第第2章章基因和染色体的关系基因和染色体的关系基因在哪里？基因在哪里？悠悠百年，寻寻觅觅。悠悠百年，寻寻觅觅。怀疑、争论、推理怀疑、争论、推理最最终是是观察和察和实验，探明它神秘的踪迹！探明它神秘的踪迹！假设假设: :如果人的精子和卵细胞是以如果人的精子和卵细胞是以有丝有丝分裂分裂的方式产生的方式产生。则亲代与子代之间的染色体数则亲代与子代之间的染色体数会出现何种变化？会出现何种变化？4N4N4N4N2N2N2N2N精精子子卵卵细细胞胞受精卵受精卵新个体新个体受精受精推测：推测：（有丝分裂）（有丝分裂）2N2N2N2N个体个体（4646条）条）条）条）受精卵受精卵（4646条）条）条）条）有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化受精作用受精作用精子精子（ ？）？）？）？）卵细胞卵细胞（ ？）？）？）？）23条条23条条魏斯曼的预测：魏斯曼的预测：在卵细胞和精子成在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。色体数目。减数分裂（一种特殊的有丝分裂）减数分裂（一种特殊的有丝分裂）染色体数目是如何减半的呢？染色体数目是如何减半的呢？ 问题探讨问题探讨配子的染色体与体配子的染色体与体细胞的染色体有何细胞的染色体有何区别？区别？配子的染色体数目是配子的染色体数目是体细胞的体细胞的一半一半第第1节节 减数分裂减数分裂一、一、减数分裂的减数分裂的概念概念进行进行有性生殖有性生殖的生物的的生物的原始生殖细胞原始生殖细胞染色体只复制一次，而细胞染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次连续分裂两次连续分裂两次连续分裂两次对象对象:场所：场所：时期时期:特点特点:结果结果:子细胞中染色体数目子细胞中染色体数目减少一半减少一半原始生殖细胞原始生殖细胞-成熟生殖细胞成熟生殖细胞原始生殖细胞中染色体数目等原始生殖细胞中染色体数目等于本物种生物于本物种生物体细胞体细胞染色体数染色体数原始生殖细胞原始生殖细胞自身是通过自身是通过有丝有丝分裂分裂产生的产生的有性生殖器官有性生殖器官 高等植物：花高等植物：花 高等动物：高等动物：睾丸、卵巢睾丸、卵巢二、二、精子形成精子形成的过程的过程睾丸睾丸（1 1）精子产生部位）精子产生部位睾丸睾丸精子是由精子是由睾丸睾丸的曲细精管的曲细精管中中的原始生殖细的原始生殖细胞胞精原细精原细胞减数分裂产胞减数分裂产生的生的。减减数数第第一一次次分分裂裂染染色色体体复复制制减减数数第第二二次次分分裂裂精原细胞精原细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞初级精初级精母细胞母细胞减减:联会联会、交叉互换交叉互换、同源染色体分离同源染色体分离（2)基本过程基本过程减减:姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂细胞有什么样的变化？细胞有什么样的变化？精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞体积增大体积增大染色体复制染色体复制减减数第一次分裂数第一次分裂间期间期减数第减数第一一次分裂次分裂前期前期染色质染色质分裂间期分裂间期染色体染色体分裂期分裂期高度螺旋高度螺旋缩短变粗缩短变粗初级精母细胞初级精母细胞同源染色体同源染色体联会联会，形成形成四分体四分体。分裂分裂间期间期同源染色体：同源染色体：配对的两条染色体、形状和大配对的两条染色体、形状和大小小一般一般都相同，都相同，一条来自父方、一条来自父方、一条来自母方一条来自母方判断判断3.体细胞在有丝分裂过程中有同源染色体吗？体细胞在有丝分裂过程中有同源染色体吗？有有1.同源染色体同源染色体大小、形态一定相同。大小、形态一定相同。2.大小形态相同的染色体一定是大小形态相同的染色体一定是同源染色体同源染色体。