内容正文:
必修1 第6章 细胞的生命历程(3)
——减数分裂
注意:配子染色体数是体细胞染色体数的一半。
配子染色体是由体细胞每对同源染色体中分别取出一条组成的。
考点一:减数分裂的概念
概念:
① 范围:
② 时期:
④ 过程:
③ 特点:
⑤ 结果:
进行 的生物。
一定是真核生物
有性生殖
原始生殖细胞形成 时。
成熟生殖细胞
染色体数目减半的细胞分裂
成熟生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的 。
一半
染色体只复制一次,而细胞分裂两次
是一种特殊的有丝分裂
减数分裂I开始不久,初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并进行两两配对。配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,叫作同源染色体。
A和B、A和b为
1和2、3和4为
1和3、1和4为
同源染色体和非同源染色体
1和5、1和6为
考点一:减数分裂的概念
概念:
B
b
A
a
1
2
3
4
5
6
7
8
B
b
A
a
精子
卵细胞
精原细胞
初级精母细胞
非同源染色体
姐妹染色单体
同源染色体的非姐妹染色单体
A和a、B和b为
同源染色体
非同源染色体的非姐妹染色单体
注:同源染色体的形状、大小未必都相同(XY染色体);形状、大小相同的两条染色体不一定是同源染色体(姐妹染色单体分离后);有丝分裂过程中始终存在同源染色体。
大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,即含有两套非同源染色体,其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
考点一:减数分裂的概念
染色体组
同源染色体两两配对的现象叫做联会。
由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体,因此,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。
四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换一部分片段,称为染色体的互换。
意义:导致基因重组,产生多种配子。
四分体:
联会:
互换:
考点一:减数分裂的概念
考点二:精子的形成过程
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
(1) 精子产生的场所:
睾丸
曲细精管:
精原细胞
精细胞
性成熟后
减数分裂
精子
原始的雄性生殖细胞
有丝分裂增殖
(2) 精子产生的过程:
在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制一次,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。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂)和减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂)。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。
染色体复制
减Ⅰ
减Ⅱ
变形
高等动植物细胞:
人和其他哺乳动物:
有性生殖器官内
睾丸
染色体_____条 染色体组____个
染色单体______条
DNA________条
同源染色体____对
2n
0→4n
2n→4n
n
2
考点二:精子的形成过程
减数分裂前的间期
① 特征:
体积增大
染色体复制(DNA复制,蛋白质合成)
复制后每条染色体由两条姐妹染色单体构成
精原细胞
初级精母细胞
(原始的生殖细胞)
染色体_____条 染色体组____个
染色单体______条
DNA________条
同源染色体____对
2n
4n
4n
n
2
考点二:精子的形成过程
减数分裂I前期
① 特征:
染色质缩短变粗
同源染色体两两配对(联会)
四分体交叉互换
初级精母细胞
初级精母细胞
减I前期
染色体_____条 染色体组____个
染色单体_____条
DNA___条
同源染色体___对
2n
4n
4n
n
2
考点二:精子的形成过程
减数分裂I中期
① 特征:
各对同源染色体排列在赤道板两侧
着丝粒都附着在纺锤丝上
初级精母细胞
初级精母细胞
减I中期
染色体_____条 染色体组____个
染色单体_____条
DNA___条
同源染色体___对
2n
4n
4n
n
2
考点二:精子的形成过程
减数分裂I后期
① 特征:
在纺锤丝的牵引下,同源染色体彼此分离,分别向细胞两极移动。
非同源染色体自由组合。
初级精母细胞
初级精母细胞
减I后期
同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合
考点二:精子的形成过程
考点二:精子的形成过程
减数分裂I末期
① 特征:
一个初级精母细胞分裂形成两个次级精母细胞,染色体数目减半。
初级精母细胞
次级精母细胞
由于同源染色体的分离,每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。
