第二章基因和染色體的關系第1節《減數分裂和受精作用》問題探討

看以下果蠅雌雄個體體細胞與配子圖中的染色體有什么區別?魏斯曼預言與孟德爾同時代的生物學家魏斯曼（A.Weismann，1834—1914）從理論上預測：在卵細胞和精子成熟的過程中，必然有一個特殊的過程使染色體數目減少一半；受精時，精子和卵細胞融合，恢復正常的染色體數目。這個過程實際上是特殊的有絲分裂——減數分裂親代父本母本精子卵細胞受精卵子代個體（2N）（N）（2N）（2N）減數分裂

減數分裂是進行有性生殖的生物體在產生成熟生殖細胞時，進行的染色體數目減半的細胞分裂。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次。減數分裂的結果是：成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞的減少一半。進行有性生殖的生物從原始的生殖細胞發展到成熟的生殖細胞的過程中。染色體只復制一次，而細胞分裂兩次成熟生殖細胞中染色體數目比原始生殖細胞的減少一半范圍:時期：特點:結果:細胞連續分裂兩次,而染色體在整個分裂過程中只復制一次的細胞分裂方式。如：精原細胞→精子進行有性生殖的真核生物細胞連續分裂兩次，而染色體只復制一次對象:時期:特點:結果:成熟生殖細胞中的染色體比原始生殖細胞中的染色體數目減少一半減數分裂的概念從原始的生殖細胞發展到成熟的生殖細胞的過程中

每個人的發育起點都是受精卵。提出問題請推測：成熟的生殖細胞究竟是怎樣產生的？464692464692精子卵細胞受精卵新個體受精（細胞分裂）作出推理46462323有絲分裂細胞分化受精卵新個體

假如精子和卵細胞都是通過有絲分裂形成的，那么，子女體細胞中的染色體數目會發生變化嗎？父母

間期

前期

中期

后期

末期動物細胞的有絲分裂請問:這些成群結隊的精子從哪里來的?一、精子的形成過程1、場所精子是在睪丸的曲細精管中形成睪丸中有原始的生殖細胞——精原細胞。染色體數目和體細胞相同2、精子的形成過程精原細胞→初級精母細胞（減Ⅰ）→次級精母細胞（減Ⅱ）

→精細胞（變形）→精子減數分裂減數第一次分裂減數第二次分裂間期后期前期末期中期后期前期末期中期減數第一次分裂間期，細胞有什么樣的變化？精原細胞初級精母細胞染色體復制體積增大2、精子的形成過程1、減Ⅰ間期精原細胞經過染色體復制（DNA分子復制和蛋白質的合成），體積稍稍增大，成為初級精母細胞。精原細胞減數第一次分裂初級精母細胞減數第一次分裂前期同源染色體聯會，形成四分體。初級精母細胞2、減Ⅰ前期同源染色體配對（聯會）形成四分體聯會四分體幾個概念同源染色體：①形態、大小一般都相同②一條來自父方，一條來自母方的染色體1234⑴細胞中有

對同源染色體，它們分別是⑵哪幾條是非同源染色體？21和3、1和4、2和3、2和41和2、3和4（一般用不同的顏色來表示）聯會：同源染色體兩兩配對現象叫做聯會。同源染色體姐妹染色單體一條染色體復制后形成的兩條完全一樣的染色單體，由著絲點連在一起。配對的兩個染色體，形狀和大小一般相同，一個來自父方，一個來自母方。四分體：聯會后的每對同源染色體中，含有四條染色單體，叫做一個四分體。（從染色單體的角度考慮）1個四分體2個四分體四分體：每一對聯會的同源染色體中，含有四個染色單體，叫做一個四分體。（從染色單體的角度考慮）1234⑶一個四分體含有

對同源染色體，含有

條染色體，

條染色單體，

DNA分子。

12聯會：減數分裂中，同源染色體的兩兩配對的現象。441、同源染色體：（對）配對的兩條染色體形狀和大小一般都相同一條來自父方，一條來自母方體細胞中有無同源染色體？2、聯會：同源染色體兩兩配對的現象aa’bb’cc’dd’AA’BB’3、四分體：聯會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體X、Yaa’bb’cc’dd’AA’BB’1個四分體=對同源染色體=條染色體=條染色單體四分體中的非姐妹染色單體常常發生交叉互換124有條DNA41個四分體=對同源染色體=條染色體=條染色單體有條DNA

4、交叉互換:

四分體中同源染色體的非姐妹染色單體間發生的交換現象。染色體交叉互換的照片和示意圖

aa,bb,Bab

A組合一

非同源染色體自由組合BAb

a組合二

交叉互換：四分體中相鄰的非姐妹染色單體常常發生交叉互換AAaaAAaaBbBbBbBb交叉互換減數第一次分裂中期同源染色體相對平行排列在赤道板上初級精母細胞各對同源染色體排列在赤道板上，每條染色體的著絲點都附著在紡錘絲上。3、減Ⅰ中期減數第一次分裂后期

