參賽生物減數(shù)分裂和受精作用

參賽生物減數(shù)分裂和受精作用第1頁/共35頁④結(jié)果：成熟生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。⑤發(fā)生場所：生物的有性生殖器官內(nèi)，如動物的睪丸、卵巢；第2頁/共35頁二、精子的形成過程（以哺乳動物為例）1.形成場所：人和其他哺乳動物的睪丸。睪丸里有許多彎彎曲曲的曲細(xì)精管，內(nèi)含大量的原始生殖細(xì)胞，叫做精原細(xì)胞。①精原細(xì)胞是原始的雄性生殖細(xì)胞，來源于體細(xì)胞的有絲分裂。即：精原細(xì)胞精原細(xì)胞有絲分裂②每個精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞的相同。第3頁/共35頁2.過程：㈠減數(shù)第一次分裂間期：精原細(xì)胞的體積增大，染色體復(fù)制，成為初級精母細(xì)胞。復(fù)制后的每條染色體都由兩條姐妹染色單體構(gòu)成，這兩條姐妹染色單體由同一個著絲點連接。第4頁/共35頁減I前期：同源染色體兩兩配對，即聯(lián)會，出現(xiàn)四分體。同源染色體：減數(shù)分裂中配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方。Ⅰ、形態(tài)、大?。阂话愣枷嗤?，如圖中1和2，3和4。1234Ⅱ、來源：一條來自父方，一條來自母方。一般用不同的顏色來表示。Ⅲ、識別：出現(xiàn)配對行為的染色體一定是同源染色體。特例：X、Y染色體，雖然其形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)互不相同，但是其起源相同，因此也屬于同源染色體。第5頁/共35頁①形狀和大小不相同也可以是同源染色體，如ＸＹ兩條染色體和ＺＷ兩條染色體?！⒁猓孩谛螤詈痛笮∠嗤灿胁皇峭慈旧w?！缃忝萌旧珕误w分開而形成的兩條染色體。第6頁/共35頁非同源染色體：大小、形態(tài)不相同，且在減數(shù)分裂過程中不配對的染色體。如圖中的1和3,1和4,2和3,2和4。1234姐妹染色單體：同一著絲點連著的兩條染色單體。如圖中的a和a′，b和b′，c和c′，d和d′。非姐妹染色單體：不同著絲點連著的兩條染色單體。如圖中的a和b，a和b′。聯(lián)會：減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。第7頁/共35頁1234四分體:聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。右圖中有兩個四分體，其中1和2組成1個四分體，3和4組成1個四分體。⑴出現(xiàn)時期：減數(shù)第一次分裂的前期。⑵四分體經(jīng)常會發(fā)生的現(xiàn)象：交叉互換：即四分體中同源染色體的非姐妹染色單體間經(jīng)常發(fā)生纏繞,并交換一部分片段的現(xiàn)象。第8頁/共35頁減數(shù)第一次分裂的前期。交叉互換的時期：概念之間的數(shù)量關(guān)系：1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。第9頁/共35頁減I中期：各對同源染色體排列在赤道板上，每條染色體的著絲點都附著在紡錘絲上。想一想，減數(shù)第一次分裂中期跟有絲分裂中期有何不同？能畫出有絲分裂中期的圖像嗎？第10頁/共35頁減I后期：在紡錘絲的牽引下，配對的兩條同源染色體彼此分離，分別向細(xì)胞的兩極移動，細(xì)胞的每個極只得到各對同源染色體中的一條。同源染色體分開，非同源染色體自由組合!想一想，減數(shù)第一次分裂后期跟有絲分裂后期有何不同？能畫出有絲分裂后期的圖像嗎？第11頁/共35頁減I末期：在兩組染色體到達(dá)細(xì)胞兩極的時候，一個初級精母細(xì)胞分裂成了兩個次級精母細(xì)胞。結(jié)果：次級精母細(xì)胞中只得到初級精母細(xì)胞中染色體總數(shù)的一半。第12頁/共35頁與有絲分裂過程基本相同㈡減數(shù)第二次分裂：減II末期：一個次級精母細(xì)胞形成兩個精細(xì)胞。減II前期：染色體散亂排列在細(xì)胞中。減II間期：通常沒有或時間很短，染色體不再復(fù)制。減II中期：每條染色體的著絲點排列在赤道板上。減II后期：每條染色體的著絲點分裂，兩條姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別向細(xì)胞的兩極移動。第13頁/共35頁變形：精細(xì)胞要經(jīng)過復(fù)雜的變形才成為精子。精子呈蝌蚪狀，頭部含有細(xì)胞核，尾長，能夠擺動。精子精細(xì)胞變形不

屬

于

減

數(shù)

