内容正文:
必修2/第2章/基因和染色体的关系/
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?
第一小节 减数分裂
体细胞
配子
果蝇体细胞和配子的染色体示意图
在腐烂水果周围常可看到飞舞的果蝇。果蝇生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察,是遗传学常用材料。
右图是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?
(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。
2.针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想?
配子是如何产生的?
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。
魏斯曼的预言
与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼从理论上可以预测: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。
魏斯曼(德国)
一、精子的形成过程
有性生殖
由亲本产生有性生殖细胞---配子,经过两性生殖细胞(如精子和卵细胞)的结合,产生合子(如受精卵),再由合子发育成新个体的生殖方式。
一、精子的形成过程
1.形成场所:
高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
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。
体细胞
精原细胞
精细胞
精子
有丝分裂
减数分裂
变形
精原细胞
原始雄性
生殖细胞
有丝分裂
减数分裂
一、精子的形成过程
减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂)
减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂)
①在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制一次。
②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。
③减数分裂后,精细胞再经过变形形成成熟的雄性生殖细胞——精子。
2.形成过程:
一、精子的形成过程
如果配子的形成与体细胞的增殖一样,也是有丝分裂形成的,结果会怎么样?
配子中的染色体数和体细胞中的将是一样的。
间期
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅰ后
减Ⅰ末
减数第一次分裂(减数分裂Ⅰ)
同源染色体配对——联会;
四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换;
同源染色体分离,分别移向细胞两级。
3.两次分裂的主要特征:
一、精子的形成过程
减Ⅱ前
减Ⅱ中
减Ⅱ后
减Ⅱ末
每条染色体的着丝粒分裂,
姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
减数第二次分裂(减数分裂Ⅱ)
一、精子的形成过程
3.两次分裂的主要特征:
减数分裂前的间期:
特点
细胞体积增大;
染色体复制;
精原细胞→初级精母细胞;
出现姐妹染色单体;
染色体呈染色质丝的状态。
精原细胞
初级精母细胞
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
减数第一次分裂前期:
特点
初级精母细胞
染色质丝缩短变粗形成染色体;
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
配对的两条染色体,形状和大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,叫同源染色体。
染色质丝缩短变粗形成染色体;
同源染色体联会,形成四分体;
联会后的每对同源染色体中,含有四条染色单体,叫做一个四分体。
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的互换。
减数第一次分裂前期:
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧,每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
减数第一次分裂中期:
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
特点
初级精母细胞
配对的两条同源染色体分离,分别向细胞两级移动;非同源染色体自由组合。
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
减数第一次分裂后期:
细胞两极的这两组染色体,非同源染色体之间是自由组合吗?
是自由组合。
初级精母细胞
次级精母细胞(2个)
特点
细胞缢裂,一分为二,形成2个次级精母细胞。
染色体数减半;
DNA数减半。
因此,减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
减数第一次分裂末期:
4.各时期的主要特征:
一、精子的形成过程
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了哪些特殊的行为?这对于生物的遗传有什么重要意义?
在减数分裂Ⅰ中染色体出现了:联会、四分体形成、非姐妹染色单体的互换、同源染色体分离等行为特征。
意义:可使染色体数目减半,再通过