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2.1


减数分裂和受精作用
第一节 减数分裂

有丝分裂 细胞分化
受精卵 个体

间期

前期

中期

后期

末期

动物细胞的有丝分裂

父亲 (46条) 母亲 (46条)

>精子
受精作用 有丝分裂

卵细胞

受精卵 个体 细胞分化(46条) (46条)

看视频,回答问题:
1. 这一过程是否属于有丝分裂?

2. 这一过程中染色体复制几次?细 胞分裂几次?
3. 在分裂前和分裂后,每个细胞中 染色体数目分别是多少?

一、减数分裂的概念
性质
细胞中染 色体数目 比原来减 少了一半 细胞连续分裂 两次,而染色 体只复制一次

特殊方式的 有丝分裂

结果

减数 分裂

发生 范围

有性生殖 的生物

发生 过程

发生 时间

形成生殖细 胞时

二、减数分裂过程
下面结合哺乳动物精子和卵细胞的形成, 介绍减数分裂的过程。

(一)精子的形成过程
1、形成场所: 精子在睾丸的曲细精管 中形成 精原细胞的自我增 殖是通过有丝分裂 在睾丸中形成的

精子的形成过程
精原细胞 初级精母细胞 第一次分裂 次级精母细胞 第二次分裂 精细胞 变形 精子

与体细胞的染色体的数目相同

细胞略微增大,染色体复制

精子的形成过程

精原细胞在睾丸中, 每一个精原细胞中的染 色体(成染色质状)数 都与体细胞的相同。 精原细胞

减数Ⅰ间期
细胞体积增大, 染色体复制一次

精原细胞

初级精母细胞

染色体复制:实质还是DNA的复制, 复制后出现染色单体,DNA数目加倍, 染色体数不变(类似有丝分裂间期)

减Ⅰ前期

初级精母 细胞

同源染色 体联会

初级精母 细胞

同源染色体:减数Ⅰ前期时,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。 判断:1)形态、大小一般相同(性染色体可能不同) 2)来源不同,一条来自父方,一条来自母方 (颜色不同来表示 ) 不满足这些条件的称非同源染色体

联会:同源染色体两两配对的现象叫做联会。 (示意图中同源染色体靠在一起的现象) 四分体:联会后的每对同源染色体含有四条姐 妹染色单体,叫做四分体。
A与B的关系? (同源染色体) A与C的关系? (非同源染色体) a与a'的关系? (姐妹染色单体)
(四分体) A和B合称什么?

a与b'的关系? (非姐妹染色单体)

四分体存在的前提下
(减Ⅰ前、中): 一个四分体

= 一对同源染色体
= 两条染色体 = 四条染色单体 = 4个DNA分子

交叉互换:四分体中的非姐妹染色单体之间相 对应的部位常常发生交叉互换一部分染色体。 交叉互换的结果: 连在同一着丝点的 两条染色单体上的DNA 分子发生了变化,储存 的遗传信息发生改变

讨论
a a,

b b

,

a

a

,

b b

,

减数第一次分裂时,同源染色体联会出 现四分体,四分体中的非姐妹染色单体 之间发生交叉互换,这对生物的遗传有 何重要意义?

可以产生不同类型的生殖细胞,增 加了生物的变异,增强了生物适应 环境的能力。

减Ⅰ前期

减Ⅰ中期

初级精母 细胞

同源染色 体联会

初级精母 细胞

四分体排 列在细胞 中央的赤 道板上

初级精母 细胞

减数Ⅰ后期 或 每对同源染色 体彼此分离, 移向两极 初级精母细 胞(后期) 初级精母细 胞(后期)

初级精母细 胞(中期)

减Ⅰ后期重要的染色体行为: 1、同源染色体分离并进入两个子细胞 2、非同源染色体自由组合,同源染色体 在分离过程中移向哪一级是随机的

当两组染色体移 到细胞两级时 在次级精母细胞中, 染色体的数目减半, DNA数目也减半。 细胞质均 匀分配

初级精母细胞

次级精母细胞

减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数 第一次分裂 减半的原因:由于同源染色体分离,并分别 进入两个子细胞

减数第一次分裂(减Ⅰ)
减数第一次分裂
2N

复制

染色体不复制,马上 进入减数第二次分裂
减Ⅱ没有间期或 间期很短

次级精母细胞

次级精母细胞 减Ⅱ前期,染色体散乱分布

减数Ⅱ中期

次级精母细胞

次级精母细胞

减Ⅱ中期:染色体的着丝点排列在细胞中央 的赤道板上,每条染色体含有两个染色单体。

减数Ⅱ后期

次级精母细胞 次级精母细胞

注意: 着丝点断裂后 形成的两条染 色体,虽然大 小形态一样但 是由间期复制 而来的,所以 不是同源染色 体

减Ⅱ后期:着丝点分裂,两个姐妹染色单体 分离成为两条染色体,分别移向两极。 染色体数目暂时加倍,DNA数目不变。

达到两级后细胞分 裂形成2个子细胞 细胞质均匀分配

次级精母细胞

精细胞

一个次级精母细胞经过减数第二次 分裂形成了两个精细胞。

减数第二次分裂(减Ⅱ)
减数第二次分裂

细胞质均 匀分配

减Ⅱ没 有间期

次级精母细胞

变形

精子

精细胞

精子

精细胞经过一系列复杂的变化形成精子。 呈蝌蚪状,头部有细胞核,尾很长,能够摆动, 尾的基部有线粒体,为尾的摆动提供能量。

精原细胞
复制

联会

四分体

初级精母细胞 有 丝 分 裂 细 胞 分 化

体细胞

精子

精细胞

次级精母细胞

一条染色体的独白:
我是可爱的染色体欢欢,终于要去 体验新的生活了,我心中充满了好奇, 未来是怎么样的我心里也没有底,一切 都是新的,还没有等到我细细品味这新 奇的生活,自己就发生了复制,增加了 自己的姐妹染色单体,我们关系非常的 要好,所以由一个着丝点联系在一起。

