上课 2.1减数分裂与受精作用

一、减数分裂概念：关键词①范围：②时期：③特点：进行有性生殖的生物产生成熟生殖细胞的过程中。染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。④结果：⑤发生场所：成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。生物的有性生殖器官内，如动物的睾丸、卵巢；二、精子的形成过程（以哺乳动物为例）1.形成场所：2.细胞名称的变化：人和其它哺乳动物的睾丸中（曲细精管）精原细胞染色体复制体积变大初级精母细胞减数第一次分裂次级精母细胞减数第二次分裂精细胞变形精子2.过程：㈠减数第一次分裂间期：精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。减I前期：同源染色体两两配对，即联会，出现四分体。同源染色体：减数分裂中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。Ⅰ、形态、大小：一般都相同，如图中1和2，3和4。1234Ⅱ、来源：一条来自父方，一条来自母方。一般用不同的颜色来表示。Ⅲ、识别：出现配对行为的染色体一定是同源染色体。特例：X、Y染色体，虽然其形态、大小、结构互不相同，但是其起源相同，因此也属于同源染色体。①形状和大小不相同也可以是同源染色体，如ＸＹ两条染色体。▲注意：②形状和大小相同也有不是同源染色体。→如姐妹染色单体分开而形成的两条染色体。非同源染色体：大小、形态不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体。如图中的1和3,1和4,2和3,2和4。1234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′。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b，a和b′。联会：减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。1234四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。右图中有两个四分体，其中1和2组成1个四分体，3和4组成1个四分体。⑴出现时期：减数第一次分裂的前期。⑵四分体经常会发生的现象：交叉互换：即四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间经常发生缠绕,并交换一部分片段的现象。减数第一次分裂的前期。交叉互换的时期：概念之间的数量关系：1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。减I中期：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。想一想，减数第一次分裂中期跟有丝分裂中期有何不同？能画出有丝分裂中期的图像吗？减I后期：同源染色体分开，非同源染色体自由组合!想一想，减数第一次分裂后期跟有丝分裂后期有何不同？能画出有丝分裂后期的图像吗？减I末期：在两组染色体到达细胞两极的时候，一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞。结果：次级精母细胞中只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。与有丝分裂过程基本相同㈡减数第二次分裂：减II末期：一个次级精母细胞形成两个精细胞。减II前期：染色体散乱排列在细胞中。减II间期：通常没有或时间很短，染色体不再复制。减II中期：每条染色体的着丝点排列在赤道板上。减II后期：每条染色体的着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开，成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动。变形：精细胞要经过复杂的变形才成为精子。精子呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。精子精细胞变形不属于减数分裂的过程精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子变形间期减数第一次分裂减数第二次分裂精原细胞有丝分裂有丝分裂染色体复制同源染色体分离联会、四分体姐妹染色单体分开着丝点分裂变形总结：精子的形成过程2NN2N2NNN减数第二次分裂间期02N4N1N3N减数第一次分裂减数分裂过程中，一个细胞中染色体数、DNA分子数的变化曲线DNA分子数染色体数有丝分裂与减数分裂图像的识别有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期(1)有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的细胞图像（以二倍体生物为例）①与②的主要区别在于同源染色体的排列方式不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体。有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂中期后期①与②的主要区别在于同源染色体的行为特点不同；①与③、②与③的主要区别在于有无同源染色体。①与②比较：①中染色单体分离，②中同源染色体分离；①与③比较：①中有同源染色体，③中无同源染色体。(2)有丝分裂与减数分裂图像的辨析“三看识别法”（以二倍体生物为例）第三：看细胞中同源染色体的行为。若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象，一定是减数第一次分裂；若无上述同源染色体的特殊行为，则为有丝分裂。第一：看细胞中染色体的数目。若染色体数目为奇数，一定是减数第二次分裂，且细胞中一定无同源染色体存在；若染色体数为偶数，则进行第二看。第二：看细胞中有无同源染色体。若无同源染色体，一定是减数第二次分裂；若有同源染色体存在，则进行第三看。三、卵细胞的形成过程1.形成场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。卵细胞电镜照片2.过程：卵细胞第一极体次级卵母细胞第二极体卵原细胞复制联会同源染色体分离着丝点分裂着丝点分裂初级卵母细胞精子卵细胞部位动物睾丸，植物花药动物卵巢，植物胚囊减数第一次分裂1个精原细胞1个初级精母细胞2个次级精母细胞（等大）3.精子与卵细胞的形成比较减数第二次分裂2个次级精母细胞4个精细胞精子卵细胞是否变形4个精细胞4个精子不需变形细胞质的分裂分配情况两次分裂都均等只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等，其他分裂皆不均等分裂结果1个精原细胞4个精子（生殖细胞）1个卵原细胞1个卵细胞+3个极体（生殖细胞）（退化消失）精子卵细胞相同点(1)染色体的行为和数目变化的过程是一样的，表现在：①染色体都是在减Ⅰ的间期复制；②减Ⅰ都是同源染色体联会、均分；③减Ⅱ都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开(2)产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半4.精子与卵细胞形成的过程中有关细胞的鉴别判断方法：初级卵母细胞初级精母细胞次级卵母细胞次级精母细胞或极体一.配子中染色体组合的多样性（不考虑交叉互换）1．含一对同源染色体的精（卵）原细胞（图1）形成的配子精（卵）原细胞个数配子个数配子种类1个精原细胞1个卵原细胞m个精原细胞m个卵原细胞4m41m2种：A和a1种：A或a2种：A和a2种：A和a二、受精作用2．含两对同源染色体的精（卵）原细胞（图2）形成的配子精（卵）原细胞个数配子个数配子种类1个精原细胞1个卵原细胞m个精原细胞m个卵原细胞4m41m2种:AB和ab或Ab和aB1种:AB或Ab或aB或ab4种：AB和Ab和aB和ab4种：AB和Ab和aB和ab3．含n对同源染色体的精（卵）原细胞（图3）形成的配子精（卵）原细胞个数配子个数配子种类1个精原细胞1个卵原细胞m个精原细胞m个卵原细胞4m41m2种(多种情况)1种(多种情况)2n2n①对于一个含有n对同源染色体的精原细胞而言，可能产生的精子种类为2n种，而实际上只能产生其中的两种。特别提醒：③若考虑交叉互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生配子种类会大于2n种。②对于一个含有n对同源染色体的卵原细胞而言，可能产生的卵细胞种类也为2n种，但实际上只能产生其中的一种。二.受精作用1.概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。2.过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，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融合→二者的染色体会合在一起。3.结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。4.意义：①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，都是十分重要的。减数分裂使生殖细胞（配子）中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使受精卵染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。②同一双亲的后代呈现多样性，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。⑵受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性。原因：⑴减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异。5.细胞学基础：(1)细胞膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。(2)生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。(3)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合的过程。不一样。受精过程中，仅精子的头部进入卵细胞，而精子的头部除了细胞核外，只含极少量的细胞质。而细胞质中线粒体含少量DNA（植物细胞质中的叶绿体也含少量DNA），对生物的遗传也有影响。想像空间子代从双亲各继承了半数的染色体，双亲对子代的贡献是一样的吗？卵细胞含有丰富的细胞质，细胞质中什么结构含有DNA？它会影响生物的遗传吗？