高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一 减数分裂说课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一 减数分裂说课课件ppt，共56页。PPT课件主要包含了有性生殖器官内，初级精母细胞，染色质丝，四分体，同源染色体，自由组合，②减数分裂Ⅱ，不再复制，散乱地，赤道板等内容，欢迎下载使用。

对细胞分裂的深入研究和观察是研究的起始，但观察什么呢？章题图的人体细胞染色体显微照片透露出一些信息：图中展现了人体细胞完整的46条染色体。细心的同学还能发现，依据形态和大小可将这些染色体配成23对，这就表明，要观察细胞分裂中染色体数目和行为的变化。本章第1节《减数分裂和受精作用》就是沿着这个思路展开的。章首页的小诗除了给予我们美的熏陶，还揭示了科学探究的要点和艰辛的历程：科学探究要提出问题——如“基因在哪里？”；要有科学方法——如“观察和实验”；要有探索求真的科学精神——如“怀疑、争论”；要有严谨的科学思维——如“推理”；要付出艰苦的努力——如“悠悠百年，寻寻觅觅”。 章首页恰到好处地激发了我们学习的兴趣，概括了本章学习的内容，提示了科学探究的要点。章首页与本章内容有机融合，是本章学习的起始。
理清本章架构初识概念体系·具备系统思维
第1节　减数分裂和受精作用第1课时　减数分裂
2．染色体的变化(1)减数分裂前的间期:一部分精原细胞的体积增大，染色体 ，成为 ，此时的染色体呈 的状态。
(2)减数分裂过程:①减数分裂Ⅰ。
(3)同源染色体、联会与四分体的概念：②联会：___________两两配对的现象。③四分体：联会后的每对同源染色体含有__条染色单体。
二、卵细胞的形成1．场所：_____。2．过程：
【教材微点发掘】1．下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图，请分析回答：(1)图中A、C、G分别表示什么细胞？提示：初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞。(2)和有丝分裂相比，甲过程中染色体的特殊行为有哪些？提示：甲过程中染色体的特殊行为有：①同源染色体联会；②四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生互换；③同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合等。(3)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程？提示：染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ过程中，即甲过程；姐妹染色单体的消失发生在减数分裂Ⅱ的后期，即乙过程。
2．如图为高等动物的细胞分裂示意图，写出甲、乙、丙三个细胞的名称。 甲：________________________；乙：_____________；丙：_____________。3．气温过低会影响水稻花粉母细胞的减数分裂，进而影响水稻的花粉数量和质量，导致稻谷减产。对此，农业生产上可以采取灌深水的措施来预防，采取这种措施的原因是什么？提示：水的比热容较大，水的温度相对不容易改变，当气温过低时，灌深水后稻田温度不会降低太多。
次级精母细胞或(第一)极体
教材问题提示(一)旁栏思考1．(教材第19页)如果配子也是通过有丝分裂形成的，那么配子中的染色体数目和体细胞中的将是一致的。2．(教材第20页)初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。3．(教材第20页)在减数分裂Ⅰ中出现了同源染色体联会、四分体形成、同源染色体中非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中的染色体数目比初级精母细胞的减少一半。
上述过程可使配子中的染色体数目减半。再通过卵细胞和精子结合成受精卵的受精作用，保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。上述过程还可以使通过减数分裂产生的配子种类多样化，从而增加了生物遗传的多样性，有利于生物适应多变的自然环境，还有利于生物在自然选择中进化。4．(教材第21页)精细胞的变形是指由精细胞变为精子的过程，其中细胞核变成精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。