因此,减数分裂中染色体数目的减半发生在减数分裂I。
考点二:精子的形成过程
减数分裂II前期
① 特征:
染色体散乱排布在细胞中
次级精母细胞
Ⅰ和Ⅱ之间间期很短,染色体不再复制
减II前期
染色体___条
染色单体____条
DNA___条
同源染色体___对
n
2n
2n
0
染色体组___个
1
考点二:精子的形成过程
染色体___条
染色单体____条
DNA___条
同源染色体___对
n
2n
2n
0
染色体组___个
1
减数分裂II中期
① 特征:
染色体的着丝粒排列在赤道板上
次级精母细胞
次级精母细胞
减II中期
考点二:精子的形成过程
染色体___条
染色单体____条
DNA___条
同源染色体___对
2n
0
2n
0
染色体组___个
2
减数分裂II后期
① 特征:
着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开,成为两条染色体。
纺锤丝牵引下,这两条染色体分别向细胞两极移动。
次级精母细胞
次级精母细胞
减II后期
考点二:精子的形成过程
减数分裂II末期
① 特征:
减数分裂结束,两个次级精母细胞形成四个精细胞。
次级精母细胞
精细胞
姐妹染色单体数目为0
染色体数目减半
DNA数目减半
考点二:精子的形成过程
精子的形成过程-变形
① 特征:
精细胞
精子
细胞核变成精子的头部,部分细胞质变成精子的尾部,另外,大部分的细胞质和多数细胞器被丢弃,但全部的线粒体会被留下来。
染色体___条
染色单体____条
DNA___条
同源染色体___对
n
0
n
0
染色体组___个
1
1个精原细胞
1个初级精母细胞
2个次级精母细胞
4个精细胞
减数第一次分裂前的间期: 染色体复制
前期:联会、四分体(交叉互换)
减Ⅱ着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
4个精子
变形
减数第一次分裂
减数第二次分裂
中期:同源染色体排列在赤道板两侧
后期:同源染色体分离
(非同源染色体自由组合)
染色体数减半
无同源染色体
考点二:精子的形成过程
减Ⅱ后期
次级精母细胞
减Ⅰ前期
初级精母细胞
减Ⅱ前期
次级精母细胞
减Ⅱ末期
精细胞
减Ⅰ中期
初级精母细胞
减Ⅱ中期
次级精母细胞
下图均为某二倍体生物体内的细胞,说出下列是何种细胞,处于何时期?
小试牛刀
考点三:卵细胞的形成过程
(1) 卵细胞形成的场所:
高等动植物细胞:
人和其他哺乳动物:
有性生殖器官内
卵巢
(2) 卵细胞形成的过程:
精子的形成过程 卵细胞的形成过程
不同点
分裂场所
分裂过程
分裂结果
相同点
睾丸的曲细精管
始于卵巢,成熟于输卵管
连续分裂
细胞质均等分裂
有变形期
不连续分裂
细胞质存在不均等分裂
无变形期
一个精原细胞分裂形成四个(两种)精子
一个卵原细胞分裂形成
一个卵细胞和三个(两种)
极体(退化消失)
(1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的,表现在:
①染色体都是在减Ⅰ的间期复制;
②减Ⅰ都是同源染色体联会、分离;
③减Ⅱ都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开。
(2)产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半
精子和卵细胞形成过程的比较
请写出下列各细胞(二倍体生物)的名称:
初级精母细胞
初级卵母细胞
次级卵母细胞
次级精母细胞或极体
小试牛刀
次级精母细胞
2N
4N
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减数分裂 I
减数分裂 II
DNA复制
同源染色体分离,染色体数目减半
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,分别进入不同的子细胞中
核DNA变化曲线
考点四:减数分裂过程中相关物质变化
染色体变化曲线
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减数分裂 I
减数分裂 II
同源染色体分离,染色体数目减半
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
染色体平均分配给子细胞
考点四:减数分裂过程中相关物质变化
次级精母细胞
2N
4N
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减数分裂 I
减数分裂 II
DNA复制
同源染色体分离,染色体数目减半
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
染色单体变化曲线
考点四:减数分裂过程中相关物质变化
2
1
每条染色体上DNA数目的变化
时期
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成染色体
DNA复制
减数分裂 I
减数分裂 II
考点四:减数分裂过程中相关物质变化
考点五:受精作用
受精前的准备阶段和受精阶段
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(1) 概念:
