第2章基因和染色体的关系(教案).doc
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1、高考生物第一轮复习资料(教案) 2-2基因和染色体的关系第2章 基因和染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用【课标定位】1.阐述减数分裂的概念,举例说明配子的形成过程。2.比较精子与卵细胞形成过程的异同,阐述受精作用过程。3.识别减数分裂不同阶段染色体的形态和数目。【教材回归】一、减数分裂(一)减数分裂的概念减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂方式。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。分裂结果,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减少一半。(二)与减数分裂有关的概念1.同源染色体和非同源染色体同源染色体非同源染色体来
2、源一条来自父方,一条来自母方既可来自父方,也可来自母方形态和大小一般都相同(性染色体X和Y除外)一般不相同关系在减前期能够配对的两条染色体在减前期不能配对的染色体比较42135678图中1和3、2和4分别属于一对同源染色体图中1和2、3和4、1和4、2和3分别属于非同源染色体图中5和6、7和8既不是同源染色体,也不是非同源染色体,而是由一对姐妹染色单体分开后形成的两条相同的子染色体2.联会和四分体(1)联会在减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对的现象。(2)四分体在减数第一次分裂前期,联会后含有四条染色单体的每对同源染色体叫做一个四分体。3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体d dc cb b3
3、41 2a a(1)姐妹染色单体同一着丝点连着的两条染色单体,如图中的a和a、b和b、c和c、d和d。(2)非姐妹染色单体不同着丝点连着的两条染色单体,如图中的a和d、b和c等。4.交叉互换在减数第一次分裂前期,四分体中的非姐妹染色单体之间进行相同区段的相互交换。5.同源染色体分离在减数第一次分裂后期,配对的两条同源染色体在纺锤丝的牵引下彼此分离,分别随机移向细胞的两极。6.非同源染色体自由组合在减数第一次分裂后期,同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。(三)减数分裂的过程以哺乳动物精子的形成为例方式时期减数第一次分裂减数第二次分裂分裂间期精原细胞的体积增大(染色体进行复制)初级精母细胞
4、。复制结果:每条染色体复制出由一个着丝点连接着的两条姐妹染色单体,因而染色体的数量未变;核DNA分子数量增加一倍减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期,或者间期经历的时间很短,染色体不再复制分裂期前期初级精母细胞中原来分散存在的同源染色体联会形成四分体,四分体中的非姐妹染色单体之间还常常发生缠绕并进行相同区段的交叉互换次级精母细胞中的染色体(无同源染色体)散乱分布在细胞的中央中期初级精母细胞中的每对同源染色体都排列在细胞中央的赤道板上(两侧),每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上次级精母细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上后期初级精母细胞中的每对同源染色体,在纺锤丝的牵引下彼
5、此分离,同时非同源染色体自由组合,并分别移向细胞的两极,使细胞的两极各获得每对同源染色体中的任意一条染色体次级精母细胞中每条染色体的着丝点分裂,两条姐妹染色单体随之分开成为两条染色体,并在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极末期当两组染色体到达细胞两极时,一个初级精母细胞分裂成为两个次级精母细胞(由于同源染色体分离并分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞中的染色体数目减少了一半)当次级精母细胞中彼此分开的染色体到达细胞两极后,每个次级精母细胞分裂成为两个精细胞,精细胞经过复杂的变形后成为精子(四)配子中染色体组合的多样性在生物的体细胞中,染色体的数目往往是比较多的。例如,在人的体细胞中就有23对
6、同源染色体,在人体形成精子或卵细胞时,可产生223种染色体组成不同的配子。如果再考虑非姐妹染色单体之间的交叉互换,通过减数分裂产生的配子种类就更多了。这对于生物多样性的形成具有非常重要的意义。二、受精作用(一)受精作用的概念卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。(二)受精作用的过程精子与卵细胞相互识别后,精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。同时,卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入。不久,精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。(三)受精作用的结果受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。(四)
