师:同学们好,今天我们讲解高一人教版生物必修2第二章第一节《减数分裂和受精作用》的第二课时。这节课主要有两点内容:一是卵细胞的形成过程,二是观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片。之前我们学习过精子的形成过程,那卵细胞的形成过程和精子的一样吗?这节课我们具体来探讨。
人和哺乳动物的卵细胞主要在卵巢中形成,卵巢位于子宫两侧,课本图2 - 4展示了卵巢放大后的样子,其中有许多发育程度不同的卵泡。随着卵泡逐渐成熟,会释放出一个卵细胞。在电子显微镜下观察,卵细胞大致呈圆球形,它由卵原细胞形成。卵原细胞与精原细胞相似,既可以通过有丝分裂增殖产生更多卵原细胞,也能通过减数分裂产生成熟的生殖细胞——卵细胞。
请大家翻开课本18 - 19页以及22页,对比精子形成示意图和卵细胞形成示意图。不难发现,减数第一次分裂末期,初级精母细胞进行均等分裂,而初级卵母细胞进行不均等分裂;减数第二次分裂也有类似情况。另外,精子形成过程有变形期,而卵细胞形成过程没有。接下来我们具体学习卵细胞形成过程中这些不同之处。
减数第一次分裂时,初级卵母细胞末期进行不均等分裂,形成一大一小两个细胞,大的是次级卵母细胞,小的是极体。由于同源染色体在减数第一次分裂时分离,分别进入极体和次级卵母细胞,所以这两个细胞不再存在同源染色体。
之后,极体和次级卵母细胞继续进入减数第二次分裂。极体进行均等分裂,产生两个极体;次级卵母细胞依然不均等分裂,形成一个小极体和一个大卵细胞。因为卵细胞所含营养物质丰富,所以体积较大。
下面我们把卵原细胞通过减数分裂产生卵细胞的过程串联起来看:卵原细胞经过染色体复制形成初级卵母细胞,初级卵母细胞经减数第一次分裂产生大的次级卵母细胞和小的极体;极体经减数第二次分裂产生两个极体,次级卵母细胞经减数第二次分裂产生一个小极体和一个大卵细胞。所以,一个卵原细胞经过减数分裂产生四个子细胞,其中三个是极体,一个是卵细胞。极体形成不久后会退化消失,最终只有卵细胞保留下来。
接下来对比精子和卵细胞形成过程的异同。从表格提示看,二者在染色体数目和行为变化上有相似点,比如间期都进行染色体复制,细胞体积增大;减数第一次分裂时,染色体都会出现同源染色体联会形成四分体,非姐妹染色单体发生互换,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数第一次分裂结束时染色体数目减半;减数第二次分裂都会经历染色体着丝粒分裂、姐妹染色单体分离。
不过,它们在分裂场所、分裂形态、是否有变形期以及分裂结果上存在差异。精子形成场所主要在睾丸或精巢,卵细胞形成场所是卵巢;初级精母细胞和次级精母细胞是均等分裂,初级卵母细胞和次级卵母细胞是不均等分裂,但要注意,卵细胞形成过程中,减数第一次分裂结束形成的极体在减数第二次分裂时是均等分裂;精子形成过程有变形期,卵细胞没有;一个精原细胞最终形成四个精子,一个卵原细胞最终形成一个卵细胞和三个极体。
请大家思考,精子和卵细胞结构不同,会导致它们功能出现什么差异?精子经过变形期形成尾部,有利于在液体环境中游动寻找卵细胞;卵细胞体积大,营养物质丰富,当与精子结合形成受精卵后,受精卵生长发育所需营养物质主要由卵细胞提供,可见细胞结构不同会导致功能出现差异。
前面学习了这么多,下面总结一下减数分裂的概念。减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生生殖细胞时,经历的染色体数目减半的分裂过程。减数分裂前细胞进行染色体复制,经过连续两次分裂,最终成熟生殖细胞中染色体数目比初始生殖细胞减少一半,这就是减数分裂的特点。
我们前面讲了很多减数分裂内容,看到的大多是示意图,真实情况下细胞减数分裂是什么样呢?我们可以通过显微镜观察。观察前思考个问题,为什么选择蝗虫精巢而不选卵巢作为观察材料?因为雄性生殖细胞数量比雌性生殖细胞多很多,选精巢更利于观察到减数分裂各个时期的细胞。接下来我们播放视频观察。
