基因和染色体的关系教学课件

第二章基因和染色体的关系

第一节减数分裂和受精作用

（-）减数分裂

【学习目标】

1.阐明减数分裂过程中染色体的变化。

2.观察蝗虫精母细胞的减数分裂装片。

【基础梳理】

一、精子的形成过程

1.形成部位：高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在

中形成的。

2.形成过程

（1）减数分裂I

时间图示相关变化

间期

染色体复制，有关蛋白质合成，细胞体积增大

前期同源染色体联会形成四分体，同源染色体的非姐妹

染色单体之间常发生交叉互换

中期

同源染色体排列在赤道板两侧

3同源染色体分离,非同源染色体自由组合，并移向

后期2细胞两极

（2）减数分裂n

中期后期

图示

着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,并

特点染色体的着丝粒排列在赤道板上

移向细胞两极

二、卵细胞的形成过程

1.形成部位：人和其他哺乳动物的卵细胞都是在中形成的。

2.形成过程

卵原细胞

|染色体复制

初级卵母细胞]

|分裂

（----匚——1＞减数分裂I

极体次级卵母细胞1

।分裂11分斗\减数分裂（1

两个极体极体卵细胞J

3.结果：一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个见细胞，三个极体都退化消失。

4.动物精子和卵细胞形成过程的比较

项目精子形成过程卵细胞形成过程

部位睾丸卵巢

原始生殖细胞精原细胞卵原细胞

细胞质的分裂第一极体均等分裂，初级卵母细胞、

均等分裂

方式次级卵母细胞不均等分裂

一个精原细胞一四个精细一个卵原细胞一一个卵细胞（生殖细

分裂结果

胞（生殖细胞）胞）+三个极体（退化消失）

是否变形变形不需变形

5.减数分裂的概念

（1）对象：进行的生物。

（2）场所：=

（3）过程：原始生殖细胞（如）一_______生殖细胞（如精子、卵细胞）

（4）特点：染色体复制两次，细胞连续分裂o

（5）结果：成熟生殖细胞中染色体数目。

三、观察蝗虫精母细胞减数分裂装片

1.实验原理

蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再通过变形形成精子。在此过程中，细胞中的染

色体形态、和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。

2.实验步骤

【拓展延伸】

、减数分裂过程中配子的种类

1.正常情况下产生的配子数

①1个精原细胞可产生4个、2种类型的精子（两两相同）。

②1个雄性个体（体内含n对同源染色体）可产生2n种精子。

③1个卵原细胞可产生1个、1种类型的卵细胞（4个子细胞，3个为极体，1个为卵细胞）。

④1个雌性个体（体内含n对同源染色体）可产生2n种卵细胞。

①发生染色体互换后，含一对同源染色体的一个精原细胞能产生4个精子，且为4种类型,

比不发生交叉互换时增加2种类型。

②相同情况下，含一对同源染色体的一个卵原细胞能产生4个配子（3个为极体，1个为卵

细胞），且为4种类型。

【例题】

某二倍体动物的一个精原细胞经减数分裂后形成的其中一个精细胞如图所示。下列解释合理

的是（）

精原制胞精细脆

A.通过减数分裂形成的4个精细胞中有一个不含A和a的精细胞

B.减数第二次分裂中，有一对染色单体没有相互分禺

C.通过减数分裂形成的4个精细胞中有两个基因型为Aa的精细胞

D.减数第一次分裂中姐妹染色单体间发生了交叉互换

答案：C

解析：在正常情况下，1个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞两两相同，且不含同源染

色体。题图所示的精细胞中含有同源染色体且两条同源染色体上各自有一段不同颜色的片

段，说明该精原细胞在减数第一次分裂前期发生了同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互

换，且在减数第一次分裂后期等位基因A和a所在的这对同源染色体没有发生分离而进入

同一个次级精母细胞中，该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂，形成了两个基因型为

Aa的精细胞；与此同时产生的另一个次级精母细胞不含A和a,当减数第二次分裂结束时,

产生了2个不含A和a的精细胞。综上分析，C正确。

二、有丝分裂与减数分裂的判断方法

L图像的比较

■奇数—►Mn,无同源染色体存在

无同源染色体-MD

二

-三

看

看

看

有

有.出现联会、四分体］

染

同

无

同同源染色体着丝粒［MI

色

源

数

偶

二

同

源位于赤道板两侧

体M1

--染

源

染

数•同源染色体分离J

色

染

色

目

体

色无上述同源染色体的特

体

行

体殊行为——有丝分裂

为

2.曲线的比较

①先区分核DNA的变化曲线和染色体的变化曲线

看“斜线”，曲线中存在斜线的为核DNA变化曲线，不存在斜线的为染色体变化曲线。

②再区分细胞增殖的方式

看“染色体峰值”，染色体数目最大为4N的，是有丝分裂；染色体数目最大为2N的，是

减数分裂。

看“DNA复制和分裂次数”，斜线代表DNA复制，竖直下降代表细胞分裂完成。因此斜

线出现1次，而竖直下降2次的，为减数分裂：斜线出现1次，竖直下降1次的，为有丝分

裂。

看“结果”，分裂完成后，染色体或核DNA的数量与分裂前相等则为有丝分裂；若减半则

为减数分裂。

【例题】

水稻（2w=24）的生长发育需经历有丝分裂和减数分裂。下列相关叙述错误的是（）

A.同源染色体分离属于减数分裂特有的染色体行为

B.姐妹染色单体分离属于有丝分裂特有的染色体行为

C.减数分裂中核DNA数有两次减半，有丝分裂只有一次

D.有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期核DNA分子数加倍

答案：B

解析：同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，是减数分裂特有的染色体行为，A正确；

