1、第第2 2章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系第第1 1节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用 第一课时第一课时 减数分裂减数分裂人体有23对染色体,精子和卵细胞结合形成受精卵,发育成子代个体。如果精子和卵细胞的染色体数不变,那么子代个体的染色体数会是什么样呢?4646受精卵受精卵新个体新个体父父母母(有丝分裂)(有丝分裂)929292924646受精受精(有丝分裂)(有丝分裂)假设假设: 配子(精子配子(精子或卵细胞)是或卵细胞)是通过通过有丝分裂有丝分裂的方式产生的的方式产生的精精子子46卵卵细细胞胞46提出问题提出问题4646卵卵细细胞胞受精卵受精卵新个体新个体父父母母精精子子
2、46464646受精受精4646(有丝分裂)(有丝分裂)?作出推理作出推理4646卵卵细细胞胞受精卵受精卵新个体新个体父父母母精精子子46464646受精受精46462323(有丝分裂)(有丝分裂)减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞1.1.根据有丝分裂,阐明减数分裂、同源染色体、四分体、联根据有丝分裂,阐明减数分裂、同源染色体、四分体、联会等概念。会等概念。(生命观念、科学思维)(生命观念、科学思维)2.2.阐述精子和卵细胞的形成过程。阐述精子和卵细胞的形成过程。(生命观念)(生命观念)3.3.基于对比、
3、分析,阐述精子和卵细胞形成过程各时期染色基于对比、分析,阐述精子和卵细胞形成过程各时期染色体和体和DNADNA的行为变化的异同点。的行为变化的异同点。(科学思维)(科学思维) 体会课堂探究的乐趣,体会课堂探究的乐趣, 汲取新知识的营养,汲取新知识的营养,让我们一起让我们一起 吧!吧!进进走走课课堂堂进行进行_的生物。的生物。原始生殖细胞原始生殖细胞 成熟生殖细胞。成熟生殖细胞。细胞细胞 ,而染体而染体 。v对象对象: :v时期时期: :v特点特点: :v结果结果: :成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的染色体数目胞中的染色体数目 。一、自主学习,完
4、成下面填空:一、自主学习,完成下面填空:有性生殖有性生殖分裂两次分裂两次只复制一次只复制一次减少一半减少一半【提示】【提示】减数分裂特殊性主要体现在:减数分裂特殊性主要体现在:(1)DNA(1)DNA复制一次,细胞连续分裂两次;复制一次,细胞连续分裂两次;(2)(2)有独特的染色体行为有独特的染色体行为同源染色体联会、分离;同源染色体联会、分离;(3)(3)分裂结果:得到四个细胞并且染色体数减半;分裂结果:得到四个细胞并且染色体数减半;(4)(4)形成的是生殖细胞而不是体细胞。形成的是生殖细胞而不是体细胞。基于生物学事实和证据运用归纳与概括,体现了科学思维的核心素养。思考:减数分裂被称为特殊的
5、有丝分裂,特殊在什么地方?睾丸睾丸二、哺乳动物精子的形成过程二、哺乳动物精子的形成过程1.1.形成部位:形成部位: 精原细胞(原始雄性生殖细胞)精原细胞(原始雄性生殖细胞)体细胞体细胞有丝分裂有丝分裂细胞分化细胞分化精子精子2.2.精子形成的大致过程:精子形成的大致过程:初级精母初级精母细胞细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞精子精子精原精原细胞细胞染色体复制染色体复制减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂变形变形精原细胞精原细胞同源染色体同源染色体形状和大小一般相同形状和大小一般相同一条来自父方,一条来自父方, 一条来自母方一条来自母方AaBbA A和和a a、B B和
6、和b b: 同源染色体同源染色体A A和、和和、和b b、a a和、和、a a和和b b:非同源染色体非同源染色体来源相同的两条染色体是不是同源染色体呢?特点:特点:染色体的复制(染色体的复制(DNADNA的复制和有关蛋白质的合成)的复制和有关蛋白质的合成)精原细胞精原细胞 (原始生殖细胞(原始生殖细胞) 染色体的复制染色体的复制减数第一次分裂前的间期:减数第一次分裂前的间期:初级精母细胞初级精母细胞特特 点:点:同源染色体联会形成四分体。同源染色体联会形成四分体。四分体:四分体:联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体。联会后的每对同源染色体中含有四条染色单体。联联 会:会:同源染色体两两配
7、对的现象。同源染色体两两配对的现象。初级精母细胞初级精母细胞(1 1)减数第一次分裂前期:)减数第一次分裂前期:四分体四分体=4条染色条染色单体单体=1对同源染对同源染色体色体=两条染色体两条染色体3.3.减数分裂各时期特点:减数分裂各时期特点:四分体四分体一对同源染色体一对同源染色体一对同源染色体一对同源染色体(含四条染色单体)(含四条染色单体)四分体四分体同源染色体同源染色体联会,联会,四分体四分体出现出现属于姐妹染色单属于姐妹染色单体的是体的是:属于非姐妹染色单属于非姐妹染色单体的是体的是:1和和2 3和和41和和31和和42和和32和和4同源染色体内非姐妹染色单体同源染色体内非姐妹染色
