1、 第第2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系 第第1节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用生物学必修2 遗传与进化（人教版）第第3课时课时 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片、建立减数分裂中染色体变化的模型建立减数分裂中染色体变化的模型导入新课植物细胞有丝分裂的过程植物细胞有丝分裂的过程导入新课洋葱根尖分生区细胞有丝分裂图像洋葱根尖分生区细胞有丝分裂图像环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片一、目的要求一、目的要求通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过同时期
2、染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。程的理解。环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片二、实验材料的选择二、实验材料的选择雄蝗虫雄蝗虫2n=23，雌蝗虫，雌蝗虫2n=24，且染色体较大，便于观察。雄，且染色体较大，便于观察。雄蝗虫配子产生的过程是连续的，在同一装片上可以同时观察蝗虫配子产生的过程是连续的，在同一装片上可以同时观察到减数分裂的各个时期以及精子的形成过程。到减数分裂的各个时期以及精子的形成过程。在某个时间内，雌蝗虫卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有在某个时间内，雌蝗虫卵巢的卵泡内进行减数分裂的细胞有限，观察到减数分裂各时期的细胞数目较少，且雌配子减数限，观察到减数分裂各时
3、期的细胞数目较少，且雌配子减数分裂不是连续的，所以一般不使用雌蝗虫卵母细胞作材料。分裂不是连续的，所以一般不使用雌蝗虫卵母细胞作材料。环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片三、方法步骤三、方法步骤环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片1.减数分裂减数分裂(1)减数分裂减数分裂前期：分散的染色体缩短变粗并两两配对。前期：分散的染色体缩短变粗并两两配对。(2)减数分裂减数分裂中期：染色体边缘光滑，进一步缩短变粗，同源染色体中期：染色体边缘光滑，进一步缩短变粗，同源染色体以四分体为单位排列在赤道板上。以四分体为单位排列在赤道板上。(3)减数分裂减数分裂后期：染色体距离较远，由纺锤丝牵引遥遥相对。染色后期
4、：染色体距离较远，由纺锤丝牵引遥遥相对。染色体呈各种构象，如体呈各种构象，如“丁丁”字形、字形、“V”形或棒状等。形或棒状等。(4)减数分裂减数分裂末期：染色体数目减半，到达两极的染色体开始聚集。末期：染色体数目减半，到达两极的染色体开始聚集。减数分裂各时期染色体的特点：减数分裂各时期染色体的特点：环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片2.减数分裂减数分裂(1)减数分裂减数分裂前期：染色体逐渐分散缩短前期：染色体逐渐分散缩短,两条姐妹染色单体彼此排斥。两条姐妹染色单体彼此排斥。(2)减数分裂减数分裂中期：染色体着丝粒排列在赤道板上。中期：染色体着丝粒排列在赤道板上。(3)减数分裂减数分裂后期：姐
5、妹染色单体分开后期：姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下移向细胞的在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极。两极。(4)减数分裂减数分裂末期：到达两极的染色体分别进入两个子细胞末期：到达两极的染色体分别进入两个子细胞,两个子细两个子细胞中的染色体数目与初级精母细胞的相比减少了一半胞中的染色体数目与初级精母细胞的相比减少了一半,染色体聚集并解染色体聚集并解螺旋化。螺旋化。环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片四、观察结果四、观察结果各小组保存视野中细胞图像，并说出它们所处的时各小组保存视野中细胞图像，并说出它们所处的时期及特点。期及特点。1.为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？为什么选蝗虫精母细胞作为观察材料？
6、2.视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同视野中的细胞减数分裂是动态变化的吗？能观察到不同时期的染色体形态吗？时期的染色体形态吗？环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片提示：蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于提示：蝗虫精母细胞染色体数目较少，染色体较大，易于观察。观察。提示：细胞已被杀死固定，不可能动态变化，但不同细胞提示：细胞已被杀死固定，不可能动态变化，但不同细胞被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。被固定在不同时期，因此可观察到各时期的染色体形态。3.你是通过比较同一种生物同一时刻不同细胞的染色体特你是通过比较同一种生物同一时刻不同细胞的染色体特点，来推测一
7、个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。点，来推测一个精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成立的逻辑前提是什么？这一做法能够成立的逻辑前提是什么？环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片提示：同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程提示：同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖的过程相同，同一时刻不同细胞可能处于不同阶段。因此，可以相同，同一时刻不同细胞可能处于不同阶段。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。减数分裂过程中染色体的连续变化。4.经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色
