内容正文:
第1节 减数分裂和受精作用
第2章 基因和染色体的关系
本节聚焦:
1.理解减数分裂的概念。
2.理解同源染色体、联会、四分体等核心概念。
3.通过精子形成过程掌握减数分裂过程及图解。
在腐烂的水果周围常可看到飞舞的果蝇。值得一提的是,至今已经诞生了六个与果蝇研究相关的诺贝尔奖。
思考:果蝇为何如此深受科学家的喜爱?
生长周期短,繁殖快,染色体少且容易观察
讨论1:
1.配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别?
①配子中的染色体数目是体细胞中的一半。
②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。
问题探讨:
讨论2.针对这幅图,你还能提出什么问题或猜想?
配子是如何产生的?
配子是通过一种染色体数目减半的分裂产生的。
复制
缩短、变粗
螺旋化
着丝粒____
染色质____
姐妹染色单体___
DNA的个数____
染色质____
DNA的个数____
姐妹染色单体___
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体____
DNA的个数____
着丝粒____
染色体____
姐妹染色单体__
DNA的个数____
_
1条
1条
1个
2条
1个
1条
2条
2个
2条
0
0
着丝粒
分裂
着丝粒
姐妹染色单体
1个
2个
2个
2个
通过DNA复制形成的共用一个着丝粒的
2条完全相同的染色质(体)
解螺旋
温故知新:
染色体、染色单体、DNA三者之间的关系
3
在有丝分裂过程中……
(1)染色体复制几次?细胞分裂几次?
(2)结果是一个细胞分裂成几个子细胞?
(3)子细胞中染色体数目与母细胞相比发生了什么变化?
染色体的复制
亲代细胞
子代细胞
(染色体均分)
有丝分裂意义:亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA复制)后,精确的平均
分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而保证
了亲子代细胞之间遗传的稳定性。
(必修1第114页)
特点:染色体(DNA)复制一次,细胞分裂一次,子细胞拥有和亲代细胞
一样的染色体数(核DNA分子数)。
温故知新:
前期
中期
后期
末期
分裂间期
温故知新:
在有丝分裂过程中……
有丝分裂
前期
中期
后期
末期
分裂间期
温故知新:
在有丝分裂过程中……
有丝分裂
魏斯曼(1834-1914)
卵细胞和精子
成熟过程
染色体数目减少
受精时
恢复正常的
染色体数目
1.魏斯曼的预言
一、减数分裂
减数分裂
减数分裂
46
46
精子(23)
卵细胞(23)
受精卵(23)
融合
发育
7
2.有性生殖
由亲本产生有性生殖细胞---配子,经过两性生殖细胞(如精子和卵细胞)的结合,产生合子(如受精卵),由合子发育成新个体的生殖方式。
一、减数分裂
雄配子
雌配子
减数分裂
减数分裂
受精卵
(2N)
成长为男性或女性
男性(2N)
女性(2N)
受精
卵细胞
精子
受精卵
胚囊
胚珠
极核
受精极核
花粉粒
8
进行 的生物
原始生殖细胞(如精原细胞、卵原细胞)→
细胞连续分裂 ,而染色体只复制 。
成熟生殖细胞中的染色体比原始生殖细胞中的染色体数目 。
(1)对象:
(2)时期:
(3)特点:
(4)结果:
有性生殖
成熟生殖细胞(如精子、卵细胞)
两次
一次
减少一半
3.减数分裂的概念(P19)
一、减数分裂
①同源染色体
: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。
父亲
(46条)
母亲
(46条)
父亲
(46条)
母亲
(46条)
Y染色体
X染色体
3.减数分裂的概念(P19)
一、减数分裂
来源
行为
形态
同源染色体:减数(第一次)分裂过程中彼此相互配对、形状大小一般相同、一个来自父方,一个来自母方的染色体,彼此互为同源染色体。
A
a
B
b
A和a、B和b:
同源染色体
A和B、A和b、a和B、a和b:
非同源染色体
同源染色体:用相同形状、不同的颜色表示
一对同源染色体
另一对同源染色体
四分体
交叉互换
②联会:
同源染色体两两配对的现象
3.减数分裂的概念(P19)
一、减数分裂
③四分体:
联会后的每对同源染色体中,含有四条染色单体,
叫做一个四分体。(从染色单体的角度考虑)
1
2
3
4
1对同源染色体
4条染色单体
一个四分体
=
=
3.减数分裂的概念(P19)
一、减数分裂
属于姐妹染色单体的是:
1和2,3和4
姐妹染色单体:同形、同色
属于非姐妹染色单体的是:
1和3,1和4
2和3,2和4
非姐妹染色单体:同形、不同色
以学生为题目巩固这个知识点
13
联会:同源染色体两两配对
的现象。
四分体:联会后的每对同源染色体
会有4条染色单体。
1个四分体
= 对同源染色体
= 条染色体
= 条染色单体
= 个DNA
= 条脱氧核苷酸链
体细胞中有无同源染色体?
1
2
4
4
8
④交叉互换:
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分
片段的交换现象。
3.减数分裂的概念(P19)
一、减数分裂
A
A
a
a
交叉
互换
A
A
a
a
①这个细胞中有 条染色体? 条染色单体?
②这个细胞有 对同源染色体?是哪 对?
③细胞中的姐妹染色单体有哪些?
_ _
④这个细胞中有 个四分体?
⑤这个细胞经减数分裂以后,子细胞中有 条染色体?
