(xì)胞的染色體數(shù)目是多少？2.配子的染色體和體細(xì)胞的染色體形態(tài)有何不同？3.有性生殖的生物在繁殖過程中，配子的產(chǎn)生方式能不能通過有絲分裂實現(xiàn)？

|問題探討（P18）情境導(dǎo)入|若通過有絲分裂產(chǎn)生配子會怎樣？魏斯曼的預(yù)測假設(shè)：

配子（精子或卵細(xì)胞）是通過有絲分裂的方式產(chǎn)生的。8受精卵新個體雄雌有絲分裂8受精（有絲分裂）精子8卵細(xì)胞8×體細(xì)胞體細(xì)胞1616（以果蠅為例）情境導(dǎo)入|若通過有絲分裂產(chǎn)生配子會怎樣？假設(shè)：

在卵細(xì)胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體的數(shù)目減少一半，受精時，精子和卵細(xì)胞融合恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。特殊的有絲分裂 ——減數(shù)分裂8受精卵新個體雄雌特殊的過程？8受精（有絲分裂）精子4卵細(xì)胞4√體細(xì)胞體細(xì)胞88減數(shù)分裂魏斯曼的預(yù)測（以果蠅為例）實驗證據(jù)：

1883年，比利時的胚胎學(xué)家比耐登對體細(xì)胞只有4條染色體的馬蛔蟲進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，馬蛔蟲的精子和卵細(xì)胞都只有2條染色體，而受精卵則又恢復(fù)到4條染色體。疑問:是不是所有進(jìn)行有性生殖的生物都是這樣的呢？情境導(dǎo)入|有性生殖通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子疑問:是不是所有進(jìn)行有性生殖的生物都是這樣的呢？實驗證據(jù)：生物體細(xì)胞（2n）生殖細(xì)胞（n）生物體細(xì)胞（2n）生殖細(xì)胞（n）人4623洋蔥168狗7839大麥147果蠅84小麥4221獼猴4221豌豆147馬6432玉米2010兔4422水稻2412常見動植物染色體數(shù)目減數(shù)分裂是如何進(jìn)行的？情境導(dǎo)入|有性生殖通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子第一部分|相關(guān)概念♀♂

體細(xì)胞

配子果蠅體細(xì)胞和配子的染色體示意圖問題：觀察右圖，在減數(shù)分裂形成配子的過程中，必然有一個特殊的方式使體細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少一半形成配子，如何減少一半？是隨意減少一半的染色體嗎？減半

減半減數(shù)分裂過程中染色體規(guī)律性減半。如下圖所示，果蠅體細(xì)胞中一對一對的染色體彼此分離進(jìn)入配子，并非隨意減半進(jìn)入配子，這成對的染色體叫什么呢？1、同源染色體與非同源染色體同源染色體12345678910111213141516171819202122XY①減數(shù)分裂過程中配對的兩條染色體②形狀和大小一般都相同③一條來自父方，一條來自母方非同源染色體性狀和大小一般不相同，且在減數(shù)分裂過程中不進(jìn)行配對的染色體。第一部分|相關(guān)概念第一部分|相關(guān)概念各種生物的體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目表生物體細(xì)胞(2n)生殖細(xì)胞(n)生物體細(xì)胞(2n)生殖細(xì)胞(n)人4623洋蔥168狗7839大麥147果蠅84小麥4221獼猴4221豌豆147馬6432玉米2010兔4422水稻24121、同源染色體與非同源染色體高等生物體細(xì)胞中染色體一般是成對存在的，數(shù)量可用2n表示。第一部分|相關(guān)概念