一条染色体的独白:
上天不薄,谁也没有料想到有更 大的惊喜在等着我。偶然间我找到了 和自己长相一模一样的一条染色体乐 乐(同源染色体),我非常的开心, 高兴的和这个新朋友聊了起来,越聊 越开心,于是我们越走越近,最后促 膝长谈起来(联会),并且互相交换 了礼物(交叉互换)。

一条染色体的独白:
时间一点一点的过去了,不知不 觉我们已经聊了很久,我们决定出去 走走,于是来到了赤道板上,我们分 别站在赤道板的两侧,悠闲的散步, 真的有种相见恨晚的感觉。 可是天下没有不散的宴席,最终 我们也只能依依不舍的移向了细胞的 两极 ,去寻找新的生活。

一条染色体的独白:
我和我的姐妹染色单体来到了一个 新的环境中,一切又是那么的新奇,探 寻的脚步并没有停止,我们走着走着就 来到了赤道板,我们想起了乐乐,往日 的情景又浮现在我们的眼前,但分别的 痛苦并没有动摇我们追寻理想的决心, 所以我们决定彼此分开来,去开创属于 我们自己的未来。

一条染色体的独白:
远方美好的前景吸引着我, 我 努力向前奋进,我相信未来一定是美 好的,我一定能到达成功的彼岸。
路途中留下了我长长的背影……

33

(二)卵细胞的形成过程

? 1.场所:卵巢 ? 卵巢中有原始的生殖细胞——卵原细胞, 卵原细胞通过减数分裂形成卵细胞。

卵细胞的形成过程
卵原细胞 复制 联会 四分体 同源染色 体分离

着丝点 分裂

第一极体

第二 极体

着丝点 分裂

卵细胞 次级卵母细胞

精原细胞

精子

卵原细胞

卵细胞

卵细胞和精子的形成过程的比较
1、相同点:与精子的形成过程基本相同,特别是
染色体变化规律完全相同。

2、主要区别:
(1)细胞名称变化有所不同 细胞名称总变化为: 性原 细胞 初级性 (减Ⅰ) 次级性 (减Ⅱ) 母细胞 母细胞

精子 (变形) 性细胞 精细胞 卵细胞

(2)精子形成多了一个变形阶段

(3)卵细胞的形成有两次不均等分裂 ①发生的细胞(时间): 减数第一次分裂和减数第二次分裂的分裂后期

注意:第一极体分裂为第二极体是均等分裂
②意义: 保证卵细胞具较多的营养物质,有利于受精卵 的早期发育

(4)产生的生殖细胞个数不同: 1个精原 细胞 1个初级 精母细胞 2个次级 精母细胞 4个 精细胞 1个 卵细胞

4个 精子

1个卵原 细胞

1个初级 卵母细胞

1个次级 卵母细胞

精原细胞与精细胞之比:1 : 4 即 卵原细胞与卵细胞之比:1 : 1

注意:极体是减数分裂产生的子细胞, 但不是生殖细胞

精子和卵细胞形成过程比较
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:即在间期染色体先复制, 在第一次分裂时同源染色体联会,形成四分体,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 睾丸 卵巢 细胞质不均等分裂

相同点

场所

分裂 细胞质均等分裂 不 方式 同 点 子细胞 1个精原细胞→ 个数 4个精子 是否 有变形过程 变形

1个卵原细胞→ 1个卵细胞+3个极体 无变形过程

1.减数分裂的过程中,细胞连续分裂____次, 而染色体只复制______次的细胞分裂方式。 2.下列细胞中,不含有同源染色体的是( ) A.有丝分裂中期的细胞 B.有丝分裂末期的细胞 C.初级精母细胞 D.次级精母细胞 3.生殖过程中,同源染色体的联会发生在( ) A.受精过程中 B.有丝分裂过程中 C.卵裂过程中 D.减数分裂过程中

4. 人的体细胞中有46条染色体,则人 的初级精母细胞中有四分体( ) A.23对 B.46个 C.23个 D.46对

5.母兔的卵巢中有5个卵原细胞,经过 减数分裂,形成的结果是( ) A. 20个卵细胞 B. 10个卵细胞和10个极体 C. 5个卵细胞和5个极体 D. 5个卵细胞和15个极体

6. 下图是某生物减数分裂形成精子过程中的一个细胞, 请回答: (1)该细胞的名称是___________,所处于的时期是 ___________。 (2)图中有染色体_______ 个,染色单体______个, DNA分子_______个,多脱氧核苷酸链_______条 (3)图中有同源染色体______对,分别是________; 非同源染色体_______对,分别是 __________________________。 (4)图中有姐妹染色单体_______对,分别是 _________________。

减数分裂过程中DNA、染色体的数量变化
减数分裂第二次分 减数分裂第一次分裂 裂 间期前期中期后期末期前期 中期 后期 末期 2n DNA 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n → 染色 4n 2N 2N 2N 2N N N N 2N 体 染色 0→ 4m 4m 4m 2m 2m 2m 0 单体 4m n N

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