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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
第1课时 精子的形成过程
[学习目标]
1.掌握同源染色体、联会、四分体、染色单体等概念。
2.通过分析染色体的行为和数目变化过程,理解细胞生命活动的动态变化。
3.比较减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ的异同。
第1课时 精子的形成过程
[对应学生用书第25页]
一、减数分裂
1.魏斯曼关于减数分裂的预测
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。
减少
第1课时 精子的形成过程
2.减数分裂的概念
第1课时 精子的形成过程
二、精子的形成过程
1.场所:人和其他哺乳动物的精子是在 睾丸 中形成的。
2.精细胞形成过程
时期 图像 染色体行为 细胞名称
减数分裂
前的间期 DNA复制,相关 蛋白质 合成,细胞体积增大 精原细胞
睾丸
蛋白质
第1课时 精子的形成过程
时期 图像 染色体行为 细胞名称
减数分裂Ⅰ 前期 同源染色体发生联会形成 四分体 ,其上的 非姐妹染色单体 之间可以发生互换 初级精
母细胞
中期 各对 同源染色体 排列在细胞中央的赤道板两侧
四分体
非姐妹染色单体
同源染色体
第1课时 精子的形成过程
时期 图像 染色体行为 细胞名称
减数分裂Ⅰ 后期 配对的两条 同源染色体 彼此分离,分别移向细胞的两极, 非同源染色体 自由组合 初级精
母细胞
末期 细胞质分裂,形成2个子细胞。细胞中染色体数目减半
同源染色体
非同源染色体
第1课时 精子的形成过程
时期 图像 染色体行为 细胞名称
减数分裂Ⅱ 前期 染色体 散乱分布在细胞中 次级精
母细胞
中期 染色体的 着丝粒 排列在赤道板上
后期 每条染色体的 着丝粒 分裂,姐妹染色单体分开,移向细胞的两极 精细胞
减数分裂Ⅱ 末期 细胞质分裂,一个细胞分裂成为2个子细胞 精细胞
染色体
着丝粒
着丝粒
第1课时 精子的形成过程
3.精细胞变形形成精子
减数分裂后,精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。精子呈蝌蚪状,分头部和尾部,头部含有 细胞核 ,尾长能够摆动。
细胞核
第1课时 精子的形成过程
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)只有进行有性生殖的生物,才能进行减数分裂。 ( √ )
(2)减数分裂过程中,配对的染色体一定是同源染色体。 ( √ )
(3)含有四条姐妹染色单体的两条染色体就是四分体。
( × )
√
√
×
第1课时 精子的形成过程
(4)减数分裂Ⅱ后期,分开的两条形态、大小相同的染色体是一对同源染色体。
( × )
(5)精子所含染色体数与次级精母细胞相同。
( × )
(6)精原细胞是通过减数分裂形成的。
( × )
×
×
×
第1课时 精子的形成过程
[对应学生用书第26页]
知识点一 与减数分裂相关的概念
观察细胞中的染色体模式图,结合教材回答下列问题:
第1课时 精子的形成过程
(1)同源染色体和非同源染色体
①同源染色体:减数分裂中配对的两条染色体,其形态、大小一般都 相同 ,一条来自 父方 ,一条来自 母方 。如图1中的 1和2 为一对同源染色体, 3和4 为一对同源染色体。
②非同源染色体:形态、大小各不相同,且在 减数 分裂过程中不配对的染色体。如图1中的 1和3或1和4或2和3或2和4 是非同源染色体。
相同
父方
母方
1和2
3和4
减数
1和3或1和4或2和3或2和4
第1课时 精子的形成过程
(2)联会和四分体
①联会:减数分裂Ⅰ过程中(前期) 同源染色体 两两配对的现象。
同源染色体
②四分体:
联会后的每对同源染色体含有四条 染色单体 ,叫作四分体。图1中含有 两 个四分体,其中 1和2 形成一个四分体, 3和4 形成一个四分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的 同源染色体 的对数。
染色单体
两
1和2
3和4
同源染色体
第1课时 精子的形成过程
(3)姐妹染色单体和非姐妹染色单体
①姐妹染色单体:同一着丝粒连着的两条染色单体。如图1中的 a和a'、b和b'、c和c'、d和d' 。
②非姐妹染色单体:不同着丝粒连接着的两条染色单体。如图1中的a和b(b')、a'和b(b')等。
a和a'、b和b'、c和
c'、d和d'
③若发生互换,则可发生在哪些染色单体之间?
