内容正文:
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 一、减数分裂 情境导入 生长周期短 繁殖快 染色体少且易观察 容易饲养 果蝇是遗传学上常用的实验材料 果蝇是苍蝇吗? 果蝇 在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇 情境导入 体细胞 配子 果蝇雄体细胞和配子的染色体示意图 配子中的染色体数目是体细胞中的一半 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 1、配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别? 右下图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图 果蝇 2、针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想? 情境导入 如果配子的形成与体细胞的增殖一样,也是通过有丝分裂形成的,结果会怎样? 有丝分裂 有丝分裂 46 46 46 46 92 动物细胞有丝分裂过程 中期 后期 间期 前期 末期 中心粒倍增 中心粒发出星射线形成纺锤体 细胞膜从细胞的中部向内凹陷,细胞缢裂成两部分 纺锤丝牵引着染色体运动,每条染色体的着丝粒排列在赤道板上 ①每个着丝粒分裂、姐妹染色单体分开,成为两条染色体 ②子染色体分别移向两极 复习衔接 有丝分裂染色体复制几次?细胞分裂几次? 子细胞与母细胞染色体数目是什么关系? 情境导入 科学家的预言与验证 A. Weismann 与孟德尔同时代的德国动物学家魏斯曼理论预测: 在卵细胞和精子成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子与卵细胞融合,恢复正常的染色体数目。 配子 F1 P 减数分裂 减数分裂是怎样进行的?染色体数目是如何减半的呢? 6 精子形成的场所 人和其他哺乳动物的精子形成的具体场所是哪里? 一个成年健康男子,每天大约可产生约2亿个精子,也就是说,每天有很多个精原细胞进行减数分裂,那必然每天也有很多个精原细胞产生。精原细胞的增殖方式是什么? 每个精原细胞的染色体数目与体细胞相同吗? 高等动植物细胞的减数分裂发生在有性生殖器官内 睾丸 精子的形成过程 有丝分裂 减数分裂发生在生命的什么时期? 雄性动物性成熟时,睾丸里的一部分精原细胞就开始减数分裂。 相同 板书精原细胞增殖方式及结果 7 减数分裂过程 染色体 复制一次 减数第一次分裂 (减数分裂 ) 减数第二次分裂 (减数分裂 ) 减数分裂 减数分裂前的间期 精子的形成过程 变形 1个精原细胞 2个次级精母细胞 4个精细胞 4个精子 1个初级精母细胞 减数分裂前 减数分裂后 原始的 生殖细胞 成熟的 生殖细胞 8 精原细胞 精子的形成过程 减数分裂前的间期 精原细胞体积增大 染色体呈染色质丝的状态 染色体复制,成为初级精母细胞,每条染色体都含有2条姐妹染色单体 染色体复制包括完成DNA复制和有关蛋白质合成 精子的形成过程 减数分裂 前期 间期 发生联会现象——同源染色体两两配对的现象 减数分裂 前期 精子的形成过程 减数分裂 前期 形成四分体——联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体 配对的两条染色体 形状一般都相同 大小一般都相同 一条来自父方、一条来自母方 同源染色体: 四分体 同源染色体 染色体的长度 着丝粒的相对位置 通常用不同的颜色表示 有丝分裂过程有同源染色体存在吗? 姐妹染色单体是同源染色体吗? 人类的X、Y染色体是一对同源染色体吗? 四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数 精子的形成过程 减数分裂 前期 四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换相应的片段 染色体互换示意图 染色体互换照片 增加了配子的类型,增强了生物的变异性 互换 对象: 同源染色体上的非姐妹染色单体之间 时间 减数分裂 前期联会时 范围 相同位置对等互换片段 结果 典例分析 [典例1]下列关于同源染色体和四分体“一定”的叙述,正确的是( ) A.