【2012优化方案 精品课件】北师大版 生物 必修2 第2章第1节遗传信息传递的结构基础

(共60张PPT)
第2章 遗传信息传递的结构基础
第1节　染色体是遗传信息的载体
课标领航
1．理解减数分裂的概念。
2．理解在减数分裂和有丝分裂过程中染色体与基因的行为关系。
3．掌握减数第一次分裂和减数第二次分裂的基本特征。
4．了解精子与卵细胞在形成过程中的主要区别。
情景导引
大家都知道，我们每个人都是由一个
受精卵发育而来的，这个受精卵是由
父亲的一个精子和母亲的一个卵细胞
融合而成的。
人类体细胞内的染色体数目
均为46条。
思考：1.父母体细胞中各有多少条染色体？
2．我们虽然是由父母的两个细胞融合成的一个受精卵发育而来的，但是我们体细胞内的染色体数目与父母的相比并没有加倍。这是什么原因？
提示：1.父母体细胞内的染色体数目均为46条。
2．受精卵由父亲的一个精子和母亲的一个卵细胞融合而成。父亲的精子和母亲的卵细胞均是由他们的体细胞经过减数分裂而形成的生殖细胞，其染色体数目均比体细胞减少了一半。
核心要点突破
基础自主梳理
知能过关演练
第1节
基础自主梳理
一、染色体的形态
1．在细胞分裂间期是_______结构，能被碱性染料染色，叫__________，当细胞进入分裂期，
__________就会高度螺旋化，缩短变粗，成为具有一定形态的染色体。
2．分裂中期染色体是由两条_____________组成的，着丝粒将染色体分为长臂和短臂。
3．次缢痕与______形成有关，是识别和区分染色体的重要标志。________是识别和区分染色体的另一个重要特征。
丝状
染色质
染色单体
核仁
随体
染色质
4．根据着丝粒的位置，可将染色体分为_______着丝粒染色体、亚中部着丝粒染色体和端部着丝粒染色体。
5．不同生物的染色体大小和数目有很大差异，但都是稳定的，具有物种的__________。
中部
特异性
二、染色体的结构
一级结构——染色质丝
↓　　　　　
二级结构——螺线管体
↓　　　　　
三级结构——超级螺线体
↓　　　　　
四级结构——染色体
三、蝗虫精巢的压片及观察
1．麻醉：把吸满_______的棉球放入玻璃瓶内，将蝗虫投入瓶中，盖上瓶盖，使蝗虫麻醉。
2．解剖：取出麻醉的蝗虫，放入培养皿中用剪刀剪去翅。再用剪刀自蝗虫腹部的背面前端向后剪开，在肠的背面可见一对黄白色的精巢。
3．染色：用镊子夹取一小段管状精细管，放在染色皿上滴加___________溶液，染色5～15min。
乙醚
醋酸洋红
4．压片：用解剖针挑取少量精细管，放在载玻片上，加一滴醋酸洋红溶液并撕开拨碎，盖上盖玻片，在酒精灯火焰上快速通过2－3次。盖上吸水纸，用拇指在盖玻片上适度加压，使细胞分散开，并用吸水纸吸去多余染液。
5．观察：在低倍镜下找到蝗虫精母细胞减数分裂的各个时期，再转到__________下仔细观察，中期Ⅰ和中期Ⅱ，比较其中的染色体数目有何不同。
四、精子的形成过程
1．减数分裂概念的理解
高倍镜
范围 进行_________________的生物
时期 从原始生殖细胞→______生殖细胞
特点 染色体只复制_______，而细胞分裂________
结果 染色体数目____________
场所 有性生殖器官
有性生殖
成熟
一次
两次
减少一半
2．精子的形成过程
(1)形成场所：________。
(2)细胞名称的变化
睾丸
(3)染色体的变化
①减数第一次分裂
a．间期：染色体________，每条染色体都包含______姐妹染色单体。
b．分裂期：主要变化特点可表示为：
复制
两条
A图表示四分体，是联会的结果，即
____________两两配对，同源染色体的
___________________之间常发生交叉互换。
B图表示中期，每对同源染色体排列在_________上。
C图表示后期，______________分离，并移向细胞两极。
同源染色体
非姐妹染色单体
赤道板
同源染色体
②减数第二次分裂
a．间期：通常没有或时间很短，________不再复制。
b．分裂期：染色体的着丝粒______，
______________分开，并移向____________。
(4)变化结果