(二)探究·实践(教材第24页)1．根据细胞中染色体的形态、位置和数目来判断。例如，在减数分裂Ⅰ中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条姐妹染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ中，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，移向细胞两极的染色体不含染色单体。另外，在蝗虫精母细胞减数分裂的过程中，处于减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
2．减数分裂Ⅰ中期，两条同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，每条染色体均由两条姐妹染色单体构成。减数分裂Ⅱ中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上，末期细胞两极的染色体不含染色单体。3．同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于不同分裂时期。因此，可以通过观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
新知探究(一)　减数分裂过程中的相关概念辨析【探究·深化】[问题驱动]　(1)观察教材第18页果蝇体细胞和配子的染色体示意图，分析配子与体细胞中的染色体数目有何关系。提示：配子中染色体数目是体细胞中染色体数目的一半。(2)判断下列生物能否进行减数分裂并说明理由。①大肠杆菌，②果蝇，③变形虫。提示：大肠杆菌是原核生物，不能进行有性生殖；果蝇是能进行有性生殖的真核生物，能进行减数分裂；变形虫是真核生物，但不能进行有性生殖，不能进行减数分裂。
(3)遗传物质的主要载体是染色体，此外遗传物质还分布在哪里？这些场所的遗传物质是否和染色体上的遗传物质一样也遵循孟德尔遗传规律？提示：线粒体和叶绿体。不遵循，只有染色体上的遗传物质才遵循孟德尔遗传规律。(4)形态、大小相同的染色体是否为同源染色体？减数分裂过程中，同源染色体形态、大小是否相同？提示：不一定，若一条来自父方，一条来自母方，且可以发生联会，则为同源染色体，否则不是。减数分裂过程中，同源染色体形态、大小不一定相同，如高等动物的性染色体。
[重难点拨]　1．图解相关概念
2．联会和四分体的相互关系联会是同源染色体两两配对的过程，而四分体是联会的结果，是同源染色体的特殊存在形式。由上图可知：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。
【典题·例析】[例1]　下列关于同源染色体的叙述，错误的是(　　)A．一条来自父方、一条来自母方的染色体是同源染色体B．同源染色体上的非姐妹染色单体间能互换对应部分C．在人的正常精子中没有同源染色体D．减数分裂中联会的染色体是同源染色体[解析]　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，叫作同源染色体。但并不是说一条来自父方、一条来自母方的染色体都是同源染色体，也可能是非同源染色体。故选A。[答案]　A
[典例2]　下列有关四分体的叙述，正确的是(　　)A．每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体B．经过复制的同源染色体都能形成四分体C．四分体时期可能发生姐妹染色单体间的互换D．四分体出现在减数分裂Ⅰ的每个时期[解析]　四分体由一对同源染色体联会形成，含有4条染色单体，A正确；四分体只在减数分裂过程中存在，有丝分裂过程含有同源染色体，其复制后不联会，不形成四分体，B错误；四分体中的非姐妹染色单体之间可发生互换，C错误；四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期，D错误。[答案]　A
易错提醒——————————————————————————————有关同源染色体认识的几个误区(1)误认为同源染色体大小一定相同同源染色体的形态、大小一般都相同，但存在例外，如X、Y性染色体，大小不同，但属于同源染色体。(2)误认为同源染色体一定会形成四分体同源染色体只有在减数分裂Ⅰ前期才会形成四分体，有丝分裂中不会形成四分体。(3)误认为同源染色体只存在于进行减数分裂的细胞中进行有丝分裂的细胞自始至终都存在同源染色体，只是没有出现联会、四分体这些特殊的行为变化，也没有同源染色体的分离过程。(4)误认为同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合存在先后顺序同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是同时进行的。———————————————————————————————————
