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第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用减数分裂一、减数分裂的概念：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分裂。对象：进行有性生殖的生物。作用：产生有性生殖细胞。结果：子细胞中染色体数目减半。过程：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。概述：减数分裂是一种特殊的有丝分裂。特殊：复制一次，分裂两次。有丝：有纺锤丝和纺锤体的出现。二、高等动物精子的形成过程：1、形成场所：睾丸中的曲细精管。精原细胞减数分裂精细胞变形精子精原细胞：原始的雄性生殖细胞。注意：精原细胞属于体细胞但又不完全一样。属于：染色体数目相同，能进行有丝分裂。不同：体细胞中只有它能进行减数分裂。精原细胞通过有丝分裂增加数量；通过减数分裂形成有性生殖细胞。减数分裂可看作是一种细胞分化。2、过程：精原细胞初级精母细胞第一次分裂次级精母细胞DNA复制第二次分裂精细胞精子细胞名称的变化：①减数第一次分裂（减Ⅰ间期）精原细胞间期DNA复制初级精母细胞减Ⅰ间期与有丝分裂相同。染色体复制、姐妹染色单体、DNA含量加倍、染色质状态、中心体复制、细胞体积增大。减数第一次分裂（减Ⅰ前期）初级精母细胞联会初级精母细胞四分体螺旋变粗四分体时期之前光学显微镜下不可见。基本概念：同源染色体：配对的两个染色体。非同源染色体：不能配对的染色体。姐妹染色单体：由同一个着丝点连在一起的两部分。非姐妹染色单体：无共同的着丝点。联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：联会后的每对同源染色体含有四条单体。1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝2个着丝点＝4条染色单体＝4个DNA分子。aAB123456四分体时期还可以发生交叉互换。交叉互换不一定发生。同源染色体的非姐妹染色单体之间。交换的片段长度、位置相同。减Ⅰ前期与有丝分裂前期的不同点有：联会、四分体、交叉互换。减数第一次分裂（减Ⅰ中期）减Ⅰ中期有丝中期不同点：着丝点排列在赤道板两侧。简记：一丝两点。减数第一次分裂（减Ⅰ后期）不同点：着丝点未分裂；同源染色体分离，同时非同源染色体自由组合。有丝后期减Ⅰ后期减数第一次分裂（减Ⅰ末期）次级精母细胞染色体数目、DNA含量均减半。细胞分裂是一种均等分裂。次级精母细胞中只有非同源染色体。减数分裂第一次分裂的主要特征：前期：联会、四分体、交叉互换；中期：同源染色体的着丝点连在同一条纺锤丝上。后期：同源分离，非同源自由组合。末期：无同源染色体，数目减半。②减数第二次分裂减Ⅱ间期：极短，无染色体复制。减Ⅱ前期：减Ⅱ中期：减Ⅱ后期：减Ⅱ末期次级精母细胞精子精细胞注意：变形不属于减数分裂。减数分裂第二次分裂的主要特征：染色体不复制；着丝点分裂，姐妹染色单体分开；无同源染色体。减Ⅱ相当于一般的有丝分裂。2、过程：三、卵细胞的形成过程1、场所：卵巢。卵巢中有许多卵泡，每个卵泡中央有一个卵细胞。2、过程：与精子形成过程基本相同。相同点：复制一次，分裂两次；染色体的行为变化相同；染色体、DNA数目减半。名称变化：卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞极体卵细胞极体极体极体退化消失复制不均等分裂不均等分裂均等分裂不同点：不均等分裂无变形1卵3极体不能运动注意：一个卵原细胞经分裂只能产生一个卵细胞。三个极体只有一个基因型与卵细胞相同，另外两个与卵细胞互补。极体的分裂是均等分裂。3、描述减数分裂的过程精（卵）原细胞可通过增加数目。在减Ⅰ间期时，先进行，此过程的结果是。此过程完成后的细胞称为。该时期细胞中还进行了。进入减Ⅰ前期后，消失，移向两极并发出构成纺锤体。同源染色体并螺旋缩短形成光镜下可见的。此时细胞中还可发生。有丝分裂DNA的复制和有关蛋白质的合成每个着丝点上含两个完全相同的姐妹染色单体初级精（卵）母细胞中心体复制核仁核膜中心体星射线联会四分体交叉互换进入减Ⅰ中期后，附着在纺锤丝上并被牵引运动，排列在。到了减Ⅰ后期，被拉开移向细胞的两极而则表现出。