2.1减数分裂和受精作用知识点-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修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 一、减数分裂 1．概念：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。 2. 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。 3．适用范围：进行有性生殖的生物 4．特点：在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次 二、精子的形成过程 1．场所：人和其他哺乳动物的精子----------睾丸中形成 2． 原始雄性生殖细胞：精原细胞 成熟雄性生殖细胞：精子 3.过程：1个精原细胞→1个初级精母细胞（MI前中后）→2个次级精母细胞（MII前中后末）→4个精细胞→变形→4个精子。 4.精细胞的形成过程图解 减数分裂Ⅰ前的间期：精原细胞经过染色体的复制（DNA复制和有关蛋白质的合成），形成姐妹染色单体，体积稍稍增大，成为初级精母细胞。 （复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝粒连接） 减数分裂Ⅰ前期：同源染色体出现联会现象，形成四分体，可能会出现同源染色体中非姐妹染色单体的互换。 （配对的两条染色体，形状、大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体） （联会：同源染色体两两配对现象叫做联会）。 （四分体：联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体叫四分体，四分体的非姐妹染色单体之间常常发生缠绕，会发生基因重组）。 减数分裂Ⅰ中期：各对同源染色体着丝粒排列在赤道板两侧。 减数分裂Ⅰ后期：在纺锤丝的牵引下，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，分别向细胞的两极移动，细胞膜向内凹陷。 减数分裂Ⅰ末期：1个初级精母细胞均等分裂成2个次级精母细胞。 减数分裂Ⅱ前期：非同源染色体散乱分布。 （细胞中无同源染色体） 减数分裂Ⅱ中期：染色体着丝粒排列在赤道板上。 减数分裂Ⅱ后期：着丝粒分裂，曾经的姐妹染色单体分开成为两条相同的染色体，染色体数目加倍，在纺锤丝的牵拉下被平均分配到细胞两极，细胞膜向内凹陷。 减数分裂Ⅱ末期：1个次级精母细胞均等分裂成2个精细胞。 变形：精细胞经过变形形成精子。 三．卵细胞的形成过程 1．场所：人和其他哺乳动物的卵细胞--------卵巢中形成的。 2．卵细胞的形成过程图解 3．卵细胞与精子形成过程的主要区别是： （1）卵细胞的形成过程与精子的基本相同 （2）初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成大小不同两个细胞，大的叫做次级卵母细胞，小的叫做极体。 （3）次级卵母细胞胞进行减数第二次分裂。形成一个大的卵细胞和一个小的极体，在减数第一次分裂中形成的极体也分裂为两个极体。这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂，就形成一个卵细胞和三个极体。 （4）卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。不久，三个极体都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。 五、减数分裂形成子细胞种类： 假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则： 它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成 2n 种精子（卵细胞）； 它的1个精原细胞进行减数分裂，若在四分体时期未发生交叉互换则一个精原细胞产生 2 种精子，若在四分体时期发生交叉互换则一个精原细胞产生 4 种精子。 它的1个卵原细胞进行减数分裂，若在四分体时期未发生交叉互换则一个卵原细胞产生 1 种卵细胞，若在四分体时期发生交叉互换则一个卵原细胞产生 1 种卵细胞。 四、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.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染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。 2.材料用具 蝗虫精母细胞减数分裂装片，显微镜。 3.实验步骤 4.实验现象 在减数分裂Ⅰ中期，可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧（不是着丝粒排列在赤道板上，这是与有丝分裂相区别的地方）；在减数分裂Ⅱ过程中，着丝粒将会排列在赤道板上，次级精母细胞（减数分裂Ⅱ后期除外）中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，且次级精母细胞中没有同源染色体。 五、配子中染色体组合的多样性 1.原因 时期 图示 染色体行为 减数分裂Ⅰ前期 四分体中非姐妹染色单体之间,可能发生相应片段的互换 减数分裂Ⅰ后期 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 配子中染色体组合多样性的原因-------基因重组 2.意义 导致不同配子的染色体组合有差异，使同一双亲的后代呈现多样性。 3.建立减数分裂过程中染色体变化的模型 项目 操作要点 模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化 （1）用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色分别制作两条大小不同的染色体，每条染色体由两条染色单体组成； （2）画出中心体和纺锤体； （3）模拟减数分裂过程中染色体行为的变化，注意要将同一种颜色、长度不同的染色体放在赤道板的一侧 模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合 至少制作两对染色体，在赤道板的每一侧放两条不同颜色的染色体，比较形成的子细胞与前一次模拟结果的差异 模拟非姐妹染色单体间的互换 假设在四分体时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，用不同颜色的橡皮泥拼接表示非姐妹染色单体间发生了互换，比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异 六、受精作用 1.