第二章 基因和染色体的关系 减数分裂和受精作用 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 特殊方式的有丝分裂 减数分裂 进行有性生殖的生物 从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中 染色体只复制一次 而细胞分裂两次 成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 范围 时期 特点 结果 减数分裂的概念 如 精原细胞 精子 精子的形成过程 场所 过程 睾丸 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 减 精细胞 减 精子 变形 减数分裂是细胞连续分裂两次 减数第一次分裂减数第二次分裂 间期前期中期后期末期 前期中期后期末期 减数分裂的过程 1 减 间期 精原细胞经过染色体复制 DNA分子复制和蛋白质的合成 体积稍稍增大 成为初级精母细胞 精原细胞 初级精母细胞 2 减 前期 1 同源染色体配对 联会 形成四分体 核膜及核仁消失 染色质缩短加粗成为染色体 出现纺锤丝组成纺锤体 联会 四分体 同源染色体 配对的两条染色体 形状和大小一般都相同 一条来自父方 一条来自母方 同源染色体 联会 同源染色体两两配对的现象 同源染色体的判断 1 一看染色体的长度 大小相同 2 二看染色体的着丝点位置 形状相同 3 三看染色体的颜色 来源不同 存在 体细胞 精 卵 原细胞 初级精 卵 母细胞 与染色体相关的名称 一对同源染色体一个四分体一条染色体一条染色单体一个DNA分子姐妹染色单体非姐妹染色单体 四分体 联会后的每对同源染色体会有4条染色单体 1个四分体 1对同源染色体 4条染色单体 2条染色体 含有4个DNA分子 四分体中的非姐妹染色单体间常交换部分片段 2 A和C B和D为 a和a b和b c和c d和d 称为 3 在每个四分体中 有同源染色体对 包含条染色体 条染色单体 个DNA分子 着丝点个 1 图中有染色体条 染色单体条 DNA分子个 图中有同源染色体对 分是 4 8 8 2 A和B C和D 1 4 4 非同源染色体 姐妹染色单体 练习题 2 2 各对同源染色体排列在赤道板上 每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上 3 减 中期 同源染色体彼此分离 分别向细胞的两极移动 4 减 后期 非同源染色体自由组合 5 减 末期 次级精母细胞 一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞 1 同源染色体配对 联会 形成四分体 2 四分体中非姐妹染色单体发生交叉互换3 同源染色体分离 分别移向细胞两极4 分裂产生的细胞中染色体数目减半 减数第一次分裂的特点 第一次分裂的间期 1 减 前期 2 减 中期 3 减 后期 减数第二次分裂 4 减 末期 次级精母细胞 精子 精细胞 染色体不再复制 每条染色体的着丝点分裂 姐妹染色单体分开 减数第二次分裂的特点 精子形成过程 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 精子的形成过程 精原细胞 2n 有丝分裂 精原细胞 2n 增殖 初级精母细胞 2n 染色体复制 细胞滋长 次级精母细胞 n 联会四分体同源染色体分离非姐妹染色单体交叉互换非同源染色体自由组合 精子细胞 n 染色单体分离 精子 n 变形 一 二 无交叉互换 一个精原细胞一次形成个种精子 一个含有N对同源染色体的生物个体可以形成种精子 2N种 42 染色体复制 染色体不复制 同源染色体联会形成四分体 无联会 无四分体 同源染色体成对的排列在赤道板的两侧 染色体排列在赤道板上 同源染色体彼此分离 非同原染色体自由组合 着丝点不分裂 姐妹染色单体分离 着丝点分裂 染色体数目减半 染色体数目不变 根据减数分裂过程染色体行为变化 回答下列过程各发生的时期 1 染色体复制发生在 2 同源染色体的联会发生在 3 同源染色体分离发生在 