师：同学们好，今天我们一起来学习减数分裂和受精作用的第一课时。在第一章的学习中，我们已了解遗传学两大规律，即孟德尔通过豌豆杂交实验揭示的基因分离定律和自由组合定律。但遗传因子究竟是什么？它是否有真实物质基础？又处于细胞的什么位置呢？要解决这些问题，需从细胞学研究入手。所以，接下来我们学习第二章基因和染色体的关系。
今天首先看减数分裂和受精作用。同学们先来看果蝇体细胞和配子中染色体的对比图。果蝇是遗传学常用实验材料，具有生长周期短、染色体数目少便于观察等优点。这里的配子指像精子和卵细胞这样的生殖细胞。同学们观察一下，配子的染色体和体细胞的染色体有什么区别呢？直观能看到数量差别，体细胞中有8条染色体，配子中只有4条。所以总结可得，配子中染色体数是体细胞中染色体数的一半。
接下来，请同学们再仔细观察，除数目外，配子中的染色体形态和体细胞中的染色体形态有什么关联性呢？我们看到，体细胞中染色体是成对存在的，这里有4对形态不同的染色体。再看配子，同学们就能发现规律了，配子中的染色体，实质上是从体细胞每对染色体中分别取出一条组成的。
配子与体细胞有这样的差别，那配子是如何产生的？产生后又有什么用途呢？我们来看有性生殖的示意图。可以看到，配子是在有性生殖过程中产生的。当雌性和雄性达到性成熟状态后，它们分别产生精子和卵细胞。如果精子和卵细胞融合成受精卵，就产生了下一代，这就是有性生殖。在有性生殖中，产生配子的过程叫减数分裂。接下来，我们就学习减数分裂的内容。
首先，看减数分裂发现的科学史。19世纪后期，细胞学因显微技术发展取得巨大进步。一些科学家观察马蛔虫的精子和卵细胞，发现它们的染色体数目只有体细胞的一半。于是，与孟德尔同时期的德国动物学家魏斯曼大胆预测，在卵细胞和精子生成过程中，必然存在一个特殊过程，使染色体数目减少一半，受精时，精子和卵细胞融合又使染色体数目恢复正常。这可不只是推测，很快其他科学家通过实验观察验证了这个预测。
产生精子或者卵细胞是通过有丝分裂的方式吗？有丝分裂是我们之前学过的产生体细胞的分裂方式。回顾一下动物细胞有丝分裂过程，同学们关注一下染色体数量的变化。通过回顾可知，有丝分裂时，染色体会复制一次，细胞分裂一次，新产生的子细胞与原来的亲代细胞相比，染色体数目不变，没有发生减半。那么产生精子和卵细胞的是什么方式呢？同学们可以在有丝分裂基础上大胆猜测，怎样才能让染色体数目减半。有丝分裂染色体复制一次，细胞分裂一次，结果是染色体数目不变。如果细胞能分裂两次，是不是就可以造成染色体数目减半了？我们可以大胆预测。
接下来，以哺乳动物为例探讨精子的形成过程。精子的形成场所是雄性动物的生殖器官，我们称之为睾丸。睾丸中有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中存在大量雄性原始生殖细胞，叫精原细胞。对于精原细胞，有几点要介绍。首先，精原细胞染色体数目和体细胞一样，所以也看作特殊的体细胞。其次，精原细胞既可以通过有丝分裂增加自身数量，也能通过减数分裂形成精细胞。下面就来看精原细胞怎样形成精细胞，我们通过视频展示。
看完视频，归纳精子形成过程。大家看幻灯片，精原细胞可通过有丝分裂增加数量。雄性动物进入性成熟期后，部分精原细胞长大并完成染色体复制，形成初级精母细胞。初级精母细胞完成减数第一次分裂，形成两个次级精母细胞。次级精母细胞继续完成减数第二次分裂，形成4个精细胞。这4个精细胞经过变形成为成熟的精子。今天我们重点关注减数第一次分裂和减数第二次分裂。
先看减数第一次分裂。减数第一次分裂开始不久，初级精母细胞中散乱排列的染色体缩短变粗，两两配对，这个过程叫联会。看这幅图，两对同源染色体正在两两配对，形成四分体。这里出现了一些新词，解释一下。配对的两条染色体，形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，这就是同源染色体。回到第一幅细胞图，能看到两两配对情况，这是一对小的同源染色体，那是另一对联会的同源染色体，它们形态大小一般相同。为什么说一般相同呢？因为细胞中还有像X染色体和Y染色体这样的性染色体，虽然大小形状有差异，但也是同源染色体，因为同源染色体最重要的特征是能在减数第一次分裂时期完成联会。至于一条来自父方，一条来自母方，同学们可以往前推，初级精母细胞由精原细胞演变而来，精原细胞和其他体细胞都来源于最初的受精卵，受精卵由精子和卵细胞结合而成，精子来自父方，卵细胞来自母方，所以能理解同源染色体为什么一条来自父方，一条来自母方了。
同源染色体联会是减一前期重要特征，联会完成后，一对已联会的同源染色体叫四分体。为什么叫四分体呢？因为此时这对同源染色体中有4条染色单体。看这里，绿色的两条染色单体由同一个着丝粒连接，是间期复制形成的，叫姐妹染色单体。同理，黄色的两条也是姐妹染色单体。但黄的和绿的之间叫非姐妹染色单体。在四分体时期，四分体中的非姐妹染色单体，比如这条绿的和这条黄的，会缠绕在一起，交换一部分片段，这叫交叉互换。交叉互换有什么意义，同学们课后思考。刚才描述的同源染色体、联会、四分体、交叉互换等名词，反映了减数第一次分裂前期的特点。减数分裂是完整流畅的过程，但我们可根据染色体特定行为特征人为划分时期，像同源染色体联会、四分体时期、非姐妹染色单体交叉互换，都是减一前期重要特征。
接着看第二幅图，纺锤丝牵引，同源染色体位置变化，此时同源染色体分布于赤道板两侧，这是减一中期特征。随后，在纺锤丝牵引下，同源染色体分离，分别移向细胞两极，这是减数第一次分裂后期。由于同源染色体分离并移向两极，细胞每极只能得到每对同源染色体中的一条。初级精母细胞在这种状态下完成分裂，数目减半，形成两个数目减半的次级精母细胞，减数第一次分裂完成。