減數(shù)分裂與受精作用(講)

第2章基因和染色體的關(guān)系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用二者有什么區(qū)別？配子能不能通過(guò)有絲分裂形成？觀察果蠅的體細(xì)胞和配子的染色體圖體細(xì)胞2N=8配子N=4動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂一、減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)作出假設(shè):進(jìn)行有性生殖的生物以有絲分裂的方式產(chǎn)生配子。演繹推理:子代體細(xì)胞中的染色體數(shù)目會(huì)加倍受精卵受精（有絲分裂）2N2N精子卵細(xì)胞新個(gè)體假說(shuō)演繹推理：發(fā)育錯(cuò)誤2N2N4N4N2N2NNN（減數(shù)分裂）魏斯曼的預(yù)測(cè)：在卵細(xì)胞和精子成熟的過(guò)程中，必然有一個(gè)特殊的過(guò)程使染色體數(shù)目減少一半；受精時(shí)，精子與卵細(xì)胞融合，恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。7減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)：減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)：1883年，科學(xué)家觀察到馬蛔蟲(chóng)（2N=2）精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)只有體細(xì)胞的一半減數(shù)分裂的確認(rèn)：1890年，科學(xué)家確認(rèn)動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成都要經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂減數(shù)分裂的過(guò)程揭示：1891年，科學(xué)家揭示了減數(shù)分裂的全過(guò)程一、減數(shù)分裂的概念減數(shù)分裂實(shí)質(zhì)發(fā)生范圍發(fā)生時(shí)期分裂特點(diǎn)分裂結(jié)果特殊方式的有絲分裂進(jìn)行有性生殖的生物在原始的生殖細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒焐臣?xì)胞的時(shí)期發(fā)生染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次成熟生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少一半生物的細(xì)胞通過(guò)一次DNA復(fù)制，兩次細(xì)胞分裂，使子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半的特殊的有絲分裂方式睪丸二、動(dòng)物精子的形成過(guò)程1形成部位：精原細(xì)胞（原始生殖細(xì)胞）體細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞分化精子10精子的形成的全過(guò)程特點(diǎn)：染色體的復(fù)制（DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成）（1）減數(shù)第一次分裂間期：精原細(xì)胞（原始生殖細(xì)胞）染色體的復(fù)制前期初級(jí)精母細(xì)胞3減數(shù)分裂各時(shí)期的特點(diǎn)：特點(diǎn)：同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體（可能出現(xiàn)交叉互換）①大小和形狀一般相同，②一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方③能聯(lián)會(huì)的兩條染色體同源染色體：四分體：聯(lián)會(huì)后的每對(duì)同源染色體含有的四條染色單體聯(lián)會(huì)：同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象（2）減數(shù)第一次分裂前期：初級(jí)精母細(xì)胞四分體聯(lián)會(huì)初級(jí)精母細(xì)胞同源染色體非同源染色體姐妹染色單體非姐妹染色單體四分體同源染色體、非同源染色體、四分體、姐妹染色單體和非姐妹染色單體的關(guān)系四分體個(gè)數(shù)＝同源染色體對(duì)數(shù)A與B的關(guān)系是A與C的關(guān)系是a與a′的關(guān)系是a與b′的關(guān)系是a、a′、b、b′合稱（2）減數(shù)第一次分裂前期：特點(diǎn)：同源染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板兩側(cè)非同源染色體在赤道板兩側(cè)隨機(jī)排列（3）減數(shù)第一次分裂中期：初級(jí)精母細(xì)胞前期初級(jí)精母細(xì)胞中期（4）減數(shù)第一次分裂后期：特點(diǎn)：同源染色體彼此分離非同源染色體自由組合初級(jí)精母細(xì)胞中期初級(jí)精母細(xì)胞后期特點(diǎn)：一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，染色體數(shù)目減半（5）減數(shù)第一次分裂末期：初級(jí)精母細(xì)胞后期次級(jí)精母細(xì)胞末期（6）減數(shù)第二次分裂前期：次級(jí)精母細(xì)胞特點(diǎn)：非同源染色體散亂分布（7）減數(shù)第二次分裂中期：特點(diǎn)：非同源染色體（著絲點(diǎn)）排列在赤道板上次級(jí)精母細(xì)胞前期次級(jí)精母細(xì)胞中期（8）減數(shù)第二次分裂后期：特點(diǎn)：非同源染色體的著絲點(diǎn)分裂。次級(jí)精母細(xì)胞中期次級(jí)精母細(xì)胞后期（9）減數(shù)第二次分裂末期：次級(jí)精母細(xì)胞精子精細(xì)胞變形特點(diǎn)：兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成四個(gè)精細(xì)胞。變形精子形成的主要過(guò)程初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞精子精原細(xì)胞染色體復(fù)制減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂變形減數(shù)第二次分裂的特點(diǎn)：1染色體不再?gòu)?fù)制2細(xì)胞中無(wú)同源染色體3染色體的著絲點(diǎn)分裂1染色體發(fā)生復(fù)制2同源染色體聯(lián)會(huì)、形成四分體、（可能出現(xiàn)交叉互換）3同源染色體分離,子細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目減半減數(shù)第一次分裂的特點(diǎn)：主要特點(diǎn)減數(shù)第二次分裂2n4n間期減數(shù)第一次分裂4一個(gè)細(xì)胞中染色體變化曲線時(shí)期前中后末前中后末染色體數(shù)目變化曲線DNA數(shù)目減數(shù)第二次分裂2n4n間期減數(shù)第一次分裂時(shí)期前中后末前中后末一個(gè)細(xì)胞中DNA、染色體、染色單體的變化曲線三、動(dòng)物卵細(xì)胞的形成過(guò)程卵巢1場(chǎng)所:2過(guò)程:卵細(xì)胞形成過(guò)程圖初級(jí)卵母細(xì)胞第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞第二極體比較項(xiàng)目精子形成卵細(xì)胞形成不同點(diǎn)發(fā)生部位

