高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 减数分裂图文课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》一 减数分裂图文课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了导入新课情境导入，精子形成的过程，初级精母细胞，次级精母细胞，概念辨析，染色单体，BCD，联会和四分体，试说出图中的四分体，染色体互换等内容，欢迎下载使用。

在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察,是遗传学上常用的实验材料。如图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别?
针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想?
与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼从理论上预测:在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目得以恢复正常。这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。魏斯曼预言的这个特殊的过程,实际上是一种特殊方式的有丝分裂,叫作减数分裂。
导入新课（科学史导入）
资料1 1883年,比利时的细胞学家贝内登观察到蛔虫配子中的染色体数目只有体细胞中的一半,而在受精过程中,受精卵从卵细胞和精子中获得相同数目的染色体,结果,生物在代代相传中保持比较恒定的染色体数目。
资料2 1887年,魏斯曼系统地总结了前人及自己实验室对极体的研究结果:虽然极体与卵细胞比起来,在大小上差别甚大,但实质上它们和卵细胞一样,是卵母细胞分裂的结果。卵母细胞成熟形成极体的意义,就在于使卵细胞中的染色体数目减半。同时魏斯曼推论,在精子形成的过程中存在着同样的过程,这是关于减数分裂最早的预言。魏斯曼预言:①在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半。②受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目得以恢复正常。
导入新课（假说—演绎法导入）
有丝分裂的意义:亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
假说：进行有性生殖的生物以有丝分裂的形式产生精子和卵细胞。
推理：如果人类以有丝分裂的形式产生精子和卵细胞,那么下一代的染色体数目为92,与事实不符,假说不成立。
结论：精子和卵细胞的形成不能通过有丝分裂的方式。
德国动物学家魏斯曼预测在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。魏斯曼预言的这个特殊的过程，实际上是一种特殊方式的有丝分裂，叫作减数分裂。
环节一：精子的形成过程（思路一）
1.人和其他哺乳动物的精子形成的具体场所是哪里?2.一个成年健康男子,每天大约可产生2亿个精子,也就是说,每天有很多个精原细胞进行减数分裂,那必然每天也有很多个精原细胞产生。精原细胞的增殖方式是什么?
提示:睾丸。睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管,曲细精管中有大量的精原细胞。精原细胞是原始的雄性生殖细胞。
提示:精原细胞通过有丝分裂进行增殖。
3.精原细胞与体细胞的染色体数目相同吗?4.减数分裂发生在生命的什么时期?
提示:每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
提示:当雄性动物性成熟时,睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。
根据你对细胞有丝分裂的认知,你认为减数分裂前是否存在间期?
提示:减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,减数分裂前也存在间期。在间期,精原细胞完成染色体的复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成),复制后的每条染色体都含有2条姐妹染色单体,由一个着丝粒连接;完成中心体的复制;体积稍稍增大,成为初级精母细胞。
观察教材中的哺乳动物精子的形成过程示意图,阅读教材相关内容,列表总结减数分裂各时期细胞形态结构和染色体行为、数目的变化。
①同源染色体配对——联会,形成四分体②同源染色体的非姐妹染色单体发生互换③核膜消失,核仁解体,纺锤体出现
①各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧②每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上
①配对的两条同源染色体彼此分离,在纺锤丝的牵引下,分别移向细胞的两极②每条染色体仍含有两条染色单体
①染色体解螺旋逐渐变为染色质②核膜、核仁重新出现③一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞④次级精母细胞中染色体数目减半
