内容正文:
第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用(一)
YyRr
YR
yR
Yr
yr
♀
YR
yR
Yr
yr
♂
有性生殖为什么能产生遗传组成多样的配子?
一母生九子,九子各不同
遗传与变异是生物界普遍存在的现象,也是生命的属性之一
有性生殖经过长期的进化成为最有利的生殖方式
有丝分裂
细胞分化
父亲(46)
母亲(46)
精子?
卵细胞?
受精卵
(23)
(23)
受精
新个体
(46)
有性生殖为什么能产生遗传组成多样的配子?
这23条染色体是从46条染色体中随机选取的吗?
常见动植物染色体数目
生物 体细胞(2n) 生殖细胞(n) 生物 体细胞(2n) 生殖细胞(n)
人 46 23 洋葱 16 8
狗 78 39 大麦 14 7
果蝇 8 4 小麦 42 21
猕猴 42 21 豌豆 14 7
马 64 32 玉米 20 10
兔 44 22 水稻 24 12
魏斯曼从理论上预测
在卵细胞和精子成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子与卵细胞融合,恢复正常的染色体数目。
魏斯曼(1834-1914)
减数分裂
笨蝗体细胞中为24条染色体
笨蝗生殖细胞中为12条染色体
果蝇生殖细胞为4条染色体
果蝇体细胞为8条染色体
减数分裂中染色体规律性减半
减数
分裂
染色体数减半是随机减半吗?
成对
成对
减数分裂中染色体规律性减半
减数
分裂
存在“同源染色体分离”的行为!
成对
成对
减数分裂中染色体规律性减半
精子
(来自父方)
卵细胞
(来自母方)
受精
有丝分裂
马蛔虫
受精卵
原始生殖细胞(雄性)
(体细胞)
同源染色体
1.一条来自父方,一条来自母方(存在等位基因)
2.细胞中形状和大小一般都相同
3.__________________________
成熟生殖细胞(精子)
一对同源染色体
规律?
减数分裂中染色体规律性减半
人有23对,46条染色体
同源染色体:
①一条来自父方、一条来自母方②形态大小一般相同③减数分裂时会联会配对
活动1:制作同源染色体
小组合作:用红色和蓝色毛根制作一大一小的两对已完成复制的同源染色体,用超轻泥作为着丝粒。
注意:利用笔制作螺旋化的染色体
(科学性与美观性;大小区分明显)
减数分裂中染色体的行为变化
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。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,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。
减数第一次分裂(减Ⅰ)
减数第二次分裂(减Ⅱ)
(特殊的有“丝”分裂)
动物中心体发出星射线形成纺锤体;植物细胞两级发出纺锤丝形成纺锤体
减数分裂中染色体的行为变化
减数分裂中染色体的行为变化
活动2:模拟减Ⅰ过程
①在白板上画一个足够大的纺锤体,能够容下所制作的4条染色体,两对同源染色体配对并位于赤道面上,用以模拟中期Ⅰ。
②手动模拟减Ⅰ过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合的过程;根据模拟的情况在学历案上画出减Ⅰ各时期的细胞图并简要记录各时期特点。
(2位同学模拟,4位同学绘制各时期染色体行为)
③每组用双面胶将染色体固定在指定时期,请1、5两组展示前期Ⅰ,2、6两组展示中期Ⅰ,3、7两组展示后期Ⅰ,4、8两组展示末期Ⅰ
减数分裂中染色体的行为变化
活动2:推理染色体行为变化
小组合作:基于原始生殖细胞和成熟生殖细胞中染色体的组成,将制作的两对同源染色体,模拟两次分裂中染色体的分开情况。
染色体复制
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数分裂中染色体的行为变化
先分姐妹染色单体,后分同源染色体
染色体复制
减数
分裂Ⅰ
减数
分裂Ⅱ
减数分裂中染色体的行为变化
先分同源染色体,后分姐妹染色单体
资料卡
Hacher(1987)综合关于发表的减数分裂图像,认为染色体浓缩成“8”字或“O”字是两条头与头相接在一起的染色单体向两边分开时形成的。
资料卡
Montgomery(1901)基于大量的显微镜切片观察,发现一个2n=14的物种,染色体间的大小差异很大,实验中观察到显微镜视野下随机散布着复制后的染色体两两配对的现象,如果配对是在父本染色体间或母本染色体间进行,会有此结果吗?配对的染色体应该为何种关系?
减数分裂中染色体的行为变化
减数分裂中染色体的行为变化
着丝粒
复制的母源染色体
复制的父源染色体
姐妹染色单体
四分体:4条姐妹染色单体
图1 减数分裂时成对的染色体共同形成一个四分体染色体
联会配对
(前期Ⅰ)
1对
2条
2个
4条
4个
1个四分体
同源染色体
染色体
着丝点
染色单体
DNA
减数分裂中染