1个精原细胞经过减数分裂和变形形成4个精子。
染色体
分裂
染色单体
细胞两极
五、卵细胞的形成过程
1．形成场所：________。
2．细胞名称的变化
卵细胞
　　　　　　　　　　　　↗
　　　　　↗次级卵母细胞↘
卵原细胞→初级卵母细胞↘极体↗极体　　极体
　　　　↘
　　　　　　　极体
卵巢
3．变化结果：一个卵原细胞经过__________只形成一个___________，三个极体都退化消失。
六、受精作用
1．概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为__________的过程。
2．过程
(1)精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
减数分裂
卵细胞
受精卵
(2)卵细胞的_________会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
(3)精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的____________会合在一起。
3．结果：受精卵中的_________数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。
细胞膜
染色体
染色体
核心要点突破
染色体的形态
1．染色质与染色体的关系
染色质和染色体是同一种物质在不同时期存在的不同形态，二者可相互转化。
2．染色体和染色单体
(1)染色体的条数等于着丝粒数，有几个着丝粒就有几条染色体。
(2)染色单体是染色体复制后，一个着丝粒上连接的两条相同的单体，这两条单体被称为姐妹染色单体，其整体是一条染色体。
(3)染色体和染色单体的比较
　项目
图形　　 着丝粒 染色体 姐妹染色单体 DNA
1个 1条 无 1个
1个 1条 2条 2个
3．姐妹染色单体和非姐妹染色单体
(1)姐妹染色单体：同一着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a和a′、b和b′、c和c′、d和d′。
(2)非姐妹染色单体：不同着丝粒连着的两条染色单体，如图中的a′和b、b和c′等。
下图表示在不同生命活动过程中，细胞内染色体的变化曲线，下列叙述正确的是(　　)
A．a过程没有姐妹染色单体
B．b过程细胞数目不变
C．c过程发生细胞融合
D．d过程没有同源染色体
例1
【尝试解答】　C
【解析】　a过程为减数第一次分裂；b表示减数第二次分裂过程；c过程表示受精作用；d阶段为受精卵进行有丝分裂的过程。
跟踪训练　处于有丝分裂中期的一动物细胞，其染色体数、染色单体数、DNA分子数和脱氧核苷酸链数的比为(　　)
A．1∶2∶2∶4　　　　　　B．1∶2∶2∶2
C．1∶2∶1∶2 D．2∶2∶1∶2
解析：选A。在有丝分裂中期，存在染色单体，每条染色单体上有1个DNA分子，而每个DNA分子由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成，故染色体∶染色单体∶DNA分子∶脱氧核苷酸链＝1∶2∶2∶4。
染色体的结构
1．核小体是染色质的基本单位，核小体是由DNA和蛋白质组成的。
2．念珠状的染色质丝螺旋盘绕成中空的管状结构叫螺线管体。
3．细胞分裂前期，螺线管体会再次螺旋盘绕，形成圆筒状的超级螺线体。
4．超级螺线体再进一步螺旋折叠形成染色体。
在细胞分裂过程中，光学显微镜下看到的染色体细线是染色体的哪一级结构(　　)
A．染色质 B．螺线管体
C．超级螺线管体 D．染色体
【尝试解答】　C
例2
跟踪训练　下面有关核小体的叙述错误的是(　　)
A．核小体是随体的一种
B．核小体是染色质的基本单位
C．核小体含有DNA和蛋白质
D．每个螺线管体中有6～8个核小体
解析：选A。在染色体的一端通过缢痕相连的一个球形或棒状的突出物，叫做随体，而核小体是染色质的基本单位，分布在整个染色质(染色体)中，故A是错误的。
1．有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像的比较
