一、 教学目标
1、阐明细胞的减数并模拟过程中染色体的变化。 2、举例说明配子的形成过程。 3、举例说明受精过程。
4、使用高倍显微镜,观察蝗虫精母细胞减数固定装片。 5、阐明减数和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。 二、 教学重点和难点 1、重点
⑴减数的概念。 ⑵精子的形成过程。 ⑶受精作用的过程。 2、难点
⑴模拟减数过程中染色体的变化。 ⑵比较精子和卵细胞形成过程的异同。 ⑶观察蝗虫精母细胞的减数。 三、知识要点
一、减数的概念
减数是指进行 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。实际上是特殊方式的 有丝 。
⑴范围: 进行 有性生殖 的生物。(无性生殖的生物不进行减数)
⑵特点:在整个减数过程中,染色体只复制 1 次,而细胞连续 2 次。
⑶结果:新产生的成熟生殖细胞中的染色体数目,是原始生殖细胞中的染色体数目的 一半 。
仔细观察“问题探讨”中的图,果蝇的体细胞和配子中染色体的区别:配子染色体数是
体细胞染色体的一半,其中的染色体由体细胞中每对同源染色体中分别取出一条组成。 二、精子的形成过程
1、精子的形成场所:高等动植物的减数发生在有性生殖器官 内。人和其他哺乳动物的精子是在 睾丸 中形成的。在曲细精管中,有大量原始的雄性生殖细胞,称为 精原细胞 ,每个精原细胞的染色体数目与体细胞染色体数目 相同 ,这说明精原细胞是通过 有丝 的方式产生的。
思考:精原细胞自身增殖的方式是 有丝 ,它可以发生 有丝和减数 。 2、过程
⑴间期:在减数第一次前的间期,精原细胞体积 增大 ,进行了染色体 复制 ,成为 初级精母 细胞。复制的结果,每条染色体由 两条姐妹染色单体 构成。此时相当于有丝 间 期。
⑵减数第一次,此时的细胞,叫初级精母细胞 。 ①前期的特殊行为
联会是指 同源染色体 两两配对的现象。
同源染色体指配对的两条染色体, 形态 和 大小 一般相同,一条来自 父方 ,一条来自 母方 。(例外:同源染色体 X和Y 形态大小不同。)
1
四分体是指 配对 后每对同源染色体中含有 4 条姐妹染色单体。四分体中的 非姐妹染色单体 发生缠绕,并交换部分片段。
强调:一对同源染色体= 一个四分体= 2 条染色体= 4 条染色单体= 4 个DNA分子。 体细胞中 有 同源染色体, 无 四分体。
②后期的特殊行为 同源染色体 分离, 非同源染色体 自由组合, 着丝点 不。 ③结果:一个初级精母细胞成为两个 次级精母 细胞。 减数第一次和减数第二次之间通常没有 间期 ,或者间期 很短 ,染色体不再 复制 。
⑶减数第二次
减数第二次的基本过程与有丝相似: 着丝点 ,姐妹染色单体成为 两条子 染色体,在纺锤丝的牵引下,移向两极。两个次级精母细胞成 4个精细胞,减数完成。
总结:精子的形成过程。
(染色体复制) (减数第一次) (减数第二次)
1精原细胞——————→1初级精母细胞—————→2次级精母细胞—————→ (染色体数 减半 ) (着丝点) ( 变形 ) 4精子细胞————→4精子
强调:
1、染色体复制在 减数第一次前的间期 时期。
2、染色体数目减半发生在 减数第一次 时期,减半的原因是 同源染色体 的分开。 3、着丝点的,染色体一分为二,发生在 减数第二次 时期。 思考:
1、减数第二次过程大体与有丝相似,最大的区别是减数第二次过程中无 同源染色体 。
2、比较减数第一次、减数第二次与有丝中期、末期细胞中染色体的不同点。 中期 减数第一次中,两条同源染色体分别排列在赤道板 两侧 。
减数第二次与有丝中,所有染色体的着丝点排列在细胞 赤道板 的位置。 末期 减数第一次中,在细胞两极的染色体由该细胞的一整套 非同源 染色体组成,数目是体细胞染色体数目的 一半 ,每条染色体均由两条 姐妹染色单体 组成。 减数第二次中,细胞两极的染色体 没有 姐妹染色单体。
有丝中,细胞的每一极含该细胞全部的染色体组成,数目和体细胞染色体数目 相同 ,每条染色体不含姐妹染色单体。
3、一个初级精母细胞在减数第一次时,有一对同源染色体不发生分离,减数第二次完全正常,形成的所有配子 全部不正常 ;另一个初级精母细胞减数第一次完全正常,在减数第二次时有一条染色体上的姐妹染色单体不发生分离,形成的所有配子 一半正常,一半不正常 。