进入减Ⅰ末期，从中间凹陷缢断，地分裂为。此时的细胞中同源染色体，数目。减Ⅰ至此完成。细胞膜(不)均等四分体的着丝点赤道板的两侧同源染色体非同源染色体自由组合2(1)个次级精(卵)母细胞(和1个极体)没有减半减Ⅱ间期，无法进行染色体复制。减Ⅱ分裂期中与有丝分裂相同，只不过没有。减Ⅱ完成后产生了染色体与次级精（卵）母细胞的，经变形形成精子（卵细胞）。极短染色体行为同源染色体相同精(卵)细胞(和3极体)(不)需要2N4N四、减数分裂过程中的数量变化五、细胞分裂的图像鉴别对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括如下：一看染色体的数目(奇偶性)；二看有无同源染色体；三看有无同源染色体的行为——联会、四分体、分离。这种方法简称三看鉴别法。二看同源染色体三判断同源染色体行为技巧：一数二看三判断一数染色体数目奇数减Ⅱ偶数有同源染色体无同源染色体无同源染色体行为(有丝分裂)联会、四分体、分离(减Ⅰ)小结：1、减数分裂的概念、特点。2、精子的形成过程。3、精、卵形成的区别。4、减数分裂与有丝分裂的区别（识图）。1、10个卵原细胞与10个精原细胞进行减数分裂产生的卵细胞与精子受精，最多可产生受精卵的个数为：A、10B、40C、20D、302、同种生物的染色体是相对恒定的，这是由于下列哪项生理过程决定的：A、有丝分裂和减数分裂B、有丝分裂和受精作用C、减数分裂和受精作用D、减数分裂AC3、若某动物细胞内有两对同源染色体，分别用A和a，B和b表示，下列各组精子中，哪一组是其一个精原细胞经减数分裂形成的：A、AB,ab,ab,ABB、AB,aB,aB,ABC、AB,Ab,aB,abDaB,aB,ab,ab4、体细胞中含有两对同源染色体（AaBb）的生物，其中一个精原细胞进行减数分裂，可能产生精子的种类有：A、1种B、2种C、3种D、4种DA5、具有两对同源染色体（AaBb）的一个生物体，在一次排卵时发现该卵细胞的染色体组成是Ab，则在形成该卵细胞时随之产生的极体的染色体组成为：A、AB、ab、abB、Ab、aB、aBC、AB、aB、abD、ab、AB、abB6、某生物的一个性原细胞中含有染色体8个，经减数分裂后产生的精子类型和卵细胞的类型分别是：A、2、1B、4、1C、16、16D、8、4A7、某动物的体细胞中染色体组成如右图，此动物的精原细胞经减数分裂形成的精子种类为A、1种B、2种C、3种D、4种AaBbD⑴该细胞处于()分裂()期;⑵若该细胞中的①染色体的遗传信息来自父方，那么含有母方遗传信息的染色体是();⑷该细胞内的同源染色体有()对4③⑦②⑥后有丝时期：细胞名称：产生的子细胞是：减数第二次分裂后期次级精母细胞或极体精细胞或极体思考题：1、有丝分裂过程中会出现同源染色体吗？2、若一个精原细胞中共有n对同源染色体，则该细胞可能产生几种精子？经减数分裂后产生几种精子？卵细胞呢？受精作用一、配子的多样性设某种生物体细胞中有n对同源染色体：若无交叉互换，该性原细胞可能产生种配子；实际上经减数分裂能产生种配子。若有交叉互换且每对同源染色体均发生一次交叉互换，则：①该性原细胞可能产生种配子；实际上经减数分裂能产生种配子。②该个体可能产生种配子；实际上经减数分裂能产生种配子。若无交叉互换，该生物体可能产生种配子；实际上经减数分裂能产生种配子。2n2或12n2n4n4或14n4n配子多样性的原因：①四分体时期，发生交叉互换；②减Ⅰ后期，非同源染色体的自由组合。配子种类的推算方法：先单独考虑每一对染色体，再把结果相乘。二、受精作用1、概念：精、卵相互识别、融合为受精卵的过程。识别是指同种生物的精子和卵细胞才能受精。识别的物质基础是糖蛋白。融合不是两个细胞合为一个，而是精核入卵。精子的尾部不进入卵细胞。受精卵的细胞质几乎全来自卵细胞。膜的流动性是融合的前提条件。2、受精过程①精子头部入卵，尾部留在外面；②卵细胞膜发生变化，阻止多精入卵；③精核卵核相融合，染色体会合。精子、卵细胞中只有非同源染色体，即成单存在；融合后具有同源染色体，恢复成对存在状态。3、实质精核卵核相融合。4、结果：染色体数目恢复到正常体细胞的数目，其中一半来自父方，一半来自母方。注意：受精卵中的DNA母方提供的更多。5、减数分裂和受精作用的意义①增加后代的变异性，有利于物种进化；②维持染色体数目恒定，对遗传变异有重要作用。