(共74张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
问题探讨
配子的染色体与体细胞的染色体有何区别?
配子的染色体数目是体细胞的一半
思考:产生有性生殖细胞(精子、卵细胞)的分裂方式可能是有丝分裂吗?
回忆:在一次有丝分裂过程中,染色体复制了几次?细胞分裂了几次?结果是一个细胞分裂成几个子细胞?子细胞中染色体数目与母细胞相比如何?
一、减数分裂的概念
有性生殖细胞(精子或卵细胞)的形成
细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次
细胞中染色体数目比原来减少了一半
二、精子的形成过程
睾丸
1、场所:
2、过程:
减数第一次分裂
减数第二次分裂
(一)减数第一次分裂
精原细胞
四分体
初级精母细胞
次级精母细胞
2n
2n
n
次级精母细胞
着丝点分裂
精细胞
精子
(二)减数第二次分裂
2n
n
n
n
n
同源染色体:
指减数分裂时,两两配对的染色体。它们的形状、大小一般都相同,其中,一条来自父方,一条来自母方。
联会:
指同源染色体两两配对的现象。
减数第一次分裂
前期
四分体
初级精母细胞
四
分
体
联会后的每对同源染色体含有4条染色单体,叫做四分体。
即:1对同源染色体=一个四分体
=2条染色体=4条染色单体
人的体细胞中有46条染色体,在进行减数分裂的过程中,能形成多少个四分体?
四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生交叉,并且相互交换一部分染色体。
发生的时期:
减数第一次分裂的前期(或四分体时期)
染色体的交叉互换:
减数第一次分裂
赤道板
四分体
中期
交叉互换
同源染色体排列在细胞的赤道板上
初级精母细胞
特点:
减数第一次分裂
后期
同源染色体分离
1
2
3
4
初级精母细胞
特点:
非同源染色体的自由组合:
在同源染色体分离时,同源的两条染色体各移向细胞的哪一极是随机的,也就是说,非同源染色体是自由组合的。
发生的时期:
减数第一次分裂的后期
减数第一次分裂
结束
一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞
次级精母细胞
结果:
1
3
2
4
减数第二次分裂
前期
次级精母细胞
此时次级精母细胞染色体的特点是:
无同源染色体,
有姐妹染色单体
减数第二次分裂
中期
特点:
每条染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上
次级精母细胞
减数第二次分裂
后期
次级精母细胞
特点:
着丝点分裂,姐妹染色单体分开
减数第二次分裂
结束
精细胞
精细胞染色体的特点:
既无同源染色体,也无姐妹染色单体
归律总结:
2、减数第一次分裂染色数目减半,DNA数目也减半。
3、减数第二次分裂染色体数目不变,DNA数目减半。
1、染色体变化:
2n
n
n
4、减数分裂中染色体数目减半发生在:
减数第一次分裂中
染色体数目减半的原因:
同源染色体分离,分别进入不同的子细胞
精细胞
精子
n
n
(三)减数分裂基本过程
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
2n
2n
n
课堂练习
1、减数分裂过程中,着丝点的分裂发生在 ( )
A、间期 B、第一次细胞分裂
C、第二次细胞分裂 D、四分体时期
2、减数分裂中的第一次分裂的主要特点是( )
A、姐妹染色单体分开 B、同源染色体分开
C、染色体进行复制 D、染色体被恢复成染色质细丝
3、在减数分裂过程中,有关同源染色体的叙述,不正确的是:( )
A、第一次分裂开始不久两两配对的染色体
B 、在减数第二次分裂中,大小、形状相同的染色体
C、一条来自父方,一条来自母方
D、在减数第一次分裂后期向两极移动
B
C
B
4、下列四图表示只画有两对染色体的某一个高等生物的几个细胞,它们分别处于不同的分裂时期。依图回答:
?
?
?
?