【例题1】观察下列雄性动物减数过程中的细胞,回答问题:
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A图表示减数 减数第二次中 时期,叫 次级精母 细胞。 B图表示 减数第一次前 时期,叫 初级精母 细胞。 C图表示减数完成后形成的 精 细胞。
D图表示减数 第二次后 期,叫 次级精母 细胞。) 【例题2】下面是减数过程中几个步骤,选出正确的顺序是 D
⑴着丝点的,染色体分开 ⑵形成四个子细胞 ⑶进行第二次 ⑷同源染色体分开 ⑸染色体交叉互换 ⑹联会 ⑺染色体的复制 ⑻细胞质
A.7→8→6→1→2→4→3→5 B.1→3→5→7→2→4→6→5 C.7→6→5→3→1→8→4→5 D.7→6→5→4→3→1→8→5
【例题3】在减数整个过程中,细胞次数、染色体复制次数、着丝点次数、染色体减半次数、DNA减半次数依次是 D
A.1、2、2、1、2 B.1、1、1、2、1 C.2、1、1、2、1 D.2、1、1、1、2
【例题4】减数过程中,染色体和DNA之比为1∶1时期的是 D
A.第一次四分体时期 B.第一次后期 C.第二次中期 D.第二次后期
【例题5】如果某精原细胞有三对同源染色体,以A和a,B和b,C和c表示,下列哪四个精子来自同一个精原细胞 A
A.aBc AbC aBc AbC B.AbC aBc abC abc C.AbC Abc abc ABC D.abC abc aBc ABC
三、卵细胞的形成过程
1、 卵细胞的形成部位: 卵巢
2、卵细胞的形成过程以下图表示(注:N表示染色体的数目)
卵细胞形成无 变形 过程,而且是只形成 1 个卵细胞,三个极体可分为 2 类。
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卵细胞体积很大,细胞质中存有大量营养物质,为受精卵发育准备的。
【例题6】下列二倍体生物的细胞中,肯定不含同源染色体的是(多选) AD A、精子细胞和卵细胞 B、体细胞
C、初级精母细胞 D、次级卵母细胞 3、精子和卵细胞的形成比较
⑴相同点:细胞的次数、染色体的行为、形态和数目变化完全相同 ⑵不同点: 项目 形成场所 生殖细胞的数目 细胞质 有无变形过程 精子的形成 睾丸 4个精细胞 均等 有 卵细胞的形成 卵巢 1个卵细胞+3个极体 不均等 无 【例题7】卵细胞形成特点不同于精子形成特点的是 D
①卵细胞的形成过程无变形期 ②一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞 ③卵细胞形成过程中无联会现象 ④卵细胞形成过程中不出现四分体 A.①④ B.②③ C.②④ D.①② 4、减数与有丝的比较
比较项目 染色体复制次数及时间 细胞的次数 是否有联会、四分体出现,同源染色体的染色单体有无交叉互换 同源染色体的分离 不 同 着丝点,染色单体分开的时期 点 子细胞的名称和数目 减数 一次,减数第一次前的间期 二次 出现在减数第一次 减数第一次后期 减数第二次后期 生殖细胞,精细胞4个或卵1个+极体3个 减半,减数第一次 不一定相同 有丝 一次,有丝的间期 一次 不出现 无 后期 体细胞,2个 子细胞中染色体的数目变化 子细胞间的遗传组成 不变 一定相同 强调:识别细胞图形(区分有丝、减数第一次、减数第二次) 方法 找同源、看行为
看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第二次某时期的细胞图;若有则为减数第一次或有丝某时期的细胞图。
在有同源染色体的情况下,若有联会、四分体、同源染色体分离,非同源染色体自由
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组合等行为则为减数第一次某时期的细胞图;若无以上行为,则为有丝的某一时期的细胞图。
【例题8】判断下列各细胞图属何种何时期图。
有丝后期 减数第一次后期 减数第二次后期
解析:甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝的后期。
乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故为减数第一次的后期。
丙图不存在同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二次后期。
