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【必修II】§2.1 减数分裂和受精作用

 囡波湾生物 2020-09-25

减数分裂是染色体数目减半的细胞分裂

减数分裂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。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次。减数分裂的结果是:其产生的成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半

减数分裂过程中通过同源染色体的分离实现染色体数目的精确平分

Ⅰ、形态、大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,在减数分裂过程中进行联会的染色体叫做同源染色体

Ⅱ、同源染色体在体细胞中是成对存在的,减数分裂时分别进入不同的配子中,从而导致配子中染色体数目减半

 例如:果蝇有8条染色体(4对同源染色体),经减数分裂产生的配子中含有4条染色体。

 例如:骡子含有63条(马32条,驴31条)染色体,这说明其中的染色体无法全部配对成同源染色体。

Ⅲ、识别图像中的同源染色体 

减数分裂的过程:减数分裂包括两次细胞分裂过程,可人为划分为间期(分裂的准备阶段)、减数第一次分裂(简称“减Ⅰ”)和减数第二次分裂(简称“减Ⅱ”)

Ⅰ、间期:染色体复制(实际上是进行DNA分子复制和有关蛋白质合成,染色体的数目并未增加),原始生殖细胞生长成为初级精母细胞或初级卵母细胞。

Ⅱ、减数第一次分裂——同源染色体分离(从而导致染色体数目减半),非同源染色体自由组合:

①前期:同源染色体联会形成四分体;四分体中的非姐妹染色体单体发生交叉互换。

②中期:成对的同源染色体并排在赤道板相对的两侧。

③后期:成对的同源染色体分离,在纺锤丝的牵引下,分别移向细胞两极。同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。

④末期:非同源染色体分别移向细胞的两极。

Ⅲ、减数第二次分裂——减Ⅰ产生的子细胞进行一次类似于有丝分裂的分裂

精子的形成过程

哺乳动物的精子形成发生在睾丸的曲线精管中

精子形成过程:

注意:次级精母细胞在减Ⅱ后期发生着丝点分裂,导致染色体数目暂时性加倍(2n)。

注意:变形期精子细胞形态发生变化成为蝌蚪状,并失去绝大部分细胞质。

卵细胞的形成过程

哺乳动物卵细胞形成主要发生在卵巢中

卵细胞生成过程

注意:有些动物的第一极体能继续完成减Ⅱ,最终1个卵原细胞减数分裂形成1个卵细胞和3个第二极体,极体最终都退化。

注意:卵细胞生成过程中,初级卵母细胞进行减Ⅰ和次级卵母细胞进行减Ⅱ的细胞质分配都是不均匀。但是第一极体若进行减Ⅱ,其细胞质分配是均匀的。

卵细胞和精子形成过程存在明显的差异

一个精原细胞经过减数分裂形成4个精子(染色体组成两两相同);一个卵原细胞经过减数分裂形成1个卵细胞和3个极体(染色体组成也是两两相同)

精子形成时所有分裂过程中细胞质分配都是均匀的。卵细胞形成过程中,只有第一极体进行减Ⅱ时的细胞质分配是均匀的

配子中染色体组合具有多有样性

非同源染色体自由组合产生配子的多样性

例如:人体含有23对同源染色体,配子将获得这23对同源染色体的一条,这样配子的 种类共有223种(不考虑交叉互换)。

(四分体的非姐妹染色单体之间的)交叉互换丰富了配子的多样性

受精作用

受精时,精子进入卵细胞后,精卵的细胞核融合形成受精卵。这样受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半的染色体来自精子,另一半来自卵细胞

减数分裂和受精作用的意义

减数分裂形成配子时,不同配子的遗传物质存在差异;受精过程中卵细胞和精子的随机结合,这样同一双亲的后代必然呈现多样性,这种多样性有利于生物在自然选择中进化,这体现了有性生殖的优越性

减数分裂和受精作用对于维持有性生殖生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异都具有重要意义

观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

实验原理:处于繁殖期的雄蝗虫,精巢里的精原细胞正在进行减数分裂。因此,在它的精巢管内可以找到处于减数分裂不同阶段的细胞如精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞以及精子。通过观察处于减数分裂不同阶段的细胞,可以了解减数分裂的大致过程。

选择蝗虫作实验材料的理由:蝗虫染色体数目较少,染色体较大,易于观察。在同一染色体玻片标本上可以观察到减数分裂的各个时期,还可以观察精子的形成过程。

雄蝗虫精原细胞内含有23条染色体,雌蝗虫细胞内含有24条染色体;其中常染色体11对,22条,雌雄相同;性染色体在雄性中为一条,即为XO,雌性中为两条,即为XX。

实验过程中,我们观察到的是不同细胞所处的不同细胞分裂时期,是静态的图像,由于细胞已经在制作装片时被杀死,我们不可能看到减数分裂的动态过程。

减数分裂和有丝分裂图像的比较

1)先看有无同源染色体,无同源染色体的是减Ⅱ

2)再看有无同源色体行为(即联会、成对的同源染色体并排在赤道板以及同源染色体分离),有同源染色体行为的是减Ⅰ,无同源染色体行为的是有丝分裂。

注意:判断的关键是识别同源染色体。

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