? (1)属减数第一次分裂的是图______。
(2)属减数第二次分裂的是图_____。
(3)属有丝分裂中期的是图_______。
(4)属有丝分裂后期的是图_____。
C
A
B
D
三、卵细胞的形成过程
卵细胞
极体
极体
次级卵母细胞
四、卵细胞形成与精子形成的比较
(一)相同点:
1、都经过一次减数分裂,分裂过程中均有联会、四分体等现象的出现。
2、染色体数都比原始生殖细胞减少一半。
(二)不同点:
不变形
精细胞变形
不均等分裂
均等分裂
1个+3个极体
4个
四分体
交叉与互换
次级母细胞
精(卵)细胞(或极体)
(一)减数分裂第一次分裂过程染色体的变化
同源染色体的联会
四分体
(往往有染色单体之间的交叉与互换)
同源染色体的分离
(二)减数分裂第二次分裂染色体的主要变化:
着丝点的分裂,与有丝分裂不同在于没有染色体的复制。
五、减数分裂过程染色体的变化
四分体
六、配子中染色体组合的多样性
四分体
六、受精作用
(1)概念:
精子与卵细胞结合成为受精卵的过程
(2)减数分裂与受精作用的意义:
维持每种生物前后体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,有十分重要的意义。
七、减数分裂与有丝分裂的区别
子细胞染色体数是母细胞的一半
相同
有
无
复制一次
分裂两次
复制一次
分裂一次
生殖细胞
体细胞
联会
四分体
同源染色体分离
着丝点分裂
染色体复制
1、下列是减数分裂中的几个步骤:①形成四分体;②同源染色体分离;③交叉互换;④细胞质分离;⑤联会;⑥染色体复制;⑦染色单体分离。其正确顺序是( )
A.②①③④⑤⑥⑦ B.④⑥③②⑤⑦①
C.⑥⑤①③②⑦④ D.⑥⑤④③⑦②①
⑥染色体复制
C
练习:
减数分裂
间 期
分裂期
第一次分裂
初级精母细胞
初级卵母细胞
第二次分裂
次级级精母细胞
次级卵母细胞
第一极体
精子、第二极体、卵细胞
前期 I
中期 I
中期II
后期 I
后期II
前期II
子细胞
精原细胞
卵原细胞
染色单体
DNA
4N
2N
4N
4N
4N
2N
2N
2N
N
2N
0
0
0
4N
4N
4N
4N
2N
2N
4N
染 色 体 变 化 曲 线
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精子细胞
次级精母细胞
2N
4N
精原细胞
DNA 变 化 曲 线
初级精母细胞
精子细胞
2N
4N
染色单体变化曲线
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精子细胞
根据减数分裂过程染色体行为变化, 回答下列过程各发生的时期:
1.染色体复制发生在:
2.同源染色体的联会发生在:
3.同源染色体分离发生在:
4.染色体着丝点分裂发生在:
5.染色体数目减半发生在:
6.DNA数目减半发生在:
减Ⅰ前的间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅰ分裂完成时
减Ⅰ分裂完成时
减Ⅱ分裂完成时
(四)有丝分裂和减数分裂的异同点
4、分裂形成的子细胞中染色体数目与亲代细胞相同
4、分裂后所形成的子细胞中染色体数目减少一半
3、分裂后形成2个体细胞
3、分裂后形成4个精子或1个卵细胞
2、无同源染色体联会等行为
2同源染色体在减数第一次分裂时出现联会、四分体、非姐妹染色单体互换、分离等现象
1、细胞分裂过程中均出现纺锤体
2、染色体在细胞分裂过程中都只复制一次
相同点
1、染色体复制一次,细胞只分裂一次
1、染色体复制一次,细胞连续分裂两次
不 同 点
有丝分裂
减数分裂
(四)有丝分裂和减数分裂的异同点
对于细胞分裂图像的鉴别,还可以概括如下:
★一看染色体的数目(奇偶性);
★二看有无同源染色体;
★三看有无同源染色体的行为
——联会、四分体、分离。
这种方法简称三看鉴别法。
减数分裂和有丝分裂
图像鉴别
一数
染
色
体
数
目
奇数
偶数
二看
同
源
染
色
体
有同源染色体
无同源染色体
三判断
同
源
染
色
体
行
为
无同源染色体行为
(有丝分裂)
联会、四分体、分离
(减Ⅰ)
减Ⅱ
减Ⅱ
减数分裂和有丝分裂图像鉴别
技巧:一数二看三判断
判断上图各属于何种分裂?哪个时期?