四分体时期一定不会发生非姐妹染色单体的互换 B.含有四条姐妹染色单体的一定是四分体 C.一个四分体一定是一对同源染色体 D.一对同源染色体一定是一个四分体 C 解析: 四分体时期可能发生非姐妹染色单体的互换,A错误;复制后的两条非同源染色体也含有四条姐妹染色单体,但不是四分体,B错误;四分体是由同源染色体联会形成的,一个四分体一定是一对同源染色体,C正确;同源染色体联会后才形成四分体,在有丝分裂过程中同源染色体不会发生联会,此时一对同源染色体不是一个四分体,D错误。 核心探究 辨析减数分裂的相关概念 如图表示细胞分裂某时期的图像,请分析并回答下列问题: (1)图甲和乙染色体中哪些是同源染色体?哪些是非同源染色体? A、B是一对同源染色体;C、D是另一对同源染色体。 属于非同源染色体的有:A、C, A、D, B、C, B、D。 核心探究 辨析减数分裂的相关概念 如图表示细胞分裂某时期的图像,请分析并回答下列问题: (2)四分体、染色体、染色单体和核DNA分子数之间的数量关系是怎样的?图乙中四分体、染色体、染色单体各有几个(条)? 1个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个核DNA分子。 图乙中有2个四分体、4条染色体、8条染色单体。 核心探究 辨析减数分裂的相关概念 如图表示细胞分裂某时期的图像,请分析并回答下列问题: (3)甲图中有染色单体吗? 图乙中,a、a′的关系是 。 a、b的关系是 。 a、c的关系是 。 a、a′和b、b′合称 。 姐妹染色单体 同源染色体中的非姐妹染色单体 非同源染色体之间的非姐妹染色单体 四分体 精子的形成过程 减数分裂 中期 每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上 各对同源染色体排列在细胞的赤道板两侧 减数分裂 中期 减数分裂 前期 精子的形成过程 减数分裂 后期 在纺锤丝牵引下,配对的两条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 减数分裂 中期 细胞的每极只得到各对同源染色体中的一条 减数分裂 后期 精子的形成过程 减数分裂 末期 每个次级精母细胞中染色体数目减半 细胞膜向内凹陷,一个初级精母细胞就分裂成了两个次级精母细胞 减数分裂 后期 次级精母细胞 同源染色体两两配对(联会),形成四分体 减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 每个次级精母细胞有同源染色体吗? 同源染色体的非姐妹染色单体可以交叉互换 精子的形成过程 减数分裂 前期 中期 每条染色体的着丝粒排列在赤道板的位置 (非同源)染色体散乱地分布在细胞中 通常没有间期,或者间期时间很短,染色体不再复制 减数分裂 前期 减数分裂 中期 中期 前期 精子的形成过程 减数分裂 后期 每条染色体的着丝粒分裂,两条姐妹染色单体随之分开,染色体数目暂时加倍 在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别向细胞的两极移动 减数分裂 中期 减数分裂 后期 精子的形成过程 减数分裂 末期 细胞膜从中间向内凹陷,细胞均分成两个子细胞 2个次级精母细胞分裂成4个精细胞 减数分裂 后期 精细胞 与初级精母细胞相比,每个精细胞中都含有数目减半的染色体 精子的形成过程 变形期 精细胞变形成为精子 精子呈蝌蚪状,分头部和尾部,头部含有细胞核,尾长,能摆动 精细胞 精子 精子摆动所需要的能量主要由什么提供? 精细胞的变形有何意义? 精细胞变形为精子的过程,精子的头部几乎只保留了细胞核,部分细胞质变成了精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但全部线粒体被保留下来,集中在尾部。 精子和卵细胞结合时,头部先进入卵细胞内,精子的头部几乎只保留了细胞核,就保证了遗传物质能够先进入卵细胞。部分细胞质变成了精子的颈部和尾部,使精子具备适于游动的能力。大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,避免受精过程中不必要的细胞组分耗费能量。