次級(jí)細(xì)胞個(gè)數(shù)和名稱次級(jí)細(xì)胞大小子細(xì)胞個(gè)數(shù)和名稱子細(xì)胞大小變形過(guò)程相同點(diǎn)卵巢精巢等大 1大3?、偃旧w復(fù)制1次細(xì)胞分裂兩次②染色體的變化相同③子細(xì)胞中染色體數(shù)減半精卵形成的比較有 無(wú)等大 1大1小2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞1個(gè)極體4個(gè)精細(xì)胞1個(gè)卵細(xì)胞3個(gè)極體減數(shù)分裂過(guò)程中非姐妹染色單體的交叉與互換在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期，四分體中的非姐妹染色單體之間，常常發(fā)生部分片段的交叉與互換1交叉互換的時(shí)期:減Ⅰ的前期的四分體時(shí)期交叉互換AA’BB’四分體2交換互換過(guò)程:交叉互換AA’BB’非姐妹染色單體的交叉纏繞2交換互換過(guò)程:交叉互換AA’BB’非姐妹染色單體的部分片段互換2交換互換過(guò)程:交叉互換AA’BB’交叉點(diǎn)向末端移動(dòng)2交換互換過(guò)程:交叉互換AA’BB’完成部分片段的互換2交換互換過(guò)程:交叉互換AA’BB’交叉互換產(chǎn)生四種不同的子細(xì)胞A’ABB’結(jié)果交叉互換3交叉互換的四種情況1234①1、3交換1234②1、4交換1234③2、3交換1234④2、4交換交叉互換4雙交換5交叉互換的意義:使生物減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類更加豐富多樣，為生物的進(jìn)化（自然選擇）提供了更多的原材料交叉互換一只灰身（A）長(zhǎng)翅（B）基因型為AaBb的雌果蠅，與一只黑身殘翅aabb個(gè)體雜交，后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，其比例為：灰長(zhǎng)∶灰短∶黑長(zhǎng)∶黑短＝42∶8∶8∶42（1）畫(huà)出親本灰長(zhǎng)果蠅基因在染色體上的位置圖（2）解釋出現(xiàn)上述比例的原因（3）求配子的交換率和初級(jí)卵母細(xì)胞的交換率配子交換率＝總配子數(shù)交換的配子數(shù)×100%＝初級(jí)卵母細(xì)胞交換率＝總初級(jí)卵母細(xì)胞數(shù)交換的初級(jí)卵母細(xì)胞數(shù)×100%＝aABb灰長(zhǎng)果蠅減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)交叉互換16%32%6交叉互換與遺傳五、減數(shù)分裂形成的配子種類分析1生物個(gè)體形成的配子種類配子種類＝2n種（n為同源染色體對(duì)數(shù)）2一個(gè)性原細(xì)胞形成的配子種類精子種類＝4種（4個(gè)精子）（1）無(wú)交換發(fā)生時(shí)，由次級(jí)性母細(xì)胞個(gè)數(shù)決定精子種類＝2種（2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞）卵細(xì)胞種類＝1種（1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞）（2）有交換發(fā)生時(shí)，由配子個(gè)數(shù)決定卵子種類＝1種（1個(gè)卵細(xì)胞）（1）無(wú)交換發(fā)生時(shí)，由同源染色體對(duì)數(shù)決定（2）有交換發(fā)生時(shí)，形成的配子遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于2n種比較項(xiàng)目減數(shù)分裂有絲分裂不同點(diǎn)發(fā)生部位細(xì)胞分裂次數(shù)有無(wú)同源染色體有無(wú)聯(lián)會(huì)、四分體有無(wú)同源染色體分離著絲點(diǎn)分裂時(shí)期子細(xì)胞染色體數(shù)目子細(xì)胞名稱和數(shù)目相同點(diǎn)其他組織精巢、卵巢2次 1次有 有有 無(wú)有 無(wú)減Ⅱ后期 后期減半 不變4個(gè)精子1個(gè)卵細(xì)胞3個(gè)極體①染色體復(fù)制1次②都有紡錘絲（體）③減Ⅱ染色體的變化與有絲相同2個(gè)體細(xì)胞減數(shù)分裂與有絲分裂的比較細(xì)胞分裂圖像辨別1染色體數(shù)目的奇偶性奇數(shù)：減Ⅱ、配子偶數(shù)：減Ⅰ、減Ⅱ、配子、有絲分裂2有無(wú)同源染色體無(wú)同源染色體：減Ⅱ、配子

減Ⅰ：有同源染色體的聯(lián)會(huì)、分離有同源染色體：有絲分裂：無(wú)同源染色體的聯(lián)會(huì)、分離42受精作用1.配子中染色體組合的多樣性見(jiàn)前2受精作用不考慮基因突變，如果要保證一對(duì)夫婦的子女中有兩個(gè)完全相同的，子女?dāng)?shù)目最少是思考24611右圖為減數(shù)分裂某一時(shí)期的示意圖：1此細(xì)胞處于減數(shù)第___次分裂____期,圖中的同源染色體是____________，有四分體個(gè)，染色單體有____條。2在此細(xì)胞分裂后的一個(gè)子細(xì)胞中,含有同源染色體____對(duì)。2減數(shù)第一次分裂，子細(xì)胞染色體數(shù)目減半的時(shí)期是（）A減數(shù)第一次分裂后期B減數(shù)第二次分裂后期C減數(shù)第一次分裂末期D減數(shù)第二次分裂末期一前1和2、3和4兩80C（2）A和C