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第1节 减数分裂和受精作用


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第 1 节 减数分裂和受精作用(一) 减数分裂
学习目标:
1. 说出减数分裂的概念及发生的部位 2. 尝试模型建构的方法,模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化,说明减数分裂的 过程 3. 说明减数分裂过程中染色体和 DNA 的变化规律 4. 区别精子与卵细胞形成过程及特征 5. 说明受精作用的概念、特点和意义

知识梳理:
一、细胞的减数分裂 1、减数分裂的概念 凡是进行有性生殖的生物,在原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞( 或 ) 的过程中,染色体只复制 次,而细胞却连续分裂 次,结果是,新产生的生殖细 胞中 数目比原始生殖细胞 。 (1)对象:进行 的生物。 (2)时期:原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞。 (3)特点:染色体只复制一次,细胞连续分裂 。 (4)结果:新产生的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞 。 2、相关的概念 (1)同源染色体:配对的两条染色体, 和 一般都相同,一条来自父方,另一条来 自母方。 (2)联会: 两两配对的现象。 (3)四分体: 联会后的每对同源染色体含有 条染色单体。 (一个四分体中有 个着丝 点、两条染色体、 DNA 分子, 染色单体,即一对同源染色体) 二、减数分裂的过程 1、精子的形成过程(以动物细胞为例) (1)场所:人和哺乳动物的 (2)过程

2、卵细胞的形成过程 (1)场所:人和哺乳动物的 (2)过程

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3、减数分裂的特征 (1)减数第一次分裂的特征 在减数第一次分裂间期, 中的染色体复制, 成为 , 前期 联 会形成 (非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换) 中期 , 排列在赤道板 上,后期 分离(同时非同源染色体自由组合) ,分别移向细胞两极。 (2)减数第二次分裂的特征 染色体不再复制,前期染色体散乱地分布于细胞中,中期 的 排列在赤 道板上,后期染色体的着丝点分裂 分离,分别移向细胞两极。 4、精子的形成与卵细胞形成的比较
比较 项目 产生部位 第一次 分裂 一个初级精母细胞(2n) 一个初级卵母细胞(2n) (细胞质 产生两个大小相同的次级精 母细胞(n) 不均等分裂)产生一个次级卵母 细胞(n)和一个第一极体(n) 一个次级卵母细胞(细胞质不均 第二次 分裂 两个次级精母细胞形成四个 同样大小的精细胞(n) 等分裂)形成一个大的卵细胞(n) 和一个小的第二极体。第一极体 分裂(均等)成两个第二极体 有无变形 分裂结果 精细胞变形形成精子 产生四个有功能的精子(n) 无变形 只产生一个有功能的卵细胞(n) 着丝点分裂,姐妹染色单 体分开,分别移向两极,细胞 质分裂, 子细胞染色体数目不 变。 染色体数目均减半 精子的形成 不同点 卵细胞的形成 相同点 染色体都复制复制一次, 同源染色体联会,形成四分 体,同源染色体分离,非同源 染色体自由组合,细胞质分 裂,子细胞染色体数目减半。

5、细胞核中染色体和 DNA 的变化规律图表 (1)减数分裂过程中染色体数目和 DNA 含量的变化表:
精(卵)原 细胞 染色体数 DNA 分子数 2N 2C→4C 初级精(卵) 母细胞 2N 4C 次级精(卵)母细胞 前、中期 N 2C 后期 2N 2C 精子细胞、卵细胞 极体 N C

(2)减数分裂过程中,染色体数量的变化和 DNA 含量的变化可分别用下面两个曲线图表示。

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【疑难解析】
1、减数分裂与有丝分裂的比较
比较 母细胞类型 细胞分裂次数 有丝分裂 体细胞(从受精卵开始) 1次 无同源染色体联会、四分 不 同 点 子细胞数目 子细胞类型 最终子细胞染色体数 子细胞间的遗传物质 相同点 意 义 同源染色体行为 体, 不出现染色单体的交叉互换 及同源染色体的分离。 2个 体细胞 与亲代细胞相同 一定相同(基本上) 减数分裂 原始生殖细胞 2次 有同源染色体的联会、四分体,出现 非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体 分离。 雄为 4 个,雌为(1+3)个 成熟生殖细胞(精子或卵细胞) 比亲代细胞减少一半(发生在第一次分裂) 不一定相同

