2.1減數(shù)分裂和受精作用在腐爛的水果周圍?？煽吹斤w舞的果蠅。果蠅的生長周期短，繁殖快，染色體少且容易觀察，是遺傳學(xué)上常用的實(shí)驗(yàn)材料。右圖是黑腹果蠅的雌雄個(gè)體的體細(xì)胞和配子的染色體示意圖：

討論

1、配子的染色體與體細(xì)胞的染色體有什么差別？①配子的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的染色體數(shù)目的一半；②配子的染色體來自體細(xì)胞中每對染色體中的一條染色體。2、針對這幅圖，你還能提出什么問題或猜想？配子形成的分裂方式是什么呢？果蠅體細(xì)胞和配子的染色體示意圖♀♂體細(xì)胞配子一、減數(shù)分裂減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)與孟德爾同時(shí)代的德國動物學(xué)家魏斯曼從理論上預(yù)測：在精子和卵細(xì)胞成熟的過程中，必然有一個(gè)特殊的過程使染色體數(shù)目減少一半；受精時(shí)，精子和卵細(xì)胞融合，染色體數(shù)目得以恢復(fù)正常。這個(gè)天才的預(yù)見被其他科學(xué)家通過顯微鏡觀察所證實(shí)。魏斯曼預(yù)言的這個(gè)特殊過程，實(shí)際上是一種特殊方式的有絲分裂，叫作減數(shù)分裂。精子卵細(xì)胞受精卵受精作用細(xì)胞分裂細(xì)胞分化（92）（46）（46）男女（46）（46）（92）個(gè)體減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)精子卵細(xì)胞受精卵受精作用細(xì)胞分裂細(xì)胞分化（46）（23）（23）男女（46）（46）（46）個(gè)體配子的全能性花藥離體培養(yǎng)能得到完整的單倍體植株，說明精子具有全能性。蜜蜂的雄峰由單個(gè)卵細(xì)胞發(fā)育而來，說明卵細(xì)胞也具有全能性。所以，配子是具有全能性的。同源染色體因此，同種生物的精子和卵細(xì)胞中含有的遺傳物質(zhì)是相同的，所以，體細(xì)胞的核遺傳物質(zhì)中就具有兩個(gè)拷貝的遺傳物質(zhì)，一個(gè)拷貝來自父方，一個(gè)拷貝來自母方。因此，體細(xì)胞中的染色體也就都是成對存在的，一條來自父方，一條來自母方，大小、形態(tài)一般都相同，具有控制同一性狀的遺傳物質(zhì)，這樣的一對染色體稱為同源染色體。減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)在配子中，只具有每對同源染色體中的一條，而體細(xì)胞中染色體是成對存在的，所以，減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半指的是同源染色體的減半。臨床上常通過抽取血樣來檢測內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病。

旁欄思考如果配子也是通過有絲分裂形成的，那么配子中的染色體數(shù)目和體細(xì)胞中的將是一致的。如果配子的形成與體細(xì)胞的增殖一樣，也是通過有絲分裂形成的，結(jié)果會怎樣？（一）精子的形成過程1、精子的生成場所2、精原細(xì)胞3、精子形成過程概述4、減數(shù)分裂前的間期5、減數(shù)第一次分裂6、減數(shù)第二次分裂7、精子的形成1、精子的生成場所人和哺乳動物精子的生成場所是睪丸(曲細(xì)精管中）。2、精原細(xì)胞精原細(xì)胞是原始的雄性生殖細(xì)胞，通過有絲分裂進(jìn)行增殖，每個(gè)精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞的相同。當(dāng)雄性動物性成熟時(shí)，睪丸里的一部分精原細(xì)胞就開始進(jìn)行減數(shù)分裂。3、精子形成過程概述在減數(shù)分裂前，每個(gè)精原細(xì)胞的染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次，最后形成四個(gè)精細(xì)胞。這兩次分裂分別叫作減數(shù)分裂Ⅰ（也叫減數(shù)第一次分裂）和減數(shù)分裂Ⅱ（也叫減數(shù)第二次分裂）。精細(xì)胞再經(jīng)過變形，就形成了成熟的雄性生殖細(xì)胞——精子。特點(diǎn)精原細(xì)胞體積增大，染色體復(fù)制（DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成），成為初級精母細(xì)胞。復(fù)制后的每條染色體都由兩條完全相同的姐妹染色單體構(gòu)成，這兩條姐妹染色單體由同一個(gè)著絲粒連接。此時(shí)的染色體呈染色質(zhì)狀態(tài)。4、減數(shù)分裂前的間期著絲粒姐妹染色單體復(fù)制2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)同源染色體發(fā)生聯(lián)會、兩兩配對形成四分體，四分體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生互換。此時(shí)，染色質(zhì)成為染色體。5、減數(shù)第一次分裂——前期在減數(shù)分裂過程中，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象叫作聯(lián)會。聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體。2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期四分體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生纏繞，并交換相應(yīng)的片段，稱為互換。5、減數(shù)第一次分裂——前期特點(diǎn)成對的同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)。每條染色體的著絲粒都附著在紡錘絲上。5、減數(shù)第一次分裂——中期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)在紡錘絲的牽引下，配對的兩條同源染色體彼此分離，分別向細(xì)胞的兩極移動。同源染色體分離的同時(shí)，非同源染色體自由組合。5、減數(shù)第一次分裂——后期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)兩組染色體分別到達(dá)兩極后，一個(gè)初級精母細(xì)胞就分裂為兩個(gè)次級精母細(xì)胞。5、減數(shù)第一次分裂——末期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期在這次分裂過程中，同源染色體分離，并分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使得每個(gè)次級精母細(xì)胞只得到初級精母細(xì)胞中染色體總數(shù)的一半。因此，減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ。整個(gè)減數(shù)分裂Ⅰ過程中，只有染色體行為變化，沒有染色體數(shù)目的變化，只在末期結(jié)束，染色體數(shù)目減半。5、減數(shù)第一次分裂減數(shù)分裂Ⅰ的本質(zhì)是同源染色體分開。2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期臨床上常通過抽取血樣來檢測內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病。

旁欄思考細(xì)胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的嗎？初級精母細(xì)胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。臨床上常通過抽取血樣來檢測內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病。

旁欄思考在減數(shù)分裂Ⅰ中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會、四分體形成、非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為，使細(xì)胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細(xì)胞中的染色體數(shù)目比初級精母細(xì)胞的減少一半。上述過程可使配子中的染色體數(shù)目減半。再通過卵細(xì)胞和精子結(jié)合成受精卵的受精作用，保證了每種生物前后代染色體數(shù)目的恒定，維持了生物遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類多樣化，從而增加了生物遺傳的多樣性，有利于生物適應(yīng)多變的自然環(huán)境，有利于生物的進(jìn)化。在減數(shù)分裂Ⅰ中染色體出現(xiàn)了哪些特殊的行為？這對于生物的遺傳有什么重要意義？減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ之間通常沒有間期，或者間期時(shí)間很短，染色體不再復(fù)制。整個(gè)減數(shù)分裂Ⅱ次級精母細(xì)胞中都無同源染色體。特點(diǎn)減數(shù)分裂Ⅱ前期，染色體散亂分布在細(xì)胞中央。6、減數(shù)第二次分裂——前期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)減數(shù)分裂Ⅱ中期，在紡錘絲的牽引下著絲粒整齊地排列在赤道板上。6、減數(shù)第二次分裂——中期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)減數(shù)分裂Ⅱ后期，著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，成為染色體。6、減數(shù)第二次分裂——后期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期特點(diǎn)減數(shù)分裂Ⅱ末期，在紡錘絲的牽引下，分離的兩條染色體分別向細(xì)胞兩級移動，并且隨著細(xì)胞的分裂進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。6、減數(shù)第二次分裂——末期2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期在減數(shù)分裂Ⅰ形成的兩個(gè)次級精母細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅱ，就形成了四個(gè)精細(xì)胞。