高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》减数分裂和受精作用教学演示课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》减数分裂和受精作用教学演示课件ppt，共64页。PPT课件主要包含了2细胞名称的变化，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开始，但观察什么呢？那张人体细胞染色体显微照片透露出一些信息：照片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，是本章学习的开始。
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
【主干知识梳理】一、精子的形成过程1．场所及细胞名称的变化
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。
[微提醒]　同源染色体不只存在于精原细胞或卵原细胞中，正常的体细胞中也存在成对的同源染色体，但仅在减数分裂Ⅰ过程中才会出现联会现象。
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？(2)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：(1)初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞。　(2)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：__________。提示：次级精母细胞或(第一)极体　初级精母细胞　次级卵母细胞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，采取这样的措施的原因是什么？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。
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：①大肠杆菌是原核生物，不能进行有性生殖；②果蝇是能进行有性生殖的真核生物，能进行减数分裂；③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是同源染色体？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】[典例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]　下列关于四分体的说法，正确的是(　　)A．可以观察到四分体的时期只是减数分裂Ⅰ前期B．人类造血干细胞分裂过程中，最多可观察到23个四分体C．减数分裂Ⅰ随同源染色体分离，细胞分裂，细胞内四分体个数也减半D．存在四分体的细胞中，必然存在染色单体
[解析]　可以观察到四分体的时期是减数分裂Ⅰ前期和减数分裂Ⅰ中期，A错误；四分体出现在减数分裂过程中，人类造血干细胞进行有丝分裂，观察不到四分体，B错误；减数分裂Ⅰ随同源染色体分离，细胞分裂，子细胞内没有四分体，C错误；联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体，存在四分体的细胞中，必然存在染色单体，D正确。[答案]　D
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。答案：C
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.____________，d.________，e.________。(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。提示：(1)精原细胞　初级精母细胞　次级精母细胞　精细胞　精子　(2)b　c　(3)2　4
[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、核DNA分子数与染色单体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】[典例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项正确。[答案]　D
[典例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．(2025·安徽高考)某动物初级精母细胞中，一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换，产生了4种精细胞，如图所示。若该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是(　　) A．2% B．4% C．8% D．16%
解析：设发生交换的初级精母细胞的比例为X。因为一个发生交换的初级精母细胞产生的精细胞中，精细胞2(或精细胞3)占1/4，已知该动物产生的精细胞中，精细胞2、3所占的比例均为4%，则对于精细胞2(或精细胞3)来说，可列出等式：1/4X＝4%，X＝16%。所以，减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%，故选D。 答案：D　
2．如图甲、乙、丙、丁分别表示某种哺乳动物细胞(2N)进行减数分裂的不同时期，其中a表示细胞数目。请判断b、c、d依次代表每个细胞中的 (　　)
A．核DNA分子数、染色体数、染色单体数B．染色体数、核DNA分子数、染色单体数C．核DNA分子数、染色单体数、染色体数D．染色单体数、染色体数、核DNA分子数解析：根据题图，甲、丁时期d为0，乙、丙时期d不为0，可判断d为染色单体数；b在乙、丙时期都与d相等，故b为核DNA分子数；c在甲、丁时期都与b相等，在乙、丙时期，b是c的两倍，故c为染色体数，A符合题意。答案：A　
3．如图表示一个细胞进行分裂的过程中，细胞核内染色体数目以及染色体上DNA分子数目的变化情况。下列叙述正确的一组是(　　)
①实线和虚线分别表示染色体数目和染色体上DNA分子数目的变化②两条曲线重叠的各段，每条染色体都含有一个DNA分子③在MN段，每个细胞内都含有和体细胞数目相同的DNA④在IJ段，可发生同源染色体的互换，同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合A．①③ B．②④ C．②③④ D．①②
解析：由于间期DNA复制加倍，图中实线表示细胞核内染色体上DNA分子数目的变化，虚线表示染色体数目的变化，①错误；两条曲线重叠的各段，染色体数与DNA分子数相等，即每条染色体都含有一个DNA分子，②正确；在MN段，着丝粒分裂，经减数分裂Ⅰ染色体数目减半后又暂时加倍，所以每个细胞内都含有和体细胞数目相同的DNA，③正确；IJ段是减数分裂Ⅰ，在四分体时期可发生同源染色体的互换，在后期会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，④正确。故选C。答案：C　
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？(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：(1)卵原细胞　初级卵母细胞　极体　次级卵母细胞　极体　卵细胞　(2)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)
[重难点拨]　 1．比较精子和卵细胞形成过程的异同
(1)减数分裂Ⅰ后期：
(2)减数分裂Ⅱ后期：
【典题·例析】[典例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．②③⑥D．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
[典例2]　如图是某二倍体生物细胞分裂示意图，下列选项中该细胞的名称或所处时期正确的是(　　)A．初级精母细胞B．次级卵母细胞C．减数分裂Ⅰ后期D．有丝分裂后期[解析]　据题图可知，图中细胞无同源染色体，且着丝粒分裂，细胞处于减数分裂Ⅱ后期，且此时细胞质不均等分裂，处于雌性动物形成生殖细胞的过程中，细胞名称是次级卵母细胞，B符合题意。[答案]　B
【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　
3．下图为高等动物的部分细胞分裂示意图。下列叙述正确的是 (　　)A．甲产生的子细胞一定是精细胞 B．乙产生的子细胞一定是次级精母细胞C．丙为次级卵母细胞或极体 D．丙中的M、m为一对同源染色体
解析：甲细胞均等分裂，且无同源染色体，产生的子细胞可能是精细胞或极体，A错误；乙细胞均等分裂，且有同源染色体，该细胞为初级精母细胞，产生的子细胞一定是次级精母细胞，B正确；丙细胞不均等分裂，为次级卵母细胞，C错误；丙中的M、m由一对姐妹染色单体分开形成，不是一对同源染色体，D错误。答案：B　
科学视野——吸烟与减数分裂异常的关系 唐氏综合征又称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。21三体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，就可能形成含2条21号染色体的配子，受精后发育成的个体细胞内含3条21号染色体，从而导致形成21三体综合征。研究表明，孕妇吸烟会增大21三体综合征的患病率。
【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。有一种病叫21三体综合征，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21三体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：
②正常精子(23条)和异常卵细胞(24条)结合形成的：异常卵细胞形成原因同上。(3)若一个正常人与一个21三体综合征患者婚配，他们的后代发病率是________，原因是__________________________________________。
解析：(1)正常人含有23对同源染色体，所以产生的配子中染色体的组合类型共有223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(1/2)23×(1/2)23＝(1/2)46。(2)异常精子形成的原因有：a.减数分裂Ⅰ后期，21号同源染色体没有分离，减数分裂Ⅱ正常；b.减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ后期，21号姐妹染色单体分开后形成的两条21号子染色体移向同一极。(3)若一个正常人与一个21三体综合征患者婚配，由于患者产生的配子一半正常(23条)，一半异常(24条)，所以他们的后代发病率是1/2。答案：(1)223　(1/2)46　(2)①a.后期　同源染色体b．后期　姐妹染色单体　(3)1/2　患者产生的配子一半正常(23条)，一半异常(24条)
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