a和b(b')、a'和b(b')、c和d(d')、c'和d(d') 。
a和b(b')、a'和b(b')、c和d(d')、c'和d(d')
第1课时 精子的形成过程
(4)相关数量关系
1个四分体= 1 对同源染色体= 2 条染色体= 4 条染色单体= 4 个核DNA分子=8条脱氧核苷酸链。
1
2
4
4
第1课时 精子的形成过程
染色体的结构图示
当有染色单体时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
第1课时 精子的形成过程
1.下列关于染色体、染色单体、联会和四分体的叙述中,错误的是 ( )
A.染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上只有一个DNA分子
B.由同一个着丝粒连接着的两条染色单体是姐妹染色单体
C.联会的结果是形成四分体,人的配子形成过程中会出现23个四分体
D.染色单体因着丝粒的分裂而消失
解析 染色体是遗传物质的主要载体,一条染色体上有1个或2个DNA分子。
答案 A
第1课时 精子的形成过程
2.下列有关四分体的叙述,正确的是 ( )
A.每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体
B.经过复制的同源染色体都能形成四分体
C.四分体时期可能发生姐妹染色单体间的交叉互换
D.四分体出现在减数分裂Ⅰ的每个时期
第1课时 精子的形成过程
解析 四分体由一对同源染色体联会形成,含有4条染色单体,A正确;四分体只在减数分裂过程中存在,有丝分裂过程含有同源染色体,其复制后不联会,不形成四分体,B错误;四分体内的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换,C错误;减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离,四分体消失,D错误。
答案 A
第1课时 精子的形成过程
1.染色体的计数
(1)染色体的条数等于着丝粒的个数,有几个着丝粒就有几条染色体。
(2)染色体复制后,一个着丝粒上连接着两条姐妹染色单体,其整体是一条染色体。
2.同源染色体与四分体的区别
(1)四分体是同源染色体的特殊存在形式。在减数分裂过程中,联会后的一对同源染色体才可称作四分体。
(2)有丝分裂和减数分裂过程中都有同源染色体存在,但联会和四分体只存在于减数分裂过程中。
第1课时 精子的形成过程
知识点二 精子的形成过程
如图1为雄性动物体内减数分裂的过程示意图,图2为精子的形成过程细胞图像。
第1课时 精子的形成过程
①该过程发生的器官是 睾丸 。
②图中A、C、G分别表示的细胞是:A 初级精母细胞 ,C 次级精母细胞 ,G 精细胞 。
③染色体数目减半发生的时期是 减数分裂Ⅰ末期结束 ,对应过程 甲 。姐妹染色单体消失发生的时期是 减数分裂Ⅱ后期 ,对应过程 乙 。
④细胞B、C中 没有 (填“有”或“没有”)同源染色体。
⑤不考虑变异的情况下,细胞B与C、D与E的染色体组成是否相同?
提示:细胞B与C的染色体组成不同,而细胞D与E的染色体组成相同。
睾丸
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
减数分裂Ⅰ末期结束
甲
减数分裂Ⅱ后期
乙
没有
(1)分析图1,回答以下问题:
第1课时 精子的形成过程
①根据精子的形成过程,对上述细胞图像进行正确的排序: 8→3→4→6→5→2→7→1。
②减数分裂前的间期,染色体进行复制后,其数目和形态结构有何变化?
提示:染色体数目不发生变化,染色体结构发生变化,一条染色体中有两条染色单体。
③染色体数目减半的原因是什么?