同源染色體分開，非同源染色體自由組合減Ⅰ中期初級精母細胞此時是什么在分開？AaBbaBAbAaBbabAB同源染色體彼此分離，分別向細胞的兩極移動。4、減Ⅰ后期非同源染色體自由組合。減數第一次分裂末期染色體數目減半，形成兩個次級精母細胞減Ⅰ后期觀察細胞內染色體數目有何變化？5、減Ⅰ末期次級精母細胞一個初級精母細胞分裂成兩個次級精母細胞。1、同源染色體配對——聯會(形成四分體)。2、四分體中非姐妹染色單體發生交叉互換。3、同源染色體分離,分別移向細胞兩極，非同源染色體自由組合4、分裂產生的細胞中染色體數目減半。減數第一次分裂的特點問題1.減數分裂的染色體復制發生在什么時候？2.在減數第一次分裂中染色體出現了哪些特殊的行為？這對于生物的遺傳有什么重要意義？第一次分裂的間期減數第二次分裂前期2個次級精母細胞不再含有同源染色體次級精母細胞這時細胞內還有同源染色體嗎？減數第二次分裂中期次級精母細胞染色體的著絲點排列在赤道板上減數第二次分裂著絲點分裂，姐妹染色單體分離，分別向兩極移動后期次級精母細胞此時是什么在分開？減數第二次分裂末期4個精細胞減數分裂結束，形成四個精細胞。觀察精細胞中染色體數目？

精細胞經過變形成為蝌蚪狀的精子變形精子精細胞

頭部（細胞核）尾部1、減Ⅱ前期2、減Ⅱ中期3、減Ⅱ后期減數第二次分裂4、減Ⅱ末期次級精母細胞精子精細胞

整個過程細胞中沒有同源染色體存在，染色體不再復制.每條染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分開。減數第二次分裂的特點減數分裂減數第一次分裂減數第二次分裂間期后期前期末期中期后期前期末期中期初級精母細胞次級精母細胞精原細胞精細胞精子減數第一次分裂染色體復制減數第二次分裂精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞

減Ⅰ:同源染色體分離（染色體數目減半）2)減數分裂基本過程減Ⅱ:姐妹染色單體分離精細胞精子初級精母細胞次級精母細胞聯會四分體精原細胞AAaaBBbbaaBbbBAAAAaBbbaBAAbbaBBaAbAbaaBB間期AaBb精原細胞精細胞精子變形精原細胞的減數分裂初級精母細胞次級精母細胞減數分裂的特點：第一次分裂：第二次分裂：

同源染色體分開，非同源染色體自由組合。著絲點一分為二染色體具有一定的獨立性，非同源染色體可以自由組合。12345678正確的順序是:8→3→4→6→5→2→7→12、A和C、B和D為：

，a和a’,b和b’,c和c’,d和d’稱為：

;3.在每個四分體中,有同源染色體

對,包含

條染色體,

條染色單體,

個DNA分子,著絲點

個。1.圖中有染色體

條,染色單體

條,DNA分子

個;圖中有同源染色體

對,分是：

。

4882A和B；C和D144非同源染色體姐妹染色單體練習題22根據減數分裂過程染色體行為變化,回答下列過程各發生的時期:1.染色體復制發生在:2.同源染色體的聯會發生在:3.同源染色體分離發生在:4.染色體數目減半發生在:5.DNA數目減半發生在:減Ⅰ間期減Ⅰ前期減Ⅰ后期減Ⅰ分裂完成時減ⅠⅡ分裂完成時問題：1.在減數分裂過程中⑴染色體數目減半發生在__________________過程中。減數第一次分裂⑵含同源染色體的時期是__________________。⑶含染色單體的時期是___________________________。減數第一次分裂、減數第二次分裂的前期和中期間期、減數第一次分裂2.基因型為AaBb的細胞減數分裂時，B與b、B與B的分離分別發生在________________________時期。減Ⅰ后期、減Ⅱ后期3.基因型為AaBb的細胞減數分裂時，若在含B、b位置發生了交叉互換，B與b、B與B的分離分別發生在________________________________________時期。減Ⅰ、Ⅱ后期和減Ⅰ后期4.基因型為AaBb的細胞有絲分裂時，在后期移向一極的基因是________________________。A、a、B、b2、卵細胞形成的過程卵巢1）場所:2）過程:卵原細胞聯會四分體初級卵母細胞第一極體第二極體卵細胞次級卵母細胞動物卵細胞的形成過程卵原細胞初級卵母細胞第一極體卵細胞次級卵母細胞第二極體四分體減數第一次分裂減數第二次分裂返回精子卵細胞精原細胞卵原細胞★1.減數分裂過程中遺傳物質的主要變化2.卵細胞的形成不同點精子的形成卵細胞的形成場所過程結果睪丸卵巢細胞質均等分裂有變形期細胞質不均等分裂無變形期一個精原細胞分裂形成四個精子一個卵原細胞分裂形成一個卵細胞和三個極體（退化消失）精子與卵細胞形成過程的比較比較精子形成卵細胞形成形成場所細胞質分裂方式（是否均等分裂）

