第1节减数分裂和受精作用课件.ppt
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1、新课导入新课导入体细胞染色体体细胞染色体配子染色体配子染色体果蝇果蝇配子染色体与体细胞染色体有什么区别?配子染色体与体细胞染色体有什么区别?(1)配子染色体数是体细胞染色体数的一半;)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)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。分别取出一条组成的。第第1 1节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用一、减一、减 数数 分分 裂裂二、受二、受 精精 作作 用用教学目标教学目标知识目标知识目标1.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。色体的变化。2.举例说明配子
2、的形成过程。举例说明配子的形成过程。3.举例说明受精过程。举例说明受精过程。能力目标能力目标2.使用高倍镜,观察蝗虫精母细胞减数分使用高倍镜,观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。裂固定装片。1.运用模型建构的方法,模拟减数分裂过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。程中染色体数目和行为的变化。情感态度与价值观目标情感态度与价值观目标1.阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。异的重要性。2.认同基因是物质实体。认同基因是物质实体。3.认同观察、提出假说、实验的方法在建立科认同观察、提出假说、实验的方法在建立科学理论过程中所起
3、的重要作用。学理论过程中所起的重要作用。4.认同科学研究需要丰富的想像力,大胆质疑认同科学研究需要丰富的想像力,大胆质疑和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱。和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱。重点重点难点难点教学重难点教学重难点3.观察蝗虫精母细胞的减数分裂。观察蝗虫精母细胞的减数分裂。1.减数分裂的概念。减数分裂的概念。2.精子的形成过程。精子的形成过程。3.受精作用的过程。受精作用的过程。1.模拟减数分裂过程中染色体的变化。模拟减数分裂过程中染色体的变化。2.比较精子和卵细胞形成过程的异同。比较精子和卵细胞形成过程的异同。一、减一、减数数分分裂裂减数分裂:减数分裂:具有有性生殖的生物的生殖
4、细胞具有有性生殖的生物的生殖细胞通过分裂使染色体数目减半的分裂方式通过分裂使染色体数目减半的分裂方式。进行有性生殖的动植物。进行有性生殖的动植物。从原始的生殖细胞发展到成熟的生从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。殖细胞的过程中。细胞连续分裂两次,而染色体只复细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次。制一次。细胞中染色体数目比原来减少了细胞中染色体数目比原来减少了一半。一半。对象对象:时期时期:特点特点:结果结果:鞘膜壁层鞘膜壁层鞘鞘膜膜脏脏层层鞘膜腔鞘膜腔睾睾丸丸纵纵隔隔睾丸小隔睾丸小隔睾丸小叶睾丸小叶生精小管生精小管高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。高等动植物的减数分裂发生在有
5、性生殖器官内。花粉花粉卵细胞卵细胞花粉管花粉管精子精子曲精小管曲精小管位于位于阴囊阴囊内,左右各一。睾丸里有许多弯曲的内,左右各一。睾丸里有许多弯曲的曲细精管,内有大量的曲细精管,内有大量的精原细胞精原细胞。精原细胞的原。精原细胞的原始的雄性生殖细胞,每个精原细胞中的染色体数始的雄性生殖细胞,每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞相同。目都与体细胞相同。睾丸睾丸 精子精子是动物有性生殖过程中的雄性细胞,是动物有性生殖过程中的雄性细胞,异配生殖异配生殖中的雄中的雄配子配子;由精子器产生的单倍体生;由精子器产生的单倍体生殖细胞。殖细胞。精子(植物)精子(植物)精子(动物)精子(动物)当雄性动物成熟时
6、,睾丸里一部分精原细胞当雄性动物成熟时,睾丸里一部分精原细胞就开始进行减数分裂。就开始进行减数分裂。1.1.精子形成过程精子形成过程(1)(1)减数第一次分裂减数第一次分裂精原细胞精原细胞体积增大体积增大染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:2N2N间期间期I I精原细胞精原细胞染色体染色体复制复制初级精母细胞形成初级精母细胞形成染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:4N4N间期间期I I同源染色体同源染色体联会联会一对同源染色体一对同源染色体染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:4N4N前期前期I I同源染色体同源染色体排排列在赤道板上,