减数第一次分裂后期
减数第二次分裂后期
有丝分裂后期
减Ⅱ后期
减Ⅱ后期
选择题
1、减数分裂和有丝分裂相比,不同的是( )
A.分裂过程中发生染色体变成染色质的现象
B.分裂过程中发生同源染色体的联会和分离现象 C.分裂间期要进行DNA的复制
D.分裂过程中发生染色质变成染色体的现象.
2.下列关于同源染色体的叙述,不正确的是:[ ]
A.一条来自父方,一条来自母方的染色体;B.由一条染色体复制而成的两条染色体;
C.在减数分裂过程中联会的两条染色体;
D.形状和大小一般相同的两条染色体。
B
B
3.5个初级精母细胞经过减数分裂,最终形成的精子数目是:[ ]
A.20个;B.5个;C.10个;D.40个。
4.果蝇的精子内有4条染色体,那么,它的初级精母细胞内的染色体数目是:[ ]
A.2条;B.4条;C.8条;D.16条。
A
C
5、在下列细胞中,没有同源染色体的是:[ ]
A.受精卵; B.体细胞;
C.精子; D.精原细胞。
C
二 受精作用
学习目标:
、配子中染色体组合的多样性
、受精作用的概念
、受精作用的意义
(一)配子中染色体组合的多样性
1.减数分裂过程中非同源染色体的自由组合
(1)一个含n对同源染色体的精原细胞,经减数分裂产生的精子类型有____种;
(2)一个含n对同源染色体的卵原细胞,经减数分裂产生的卵细胞类型有____种;
(3)体细胞含有n对同源染色体的生物个体,经减数分裂产生的配子类型有_____种。
2.四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。
二 受精作用
意义:减数分裂会导致导致配子遗传物质的的差异,另外受精作用卵细胞和精子结合的随机性后代必然多样性.利于生物在选择中进化.
2
1
2n
(二)受精作用
1.概念:
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.过程:
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面→卵细胞细胞膜外面出现了一层特殊的膜以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇→二者的染色体会合。 3.结果:
受精卵的染色体数恢复到体细胞的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方)另一半来自卵细胞(母方)。
4.意义:
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
人的受精过程
穿过放射冠
穿过透明带
形成受精卵
意义:减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
高等动植物(2N)
受精卵(2N)
卵细胞(N)
精子(N)
有丝分裂
受精作用
高等动植物的有性生殖细胞形成与受精作用:
补充:被子植物的双受精作用
子房的结构
珠被
胚囊
卵细胞(1个)
极核(2个)
子房壁
胚珠
双受精
子房
子房壁
胚珠
胚囊
珠被
1个卵细胞
2个极核
子叶
胚芽
胚轴
胚根
胚
受精极核
胚乳
种皮
种
子
果
皮
果
实
2N
2N
2N
2N
3N
3N
2N
2N
受
精卵
+1个精子
+1精子
N + N
2N + N
总结 :
1、一个精原细胞经减数分裂产生( )精子;
一个卵原细胞经减数分裂产生( )卵细胞。
2、染色体数目减半发生在( ), 原因是( )
3、在减数分裂过程中DNA 数目减半( )几次,分别发生在( )和( )。
4、次级精(卵)母细胞、第一极体和精子、卵细胞、第二极体中( )同源染色体。
5、精子形成过程中细胞质进行( )
6、精子形成过程中染色体复制( )次,