復(fù)制后的每條染色體都由兩條完全相同的姐妹染色單體構(gòu)成，這兩條姐妹染色單體由同一個著絲粒連接。此時的染色體呈染色質(zhì)絲的狀態(tài)。后來變?yōu)榘魻畹娜旧w?！叭旧w復(fù)制”第一部分|相關(guān)概念2、姐妹染色單體和非姐妹染色單體指同一條染色體上的兩條染色單體，由染色體復(fù)制形成。復(fù)制指不是同一條染色體上的染色單體。姐妹染色單體非姐妹染色單體bacdAB例：a和b；c和d例：a和c；a和d；b和c；b和dA和B是一對同源染色體第一部分|相關(guān)概念3、聯(lián)會、四分體和互換減數(shù)分裂過程中，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。聯(lián)會四分體聯(lián)會后的每對同源染色體中，含有四條染色單體。1個四分體=

對同源染色體=

條染色體=

條染色單體=

個DNA分子四分體124復(fù)制bacdAB4第一部分|相關(guān)概念四分體中的非姐妹染色單體經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換相應(yīng)的片段的現(xiàn)象。3、聯(lián)會、四分體和互換互換非姐妹染色單體根據(jù)圖回答以下問題：⑴同源染色體對數(shù)：⑵同源染色體：⑶非同源染色體：⑷姐妹染色單體：⑸四分體個數(shù)：

A和C、A和D、B和C、B和DA和B、C和D2對2個aa’、bb’、cc’、dd’第一部分|相關(guān)概念(1)減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂，同樣具有周期性()(2)對于雄性哺乳動物來說，同源染色體只存在于精原細(xì)胞中，而不存在于其他體細(xì)胞中()(3)細(xì)胞內(nèi)的同源染色體都會形成四分體()×××精子（來自父方）卵細(xì)胞（來自母方）受精有絲分裂馬蛔蟲受精卵原始生殖細(xì)胞（雄性）（體細(xì)胞）成熟生殖細(xì)胞（精子）一對同源染色體規(guī)律？第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證減數(shù)分裂假說一：染色體不復(fù)制，直接分裂為兩個生殖細(xì)胞，使染色體減半。成對成對尋證據(jù)：證據(jù)1：基因有序表達(dá)，細(xì)胞才能分裂。證據(jù)2：用化學(xué)藥物抑制癌細(xì)胞的染色體進(jìn)行復(fù)制，癌細(xì)胞分裂期停止，留在分裂間期。證據(jù)3：展示花粉母細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞分裂后，在顯微鏡下觀察到四個子細(xì)胞。不成立第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證德國動物學(xué)轟赫特維奇于1891年發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂過程的全部細(xì)節(jié)，并記錄了花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂過程不同時期顯微照片

。從中可以看出，

細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂過程中經(jīng)歷了兩次分裂過程。結(jié)論：染色體不進(jìn)行復(fù)制的細(xì)胞，不能進(jìn)行分裂，所以染色體要復(fù)制一次，由資料3得出，細(xì)胞分裂2次，形成4個子細(xì)胞。第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證染色體復(fù)制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ假說二：先分姐妹染色單體，后分同源染色體引導(dǎo)質(zhì)疑：染色體復(fù)制之后，那么染色體是如何平均分配到子細(xì)胞中去呢？即：：減數(shù)第一次分裂染色體數(shù)目不變，減數(shù)第二次分裂減半。第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證染色體復(fù)制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ假說三：先分同源染色體，后分姐妹染色單體即：減數(shù)第一次分裂染色體數(shù)目減半，減數(shù)第二次分裂不變。第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證資料1：德國細(xì)胞學(xué)家鮑維里在1890年，證明了海膽雌雄配子中的染色體在形態(tài)上是相同的。資料2：科學(xué)家對玉米(2n=20)的有絲分裂和減數(shù)分裂進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)有絲分裂的中期有20條染色體，而在減數(shù)分裂的中期只有10條染色體，原因是在分裂過程中，兩條大小相同，形狀相似的染色體配對在一起，所以只能看到一條。資料3：研究者在觀察百合的減數(shù)分裂過程時發(fā)現(xiàn)，百合花的花粉母細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂的時候，細(xì)胞的染色體從24條變成了12條，然而，到減數(shù)第二次分裂時，細(xì)胞中的染色體數(shù)目仍然是12條。修正主張：以上資料能證明假說三：先分同源染色體，再分姐妹染色單體，是正確的。第二部分|減數(shù)分裂過程的推理論證場所高等動物：睪丸低等動物/昆蟲：精巢植物：雄蕊的花藥人的睪丸和精子示意圖曲細(xì)精管

