内容正文:
基因和染色体的关系
第2章
第1节 减数分裂和受精作用
本节聚焦
减数分裂的含义是什么?
配子的形成为什么必须经过减数分裂?
减数分裂是怎样进行的?
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新旧教材变化:
减数第一次分裂和减数第二次分裂增加表述减数分裂I和减数分裂Ⅱ
新教材未提“交叉互换”这一概念,表述为“染色体交换”
减数第一次分裂前的间期表述为“减数分裂前的间期”
减数分裂的概念由第一段话调整至最后
蝗虫精母细胞装片的图片重做
“建立减数分裂中染色体变化的模型”实践中增加了“四分体时期非姐妹染色单体间的互换”
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问题探讨
♀
♂
体细胞 配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
配子形成的细胞分裂方式是什么?
⑴配子中的染色体数目是体细胞中的一半;
⑵配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察,是遗传学上常用的实验材料。
右图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。
讨论
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别?
2.针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想?
19世纪与20世纪之交,染色体行为及其在遗传中重要性的研究是一个极为令人关注的领域。1883年,比利时细胞学家贝内登(E.van Beneden)观察马蜘虫受精过程时,发现精细胞和卵细胞的染色体数量只有体细胞的一半,而受精后的细胞染色体数量又恢复正常。1902年,美国遗传学家萨顿通过观察煌虫精子发生时染色体的行为,发现染色体总是成对出现,同一对染色体形态大小极其相似,不同对染色体则差异显著(图2-2)。是什么样的过程导致精细胞和卵细胞的染色体数量只有体细胞的一半?为什么有性生殖中生殖细胞的染色体数量只有体细胞的一半?染色体成对出现有什么重要意义?
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一 减数分裂
受精卵
有丝分裂
细胞分化
受精作用
精子
卵细胞
父亲
母亲
?
(46)
(46)
(23)
(23)
(46)
(46)
个体
?
与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼从理论上预测:在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目得以恢复正常。
这个天才的预见被其他科学家通过显微镜观察所证实。
魏斯曼预言的这个特殊的过程,实际上是一种特殊方式的有丝分裂——减数分裂。
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一 减数分裂
概念:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行
的染色体数目减半的细胞分裂。
范围:进行有性生殖的生物。
特点:染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。
结果:成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
场所:有性生殖器官。
细胞类型变化:原始生殖细胞 → 成熟生殖细胞
卵原细胞 → 卵细胞
精原细胞 → 精子
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参考论文
一 减数分裂——精子的形成过程
1.形成场所:
睾丸(人和其他哺乳动物)
曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞——精原细胞,每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。
精原细胞
(原始生殖细胞)
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精原细胞
精细胞
减数分裂
精子
变形
有丝分裂
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参考论文
一 减数分裂——精子的形成过程
精原细胞
次级精母细胞
精细胞
初级精母细胞
精子
间期
染色体复制
变形
2.形成过程
精原细胞
次级
精母细胞
精细胞
精子
初级
精母细胞
间期
染色体复制
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
变形
(1个)
(1个)
(2个)
(4个)
(4个)
减数分裂
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参考论文
一 减数分裂——精子的形成过程
3.各过程的特征
精原细胞
初级精母细胞
减数分裂前的间期:
一部分精原细胞的体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成,由同一个着丝粒连接,此时的染色体呈染色质丝的状态。
减数分裂I的前期:
初