提示:原因是同源染色体分离,并分别进入两个子细胞中。
8→3→4→6→5→2→7→1
(2)分析图2,回答以下问题:
第1课时 精子的形成过程
减数分裂过程中的两个分裂阶段的比较
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
间期DNA复制与否 复制 不复制
同源染色体 有,分离 无
着丝粒变化 不分裂 分裂
第1课时 精子的形成过程
减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
染色体的主要行为 ①同源染色体联会
②四分体中非姐妹染色单体交叉互换
③同源染色体分离,非同源染色体自由组合 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
染色体数目 2N→N(减半) N→2N→N(不减半)
DNA数目 2N→4N→2N 2N→N
染色单体数 0→4N→2N 2N→0
第1课时 精子的形成过程
3.同源染色体的分离和着丝粒的分裂分别发生在减数分裂的( )
A.减数分裂间期、减数分裂间期
B.减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ
C.减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅰ
D.减数分裂Ⅱ、减数分裂Ⅱ
解析 减数分裂Ⅰ过程中发生同源染色体的分离;减数分裂Ⅱ过程中发生着丝粒的分裂。
答案 B
第1课时 精子的形成过程
4.若要表示某动物细胞(2n)减数分裂Ⅰ结束时形成的细胞,下列示意图中正确的是( )
第1课时 精子的形成过程
解析 A项中的细胞含有同源染色体,且同源染色体正在联会配对,应该处于减数分裂Ⅰ前期,A错误;B项中的细胞不含同源染色体和姐妹染色单体,应该是减数分裂Ⅱ结束时形成的细胞,B错误;C项中的细胞含有同源染色体,而减数分裂Ⅰ结束形成的细胞不含同源染色体,C错误;D项中的细胞不含同源染色体,但含有姐妹染色单体,是减数分裂I形成的子细胞,D正确。
答案 D
第1课时 精子的形成过程
——素养发展 探究应用——
[情境]
雄蜂是直接由未受精的卵细胞发育而来的,其体细胞中的染色体只有雌蜂的一半。雌蜂是由受精卵发育而来的,其体细胞中含有正常数目的染色体。卵细胞是经正常的减数分裂而来的,但由于雄蜂体细胞中染色体数目只有正常数目的一半,那么雄蜂如何形成精子呢?如图是雄蜂形成精子的过程图解:
第1课时 精子的形成过程
第1课时 精子的形成过程
[探究]
(1)雄蜂在形成精子的过程中,是否存在同源染色体的行为变化?说明理由。(科学思维)
提示:不存在。因为雄蜂是直接由卵细胞发育而来的,体细胞中不含同源染色体,所以在进行减数分裂Ⅰ时,不存在同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合。
第1课时 精子的形成过程
(2)根据图解,描述雄蜂产生精子的过程和人体产生精子过程的不同点。(科学思维)
提示:①雄蜂减数分裂Ⅰ后期,没有同源染色体的分离,只产生一个次级精母细胞;人体减数分裂Ⅰ后期,有同源染色体的分离,产生两个次级精母细胞。②雄蜂次级精母细胞进行减数分裂Ⅱ后期时,细胞质不均等分裂,且最终只产生一个精细胞;人体次级精母细胞减数分裂Ⅱ后期细胞质均等分裂,且最终产生4个精细胞。
第1课时 精子的形成过程
第1课时 精子的形成过程
[对应学生用书第29页]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)减数分裂Ⅰ时,同源染色体的分离导致染色体数目减半。 ( √ )
(2)减数分裂Ⅱ时,大小、形态相同的两条染色体可以被称为同源染色体。
( × )
√
×
第1课时 精子的形成过程
(3)精原细胞通过减数分裂增殖并形成精子。 ( ×)
(4)精子形成过程中细胞质都是均等分裂。 ( √ )
×
√
第1课时 精子的形成过程
2.关于减数分裂过程中染色体的描述,正确的是( )
A.第一次分裂,着丝粒分裂,同源染色体不配对
B.第一次分裂,着丝粒不分裂,同源染色体配对
C.第二次分裂,着丝粒分裂,同源染色体配对
D.第二次分裂,着丝粒不分裂,同源染色体不配对
第1课时 精子的形成过程
解析 减数分裂Ⅰ的染色体行为变化主要是进行同源染色体的联会(配对),并在分裂后期彼此分离,分别进入两个子细胞中,这个过程中没有发生染色体着丝粒的分裂及染色体数目加倍的现象。减数分裂Ⅱ后期发生着丝粒分裂,细胞中染色体数目有暂时加倍的现象。
答案 B
第1课时 精子的形成过程
3.就一对联会的同源染色体而言,其着丝粒数、染色单体数和DNA分子数分别是( )
A.2、4和4 B.2、8和4
C.4、4和4 D.2、4和8
解析 处在联会时期的同源染色体,其一条染色体含有两条染色单体,共用一个着丝粒,每一条染色单体含有一个DNA分子,所以共有4个DNA分子。
答案 A
第1课时 精子的形成过程
4.四分体时期常会发生染色体互换,下列图中可正确表示染色体互换的是( )
解析 染色体互换经常发生在四分体中的非姐妹染色单体之间。
答案 B
第1课时 精子的形成过程
5.根据下面的某雄性动物生殖器官细胞分裂图,回答下列问题:
(1)图A表示细胞分裂的方式是 ,处于 期。细胞中有 条染色体, 条染色单体。
第1课时 精子的形成过程
(2)图B所示细胞分裂产生的细胞名称是 ,每个子细胞中有 条染色体。
(3)图A和图B两个细胞中,具有同源染色体的细胞为图 ,图A和图B中的DNA分子数之比为 。
答案 (1)减数分裂 减数分裂Ⅰ后 6 12
(2)精细胞 3 (3)A 2∶1
第1课时 精子的形成过程
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