8、单体的交叉互换的交叉互换3 41 2部分交换部分交换课后思考课后思考:对生物有何意义对生物有何意义细胞中有细胞中有 对同源染色体,它们分对同源染色体,它们分别是别是: : 。哪几条是非同源染色体?哪几条是非同源染色体?2 2A A和和C C、A A和和D D、B B和和C C、 B B和和D DA A和和B B、C C和和D D【例【例1 1】一个四分体含有一个四分体含有 对同源染色体,对同源染色体,含有含有 条染色单体,条染色单体, 条染色体条染色体 个个DNADNA分子。分子。 1 12 24 44 4理解同源染色体、非同源染色体、理解同源染色体、非同源染色体、四分体等概念。四分体等概念。
9、特点:特点:各对同源染色体排列在赤道板两侧。各对同源染色体排列在赤道板两侧。初级精母细胞初级精母细胞(2 2)减数第一次分裂中期:)减数第一次分裂中期:特点:特点:同源染色体彼此分离,同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合。非同源染色体自由组合。(3 3)减数第一次分裂后期:)减数第一次分裂后期:初级精母细胞初级精母细胞非同源染色体非同源染色体自由组合会有自由组合会有哪些情况呢?哪些情况呢?非同源染色体的自由组合非同源染色体的自由组合组合一组合一abba组合二组合二组合三组合三组合四组合四第一种第一种可能性可能性第二种第二种可能性可能性特点:特点:一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,一个
10、初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,染色体数目减半。染色体数目减半。(4 4)减数第一次分裂末期:)减数第一次分裂末期:初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞染色体数目减半染色体数目减半的原因的原因是什么?是什么?(5 5)减数第二次分裂前期:次级精母细胞次级精母细胞特点:特点:非同源染色体散乱分布。非同源染色体散乱分布。每个次级精母细胞的染色体数每个次级精母细胞的染色体数目只有初级精母细胞的一半,目只有初级精母细胞的一半,细胞内无同源染色体细胞内无同源染色体(6 6)减数第二次分裂中期:)减数第二次分裂中期:次级精母细胞次级精母细胞特点:特点:非同源染色体排列在赤道板位置。非同源染
11、色体排列在赤道板位置。(7 7)减数第二次分裂后期:次级精母细胞次级精母细胞特点:特点:非同源染色体的着丝粒分裂,两条姐妹染非同源染色体的着丝粒分裂,两条姐妹染色单体分开形成染色体。色单体分开形成染色体。减数第二次分裂后期染减数第二次分裂后期染色体数目暂时加倍,减色体数目暂时加倍,减数第二次分裂末期又变数第二次分裂末期又变回原来的数目。回原来的数目。(8 8)减数第二次分裂末期:次级精母细胞次级精母细胞精子精子 (成熟生殖细胞)(成熟生殖细胞)精细胞精细胞变形变形特点:特点:两个次级精母细胞形成四个精细胞。两个次级精母细胞形成四个精细胞。变形变形减数第二次分减数第二次分裂与有丝分裂裂与有丝分裂
12、有什么异同点?有什么异同点? 联会、四分体联会、四分体同源染色体分离同源染色体分离 着丝粒分裂着丝粒分裂染色单体分开染色单体分开次级次级精母精母细胞细胞细胞细胞增大增大染色染色体复体复制制变形变形间期间期减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂1个个 1个个2个个4个个4个个思考:思考:(1 1)减数第一次分裂的实质是)减数第一次分裂的实质是_,_,减数减数第二次分裂的实质是第二次分裂的实质是_。(2 2)染色体数目减半发生在)染色体数目减半发生在_。精原精原细胞细胞初级初级精母精母细胞细胞精精细细胞胞精精子子同源染色体分离同源染色体分离姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离减数第一
13、次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂2 2n n4 4n n间期间期减数第一次分裂减数第一次分裂4.4.一个细胞核内染色体变化曲线一个细胞核内染色体变化曲线染色体数目染色体数目时期时期基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法,体现了科学思维的核心素养。减数第二次分裂减数第二次分裂2 2n n4 4n n减数第一次分裂减数第一次分裂5.5.一个细胞核内一个细胞核内DNADNA变化曲线变化曲线间期间期DNADNA数目数目时期时期基于生物学事实和证据运用模型与建模等方法,体现了科学思维的核心素养。C C【例2】下列各细胞图中,一定不属于精子形成过程的是( ) A B C DA细胞为变形后