【应用·体验】1．下列关于减数分裂的叙述，正确的是(　　)A．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，也有细胞周期B．染色体复制两次，细胞分裂一次C．产生的子细胞中染色体数目减半D．精(卵)原细胞只可进行减数分裂解析：减数分裂是一种特殊的有丝分裂，但没有细胞周期，A错误；减数分裂是指在原始生殖细胞(如动物的精原细胞或卵原细胞)发展为成熟的生殖细胞(如精子或卵细胞)的过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，使新产生的生殖细胞中染色体数目减半的过程，B错误，C正确；精(卵)原细胞自身的增殖方式是有丝分裂，D错误。
2．下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述，错误的是(　　)A．染色体是遗传物质的主要载体，一条染色体上只有一个DNA分子B．由同一个着丝粒连接的染色单体属于姐妹染色单体C．联会的结果是形成四分体，人的配子形成过程中会出现23个四分体D．染色单体因为着丝粒的分裂而消失解析：染色体是遗传物质的主要载体，一条染色体上有1个或2个DNA分子，A错误；染色体复制的结果是形成两条姐妹染色单体，由同一个着丝粒连接，B正确；联会形成四分体，有几对同源染色体就有几个四分体，因为人体细胞中有23对同源染色体，所以在配子形成过程中会形成23个四分体，C正确；着丝粒分裂导致姐妹染色单体彼此分离，各自成为一条染色体，D正确。答案：A　
新知探究(二)　精子的形成过程【探究·深化】[问题驱动]　观察精子形成过程示意图，回答下列问题：(1)写出图中各种细胞的名称：a.__________，b._____________，c._____________，。(2)染色体数目减半发生在图中__过程中，染色单体消失发生在图中___过程中。(3)不考虑互换，细胞e有___种，如果考虑互换，细胞e有__种。
[重难点拨]　1．减数分裂过程中两个分裂阶段的比较
 2．减数分裂过程中染色体数、染色单体数与核DNA分子数含量的变化曲线分析
(1)间期核DNA(染色体)复制，核DNA含量加倍，形成染色单体，但是染色体数目不变。(2)减数分裂Ⅰ结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，每个细胞内核DNA和染色体、染色单体数目均减半。(3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，染色单体消失，但是DNA含量不变。(4)减数分裂Ⅱ结束后，由姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体分别分配到两个子细胞中，核DNA和染色体数目再次减半。
【典题·例析】[例1]　下列有关某雄性生物体中各细胞分裂示意图的判断，正确的是(　　)A．图①处于减数分裂Ⅰ的中期，细胞内有2对姐妹染色单体B．图②处于减数分裂Ⅱ的后期，细胞内有2对姐妹染色单体C．图③处于减数分裂Ⅱ的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条D．四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子的形成过程中
[解析]　据图分析可知，图①中每条染色体都含一对姐妹染色单体，共有4对姐妹染色单体，同源染色体排列在赤道板位置，处于减数分裂Ⅰ中期。图②中着丝粒已分裂，无姐妹染色单体，处于减数分裂Ⅱ后期。图③处于减数分裂Ⅱ的中期，细胞中有2条染色体，说明正常体细胞染色体数为4条；当体细胞处于有丝分裂后期时，染色体数才为8条。图④无同源染色体和姐妹染色单体，为精细胞。由以上分析可知, D正确。[答案]　D
[例2]　如图是某哺乳动物个体细胞分裂不同时期的分裂图像，下列说法正确的是 (　　)A．实验材料应选自该生物的精巢或卵巢B．图3所示的细胞中存在同源染色体C．与图1中ef段相对应的是图2和图3D．图4所示细胞中含有4对同源染色体