概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.过程 图示 过程 精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入 实质：精子的 细胞核 与卵细胞的　细胞核 　融合，使彼此的染色体会合在一起 3.结果：受精卵中的染色体一半来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方），受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。 （受精卵中的细胞质中的DNA主要来自卵细胞） 4.意义 （1）在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 （2）减数分裂和受精作用保证了每种生物（有性生殖的生物）前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。 七、减数分裂过程中的相关曲线图与柱形图 ①甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞或第一极体;戊为性细胞。 ②染色体数目变化及原因 a.减数分裂Ⅰ末期，同源染色体分开后平均进入两个子细胞，染色体数目减半。 b.减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，恢复到体细胞水平。 c.减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，染色体数目减半。 ③核DNA数目变化及原因 a.减数分裂前的间期，DNA复制，核DNA数目加倍。 b.减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，核DNA数目减半。 c.减数分裂Ⅱ末期，细胞一分为二，核DNA数目再减半。 ④染色单体数目变化及原因 a.减数分裂前的间期，DNA复制，染色单体形成。 b.减数分裂Ⅰ末期，细胞一分为二，染色单体数目减半。 c.减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，染色单体消失 八、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：(三看法) 一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极），偶数进行第二看。 二看有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极），有同源染色体进行第三看。 三看同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ 注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。 （同源染色体分家—-减Ⅰ后期，姐妹分家—-减Ⅱ后期） 图像识别小技巧（二倍体生物为例） 1、找同源染色体，若没有，则为减数第二次分裂；再看染色体行为变化， ①非同源染色体散乱分布，为减数第二次分裂前期； ②染色体的着丝粒排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期； ③着丝粒分裂，姐妹染色单体消失，染色体数目加倍，为减数第二次分裂后期 若有同源染色体，则为有丝分裂或减数第一次分裂； 2、看同源染色体的行为变化，存在特殊行为，则为减数第一次分裂。 ①同源染色体联会形成四分体，为减数第一次分裂前期； ②同源染色体的着丝粒排列在赤道板两侧，为减数第一次分裂中期； ③同源染色体分离，非同源染色体自由组合，为减数第一次分裂后期； 3、看同源染色体的行为变化，无特殊行为，则为有丝分裂。 ①散乱分布，为有丝分裂前期； ②染色体的着丝粒排列在赤道板上，为有丝分裂中期； ③着丝粒分裂，姐妹染色单体消失，染色体数目加倍，为有丝分裂后期。 九、柱状图识别小技巧（二倍体生物为例） （1）判断柱状体代表数量变化 ①先找会减少到0的柱状图，必然是染色单体（姐妹染色单体）变化； ②再找染色单体为4N时，同时为4N的柱状图，必然是核DNA数目变化； ③另外一个则是染色体数目变化； （2）根据具体柱状图判断分裂方式，所处时期 ①染色体数目变成4N，必然是有丝分裂后、末期； ②染色体数变成N，可能是减数第二次分裂前、中期，以及减数第二次末期形成精细胞或卵细胞（配子）； 确定具体时期，再看核DNA数目，若为2N，则是减数第二次分裂前、中期；若是N，则是减数第二次末期形成精细胞或卵细胞（配子）。 ③染色体数变成2N，可能是分裂间期、有丝分裂前、中期，或是减数分裂前间期、减数第一次分裂所有时期，以及减数第二次分裂后、末期。 ③核DNA数目为4N时，可以是有丝分裂G2期、前、中、后、末期，或是减数第一次分裂的前、中、后、末期； ④核DNA数目为2N时，可能是未复制的体细胞或生殖细胞，或者是减数第二次分裂的前、中、后、末期。 ⑤染色单体数为4N时，可能是有丝分裂G2期、前、中、后、末期，或是减数第一次分裂的前、中、后、末期； ⑥染色单体数为2N时，是减数第二次分裂的前、中期； ⑥染色单体数为0时，是未复制的体细胞或生殖细胞，有丝分裂后、末期，或是减数第二次分裂的后、末期； （3）根据“染色体-染色单体数-核DNA数目变化关系”判断 ①2N-0-2N 时期：体细胞、精原细胞、有丝分裂子细胞、减数第二次分裂后、末期 ②2N-4N-2N 时期：有丝分裂前、中期；减数第一次分裂所有时期 ③4N-0-4N 时期：有丝分裂后、末期 ④N-2N-2N 时期：减数第二次分裂前、中期 ⑤N-0-N 时期：精细胞（配子） 学科网（北京）股份有限公司 $$