染色体都复制一次,出现纺锤丝,减数第二次分裂和有丝分裂相似 使生物的亲代细胞和子代细胞 之间保持了遗传性状的稳定性 减数分裂和受精作用维持了每种生物前 后代体细胞中染色体数目的恒定

2、染色体与染色单体、同源染色体与四分体之间的关系 (1)染色体与染色单体 ①染色体的条数是着丝点来计数的,有一个着丝点就有一条染色体。 ②染色单体是由一个着丝点连接的 2 条子染色体, 这两条子染色体叫姐妹染色单体, 染色单 体存在的时期是染色体复制以后,着丝点分裂之前的一段时期。如 a 与 a’、b 与 b’、c 与 c’、 d 与 d’。 (2)同源染色体和四分体 ①同源染色体:是指一条来自父方,一条来自母方,形态、大小一般相同的 两条染色体。在减数分裂过程中能配对的两条染色体,先联会后分离。如 1 和 2,3 和 4 。 ②四分体:是指在减数第一次分裂时,联会后每对同源染色体含有四条染色 单体的状态,如 1 和 2、3 和 4 为一个四分体。 ③同源染色体的对数=四分体的个数。 ④1 个四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA 分子 3、有丝分裂和减数分裂图像的鉴别方法 一般,鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂,最关键的是看染色体的行为。可按如下原则判 定: (1)细胞质是否均等分裂:不均等分裂→减数分裂卵细胞的形成 均等分裂→有丝分裂、减数分裂精子的形成
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(2)细胞中染色体数目:若为奇数→减数第二分裂(次级精母细胞、次级卵母细胞) 若为偶数→有丝分裂、减数第一分裂、减数第二分裂后期 (3)细胞中染色体的行为:①同源染色体联会、四分体现象→减数第一分裂前期(四分体 时期) 有同源染色体→有丝分裂、减数第一分裂 ② 无同源染色体→减数第二分裂 同源染色体的分离→减数第一分裂后期(着丝点未分裂) 一侧无同源染色体→减数第二分裂后期 ③姐妹染色单体的分离 一侧有同源染色体→有丝分裂后期 4、减数分裂和有丝分裂不同时期图像的鉴别
时 期 项目 减数第一次分裂 减数第二次分裂 有丝分裂

图形 前 期 有同源染色体,且有联会和 特点 四分体,每条染色体含 2 条 姐妹染色单体。 无同源染色体, 无联会, 染 色体散乱分布, 每条染色体 含 2 条姐妹染色单体。 有同源染色体, 无联会, 染 色体散乱分布, 每条染色体 含 2 条姐妹染色单体。

图形 中 期 有同源染色体,四分体排列 特点 在赤道板位置上,每条染色 体含 2 条姐妹染色单体。 无同源染色体, 染色体的着 丝点排列在赤道板上, 每条 染色体含 2 条姐妹染色单 体。 有同源染色体, 染色体的着 丝点排列在赤道板上, 每条 染色体含 2 条姐妹染色单 体。

图形 后 期 同源染色体分开,每条染色 特点 体含 2 条染色单体,每一极 的细胞中无同源染色体。 姐妹染色单体分开, 每一极 的细胞中无同源染色体。 姐妹染色单体分开, 每一极 的细胞中有同源染色体。

末 期

图形

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特点

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无同源染色体, 无姐妹染色 单体, 染色体逐渐变成染色 质 无同源染色体, 无姐妹染色 单体, 染色体逐渐变成染色 质

无同源染色体,有姐妹染色 单体

三、受精作用 1、概念:精子与卵细胞融合成为 的过程。? 2、过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面→卵细胞细胞膜的外面出现了一层特殊的 膜以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇→二者的染色体会合。 3、结果:受精卵的染色体数目又恢复到___________,其中一半染色体来自____,另一半来 自____。 4、减数分裂和受精作用的意义 维持每种生物前后代体细胞中 数目的恒定性,对于生物的 和 ,都是十分 重要的。

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