内容正文:
第一节 染色体通过配子传递给子代
孟德尔提出的基因两大遗传学定律在当时并未引起科学界的重视,直到35年后他的成果才重新被发现。后又有大量杂交实验证明了其正确性,这样就迫使人们去思考和研究:
基因在哪里?
基因是如何传递的?
悠悠百年,寻寻觅觅
怀疑,争论,推理 ……
最终是实验和观察
探明其神秘面纱。
染色体 ( chromosome )
图2-2 人类染色体的电镜照片(25000×,
经后期着色处理)
着丝粒
姐妹染色单体
1.物质组成:
2.和染色质的关系:
3.功能:
阅读书本P24,回答:
1.物质组成:
2.和染色质的关系:
3.功能:
染色体 ( chromosome )
DNA
蛋白质
染色体
DNA、蛋白质和少量_______
染色质
在____期,丝状染色质高度螺旋化和反复折叠,形成线状或棒状的染色体。在____期,染色体解螺旋为染色质状态。
细胞核内遗传物质_____的载体。
染色体的变化
(染色体、染色单体、DNA的关系)
__条染色体
___个核DNA
___条姐妹染色单体
1条染色体
2个核DNA
2条姐妹染色单体
呈染色质状态
1条染色体
2个核DNA
2条姐妹染色单体
1条染色体→2条
2个核DNA→2个
2条姐妹染色单体→0条
呈染色体状态
复制 螺旋化 着丝粒分裂
染色体的类型
端着丝粒染色体
近端着丝粒染色体
中间着丝粒染色体
对于同一种生物,细胞内染色体的形态、大小和着丝粒位置都是相对恒定的,它们是识别染色体的重要标志。
果蝇是遗传学上常用的实验材料,其个体小易饲养、生长周期短繁殖快,染色体数目少易观察的特点。
♂
♀
X X X Y
果蝇体细胞的染色体成对存在,用 2n=8 表示。
果蝇和其他生物一样,精子和卵细胞结合成受精卵,发育成个体。
(2n=8)
(2n=8)
雌蝇
成蝇个体
受精卵
精子
卵细胞
雄蝇
细胞分裂
细胞分裂
受精
?
减数分裂定义
减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生配子时进通过染色体只复制一次、细胞连续分裂两次实现染色体数目减半的细胞分裂。配子就是成熟的生殖细胞,它的染色体数目是原始生殖细胞的一半。原始生殖细胞也称为性母细胞。
1.发生的对象:
2.发生的时间:
4.结果:
3.特点:
进行有性生殖的生物
原始生殖细胞 → 成熟生殖细胞
染色体只复制一次,细胞连续分裂两次(MI、MⅡ)
染色体数目减少一半
X X
体细胞中8条染色体,减数分裂就是取其中任意4条组成配子中的染色体,这样可以么?
减数分裂
同源染色体
同源染色体,是指一条来自父方,一条来自母方,其形状、大小基本相同的一对染色体。
同源染色体
X X
X Y
雄果蝇的这两条染色体不一样,都是性染色体,也是一对同源染色体。
同源染色体,是指一条来自父方,一条来自母方,其形状、大小基本相同的一对染色体。
同源染色体
X
Y
X
X
根据下列材料回答第1~3题。人的生殖和发育过程如图所示。
(第1~3题)
1.图示中,①和②均表示减数分裂,进行①过程的器官是_________,进行②过程的器官是________。减数分裂是指进行_______生殖的生物,在产生配子时通过染色体复制___次,细胞分裂____次而实现染色体数目_______的细胞分裂。
2.图示中,过程③表示____________。受精卵中含有染色体,染色体的主要组
成物质是_________________
睾丸
卵巢
有性
1
2
减半
受精作用
DNA和蛋白质
3.人的受精卵中有46条染色体,体细胞中也是46条染色体,这是因为体细胞是由受精卵经过( )
A.受精作用形成的
B.减数分裂形成的
C.有丝分裂形成的
D.有性生殖形成的
C
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
男(46条)
女(46条)
人类染色体组成
卵细胞 23条 精子 23条
受精卵46条
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22 23
精子形成过程
睾丸中有大量原始生殖细胞 —— 精原细胞
睾丸
精原细胞如何通过减数分裂形成精细胞?