四分体中的非姐妹染色单体常常发生交叉互换四分体中的非姐妹染色单体常常发生交叉互换非姐妹染色单体非姐妹染色单体 发生交叉互换发生交叉互换过程图解A B右图属于四分体的右图属于四分体的是是_图图, ,该图有四该图有四分体分体 _个个, ,同源同源染色体染色体 _ _ 对对, ,染染色单体色单体_个个,DNA,DNA分分子子 _个个. .B4 四分体时期细胞中四分体四分体时期细胞中四分体的个数等于同源染色体的对数的个数等于同源染色体的对数16164课堂练习同源染色体同源染色体相对平行相对平行排列排列在赤道板上在赤道板上，着丝点附着着丝点附着在纺锤丝上在纺锤丝上初级精母细胞初级精母细胞减数第减数第一一次分裂次分裂中中期期 同源染色体同源染色体 分分离离，非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合减减中期中期初级精母细胞初级精母细胞减数第减数第一一次分裂次分裂后后期期减数第减数第一一次分裂次分裂末末期期形成两个形成两个次级精母细胞次级精母细胞，染色体数目染色体数目减半减半减减后期后期形成两个次级形成两个次级 精母细胞，染色体精母细胞，染色体 数目减半数目减半2 2个次级精母个次级精母细胞不再含有细胞不再含有同源染色体同源染色体次级精母细胞次级精母细胞减数第减数第二二次分裂次分裂前期前期减数第减数第二二次分裂次分裂中期中期次级精母细胞次级精母细胞染色体的染色体的着着丝点丝点排列在排列在赤道板上赤道板上着丝点分裂，着丝点分裂，姐妹染色单姐妹染色单体分离体分离，分，分别向两极移别向两极移动动次级精母细胞次级精母细胞减数第减数第二二次分裂次分裂后期后期4 4个精细胞个精细胞减数分减数分裂结束，裂结束，形成形成四四个精细个精细胞胞。减数第减数第二二次分裂次分裂末期末期精细胞精细胞变形变形成精子成精子变变形形不属于不属于减数分裂的过程减数分裂的过程精精子子精精细细胞胞 头部头部（细胞核）（细胞核）尾部尾部哺乳动物精子的形成过程：哺乳动物精子的形成过程：精原细胞精原细胞复复制制、长长大大初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子联会联会同源染色体分离同源染色体分离变变形形四分体四分体减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂精细胞精细胞精子精子nn精子形成精子形成基本过程基本过程 精原精原细胞细胞初级精初级精母细胞母细胞次级次级精母精母细胞细胞复复制制联会联会四分体四分体同源染色体分离同源染色体分离2n2nn着丝点着丝点分裂分裂变变形形卵巢卵巢中有原始的生殖细胞卵原细胞，卵原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。细胞通过减数分裂形成卵细胞。三、卵细胞三、卵细胞的形成过程的形成过程（1 1）卵细胞产生）卵细胞产生部位部位卵巢卵巢（2 2）哺乳动物）哺乳动物卵细胞的形成过程：卵细胞的形成过程：卵原细胞卵原细胞增增大大复复制制初级卵母细胞初级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞卵细胞卵细胞联会联会同源染色体分离同源染色体分离极体极体四分体四分体减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂极体极体退化消失退化消失同源染色体分离同源染色体分离减减数数第第二二次次分分裂裂复复制制长长大大精原细胞精原细胞哺哺乳乳动动物物精精子子的的形形成成过过程程初级精母细胞初级精母细胞减减数数第第一一次次分分裂裂变变形形次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子联会联会复复制制长长大大卵原细胞卵原细胞哺哺乳乳动动物物卵卵细细胞胞的的形形成成过过程程减减数数第第二二次次分分裂裂减减数数第第一一次次分分裂裂同源染色体分离同源染色体分离初级卵母细胞初级卵母细胞卵细胞卵细胞次级卵母细胞次级卵母细胞联会联会极体极体极体极体精卵生殖细胞形成过程的异同精卵生殖细胞形成过程的异同卵细胞的形成卵细胞的形成不需不需要变形要变形精细胞形成精子需要精细胞形成精子需要变形变形一个卵原细胞形成一个卵