内容正文:
减数分裂:柯南的染色体减半调查案
——2.1染色体通过配子传递给子代
致事务所的各位:我的身体在形成配子(精子)时发生了难以理解的异常现象——染色体数目从46条锐减至23条。这绝非自然规律所能解释,我怀疑有人对染色体动了手脚。委托费已预付,请速查。
——焦急的阿笠博士
染色体的结构与类型
前情回顾
具有细胞形态的生物
遗传物质都是DNA
少数病毒遗传物质为RNA
染色质
染色体(线状或棒状)
高度螺旋化
反复折叠
能够被碱性染料染成深色
同种物质在不同时期的两种形态
真核生物的DNA以染色体作为载体。染色体的主要组成为
和 ,还含有少量 。
DNA
蛋白质
RNA
染色体的结构与类型
前情回顾
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,它们是人们认识染色体的重要标志。
中间着丝粒染色体
近端着丝粒染色体
端着丝粒染色体
长臂
短臂
着丝粒
染色体类型:根据染色体上着丝粒的位置,可以将染色体大体分为三种类型。
染色体的结构与类型
前情回顾
分裂间期
姐妹染色单体
思考:
是哪种染色体?
有几个DNA?
惊人的数字差异
第一现场勘查
体细胞有丝分裂装片图
思考:应选取有丝分裂哪个时期来观察并清点染色体数目?
染色体核型
各位侦探,用你们的‘侦探之眼’(也就是观察力),记录下最明显的差异。
惊人的数字差异
第一现场勘查
阿笠博士体细胞染色体情况
阿笠博士配子(精子)染色体情况
各位侦探,请用你们的‘侦探之眼’(也就是观察力),记录下最明显的差异,找出关键线索!
啊咧咧,被发现了呢。在减数分裂开始前,每条染色体都会进行一次自我复制,形成两条一模一样的姐妹染色单体。它们暂时由一个叫‘着丝粒’的点连接在一起。所以,看起来是‘一条变胖了’
惊人的数字差异
第一现场勘查
线索一:数目减半!
啊咧咧,被发现了呢。在减数分裂开始前,每条染色体都会进行一次自我复制,形成两条一模一样的姐妹染色单体。它们暂时由一个叫“着丝粒”的点连接在一起。所以,看起来是“一条变胖了”。
各位侦探,用你们的‘侦探之眼’(也就是观察力),记录下最明显的差异。
惊人的数字差异
第一现场勘查
线索一:数目减半!
案件从“46条失踪”变成了“46条复制品,如何变成23条单份”?谜团更深了。
每种生物的细胞核内,染色体的形态、数目都是相对恒定的。
体细胞中染色体是成对存在,
而生殖细胞中是成单存在
同源染色体的证词
关键证人
所有看似不可能的犯罪,都源于我们忽略了某个关键人物。在这个细胞世界里,关键人物就是——“同源染色体”。我们需要请它们来“问话”。
【案件推演——舞会上的配对与分离】:请4位同学上台扮演4条染色体,此时4位是处于“间期”的染色体,已经完成了复制(所以每人代表一个由两条单体组成的染色体)。
指同一细胞内,一个来自父方,另一个来自母方,形态、大小一般都相同的一对染色体。 (通常用不同颜色表示)
特别提醒!
同源染色体
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第一次分裂前期
同源染色体联会配对,
形成四分体。
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
同源染色体的两两配对现象叫做联会
一个四分体
另一个四分体
A
B
C
D
1
2
3
4
一个四分体= 个染色体= 个染色单体= 个DNA分子
2
4
4
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
染色体的交叉互换
四分体中相邻的非姐妹染色单体常常发生交叉互换
交叉互换:同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生染色体片段交换
注意:先互换后交叉!