與初級精母細(xì)胞相比，每個(gè)精細(xì)胞中都含有數(shù)目減半的染色體。在減數(shù)分裂Ⅱ過程中，既有染色體行為的變化，又有染色體數(shù)目的變化，但是，在次級精母細(xì)胞中始終沒有同源染色體。6、減數(shù)第二次分裂減數(shù)分裂Ⅱ的本質(zhì)是姐妹染色單體分開。2n4nn減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂ⅡDNA：染色體=1：1，無單體DNA：染色體=2：1，有單體精細(xì)胞前期前期中期后期末期中期后期末期減數(shù)分裂后，精細(xì)胞要經(jīng)過復(fù)雜的變形才能成為精子。精子呈蝌蚪狀，頭部含有細(xì)胞核，尾長，能夠擺動。7、精子的形成臨床上常通過抽取血樣來檢測內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病。

旁欄思考精細(xì)胞的變形是指由精細(xì)胞變?yōu)榫拥倪^程，其中細(xì)胞核變成精子頭部的主要部分，高爾基體發(fā)育為頭部的頂體，中心體演變?yōu)榫拥奈?，線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備了游向卵細(xì)胞并進(jìn)行受精作用的能力。精細(xì)胞的變形對受精作用有什么意義？小結(jié)精原細(xì)胞初級精母細(xì)胞次級精母細(xì)胞精細(xì)胞精子不考慮交叉互換的情況下，一個(gè)初級精母細(xì)胞生成完全不同的兩個(gè)次級精母細(xì)胞，每個(gè)次級精母細(xì)胞生成完全相同的兩個(gè)精細(xì)胞，因此，一個(gè)精原細(xì)胞生成四個(gè)兩兩相同的精細(xì)胞。小結(jié)考慮交叉互換的情況下，一個(gè)初級精母細(xì)胞生成不同的兩個(gè)次級精母細(xì)胞，每個(gè)次級精母細(xì)胞生成不完全相同的兩個(gè)精細(xì)胞，因此，一個(gè)精原細(xì)胞生成四個(gè)不相同的精細(xì)胞。小結(jié)（二）卵細(xì)胞的形成過程1、卵細(xì)胞的生成場所2、卵細(xì)胞的形成過程3、卵細(xì)胞與精子形成過程的異同4、減數(shù)分裂的概念5、觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片1、卵細(xì)胞的生成場所人和哺乳動物卵細(xì)胞的生成場所是卵巢。卵巢中有許多發(fā)育程度不同的卵泡，在卵泡中央的一個(gè)細(xì)胞會發(fā)育成卵細(xì)胞。2、卵細(xì)胞的形成過程卵細(xì)胞的形成過程與精子的基本相同，染色體行為和數(shù)目的變化完全形同。減數(shù)分裂前的間期，卵原細(xì)胞增大，染色體復(fù)制，卵原細(xì)胞成為初級卵母細(xì)胞。然后，初級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ，形成卵細(xì)胞。2、卵細(xì)胞的形成過程卵原細(xì)胞初級卵母細(xì)胞次級卵母細(xì)胞極體卵細(xì)胞聯(lián)會極體3、卵細(xì)胞與精子形成過程的異同精子卵細(xì)胞相同點(diǎn)不同點(diǎn)場所細(xì)胞質(zhì)分裂方式分裂結(jié)果是否變形不變形變形1卵細(xì)胞+3極體（退化）4個(gè)精細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)均等分裂染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，染色體行為和數(shù)目的變化過程相同，形成的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目是原始生殖細(xì)胞的一半（初/次級）卵母細(xì)胞不均等分裂，第一極體均等分裂卵巢睪丸不考慮交叉互換的情況下，一個(gè)初級卵母細(xì)胞生成染色體組成完全不同的兩個(gè)子細(xì)胞（一個(gè)次級卵母細(xì)胞和一個(gè)極體），每個(gè)子細(xì)胞生成染色體組成完全相同的兩個(gè)子細(xì)胞，因此，一個(gè)卵原細(xì)胞生成四個(gè)兩兩相同的子細(xì)胞。小結(jié)考慮交叉互換的情況下，一個(gè)初級卵母細(xì)胞生成染色體組成不同的兩個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)次級卵母細(xì)胞生成染色體組成不完全相同的兩個(gè)子細(xì)胞，因此，一個(gè)卵原細(xì)胞生成四個(gè)不相同的子細(xì)胞。小結(jié)4、減數(shù)分裂的概念減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。在減數(shù)分裂前，染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片觀察目的通過觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片，識別減數(shù)分裂不同階段的染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目，加深對減數(shù)分裂過程的理解。選材要求①.細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)量較少。