《生物学》必修2-2.1减数分和受精作用裂

第二章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用问题探讨生物的繁殖方式二分裂——细菌、硅藻、原生动物等单细胞生物问题探讨生物的繁殖方式出芽生殖——酵母菌、水螅等低等动物。问题探讨生物的繁殖方式孢子生殖——真菌、孢子植物等。问题探讨生物的繁殖方式营养生殖——草莓匍匐枝、土豆的块茎等。问题探讨生物的繁殖方式有性生殖——高等动、植物等。问题探讨多数生物体的发育的起点是一个受精卵受精卵新个体有丝分裂细胞分化如果精子和卵细胞是通过有丝分裂产生的，那么子代体细胞中的染色体数目是：4646新个体464692有丝分裂问题探讨1866年，奥地利修道士孟德尔（1822—1884）发表论文《植物杂交试验》，里面详细论述了他八年来做豌豆杂交实验时所发现的遗传规律。其中有关遗传的分离定律认为，控制生物性状的物质名为“遗传因子”并且在细胞中成对存在，在形成配子的时候，成对的遗传因子彼此分离，进入到不同的配子中。问题探讨德国生物学家魏斯曼的预测在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子与卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。4646新个体232346特殊分裂？精子的形成过程精子的形成过程精原细胞减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ精细胞精细胞精细胞精细胞精子的形成过程减数分裂前的间期①完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。②每条染色体都形成两个姐妹染色单体。③精原细胞体积适度增大，形成初级精母细胞。精原细胞初级精母细胞精子的形成过程减数分裂Ⅰ——前期①联会：同源染色体两两配对形成四分体。同源染色体:形状和大小一般相同，一条来自父方、一条来自母方的两条配对的染色体。四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。精子的形成过程1234AA′aa′BbB′b′左图共有____个四分体，___和___、___和___就是一对同源染色体；1和3、1和4、2和3、2和4是_______染色体。___和___、___和___、___和___、___和___互为姐妹染色单体；A和a、A和a'、B和b、B和b'为_______________。21234非同源aa′AA′bb′BB′非姐妹染色单体精子的形成过程减数分裂Ⅰ——前期①联会：同源染色体两两配对形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换。同源染色体中非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换。精子的形成过程减数分裂Ⅰ——中期同源染色体排列在细胞中央赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤体上。减数分裂Ⅰ：同源染色体中每条染色体着丝粒附着一条纺锤丝有丝分裂：每条染色体着丝粒附着两条纺锤丝精子的形成过程减数分裂Ⅰ——后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并移向两极。精子的形成过程减数分裂Ⅰ——后期精子的形成过程减数分裂Ⅰ——末期细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条，一个初级精母细胞将形成两个次级精母细胞。精子的形成过程减数分裂Ⅱ——前期次级精母细胞减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常无间期或间期很短，染色体不复制。染色质高度螺旋化形成染色体，散乱分布于细胞内，此时无同源染色体。精子的形成过程减数分裂Ⅱ——中期染色体着丝粒排列在赤道板上。精子的形成过程减数分裂Ⅱ——后期着丝粒分裂，染色单体分离，染色体数目暂时加倍，成为子染色体，移向细胞两极。精子的形成过程减数分裂Ⅱ——末期移动到两极的染色体解旋，每个次级精母细胞最终将形成两个精细胞。精子的形成过程精子变形精细胞经过变形，浓缩细胞质，形成蝌蚪状的精子，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。精细胞精子精子的形成过程一个精原细胞减数分裂的结果是形成四个精子卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程减数分裂前的间期①完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。②每条染色体都形成两个姐妹染色单体。③卵原细胞体积适度增大，形成初级卵母细胞。卵原细胞初级卵母细胞卵细胞的形成过程减数分裂Ⅰ——前期①联会：同源染色体两两配对形成四分体；②四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换。同源染色体中非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换。