7、受精作用的意义1.由于配子中的染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。2.对进行有性生殖的生物来说,减数分裂使精子和卵细胞中的染色体数目减半,受精作用又使受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的染色体数目。可见,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异都具有重要意义。【要点突破】一、减数分裂概念的诠释发生范围只有能进行有性生殖的生物才会发生减数分裂发生时期只有在生物体性成熟以后,由原始生殖细胞(如哺乳动物的精原细
8、胞或卵原细胞)发展成为成熟生殖细胞(如精子或卵细胞)时才发生发生场所有性生殖器官,如哺乳动物的睾丸或卵巢、高等植物的花药或胚囊分裂特点在整个分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次(减数第一次分裂和减数第二次分裂)分裂结果成熟生殖细胞中的染色体数目只有原始生殖细胞中的一半二、有关同源染色体的几点说明1.在减数第一次分裂前期,能够配对的两条染色体一定是同源染色体,一般是一条来自父方,一条来自母方,并且形状和大小一般都相同。2.形状和大小相同的染色体不一定是同源染色体,如一条染色体的两条姐妹染色单体分开后形成的两条染色体就不是同源染色体。3.形状和大小不同的两条染色体可能是同源染色体,如X
9、与Y两条性染色体就是一对异型的同源染色体。4.一条来自父方和一条来自母方的染色体不一定是同源染色体。5.同源染色体既可存在于减数分裂过程中,也可存在于有丝分裂过程中,但在有丝分裂过程中没有同源染色体的联会,没有四分体的形成,也没有同源染色体的分离。三、减数分裂的过程1.动物精子的形成过程精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子染色体复制 分裂 分裂 变形减数第一次分裂 减数第二次分裂染色体复制 分裂 卵原细胞 初级卵母细胞减数第一次分裂 减数第二次分裂次级卵母细胞第一极体卵细胞第二极体第二极体第二极体分裂 分裂 2.动物卵细胞的形成过程特别提示:减数分裂导致染色体数减半的原因:减数第
10、一次分裂过程中同源染色体分开,分别进入两个次级精母细胞中。卵细胞形成过程中出现的不均等分裂是指细胞质的不均等分裂。3.卵细胞的形成过程与精子形成过程的不同点类型项目精子的形成卵细胞的形成形成部位雄性动物的睾丸雌性动物的卵巢细胞质分裂初级精母细胞和次级精母细胞在分裂后期细胞质均等分裂初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂后期细胞质都是不均等分裂的(第一极体在分裂后期细胞质均等分裂)子细胞数目一个精原细胞一个初级精母细胞两个次级精母细胞四个精细胞四个精子一个卵原细胞一个初级卵母细胞一个次级卵母细胞和一个第一极体一个卵细胞和三个第二极体(很快退化消失,不属于生殖细胞)是否变形精细胞必须经过变形才能成为精子
11、卵细胞的形成不需经过变形特别提示:精(卵)原细胞的增殖方式是有丝分裂,其染色体数目与体细胞中的相同。减数第二次分裂与有丝分裂的不同之处主要是减数第二次分裂没有同源染色体。四、二倍体生物细胞分裂方式及时期的判定1.判断方法首先根据不同分裂时期细胞内染色体的行为特点判定分裂时期,然后根据该时期不同分裂方式染色体的行为特点、有无同源染色体以及细胞质是否均等分裂判定分裂方式。2.图像比较分裂方式时期有丝分裂减数分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期图像 分析与的主要区别在于同源染色体的行为特点不同,与、与的主要区别在于细胞中有无同源染色体中期图像 分析与的主要区别在于同源染色体的行为特点不同,与、与的主
12、要区别在于细胞中有无同源染色体后期图像 分析与比较:中染色单体分离,中同源染色体分离;与比较:有同源染色体,无同源染色体;与比较:有染色单体,无染色单体特别提示:如果细胞中的染色体数目为奇数(处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期时只能看细胞的一极),则一定是减数第二次分裂。五、多倍体和单倍体细胞分裂方式的判定1.多倍体生物(如四倍体)进行有丝分裂和减数分裂产生的子细胞中都有同源染色体,但可根据子细胞中的染色体数目是否减半判定是有丝分裂还是减数分裂。四倍体生物减数第二次分裂的细胞图像与二倍体生物或四倍体的单倍体生物有丝分裂的细胞图像类似,如右图既可表示二倍体或四倍体的单倍体有丝分裂后期图,也可表
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