A和B,C和D
a,a'/b,b'/c,c'/d,d'
2
2
例1.回答问题
4
8
2
一、减数分裂
例2.下列关于同源染色体的叙述中,正确的是( )
A、同时来自父方或母方的两条染色体
B、分别来自父方和母方的两条染色体
C、减数分裂过程中联会配对的两条染色体
D、大小形状相同的两条染色体
C
例3.减数分裂仅发生在( )
A、有性生殖的动物体
B、有性生殖的植物体
C、体细胞的形成和成熟过程
D、原始生殖细胞的发育成熟过程
D
注意:
原核生物没有染色体,不能进行减数分裂和有丝分裂。原核生物的DNA裸露,没有和蛋白质等组成染色体,而减数分裂和有丝分裂主要是染色体形态、数目和行为的变化。
一、减数分裂
动物的精巢,如哺乳动物的睾丸
(1)部位:
精原细胞
(原始雄性生殖细胞)
体细胞
有丝分裂
细胞分化
精子
精原细胞
有丝分裂
精细胞
减数分裂
精子
变形
二、精子的形成过程
1.精子的形成
(2)精原细胞:
是 的雄性生殖细胞,
每个精原细胞中染色体数目
都与 相同。
原始
体细胞
植物花的雄蕊。
特点:A.细胞体积 。
B.染色体进行 ( 的复制和有关 的合成)。
C.DNA含量 ,染色单体形成,染色体数目 。
染色体复制
①减数第一次分裂前的间期
精原细胞
初级精母细胞
思考:这一时期细胞体积和细胞核内染色体有什么变化?
略微膨大
复制
DNA
蛋白质
加倍
不变
二、精子的形成过程
1.精子的形成
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
2N
4N
4N
同源染色体对数:
2对
N:配子中的染色体数目
2N:体细胞中的染色体数目
N=2
2N=4
4N=8
②减数第一次分裂:前期(四分体时期)
减Ⅰ前的间期
减Ⅰ前期
特点:A. 消失、 出现
B. 两两配对即联会,形成 分体。
C.四分体中的 之间可能发生局部的交叉互换。
思考:这一时期细胞核内染色体有什么变化?
联会和交叉互换
同源染色体
四
核膜、核仁
染色体
非姐妹染色单体
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,DNA数: ,
染色单体: 。
2N
4N
4N
同源染色体对数:
2对
四分体个数:
2个
特点:A. 整齐地排列于细胞中央的 两侧。
B.染色体数量 。
减Ⅰ前期
减Ⅰ中期
思考:这一时期细胞核内染色体位置,数量有什么变化?
同源染色体
赤道板
不变
②减数第一次分裂:中期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,DNA数: ,
染色单体: 。
2N
4N
4N
同源染色体对数:
2对
四分体个数:
2个
减Ⅰ中期
有丝分裂中期
有丝分裂中期与减数第一分裂中期的比较
异同:A. 都有 ;但是有丝分裂的同源染色体不进行 ;
B.有丝分裂中期是 排列在赤道板上;减Ⅰ中期是同源染
色体排列在赤道板的 。
同源染色体
联会
着丝粒
两侧
②减数第一次分裂:中期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
特点:A. 彼此分离(着丝粒 分裂),非同源染色体
,分别移向细胞两极。
B.染色体数目 。
减Ⅰ中期
减Ⅰ后期
思考:这一时期细胞核内染色体有什么行为,数量有什么变化?
同源染色体
不
自由组合
不变
②减数第一次分裂:后期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
2N
4N
4N
同源染色体对数:
2对
四分体个数:
0个
A b
a B
非同源染色体的自由组合
A b
a B
A B
a b
②减数第一次分裂:后期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
同源染色体
分离的意义:
保证新细胞只含有同源染色体对中的一条染色体。
减Ⅰ末期
思考:这一时期细胞有什么变化?数量有什么变化?
特点:A.细胞膜向内凹陷,从中央缢裂,1个细胞分裂为 子细胞。
B.同源染色体平均分配到两个子细胞中去,染色体数目 。
2个
同源染色体消失
减半
②减数第一次分裂:末期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
减Ⅰ后期
染色体数目减半的原因是什么?
同源染色体分离,平均分配到两个子细胞中,使得染色体数目减半。
减Ⅰ末期
②减数第一次分裂:末期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
减Ⅰ后期
变化:一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞。
注意:减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
原因:同源染色体分离,细胞一分为二。
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: ,
N
2N
2N
同源染色体对数:
0对
四分体个数:
0个
思考:次级精母细胞内是否存在同源染色体?
与精原细胞相比染色体数量有什么变化?
次级精母细胞
A.次级精母细胞 存在同源染色体;
B.次级精母细胞的染色体数量 ;
精原细胞
不
减半
②减数第一次分裂:末期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
精原细胞
初级精母细胞
间期
分裂期
后:同源染色体分离
前:联会、四分体
染色体复制
中:同源染色体排列在
赤道板上
次级精母细胞
次级精母细胞染色体数目与初级精母细胞相比
有什么特点?原因是什么?
减少了一半
同源染色体分离
减数第一次分裂(减Ⅰ)
四分体
2N
N
归纳:减数第一次分裂的主要特点
①同源染色体配对——联会(形成四分体)
②四分体中非姐妹染色单体交叉互换。
③同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
④分裂产生的细胞中染色体数目减半。
次级精母细胞中有没有同源染色体?
没有
问 题
注意:减Ⅰ和 减Ⅱ之间通常没有间期,或者
间期时间很短,染色体不再复制
特点:
A.无同源染色体,仍有姐妹染色单体;
B.染色体散乱分布,染色体数目已减半;
特别注意:减数第二次分裂前无染色体的复制。
减Ⅱ前期
③减数第二次分裂:前期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
N
2N
2N
特点:
染色体的 整齐地排列在细胞中央的赤道板上
减Ⅱ前期
减Ⅱ中期
思考:次级精母细胞染色
体位置有什么变化?