原细胞形成一个卵细胞一个卵细胞一个一个精原细胞形成精原细胞形成四四个精细胞个精细胞细胞质不均等分裂细胞质不均等分裂细胞质均等分裂细胞质均等分裂不不同同点点都是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，都是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，形成的生殖细胞中的染色体数目是原始细胞形成的生殖细胞中的染色体数目是原始细胞的一半的一半相同点相同点卵细胞卵细胞精细胞精细胞减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂不不 同同 点点相相同同点点1 1、细胞连续分裂细胞连续分裂两次两次2 2、同源染色体出现、同源染色体出现联会、联会、四分体、交叉互换四分体、交叉互换等现象等现象3 3、分裂后形成、分裂后形成4 4个精子或个精子或1 1个卵细胞和个卵细胞和3 3个极体个极体4 4、分裂后所形成的子细、分裂后所形成的子细胞中染色体数目胞中染色体数目减半减半染色体在细胞分裂过程中都染色体在细胞分裂过程中都只复制一次只复制一次1 1、细胞只分裂、细胞只分裂一次一次2 2、无同源染色体、无同源染色体和联会等行为和联会等行为3 3、分裂后形成、分裂后形成2 2个体个体细胞细胞4 4、子细胞中染色体数目、子细胞中染色体数目与亲代细胞与亲代细胞相同相同总结总结 ：1、一个精原细胞经减数分裂产生（、一个精原细胞经减数分裂产生（ ）个精子；）个精子；2、染色体数目减半发生在（染色体数目减半发生在（ ）, 原因是（原因是（ ） 3、在减数分裂过程中、在减数分裂过程中DNA 数目减半（数目减半（ ）次，分别）次，分别发生在（发生在（ ）和（）和（ ）。）。4、次级精母细胞和精子中（次级精母细胞和精子中（ ）（填）（填“有有”“无无”）同源染色体。同源染色体。6、精子形成过程中染色体复制（、精子形成过程中染色体复制（ ）次，细胞连续分）次，细胞连续分裂（裂（ ）次）次 4同源染色体分离同源染色体分离2减减I 减减II无无12减数第一次分裂末期减数第一次分裂末期源染色体源染色体_对，对，DNA姐妹染色单体姐妹染色单体着丝点着丝点染色体染色体428与与，与与与与， 与与 ， 与与 ， 与与0下列甲、乙、丙三图分别表示某个生物的三个正在进行分裂的细胞图，请回答：下列甲、乙、丙三图分别表示某个生物的三个正在进行分裂的细胞图，请回答：甲乙丙A、图甲表示细胞正处于、图甲表示细胞正处于 分裂分裂 期，产生的子细胞是期，产生的子细胞是 细胞。细胞。B、图已表示细胞正处于、图已表示细胞正处于 分裂分裂 期，产生的子细胞是期，产生的子细胞是 细胞。细胞。C、图丙表示细胞正处于、图丙表示细胞正处于 分裂分裂 期，产生的子细胞是期，产生的子细胞是 细胞。细胞。D、这三种细胞可同时存在于、这三种细胞可同时存在于 性蚊子的哪种器官中性蚊子的哪种器官中 。 减数第一次减数第一次后后次级卵母细胞、极体次级卵母细胞、极体有丝有丝后后体体减数第二次减数第二次后后第二极体第二极体雌雌卵巢卵巢【典例2】同源染色体分离同源染色体分离减减数数第第二二次次分分裂裂复复制制长长大大精原细胞精原细胞哺哺乳乳动动物物精精子子的的形形成成过过程程初级精母细胞初级精母细胞减减数数第第一一次次分分裂裂变变形形次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子联会联会复复制制长长大大卵原细胞卵原细胞哺哺乳乳动动物物卵卵细细胞胞的的形形成成过过程程减减数数第第二二次次分分裂裂减减数数第第一一次次分分裂裂同源染色体分离同源染色体分离初级卵母细胞初级卵母细胞卵细胞卵细胞次级卵母细胞次级卵母细胞联会联会极体极体极体极体减数分裂中染色体、减数分裂中染色体、DNADNA的数量变化规律的数量变化规律性原性原细胞细胞初级性母细初级性母细胞（减胞（减）次级性母细次级性母细胞（减胞（减）性性细胞细胞染色体染色体DNA2 NN N4 N2 N N染色体染色体DNA变化曲变化曲线线4N2N N减减减减有丝分裂有丝分裂受精作用受精作用2 