產生的生殖細胞數1個精原細胞→

個精細胞1個卵原細胞→

個卵細胞+

個極體生殖細胞是否變形

相同點都是染色體復制一次，細胞連續分裂兩次，子細胞內染色體數目減半動物睪丸動物卵巢均等分裂不均等分裂變形不變形413(三)精子和卵細胞形成過程比較減數分裂第一次分裂減數分裂第二次分裂間期前期中期后期末期前期中期后期末期DNA染色體染色單體四、減數分裂過程中DNA、染色體的數量變化2n4n4n4n4n2n2n2n2nn2N2N2N2NNNN2NN04m4m4m4m2m2m2m002N4N染色體變化曲線減數第二次分裂間期減數第一次分裂減數第二次分裂2N4N間期DNA變化曲線減數第一次分裂減數第二次分裂12間期一條染色體上DNA變化曲線減數第一次分裂2N4N染色體變化曲線次級精母細胞精原細胞初級精母細胞精細胞次級精母細胞2N4N精原細胞DNA變化曲線初級精母細胞精細胞2N4N染色單體變化曲線次級精母細胞精原細胞初級精母細胞精細胞時期2n4n染色體數染色單體數DNA分子數減數第一次分裂減數第二次分裂減數分裂過程中幾個規律性變化曲線圖有絲分裂過程中染色體數目和DNA含量的變化分裂期0分裂間期前中后末2n4n0分裂間期前中后末2n4nDNA的數量變化分裂期（分裂前體細胞染色體數為2n，DNA含量為2n)染色體的數量變化4n3n2n1n間期前期中后末有絲分裂減數分裂與有絲分裂過程中三者的比較4n3n2n1n減數分裂間期減Ⅰ期減Ⅱ期后期2121DNADNA染色體染色體4.分裂形成的子細胞中染色體數目與親代細胞相同4.分裂后所形成的子細胞中染色體數目減少一半3.分裂后形成2個體細胞3.分裂后形成4個精子或1個卵細胞2.有同源染色體，但無聯會等行為2.同源染色體在減數第一次分裂時出現聯會、四分體、非姐妹染色單體互換、分離等現象1.細胞分裂過程中均出現紡錘體2.染色體在細胞分裂過程中都只復制一次相同點1.染色體復制一次，細胞只分裂一次1.染色體復制一次，細胞連續分裂兩次不同點有絲分裂減數分裂（四）有絲分裂和減數分裂的異同點對于細胞分裂圖像的鑒別，還可以概括如下：★一看染色體的數目(奇偶性)；★二看有無同源染色體；★三看有無同源染色體的行為——聯會、四分體、分離。這種方法簡稱三看鑒別法。減數分裂和有絲分裂圖像鑒別一數染色體數目奇數偶數二看同源染色體有同源染色體無同源染色體三判斷同源染色體行為無同源染色體行為（有絲分裂）聯會、四分體、分離（減Ⅰ）減Ⅱ減Ⅱ減數分裂和有絲分裂圖像鑒別技巧：一數二看三判斷減Ⅱ前期減Ⅰ前期（四分體）減Ⅱ前期有絲分裂前期判斷上圖各屬于何種分裂？哪個時期？減數分裂第一次分裂中期減數分裂第二次分裂中期有絲分裂中期根據減數分裂過程染色體行為變化,回答下列過程各發生的時期:1.染色體復制發生在:2.同源染色體的聯會發生在:3.同源染色體分離發生在:4.染色體數目減半發生在:5.DNA數目減半發生在:減Ⅰ間期減Ⅰ前期減Ⅰ后期減Ⅰ分裂完成時減ⅠⅡ分裂完成時★4.遺傳定律與減數分裂的結合減數分裂是遺傳定律的細胞學基礎1.遺傳的第一定律：基因的分離定律原因：減數分裂第一次分裂后期同源染色體的分開導致位于其上的等位基因的分離2.遺傳的第二定律：基因的自由組合定律原因：減數分裂第一次分裂后期同源染色體的分開時非同源染色體是自由組合的，導致位于其上的非等位基因自由組合

減數分裂形成的是精子或卵細胞，想一想，單個的精子或卵細胞能不能發育成新個體？二受精作用

父親體內的所有精原細胞，染色體組成并無差別；母親體內的卵原細胞也是如此。可是，“一母生九子，九子各不同”，同樣的精（卵）原細胞會產生不同的配子嗎？（二）受精作用

1.概念：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。

2.過程：精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面→卵細胞細胞膜外面出現了一層特殊的膜以阻止其他精子再進入→精子的細胞核與卵細胞的細胞核相遇→二者的染色體會合。