核膜解体、核仁消失,纺锤体再次出现
在纺锤丝的牵引下,染色体的着丝粒排列在赤道板的位置上
①两条姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别移向细胞的两极②染色体数目暂时加倍
①两个次级精母细胞分裂成四个精细胞②每个精细胞中都含有数目减半的染色体
阅读教材相关内容,初步了解同源染色体、联会、四分体、染色体互换等概念。
图甲为精原细胞,图乙是初级精母细胞,图甲在减数分裂前的间期经过复制形成图乙。
1.同源染色体与非同源染色体
同源染色体是指在减数分裂过程中进行配对的两条染色体,它们的形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方。非同源染色体是指在减数分裂过程中不进行配对的染色体,它们的形状和大小一般不同。
观看图乙,试说出图中的同源染色体和非同源染色体。
提示:图中A与B、C与D为同源染色体，A与C、A与D、B与C、B与D为非同源染色体。
染色体数等于着丝粒数,有几个着丝粒就有几条染色体。试用字母表示细胞中的染色体。
染色单体是指在染色体复制之后、着丝粒分裂之前,同一着丝粒上连着的两条相同的单体。试说出图甲和图乙中的染色单体。
图甲中没有染色单体。图乙中a与a'为姐妹染色单体,b与b'为姐妹染色单体,c与c'为姐妹染色单体,d与d'为姐妹染色单体。
非姐妹染色单体是指不同着丝粒上的两条染色单体。试说出图乙中的非姐妹染色单体。
a与b、b'属于同源染色体上的非姐妹染色单体,a与c、c'、d、d'为非同源染色体上的非姐妹染色单体。
3.染色体、染色单体和DNA的数目
观察图片,小组讨论,试分析图甲和图乙中染色体、染色单体、DNA的数目分别是多少。
图甲中,染色体、染色单体、DNA的数目分别是4、0、4。图乙中,染色体、染色单体、DNA的数目分别是4、8、8。
(1)联会:在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体:同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
图甲中没有四分体,图乙中A与B、C与D为四分体。
试总结上述概念之间的数量关系。
提示:1个四分体→1对同源染色体→2条染色体→4条染色单体→4个DNA分子。
(1)概念:减数分裂Ⅰ前期,四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段的现象。
(2)时期:减数分裂Ⅰ前期。(3)范围:四分体中的非姐妹染色单体之间。(4)结果:姐妹染色单体出现不同。(5)意义:进一步丰富了配子的类型,增强了有性生殖生物的变异性。
三、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的区别
列表分析减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的区别。
对精子的形成过程汇总:
口诀:减一分同源,减二分姐妹。
环节一：精子的形成过程（思路二）
高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的,睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管,曲细精管中有大量精原细胞。
精原细胞是原始的雄性生殖细胞,通过有丝分裂进行增殖,每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
与有丝分裂一样,减数分裂前也有一个间期, 减数分裂前的间期不属于减数分裂的过程。
1.同源染色体:指减数分裂过程中两两配对的染色体。
(1)同源染色体的形状、大小一般都相同,即着丝粒所处的位置和染色体臂的长短一般都相同。用“一般”来描述,表明存在特例,如X染色体和Y染色体。(2)对于有性生殖产生的个体,细胞中的同源染色体一条来自父方、一条来自母方。(3)在减数分裂Ⅰ前期,能两两配对(联会)。
2.姐妹染色单体:指一条染色体上的两条染色单体,即由一个着丝粒连接的两条染色单体,两条姐妹染色单体在形状、大小上都相同。3.四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体。
同源染色体、姐妹染色单体、四分体之间的关系:
(1)1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条姐妹染色单体。(2)四分体数=同源染色体对数。
如图表示细胞分裂某时期的图像(图中A、B、C、D表示染色体，a、a'、b、b'、c、c'、d、d'表示染色单体)。据图回答问题。
(1)图示染色体中哪些是同源染色体? 哪些是非同源染色体?
提示: A和B是一对同源染色体，C和D是另一对同源染色体。属于非同源染色体的有:A和C，A和D，B和C，B和D。
(2)四分体、染色体、染色单体和DNA分子之间的数量关系是怎样的? 乙图中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)?
提示:1个四分体=2条染色体=4条染色单体，含有4个DNA分子。乙图中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。
(3)甲图中有染色单体吗? 乙图中的a、a'是什么关系? a、b是什么关系? a、c是什么关系?