【例题9】右图是同一种生物三个不同时期的细胞图,请据图回答:
⑴图A属 减数第一次 的 前 时期。细胞中有 4 条染色体, 8 条染色单体。 ⑵图B处于 减数第一次后 期,此细胞的名称是 初级精母细胞 。此细胞后的子细胞叫作 次级精母细胞 ,含 2 条染色体。
⑶图C处于 减数第二次 时期,此细胞的名称是 次级卵母细胞 ,它后得到的细胞为 卵细胞和第二极体 。
⑷A、C两图中染色体数之比为 1:1 ,DNA数量之比为 2:1 。 四、受精作用
1、配子中染色体组合的多样性
假设某雌性或雄性动物体内有n对同源染色体:
n
一个精原细胞产生 2 种配子而该雄性动物体内产生 2 种配子;
n
一个卵原细胞产生 1 种配子而该雌性动物体内产生 2种配子。
【例题10】某二倍体有K对染色体,经减数形成遗传信息不同的配子,其种类数为 A
5
A.2 B.(
K
1K21/2
) C.K D.K2【例题11】基因型为AaBbCc 的一个初级卵母细胞,经减数形成的卵细胞类型有 A
A.1种 B.2种 C.8种 D.16种 2、受精作用
⑴概念:卵细胞和精子相互 识别 、 融合 成为受精卵的过程。 ⑵受精作用的过程
⑶结果:受精卵核内的染色体数目又恢复到 体 细胞中的数目,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 )。
注意:受精卵核内的遗传物质由精子和卵细胞各提供一半,但细胞质中遗传物质几乎全部是由卵细胞提供,因此后代某些性状更像母方。
⑷减数和受精作用的意义:
减数中形成的配子,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,染色体组成具有 多样 性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精时卵细胞和精子结合的 随机 性,使后代呈现多样性。这种多样性有利于生物在自然选择中的 进化 ,体现了有性生殖的优越性。
通过 减数 和 受精作用 ,保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的 恒定 ,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定。
⑸减数过程中染色体和DNA数目变化曲线图(注意与有丝曲线图的区别) 画出二倍体生物“减数—受精作用—有丝”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量的变化。
【例题12】如某动物细胞中DNA含量为2个单位(m)。下图分别为雌性动物生殖细胞减数
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DNA含量变化的曲线图和细胞示意图。请回答:
⑴细胞A是 次级卵母细胞或极体 细胞,与之相对应的曲线段是 4-5 。(以横轴上的数字段表示)
⑵细胞B的名称是 卵细胞或极体 ,与之相对应的曲线段是 5-7 。
⑶细胞C的名称是 初级卵母细胞 ,与之相对应的曲线段是 3-4 。C细胞最终能形成 1 个成熟生殖细胞。
⑷曲线2-3时期DNA含量变化是由于 DNA复制 的结果,减数第一次DNA含量变化是由于 同源染色体分离,分别进入两个子细胞 的结果。减数第二次时 姐妹染色单体 分离,成为染色体。
⑸请在上图中画出相应的染色体变化曲线。
【例题13】某细胞中染色体数为2N,下列图象中属于有丝中期和减数第二次后期的依次是 C
A.①② B.②③ C.④② D.③④
补充:植物双受精
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被子植物特有的一种受精现象。花粉被传送到雌蕊柱头后,长出花粉管,伸达胚囊,管的先端破裂,放出两精子,其中之一与卵结合,形成受精卵,另一精子与两个极核结合,形成胚乳核;经过一系列的发展过程,前者形成胚,后者形成胚乳,这种双重受精的现象称双受精。
注:其中两个精子的基因型相同,胚珠中极核与卵细胞基因型相同。
例:一株白粒玉米(aa)接受红粒玉米(AA)的花粉,所结的种子的胚细胞、胚乳细胞基因型
依次是: Aa 、 Aaa
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