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第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂与受精作用(1)
回顾有丝分裂
回顾有丝分裂
一条染色体
染色体复制
两条姐妹染色单体
一条染色体
染色体数:
染色单体数:
DNA数:
1
0
1
2
0
2
着丝粒分裂
两条染色体
1
2
2
问题探讨
●生长周期短
●繁殖快
●染色体少易观察
体细胞
配子
染色体有何区别?
问题和猜想?
P18
一、减数分裂
如果配子的形成与体细胞的增殖一样,也是通过有丝分裂形成的,结果会怎样?
46
46
有丝分裂
精子
卵细胞
46
46
受精卵
受精
92
92
假设
错误
46
46
减数分裂
精子
卵细胞
23
23
受精卵
受精
46
46
一、减数分裂
我这真是天才的预测
受精
证实
减数分裂
魏斯曼
特殊过程
恢复
精子是哪里产生的?
二、精子的形成过程
场所:睾丸
曲细精管
在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制 次 ,而细胞在减数分裂过程中连续分裂 次,最后形成______ 个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂)和减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂)。精细胞再经过 ,就形成了成熟的雄性生殖细胞——精子。
二、精子的形成过程
科学家发现:
一
两
四
变形
二、精子的形成过程
间期特点
●细胞体积增大
●染色体呈染色质丝的状态
●染色体复制
●出现姐妹染色单体
●精原细胞→初级精母细胞
备
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期特点
找
●膜仁消失现两体
●前期同源染色体有什么特殊行为?
1’
1
2’
2
3
3’
4
4’
同源染色体:_____________________________________
1与1’、2与2’ 、 3与3’ 、 4与4’
非同源染色体:____________________________________
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,叫作同源染色体。
1与2、2与3 、 3与4 、 4与1’……
X
Y
X和Y染色体的关系?
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期特点
找
●膜仁消失现两体
四分体
1’
1
2’
2
3
3’
4
4’
●同源染色体两两配对的现象
联会
形成
联会后的每对同源染色体中,含有四条染色单体,叫做一个四分体。
1个四分体=________同源染色体
=________ 染色体
=________ 染色单体
=________ DNA分子
=________ 脱氧核苷酸链
1对
2条
4条
4个
8条
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期特点
找
●膜仁消失现两体
a
b
c
d
1’
1
2’
2
3
3’
4
4’
1’
1
●同源染色体联会形成四分体
4
4’
e
f
g
h
a与d的关系?
姐妹染色单体
同源染色体的非姐妹染色单体
a与b的关系?
a与e的关系?
非同源染色体的非姐妹染色单体
互换
上述关系中遗传物质相同的是?
姐妹染色单体,间期复制而来
四分体非姐妹染色单体发生片段交换
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期特点
找
●膜仁消失现两体
a
b
c
d
1’
1
2’
2
3
3’
4
4’
1’
1
●同源染色体联会形成四分体
4
4’
e
f
g
h
互换对象?
互换
互换时期?
互换结果?
同源染色体的非姐妹染色单体
联会形成四分体时
由a=b,c=d变为a≠b,c≠d
互换是百分百发生吗?
概率较低
二、精子的形成过程
减Ⅰ前期特点
找
① 膜仁消失现两体
a
b
c
d
1’
1
2’
2
3
3’
4
4’
1’
1
4
4’
e
f
g
h
② 同源染色体联会形成四分体
③ 同源染色体上非姐妹染色单体互换
上述三点一定发生的是?
①和②
二、精子的形成过程
减Ⅰ中期特点
排
同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧
二、精子的形成过程
减Ⅰ后期特点
非同源染色体自由组合
① 同源染色体有什么特殊行为?
② 非同源染色体有什么特殊行为?
彼此分离,分别向细胞两极移动
分
孟德尔的分离定律和自由组合定律
同源染色体与非同源染色体的特殊行为,能让你联想到哪位科学家的成果?
③
A
A
a
a
B
B
b
b
描述孟德尔遗传定律发生的具体时期?