着丝粒
③减数第二次分裂:中期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
N
2N
2N
减Ⅱ中期
减Ⅱ 后期
思考:次级精母细胞染色体数量有什么变化?还存在染色单体吗?
特点:
①着丝粒 ,姐妹染色单体分离,子染色体分别移向细胞两极。
②染色体数目 。
着丝粒分裂,姐妹染色单体消失
暂时加倍
一分为二
③减数第二次分裂:后期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
2N
2N
0
特点:细胞膜向内凹陷,两个次级精母细胞分裂成四个精细胞。
变形
变形
变形
变形
精子
精细胞
次级精母细胞
③减数第二次分裂:末期
二、精子的形成过程
(3)形成过程--图解说明
染色体数: ,
DNA数: ,
染色单体: 。
N
N
0
精子
精细胞
变形
不属于减数分裂的过程
蝌蚪状,头部有细胞核,尾长,可游动
归纳:减数第二次分裂的主要特点
减数分裂Ⅱ与有丝分裂有什么异同点?
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,移向细胞两极。
减数分裂Ⅱ中:
无同源染色体。
有丝分裂中:有同源染色体。
单击画面继续
减数第一次分裂前的间期
进行染色体的复制(一条染色体含有两条姐妹染色单体)
分
裂
期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
减 I 前期
减Ⅱ前期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
减Ⅰ末期
减Ⅱ末期
同源染色体联会、四分体、非姐妹染色单体交叉互换
同源染色体排列在赤道板两侧
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
缢裂成两个子细胞,染色体数目减半
无同源染色体,染色体散乱分布
染色体的着丝粒排列在赤道板上
着丝粒分裂,染色单体分开
细胞一分为二
二、精子的形成过程
联会、四分体
同源染色体分离
着丝粒分裂
染色单体分开
次级精母细胞
细胞增大
染色体复制
变形
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
1个
1个
2个
4个
4个
(2种)
思考:
(1)减数分裂Ⅰ的实质是_______________,
减数分裂Ⅱ的实质是__________________。
(2)染色体数目减半发生在______________。
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
精
子
同源染色体分离
姐妹染色单体分离
减数分裂Ⅰ
变形
总结与思考
染色体数:2n
染色体数:2n
染色体数:n
染色体数:n
染色体数:n
38
【提示】减数分裂特殊性主要体现在:
(1)DNA复制一次,细胞连续分裂两次。
(2)有独特的染色体行为——同源染色体联会、分离。
(3)分裂结果:得到四个细胞并且染色体数目减半。
(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。
思考:减数分裂被称为特殊的有丝
分裂,特殊在什么地方?
减数分裂和有丝分裂细胞分裂图像的比较
---图形鉴定
40
①染色体复制发生在 。
②同源染色体的联会发生在 。
③同源染色体分离,非同源染色体自由组合发生在:
。
④染色体数目减半发生在 。
⑤DNA含量的减半发生在 。
⑥DNA含量的加倍发生在 。⑦着丝粒的分裂发生在 。
例1.根据减数分裂过程中染色体的行为变化,回答下列过程
各发生的时期:
减Ⅰ前的间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
减Ⅰ末期
减Ⅰ末期和减Ⅱ末期
减Ⅱ后期
减Ⅰ间期
二、精子的形成过程
1 2 3 4
例2.请判断以下细胞中是否有同源染色体,如果有,请指出哪些
染色体属于同源染色体。
4对
(13、24、57、 68)
同源染色体
没有
同源染色体
没有
同源染色体
2对(14,23)
同源染色体
1
2
1 2
3 4
1 2 3 4
5 6 7 8
二、精子的形成过程
例3.关于下图的叙述不正确的是 ( )
.
A.因为细胞无细胞壁有中心体⑨,所以
可以判定该细胞为动物细胞
B.④是一条染色体,包含两条染色单体
①和③,它们通过一个着丝粒②相连
C.细胞中含有两对同源染色体,其中④
和⑦为一对同源染色体
D.在后期时,移向同一极的染色体均含
同源染色体
D
二、精子的形成过程
例4.在减数分裂过程中,含有体细胞染色体数相同,但不含有
同源染色体的时期是( )
A.减数第一次分裂后期
B.分裂间期
C.减数第二次分裂后期
D.减数第二次分裂前期
C
二、精子的形成过程
卵巢:
卵原细胞
卵细胞
减数分裂
卵巢中有许多发育程度不同的卵泡。
在卵泡中央的一个细胞会发育成卵细胞。
三、卵细胞的形成
1.卵细胞的形成部位
减数分裂:卵细胞的形成过程
2.形成过程---文字描述
三、卵细胞的形成
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
减数分裂Ⅰ
减数分裂Ⅱ
着丝粒分裂
姐妹染色单体分开
染色体数:2n
染色体数:2n
染色体数:n
染色体数:n
47
初级卵母细胞
次级卵母细胞
第一极体
减数分裂Ⅱ
减数分裂Ⅰ
复制
退化消失
2.形成过程---图解说明
三、卵细胞的形成
染色体数:2n
染色体数:2n
染色体数:n
染色体数:n
染色体数:2n
(暂时加倍)
精原细胞
卵原细胞
初级精母细胞
初级卵母细胞
3.精子与卵细胞形成过程的比较
三、卵细胞的形成
染色体数:2n
染色体数:2n
染色体数: n
次级精母细胞
第一极体
次级卵母细胞
精细胞
精子
第二极体
卵细胞
三、卵细胞的形成
染色体数:n
染色体数:2n
(暂时加倍)
染色体数:n
精原细胞
卵原细胞
初级精母细胞
2个次级精母细胞
4个精细胞
4个精子
初级卵母细胞
1个次级卵母细胞
1个极体
1个卵细胞
3个极体
染色体复制
(DNA复制、蛋白质合成)
同源染色体联会
形成四分体
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
染色体数目减半
类似有丝分裂过程
着丝粒分裂、姐妹染色单体分开
减数第一次分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
减数第二次分裂
复制
复制
变形
3.精子与卵细胞形成过程的比较
3.精子与卵细胞形成过程的比较
三、卵细胞的形成
项目 精子 卵细胞
不
同
点 部位 睾丸或精巢 卵巢
原始生殖细胞 精原细胞 卵原细胞
细胞质的
分配情况 均等分裂 不均等分裂
分裂结果 1个精原细胞
形成4个精子 1个卵原细胞形成
1个卵细胞3个极体
是否变形 精细胞变形成精子 不需变形
相
同
点 (1)染色体的行为和数目的变化规律相同,表现在:
①染色体都在减数分裂前的间期复制
②减数第一次分裂同源染色体联会、出现四分体(非姐妹染色单
体之间可发生交叉互换)、分离,非同源染色体自由组合
③减数第二次分裂都是着丝粒分裂,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
3.精子与卵细胞形成过程的比较
三、卵细胞的形成
1.观察目的:通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂
不同阶段的染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂
过程的理解。
2.选材要求:⑴细胞内染色体数量较少。
⑵选择雄性个体的生殖器官进行取材观察。
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
①雄性一次产生的雄配子数目多,能够观察到减数分裂的各个时期。(雌性一次产生的配子少。)