减数分裂与有丝分裂
有丝分裂 数第一次分裂 减减数第二次分裂
前
期
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
有丝分裂 数第一次分裂 减减数第二次分裂
中
期
①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体
有丝分裂 数第一次分裂 减减数第二次分裂
后
期
①与②比较：①中染色单体分离，②中同源染色体分离；
①与③比较：①中有同源染色体，③中无同源染色体；
②与①、③比较：②中有染色单体，①、③中无染色单体
2．细胞分裂图像的识别——三看识别法
下列是动物细胞减数分裂各期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是(　　)
A．③→⑥→④→①→②→⑤
B．⑥→③→②→④→①→⑤
C．③→⑥→④→②→①→⑤
D．③→⑥→②→④→①→⑤
例3
跟踪训练　(2011年江苏新沂一中高一学情调查)如图是部分同学在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中制作的细胞分裂的模型，其中错误的是(　　)
【尝试解答】　D
解析：选A。本题A图意在表示减数第一次分裂过程中的染色体变化，故图中应体现出同源染色体的分离，而该图实际上未体现这一点，因此其是错误的。
1．联会和四分体
(1)联会：在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体，即1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单体＝4个DNA分子。
减数分裂的过程
特别提醒
(1)减数分裂过程中的交叉互换就发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(2)有丝分裂过程中有同源染色体，但是无联会现象和四分体的形成。
2.减数分裂两个分裂阶段的比较
项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
间期DNA是否复制 复制 不复制
分裂前后细胞名称 精(卵)原细胞初级
精(卵)母细胞→次级精(卵)母细胞(或第一极体) 次级精(卵)母细胞(或第一极体)→精细胞或卵细胞与第二极体
着丝粒变化 不分裂 分裂
项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂
染色体数目 2N→N(减半) N→2N→N
DNA分子数目 2N→4N→2N 2N→N(减半)
染色体主要行为 有联会现象，四分体的非姐妹染色单体的交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，染色单体分开
染色单体 无(0)→(4N)→有(2N) 有(2N)→无(0)
同源染色体 有(N对) 无
已知某动物的体细胞内含有2n条染色体，那么该动物经过减数分裂产生的生殖细胞中含有多少条染色体(　　)
A．2n B．4n
C．n D．3n
【尝试解答】　C
【解析】　经减数分裂产生的生殖细胞的染色体数目是体细胞的一半。
例4
跟踪训练　(2011年山东潍坊四中高一质检)下图甲、乙、丙分别表示某一高等动物的三个正在进行分裂的细胞，以下说法正确的是(　　)
①甲产生的是次级精母细胞　②乙产生的是精细胞或极体　③乙产生的是体细胞　④丙产生的是体细胞
A．①② B．①④
C．①③ D．③④
解析：选C。甲细胞中的同源染色体正在分离，丙细胞中无同源染色体，故甲、丙均在进行减数分裂。乙细胞有同源染色体，正发生染色单体分离，故乙处于有丝分裂后期。
1．动物精子和卵细胞形成过程的比较
精子与卵细胞的形成
比较项目 相同点 不同点
精子的形成 卵细胞的形成
产生部位 性腺 睾丸 卵巢
比较项目 相同点 不同点
精子的形成 卵细胞的形成
减数
第一
次分裂 ①染色体复制②联会、四分体
③交叉互换(可
能发生)　 　
④同源染色体
分离　　　　