④
染色体: 染色单体:
DNA: 同源染色体:
二、精子的形成过程
减Ⅰ末期特点
离
● 初级精母细胞缢裂,一分为二,形成 2个________________
次级精母细胞
8 →4
16 →8
16 →8
4对→0
● 写出减Ⅰ末期每个细胞下列数目变化
减半
分离
减数第一次分裂主要特征:
1、同源染色体联会、互换
3、非同源染色体自由组合
4、染色体数目减半
2、同源染色体分离
二、精子的形成过程
减Ⅱ特点
减Ⅱ间期[1]无或者很短,不用复制遗传物质,染色体已经是复制状态。
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
减Ⅱ末期结束
次级精母细胞
精细胞
染色体散乱排布在细胞中
染色体的着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别向细胞两极移动
减数分裂结束,形成精细胞。
二、精子的形成过程
减Ⅱ特点
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
次级精母细胞
精细胞
减Ⅱ后期每个细胞下列数目变化
染色体: 染色单体:
DNA: 同源染色体:
4 →8
8
8→0
0
减Ⅱ末期
减半
染色体: 染色单体:
DNA: 同源染色体:
8 →4
0
0
8 →4
减Ⅰ分同源,减Ⅱ分姐妹
减Ⅱ末期结束
二、精子的形成过程
精子变形
P23 拓展应用-3
精子和卵细胞结合时,头部先进人卵细胞内,精子的头部几乎只保留了细胞核,这就保证了遗传物质能够先进人卵细胞;
大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量;
部分细胞质变成了精子的颈部和尾部,使精子具备了适于游动的能力;
全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部,可以更好地在受精过程中提供能量。
精子变形过程中的以上变化都为受精作用提供了保证,是进化的结果。
精原细胞
联会
间
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅰ后
减Ⅰ后
初级精母细胞
减Ⅱ前
减Ⅱ后
减Ⅱ中
减Ⅱ末期结束
变形
次级精母细胞
精细胞
精子
染色体减半
过程同有丝分裂
三、减Ⅰ与减Ⅱ比较
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
同源染色体
着丝粒变化
染色体主要行为
染色体数目
DNA数目
染色单体数
无
有,分离
不分裂
分裂
着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开
①同源染色体联会;
②四分体中非姐妹染色单体
发生互换;
③同源染色体分离,
非同源染色体自由组合
2n→n(减半)
2n→4n→2n
0→4n→2n
n→2n→n(不减半)
2n→n
2n→0
减数分裂过程中,染色体数目减半发生的时期是减Ⅰ
四、卵细胞的形成
场所:
卵巢
卵细胞的扫描电镜照片
(放大150倍)
卵细胞
卵泡
卵原细胞
联会
间
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅰ后
减Ⅰ后
初级卵母细胞
减Ⅱ前
减Ⅱ后
减Ⅱ中
减Ⅱ末期结束
次级卵母细胞
卵细胞
染色体减半
过程同有丝分裂
第二极体
第一极体
精子和卵细胞形成比较
五、精子和卵细胞形成比较
项目 精子形成过程 卵细胞形成过程
部位
原始生殖细胞
细胞质的分裂方式
分裂结果
是否变形
相同点 睾丸
精原细胞
均等分裂
一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞)
变形
卵巢
卵原细胞
第一极体均等分裂,初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂
一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)+三个极体(退化消失)
不需变形
减I同源染色体联会,出现四分体,非姐妹染色单体交叉互换,同源染色体分离,分别移向细胞两极
六、减数分裂与有丝分裂比较
减Ⅰ
减Ⅱ
有丝分裂
比较减Ⅱ和有丝分裂
比较减数分裂和有丝分裂
减Ⅱ基本过程同有丝分裂,但细胞无同源染色体
区别 有丝分裂 减数分裂
形成细胞类型
特点
形成子细胞数目
染色体数目变化
同源染色体的行为
体细胞
生殖细胞
染色体复制1次,
细胞分裂1次
4个精子或1个卵细胞和3个极体
2个
2n→2n
2n→n
同源染色体联会、互换、分离等
没有
有丝分裂
减数分裂
染色体复制1次,
细胞分裂2次
七、减数分裂概念解析
特点:
结果:
时期:
对象:
进行有性生殖的生物
产生成熟生殖细胞时
染色体复制一次,细胞连续分裂两次
成熟生殖细胞中的染色体数目减半
精原细胞
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
染色体复制
联会、四分体(互换)
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
着丝粒分裂
姐妹染色
单体分离
变形
卵原细胞
卵原细胞
初级卵母细胞
极体
卵细胞
染色体复制
联会、四分体(互换)
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
着丝粒分裂
姐妹染色
单体分离
有丝分裂
间期
减Ⅰ
细胞质均分
细胞质不均分
减Ⅱ
细胞质不均分
极体
极体
+
细胞质均分
次级卵母细胞
课堂总结
减Ⅰ分同源,减Ⅱ分姐妹
八、练习与应用
P23——概念检测
.
1. 与有丝分裂不同,减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。
(1)玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。 ( )
(2)在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。( )
2.蝗虫的体细胞中有24条染色体,在观察蝗虫的细胞时,下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是 ( )
A.出现染色单体 B.同源染色体联会
C.染色体移向细胞的两极 D.子细胞中有24条染色体
B
八、练习与应用
P23——概念检测
3.下图所示的细胞最可能是 ( )
A.卵细胞
B.初级精母细胞
C.次级卵母细胞
D.有丝分裂前期的细胞
C
八、练习与应用
.
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂,识图回答问题
(1) 这个细胞正在进行哪种分裂?为什么?
(2) 细胞中有几条染色体?几条染色单体?
(3) 细胞中有几对同源染色体?哪几条染色体是非同源染色体?
这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。
4条染色体。8条染色单体。
细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C、A与D、B与C、B与D是非同源染色体。
P23——概念检测
八、练习与应用
P23——概念检测
4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂,识图回答问题
(4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体?
(5) 这个细胞在分裂完成后,子细胞中有几条染色体?
(6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。
a与a’,b与b’、c与c’、d与d’是姐妹染色单体。
这个细胞在分裂完成后,子细胞中有2条染色体。
八、练习与应用
P23——拓展应用
.
1.下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片,A至D为减数分裂Ⅰ,E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5 μm。 请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ。
染色体形态、位置、数目