[解析]　根据图2和图3可知，该生物的性别为雄性，且实验材料中的细胞既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂，应该取自生物的精巢，A错误；图3所示的细胞处于减数分裂Ⅱ，不存在同源染色体，B错误；图1中的ef段表示减数分裂Ⅱ后期，对应图3，C错误；图4所示细胞处于有丝分裂后期，含有4对同源染色体，D正确。[答案]　D
易错提醒—————————————————————————————有关减数分裂过程中的两点提醒(1)减数分裂过程中，染色体复制1次、细胞分裂2次、着丝粒分裂1次、染色体减半1次、核DNA减半2次。(2)在减数分裂过程中，核DNA数量最大值为4N，而染色体数量最大值为2N。——————————————————————————————————
【应用·体验】1．(2023·北京高考)武昌鱼(2n＝48)与长江白鱼(2n＝48)经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是(　　)A．含有24条染色体的细胞B．染色体两两配对的细胞C．染色体移到两极的细胞D．含有48个四分体的细胞
解析：精原细胞通过减数分裂形成精子，则精子中含有24条染色体，A不符合题意。精原细胞在减数分裂Ⅰ前期将发生染色体两两配对，即联会，B不符合题意。精原细胞在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开并移向两极；在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开并移向两极，C不符合题意。精原细胞在减数分裂Ⅰ前期，能观察到含有24个四分体的细胞，D符合题意。答案： D
2,(2023·浙江1月选考)某基因型为AaXDY的二倍体雄性动物(2n＝8)，1个初级精母细胞的染色体发生片段交换，引起1个A和1个a发生互换。该初级精母细胞进行减数分裂过程中，某两个时期的染色体数目与核DNA分子数如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．甲时期细胞中可能出现同源染色体两两配对的现象B．乙时期细胞中含有1条X染色体和1条Y染色体C．甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8个D．该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型均不相同
解析：乙时期细胞中着丝粒已经分裂，无染色单体，C项错误。因为A基因所在的染色体片段和a基因所在的染色体片段发生了交换，所以该初级精母细胞完成减数分裂产生的4个精细胞的基因型分别为AXD、aXD、AY、aY，D项正确。答案： D
新知探究(三)　卵细胞的形成过程【探究·深化】[问题驱动]　观察卵细胞形成过程示意图，思考下列问题：
(1)写出图中各种细胞的名称：a. ，b. ，c. ，d. ，e. ，f. 。(2)卵细胞形成过程中，细胞质是均等分裂吗？提示：不是。卵细胞形成过程中初、次级卵母细胞分裂时，细胞质都是不均等分裂的；极体分裂时，细胞质是均等分裂的。(3)依据图中染色体和核DNA数目变化规律，用坐标图形式画出染色体、核DNA数目变化曲线。提示：
[重难点拨]　1．比较精子和卵细胞形成过程的异同
2．分裂图像的辨析(1)减数分裂Ⅰ后期：(2)减数分裂Ⅱ后期：
【典题·例析】[例1]　动物卵细胞形成与精子形成的不同点是(　　)①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂　②一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞　③一个卵原细胞经过染色体复制后形成一个初级卵母细胞　④卵细胞不经过变形阶段　⑤一个初级卵母细胞分裂成的两个细胞大小不等　⑥卵细胞中的染色体数目是初级卵母细胞的一半A．②④⑤　　　　　　　B．①③⑤C．②③⑥ D．①④⑥
[解析]　次级卵母细胞和次级精母细胞进行的都是减数分裂Ⅱ，①不符合题意；一个卵原细胞最终只形成一个卵细胞，一个精原细胞可形成4个精子，②符合题意；一个卵原细胞和一个精原细胞经过染色体复制后，分别形成一个初级卵母细胞和初级精母细胞，③不符合题意；卵细胞形成时不经过变形，精子形成过程有变形阶段，④符合题意；初级卵母细胞不均等分裂，形成的两个细胞大小不等，而初级精母细胞均等分裂，形成的两个子细胞大小相等，⑤符合题意；卵细胞和精细胞中的染色体数目都是初级性母细胞的一半，⑥不符合题意。故选A。[答案]　A
