减数分裂与配子形成(公开课).ppt

减数分裂与配子形成 一 减数分裂 概念 是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 范围 时期 特点 进行有性生殖的生物 从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程中 原始生殖细胞 是通过有丝分裂产生的一种特殊的体细胞 具有减数分裂的能力 如动物的精原细胞和卵原细胞 成熟生殖细胞 是指精子和卵细胞 染色体只复制一次 而细胞连续分裂两次 结果 成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 发生场所 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 人和其他哺乳动物的睾丸 睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管 内含大量的原始生殖细胞 叫做精原细胞 精原细胞是原始的雄性生殖细胞 来源于体细胞的有丝分裂 即 每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同 2 过程 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 形态 大小 一般都相同 如图中1和2 3和4 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 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 形状和大小不相同也可以是同源染色体 如 两条染色体和 两条染色体 注意 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 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 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 出现时期 减数第一次分裂的前期 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 在纺锤丝的牵引下 配对的两条同源染色体彼此分离 分别向细胞的两极移动 细胞的每个极只得到各对同源染色体中的一条 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 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 2N N 2N 2N N N 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 有丝分裂与减数分裂图像的识别 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 与 的主要区别在于同源染色体的排列方式不同 与 与 的主要区别在于有无同源染色体 与 的主要区别在于同源染色体的行为特点不同 与 与 的主要区别在于有无同源染色体 与 比较 中染色单体分离 中同源染色体分离 与 比较 中有同源染色体 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 卵原细胞 3 精子与卵细胞的形成比较 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 4m 4 1 m 2种 A和a 1种 A或a 2种 A和a 2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 4m 4 1 m 2种 AB和ab或Ab和aB 1种 AB或Ab或aB或ab 3 含n对同源染色体的精 卵 原细胞 图3 形成的配子 4m 4 1 m 2种 多种情况 1种 多种情况 2n 2n 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 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 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 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 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 受精过程中卵细胞和精子的结合具有随机性 原因 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