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
MⅠ
MⅡ
为什么一个成年男性能一次能产生上亿精子?
有丝分裂
精子形成的过程
发生DNA的复制和有关蛋白质的合成,结果每条染色体上含有2条染色单体
分裂间期
(精原细胞)
主要特征
前期Ⅰ
(初级精母细胞)
同源染色体联会,形成四分体
染色质螺旋化成染色体
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。
精子形成的过程
主要特征
1 与 2的关系?
1 与 3/4的关系?
a 与 a′的关系?
a 与 b′的关系?
同源染色体
非同源染色体
姐妹染色单体
非姐妹染色单体
一个四分体
同源染色体判断
前期Ⅰ
(初级精母细胞)
同源染色体联会,形成四分体
染色质螺旋化成染色体
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。
精子形成的过程
主要特征
同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了染色体片段的交换(交叉互换)
精子形成的过程
中期Ⅰ
(初级精母细胞)
同源染色体排列在细胞中央的赤道板上,每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。
主要特征
精子形成的过程
后期Ⅰ
(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。
主要特征
细胞缢裂,一分为二,形成2个等大的次级精母细胞。
精子形成的过程
主要特征
末期Ⅰ
(初级精母细胞)
子细胞是否含有同源染色体?
是否具有姐妹染色单体?
染色体数减半;
形成一组非同源染色体,并且每个染色体具有2条姐妹染色单体
精子形成的过程
次级精母细胞
精细胞
前期Ⅱ
中期Ⅱ
后期Ⅱ
染色体散乱分布于细胞,含染色单体
着丝粒与纺锤丝相连,并排列在赤道板上
着丝粒分裂,染色单体成为染色体,在纺锤丝牵引下移向两极
染色体到达两极,分裂形成4个子细胞
1.在减数第一次分裂中,同源染色体发生分离。下列关于同源染色体的叙述中,错误的是( )
A. 同源染色体中的一条来自父方,一条来自母方
B. 同源染色体的形态、大小一般不同
C. 同源染色体在前期I会进行配对
D. 同源染色体在前期I常会发生片段交换
2.如图是某个四分体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.该结构出现于减数分裂第一次分裂前期
B.图中共有4条染色体,含有4个DNA分子
C.图中⑤是两个着丝粒,会与纺锤丝相连
D.②③间片段互换具有非常重要的遗传学意义
3. 在减数分裂过程中,染色体发生了一系列的形态、结构、数目和行为变化。下列叙述错误的是( )
A.在中期Ⅰ,在纺锤丝的牵引下,各对同源染色体排列在赤道面上
B.在末期Ⅰ,每条染色体含有2条姐妹染色单体
C.在后期Ⅱ,含有2条姐妹染色单体的染色体随机移向细胞的两极
D.在末期Ⅱ,每个细胞内只有1对同源染色体中的1条染色体
4.如图是动物的精子形成过程模式图(以染色体数目2n=4示意)。请回答下列问题:
(1)图中属于初级精母细胞的是 ,属于次级精母细胞的是 _ 。
如图是动物的精子形成过程模式图(以染色体数目2n=4示意)。请回答下列问题:
(2)该精原细胞中有 对同源染色体。细胞B中有 个四分体,每个
四分体有 条染色单体。细胞E1和E2中有 对同源染色体,因为
在减数第 次分裂中发生了 。
若仅考虑精原细胞中的 3对同源染色体E/e、F/f、G/g,在不考虑交叉互换和基因突变的情况下,下列各组精子中,可能来自同一个精原细胞的是( )
A.eFg、eFg、EfG、EfG B.EfG、eFG、efg、efg
C.EfG、Efg、efg、EFG D.efG、efg、eFg、EFG
若某雄性生物的染色体数目为 2n = 6 , 仅考虑非同源染色体的自由组合,则该生物可产生的配子种类 为 ( )
A.2种 B.4种 C.6种 D.8种
一个精原细胞经减数分裂,可产生2种配子
一个雄性个体经减数分裂,可产生2n种配子(n为同源染色体对数)
规律总结(不考虑交叉互换)
