内容正文:
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高中生物必修
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《遗传与进化》
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第2章 基因和染色体的关系
第1节 减数分裂和受精作用
说明:
1.有丝分裂、无丝分裂和减数分裂是真核生物的细胞增殖方式,原核生物通过二分裂的方式增殖。
2.组成高等多细胞生物的细胞一般有两种类型,即体细胞和生殖细胞。真核生物体细胞增殖方式是有丝分裂(最普遍)和无丝分裂,有性生殖细胞的产生靠减数分裂。
一、预言:
1.科学家:与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼。
2.理论预测: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。
3.证实:其他科学家通过显微镜观察证实了魏斯曼预言的过程—一种特殊方式的有丝分裂:减数分裂。
二、场所:有性生殖器官,以哺乳动物为例:雄性在睾丸,雌性在卵巢。
三、过程:
(一)精原细胞的增殖:通过有丝分裂进行增殖,每个精原细胞中的染色体数目与体细胞相同。
(二)精子的形成:
细胞名称
分裂时期
特 征
精原细胞
间期I
体积增大,染色体复制,成为初级精母细胞。
姐妹染色单体形成,染色体呈染色质丝的状态。
初级精母细胞
减数
分裂I
(减数第一次分裂)
前期
●发生联会现象:同源染色体(形状和大小一般都相同,一条来自父方、一条来自母方)两两配对的现象叫作联会。
●出现四分体结构:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。
●四分体中的非姐妹染色单体常发生互换。
中期
同源染色体排列在赤道板两侧,着丝粒都附着在纺锤丝上。
后期
在纺锤丝牵引下,同源染色体分离向两极移动。
末期
一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞(由于同源染色体分离,并分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞中染色体数目减半)。
次级精母细胞
间期Ⅱ
很短或无,染色体不再复制。
减数
分裂Ⅱ
(减数第二次分裂)
前期
染色体散乱分布于细胞中。
中期
染色体着丝粒排列在赤道板上
后期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下,分别向细胞的两极移动,随着细胞的分裂进入两个子细胞。
末期
两个次级精母细胞分裂成四个精细胞。
精细胞→精子
变形期
精细胞变形成为精子(呈蝌蚪状,分头部和尾部,头部含有细胞核,尾长,能摆动)。
(二)卵子的形成-与精子形成的区别:
比较项目
精子的形成
卵子的形成
场所不同
睾丸
卵巢
是否均等分裂
两次分裂都是均等分裂
初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂为不均等分裂,第一极体的分裂为均等分裂,三个极体最终退化消失。
生殖细胞数目不同
一个精原细胞产生4个精细胞
一个卵原细胞产生1个卵细胞。
是否有变形期
有
无
【知识拓展】
1.数量变化及图象:
结合减数分裂过程分析可推出各期数量变化,如下表:
项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
配子
间期
前期
中期
后期
前期
中期
后期
染色体
2N
2N
2N
2N
N
N
2N
N
同源染色体
N
N
N
N
0
0
0
0
四分体
0
0→N
N
0
0
0
0
0
DNA
2C→4C
4C
4C
4C
2C
2C
2C
C
据上表中的相关数据可画出减数分裂各期中DNA和染色体的变化曲线,如下图:
(
时期
间期
减数分裂Ⅱ
配子
4N
(
4C
)
2N
(
2C
)
1
个核内数量变化
(注:设体细胞中有
2N
条染色体,
DNA
含量为
2C
)
DNA变化
染色体变化
减数分裂
Ⅰ
N
(C)
)
思考:一个染色体中DNA含量在减数分裂各期的变化曲线应该是什么样的呢?
(
时期
间期
减数分裂Ⅱ
配子
2
1
1
条染色体上的
DNA
含量
减数分裂Ⅰ
)提示:
2.细胞分裂模式图的识别:
方法是:看特点,找同源。
1.在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
2.先在低倍镜下依次找到减数分裂1和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞,再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目。
(三)观察-【探究·实践】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片:
目的要求
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片,识别减数分裂不同时期的染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解。
材料用具
蝗虫精母细胞减数分裂装片,显微镜
方法步骤
观察装片
低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。
识别细胞
识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
查找时期
先在低倍镜下找到减