14、形成的精子,属于精子的形成过程;细胞为变形后形成的精子,属于精子的形成过程;B细胞处于减数第二次分裂后期,细胞处于减数第二次分裂后期,可能属于精子的形成过程;可能属于精子的形成过程;C细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质不均等分裂,细胞处于减数第二次分裂后期,且细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞,属于卵细胞的形成过程;称为次级卵母细胞,属于卵细胞的形成过程;D细胞处于减数第一次分裂前期,可细胞处于减数第一次分裂前期,可能属于精子的形成过程。故选能属于精子的形成过程。故选C。细胞分裂图像辨别细胞分裂图像辨别1.1.染色体数目的奇偶性染色体数目的奇偶性 奇数:减奇数:减、成熟的生殖细胞(配子)、成
15、熟的生殖细胞(配子) 偶数:减偶数:减、减、减、有丝分裂、有丝分裂 2.2.有无同源染色体有无同源染色体 无同源染色体:减无同源染色体:减、成熟的生殖细胞(配子)、成熟的生殖细胞(配子) 有同源染色体:有同源染色体: 减减:有同源染色体的联会、分离:有同源染色体的联会、分离 有丝分裂有丝分裂 :无同源染色体的联会、分离:无同源染色体的联会、分离基于生物学事实和证据,运用归纳与概括方法,体现了科学思维的核心素养。三、哺乳动物卵细胞的形成过程三、哺乳动物卵细胞的形成过程卵巢卵巢1.1.场所场所: :2.卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程:卵原细胞卵原细胞复制复制同源染色同源染色 体分离体分离联会联会
16、卵细胞卵细胞第一极体第一极体次级卵母细胞次级卵母细胞着丝着丝粒粒 分裂分裂着丝着丝粒粒 分裂分裂第二第二极体极体初级卵母细胞初级卵母细胞1.1.正常情况下一个精原细胞形成正常情况下一个精原细胞形成4 4个精细胞,基因型有个精细胞,基因型有2 2种。而一个卵种。而一个卵原细胞形成原细胞形成1 1个卵细胞和个卵细胞和3 3个极体,卵细胞只有个极体,卵细胞只有1 1种基因型。种基因型。2.2.不均等分裂现象只发生在卵细胞形成过程中,而极体的分裂是均等不均等分裂现象只发生在卵细胞形成过程中,而极体的分裂是均等的。的。3.3.精子的形成需要经过精细胞的变形,而卵细胞没有变形现象。精子的形成需要经过精细胞
17、的变形,而卵细胞没有变形现象。思考:精子与卵细胞形成的区别是什么?【例【例3 3】某动物的卵巢中有某动物的卵巢中有1010个卵原细胞,经过减数分裂可以形成卵个卵原细胞,经过减数分裂可以形成卵细胞和极体的个数分别是细胞和极体的个数分别是( )( ) A A1010和和10 B10 B1010和和4040 C C4040和和120 D120 D1010和和3030D D每个卵原细胞经减数分裂可产生每个卵原细胞经减数分裂可产生1个卵细胞和个卵细胞和3个极体,所以个极体,所以10个卵个卵原细胞可产生原细胞可产生10个卵细胞和个卵细胞和30个极体。个极体。【例【例4 4】下列选项属于减数分裂与有丝分裂过
18、程共同点的是()下列选项属于减数分裂与有丝分裂过程共同点的是() A.A.都有联会现象都有联会现象 B.B.都有一次染色体的复制都有一次染色体的复制C.C.都只有一次细胞分裂都只有一次细胞分裂 D.D.都有同源染色体的分离都有同源染色体的分离B B同源染色体的联会只发生在减数分裂过程中;减数分裂和有丝分裂都在间同源染色体的联会只发生在减数分裂过程中;减数分裂和有丝分裂都在间期进行一次染色体的复制;减数分裂进行两次细胞分裂,而有丝分裂进行期进行一次染色体的复制;减数分裂进行两次细胞分裂,而有丝分裂进行一次细胞分裂;同源染色体的分离只发生在减数分裂过程中。故选一次细胞分裂;同源染色体的分离只发生在
19、减数分裂过程中。故选B。比较项目比较项目减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂不不同同点点发生部位发生部位染色体复制次数染色体复制次数细胞分裂次数细胞分裂次数有无同源染色体有无同源染色体有无联会、四分体有无联会、四分体有无同源染色体分离有无同源染色体分离着丝粒何时着丝粒何时分裂分裂子细胞染色体数目子细胞染色体数目子细胞名称和数目子细胞名称和数目相相 同同 点点体细胞体细胞生殖器官生殖器官2 2次次 1 1次次1 1次次 1 1次次有有 有有 有有 无无有有 无无减减后期后期 后期后期减半减半 不变不变精子精子4 4个;卵细个;卵细胞胞1 1个,极体个,极体3 3个个都有纺锤丝,染色体的变化相近都有纺
20、锤丝,染色体的变化相近体细胞体细胞2 2个个减数分裂与有丝分裂的比较减数分裂与有丝分裂的比较基于生物学事实和证据,运用归纳与概括方法,体现了科学思维的核心素养。精子精子形成形成场所场所过程间期减数分裂减数分裂变形睾丸卵巢卵细胞卵细胞形成形成不均等分裂均等分裂1 1关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述, ,错误的是错误的是( () )A.A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B.B.有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会有丝分裂中期和减数第一次分裂中期都发生