图2-7 精子的形成
染色体复制
卵细胞的形成
1.形成场所: 。
MⅠ
MⅡ
人的卵巢(横切面)示意图
卵泡
卵细胞
卵巢
卵原细胞
卵细胞
减数分裂
卵原细胞
有丝分裂
卵细胞的形成过程和精子的基本一样。
卵细胞的形成过程
卵细胞的形成过程
间期
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
1.说出间期、减数分裂Ⅰ和Ⅱ的主要特征
DNA复制、相关蛋白质的合成
联会、交叉互换
排列在赤道面上同源染色体分离,非同源染色体自由组合
排列在赤道面上的染色体着丝粒分裂,姐妹染色单体消失
卵细胞的形成过程
2.说出说出下列细胞的名称
卵原细胞
卵细胞
初级卵母细胞
第一极体
次级卵母细胞
第二极体
(1)形成卵细胞的过程中染色体的变化与形成精细胞过程中染色体变化不同( )
(2)在形成卵细胞过程中减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ都是不均等分裂( )
(3)卵细胞和精细胞一样都需要变形( )
(4)在减数分裂过程中,会出现染色体和纺锤体( )
(5)一个卵原细胞经过减数分裂形成4个生殖细胞( )
×
×
×
×
√
1.判断正误
一个精原细胞经减数分裂,可产生2种配子
一个雄性个体经减数分裂,可产生2n种配子(n为同源染色体对数)
规律总结(不考虑交叉互换)
一个卵原细胞经减数分裂,可产生1种配子
一个雌性个体经减数分裂,可产生2n种配子(n为同源染色体对数)
精子的形成 卵细胞的形成
形成的场所
细胞质的分配
变形否
成熟生殖细胞数
实质相同 染色体复制_____次,而细胞分裂_____次,所得到的子细胞染色体数目______。
比较精子和卵细胞的形成过程
睾丸
卵巢
始终均等分裂
初、次级卵母细胞不均等分裂
变形
不变形
1个精原细胞→4个精子
1个卵原细胞→1个卵细胞
1
2
减半
2.卵细胞形成过程中,为什么细胞质不均等分裂?而精子形成过程中,
细胞需要经过变形?
细胞质不均等分裂形成的卵细胞较大,保证了受精后能有充足的营养物质,满足早期胚胎发育的需要,而精子变形产生了尾等结构,有利于精子的运动。
细胞名称
产生子细胞
的名称
初级精母细胞
次级精母细胞
初级卵母细胞
第一极体
次级卵母细胞
次级精母细胞
或第一极体
精细胞或第二极体
次级卵母细胞
第二极体
卵细胞
辨别精子和卵细胞形成过程中的图像
2.下列有关两个细胞分裂图像的叙述,正确的是
A.①②均是卵细胞形成过程中的细胞
B.①②中均含两对同源染色体
C.①能产生4种类型的生殖细胞
D.②能产生1种类型的生殖细胞
√
次级卵母细胞
减Ⅱ后期
初级精母细胞
减Ⅰ后期
只能产生1种(1个)生殖细胞(卵细胞)
两对同源染色体
不含同源染色体
能产生2种(4个)生殖细胞(精细胞)
(1)染色单体出现在减数分裂前的 ,消失在 。
间期
减数分裂Ⅱ后期
1
减数分裂变化的关键点
1
减数分裂变化的关键点
(2)在减数分裂过程中,核DNA数目最多为_____,而染色体数目最多为______
(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n,核DNA数目为2n)。
4n
2n
1
减数分裂变化的关键点
(3)减数分裂Ⅱ后期,因为 ,染色体数目暂时加倍,但核DNA
数目不变。
着丝粒的分裂
1
减数分裂变化的关键点
(4)在减数分裂过程中染色体数目的减半发生在 ,而核DNA数目的
减半发生在 。
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
1
减数分裂变化的关键点
(5)各分子数的关系是:有染色单体存在时,染色体数∶核DNA分子数∶染色单体数= ;无染色单体存在时,染色体数∶核DNA分子数∶染色单体数=__ 。
1∶2∶2
1∶1∶0
间期 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
前期 中期 后期 末期 前期 中期 后期 末期
染色体
核DNA
染色单体
2n
2n
2n
2n
2n→n
n
n
2n
2n→n
2c→4c
4c
4c
4c
4c→2c
2c
2c
2c
2c→c
0→4n
4n