姐妹染色单体分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，不是有丝分裂特有的染色体

行为，B错误；减数第一次分裂同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使核DNA数目

减半，减数第二次分裂姐妹染色单体分离形成的两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细

胞的两极，并随着细胞的分裂进入两个子细胞，使核DNA数目再次减半。有丝分裂姐妹染

色单体分离形成的两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，并随着细胞的分裂

进入两个子细胞，使DNA数目减半，C正确；DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第

一次分裂前的间期，其结果是核DNA分子数目加倍，D正确。

【课堂练习】

1.下列关于减数分裂的叙述，正确的是（）

①减数分裂发生在能够进行有性生殖的生物中

②减数分裂的过程是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程

③减数分裂的特点是细胞中的染色体复制一次，而细胞连续分裂两次

④减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减少一半

⑤减数分裂是一种特殊的有丝分裂，同样具有一定的周期性

A.①②③④B.②③④⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤

2.由次级精母细胞产生精细胞的过程中（）

A.着丝点分裂，染色体数目和DNA含量均减半

B.着丝点分裂，染色体数目减半

C.着丝点分裂，染色体数目和DNA含量均不变

D.着丝点分裂，染色体数目不变，DNA含量减半

3.下列关于高等动物精子形成过程的叙述错误的是（）

A.染色体组合多样可导致不同精子遗传物质产生差异

B.次级精母细胞中可能存在等位基因

C.着丝点分裂导致染色体数目与DNA数目加倍

D.同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可能导致基因重组

4.下列关于卵子的发生的说法，正确的是（）

A.卵子的发生是从初情期开始的

B.排出成熟卵子的过程就称为排卵

C.卵子形成时的分裂过程均在卵巢内完成

D.卵子产生中的减数第二次分裂是在精子和卵子的结合过程中完成的

5.关于精子和卵细胞形成过程的异同点（以哺乳动物为例），下列说法错误的是（）

A.形成场所分别是动物的睾丸和卵巢

B.精原细胞减数分裂直接形成4个精子

C.初级卵母细胞的细胞质分裂是不均等的

D.染色体的行为变化是相同的

6.如图表示某二倍体生物的细胞分裂示意图，有关分析错误的是（）

A.该图为动物细胞的分裂图像B.此时期为减数第二次分裂后期

C.此时期的细胞为初级精母细胞D.该生物的体细胞中含有4条染色体

7.如图为某种高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是（）

A.甲细胞一定为次级精母细胞B.乙细胞含有2对同源染色体

C.丙细胞是乙细胞分裂的结果D.丙中的M、m为一对同源染色体

8.图1表示某动物(2n=4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核

DNA分子数量的关系，图2为该动物的一个细胞正常分裂时有关物质或结构数量变化曲线

的一部分。据图分析下列有关叙述错误的是()

A.图1中的n可表示减数第一次分裂的中期与有丝分裂的中期

B.图1中m时期细胞中有一个染色体组，w时期细胞中不存在同源染色体

C.若图2表示减数分裂中染色体数目变化曲线的一部分，则A段可对应于图1中I、III

D.若图2表示有丝分裂中每条染色体上DNA数目变化曲线的一部分，则B段染色体数等于

核DNA分子数

【答案以及解析】

1.答案：A

解析：①能够进行有性生殖的生物都能进行减数分裂，产生有性生殖细胞，①正确；②减数

分裂是由原始的生殖细胞形成成熟的有性生殖细胞的过程，其过程中染色体复制一次，细胞

连续分裂两次，②、③正确；④由于在减数分裂的过程中染色体复制一次，细胞连续分裂两

次，所以形成的成熟生殖细胞中的染色体数目比原来的减少一半，④正确；⑤减数分裂是一

种特殊的有丝分裂，但由于产生的生殖细胞不能继续分裂，所以不具有周期性，⑤错误；故

A正确。

2.答案：D

解析：次级精母细胞通过减数第二次分裂产生精细胞.

（1）减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍;

（2）减数第二次分裂末期，细胞质一分为二，染色体和DNA都平均分配给两个子细胞.

因此，减数第二次分裂过程中，着丝点分裂，染色体数目不变，DNA含量减半.

所以D选项是正确的.

3.答案：C

解析：染色体组合多样，在减数分裂过程中进行自由组合，可导致不同精子遗传物质产生差

异；当DNA复制时发生基因突变，导致姐妹染色单体上存在等位基因，减数第一次分裂结

束后，次级精母细胞中可能存在等位基因；着丝点分裂号导致染色体数目加倍，但DNA数

目不变；由分析可知，同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换可能导致基因重组；故选C。

4.答案：D

解析：卵子的发生是从胚胎开始，故A错。排出次级卵母细胞称为排卵，排出成熟卵子标

志受精作用完成，故B错。减数分裂第二次分裂在受精作用完成，故C错，D正确。

5.答案：B

解析：精子的形成部位是睾丸。曲细精管中含有大量的精原细胞，精原细胞是原始的雄性生

殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目和体细胞的染色体数目相同。卵细胞的形成部位是卵

巢；精原细胞减数分裂直接形成四个精细胞，然后精细胞经过变形，形成四个精子；一个初

级卵母细胞经过减数第一次分裂形成一个较大的次级卵母细胞和一个较小的极体（第一极

体）；减数分裂过程中染色体的行为变化是相同的；故