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第一次分裂中期
同源染色体
排列在赤道面上
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第一次分裂后期
同源染色体分开,
移向细胞两极,
(非同源染色体
自由组合)
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第一次分裂后期
组合类型一 组合类型二
非同源染色体自由组合
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第一次分裂末期
形成两个子细胞,
染色体数目减半
减Ⅰ后期
★减数第一次分裂的核心:
同源染色体分离,导致染色体数目减半。
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第二次分裂前期
2个子细胞不再含有同源染色体
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第二次分裂中期
染色体的着
丝粒排列在
赤道面上
同源染色体的证词
关键证人
【案件重演——舞会上的配对与分离】
减数第二次分裂后期
着丝粒分裂一分为二,染
色体数目增加,姐妹染色
单体分离,分别向两极移动。
同源染色体的证词
关键证人
减数第二次分裂末期
减数分
裂结束,
形成四
个精细
胞。
★减数第二次分裂的核心:
姐妹染色单体分离
同源染色体的证词
关键证人
变形
不属于减数分裂的过程
精子
精细胞
头部
(细胞核)
尾部
同源染色体的证词
关键证人
还原减数分裂全过程
案情重组
【小组活动】各位侦探,现在请你们以小组为单位,整合所有线索,还原完整的“犯罪时间线”——也就是“减数分裂全过程”,在白纸上制作你们的“案情重组海报。
(要求:海报需包含:间期复制、前期Ⅰ联会、中期Ⅰ排列、后期Ⅰ同源染色体分离、末期Ⅰ形成两个细胞、减数Ⅱ姐妹染色单体分离等关键步骤与意义。记得写上你们的结论——这起“案件”的动机和意义!)
精子与卵细胞形成过程的异同
案情延伸
项目 精子形成 卵细胞形成
形成生殖细胞的数目
细胞质分裂
形成过程是否变形
4个精子
1个卵细胞+3个极体
均等分裂
不均等分裂
精细胞变形
不变形
相同点:
1.都经过一次减数分裂,分裂过程中均有联会、四分体等现象的出现。
2.染色体数都比原始生殖细胞减少一半
案件总结:
1. 案件性质:这不是一起“犯罪”,而是生命为了延续和进化,精心设计的减数分裂过程。
2. 关键手段:一次染色体复制,紧接着两次连续的细胞分裂。
3. 核心过程:第一次分裂,同源染色体分离,实现染色体数目减半;
第二次分裂,姐妹染色单体分离,从而形成配子。
4. 作案动机(意义):
· 首要动机:确保精卵结合后,受精卵的染色体数目恢复为物种的正常数量(如人类46条),维持物种遗传的稳定性。
· 附加收获:通过“交叉互换”和“自由组合”,创造了几乎无限的基因组合可能性,是生物遗传多样性的源泉。
试判断下列细胞的名称
A:初级卵母细胞
B:初级精母细胞
C:次级卵母细胞
D:次级精母细胞或第一极体
初级卵母
次级卵母
初级精母
4、分裂形成的子细胞中染色体数目与亲代细胞相同
4、分裂后所形成的子细胞中染色体数目减少一半
3、分裂后形成2个体细胞
3、分裂后形成4个精子或1个卵细胞
2、无同源染色体联会等行为
2、同源染色体在减数第一次分裂时出现联会、四分体、非姐妹染色单体互换、分离等现象
1、细胞分裂过程中均出现纺锤体
2、染色体在细胞分裂过程中都只复制一次
相同点
1、染色体复制一次,细胞只分裂一次
1、染色体复制一次,细胞连续分裂两次
不 同 点
有丝分裂
减数分裂
有丝分裂与减数分裂图像辨析
1
2
3
4
5
9
8
7
6
1-9图表示二倍体生物的细胞分裂图像,判断所处时期及减数分裂中的细胞名称
有丝分裂前期
前期Ⅱ
后期Ⅱ
后期Ⅰ
有丝分裂后期
前期Ⅰ
有丝分裂中期
中期Ⅰ
中期Ⅱ
一数
染
色
体
数
目
奇数
偶数
二看
同
源
染
色
体
有同源染色体
无同源染色体
三判断
同
源
染
色
体
行
为
无同源染色体行为
(有丝分裂)
联会、四分体、分离
(MⅠ)
MⅡ
MⅡ
减数分裂和有丝分裂图像鉴别
技巧:一数二看三判断
后期Ⅱ
后期Ⅱ
后期Ⅰ
前期Ⅰ
浙江历年选考细胞分裂图像
中期Ⅰ
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