②雄配子产生的过程中是连续分裂的。(雌配子不是连续分裂的,
卵子要在受精作用之后才发生第二次减数分裂。)
先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后
期和减数第二次分裂中期、后期的细胞,再在高
倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
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
3.观察步骤
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
绘图
低倍镜观察
高倍镜观察
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
4.观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅰ前期
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
4.观察蝗虫精母细胞减数分裂的装片
减数分裂Ⅱ后期
减数分裂Ⅱ末期
减数分裂Ⅱ中期
减数分裂Ⅰ末期
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
实验
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
讨论1.当你的目光聚焦在显微镜视野中的一个细胞时,你怎样判断
它处于减数分裂的哪个时期?
根据细胞中染色体的形态、位置和数目判断。
例如,在减数分裂Ⅰ中,先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条姐妹染色单体组成等现象。减数分裂Ⅱ中期,非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处,移向细胞两极的染色体不含染色单体。另外,在蝗虫精母细胞减数分裂的过程中,处于减数分裂Ⅰ的细胞要明显多于处于减数分裂Ⅱ的细胞。
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
讨论2.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ相比,中期细胞中染色体的不同点
是什么?末期呢?
减数分裂Ⅰ中期,两条同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧,末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成,其数目是体细胞染色体数目的一半,每条染色体均由两条姐妹染色单体构成。减数分裂Ⅱ中期,非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处,末期细胞两极的染色体不含染色单体。
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
讨论3.你是通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点,来推测一个
精母细胞在不同分裂时期的染色体变化的。这一做法能够成
立的逻辑前提是什么?
同一生物的细胞,所含遗传物质相同,增殖过程相同,同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此,可以通过观察多个精母细胞的减数分裂,推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。
探究•实践 1 :观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
三、卵细胞的形成
例5.为了观察减数分裂各时期的特点,实验材料选择最佳的
是( )
①蚕豆的雄蕊 ②桃花的雌蕊
③蝗虫的精巢 ④小鼠的卵巢
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
C
三、卵细胞的形成
例6.某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片
如下,下列叙述正确的是( )
A.图甲中,同源染色体之间可能发生了交叉互换
B.图乙中,移向细胞两极的染色体组成相同
C.图丙中,染色体的复制正在进行,着丝粒尚未分裂
D.图丁中,细胞的同源染色体分离,染色体数目减半
甲
乙
丙
丁
A
三、卵细胞的形成
64
间期 减Ⅰ前 减Ⅰ中 减Ⅰ后 减Ⅰ末 减Ⅱ前 减Ⅱ中 减Ⅱ后 减Ⅱ末
染色体
染色单体
DNA
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
4
0-8
4-8
4
8
8
4
8
8
4
8
8
2
4
4
2
4
4
2
4
4
4
0
4
2
0
2
2N
0-4N
2N-4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
2N
4N
4N
N
2N
2N
N
2N
2N
N
2N
2N
2N
0
2N
N
0
N
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
1.仔细观察下表中细胞图像,完成表中内容探究(假设生物正常体细胞中
染色体数目为2N,核DNA数为2N)
4
8
(1)染色体数量变化曲线
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
A
B
C
D
E
F
A到B 减半的原因:同源染色体分离,分别进入两个次级精母细胞中
C到D加倍的原因:着丝粒分裂
E到F减半的原因:着丝粒分裂后形成的染色体分别移动到细胞两极,随着细胞分裂进入两个子细胞
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
次级精母细胞
精原细胞
(2)核DNA数量变化曲线
初级精母细胞
精细胞
A
B
C
D
E
F
A到B:
间期DNA的复制
C到D:同源染色体分离,分别进入两个次级精母细胞中
E到F减半的原因:着丝粒分裂后形成的染色体分别移动到细胞两极,随着细胞分裂进入两个子细胞。
4
8
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
2N
4N
次级精母细胞
精原细胞
精子细胞
DNA数变化曲线
染色体数变化曲线
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精子细胞
B
4
8
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
2N
4N
精原细胞
核DNA数
精细胞
N
(3)染色单体数
染色体数
初级精母细胞
次级精母细胞
减Ⅱ
减Ⅰ
DNA复制
同源染色体分离
染色体平均分配
染色单体分开
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
68
减数分裂DNA含量变化
有丝分裂DNA含量变化
减数分裂染色体变化
有丝分裂染色体变化
例7.有丝分裂与减数分裂曲线的辨析
(4)每条染色体上DNA数目变化曲线
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
2
1
1条染色体上DNA数目
时期
(4)每条染色体上DNA数目变化曲线
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
精原细胞
精细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
减Ⅱ
减Ⅰ
例8.若减数分裂过程中,一条染色体上DNA数量的变化情况如图所示,
据图分析。
AB表示什么过程?