全部线粒体被保留下来,集中在尾部,可以为受精过程提供能量。都是为受精过程提供保证,是进化的结果。 23 精子的形成过程 视频 精子的形成过程 精细胞 精子 初级精母细胞 次级精母细胞 精原细胞 染色体数目减半发生在什么过程 染色单体消失发生在什么过程(填细胞名称) 25 学习小结 精子 精原细胞 精原细胞 有丝分裂 减数分裂 变形 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 染色体 复制 减数分裂 思维拓展 1.经减数分裂 形成的两个次级精母细胞中染色体在形态、大小上有什么特点? 两个次级精母细胞中染色体(一般情况下)形态、大小一一对应、两两相同。 减数分裂 后期 次级精母细胞 思维拓展 2. 1个精原细胞经减数分裂后产生的4个精细胞在染色体组成上有什么关系?(不考虑互换) 这4个精细胞是两种类型,且两两相同,两类互补。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞染色体组成相同,来自同一个精原细胞或初级精母细胞的精细胞之间染色体相同或互补。 1.精原细胞是特殊的体细胞,既能通过有丝分裂增殖,又能通过减数分裂产生精子( ) 2.玉米体细胞中有10对同源染色体,经减数分裂后,花粉中有5对同源染色体( ) 3.减数分裂 后期,大小、形状相同的两条染色体可以被称为同源染色体( ) √ 正误判断 比较减数分裂 和减数分裂 (染色体数2n为例) 核心探究 比较项目 减数分裂 减数分裂 分裂前的间期DNA是否复制 同源染色体 着丝粒变化 染色体 主要行为 染色体数量变化 DNA数量变化 染色单体变化 复制 不复制 有 无 不分裂 分裂 ①同源染色体联会; ②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换; ③同源染色体分离,非同源染色体自由组合 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 2n n(减半) n 2n n 2n 4n 2n 2n n 0 4n 2n 2n 0 1.下列关于四分体的叙述,正确的是( ) A.一个四分体由4条染色体组成 B.一个四分体有4条姐妹染色单体 C.一个四分体有4个核DNA分子 D.含有四分体的细胞中,染色体数目与核DNA数目相等 习题巩固 一个四分体由2条染色体组成,A错误;一个四分体含有4条染色单体,这4条染色单体并非都是姐妹染色单体,连接在同一个着丝粒上的2条染色单体才能称为姐妹染色单体,B错误;在四分体中,染色体数∶核DNA数=1∶2,D错误。 解析: C 2. 精细胞的形成过程如图所示,下列叙述错误的是( ) A.过程①是原始生殖细胞的增殖过程,增殖方式为有丝分裂 B.过程①②中均会形成姐妹染色单体 C.过程③同源染色体联会,形成四分体,着丝粒排列在细胞板两侧 D.过程①④中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程 习题巩固 分析图示可知,过程①是原始生殖细胞的增殖过程,包括有丝分裂前的间期和有丝分裂,A正确;②表示减数分裂前的间期,与①中有丝分裂前的间期一样,完成DNA复制和有关蛋白质的合成,从而形成姐妹染色单体,B正确;过程③中,形成四分体后,着丝粒会排列在赤道板两侧,C错误;①有丝分裂和④减数分裂 过程中均有着丝粒分裂和姐妹染色单体分开的过程,D正确。 解析: C 习题巩固 √ 3.如图为动物细胞减数分裂示意图,下列各项能正确表示分裂过程顺序的是 A.③⑥④①②⑤ B.⑥③②④①⑤ C.③⑥④②①⑤ D.③⑥②④①⑤ 减数分裂 后期 减数分裂 后期 减数分裂 前期 减数分裂 前期 减数分裂 末期结束 减数分裂 中期 习题巩固 √ 4.下图表示某哺乳动物产生生殖细胞的过程,下列说法错误的是( ) A. 过程可以表示细胞进行有丝分裂 B.一个A细胞经过减数分裂可能形成四种C细胞 C.该哺乳动物为雄性个体 D.细胞中染色体数目减少一半发生在 过程 拓展延伸 (1)上图中A细胞最主要的特征是_。 (2)上图中过程 的主要特征是_。 具有联会现象 同源染色体分离,非同源染色体自由组合 Lavf58.20.100 Lavf59.14.100 $