21、同源染色体联会C.C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D.D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上B B有丝分裂染色体复制一次,细胞分裂一次,前期同源染色体不联会,中期有丝分裂染色体复制一次,细胞分裂一次,前期同源染色体不联会,中期染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向两极;减数分裂染染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向两极;减数分裂染色体复制一次,细胞连续分裂两次,减数第一次分裂前期发生同源染色体色体复制一次,细胞连续分裂两次,
22、减数第一次分裂前期发生同源染色体联会,后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数第二次分裂中联会,后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,减数第二次分裂中期类似有丝分裂,染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向期类似有丝分裂,染色体排列在赤道板上,后期姐妹染色单体分离,移向两极。两极。2.2.某动物的卵原细胞有某动物的卵原细胞有6 6条染色体,在初级卵母细胞中条染色体,在初级卵母细胞中出现的着丝粒数和四分体数分别为(出现的着丝粒数和四分体数分别为( )A.6A.6和和12 B.612 B.6和和3 C.123 C.12和和6 D.126 D.12和和1212B B1个四分体有1对
23、同源染色体、2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子。在减数分裂过程中,由于卵原细胞有6条染色体,所以能形成3个四分体;着丝粒分裂发生在第二次分裂后期。因此在减数第一次分裂的初级卵母细胞中,着丝粒数等于染色体数,为6个。故选B。3.3.已知某种细胞有已知某种细胞有4 4条染色体条染色体, ,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是中表示错误的是 ( ( ) )D D减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分离而分离,非
24、同源染色体上的非等位基减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分离而分离,非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。由题可知等位基因的相同位置上控制着相对性状的一对基因。由题可知等位基因G、g和和H、h分别位于分别位于两对同源染色体上,减数分裂后,等位基因分别进入不同的配子中,故选两对同源染色体上,减数分裂后,等位基因分别进入不同的配子中,故选D。4.4.如图是某动物生殖细胞形成过程的简图,请据图回答下列问题:如图是某动物生殖细胞形成过
25、程的简图,请据图回答下列问题: (1)(1)这是这是_细胞的形成过程,是在动物的细胞的形成过程,是在动物的_中形成的。中形成的。(2)(2)图中的表示图中的表示_(细胞细胞),图中的表示,图中的表示_细胞。细胞。(3)(3)图中的所示的一个细胞能够形成图中的所示的一个细胞能够形成_个所示的细胞。个所示的细胞。卵卵卵巢卵巢第一极体第一极体次级卵母次级卵母1 1(1)(1) 图中、细胞内的染色体数都是细胞的一半,可见为减数分裂过程,又因为细胞、图中、细胞内的染色体数都是细胞的一半,可见为减数分裂过程,又因为细胞、的细胞质都是不均等分裂,所以这是卵细胞的形成过程,是在动物的卵巢中形成的。的细胞质都是
26、不均等分裂,所以这是卵细胞的形成过程,是在动物的卵巢中形成的。(2)(2)细胞内细胞内正在发生同源染色体分离,因此该图表示处于减数第一次分裂后期的初级卵母细胞;图中的细正在发生同源染色体分离,因此该图表示处于减数第一次分裂后期的初级卵母细胞;图中的细胞内着丝粒分裂,姐妹染色单体分开分别移向细胞两极,且细胞质不均等分裂,因此表示处于减胞内着丝粒分裂,姐妹染色单体分开分别移向细胞两极,且细胞质不均等分裂,因此表示处于减数第二次分裂后期的次级卵母细胞。数第二次分裂后期的次级卵母细胞。(3)(3)一个卵原细胞经减数分裂可形成一个卵原细胞经减数分裂可形成1 1个卵细胞。个卵细胞。不要在你的智慧中夹杂着傲慢,不要使你的谦虚心缺乏智慧。
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