BC表示什么过程?
CD表示什么过程?
间期,因为DNA复制
减Ⅱ后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。
减Ⅰ、减Ⅱ前期、中期
①存在姐妹染色单体时:
DNA数=染色单体数=2×染色体数
②不存在姐妹染色单体时:
DNA数=染色体数
①有丝分裂:后期时染色体数目加倍,同源染色体由n对加倍成为2n对,
子细胞中同源染色体仍为n对。
②减数分裂:MI后期同源染色体分开,分别进入两个子细胞,次级性母细
胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。
(5)同源染色体“对”数变化的曲线分析
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
(6)染色体与核DNA数目变化曲线的判断
区分减数分裂与有丝分裂:
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
次级精母细胞
精原细胞
初级精母细胞
精细胞
减Ⅰ
减Ⅱ前、
中期
减Ⅱ后期
减Ⅱ末期、精细胞
精原细胞
(7)相关柱状图分析
a: b: c:
染色体
染色单体
DNA
判断顺序:染色单体
↓
DNA
↓
染色体
思考: 请判断a、b、c分别代表什么(染色体,染色单体,DNA)
(7)相关柱状图分析
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
有丝末期;减Ⅱ后期
有丝前期、中期;减Ⅰ前期—减Ⅰ后期
减Ⅱ末期
减Ⅰ末期、减Ⅱ前期、减Ⅱ中期
思考:请你分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以代表有丝分裂和减数分裂的哪些时期?
a:染色体
b:染色单体
c:DNA
Ⅳ:
(7)相关柱状图分析
2.减数分裂过程中染色体数、核DNA数、姐妹染色单体数的变化
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
例9.下图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时,处于四个不同阶段的细胞
(Ⅰ~Ⅳ)中遗传物质或其载体(①~③)的数量。下列表述与图中信息
相符的是 ( )
A.Ⅱ所处阶段存在同源染色体
B.Ⅲ代表初级精母细胞
C.②代表染色体
D.Ⅰ~Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
A
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
(1)该曲线代表的是( )的相对含量的变化?
(2)此细胞进行的是何种分裂?______
(3)猕猴体细胞中染色体数为( ) 条,ab段的细胞有染色体( )条,四分体( )个,染色单体( )个?
(4)该细胞染色体数目减半发生在( )点?
(5)请画出染色体的数量变化。
84
0
a b c d
42
例10.下图为猕猴的细胞分裂曲线图,据图回答有关问题:
42
42
21
84
b
减数分裂
DNA
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
80
例11.如图表示某哺乳动物精子形成过程中,一个细胞内染色体数目的
变化,下列各项描述正确的是( )
A.ab段和ef段染色体数目相等,均包含
N对同源染色体
B.ab段细胞的名称是初级精母细胞,cg
段细胞的名称是次级精母细胞,gh段
细胞的名称是精细胞
C.bc段和fg段均表示染色体数目减半,
但原因不同
D.cd段细胞内有N个DNA分子,ef段
细胞内有2N个DNA分子
B
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
例12.下图是与细胞分裂相关的坐标图(不考虑质DNA),下列说法
正确的是( )
A.甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期
B.甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中,细胞肯定进行
减数分裂
C.乙图中AB段细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1∶2∶2
D.乙图中CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半
C
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
例13.下面是人体细胞分裂时,A、B、C、D四个不同细胞分裂时期
染色体和DNA数量统计数据的柱状图,那么非同源染色体的
自由组合可以发生在( )
B
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
例14.某研究小组从蛙的精巢中提取一些细胞,测定细胞中染色体数目
(无突变发生),将这些细胞分为三组,每组的细胞数如图(体细胞
中染色体数目为2N)。根据图中所示结果分析不正确的是( )
A.乙组细胞中有一部分可能正在
进行DNA复制
B.丙组细胞中有一部分可能正在
发生非同源染色体自由组合
B
C.乙组细胞中既有进行有丝分裂的细胞,
也有进行减数分裂的细胞
D.用药物阻断DNA复制会减少甲组细胞生成
四、染色体、DNA相对含量的变化曲线
①用两种颜色的橡皮泥制作染色体,每种颜色制作两条大小不同
染色体,每条染色体由两条单体组成。
(1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
一、受精作用
1.配子中染色体组合的多样性