精原細(xì)胞（原始生殖細(xì)胞）精原細(xì)胞精子精原細(xì)胞分布精細(xì)胞(2n)(n)(n)(2n)來源有絲分裂減數(shù)分裂變形第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）注：每個精原細(xì)胞的染色體數(shù)和DNA數(shù)與體細(xì)胞相同。第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞精子染色體復(fù)制減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ變形減數(shù)分裂（包括減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂）減數(shù)分裂前的間期間期不屬于有絲分裂過程，也不屬于減數(shù)分裂過程，間期只是為有絲分裂和減數(shù)分裂準(zhǔn)備物質(zhì)基礎(chǔ)。第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）

①細(xì)胞體積增大

②染色體的復(fù)制（DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成）

③DAN含量倍增，姐妹染色單體形成，染色體數(shù)目不變精原細(xì)胞（原始生殖細(xì)胞）

染色體的復(fù)制（1）減數(shù)分裂前的間期：初級精母細(xì)胞特點：染色體數(shù)目DNA數(shù)目染色單體數(shù)目44

80

8第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）有絲分裂前期存在同源染色體但不發(fā)生聯(lián)會（2）減數(shù)第一次分裂前期

（四分體時期）：減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ前期

①同源染色體聯(lián)會，形成四分體

②同源染色體的非姐妹染色單體常發(fā)生互換特點：染色體數(shù)目染色單體數(shù)目DNA數(shù)目488蒙哥馬利Montgomery（1901）基于大量的顯微鏡切片觀察，發(fā)現(xiàn)一個2n=14的物種，染色體間的大小差異很大，實驗中觀察到顯微鏡視野下隨機(jī)散布著復(fù)制后的染色體兩兩配對的現(xiàn)象。Hacher（1987）綜合關(guān)于發(fā)表的減數(shù)分裂圖像，認(rèn)為染色體濃縮成“8”字或“O”字是兩條頭與頭相接在一起的染色單體向兩邊分開時形成的。第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）有絲分裂中期減數(shù)分裂Ⅰ中期（3）減數(shù)第一次分裂中期：

各對同源染色體排列在赤道板兩側(cè)特點：減數(shù)分裂Ⅰ前期染色體數(shù)目染色單體數(shù)目DNA數(shù)目488減數(shù)分裂Ⅰ中期（4）減數(shù)第一次分裂后期：

①同源染色體分離，分別向細(xì)胞兩級移動

②非同源染色體自由組合特點：染色體數(shù)目染色單體數(shù)目DNA數(shù)目488減數(shù)分裂Ⅰ后期有絲分裂后期第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）（5）減數(shù)第一次分裂末期：染色體數(shù)目染色單體數(shù)目DNA數(shù)目244減數(shù)分裂Ⅰ后期減數(shù)分裂Ⅰ末期結(jié)束2個次級精母細(xì)胞特點

①細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷，從中央縊裂，1個細(xì)胞分裂為2個子細(xì)胞（次級精母細(xì)胞）②末期結(jié)束同源染色體分配到兩個子細(xì)胞中,染色體數(shù)目減半減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ（末期結(jié)束）均等分裂第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）減數(shù)分裂Ⅰ中主要發(fā)生的染色體變化同源染色體聯(lián)會同源染色體分離非同源染色體自由組合著絲粒不分裂減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂I減數(shù)第一次分裂的過程初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）第三部分|哺乳動物精子的形成過程（P18—P21）減數(shù)第二次分裂的過程減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ之間通常沒有間期，或者間期很短，染色體不再復(fù)制。減Ⅱ前期減Ⅱ中期減Ⅱ后期減數(shù)第二次分裂后期染色體數(shù)目暫時加倍精細(xì)胞（6）減