《生物學(xué)》必修2-2.1減數(shù)分和受精作用裂

第二章基因和染色體的關(guān)系第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用問題探討生物的繁殖方式二分裂——細菌、硅藻、原生動物等單細胞生物問題探討生物的繁殖方式出芽生殖——酵母菌、水螅等低等動物。問題探討生物的繁殖方式孢子生殖——真菌、孢子植物等。問題探討生物的繁殖方式營養(yǎng)生殖——草莓匍匐枝、土豆的塊莖等。問題探討生物的繁殖方式有性生殖——高等動、植物等。問題探討多數(shù)生物體的發(fā)育的起點是一個受精卵受精卵新個體有絲分裂細胞分化如果精子和卵細胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的，那么子代體細胞中的染色體數(shù)目是：4646新個體464692有絲分裂問題探討1866年，奧地利修道士孟德爾（1822—1884）發(fā)表論文《植物雜交試驗》，里面詳細論述了他八年來做豌豆雜交實驗時所發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律。其中有關(guān)遺傳的分離定律認為，控制生物性狀的物質(zhì)名為“遺傳因子”并且在細胞中成對存在，在形成配子的時候，成對的遺傳因子彼此分離，進入到不同的配子中。問題探討德國生物學(xué)家魏斯曼的預(yù)測在卵細胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數(shù)目減少一半；受精時，精子與卵細胞融合，恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。4646新個體232346特殊分裂？精子的形成過程精子的形成過程精原細胞減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ精細胞精細胞精細胞精細胞精子的形成過程減數(shù)分裂前的間期①完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。②每條染色體都形成兩個姐妹染色單體。③精原細胞體積適度增大，形成初級精母細胞。精原細胞初級精母細胞精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——前期①聯(lián)會：同源染色體兩兩配對形成四分體。同源染色體:形狀和大小一般相同，一條來自父方、一條來自母方的兩條配對的染色體。四分體:聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫作四分體。精子的形成過程1234AA′aa′BbB′b′左圖共有____個四分體，___和___、___和___就是一對同源染色體；1和3、1和4、2和3、2和4是_______染色體。___和___、___和___、___和___、___和___互為姐妹染色單體；A和a、A和a'、B和b、B和b'為_______________。21234非同源aa′AA′bb′BB′非姐妹染色單體精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——前期①聯(lián)會：同源染色體兩兩配對形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體可以發(fā)生互換。同源染色體中非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——中期同源染色體排列在細胞中央赤道板兩側(cè)，每條染色體的著絲粒都附著在紡錘體上。減數(shù)分裂Ⅰ：同源染色體中每條染色體著絲粒附著一條紡錘絲有絲分裂：每條染色體著絲粒附著兩條紡錘絲精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，并移向兩極。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——后期精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——末期細胞的每一極只得到各對同源染色體中的一條，一個初級精母細胞將形成兩個次級精母細胞。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——前期次級精母細胞減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ之間通常無間期或間期很短，染色體不復(fù)制。染色質(zhì)高度螺旋化形成染色體，散亂分布于細胞內(nèi)，此時無同源染色體。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——中期染色體著絲粒排列在赤道板上。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——后期著絲粒分裂，染色單體分離，染色體數(shù)目暫時加倍，成為子染色體，移向細胞兩極。精子的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——末期移動到兩極的染色體解旋，每個次級精母細胞最終將形成兩個精細胞。精子的形成過程精子變形精細胞經(jīng)過變形，濃縮細胞質(zhì)，形成蝌蚪狀的精子，頭部含有細胞核，尾長，能夠擺動。精細胞精子精子的形成過程一個精原細胞減數(shù)分裂的結(jié)果是形成四個精子卵細胞的形成過程卵細胞的形成過程減數(shù)分裂前的間期①完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。②每條染色體都形成兩個姐妹染色單體。③卵原細胞體積適度增大，形成初級卵母細胞。卵原細胞初級卵母細胞卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——前期①聯(lián)會：同源染色體兩兩配對形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體可以發(fā)生互換。同源染色體中非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換。卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——中期同源染色體排列在細胞中央赤道板兩側(cè)，每條染色體的著絲粒都附著在紡錘體上。減數(shù)分裂Ⅰ：同源染色體中每條染色體著絲粒附著一條紡錘絲卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合，并移向兩極。卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅰ——末期細胞的每一極只得到各對同源染色體中的一條，一個初級卵母細胞將形成一大一小兩個的細胞，大的叫作次級卵母細胞，小的稱為（第一）極體。卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——前期次級卵母細胞減數(shù)分裂Ⅰ與減數(shù)分裂Ⅱ之間通常無間期或間期很短，染色體不復(fù)制。染色質(zhì)高度螺旋化形成染色體，散亂分布于細胞內(nèi)，此時無同源染色體。（第一）極體卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——中期染色體著絲粒排列在赤道板上。卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——后期著絲粒分裂，染色單體分離，染色體數(shù)目暫時加倍，成為子染色體，移向細胞兩極。卵細胞的形成過程減數(shù)分裂Ⅱ——末期移動到兩極的染色體解旋，次級卵母細胞最終將形成一大一小兩個細胞，大的叫作卵細胞，小的叫作（第二）極體，（第一）極體形成兩個等大的（第二）極體。（第二）極體卵細胞卵細胞的形成過程一個卵原細胞減數(shù)分裂的結(jié)果是形成一個卵細胞和三個極體，三個極體不久后也全都退化消失。精子與卵細胞的形成過程比較不變形變形一個卵原細胞→一個卵細胞+三個極體一個精原細胞→四個精子細胞質(zhì)不均等分裂細胞質(zhì)均等分裂卵巢睪丸染色體的行為變化相同：即在間期染色體先復(fù)制，在第一次分裂時同源染色體聯(lián)會，形成四分體，非姐妹染色體互換，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，第一次分裂結(jié)束后染色體數(shù)目減半；第二次分裂時著絲點分裂，姐妹染色單體分離。變形子細胞數(shù)分裂方式場所不同點相同點卵細胞的形成過程精子的形成過程減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂與有絲分裂的比較4個精子1個卵細胞+3個極體2個體細胞1次1次有聯(lián)會、互換、分離等行為無染色體數(shù)目減半親、子代細胞染色體數(shù)目相等2次1次原始生殖細胞體細胞形成子細胞情況染色體復(fù)制次數(shù)同源染色體行為染色體數(shù)目變化細胞分裂的次數(shù)進行分裂的細胞減數(shù)分裂有絲分裂判斷減數(shù)分裂及有絲分裂的各時期排赤道板（中期）同源染色體著絲粒減I中，看同源無同源有同源減II中有絲中減I中減II中有絲中判斷減數(shù)分裂及有絲分裂的各時期兩分開（后期）同源染色體著絲粒無同源有同源減I后減II后有絲后有絲后減I后減II后，看同源（子細胞）減數(shù)分裂相關(guān)物質(zhì)變化曲線2N4NN間