探究•实践 2 :建立减数分裂中染色体变化的模型
目的要求:
①加深对减数分裂过程及其特点的认识。
②理解配子中染色体组合的多样性。
③领悟减数分裂的意义。
85
②在白纸上绘制初级精母细胞的轮廓、中心体和纺锤体。
③让两条长度相同、颜色不同的染色体配对,使着丝粒靠近。
④将两对染色体横向分别排列在细胞中央的赤道板两侧。
⑤双手抓住并移动染色体的着丝粒,使两种颜色的染色体分离,
分别移向细胞的两极。
(1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
一、受精作用
86
⑥绘制两个次级精母细胞的轮廓、中心体、纺锤体,将已
经移到细胞两极的染色体分别放到这两个新细胞中。
⑦将新细胞中的染色体横向排列在细胞中央的赤道板处。
⑧分开着丝粒,将染色体分别移向两极。
⑨在两极有染色体部分绘制出细胞轮廓代表子细胞。
(1)模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化
一、受精作用
87
(1)模拟细胞中只有一对同源染色体的情况
减数分裂能产生的配子种类
共能产生2种配子
1.减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合
21种
让我们从简单的开始,假设某生物体细胞中只含有一对同源染色体。
减数分裂1结束,这两条染色体分别进入两个新细胞(动画),这两个细胞中,染色体模型的颜色不同,代表这是来源不同的两条染色体,因此它们之间可能存在DNA的序列差异。
减数分裂2,姐妹染色单体分开,相同染色体分离,进入两个子细胞(动画,上下都出现),通过摆放我们可以看出,同一个次级细胞产生两个染色体的颜色,长短完全相同的细胞。
比如这两个细胞中都是红色染色体(动画),这两个细胞中都是绿色的染色体(动画)。
所以最终形成的四个细胞共有两种染色体组成(动画)。
在受精作用中,这两种细胞可能带给后代不同的遗传信息。
(2)模拟细胞中有两对同源染色体的情况
共能产生4种配子
可能性①
可能性②
1.减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合
减数分裂能产生的配子种类
22种
当然,多数生物体细胞中染色体都不止一对,我们继续模拟细胞中含有两对同源染色体的情况。
此时细胞中有非同源染色体了,减数分裂一同源染色体分离的时候,非同源染色体在细胞每一极组合,分别进入次级细胞(动画,出上面的图)
大家可能就发现了,这里可以出现不同的摆放图像。
可以是之前我们摆放的这种大绿小绿、大红小红分别分到一个细胞里
也可以是大红小绿,小红大绿这样组合后分配到同一个细胞里(动画,出下面的图)
因为大红和大绿染色体的分离与小红和小绿染色体的分离过程是各自独立的。
所以非同源染色体的组合是随机的
而每一种情况,产生的四个子细胞也不同,
第一种情况,产生的四个细胞,(动画)两个细胞中是大绿小绿两条染色体组合,(动画)另外两个细胞则是大红小红的组合。
第二种情况,左侧细胞形成的是(动画)大红小绿的染色体组合,(动画)右侧细胞则会形成大绿小红的染色体组合,每种组合的细胞有两个。
因为每个生物个体都有多个原始生殖细胞,每一个细胞减数分裂时非同源染色体的组合都是随机的(动画*2,出框)。
这样,一个个体一共就能形成四种配子(动画出字)。
显然,细胞中同源染色体对数越多,配子中可能出现的染色体组合类型就越多。
(3)模拟细胞中有三对同源染色体
配子中
染色体组合:
8种
1.减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合
减数分裂能产生的配子种类
23种
我们同样可以利用模型摆放解决这个问题
若细胞中有三对同源染色体,减数分裂1,同源染色体分离,非同源染色体可以出现哪些哪些组合呢,大家可以和我一起摆一摆
(动画出图1)这是第一种可能,我把相同颜色的摆放在一侧,
在此基础上,我一次调整一对染色体的位置,就可以出现第二种(动画),第三种(动画)和第四种(动画)类型。
细胞各自分裂产生2种四个细胞(动画*4),
该生物减数分裂(动画,两个框)形成的配子中染色体的组成有8种可能(动画出白色字)。
若我们同样用乘法原则计算,三对染色体各自独立,配子类型计算为2*2*2,也就是2的3次方(动画),8种,与摆放出来的结果一致。
精(卵)原细胞中同源染色体(对) 可能形成的配子类型
(种)
1
2
3
n
②生物个体[多个精(卵)原细胞]
①单个精(卵)原细胞
减数分裂能产生的配子类型
21
22
23
2n
正常人细胞中有23对染色体,可能形成的配子种类为_____种
4个精子(两种)、1个卵细胞(一种)
223
如果我们讨论的是一个个体,就应当要考虑所有的染色体组合可能性。
根据前面模拟的过程我们知道,这个可能性与同源染色体的对数有关,(逐渐出前三组数字)利用数学的方法,我们也已经找出这里的规律,n对同源染色体可能形成的配子种类为2n种(动画)。
以人为例,人的性原细胞当中,同源染色体对数是23对,(动画)因此可能形成的配子种类为223种。
这个数字非常大,这就意味着同一个个体产生的后代,可能来自不同染色体组合的配子,后代可能各不相同。
1.细胞中至少需要几对染色体?
2.假设细胞中有2对染色体,减数分裂Ⅰ时,非同源染色体有几种组合方式?
(2)模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
一、受精作用
自由组合
92
1个有n对同源染色体的精原细胞可以产生( )种精子
1个有n对同源染色体的雄性个体可以产生( )种精子
1个有n对同源染色体的卵原细胞可以产生( )种卵细胞
1个有n对同源染色体的雌性个体可以产生( )种卵细胞
2
2n
2n
1
人的体细胞中就有23对染色体。那么人在形成精子或卵细胞时,
可能产生多少种类型的配子呢?