(3) 过程:
(2) 场所:
输卵管
准备阶段1:精子获能
准备阶段2:卵子的准备
刚刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须在_________________发生_______________后,才能获得受精能力,这一生理现象称为“精子获能”
雌性动物的生殖道
相应的生理变化
精子获能:
排出的卵子要在输卵管内进一步成熟,到MⅡ期,才具备与精子受精的能力。
卵子的准备:
考点五:受精作用
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,且出现了同源染色体,保证了物种染色体数目的稳定。
受精卵
细胞核:
细胞质:
精子的核+卵细胞核
几乎全由卵细胞提供
受精卵的核DNA:
受精卵的质DNA:
父母各给一半。
几乎全来自于母亲。
(4) 结果:
考点五:受精作用
①生物遗传的稳定性
(5) 意义:
②同一双亲后代的多样性
减数分裂和受精作用保证了前后代染色体数目的稳定
a. 减数分裂形成配子的多样性
b. 雌雄生殖细胞的结合具有随机性
减I后期随非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合。
减I前期(四分体时期),位于同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换,导致染色单体上的(非等位)基因重组
若该生物有n对同源染色体,个体能产生几种雄配子?
2n 种
*易错:雄性该生物/一个精原细胞能产生几种精子?
雌性该生物/一个卵原细胞能产生几种卵细胞?
基因重组
考点五:受精作用
②同一双亲后代的多样性
a. 减数分裂形成配子的多样性
染色体 复制
同源染色体 分离
精原细胞(A)
初级精母细胞(B)
次级精母细胞(C)
次级精母细胞(D)
染色单体分开
精细胞(E)
精细胞(F)
精细胞(G)
精细胞(H)
A
a
B
b
AA
aa
BB
bb
AA
BB
aa
bb
A
B
A
B
a
b
a
b
减I后期随非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合。
考点五:受精作用
②同一双亲后代的多样性
a. 减数分裂形成配子的多样性
减I后期随非同源染色体的自由组合,非等位基因也自由组合。
染色体 复制
同源染色体 分离
精原细胞(A)
初级精母细胞(B)
次级精母细胞(C)
次级精母细胞(D)
染色单体分开
精细胞(E)
精细胞(F)
精细胞(G)
精细胞(H)
A
a
B
b
AA
aa
BB
bb
AA
bb
aa
BB
A
b
A
b
A
b
A
b
考点五:受精作用
②同一双亲后代的多样性
a. 减数分裂形成配子的多样性
减I前期(四分体时期),位于同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换,导致染色单体上的(非等位)基因重组
染色体 复制
同源染色体 分离
精原细胞(A)
初级精母细胞(B)
次级精母细胞(C)
次级精母细胞(D)
染色单体分开
精细胞(E)
精细胞(F)
精细胞(G)
精细胞(H)
A
a
B
b
Aa
Aa
BB
bb
Aa
BB
Aa
bb
A
B
a
B
A
b
a
b
考点五:受精作用
(5) 意义:
①生物遗传的稳定性
②同一双亲后代的多样性
减数分裂和受精作用保证了前后代染色体数目的稳定
后代多样性的意义:
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
a. 减数分裂形成配子的多样性
b. 雌雄生殖细胞的结合具有随机性
小试牛刀
1.(2022·湖北·高考真题)为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是( )
A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常
考点六:减数分裂异常情况分析
染色体 复制
同源染色体 分离
精原细胞(A)
初级精母细胞(B)
次级精母细胞(C)
次级精母细胞(D)
染色单体分开
精细胞(E)
精细胞(F)
精细胞(G)
精细胞(H)
A
a
B
b
AA
aa
BB
bb
AA
BB
aa
bb
A
B
A
B
a
b
a
b
减I发生差错
异常
考点六:减数分裂异常情况分析
染色体 复制
同源染色体 分离
精原细胞(A)
初级精母细胞(B)
次级精母细胞(C)
次级精母细胞(D)
染色单体分开
精细胞(E)
精细胞(F)
精细胞(G)
精细胞(H)
A
a
B
b
AA
aa
BB
bb
AA
BB
aa
bb
A
B
A
B
a
b
a
b
减II发生差错
异常
小试牛刀
2.(2022·浙江·高考真题)某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中,某时期的细胞如图所示,其中①~④表示染色体,a~h表示染色单体。下列叙述正确的是( )
A.图示细胞为次级卵母细胞,所处时期为前期Ⅱ
B.①与②的分离发生在后期Ⅰ,③与④的分离发生在后期Ⅱ
C.该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍
D.a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16
1. 三个前期图的判断
结论:A为有丝分裂前期,B为减数分裂Ⅰ前期,C为减数分裂Ⅱ前期。
题型 减数分裂与有丝分裂细胞图像题分析
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
2. 三个中期图的判断
结论:A为有丝分裂中期,B为减数分裂Ⅱ中期,C为减数分裂Ⅰ中期。
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
3. 五个后期图的判断
结论:A为有丝分裂后期,B为减数分裂Ⅱ后期(次级精母细胞或极体),C为减数分裂Ⅰ后期(初级精母细胞),D为减数分裂Ⅰ后期(初级卵母细胞),E为减数分裂Ⅱ后期(次级卵母细胞)。
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
判断一个细胞分裂图像属于什么分裂什么时期?
减Ⅱ前期
减Ⅰ前期
减Ⅱ前期
有丝前期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
有丝后期
题型 细胞分裂的曲线图辨析
1.通过染色体与核DNA的曲线区分两种分裂方式
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
AB BC DE
有丝分裂:
减数分裂:
间期
前期、中期
减I前的间期
减I,减II前、中期
减数II后期、末期
后期、末期
CD段的实质!
着丝粒分裂
题型 细胞分裂的曲线图辨析
1.通过染色体与核DNA的曲线区分两种分裂方式
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
题型 细胞分裂的曲线图辨析
1.通过染色体与核DNA的曲线区分两种分裂方式
考点七:减数分裂与有丝分裂的比较
区别 有丝分裂 减数分裂
形成细胞类型
特点
形成子细胞数目
染色体数目变化
同源染色体的行为
体细胞
生殖细胞
染色体复制1次,
细胞分裂1次
染色体复制1次,
细胞分裂2次
4个精子或
1个卵细胞和3个极体
2个
2n→2n
2n→n
同源染色体联会、互换、分离等
没有
1.实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞,再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2.实验步骤
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)
解离→漂洗→染色→制片。
考点八:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
2.实验步骤
低倍镜观察
→
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
高倍镜观察
→
先在低倍镜下依次找到减数分裂Ⅰ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
绘图
→
根据观察结果,尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图
↓
↓
考点八:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
3.实验关键
宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂的实验材料的原因:
①雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。
②在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,其只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才能继续完成减数分裂Ⅱ。
③精巢内精原细胞既可进行有丝分裂,又可进行减数分裂,因此可以观察到染色体数为n、2n、4n的不同细胞分裂图像。
考点八:观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.下列关于“观察细胞减数分裂”实验的叙述中,错误的是( )
A.可用蝗虫精母细胞、蚕豆花粉母细胞的固定装片观察细胞的减数分裂
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片,更容易观察到减数分裂现象
C.能观察到减数分裂现象的装片中,也可能观察到同源染色体的联会现象
D.用洋葱根尖制成的装片,能观察到同源染色体的联会现象
D
小试牛刀
2.下图①~⑤是用某种方法在显微镜(不用染色)下拍到的二倍体百合(2n=24)某个细胞的减数分裂不同时期的图像。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中细胞分裂顺序为①→③→②→⑤→④
B.图①细胞内核DNA和染色体数目加倍
C.图②③细胞中均可能发生基因重组
D.图②③⑤细胞中均含有两个染色体组
B
小试牛刀
$