8、体数目一定是体细胞的一半经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目一定是体细胞的一半吗？有没有例外？出现例外时会造成什么后果？请选择你认为最便捷的吗？有没有例外？出现例外时会造成什么后果？请选择你认为最便捷的途径寻找答案。途径寻找答案。环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片提示提示:不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂时联时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向两极而是集中到一个次级精精(卵卵)母细胞中，那么再经过减数分裂母细胞中，那么再经过减数分裂产生的精子或卵细胞
9、中的染色产生的精子或卵细胞中的染色体数目就会比正常的多一条、几条或少一条、几条。再如减数分裂过程体数目就会比正常的多一条、几条或少一条、几条。再如减数分裂过程中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，中，染色体已移向细胞两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。如果出现上述这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。如果出现上述现象，受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细现象，受精卵中染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性胞中染色
10、体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个状又是由遗传物质控制的，那么当该个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也会是异常的。体的性状也会是异常的。5.本实验宜选用雄性个体生殖器官，而不选用雌性个体生本实验宜选用雄性个体生殖器官，而不选用雌性个体生殖器官，其原因是什么？殖器官，其原因是什么？环节一：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片提示：提示：雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞的数量。在大多数动物卵巢内的减数分裂没有的卵细胞的数量。在大多数动物卵巢内的减数分裂没有进行彻
11、底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才会继续完成减数分裂子相遇后，在精子的刺激下，才会继续完成减数分裂。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型1.减数分裂分为哪几个时期？减数分裂分为哪几个时期？2.各时期的典型特征是什么？各时期的典型特征是什么？3.细胞中有细胞中有2对同源染色体时，产生的子细胞中的染色体对同源染色体时，产生的子细胞中的染色体有几种组合方式？有几种组合方式？4.模拟四分体时期非姐妹染色单体间的互换时，产生的子模拟四分体时期非姐妹染色单体间的互换时，产生的子细胞中的染色体组合方式又有何不同？细胞中
12、的染色体组合方式又有何不同？5.减数分裂产生多种配子的原因有哪些？减数分裂产生多种配子的原因有哪些？环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型一、目的要求一、目的要求1.加深对减数分裂过程及其特点的认识。加深对减数分裂过程及其特点的认识。2.理解配子中染色体组合的多样性。理解配子中染色体组合的多样性。3.领悟减数分裂的意义。领悟减数分裂的意义。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型二、材料用具二、材料用具较大的白纸较大的白纸,铅笔或彩笔铅笔或彩笔,适于制作染色体的适于制作染色体的材料材料(如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等如橡皮泥、扭扭棒、细树枝、纸卷等)。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型三、
13、方法步骤三、方法步骤1.模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化(1)用两种颜色的橡皮泥制作染色体用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色分别制作两条大小不同每种颜色分别制作两条大小不同的染色体的染色体,每条染色体由两条染色单体组成。两种颜色分别代表来自每条染色体由两条染色单体组成。两种颜色分别代表来自父方和母方。父方和母方。(2)在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所制作的在纸上画一个足够大的初级精母细胞的轮廓，能够容纳所制作的四条染色体。画出中心体和纺锤体。四条染色体。画出中心体和纺锤体。(3)将染色体放在画好的细胞内将染色体放在画好的细胞
14、内,让长度相同、颜色不同的两条染色体让长度相同、颜色不同的两条染色体配对配对,使着丝粒靠近。使着丝粒靠近。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型(4)将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。(5)双手分别抓住并移动染色体的着丝粒双手分别抓住并移动染色体的着丝粒,使两种颜色的染色体分离使两种颜色的染色体分离,分别移向细胞的两极。分别移向细胞的两极。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型(6)在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓在另一张纸上再画两个次级精母细胞的轮廓,并画出中心体和纺锤并画出中心体和纺锤体。将已经移到细胞两极的染色体分别放到
