内容正文:
第2讲 减数分裂和受精作用
考点1 减数分裂和受精作用
一、减数分裂产生精子或卵细胞
1.减数分裂的意义
(1)子代既能有效地获得父母双方的遗传物质,确保遗传的稳定性,又能保持遗传的多样性,增强子代适应环境变化的能力。
(2)减数分裂是生物有性生殖的基础,也是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要保证。
2.减数分裂前间期
精原细胞经过生长发育,体积增大,细胞核中染色体复制(包括DNA复制和有关蛋白质合成)后,发育成为初级精母细胞。
3.减数第一次分裂
时期
图像
主要变化
前期Ⅰ
①同源染色体联会形成四分体。
②联会时,同源染色体中的非姐妹染色单体之间可能发生对等片段的交换,通过显微镜可以观察到交换后的交叉现象(如左图)。
③核仁逐渐消失,核膜逐渐解体,纺锤体出现。
中期Ⅰ
①同源染色体成对排列在赤道面的位置上。
②每条染色体的着丝点分别与纺锤丝相连。
后期Ⅰ
①同源染色体分离,在纺锤丝的作用下,分别移向细胞两极。
②每条染色体仍然含有两条姐妹染色单体。
末期Ⅰ
①染色体解螺旋,逐渐变为染色质。
②核膜、核仁重新出现。
③细胞缢裂,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。
④次级精母细胞中染色体数量只有初级精母细胞中的一半。
4.减数第二次分裂
时期
图像
主要变化
前期Ⅱ
①染色质再次螺旋化变成染色体。
②核膜解体,核仁逐渐消失。
③纺锤体再次出现。
中期Ⅱ
在纺锤丝的作用下,染色体的着丝粒再次排列在赤道面的位置上。
后期Ⅱ
两条姐妹染色单体分离,在纺锤丝的牵引下,分别移向细胞两极。
末期Ⅱ
①细胞缢裂,两个次级精母细胞最终分裂成四个精细胞。
②精细胞中染色体数量为体细胞的一半。
5.减数分裂概念:进行有性生殖的生物在形成成熟的生殖细胞时所特有的细胞分裂方式。通过减数分裂形成的成熟的生殖细胞在染色体数量上是体细胞的一半。
二、哺乳动物生殖细胞的形成
精子和卵细胞形成过程的异同点(哺乳动物)
比较项目
精子的形成
卵细胞的形成
不同点
场所
睾丸
卵巢
细胞质分裂
均等分裂
卵母细胞不均等分裂;第一极体均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1个精原细胞→4个精细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞和3个极体
相同点
染色体的行为变化相同
三、受精作用孕育新的生命
1.受精作用
(1)过程(以人为例):精子头部的细胞质膜首先与卵母细胞质膜融合,随即精子的细胞核和细胞质进入卵母细胞内,卵母细胞立即释放相应的物质,阻止其他精子的进入,然后两者的细胞核在细胞中部靠拢,相互融合,形成受精卵。
(2)意义:通过减数分裂和受精作用,每种生物维持了前后代体细胞中染色体数量的恒定,也实现了遗传物质的重新组合。
2.有性生殖
(1)定义:由亲代产生有性生殖细胞或配子,经过两性生殖细胞或配子的结合成为合子(zygote)(如受精卵),再由合子发育成新个体的生殖方式称为有性生殖。
(2)意义:由合子发育成的子代具备了双亲的遗传特性,这对于生物的生存和进化具有重要意义。
1.在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数第二次分裂。 (×)
提示:染色体数目减半发生在减数第一次分裂。
2.高等动物产生精子或卵细胞的过程中,只有非同源染色体上基因之间发生的自由组合属于基因重组。 (×)
提示:同源染色体上,非姐妹染色单体互换也会产生基因重组。
3.玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体数目为5对。 (×)
提示:卵细胞中染色体不成对。
4.减数第二次分裂后期彼此分离的染色体大小、形态一样,但不是同源染色体。 (√)
5.精子和卵细胞的相互识别的基础是精子和卵细胞质膜上的糖蛋白。
(√)
6.受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方,一半来自母方。
(×)
提示:受精卵中的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方。
1.下图是动物精巢中减数分裂的过程示意图,请分析回答下列问题:(必修2 P11“边做边学”)
(1)与有丝分裂相比,甲过程染色体有哪些特殊行为?
提示:①同源染色体联会,形成四分体;②四分体中的非姐妹染色单体间发生交换;③同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合。
(2)细胞B、C中有没有同源染色体?有没有姐妹染色单体?
提示:B、C中无同源染色体,有姐妹染色单体。
(3)染色体数目减半和姐妹染色单体的消失分别发生在图中的哪个过程?
提示:染色体数目减半发生在甲(减数第一次分裂)过程中,姐妹染色单体消失发生在乙(减数第二次分裂)过程中。
(4)不考虑交换,细胞D、E的染色体组成是否相同?如果考虑交换呢?
提示:若不考虑交换,则细胞D、E的染色体组成相同;若考虑交换,则细胞D、E的染色体组成不一定相