3.結果：受精卵的染色體數恢復到體細胞的數目，其中有一半的染色體來自精子（父方）另一半來自卵細胞（母方），受精卵中的細胞質全部來自卵細胞（母方）。

4.意義：維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定性，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。★5.受精作用的實質和意義★5.受精作用的實質和意義卵細胞與精子相互識別、融合形成受精卵的過程，其實質是精子的細胞核與卵細胞的細胞核相互融合的過程。意義：減數分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。高等動物(2N)受精卵(2N)卵細胞(N)精子(N)(母本)減數分裂(父本)減數分裂有絲分裂受精作用高等動物的有性生殖細胞形成與受精作用：分析討論：比較減數分裂與有絲分裂過程的異同點。

間期

前期

中期

后期

末期動物細胞的有絲分裂有絲分裂與減數分裂比較比較項目有絲分裂減數分裂不同點子細胞的性質細胞分裂次數子細胞數目有無聯會子細胞染色體數體細胞生殖細胞2個4個1次2次有聯會無聯會不變減少一半

有絲分裂

減數分裂分裂細胞類型細胞分裂次數子細胞數目染色體數目變化DNA分子數變化染色單體數目變化同源染色體行為

意義復制一次/分裂一次22n→4n→2n2n→4n→2n0→4n→0不聯會、無四分體形成在個體發育中親代細胞與子代細胞之間維持遺傳性狀的穩定體細胞（2n）原始生殖細胞（2n）復制一次/分裂二次１或４2n→n→2n→n2n→4n→2n→n0→4n→2n→0聯會后形成四分體減數分裂和受精作用使上下代生物之間保持染色體數目的恒定。１、這個細胞中有（）條染色體？（）條染色單體？２、這個細胞有（）對同源染色體？是哪（）對？３、細胞中的姐妹染色單體有哪些？４、這個細胞經減數分裂以后，子細胞中有（）條染色體？

5、這個細胞中有（）個四分體？思考題選擇題：1、在減數分裂過程中，染色體數目減半發生在：（）A、減數第一次分裂后期B、減數第一次分裂結束時C、減數第二次分裂后期D、減數第二次分裂結束時B2、在減數分裂過程中，同源染色體分離發生在（）；每條染色體的著絲點一分為二，兩條染色單體形成兩條染色體發生在：（）A、第一次分裂中期B、第一次分裂后期C、第二次分裂中期D、第二次分裂后期DBABCDEFGHI依次排序是什么？GCHEAFDBI1、一個精原細胞經減數分裂產生（）個精子；一個卵原細胞經減數分裂產生（）個卵細胞；2、染色體數目減半發生在（）,原因是（）3、在減數分裂過程中DNA數目減半（）次，分別發生在（）和（）。4、次級精（卵）母細胞、第一極體和精子、卵細胞、第二極體中（）同源染色體。5、精子形成過程中細胞質進行（）6、精子或卵細胞形成過程中染色體復制（）次，細胞連續分裂（）次4個減I同源染色體分離2減I減II無均等分裂121個1、下列有關四分體的敘述，正確的是（）A、每個四分體包含一對同源染色體的四個染色單體B、經過復制的同源染色體都能形成四分體C、基因重組現象發生在四分體時期D、四分體出現在減數第一次分裂前期

2、一動物的精原細胞進行減數分裂可形成4個四分體，則次級精母細胞在減數第二次分裂后期的染色體、染色單體和DNA分子數分別是（）

A．4，8，8B．2，4，8C．8，16，16D．8，0，8AD與有絲分裂相比，減數分裂過程中染色體變化的顯著特點是（）A．間期進行染色體復制B．中期染色體排列在赤道板上C．同源染色體聯會形成四分體D．著絲點分裂，一個染色體變成兩個染色體在減數分裂過程中，含有與體細胞染色體數目相同，但不含同源染色體的時期是（）A．減數第一次分裂后期B．減數第二次分裂后期C．減數分裂的間期D．減數第二次分裂前期CB

例2：人的體細胞中有23對染色體，計算減Ⅰ和減Ⅱ各個時期細胞中的染色體、DNA、同源染色體的數目。

染色體DNA染色單體同源染色體減I間期次級精母細胞減II后期精子有絲分裂的中期46929223

4646002323002346460469292231.減數分裂是一種特殊的，細胞要分裂

次,而染色體在整個分裂過程中復制次。所以，分裂的結果子細胞中的染色體數目。2.同源染色體是兩個，其形態和大小一個來自，一個來自。3.在每個四分體中，有同源染色體對，姐妹染色單體個，著絲點