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第一節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用
第一章 遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)
第1課時(shí)
積極思維
體細(xì)胞
配子
事實(shí)：
1.19世紀(jì)末，發(fā)現(xiàn)蛔蟲的受精卵、體細(xì)胞都含有四條染色體，而它們的配子只含有兩條染色體。
2.許多生物也和這種蛔蟲一樣，配子的染色體數(shù)量是體細(xì)胞的一半。
思考：
1.分析：蛔蟲體細(xì)胞和配子的染色體數(shù)量存在什么比例關(guān)系？
2.推理：嘗試用繪圖的形式，推理一個(gè)蛔蟲的體細(xì)胞轉(zhuǎn)變成染色體數(shù)量減半的配子的可能過程。
生殖細(xì)胞中染色體數(shù)量與體細(xì)胞中的一樣嗎？
知識(shí)回顧：有絲分裂
細(xì)胞有絲分裂的重要意義：是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制一次（關(guān)鍵是DNA的復(fù)制）之后，細(xì)胞分裂一次，精確的平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。遺傳物質(zhì)DNA在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性
間期
前期
中期
后期
末期
子細(xì)胞
受精卵
92
46
父
母
46
受精
新個(gè)體
92
（有絲分裂）
卵細(xì)胞
精子
46
46
×
思考：精子與卵細(xì)胞形成會(huì)不會(huì)是有絲分裂呢？
子代個(gè)體
精子
雄性生殖細(xì)胞
卵細(xì)胞
雌性生殖細(xì)胞
46條
46條
46條
46條
受精卵
父親
母親
細(xì)胞分裂
細(xì)胞分化
？
？
23條
23條
？
？
精子與卵細(xì)胞的分裂不是有絲分裂，而是染色體數(shù)目減半的分裂
減數(shù)分裂：
在減數(shù)分裂過程中，染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，以及中心體、紡錘體、核仁、核膜等也像在有絲分裂過程中一樣，發(fā)生規(guī)律性的變化。所以，減數(shù)分裂可以看做是一種特殊的有絲分裂。
減數(shù)分裂產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞
減數(shù)分裂產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞
減數(shù)分裂的意義
子代既能有效地獲得父母雙方的遺傳物質(zhì)，確保遺傳的穩(wěn)定性，又能保持遺傳的多樣性，增強(qiáng)子代適應(yīng)環(huán)境變化的能力。如果在有性生殖過程中沒有減數(shù)分裂，那么，生殖細(xì)胞的染色體數(shù)量將不能減半，經(jīng)過受精作用，受精卵的染色體數(shù)量必將倍增，細(xì)胞體積也會(huì)相應(yīng)增加······如此代代相傳，生命活動(dòng)將無法正常進(jìn)行。因此，減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)，也是生物遺傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要保證。
減數(shù)分裂前間期（精原細(xì)胞）
體積增大
染色體復(fù)制
精原細(xì)胞
初級精母細(xì)胞
間期的精原細(xì)胞經(jīng)過生長發(fā)育，體積增大，細(xì)胞核中染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成)后，發(fā)育成為初級精母細(xì)胞。完成染色體復(fù)制的初級精母細(xì)胞中，每條染色體都含有兩條姐妹染色單體，它們呈染色質(zhì)狀，由一個(gè)著絲粒連接。
染色體
染色質(zhì)
蛋白質(zhì)
DNA
同源染色體
同源染色體是指分別來自父方、母方的一對染色體，它們的形態(tài)、大小和著絲粒位置一般都相同。
同源染色體
姐妹染色單體
非姐妹染色單體
同源染色體判斷標(biāo)準(zhǔn)：
標(biāo)準(zhǔn)：減數(shù)分裂中能配對的兩條染色體
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
前 期Ⅰ
①同源染色體配對（聯(lián)會(huì)）形成四分體
②四分體中的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換
聯(lián)會(huì)及四分體（減數(shù)分裂的標(biāo)志）
在減數(shù)分裂的過程中，同源染色體兩兩配對,稱為聯(lián)會(huì)。
同源染色體
姐妹染色單體
非姐妹染色單體
聯(lián)會(huì)后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體（結(jié)構(gòu))。
同源染色體
非同源染色體
1個(gè)四分體=______條染色體=_______對同源染色=_________條染色單體=___________個(gè)DNA分子。
2
1
4
4
前 期Ⅰ
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
前 期
交叉互換
聯(lián)會(huì)時(shí)，同源染色體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生對等片段的交換，這時(shí)通過顯微鏡可以觀察到這種交換后的交叉現(xiàn)象。