提示:甲图中没有染色单体。乙图中的a、a′是姐妹染色单体；a、b是同源染色体中的非姐妹染色单体；a、c是非同源染色体的非姐妹染色单体。
以精子的形成为例,构建减数分裂Ⅰ模型。
具体要求:阅读教材相关内容,以含有两对同源染色体的精原细胞为例,用两种颜色的笔模拟画出间期和减数分裂Ⅰ过程中染色体的行为变化,并进行解读。
(1)减数分裂前的间期:DNA复制和相关蛋白质合成,细胞体积增大,中心体复制。
前期Ⅰ:同源染色体联会形成四分体；同源染色体的非姐妹染色单体之间的相应片段可发生互换。
中期Ⅰ:联会的同源染色体排列在赤道板两侧。
后期Ⅰ:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞的两极。
末期Ⅰ:细胞质分裂,形成2个次级精母细胞;细胞中的染色体数目减半。
以精子的形成为例,构建减数分裂Ⅱ模型。
具体要求:阅读教材相关内容,以含有两对同源染色体的精原细胞为例,模拟画出减数分裂Ⅱ过程中染色体的行为变化,并写出每个时期的特征。
前期Ⅱ:每个细胞中无同源染色体,非同源染色体散乱排布,每条染色体含有两条染色单体。
中期Ⅱ:非同源染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。
后期Ⅱ:着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下,分别移向两极。此时,染色体数目暂时加倍。
末期Ⅱ:每个次级精母细胞形成两个精细胞,染色体数目是体细胞染色体数目的一半。
精细胞变形,形成蝌蚪状的精子。精子分头部和尾部,头部含有细胞核,尾长,能够摆动。
思考:在精细胞变形为精子的过程中,精子的头部几乎只保留了细胞核,部分细胞质变成了精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部。怎样解释这一现象?
提示:精子和卵细胞结合时,头部先进入卵细胞内,精子的头部几乎只保留了细胞核,这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞;部分细胞质变成了精子的颈部和尾部,使精子具备游动能力;大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量;全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部,可以更好地在受精过程中提供能量。精子变形过程中的以上变化都为受精作用提供了保证,是进化的结果。
环节二：减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的比较
1.以精子的形成为例，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ过程的比较(假设体细胞内染色体数为2N)
回顾精子形成的过程，列表比较减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ的异同点。
2.减数分裂过程中细胞分裂图像的鉴别
环节三：减数分裂过程中相关数量变化
根据染色体、染色单体、DNA三者之间的关系，分析减数分裂前的间期及减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA数量的变化。
(1)染色体数目变化及原因
(2)染色单体数目变化及原因
(3)DNA数目变化及原因
在明确三种物质数量变化的原因后，整理、修订你的数据，绘制曲线，构建减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA数量的变化模型。
1.下列关于减数分裂的叙述,正确的是 ( )①减数分裂包括两次连续的分裂 ②在次级精母细胞中存在同源染色体 ③着丝粒在减数分裂Ⅰ后期一分为二 ④减数分裂的结果是染色体数目减半,DNA 数目不变 ⑤同源染色体分离,导致染色体数目减半 ⑥配对后染色体复制,形成四分体 ⑦染色体数目减半发生在减数分裂Ⅱ的末期A.①②③ B.④⑤⑥ C.①⑤ D.⑥⑦
2.下图是某种生物的精细胞，根据图中染色体类型和数目判断，来自同一个次级精母细胞的是 ( )A.①③ B.②⑤ C.③④ D.①④
3.如图为某雄性动物的某种细胞分裂时，染色体、染色单体和核DNA分子在四个不同阶段(甲、乙、丙、丁)的数量关系，下列描述对图中信息的解释正确的是 ( )A.该细胞正处于有丝分裂过程中B.丙阶段的细胞为次级精母细胞C.甲~丁中染色体的数量比是 2∶2∶2∶1D.乙阶段染色单体数为4n 是因为着丝粒分裂