7、列在赤道板上,四分体四分体出现出现四分体(含四条染色单体)四分体(含四条染色单体)发发生生交交叉叉互互换换染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:4N4N前期前期I I同源染色体同源染色体 分离分离染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:4N4N中期中期I I同源染色体同源染色体形成两个形成两个次级精母细胞次级精母细胞染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:4N4N后期后期I I两个次级精母细胞两个次级精母细胞染色体染色体 数目减半数目减半形成两个次级精母细胞形成两个次级精母细胞染色体数染色体数:1N:1NDNADNA分子数:分子数:2N2N末期
8、末期I I(2)(2)减数第二次分裂减数第二次分裂次级精母细胞次级精母细胞染色体数染色体数:1N:1NDNADNA分子数:分子数:2N2N前期前期染色体的染色体的着着丝点丝点排列在赤排列在赤道板上道板上染色体数染色体数:1N:1NDNADNA分子数:分子数:2N2N中期中期次级精母细胞次级精母细胞着丝点着丝点分裂分裂,染色,染色体一分为二,姐妹染体一分为二,姐妹染色体向色体向两极两极移动移动染色体数染色体数:2N:2NDNADNA分子数:分子数:2N2N后期后期姐妹染色体姐妹染色体分裂结果形成分裂结果形成四个四个精子细胞精子细胞染色体数染色体数:1N:1NDNADNA分子数:分子数:1N1N末
9、期末期精子细胞精子细胞精子细胞变形精子细胞变形形成四个蝌蚪状形成四个蝌蚪状的的精子精子染色体数染色体数:1N:1NDNADNA分子数:分子数:1N1N精子精子精子形成过程图解精子形成过程图解精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞21次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子精原精原细胞细胞染色体复制染色体复制初级精母细胞初级精母细胞同原染色体分离同原染色体分离2N2N2N2N两个次级两个次级精母细胞精母细胞染色体单体分开染色体单体分开4 4个个精子细胞精子细胞变形变形4 4个个精子精子NNNNNN着丝点分裂着丝点分裂联会,联会,四分体四分体染色体减半染色体减半第一次分裂第一次分裂第二次分裂
10、第二次分裂注注意意2.联会:联会:同源染色体两同源染色体两两配对的现象。两配对的现象。1.同源染色体:同源染色体:配对的配对的两条染色体,形状和大小两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。方,一条来自母方。3.四分体:四分体:联会后的联会后的每对同源染色体含有每对同源染色体含有四条染色单体。四条染色单体。4.交叉互换:交叉互换:四分体四分体中的非姐妹单体之间经中的非姐妹单体之间经常发生缠绕,并交换一常发生缠绕,并交换一部分片段。部分片段。人人的的体细胞中有体细胞中有4646条染色体,条染色体,进行减数分裂过程中,能形成几个进行减数分裂过程中,能形成几
11、个四分体?四分体?1.染色体变化染色体变化第一次第一次减数减数第二次第二次减数减数2nnn染色体数染色体数染色单体数染色单体数时期时期2n2n4n4n减减减减间期间期前中后前中后前中前中 后后2n2n4n4nDNADNA含量含量2.DNA变化变化2n4nn2n第一次第一次减数减数第二次第二次减数减数间期间期减减减减间期间期前中后前中后前中前中 后后时期时期染色体数染色体数染色单体数染色单体数DNADNA含量含量染色体、染色体、DNADNA变化变化2n2n4n4n减减减减间期间期前中后前中后前中前中 后后时期时期2.2.卵细胞形成过程卵细胞形成过程其位置与睾丸相同,其位置与睾丸相同,仅左侧发育(
12、右侧已退化)仅左侧发育(右侧已退化),呈葡萄状,均为处于不,呈葡萄状,均为处于不同发育时期的卵泡,卵泡同发育时期的卵泡,卵泡呈黄色,卵巢表面密布血呈黄色,卵巢表面密布血管。卵巢的大小与年龄和管。卵巢的大小与年龄和产卵期有关。产卵期有关。卵巢:卵巢:子宫子宫卵细胞卵细胞(卵、卵子)是雌性生物的生殖细胞。(卵、卵子)是雌性生物的生殖细胞。动物和种子植物都会制做卵细胞。动物和种子植物都会制做卵细胞。卵细胞卵细胞在高等生物上,卵细在高等生物上,卵细胞是由胞是由卵巢卵巢所产生的。所所产生的。所有哺乳类在出生时,卵巢有哺乳类在出生时,卵巢内已经有未成熟的卵细胞内已经有未成熟的卵细胞存在,而且在出生后卵子存