4n
4n
4n→2n
2n
2n
0
0
(假设某生物正常体细胞中染色体数目为2n,核DNA数为2c)。
2
减数分裂过程中染色体数、染色单体数和核DNA含量的变化
间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末期
n
2n
3n
4n
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期
染色体数
细胞一分为二
着丝 粒分裂
细胞一分为二
DNA数
复制
染色单体数
同源染色体数
1.分析细胞减数分裂过程中染色体、染色单体、核DNA数量的变化规律。
请在下列坐标中画出减数分裂过程中的染色体、染色单体、核DNA数目的变化。
纺锤丝(或星射线)
DNA的复制
2.如图表示细胞分裂过程中核DNA数目的变化,请据图思考下列问题:
(1)图中的m和n分别表示哪种方式的细胞增殖?
(2)核DNA数目增加的原因是什么?染色体是在哪种结构的牵引下才平均分配到细胞两极的?
有丝分裂
减数分裂
1.若细胞分裂过程中一条染色体上DNA数量的变化情况如图所示。下列有关图示信息的叙述中,不正确的是( )
A.A→B可表示染色体复制
B.B→C可表示有丝分裂前期和中期
C.C→D可表示染色体的着丝粒分裂
D.D→E可表示减数分裂Ⅱ全过程
D→E表示每条染色体含有1个DNA分子,即染色单体已发生分离,可表示有丝分裂后期和末期,也可表示减数分裂Ⅱ后期和末期
A.初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子
B.精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞
C.卵原细胞、次级卵母细胞、减数分裂Ⅰ后形成的极体、减数分裂Ⅱ后形成的极体
D.卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、减数分裂Ⅰ后形成的极体
√
2.右图中横坐标甲、乙、丙、丁表示某种哺乳动物(2n)在有性生殖过程中某些细胞分裂时期的细胞。图中a、b、c表示各种结构或物质在不同时期的连续数量变化,可以与图中甲、乙、丙、丁相对应的细胞是
CD段包括有丝分裂前、中、后期,细胞内染色体数量为8条或16条,GH段为减数分裂Ⅰ,细胞内染色体数目为8条
√
3.如图是果蝇的一个精原细胞分裂过程中核DNA分子数的变化图,下列相关说法中不正确的是( )
A.曲线BC段正在进行DNA分子的复制
B.CD段和GH段染色体数目都相等
C.GH段都存在染色单体
D.最后形成的精细胞中,染色体和核DNA分子数都是体细胞的一半
有丝前期
减Ⅰ前期
减Ⅱ前期
有丝中期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝后期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
1
有丝分裂、减数分裂各时期的图像
有同源染色体,但不联会
有同源染色体联会现象
无同源染色体,
且染色体散乱分布
有同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上
同源染色体排列在赤道板两侧
无同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上
有同源染色体,且着丝粒分裂后移向两极
同源染色体分离并移向两极
无同源染色体,且着丝粒分裂后移向两极
时期 有丝分裂 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ
前期
中期
后期
有同源染色体,但不联会
有同源染色体联会现象
无同源染色体,
且染色体散乱分布
有同源染色体,且着丝粒排列在赤道板上
同源染色体排列在赤道板两侧
无同源染色体,
且着丝粒排列在赤道板上
有同源染色体,且着丝粒分裂后移向两极
同源染色体分离并移向两极
无同源染色体,
且着丝粒分裂后移向两极
2
有丝分裂、减数分裂各时期的特点
1.如图为有丝分裂和减数分裂各个时期的细胞分裂图像(不是同一种生物的细胞分裂图像),请据图思考并回答下列问题:
(1)图中哪些属于前期、中期和后期的分裂图像?