细胞连续分裂( )次
4个
减I
同源染色体分离
2
减I 减II
无
等分
1
2
1个
[练习题]
1、用光学显微镜观察有丝分裂过程,参照下表应选择下列哪种植物作为最佳实验材料( )
D
植物种别(选项) 细胞周期时间(小时)
分裂间期 分裂期 合计
A.物种 10.6 0.4 11
B.物种 18 0.5 18.5
C.物种 16.5 2 18.5
D.物种 10.4 2.3 12.7
2、在显微镜下观察洋葱根尖生长点细胞有丝分裂装片,着丝点一分为二、染色体移向两极时的形态是( )
A
3、图是几位同学所绘制的一条染色体经复制后含有两条姐妹染色单体的简图,其中形态正确的是( )
B
4、人的皮肤受伤后,伤口处细胞分裂促使伤口愈合,这种细胞分裂是( )
A. 无丝分裂 B. 有丝分裂
C. 减数分裂 D. 生殖分裂
B
5、细胞有丝分裂过程中最重要的特征是( )
A. 染色质变成染色体
B. 纺缍丝出现
C. 核膜解体、核仁消失
D. 染色体复制和平均分配
D
6、下列四组人体细胞中能通过细胞分裂使组织得以修复和更新的一组是( )
A. 成骨细胞和白细胞
B. 口腔细胞和角质化细胞
C. 肝细胞和生发层细胞
D. 神经元和骨胳肌细胞
C
7、某同学做有丝分裂实验时检查了正处在分裂各时期的1000个洋葱根尖细胞,发现其中681个细胞处于前期,139个处于中期,23个处于后期,157个处于末期。据此分析洋葱根尖细胞的有丝分裂各时期中时间最短的是( )
前期 B. 中期
C. 后期 D. 末期
C
8、用高倍显微镜观察植物细胞有丝分裂中期图,全部能看到的结构是( )
A. 同源染色体、细胞壁、纺缍体
B. 染色体、赤道板、细胞膜
C. 细胞壁、细胞膜、细胞核膜
D. 细胞壁、纺缍体、核仁
A
9、在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在( )
A.减数第一次分裂
B.减数第二次分裂
C.减数分裂间期
D.减数分裂末期
A
10、在减数分裂过程中,染色体数目与体细胞相同,但不含同源染色体的时期是( )
A.减数第一次分裂后期
B.减数第二次分裂后期
C.减数第一次分裂前的间期
D.减数第二次分裂前期
B
11、正常进行分裂的细胞,同源染色体、染色单体、染色体、DNA分子之比为0:0:1:1,则该细胞所处的时期是( )
A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂末期
C.有丝分裂后期
D.减数第二次分裂后期
D
12、某一生物体的体细胞中含有6条染色体,3对同源染色体,那么下列细胞中,任何时期都不可能含6条染色体的是( )
A.精原细胞 B.初级精母细胞
C.次级精母细胞 D.精子细胞
D
13、基因型为Bb的动物,在其精子形成过程中,基因B与B、b与b和B与b的分开,分别发生在( )
①精原细胞形成初级精母细胞
②初级精母细胞形成次级精母细胞
③次级精母细胞形成精细胞
④精细胞变形成为精子
A.①②③ B.③③② C.②②② D.②③④
B
14、某生物的体细胞含有42条染色体,在减数第一次分裂前期,细胞内含有的染色单体,染色体和DNA分子数依次是( )
A. 42、84、84 B. 84、42、84
C. 84、42、42 D. 42、42、84
B
15、维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是( )
A.遗传和变异
B.无丝分裂和有丝分裂
C.减数分裂和有丝分裂
D.减数分裂和受精作用
D
16、下列关于四分体的错误叙述是( )
A. 一个四分体含四个染色单体
B. 出现在减数第一次分裂前期
C. 非姐妹染色体单体间可交叉互换
D. 复制后的同源染色体都能形成四分体
D