4 染色体数目减半发生在 减 间期 减 前期 减 后期 减 分裂完成时 3 卵细胞的形成过程 自主学习 1 卵细胞的形成过程与精子的形成过程有何不同 卵细胞产生的场所 卵细胞是在卵巢中形成 卵巢中有原始的生殖细胞 卵原细胞 卵原细胞通过减数分裂形成卵细胞 卵细胞形成过程图 均等 不均等 4个精子细胞睾丸 1个卵细胞3个极体卵巢 是 否 复制1次 分裂2次 精子 卵细胞形成过程的不同点与相同点 不同点 间期精原细胞 初级精母细胞仅稍稍增大卵原细胞 初级卵母细胞贮存大量卵黄 体积增大很多倍 卵细胞与精子形成过程的异同 相同点 都是在生殖腺中进行 与生殖细胞的形成有关 染色体 DNA分子变化过程与结果完全相同 精子形成时两次分裂都是均等分裂 产生四个精子细胞 卵细胞形成时两次都是不均等分裂 只产生一个卵细胞和三个极体 精子细胞须经变形才成为有受精能力精子 卵细胞不需经过变形即有受精能力 精子在睾丸中形成 卵细胞在卵巢中形成 二 卵细胞的形成过程 卵原细胞 2n 初级卵母细胞 2n 次级卵母细胞 n 第一极体 n 第二极体 n 卵细胞 n 第一次分裂 第二次分裂 仅发生于某些种 1个卵原细胞实际产生卵细胞种一个具有N对同源染色体的生物可能产生卵细胞种 无交叉互换 1 2N 1 人的体细胞中有46条染色体 在四分体时期 每个细胞内有同源染色体 四分体 姐妹染色单体的数目 依次为 A 23对 46条 92条B 23对 23个 92条C 46个 46个 92个D 46个 23个 46个 2 已知A a B b C c为三对同源染色体 来自同一个精原细胞的四个精子中染色体的分布是 A AbC aBc AbC aBcB aBC AbC ABC ABCC Abc aBC aBc ABcD Abc AbC abC aBc 减数分裂过程中DNA 染色体的数量变化 4n 4n 4n 2n 2n 2n 2n n 2N 2N 2N 2N N N N 2N N 4n 4n 4n 2n 2n 2n 0 0 4N 4a 2N N 间期前中后末 前中后末 减 减 染色体及DNA的数目变化 2a a 比较 减数分裂DNA含量变化 有丝分裂DNA含量变化 减数分裂染色体变化 有丝分裂染色体变化 减数分裂与有丝分裂的比较 1 项目比较 2有丝分裂与减数分裂图像比较 ABC 有丝分裂前期 减 前期 减 前期 细胞分裂图形判定 DEF 有丝分裂中期 减 中期 减 中期 GHI 有丝分裂后期 减 后期 减 后期 一数染色体数目 奇数 偶数 二看同源染色体 有同源染色体 无同源染色体 三判断同源染色体行为 无同源染色体行为 有丝分裂 联会 四分体 分离 减 减 减 减数分裂和有丝分裂图像鉴别 技巧 一数二看三判断 图中甲 乙 丙3个图分别表示某种生物 假定只含两对染色体 的3个正在进行分裂的细胞 据图回答 1 甲图表示时期 2 乙图表示时期 3 丙图表示时期 4 乙图细胞分裂产生的子细胞是细胞 5 丙图细胞分裂产生的子细胞是细胞 减数第一次分裂后期 有丝分裂后期 减数第二次分裂后期 体细胞 精细胞 例题 指出下列各图像所代表的细胞分裂方式及所处的分裂时期 减二中 有中 减一后 减二后 有后 ABC 减 前期 有丝中期 有丝前期 GHI 减 后期 减 后期 减 前期 三 受精作用 1 概念 精子与卵细胞融合成受精卵的过程 2 过程 母方 父方 受精卵中的遗传物质 母方 父方 细胞核 细胞核 细胞质 线粒体 受精卵中的染色体 父母双方各提供一半 有丝分裂 减数分裂 成体 性原细胞 精子 卵细胞 受精卵 受精作用 有丝分裂 2N 2N N N 2N 意义 减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的稳定 对遗传变异有重要意义 补充 被子植物的双受精作用 子房的结构 珠被 胚囊 卵细胞 1个 极核 2个 子房壁 胚珠 双受精 子房 子房壁 胚珠 胚囊 珠被 1个卵细胞 2个极核 子叶 胚芽 胚轴 胚根 胚 受精极核 胚乳 种皮 种子 果皮 果实 2N 2N 2N 2N 3N 3N 2N 2N 受精卵 1个精子 1精子 N N 2N N