42 细胞的减数分裂及受精作用 学案

4-2 细胞的减数分裂及受精作用 【阅读教材,完成基础知识的归纳与整理】一、减数分裂概念的理解 1范围：进行_的生物。2时期：从_成熟生殖细胞。3特点：染色体复制_，细胞连续分裂_。4结果：生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的_。 二、精子的形成 1、形成场所：_2、形成过程 精子变形过程中的结构变化:(1)细胞核: _(2)高尔基体: _(3)中心体: _(4)线粒体: _(5)细胞内其他物质: _3、减数分裂过程中细胞内的主要变化 (1)减数第一次分裂间期 (2) 减数第I次分裂分裂期前期中期后期末期(2) 减数第II次分裂分裂期(除了没有同源染色体外,基本与有丝分裂相似)4、减数分裂与有丝分裂对比 三、卵细胞的形成 1、形成场所：_2、形成过程 3、对比： 特别提醒 1、同源染色体和非同源染色体 同源染色体：形态和大小相同,一条来自父方,一条来自母方的两条染色体 互为同源的两条染色体一条来自父方,一条来自母方，该表述正确，但反过来，一条来自父方,一条来自母方的两条染色体互为同源染色体，该表述是错误。 同源染色体形态、大小并不完全相同，反例，如性染色体的形态、大小不同。 形态、大小相同的染色体也不一定是同源染色体。例如：姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体 2、四分体：联会后每对同源染色体含有四个染色单体的状态。 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3、染色体组：指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是控制着一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。 判断方法： 根据基因型判断：AABb、AAAaBbbbDddd 根据细胞图像判断： 根据染色体数目和染色体形态数目判断 例如：果蝇体细胞有8条染色体、有4种形态，则染色体组为2组。韭菜细胞共有32条染色体、8种形态，则染色体组为4组。 练习1：关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是（ ）A两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同B两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C两者后期染色体行为和数目不同，DNA分子数目相同D两者后期染色体行为和数目相同，DNA分子数目不同 练习2：就一对联会的同源染色体而言，其着丝点数、染色单体数和多核苷酸链数分别是( ）A2、4和4 B2、8和4 C4、4和4 D2、4和8 练习3：在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是( )A时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个B时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个C时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个D图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常 练习4：哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N表示染色体组)据图分析，下列叙述错误的是( ) A次级卵母细胞形成的过程需要激素调节 B细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子 C、和细胞分裂后期染色体数目相同 D培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞 练习5：小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是( ) A初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记 B次级精母细胞中每条染色体都被标记 C只有半数精细胞中有被标记的染色体 D产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等 练习6：如图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是 （ ） A.； B. C.； D.四、受精作用 1、概念：_和_相互识别、融合成为_的过程。 2、过程：精子的_进入卵细胞，尾部留在外面，同时卵细胞的_会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子的进入。精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的_会合在一起。 3、结果：受精卵中的染色体数目又恢复到_中的数目，其中有一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 4、意义：减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中_的恒定，对于生物的_都是十分重要的。 五、实验：观察细胞减数分裂(一)实验原理 (1)蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。 (2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 (二)实验材料的选取：植物花药，动物睾丸（高等），动物精巢（低等） 特别提醒 (1)宜选用雄性个体生殖器官，其原因是： 雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才能继续完成减数第二次分裂。(2)动物的精巢、卵巢以及植物的花药、胚珠中的细胞既进行有丝分裂又 进行减数分裂；其染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。(三)实验步骤 1、装片制作(同有丝分裂装片制作过程) 解离漂洗染色压片(制片) 2、显微观察练习1：一同学用高倍显微镜观察小白鼠某器官的切片时，发现了一个细胞膜向内凹陷、细胞质即将分裂为均等的两部分的细胞图像，下列说法不正确的是( ) A如果每个着丝点上都有两条染色单体，说明该细胞取自雄性小鼠的睾丸 B如果每条染色体上均不含染色单体，说明该细胞处于减数第二次分裂后期 C如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异 D无变异情况下，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期 练习2：下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是( ) A可用蝗虫卵母细胞的固定装片观察减数分裂 B用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象 C能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象 D用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象【重、难点精讲】一、细胞分裂中的图表信息（一）细胞分裂图 关键：减I分裂与有丝分裂和减II分裂差异最大 有丝分裂与减II分裂最相似，差别在于有无同源染色体。 