前期:C、F、G
中期:A、D、I
后期:B、E、H
(2)图中哪些是有丝分裂图像?哪些是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ图像?
有丝分裂:A、B、C;减数分裂Ⅰ:E、F、I;
减数分裂Ⅱ:D、G、H。
(3)请用字母和箭头表示出减数分裂的分裂过程(只表示分裂期)。
F→I→E→G→D→H。
59
2.思考并回答下列问题:
(1)含有同源染色体的正在分裂的细胞可能处于什么分裂的什么时期?
若处于有丝分裂,可以是前期、中期、后期、末期;若处于减数分裂,可以是减数分裂Ⅰ所有时期。
BC段表示有染色单体的时期:
若是有丝分裂,可以是前期和中期;
若是减数分裂,可以是减数分裂Ⅰ,减数分裂Ⅱ的前期和中期。
2.思考并回答下列问题:
(2)细胞分裂过程中一条染色体上DNA数量的变化情况如图所示。
BC段可以表示有丝分裂和减数分裂的哪些时期?
1.下图是某二倍体高等动物细胞处于不同分裂时期的图像。下列分析正确的是
A.甲细胞处于有丝分裂后期,有4对同源染色体
B.乙细胞分裂得到1个极体和1个次级卵母细胞
C.丙细胞含有2条染色体、2条染色单体
D.丁细胞可发生A和a、B和b这两对基因的自由组合
√
√
2.下图表示某种动物不同个体的某些细胞分裂过程,下列相关说法不正确的是
A.甲和乙细胞均是卵细胞形成过程中的细胞
B.图中的细胞均处于细胞分裂后期
C.可属于卵原细胞分裂过程的是甲、乙、丁
D.乙、丁的染色体数都是体细胞的一半
经减数分裂形成的精子和卵细胞,须通过什么生理过程才能实现生物前后代体细胞中染色体数目的恒定?
精原细胞
2n
卵原细胞
2n
精子
n
卵细胞
n
受精卵
2n
个体
2n
减数分裂
减数分裂
受精作用
发育
受精作用
卵细胞
精子
受精作用
1、受精作用是卵细胞和精子___________,融合成为受精卵的过程。通常是精子
的_______进入卵细胞,尾部留在外面。后来,精子和卵细胞的_________相互
融合,使染色体数目和体细胞一样。
2、人受精卵中的染色体,父母双方各提供了多少条?
3、人受精卵中的细胞质,是不是父母双方各提供了一半?
23条
受精卵中的细胞质几乎都来自卵细胞(母方)
相互识别
头部
细胞核
受精作用
(阅读教材26-27页,思考下列问题)
受精作用
4、从生物多样性的角度分析,有性生殖和无性生殖两种生殖方式,哪种更高等?
(阅读教材26-27页,思考下列问题)
有性生殖,在减数分裂形成配子时,四分体时期的交叉互换和减数分裂Ⅰ后期的非同源染色体的自由组合,增加了雌、雄配子的多样性,经过受精作用,形成了遗传物质组成多样的受精卵,发育成性状多样的个体,更有利于适应多样的自然环境。
Lavf57.83.100
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