13、在,而且在出生后卵子数目不会增加。数目不会增加。卵细胞的构造卵细胞的构造极体极体极极体体卵原卵原细胞细胞卵细胞卵细胞卵细胞形成图解卵细胞形成图解初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞1个极体个极体卵原细胞卵原细胞染色体复制染色体复制初级卵母细胞初级卵母细胞同源染色体分离同源染色体分离染色体减半染色体减半第一次分裂第一次分裂第二次分裂第二次分裂极体极体着丝点分裂着丝点分裂染色单体分开染色单体分开2个极体个极体次级卵母细胞次级卵母细胞着丝点分裂着丝点分裂染色单体分开染色单体分开1个卵细胞个卵细胞2N2NNNNN联会,四分体联会,四分体 经过减数第一次分裂,一个卵原细胞会分裂经过减数第一次
14、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。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。个极体退化消失,只剩一个卵细胞。为什么一个卵原细胞经过减数分为什么一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞?裂只形成一个卵细
15、胞?相同点:相同点:不同点:不同点:2.2.形成的数目不同形成的数目不同1 1个卵原细胞个卵原细胞(退化)(退化)卵细胞和精子形成过程的比较卵细胞和精子形成过程的比较4个精子细胞个精子细胞1 1个精原细胞个精原细胞1个卵细胞个卵细胞+3个极体个极体1.由不同的原始细胞形成由不同的原始细胞形成整个过程染色体的变化特点相同整个过程染色体的变化特点相同。注注意意初级卵母细胞经过减数第一次分初级卵母细胞经过减数第一次分裂,形成大小不同的两个细胞,大的裂,形成大小不同的两个细胞,大的叫次级卵母细胞,小的叫叫次级卵母细胞,小的叫极体极体。卵母细胞和极体都含有数目减卵母细胞和极体都含有数目减半的染色体。不久
16、,三个极体都退半的染色体。不久,三个极体都退化消失,结果是一个卵原细胞经过化消失,结果是一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个减数分裂,只形成一个卵细胞卵细胞。极极体体卵卵细细胞胞精(卵)原细胞精(卵)原细胞初级精(卵)母细胞初级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞次级精(卵)母细胞精(卵)母细胞(或极体)精(卵)母细胞(或极体)减数分裂图解减数分裂图解减数分裂中染色体的不正常分离可能情况减数分裂中染色体的不正常分离可能情况A.减数分裂减数分裂不分离不分离二倍体性母细胞二倍体性母细胞第一次减数分裂第一次减数分裂第二次减数分裂第二次减数分裂二倍体性母细胞二倍体性母细胞第一次减数分裂第一次减数分裂第二次
17、减数分裂第二次减数分裂不分离不分离B.减数分裂减数分裂不分离不分离 染色体出现异常,那么相应的遗传信息也发染色体出现异常,那么相应的遗传信息也发生了错误,就会导致出现严重疾病甚至死亡。生了错误,就会导致出现严重疾病甚至死亡。典型的有:典型的有:1.X1.X染色体缺失染色体缺失 特纳(特纳(TurnerTurner)综合征:)综合征:4545,X X染色体为染色体为4545个,只有个,只有1 1个个X X染色体。表型为女性,染色体。表型为女性,但性腺发育不全,第二性征发育延迟或发育不全。但性腺发育不全,第二性征发育延迟或发育不全。2.X2.X染色体过多染色体过多 4747,XXX 48XXX 4
18、8,XXXX 49XXXX 49,XXXXXXXXXX及它们与正常染色体组成的嵌合体。其表型多为女及它们与正常染色体组成的嵌合体。其表型多为女性,有的有性腺发育不全,也有无明显异常且有生性,有的有性腺发育不全,也有无明显异常且有生育能力。育能力。小练习小练习减数第一次减数第一次分裂后期分裂后期减数第二次减数第二次分裂后期分裂后期1.指出下述各图分别属于什么分裂的什么时期指出下述各图分别属于什么分裂的什么时期?卵(精)原细胞卵(精)原细胞四四分体时期分体时期次级卵(精)次级卵(精)母细胞母细胞第一次减数第一次减数分裂中期分裂中期第二次减数第二次减数分裂中期分裂中期(2 2)减数第二次分裂后期,染
19、色体数是()减数第二次分裂后期,染色体数是(),),减数第二次分裂末期染色体数是(减数第二次分裂末期染色体数是()。)。(1 1)减数第一次分裂后期,着丝点数是()减数第一次分裂后期,着丝点数是(),),染色单体数是(染色单体数是()。)。填空题:填空题:某生物的体细胞中有某生物的体细胞中有2424条染色体,分析:条染色体,分析:24481224有丝有丝分裂与减数分裂有什么区别?分裂与减数分裂有什么区别?植物有丝分裂植物有丝分裂末期末期前期前期中期中期后期后期间期间期哺乳动物减数分裂哺乳动物减数分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂分裂细胞类型分裂细胞类型体细胞体细胞原始生殖细胞原始生殖细胞细胞
