减数分裂和有性生殖细胞成熟

第三课时减数分裂、受精作用及观察细胞分裂一、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂1.原理解读(1)高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂,有丝分裂的细胞周期分为间期和分裂期(包括

前期、中期、后期和末期四个时期)。(2)要用高倍显微镜观察这个过程,根据各个时期内染色体的变化情况,识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫)染色,便于观察。2.实验流程(1)洋葱根尖的培养:实验前3~4天,将洋葱放在装满水的

广口瓶上,底部接触水,装置放在温暖的地方,经常换水,

以防烂根,待根长到5cm,备用。(4)绘图(3)观察:使用低倍镜找到根尖分生区的细胞,然后换上高倍镜,观察分生区的各个细胞,并找到有丝分裂各时期的细胞。典例1

(2010年江苏高考)人类精子发生过程中,下列说法正确的是(多选)

(

)A.细胞中染色单体数最多可达92条B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223

ABC100%典例2

(2013年朝阳区期中)对下列有关细胞分裂的各图分析正确的是

(

)A.甲图对应丁图中的BC段B.乙图对应丁图中的CD段C.甲图可能是卵原细胞的增殖D.丙图对应丁图中的DE段CDBCBCC1.观察细胞的减数分裂(1)观察步骤二、观察有丝分裂和减数分裂(2)实验材料的选择一般说来,雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞数量。因此,在选择观察减数分裂的材料时,要选择分裂旺盛的雄性个体生殖器官——性腺。另外,在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时仅仅是排出次级卵母细胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,再继续完成减Ⅱ分裂,所以要完整观察减数分裂各时期的图像,特别是减Ⅱ分裂图像,一般不选择雌性个体。(3)观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片应注意的问题①判断各期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染

色体变化的特点。②可通过观察多个精原细胞的减数分裂,推测出一个精

原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。原因是:a.同一生物的细胞所含遗传物质相同,增殖过程相同。b.同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶

段。c.先用低倍镜观察找到各期细胞,再用高倍镜仔细观察

染色体的形态、位置和数目。2.观察有丝分裂实验成功的关键(1)选取实验材料,应剪取生长旺盛、带有分生区的根

尖,同时注意一般在上午10时到下午2时左右(此时洋葱

根尖细胞有丝分裂旺盛)剪取,或在剪取根尖以前用35

℃的温水浸泡1小时左右。(2)解离时间要严格控制,解离时间不能太短,否则细胞

间果胶未溶解,压片时细胞不易分散,达不到分离效果,

时间过长则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进

行染色和制片。(3)漂洗时间要充分,否则影响染色体着色。(4)控制染色时间,染色时间不能太短,否则染色体或染

色质不能完全着色,时间过长则使细胞核等其他部分充

满染色剂,无法分辨染色体。(5)压片时用力必须恰当,过轻则细胞未分散,影响观察

效果。3.观察细胞有丝分裂和减数分裂实验的比较

有丝分裂减数分裂取材部位分生组织精巢选材原则分裂期长染色体数越少越

好显微镜的使用先用低倍镜观察,再用高倍镜观察注意：将细胞中染色体(2n)上的DNA分子双链用3H标记，移入普通培养液(不含放射性元素)中,再让细胞连续进行有丝分裂，第一次有丝分裂产生的子细胞中，2n染色体都含有被3H的DNA分子，只不过每个DNA分子中仅有1条链被标记,故第二次有丝分裂间期复制时,每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性（实质上是一个单体上的DNA分子的一条单链具有放射性）,在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开形成两条子染色体，共40条染色体其中有20条染色体具有放射性，但是随机移向细胞两极,即第二次有丝分裂产生的子细胞中具体放射性的染色体数目不能确定，只能确定子细胞中具有放射性染色体可能在［0～2n］之间。将细胞中染色体(2n)上的DNA分子双链用3H标记，移入普通培养液(不含放射性元素)中,再让细胞进行减数分裂，减数第一次分裂形成的次级性母细胞中，n条染色体都含有被3H的DNA分子，减数第二次分裂后期着丝点分开，染色体数共2n条，每条染色体都有被3H的DNA分子，只不过每个DNA分子中仅有1条链被标记，所以形成的子细胞中，被放射性元素标记的染色体有n条。典例3