[例2]　下列有关两个细胞分裂图像的说法，正确的是(　　)A．①②均是卵细胞形成过程中的细胞B．①②中均含两对同源染色体C．正常情况下，①能产生2种类型的生殖细胞D．②能产生2种类型的生殖细胞[解析]　由细胞中染色体变化的规律及细胞质的分裂情况可知，细胞①是初级精母细胞，正处于减数分裂Ⅰ后期，含两对同源染色体，其中非同源染色体已完成组合，它只能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)，若发出交叉互换时可产生4种生殖细胞；细胞②是次级卵母细胞，正处于减数分裂Ⅱ后期，不含同源染色体，只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)。故选C。[答案]　C
【应用·体验】1．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都会出现的现象是(　　)A．同源染色体分离 B．着丝粒分裂C．细胞质不均等分裂 D．染色体复制解析：初级卵母细胞不会发生着丝粒分裂；次级卵母细胞不会发生同源染色体分离；染色体复制发生在初级卵母细胞形成之前。故选C。答案：C　
2．某生物含有3对同源染色体，分别用A/a、B/b和C/c表示，不考虑互换，其一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比为 (　　)A．4∶1　　 B．2∶1 C．1∶2　　　D．1∶1解析：一个初级精母细胞通过减数分裂产生4个精子，这4个精子两两相同，即只有2种精子(可能是ABC、abc或ABc、abC或Abc、aBC或AbC、aBc)，一个次级精母细胞只能产生两个相同的精细胞，即产生1种类型的精细胞；一个初级卵母细胞经过减数分裂只能产生一个卵细胞，这个卵细胞的基因型可能是8种中的1种。因此一个次级精母细胞和一个初级卵母细胞分别产生的精子和卵细胞的种类数比例为1∶1。答案：D　
科学视野——减数分裂异常与染色体遗传病唐氏综合征又叫21三体综合征，是一种常见的遗传病。对患者进行染色体检查，可以看到患者比正常人多了一条21号染色体。唐氏综合征患者的智力低下，身体发育缓慢。50%的患儿有先天性心脏病，部分患儿在发育过程中夭折。那么，这种遗传病是如何形成的呢？正常情况下，减数分裂时，同源染色体会相互分离，生殖细胞中的染色体数目减为体细胞的一半。但是，如果减数分裂时21号染色体不能正常分离，就可能形成唐氏综合征。
【素养评价】1.人类的X、Y是一对同源染色体，女性体内是XX，男性体内是XY。经人类染色体组型分析发现，有2%～4%的精神病患者的性染色体组成为XYY(如图所示)，有人称多出的 Y 染色体为“犯罪染色体”。下列关于 XYY 综合征的叙述正确的是 (　　)A．患者为男性，可能是由母方减数分裂Ⅰ异常所致B．患者为女性，可能是由母方减数分裂Ⅱ异常所致C．患者为男性，可能是由父方减数分裂Ⅱ异常所致D．患者为女性，可能是由父方减数分裂Ⅱ异常所致
解析：该患者的染色体组成为XYY，多了一条 Y 染色体。Y染色体只能来自父方，而且是由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，染色体移向了细胞的同一极。故选C。答案：C　
2．基因型为AaBb(两对等位基因独立遗传)的精原细胞，经过减数分裂产生了一个基因型为ABb的精子，则发生这种结果的原因以及和该精子同时产生的另外三个精子的基因型分别是 (　　)A．减数分裂Ⅰ一对同源染色体未分离　AB、A、aB．减数分裂Ⅰ一对同源染色体未分离　ABb、a、aC．减数分裂Ⅱ一对姐妹染色单体未分离　A、ABb、aD．减数分裂Ⅱ一对姐妹染色单体未分离　ABb、a、a
解析：一个基因型为AaBb的精原细胞，产生了一个基因型为ABb的精子，说明在减数分裂Ⅰ后期，含有基因B和b的同源染色体未分离移向了同一极，形成基因型为AABBbb和aa的两个次级精母细胞；基因型为AABBbb的次级精母细胞正常分裂，形成基因型均为ABb的两个精子，而基因型为aa的次级精母细胞正常分裂，形成基因型均为a的两个精子。因此，另外三个精子的基因型分别是ABb、a、a。故选B。答案：B　
3．正常人的体细胞中含有23对同源染色体，分别编号为1～23号。唐氏综合征患者比正常人多了一条21号染色体。回答下列问题：(1)正常人产生的配子中染色体的组合类型共有______种，从理论上分析，一对夫妇所生的两个孩子(非同卵双胞胎)所含染色体组成完全相同的概率是________。(2)请从减数分裂和受精作用的角度完善唐氏综合征患者产生的可能原因。有以下几种情况：①异常精子(24条)和正常卵细胞(23条)结合形成的：