⑤子细胞中染
色体数目减半 1个精原细胞
↓
1个初级精母细胞
↓
2个次级精母细胞
减数
第二
次分裂 ①着丝粒分裂
染色单体分开
②子细胞中染
色体数目不变 2个次级精母细胞
↓
4个精细胞
比较项目 相同点 不同点
精子的形成 卵细胞的形成
是否变形 变形 不变形
分裂结果 得到四个子细胞，并且染色体数目减半 一个精原细胞形成四个精子 一个卵原细胞形成一个卵细胞(三个极体消失)
特别提醒
性原细胞与体细胞的染色体数目相同，都是同一个受精卵经过有丝分裂产生的。
下图是某种动物细胞分裂不同时期的示意图，其中一定属于卵细胞形成过程的是(　　)
例5
A．①②④ B．②③④
C．③④ D．④
【尝试解答】　D
【解析】　①为有丝分裂后期，②为精原细胞减数第一次分裂后期，③为次级卵母细胞或次级精母细胞，④为形成卵细胞的次级卵母细胞的减数第二次分裂后期。
跟踪训练　处于分裂过程中的动物细胞，排列在赤道板上的染色体的形态和大小各不相同，该细胞可能是(　　)
A．体细胞
B．初级精母细胞或初级卵母细胞
C．卵细胞
D．次级精母细胞或次级卵母细胞
解析：选D。这个细胞内的染色体的形态、大小各不相同，说明细胞内不含有同源染色体，排除了A项和B项。又因这个细胞内的染色体的着丝粒排列在赤道板上，得知这个细胞正处于分裂期的中期，因此不可能是C。
1．生殖细胞成熟过程中的几种数量关系
(1)细胞类型的数量关系
①1精原细胞→1初级精母细胞→2次级精母细胞→4精细胞→4精子；
②1卵原细胞→1初级卵母细胞→1次级卵母细胞＋1极体→1卵细胞＋3极体。
受精作用
(2)配子种类的数量关系
①一个精原细胞产生的配子种类＝2种(不考虑交叉互换，下同)；
②一个次级精母细胞产生的配子种类＝1种；
③一种精原细胞产生的配子种类＝2n种(n为同源染色体的对数)；
④一个卵原细胞产生的配子种类＝1种；
⑤一个次级卵母细胞产生的配子种类＝1种；
⑥一种卵原细胞产生的配子种类＝2n种(n为同源染色体的对数)。
2．受精作用
(1)本质：精子与卵细胞的结合。
(2)细胞学基础
①细胞膜和核模的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合；
②生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
(3)应用：①培育试管婴儿；
②控制人口数量应采取必要措施，使用必要的避孕方法；
③生产实践中，常采用多种措施促进或抑制家畜和作物受精作用的发生，以达到有计划的繁殖目的。
下列符号代表精子的染色体，a和a′是一对同源染色体，其余类推。下列哪四个精子来自同一个精原细胞(　　)
A．ab′c、a′bc、ab′c、a′bc′
B．a′bc′、ab′c、abc、abc
C．ab′c、a′bc、a′b′c、abc′
D．abc′、a′b′c、a′b′c、abc′
例6
【尝试解答】　D
【解析】　一个精原细胞经过减数分裂只能产生2种4个精子，因为减数第一次分裂产生的次级精母细胞是同源染色体分离，所以可以产生2种次级精母细胞。每个次级精母细胞进行减数第二次分裂只是着丝粒分裂、染色单体分开，最终产生的精子是一样的。本题中来自同一个精原细胞的4个精子应有2种类型，即可排除A、B、C三项。
跟踪训练　青蛙的受精过程可以分为下列步骤，其中体现受精实质的是(　　)
A．精子和卵细胞接触
B．精子头部进入卵细胞
C．卵细胞形成受精膜
D．精核与卵核结合
解析：选D。精子和卵细胞都是通过减数分裂过程产生的，其细胞中染色体数目是正常体细胞的一半。经过受精作用，精子的细胞核与卵细胞的细胞核合二为一，因此，在受精卵中，从精子中来的染色体与从卵细胞来的染色体又会合在一起，其中一半来自精子(父方)，一半来自卵细胞(母方)。这样，受精卵中的染色体又恢复到体细胞的数目，使生物的前后代遗传物质保持稳定，而且后代也具备了两种亲本的遗传特性，有更大的生活力和变异性，对于生物的遗传和变异是十分重要的。由此可见，受精的实质就是精核与卵核的结合。
知能过关演练
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