前

中

后

末

前

中

后

末

時期核DNA核DNA的數(shù)量變化曲線減數(shù)分裂相關(guān)物質(zhì)變化曲線每條染色體上DNA變化曲線12間

前

中

后

末

前

中

后

末

時期減數(shù)分裂相關(guān)物質(zhì)變化曲線染色體的數(shù)量變化曲線2N4NN間

前

中

后

末

前

中

后

末

時期染色體2N4NN間

前

中

后

末

前

中

后

末

時期染色單體減數(shù)分裂相關(guān)物質(zhì)變化曲線染色單體的數(shù)量變化曲線減數(shù)分裂相關(guān)物質(zhì)變化曲線DNA、染色體、染色單體……配子中染色體組合的多樣性（1）減數(shù)分裂過程中非同源染色體的自由組合a.一個含n對同源染色體的精原細胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子類型有2種；b.一個含n對同源染色體的卵原細胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細胞類型有1種，極體有2種；c.體細胞含有n對同源染色體的生物個體，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型有2n種。（2）四分體時期有非姐妹染色單體的互換配子中染色體組合的多樣性互換使分裂產(chǎn)生的四個子細胞所含的遺傳物質(zhì)各不相同。aa’bb’配子中染色體組合的多樣性a.一個含n對同源染色體的精原細胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子類型有4種；b.一個含n對同源染色體的卵原細胞，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的卵細胞類型有1種，極體有3種；（2）四分體時期有非姐妹染色單體的互換受精作用精子卵細胞受精作用僅有一個精子能與卵細胞結(jié)合受精作用概念：過程：結(jié)果：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面→卵細胞細胞膜外面出現(xiàn)了一層特殊的膜以阻止其他精