内容正文:
第2章 遗传因子的发现
当孟德尔的遗传规律被重新发现以后,有一个问题始终没有解决:基因在细胞中究竟有没有物质基础呢?孟德尔所假设的颗粒状的因子,究竟是不是物质的实体?如果是,又存在于细胞中什么位置?
对细胞分裂的深入研究和观察,使人们推测到基因和染色体的关联。摩尔根著名的果蝇杂交实验,使这一问题有了确凿的答案。
基因在哪里?
悠悠百年,寻寻觅觅。
怀疑、争论、推理……
最终是观察和实验,
探明它神秘的踪迹!
第1节 减数分裂和受精作用
一、减数分裂
本节聚焦
1.减数分裂的含义是什么?
2.配子的形成为什么必须经过减数分裂?
3.减数分裂是怎样进行的?
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
①.配子中的染色体数目是体细胞中的一半;
②.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?
4
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
配子可能是通过减数分裂产生的,染色体的数目减少一半。
受精时,雌雄配子结合,染色体数目得以恢复正常。
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
2.针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想?
5
魏斯曼
(A.Weismann,1834-1914)
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。
受精卵
有丝分裂
细胞分化
受精作用
精子
卵细胞
父亲
母亲
减数分裂
减数分裂
(46)
(46)
(23)
(23)
(46)
(46)
一、减数分裂的预测
如果配子的形成与体细胞增殖一样,也是通过有丝分裂形成的,结果会怎样?
如果配子也是通过有丝分裂形成的,那么配子中的染色体数目和体细胞中的将是一致的。
雄性生殖器官(人和其他哺乳动物:睾丸;其他动物:精巢)
特定时期(如:雄性动物性成熟时)
精原细胞
精原细胞
精细胞
有丝分裂
减数分裂
二、精子的形成过程
1、场所:
2、时期:
8
间期
减数分裂
初级精母细胞
精原细胞
减数
分裂I
减数
分裂II
4个
精细胞
4个精子
复制
变形
3、精子的形成过程
在进行减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,最后形成四个精细胞。这两次分裂分别称为减数分裂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)。精细胞再经过变性,就形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
二、精子的形成过程
2个次级精母细胞
9
4、减数分裂前的间期(精原细胞)
二、精子的形成过程
体积增大
染色体复制
精原细胞
初级精母细胞
在减数分裂前的间期,一部分精原细胞的体积增大,染色体复制(DNA复制及相关蛋白质的合成),成为初级精母细胞。
复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成,这两条姐妹染色体单体由同一个着丝粒连接。此时的染色体呈染色质丝的状态。
① 同源染色体
配对的两条染色体,性状和大小一般相同,一条来自父方、一条来自母方,叫作同源染色体。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
同源染色体判断标准:
标准1:减数分裂中能配对的两条染色体
标准2:性状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方的两条染色体。
5、减数第一次分裂(初级精母细胞)
二、精子的形成过程
(1) 前 期
①同源染色体配对(联会)形成四分体
②四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
② 联会及四分体
在减数分裂的过程中,同源染色体两两配对的现象叫做联会。
同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
同源染色体
非同源染色体
1个四分体有____条染色体,____对同源染色体,_____条染色单体,_____个DNA分子。
2
1
4
4
5、减数第一次分裂(初级精母细胞)
二、精子的形成过程
(1) 前 期
5、减数第一次分裂(初级精母细胞)
二、精子的形成过程
(1) 前 期
③四分体中的非姐妹染色单体间发生互换
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段
图2-3 染色体互换的照片(左)和示意图(右)
5、减数第一次分裂(初级精母细胞)
二、精子的形成过程
(2)