卵细胞的形成过程减数分裂Ⅰ——中期同源染色体排列在细胞中央赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤体上。减数分裂Ⅰ：同源染色体中每条染色体着丝粒附着一条纺锤丝卵细胞的形成过程减数分裂Ⅰ——后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，并移向两极。卵细胞的形成过程减数分裂Ⅰ——末期细胞的每一极只得到各对同源染色体中的一条，一个初级卵母细胞将形成一大一小两个的细胞，大的叫作次级卵母细胞，小的称为（第一）极体。卵细胞的形成过程减数分裂Ⅱ——前期次级卵母细胞减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常无间期或间期很短，染色体不复制。染色质高度螺旋化形成染色体，散乱分布于细胞内，此时无同源染色体。（第一）极体卵细胞的形成过程减数分裂Ⅱ——中期染色体着丝粒排列在赤道板上。卵细胞的形成过程减数分裂Ⅱ——后期着丝粒分裂，染色单体分离，染色体数目暂时加倍，成为子染色体，移向细胞两极。卵细胞的形成过程减数分裂Ⅱ——末期移动到两极的染色体解旋，次级卵母细胞最终将形成一大一小两个细胞，大的叫作卵细胞，小的叫作（第二）极体，（第一）极体形成两个等大的（第二）极体。（第二）极体卵细胞卵细胞的形成过程一个卵原细胞减数分裂的结果是形成一个卵细胞和三个极体，三个极体不久后也全都退化消失。精子与卵细胞的形成过程比较不变形变形一个卵原细胞→一个卵细胞+三个极体一个精原细胞→四个精子细胞质不均等分裂细胞质均等分裂卵巢睾丸染色体的行为变化相同：即在间期染色体先复制，在第一次分裂时同源染色体联会，形成四分体，非姐妹染色体互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，第一次分裂结束后染色体数目减半；第二次分裂时着丝点分裂，姐妹染色单体分离。变形子细胞数分裂方式场所不同点相同点卵细胞的形成过程精子的形成过程减数分裂减数分裂减数分裂与有丝分裂的比较4个精子1个卵细胞+3个极体2个体细胞1次1次有联会、互换、分离等行为无染色体数目减半亲、子代细胞染色体数目相等2次1次原始生殖细胞体细胞形成子细胞情况染色体复制次数同源染色体行为染色体数目变化细胞分裂的次数进行分裂的细胞减数分裂有丝分裂判断减数分裂及有丝分裂的各时期排赤道板（中期）同源染色体着丝粒减I中，看同源无同源有同源减II中有丝中减I中减II中有丝中判断减数分裂及有丝分裂的各时期两分开（后期）同源染色体着丝粒无同源有同源减I后减II后有丝后有丝后减I后减II后，看同源（子细胞）减数分裂相关物质变化曲线2N4NN间

前

中

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末

前

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后

末

时期核DNA核DNA的数量变化曲线减数分裂相关物质变化曲线每条染色体上DNA变化曲线12间

前

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前

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末

时期减数分裂相关物质变化曲线染色体的数量变化曲线2N4NN间

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时期染色体2N4NN间

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前

中

后

末

时期染色单体减数分裂相关物质变化曲线染色单体的数量变化曲线减数分裂相关物质变化曲线DNA、染色体、染色单体……配子中染色体组合的多样性（1）减数分裂过程中非同源染色体的自由组合a.一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有2种；b.一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有1种，极体有2种；c.体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2n种。（2）四分体时期有非姐妹染色单体的互换配子中染色体组合的多样性互换使分裂产生的四个子细胞所含的遗传物质各不相同。aa’bb’配子中染色体组合的多样性a.一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有4种；b.一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的卵细胞类型有1种，极体有3种；（2）四分体时期有非姐妹染色单体的互换受精作用精子卵细胞受精作用仅有一个精子能与卵细胞结合受精作用概念：过程：结果：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞细胞膜外面出现了一层特殊的膜以阻止其他精