(2011年江苏高考)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响,某研究性学习小组进行了相关实验,实验步骤如下:①将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分别培养24h、36h、48h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0h、12h、24h、36h。③剪取根尖,用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰醋酸混匀)固定8h,然后将根尖浸泡在1mol/L盐酸溶液中5~8min。④将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。⑤用石炭酸—品红试剂染色。⑥制片、镜检;计数、拍照。实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。秋水仙素溶液处理时间(h)01224362410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.97247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56质量分数(%)0.010.1清水培养时间(h)请分析上述实验,回答有关问题:(1)步骤③中“将根尖浸泡在1mol/L盐酸溶液中”的作用是

。(2)步骤⑥为了获得相应的观察视野,镜检时正确的操作方法是

。(3)根据所学的知识推测,石炭酸-品红试剂是一种

性染料。(4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是

。(5)根据上表结果可以得出如下初步结论:①质量分数为

秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高;②本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是

。使组织中细胞相互分离开来先在低倍镜下观察,缓慢移动装片,发现理想视野后换用高倍镜

每组装片观察多个视野

碱

0.01%

0.01%秋水仙素溶液诱导24h,再在清水中培养36h(6)右边为一位同学在步骤⑥所拍摄的显微照片,形成细胞a的最可能的原因是

。秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后

1.(2013年晋江段考)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,每组的细胞数如右图。从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上的非等位基因的重新组合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B2.若以下左图为某细胞减数第一次分裂后期图,则该细胞处于减数第二次分裂中期的图像应为

(

)B3.(2013年广东湛江一模)关于观察细胞的减数分裂实

验的说法正确的是

(

)A.可以通过观察兔的卵母细胞减数分裂固定装片来了

解减数分裂过程B.可以用桃花的雌蕊或蚕豆的雄蕊做实验材料C.必须在高倍镜下才能分辨出初级精母细胞、次级精

母细胞和精子D.用蝗虫的精巢做实验,视野中可以看到处于有丝分裂

时期的细胞只能了解减数分裂某一时期的分裂特点雄蕊中会有多个精原细胞在进行减数分裂,易于观察,精原细胞既可进行减数分裂也可进行有丝分裂B4.(2013年常州调研)下图一是某高等动物的细胞分裂示意图(体细胞中有2对4条染色体),三个细胞均来自同一个体,下图二是细胞分裂过程染色体组数目变化的数学模型,请据图回答:(1)丙细胞分裂产生的子细胞名称是

,甲、乙、丙三个细胞中,处于减数分裂过程的是

,具有同源染色体的是

,细胞内染色单体数量最多的是

。(2)图二数学模型中,bc段形成的原因是

,bc段可以表示图一中

细胞的染色体组数目变化,m所代表的数值是

。(3)请在图二中画出cf时间段细胞中DNA分子的相对数目变化曲线。精细胞甲和丙甲和乙甲

着丝点分裂,染色体组数目加倍乙和丙1或2

基础·角度·思路一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.(基础再现)某二倍体动物的某细胞内含10条染色体

、10个DNA分子,且细胞膜开始缢缩,则该细胞

(

)A.处于有丝分裂中期B.正在发生基因自由组合C.将形成配子D.正在发生DNA复制C2.(基础再现)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生

可遗传的变异,其中仅发生在减数分裂过程的变异是

(

)A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合,导致基因重组C.染色体复制时受诱变因素影响,导致基因突变D.非同源染色体某片段移接,导致染色体结构变异B3.(基础再现)下列是一组动物活细胞有丝分裂图,有关说法正确的是

(

)A.b图细胞将出现细胞板,并缢裂成两个子细胞B.c图细胞核中染色体数和DNA数相等C.d图细胞中同源染色体联会,形成四分体D.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→bD4.(基础再现)下图甲表示某高等雄性动物肝脏里的一个正在分裂的细胞,结合图乙分析,下列叙述中不正确的是

(

)C.图甲细胞中含有两个四分体D.图乙中形成C→D的原因与着丝点的分裂有关A.图甲所示分裂时期处于图乙中的BC段B.此细胞产生AB精子的概率是0C5.(视角拓展)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所处阶段发生基因自由组合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∶1A6.(视角拓展)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个

子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂

形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较C1与C2、S1与S2

细胞核中DNA数目及其储存的遗传信息,正确的是

(

)A.DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同B.遗传信息C1与C2相同,S1与S2