②.選擇雄性個(gè)體的生殖器官進(jìn)行取材觀察。如動物精巢、植物花藥。觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片方法步驟低倍鏡觀察在低倍鏡下觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片。識別初級精母細(xì)胞、次級精母細(xì)胞和精細(xì)胞。高倍鏡觀察先在低倍鏡下依次找到減數(shù)第一次分裂中期、后期和減數(shù)第二次分裂中期、后期的細(xì)胞，再在高倍鏡下仔細(xì)觀察染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。繪圖根據(jù)觀察結(jié)果，盡可能多地繪制減數(shù)分裂不同時(shí)期的細(xì)胞簡圖。觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂顯微照片減數(shù)分裂Ⅰ中期減數(shù)分裂Ⅰ后期減數(shù)分裂Ⅰ前期減數(shù)分裂Ⅰ前期減數(shù)分裂Ⅱ后期減數(shù)分裂Ⅱ末期減數(shù)分裂Ⅱ中期減數(shù)分裂Ⅰ末期觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片討論根據(jù)細(xì)胞中染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目來判斷。例如，在減數(shù)分裂Ⅰ中，先后出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、各對同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)、同源染色體分離、移向細(xì)胞兩極的染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現(xiàn)象。減數(shù)分裂Ⅱ中期，非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處，移向細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。另外，在蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂的過程屮，處于減數(shù)分裂Ⅰ的細(xì)胞要明顯多于處于減數(shù)分裂Ⅱ的細(xì)胞。1、當(dāng)你的目光聚焦在顯微鏡視野中的一個(gè)細(xì)胞時(shí)，你怎樣判斷它處于減數(shù)分裂的哪個(gè)時(shí)期？觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片討論減數(shù)分裂Ⅰ中期，兩條同源染色體分別排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)，末期細(xì)胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成，其數(shù)目是體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半，毎條染色體均由兩條姐妹染色單體構(gòu)成。減數(shù)分裂II中期，非同源染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道板處，末期細(xì)胞兩極的染色體不含染色單體。2、減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ相比，中期細(xì)胞中染色體的不同點(diǎn)是什么？末期呢？觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片討論同一生物的細(xì)胞，所含遺傳物質(zhì)相同，增殖過程相同，同一時(shí)刻不同細(xì)胞可能處于細(xì)胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多個(gè)精母細(xì)胞的減數(shù)分裂，推測一個(gè)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。3、你是通過比較同一時(shí)刻不同細(xì)胞的染色體特點(diǎn)，來推測一個(gè)精母細(xì)胞在不同分裂時(shí)期的染色體變化的。這一做法能夠成立的邏輯前提是什么？二、受精作用（一）配子中染色體組合的多樣性在減數(shù)分裂中，減Ⅰ后期非同源染色體的自由組合、減Ⅰ前期聯(lián)會時(shí)非姐妹染色單體間的互換，都會使減數(shù)分裂產(chǎn)生多種配子。在不考慮同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換的情況下：一個(gè)精原細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生精子4個(gè)，類型有2種；一個(gè)卵原細(xì)胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細(xì)胞1個(gè)，類型有1種；體細(xì)胞含有n對同源染色體的生物個(gè)體，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型有