15、这两个新细胞中。体。将已经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。(7)将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。(8)平均分开每条染色体上连接染色单体的小块橡皮泥平均分开每条染色体上连接染色单体的小块橡皮泥相当于着丝相当于着丝粒分离粒分离,再将染色体分别拉向细胞的两极。再将染色体分别拉向细胞的两极。(9)在两极有染色体的部分画出细胞轮廓在两极有染色体的部分画出细胞轮廓,代表新细胞生成。代表新细胞生成。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型2.模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合模拟减数分裂中非同源
16、染色体的自由组合(1)当细胞只有一对同源染色体时当细胞只有一对同源染色体时,不发生非同源染色体的自由组不发生非同源染色体的自由组合合,只有同源染色体分离。只有同源染色体分离。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型(2)模拟细胞中有两对同源染色体的情况。模拟细胞中有两对同源染色体的情况。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型(3)模拟细胞中有三对同源染色体的情况。模拟细胞中有三对同源染色体的情况。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型总结规律总结规律(以两对同源染色体为例以两对同源染色体为例):一个精原细胞经过减数分裂产生一个精原细胞经过减数分裂产生4个精细胞个精细胞,2种类型。种类型。一个卵原
17、细胞经过减数分裂产生一个卵原细胞经过减数分裂产生1个卵细胞和个卵细胞和3个极体个极体,卵卵细胞只有细胞只有1种类型。种类型。一个个体产生的配子种类为一个个体产生的配子种类为2n种种(n 是同源染色体的数目是同源染色体的数目)。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型3.模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型设某种生物体细胞中有设某种生物体细胞中有n对同源染色体。若有染色体互换对同源染色体。若有染色体互换,且每对同源染色体均发生一次互换且每对同源染色体均发生一次互换,则则:(1)该原始生殖细胞可能产生几种配
18、子该原始生殖细胞可能产生几种配子?实际上经减数分裂实际上经减数分裂能产生几种配子能产生几种配子?(2)该生物体可能产生几种配子该生物体可能产生几种配子?实际上经减数分裂能产生实际上经减数分裂能产生几种配子几种配子?提示提示:4n种。种。4或或1种。种。提示提示:4n种。种。4n种。种。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型配子染色体类型的分析配子染色体类型的分析环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型拓展应用拓展应用正常人的体细胞中有正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫对染色体。有一种叫“13三三体综合征体综合征”的遗传病的遗传病，患者头小患者头小，患先天性心脏病患先天性心脏病，智力远低于常
19、人。对患者进行染色体检查智力远低于常人。对患者进行染色体检查，发现患发现患者的者的13号染色体不是正常的号染色体不是正常的1对对，而是而是3条。请尝试条。请尝试使用使用“减数分裂中染色体变化的模型减数分裂中染色体变化的模型”，从精子或从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。环节二：建立减数分裂中染色体变化的模型1.在在“建立减数分裂中染色体变化的模型建立减数分裂中染色体变化的模型”活动中活动中,先制作先制作4个蓝色个蓝色(2个个5 cm、2个个8 cm)和和4个红色个红色(2个个5 cm、2个个8 cm)的橡皮泥条的橡皮泥条,再结合再结合细铁丝等材料
20、模拟减数分裂过程细铁丝等材料模拟减数分裂过程,下列叙述错误的是下列叙述错误的是 ()()A.将将2个个5 cm的蓝色橡皮泥条扎在一起的蓝色橡皮泥条扎在一起,模拟模拟1个已经复制的染色体个已经复制的染色体B.将将4个个8 cm 的橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排的橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排,模拟模拟1对同源染色对同源染色体的配对体的配对C.模拟减数分裂模拟减数分裂后期时后期时,细胞同极的橡皮泥条颜色要不同细胞同极的橡皮泥条颜色要不同D.模拟减数分裂模拟减数分裂后期时后期时,细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同课堂练习C2.下列关于观察细胞的减数分裂实验的说法
21、下列关于观察细胞的减数分裂实验的说法,正确的是正确的是 ()()A.可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂装片来了解减数分裂过程B.用洋葱根尖制成装片用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体分离现象能观察到同源染色体分离现象C.必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精母细胞和精子D.用蝗虫的精巢做实验用蝗虫的精巢做实验,视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞视野中可以看到处于有丝分裂时期的细胞D课堂练习3.如图为某生物一个细胞的分裂图像如图为某生物一个细胞的分裂图像,着丝粒均着丝粒均在染色体端部在染色体端部,图中图中1、2、3、4各表示一条染色各表示一条染色体。下列表述正确的体。下列表述正确的是是 ()()A.图中细胞处于减数分裂图中细胞处于减数分裂前期前期B.图中细胞的染色体数是体细胞的图中细胞的染色体数是体细胞的2倍倍C.染色体染色体1与与2在后续的分裂过程中会相互分离在后续的分裂过程中会相互分离D.染色体染色体1与与3必定会出现在同一子细胞中必定会出现在同一子细胞中AC课堂练习谢谢！