N 2N 4N与有丝分裂 的比较（2N） 首先首先判断时期判断时期，如染色体无规律，如染色体无规律分布为前期，染色体排列在中央为分布为前期，染色体排列在中央为中期，染色体移向两极为后期；中期，染色体移向两极为后期； 其次其次判断分裂方式判断分裂方式判断有丝分裂与减数分裂的方法判断有丝分裂与减数分裂的方法 有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂 第一次分裂第一次分裂 第二次分裂第二次分裂前期前期 中期中期后期后期第二节第二节 受精作用受精作用 “一母生九子，九子各不一母生九子，九子各不同同” 父亲体内所有精原细胞的染色体组成父亲体内所有精原细胞的染色体组成并无差别；母亲体内的卵原细胞也是并无差别；母亲体内的卵原细胞也是如此。同如此。同样的精（卵）原细胞会产生样的精（卵）原细胞会产生不同的配子吗？不同的配子吗？思思考考1.如图如图,用用AaBb 分别代表一个精原细胞中分别代表一个精原细胞中的四的四条染色体，条染色体，这个精原细胞能形成几这个精原细胞能形成几个精细胞？个精细胞？AaBb几种精细胞？几种精细胞？精细胞染色精细胞染色体组体组成是什么？成是什么？4个个2种种Ab和和2. 一个雄性动物，一个雄性动物，体细胞染色体为如图所示体细胞染色体为如图所示, 这个这个雄性动物雄性动物能产生几个精细胞？几种？精能产生几个精细胞？几种？精细胞染色体的组成是什么？细胞染色体的组成是什么？无数个无数个4种种ABaB ab或或和和Ab ab AB和和aB 和和和和一个精原细胞形成了两种四个一个精原细胞形成了两种四个( (两两相同两两相同) )精子细胞精子细胞 一群精原细胞形成了四种一群精原细胞形成了四种 ( (比例相同比例相同) )精子细胞精子细胞 （一）配子中染色体组合（一）配子中染色体组合的多样性的多样性.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合减数分裂过程中非同源染色体的自由组合（）（）一个一个含含n对同源染色体的对同源染色体的精原细胞精原细胞，经经减数分裂实际产生减数分裂实际产生的精子类型有的精子类型有2种；种；（）（）一个一个含含n对同源染色体的对同源染色体的卵原细胞卵原细胞，经经减数分裂实际产生减数分裂实际产生的卵细胞类型有的卵细胞类型有1种；种；（）体细胞含有（）体细胞含有n对同源染色体的对同源染色体的生物个生物个体体，经，经减数分裂可能产生减数分裂可能产生的配子类型有的配子类型有2n种。种。.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。受精作用：受精作用：卵细胞与精子相互识别，卵细胞与精子相互识别，融合成受精卵的过程融合成受精卵的过程.（二）受精作用（二）受精作用 1.1.概念：概念： 2.2.过程：过程：精子的精子的头部头部进入卵细胞，尾部留在外面进入卵细胞，尾部留在外面卵卵细胞细胞膜外面出现了一层细胞细胞膜外面出现了一层特殊的膜特殊的膜以阻止以阻止其他精子再进入其他精子再进入精子的细胞核与卵细胞的精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇细胞核相遇二者的二者的染色体染色体会合。会合。 3.3.结果：结果：受精卵的染色体数恢复到体细胞的数目，其受精卵的染色体数恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自中有一半的染色体来自精子（父方）精子（父方）另一半另一半来来自卵细胞（母方）自卵细胞（母方）。 (母本母本)高等动物高等动物(2N)(父本父本)受精卵受精卵(2N)卵细胞卵细胞(N)精子精子(N)减减数数分分裂裂减减数数分分裂裂有丝分裂有丝分裂受精作用受精作用4.意义：意义：减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，对于生物的遗传和变异，都体细胞中染色体数目恒定，对于生物的遗传和变异，都十分重要！十分重要！实质：实质：精子核与卵细胞核的融合。精子核与卵细胞核的融合。