按先后顺序把有关有丝分裂图的号码排列起来_；按顺序把有关减数分裂图的号码排列起来_ （二）坐标曲线 注意：减数分裂与有丝分裂曲线的区别：减数分裂存在数量减半现象，而有丝分裂没有。 减数分裂与有丝分裂的“每条染色体上的DNA数量变化”曲线形状相同。 首先“看斜线”不存在斜线的为染色体的变化，有斜线的为染色单体或DNA，其次看关键点染色单体起于“0”终于“0”。 抓住数量变化的关键期间期、减I末期、减II后期和减II末期，以及变化的原因 练习1：（1）图中代表染色体相对数量变化的曲线是_。（2）形成配子时,成对的遗传因子分离发生在图中的_过程。 （3）细胞内含有四分体的区间是_。（4）若该生物体细胞中染色体数为20条，则一个细胞核中的DNA分子数在912时期为_条。 （5）着丝点分裂发生在横坐标数字的_处进行。（三）柱形图 例题1：右图中甲丁为小鼠睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例图，关于此图叙述中错误的是 （ ）A甲图可表示减数第一次分裂前期 B乙图可表示减数第二次分裂前期 C丙图可表示有丝分裂间期的某一阶段 D丁图可表示有丝分裂后期练习：右图显示在减数分裂中，每个细胞的DNA数量变化。同源染色体分离的阶段是() A阶段1之前 B在阶段1与阶段2之间 C在阶段2与阶段3之间 D在阶段3与阶段4之间二、减数分裂过程中异常配子(基因或染色体异常)的形成（1）正常的减数分裂(以基因型AaBb为例)分析: 由同一个初级精母细胞产生的两个次级精母细胞，基因型(染色体)互补。 由同一个次级精母细胞产生的两个精细胞，基因型(染色体)相同。 在不考虑交叉互换的条件下: 1个精原细胞，产生_个精子，_种精子。 1种精原细胞，产生_个精子，_种精子（n对同源染色体） 1个卵原细胞，产生_个卵细胞，_种卵细胞 1种卵原细胞，产生_个卵细胞，_种卵细胞（n对同源染色体） （2）异常的减数分裂(以基因型AaBb为例) 基因突变(减I间期)交叉互换(减I前期,四分体) 减I异常,染色体分配异常(减I后期) 减II染色体分配异常(减II后期)性染色体异常病中出现的XXY型、XXX型、XYY型的原因如下：练习1：某个精原细胞的基因型为AaBb，且两对基因位于非同源染色体上，若产生1个基因型为Ab的精子，则其他精子的基因型各是什么？ 练习2：某个精原细胞的基因型为AaBb且AB位于同1条染色体上，ab位于另1条同源染色体上。若产生1个基因型为Ab的精子，则其他精子的基因型各是什么？练习3：某个精原细胞的基因型为AaBb，且两对基因位于非同源染色体上，若产生1个基因型为Aab的精子，则其他精子的基因型各是什么？若产生1个基因型为AAb的精子，则其他精子的基因型各是什么？（1）产生1个基因型为Aab的精子，则其他精子的基因型：_（2）产生1个基因型为AAb的精子，则其他精子的基因型：_练习4：下面是某哺乳动物减数分裂过程中三个细胞部分染色体及其上的基因示意图，乙、丙均来自甲细胞，下列叙述正确的是( )A甲细胞产生的突变基因肯定可通过卵细胞传递给子代B乙细胞和丙细胞均含有2个染色体组C丙细胞产生的卵细胞的基因组成是aB或AB D若该动物产生基因型为Aab的配子，则说明减数第一次分裂时同源染色体未分离 练习5：下图为基因型为AaBbdd某动物，体内细胞分裂到一定阶段的染色体及基因组成的示意图。以下相关判断错误的是 ( ) A此细胞中染色体数比体细胞减少一半B此细胞中基因a一定是由基因A突变产生C此细胞继续分裂可能形成两种精子或一种卵细胞D该动物能产生四种比例相等的精子或卵细胞三、减数分裂与三大遗传规律的关系有性生殖是通过减数分裂过程实现的。减数分裂过程与生物的遗传和变异密切相关。 （1）细胞分裂过程与遗传的关系： 减后期：同源染色体分离是基因分离规律的细胞学基础。 减后期：非同源染色体自由组合是基因自由组合规律的细胞学基础。 减前期（四分体时期）：同源染色体间非姐妹染色单体的交叉互换是基因的连锁互换的细胞学基础。 （2）细胞分裂与变异的关系 细胞分裂间期（包括有丝分裂与减数分裂）：在DNA复制过程中可能发生基因突变。 减后期：由于基因的自由组合而发生基因重组。 减前期：由于非姐妹染色单体的交叉互换而发生基因重组。 减、后期：由于部分同源染色体或者染色体不分离从而形成不正常的配子。进而可以产生个别染色体数目增减的变异。 有丝分裂后或末期：有丝分裂后期着丝点断裂，染色体数目加倍，如果在末期细胞由于某种原因不能一分为二，则形成染色体加倍的细胞，由染色体加倍的细胞进而形成染色体加倍的植物。也就是发生染色体数目成倍增减的变异。 由末受精的配子如植物的花粉、动物的卵细胞直接发育为新的生物个体（单倍体）。也是发生了染色体数目成倍增减的变异。 【课后练习】判断下列叙述正确或错误（1）如果移向两极的染色体数目不同，说明该细胞发生了染色体数目的变异（ ）（2）无变异情况，若移向两极的染色体形态有差异，说明该细胞处于减数第一次分裂后期( ）（3）同源染色体是在细胞分裂过程中能联会的两条染色体 （ ）（4）减数分裂过程中，着丝点分裂伴随着等位基因的分离 （ ）（5）染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因（ ）（6）有丝分裂和减数第一次分裂述，两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同 （ ）（7）每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体 （ ）（8）用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象 （ ）（9）姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的 （ ）（10）受精卵中的遗传物质一半来自于卵细胞，一半来自于精子（ ）（11）一个人类精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223 （ ）（12）有性生殖的生物维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定应依赖于减数分裂与受精过程两个方面 （ ） （13）同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同。( )（14）细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的是非同源染色体自由组合，导致基因重组。( ) （15）蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中，细胞内会发生基因的选择性表达和姐妹染色单体的分开，但不会发生同源染色体的分离 （ ） （16）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，可能会同时发生细胞的增殖与分化、光能的吸收与转化，但不会同时发生基因的突变与重组（ ） （17）有性生殖的生物维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定应依赖于减数