如果再把非姐妹染色单体间的交叉互换考虑进去,通过减数分裂
产生的配子种类就更多了。
(2)模拟减数分裂中非同源染色体的自由组合
一、受精作用
分清“一个个体”还是“一个细胞”
1个有n对同源染色体的精原细胞分别可以产生(① ② )种精子
1个有n对同源染色体的卵原细胞分别可以产生(① ② )种卵细胞
(3)模拟减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体间的互换
①不发生交叉互换时
②发生交叉互换时
一、受精作用
1.配子中染色体组合的多样性
2
4
1
1
交换
94
(1)概念:精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面→卵细胞细胞膜会发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合→二者的染色体会合在一起。
(3)结果:受精卵中的染色体数恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方);而细胞质中的遗传物质几乎全部来源于卵细胞。
---过程
一、受精作用
2.受精作用
95
(2)过程:
卵细胞
精子
精子接触卵细胞,依靠细胞膜外的糖蛋白进行相互识别
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
同时,卵细胞细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入
精子和卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起
受精卵
父方
母方
受精卵
子代
体细胞
减数分裂
受精作用
分裂分化
2N
2N
2N
2N
N
N
3.实质
97
受精卵
细胞核:
细胞质:
受精卵的核DNA:
受精卵的质DNA:
精子的核+卵细胞的核
几乎全由卵细胞提供
父母各给一半。
几乎全来自于母亲。
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目,
其中有一半的染色体来自精子,另一半来自卵细胞。
4.意义
(4)意义:
---意义
减数分裂
交叉互换(前期Ⅰ)
非同源染色体自由组合(后期Ⅰ)
配子(精子、卵细胞)的多样性
受精作用
雌(卵细胞)、雄配子(精子)的结合的随机性
提高后代的变异力;多样性,进而推动生物进化。
配子(精子、卵细胞)中染色体数目减半
受精卵中染色体恢复到与体细胞相同
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
一、受精作用
99
(1)方法:三看法
一看
染色体数目
奇数:一定是减Ⅱ
偶数: 二看有无 同源染色体
无:一定是减Ⅱ
有:
三看同源染色体的行为
联会、四分体;
同源染色体着丝点位于赤道板两侧;
同源染色体分离
则是减Ⅰ
无特殊行为: 一定是有丝分裂
二、有丝分裂、减数分裂图像辨别
1.细胞分裂过程中各时期图像的鉴别
注意:该方法只针对二倍体
生物的细胞分裂。
减Ⅱ前期
减Ⅱ后期
(2)根据细胞质的分裂方式判断:
二、有丝分裂、减数分裂图像辨别
1.细胞分裂过程中各时期图像的鉴别
注意:该方法只针对二倍体
生物的细胞分裂。
101
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
前期判断依据:
1.有无同源染色体
有
有丝分裂
减数第一次分裂
无:
减数第二次分裂
2.同源染色体行为
有联会:
减数第一次分裂
无联会:
有丝分裂
细胞分裂前期图像所处时期的判断:
中期判断依据:
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
中期
1.有无同源染色体
有
有丝分裂
减数第一次分裂
无:
减数第二次分裂
2.同源染色体行为
有联会:
无联会:
有丝分裂
减数第一次分裂
细胞分裂中期图像所处时期的判断:
后期判断依据:
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
后期
1.有无同源染色体
有:
有丝分裂
减数第一次分裂
无:
减数第二次分裂
2.同源染色体行为
四分体分离:
无四分体分离:
有丝分裂
次级精母细胞
次级卵母细胞
极体
减数第一次分裂
细胞分裂后期图像所处时期的判断:
减Ⅱ前期
减Ⅰ前期(四分体)
减Ⅱ前期
有丝分裂前期
减Ⅰ中期
减Ⅱ中期
有丝分裂中期
减Ⅰ后期
减Ⅱ后期
有丝分裂后期
试一试
下列图像分别属于哪种分裂的哪个时期?
有丝分裂中
有丝分裂后
有丝分裂前
减Ⅱ中
减Ⅰ后
减Ⅰ前
减Ⅰ中
减Ⅱ前
减Ⅱ后
例15.判断下列细胞分别属于何种分裂的什么时期,形成的子细胞是什么?
甲:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第一次
后
次级精母细胞
乙:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
精细胞或极体
丙:__________分裂的__期,子细胞为___________
有 丝
后
体细胞
丁:__________分裂的__期,子细胞为___________
减数第二次
后
卵细胞和极体
二、有丝分裂、减数分裂图像辨别
107
例16.下图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂部分图。请根据图
回答问题:
(1)按照先后顺序把有关减数分裂的号码排列起来________________。
(2)此动物的正常体细胞中有______对同源染色体。
(3)在上述分裂图中,细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体
数增加一倍的是图_________。
(4)在上述图中,属于初级精母细胞的是图_________。
(5)上述分裂图中,每条染色体上只含一个DNA分子的是图_________。
①③⑧⑩④⑥⑨
2
①③⑧
⑤
⑤⑥⑦⑨
二、有丝分裂、减数分裂图像辨别
108
三、减数分裂异常导致配子种类变化的规律
1.如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常。如图所示:
2.如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子
有的正常,有的不正常。
109
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精
母细胞
次级精
母细胞
精细胞
减数分裂Ⅰ后期异常:
同源染色体未分离,
减数分裂Ⅱ正常
三、减数分裂异常导致配子种类变化的规律
1.如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常。如图所示:
减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ后期异常:
姐妹染色单体未分开
减数第一次分裂
染色体复制
减数第二次分裂
精原细胞
初级精
母细胞
次级精
母细胞
精细胞
三、减数分裂异常导致配子种类变化的规律
2.如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子
有的正常,有的不正常。
一、概念检测
1. 与有丝分裂不同,减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体
数目会减少。判断下列相关表述是否正确。
(1) 玉米体细胞中有10对染色体,经过减数分裂后,卵细胞中染色体
数目为5对。( )
(2) 在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ( )
×
√
练习与应用P23
2. 蝗虫的体细胞中有24条染色体,在观察蝗虫的细胞时,下列现象
能够说明该细胞处于减数分裂的是 ( )
A. 出现染色单体
B. 同源染色体联会
C. 染色体移向细胞的两极
D. 子细胞中有24条染色体
B
练习与应用
3. 下图所示的细胞最可能是 ( )
A. 卵细胞
B. 初级精母细胞
C. 次级卵母细胞
D. 有丝分裂前期的细胞
C
4. 下图所示的细胞正在进行细胞分裂,识图回答问题。
(1) 这个细胞正在进行哪种分裂?为什么?