20、分裂次数细胞分裂次数复制一次分裂复制一次分裂一次一次复制一次分裂二次复制一次分裂二次子细胞数目子细胞数目或或同源染色体行同源染色体行为为不联会、无四不联会、无四分体形成分体形成联会后形成四分体联会后形成四分体表表1 1有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂 染色体染色体数目变化数目变化n4n2nn4n2n2nn2nn2nn2nnDNADNA分子分子数变化数变化2n4n2n2n4n2n2n4n2nn2n4n2nn染色单体染色单体数目变化数目变化04n004n004n2n004n2n0可能发生可能发生的变异的变异基因突变和染色体变基因突变和染色体变异异基因突变、染色体变基因突变、染色体变异和基因重组异和
21、基因重组意义意义在个体发育中亲代细在个体发育中亲代细胞与子代细胞之间维胞与子代细胞之间维持遗传性状的稳定。持遗传性状的稳定。使上下代生物之间保使上下代生物之间保持染色体数目的恒定,持染色体数目的恒定,基因重组是生物进化基因重组是生物进化的主要原因。的主要原因。表表2 21.1.细胞分裂过程中均出现纺锤体。细胞分裂过程中均出现纺锤体。有丝有丝分裂与减数分裂有什么分裂与减数分裂有什么相同点相同点?2.2.染色体在细胞分裂过程中都只复制一次。染色体在细胞分裂过程中都只复制一次。读一读读一读魏斯曼魏斯曼魏斯曼于魏斯曼于1883年提年提出有名的出有名的“种质论种质论”。种质论主张生物体由质种质论主张生物
22、体由质上根本相异的两部分上根本相异的两部分种质和体质组成。种质和体质组成。魏斯曼认为生物体在一生中由于外界环境的影响或器魏斯曼认为生物体在一生中由于外界环境的影响或器官的用与不用所造成的变化只表现于体质上,而与种质无官的用与不用所造成的变化只表现于体质上,而与种质无关,所以后天获得性状不能遗传。种质只存在于核内染色关,所以后天获得性状不能遗传。种质只存在于核内染色质中。染色质是由存在于细胞核中的许多遗子集合而成的质中。染色质是由存在于细胞核中的许多遗子集合而成的遗子团。遗子团。他假设在有性生殖的多细胞生物里遗传单位的数目在卵他假设在有性生殖的多细胞生物里遗传单位的数目在卵细胞和精子或花粉,也就
23、是在生殖细胞的形成中是减半的。细胞和精子或花粉,也就是在生殖细胞的形成中是减半的。然后遗传单位原有的数目得以在受精过程中通过雄性和雌性然后遗传单位原有的数目得以在受精过程中通过雄性和雌性生殖细胞核的结合而恢复,于是产生了新的个体,这个个体生殖细胞核的结合而恢复,于是产生了新的个体,这个个体的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。的遗传物质一半来自父方,一半来自母方。实验实验一、目的要求一、目的要求通过观察装片,识别减数通过观察装片,识别减数分裂不同阶段的染色体的形态,分裂不同阶段的染色体的形态,位置和数目,加深对减数分裂位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。过程的理解。二、材料用具二、材料用具蝗
24、虫精母细胞减数分蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,显微镜。裂固定装片,显微镜。三、方法步骤三、方法步骤1.在低倍显微镜下观在低倍显微镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。识别初级精母固定装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞、次级精母细胞和精细胞。细胞。2.在低倍镜下找到减数第一次分裂中期、后在低倍镜下找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞,再在高期和减数第二次分裂中期、后期的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。3.根据观察的结果,尽可能多地绘制减数根据观察的结果,尽可能多地绘制减数分裂不同时
25、期的细胞简图。分裂不同时期的细胞简图。高倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂的几个时期示意图高倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂的几个时期示意图 A.A.精巢管顶端精巢管顶端 B.B.减数第一次分裂减数第一次分裂 C.C.减数第二次分裂减数第二次分裂 D.D.精子细胞精子细胞 E.E.精子精子 减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同分体形成、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。染色单体组成等现象。减数第二次分裂的中期,
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