分

裂

的

過

程第14頁/共35頁精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞精子變形間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂精原細(xì)胞有絲分裂有絲分裂染色體復(fù)制同源染色體分離聯(lián)會、四分體姐妹染色單體分開著絲點分裂變形總結(jié)：精子的形成過程2NN2N2NNN第15頁/共35頁減數(shù)第二次分裂間期02N4N1N3N減數(shù)第一次分裂減數(shù)分裂過程中，一個細(xì)胞中染色體數(shù)、DNA分子數(shù)的變化曲線DNA分子數(shù)染色體數(shù)第16頁/共35頁有絲分裂與減數(shù)分裂圖像的識別有絲分裂減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂前期(1)有絲分裂與減數(shù)分裂主要分裂時期的細(xì)胞圖像（以二倍體生物為例）①與②的主要區(qū)別在于同源染色體的排列方式不同；①與③、②與③的主要區(qū)別在于有無同源染色體。第17頁/共35頁有絲分裂減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂中期后期①與②的主要區(qū)別在于同源染色體的行為特點不同；①與③、②與③的主要區(qū)別在于有無同源染色體。①與②比較：①中染色單體分離，②中同源染色體分離；①與③比較：①中有同源染色體，③中無同源染色體。第18頁/共35頁(2)有絲分裂與減數(shù)分裂圖像的辨析“三看識別法”（以二倍體生物為例）第三：看細(xì)胞中同源染色體的行為。若出現(xiàn)聯(lián)會、四分體、著絲點位于赤道板兩側(cè)、同源染色體分離等現(xiàn)象，一定是減數(shù)第一次分裂；若無上述同源染色體的特殊行為，則為有絲分裂。第一：看細(xì)胞中染色體的數(shù)目。若染色體數(shù)目為奇數(shù)，一定是減數(shù)第二次分裂，且細(xì)胞中一定無同源染色體存在；若染色體數(shù)為偶數(shù)，則進(jìn)行第二看。第二：看細(xì)胞中有無同源染色體。若無同源染色體，一定是減數(shù)第二次分裂；若有同源染色體存在，則進(jìn)行第三看。第19頁/共35頁三、卵細(xì)胞的形成過程1.形成場所：人和其他哺乳動物的卵細(xì)胞是在卵巢中形成的。卵巢位于腹腔內(nèi)，內(nèi)部有許多發(fā)育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一個細(xì)胞就是卵細(xì)胞。卵細(xì)胞電鏡照片第20頁/共35頁2.過程：卵細(xì)胞第一極體次級卵母細(xì)胞第二極體卵原細(xì)胞復(fù)制聯(lián)會同源染色體分離著絲點分裂著絲點分裂初級卵母細(xì)胞第21頁/共35頁精子卵細(xì)胞部位動物睪丸，植物花藥動物卵巢，植物胚囊減數(shù)第一次分裂1個精原細(xì)胞1個初級精母細(xì)胞2個次級精母細(xì)胞（等大）3.精子與卵細(xì)胞的形成比較減數(shù)第二次分裂2個次級精母細(xì)胞

4個精細(xì)胞第22頁/共35頁精子卵細(xì)胞是否變形

4個精細(xì)胞

4個精子不需變形細(xì)胞質(zhì)的分裂分配情況兩次分裂都均等只有減數(shù)第二次分裂中第一極體分裂均等，其他分裂皆不均等分裂結(jié)果1個精原細(xì)胞

4個精子（生殖細(xì)胞）

1個卵原細(xì)胞

1個卵細(xì)胞+3個極體（生殖細(xì)胞）（退化消失）第23頁/共35頁精子卵細(xì)胞相同點(1)染色體的行為和數(shù)目變化的過程是一樣的，表現(xiàn)在：①染色體都是在減Ⅰ的間期復(fù)制；②減Ⅰ都是同源染色體聯(lián)會、均分；③減Ⅱ都是著絲點分裂，姐妹染色單體分開(2)產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目都是4個，且細(xì)胞中染色體數(shù)目減半第24頁/共35頁4.精子與卵細(xì)胞形成的過程中有關(guān)細(xì)胞的鑒別判斷方法：初級卵母細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞次級精母細(xì)胞或極體第25頁/共35頁一.配子中染色體組合的多樣性（不考慮交叉互換）1．含一對同源染色體的精（卵）原細(xì)胞（圖1）形成的配子精（卵）原細(xì)胞個數(shù)配子個數(shù)配子種類1個精原細(xì)胞1個卵原細(xì)胞m個精原細(xì)胞m個卵原細(xì)胞4m41m2種：A和a1種：A或a2種：A和a2種：A和a二、受精作用第26頁/共35頁2．含兩對同源染色體的精（卵）原細(xì)胞（圖2）形成的配子精（卵）原細(xì)胞個數(shù)配子個數(shù)配子種類1個精原細(xì)胞1個卵原細(xì)胞m個精原細(xì)胞m個卵原細(xì)胞4m41m2種:AB和ab或Ab和aB

1種:AB或Ab或aB或ab

4種：AB和Ab和aB和ab4種：AB和Ab和aB和ab3．含n對同源染色體的精（卵）原細(xì)胞（圖3）形成的配子精（卵）原細(xì)胞個數(shù)配子個數(shù)配子種類1個精原細(xì)胞1個卵原細(xì)胞m個精原細(xì)胞m個卵原細(xì)胞4m41m2種(多種情況)1種(多種情況)2n2n第27頁/共35頁①對于一個含有n對同源染色體的精原細(xì)胞而言，可能產(chǎn)生的精子種類為2n

種，而實際上只能產(chǎn)生其中的兩種。特別提醒：③若考慮交叉互換，會增加配子的種類，如一個含n對同源染色體的生物產(chǎn)生配子種類會大于2n種。②對于一個含有n對同源染色體的卵原細(xì)胞而言，可能產(chǎn)生的卵細(xì)胞種類也為2n種，但實際上只能產(chǎn)生其中的一種。第28頁/共35頁二.受精作用1.概念：精子和卵細(xì)胞相互識別、融合成為受精卵的過程。2.過程：精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面→卵細(xì)胞的細(xì)胞膜會發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子再進(jìn)入→精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合→二者的染色體會合在一起。3.結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細(xì)胞（母方）。第29頁/共35頁4.意義：①對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。減數(shù)分裂使生殖細(xì)胞（配子）中染色體數(shù)目比原來減少一半，而受精作用使受精卵染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的染色體數(shù)目。第30頁/共35頁②同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，這種多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。⑵受精過程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合具有隨機(jī)性。原因：⑴減數(shù)分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異。第31頁/共35頁5.細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：(1)細(xì)胞膜的識別功能——同種生物的兩性生殖細(xì)胞才能融合。(2)生物膜的流動性——使兩性生殖細(xì)胞融合為一個受精卵。(3)實質(zhì)：精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