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
中 期Ⅰ
同源染色體成對排列在赤道面的位置上，每條染色體的著絲點(diǎn)分別與紡錘絲相連。
赤道齊
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
后 期Ⅰ
同源染色體分離，在紡錘絲的作用下，分別移向細(xì)胞兩極；此時(shí)每條染色體仍然含有兩條姐妹染色單體。
均兩極
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
染色體解螺旋，逐漸變?yōu)槿旧|(zhì)，核膜、核仁重新出現(xiàn)，細(xì)胞縊裂，一個(gè)初級精母細(xì)胞分裂成兩個(gè)次級精母細(xì)胞。次級精母細(xì)胞中染色體數(shù)量只有初級精母細(xì)胞中的一半。
末 期Ⅰ
細(xì)胞中無同源染色體，染色體數(shù)目減半。
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
前期
末期
后期
中期
在這次分裂過程中，由于同源染色體分離，并分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使得每個(gè)次級精母細(xì)胞只得到初級精母細(xì)胞中染色體總數(shù)的一半。因此，減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂。
減數(shù)第一次分裂（初級精母細(xì)胞）
有些生物在減數(shù)第一次分裂后直接進(jìn)行減數(shù)第二次分裂；有些生物在減數(shù)第一次分裂后會(huì)經(jīng)歷短暫的間期(沒有發(fā)生 DNA 復(fù)制)，再進(jìn)行減數(shù)第二次分裂。
前期
末期
后期
中期
減數(shù)分裂II
精細(xì)胞
精子
變形
減數(shù)第二次分裂（初級精母細(xì)胞）
前 期Ⅱ
染色質(zhì)再次螺旋化變成染色體，核膜解體，核仁逐漸消失，紡錘體再次出現(xiàn)。
非同源染色體散亂排布
減數(shù)第二次分裂（初級精母細(xì)胞）
中 期Ⅱ
在紡錘絲的作用下，染色體的著絲粒再次排列在赤道面的位置上。
赤道齊
減數(shù)第二次分裂（初級精母細(xì)胞）
后 期Ⅱ
均兩極
兩條姐妹染色單體分離，在紡錘絲的牽引下，分別移向細(xì)胞兩極。
減數(shù)第二次分裂（初級精母細(xì)胞）
末 期Ⅱ
細(xì)胞縊裂，兩個(gè)次級精母細(xì)胞最終分裂成四個(gè)精細(xì)胞。精細(xì)胞中染色體數(shù)量為體細(xì)胞的一半。
減數(shù)第二次分裂（初級精母細(xì)胞）
減數(shù)分裂后，精細(xì)胞要經(jīng)過復(fù)雜的變形才能成為精子。
精子呈蝌蚪狀，分頭部和尾部，頭部含有細(xì)胞核，尾長能夠擺動(dòng)。
拓展知識(shí)：變形
與有絲分裂過程不同，減數(shù)分裂只發(fā)生在有性生殖細(xì)胞形成過程中的某個(gè)階段；減數(shù)分裂前染色體只復(fù)制一次，減數(shù)分裂時(shí)細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，產(chǎn)生四個(gè)子代細(xì)胞，結(jié)果子代細(xì)胞中染色體數(shù)量為原先的一半；減數(shù)分裂過程中會(huì)出現(xiàn)同源染色體配對(聯(lián)會(huì))，而同源染色體非姐妹染色單體之間還會(huì)發(fā)生交換和重組。
精子形成過程動(dòng)畫視頻
課堂小結(jié)
課堂小結(jié)
隨堂練習(xí)
1.下列關(guān)于同源染色體的敘述，正確的是( )
A.同源染色體是一條染色體經(jīng)復(fù)制后形成的兩條染色體
B.同源染色體是形狀和大小必定相同的兩條染色體
C.同源染色體是減數(shù)分裂I時(shí)向兩極移動(dòng)的兩條染色體
D.同源染色體是在減數(shù)分裂中可形成四分體的兩條染色體
D
隨堂練習(xí)
2.成都大熊貓繁育基地是全球最大的圈養(yǎng)大熊貓人工繁殖基地，科研人員在觀察大熊貓的細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)其體細(xì)胞中有21對染色體。下列現(xiàn)象不確定該細(xì)胞發(fā)生減數(shù)分裂的是( )
A. 同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體
B. 細(xì)胞中有21條染色體，1個(gè)染色體組
C. 同源染色體分離，分別移向細(xì)胞的兩極
D. 姐妹染色單體分開，分別移向細(xì)胞兩極
D
隨堂練習(xí)
3.下列有關(guān)某生物體各細(xì)胞分裂示意圖的敘述，正確的是(　　)
A.圖①處于減數(shù)第一次分裂中期,細(xì)胞內(nèi)有2對姐妹染色單體
B.圖②處于減數(shù)第二次分裂后期,細(xì)胞內(nèi)有4條姐妹染色單體
C.圖③處于減數(shù)第二次分裂中期,該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)目為8條
D.四幅圖可排序?yàn)棰佗邰冖?出現(xiàn)在該動(dòng)物體精子的形成過程中
D
隨堂練習(xí)
4.若圖O表示某精子,下列敘述不正確的是(　　)
A.A細(xì)胞內(nèi)含有4條染色體和兩個(gè)四分體
B.C細(xì)胞含有4個(gè)DNA分子和兩對同源染色體
C.D細(xì)胞可以是極體或次級精母細(xì)胞,其中含有4條染色單體
D.圖中B細(xì)胞不屬于該精子形成的過程
B
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