(2) 细胞中有几条染色体?几条染色单体?
(3) 细胞中有几对同源染色体?哪几条染色体是非同源染色体?
(4) 细胞中包含哪些姐妹染色单体?
(5) 这个细胞在分裂完成后,子细胞中有几条染色体?
(6) 尝试画出这个细胞的分裂后期图。
【答案】(1) 这个细胞正在进行减数分裂。
因为细胞中出现了四分体。
(2) 细胞中有4条染色体,8条染色单体。
(3) 细胞中有2对同源染色体。其中染色体A与C、
A与D、B与C、B与D是非同源染色体。
(4) 细胞中a与a’、b与b’、c与c’、d与d’
是姐妹染色单体。
(5) 这个细胞在分裂完成后,子细胞中有2条染色体。
练习与应用
二、拓展应用
1. 下图是水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微照片,A至D为减数分裂Ⅰ,E和F为减数分裂Ⅱ。图中的短线表示长度为5 μm。请你说说怎样判断图中的细胞处于减数分裂Ⅰ还是减数
分裂Ⅱ。
【提示】根据细胞大小,染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。
练习与应用
2. 经过减数分裂形成的精子或卵细胞,染色体数目一定是体细胞的一半吗?
有没有例外?出现例外会造成什么后果?请选择你认为最便捷的途径寻找答案。
【提示】不一定。若减数分裂过程中发生异常情况,比如减数分裂Ⅰ时联会的同源染色体,有一对或几对没有分别移向细胞的两极,而是集中到一个次级精(卵)母细胞中,再经过减数分裂Ⅱ形成的精子或卵细胞中的染色体数目,就会比正常的多一条或几条染色体,再例如,在减数分裂过程(无论减数分裂Ⅰ还是减数分裂Ⅱ)中,染色体已移向细胞的两极,但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞,这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。
如果出现上述现象,受精卵中的染色体数目就会出现异常,由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体,生物体的性状又是由遗传物质控制的, 那么当该个体的遗传物质出现异常时,该个体的性状也是异常的。例如,人的唐氏综合征(又称21-三体综合征)患者,就是由含有24条染色体(其中21号染色休是两条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
练习与应用
3. 在精细胞变形为精子的过程中,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,并主要集中在尾的基部。你怎样解释这一现象?
【答案】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,这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,避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量;全部线粒体被保留下来,并主要集中在尾的基部,可以更好地在受精过程中提供能量。精子变形过程中的以上变化都是为受精提供了保证,是进化的结果。
练习与应用
一、概念检测
1.大熊猫的体细胞有42条染色体,判断下列相关表述是否正确。
(1) 一只雄性大熊猫在不同时期产生的精子,染色体数目一般都是21条。 ( )
(2) 一只雌性大熊猫在不同时期产生的卵细胞,其染色体组合具有多样性。 ( )
2.假如蛙的15个初级卵母细胞和5个初级精母细胞都能正常分裂,并在最大限度
内受精, 则最多能形成的受精卵数目是 ( )
A. 20 B. 15 C. 10 D. 5
3.同种生物前后代的染色体数目是相同的,对此起决定作用的过程是( ))
A. 有丝分裂
B. 有丝分裂和受精作用
C. 减数分裂
D. 减数分裂和受精作用
第1节
√
√
B
D
练习与应用P28
118
二、拓展应用
1.正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病,患者头小,患先天性心脏病,智力远低于常人。对患者进行染色体检查,发现患者的13号染色体不是正常的1对,而是3条。请尝试使用“减数分裂中染色体变化的模型”,从精子或卵细胞形成的角度分析这种病产生的原因。
【提示】在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中,如果由于某种原因,减数分裂Ⅰ时两条13号染色体没有分离而是进入了同一个次级精(卵)母细胞,再经过减数分裂II,就会形成含有两条13号染色体的精子或卵细胞;如果减数分裂Ⅰ正常,减数分裂II时13号染色体的着丝粒分裂,形成了两条13号染色体,但没有分别移向细胞的两极,而是进入了同一个精子或卵细胞,这样异常的精子或卵细胞就含有24条染色体,其中13号染色体是两条。当一个正常的卵细胞或精子(含23条染色体,其中13号染色体是1条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时,则该受精卵含47条染色体,其中13号染色体是3条。由这样的受精卵发育而成的个体就是13三 体综合征患者。
练习与应用
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2.骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体,请问骡的体细胞中含有多少条染色体?
骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的,而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂,因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗?
【答案】骡的体细胞中含有63条染色体,其中32条来自马,31条来自驴。由于这63条染色体没有同源染色体,导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂,无法形成配子,因此骡不能繁殖后代。
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