减数分裂和受精作用笔记.docx
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减数分裂和受精作用笔记
2.1减数分裂和受精作用
问题探讨：
1，果蝇作为遗传学上常用的实验材料的优点：
生长周期短，繁殖快，染色体少且容易观察。
2，果蝇配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别？
果蝇配子中染色体是体细胞的一半，配子中染色体是从体细胞每对同源染色体中取出一条组成
一，减数分裂
（一）魏斯曼：
德国。
预言：
在精子和卵细胞成熟过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半（减数分裂：
是一种特殊的有丝分裂）；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。
（受精作用）
（二）真核生物分裂方式：
有丝分裂（绝大多数体细胞的增殖），无丝分裂（蛙的红细胞），和减数分裂（配子（精子和卵细胞）的形成）三种
原核细胞增殖方式：
多数是二分裂
（3）减数分裂定义：
（课本P22黑体字）
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。
1范围：
进行有性生殖的生物
2时期：
原始生殖细胞到成熟生殖细胞时
3场所：
高等植物的花药（雄）和胚囊（雌）中，动物的精巢（雄）（人和哺乳动物在睾丸的曲细精管中，其他动物在精巢中。
睾丸是高等动物的精巢）和卵巢（雌）中
4特点：
在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。
5结果：
成熟生殖细胞（精子或卵细胞又称作“配子”）中的染色体数目比原始生殖细胞的减数一半。
注意：
1）原始生殖细胞：
一种特殊的体细胞，能进行有丝分裂，性成熟后还可进行减数分裂。
2）成熟生殖细胞：
如精子，卵细胞。
习惯上称作“生殖细胞或配子”。
3）体细胞，原始生殖细胞，成熟生殖细胞之间的关系：
体细胞（2N）经过有丝分裂和分化变成原始生殖细胞（2N），在经过减数分裂形成成熟生殖细胞（N）。
4）由于减数分裂出现纺锤丝，而且没有细胞周期（不能连续分裂），所以，减数分裂是一种特殊的有丝分裂。
5）成熟的生殖细胞的形成依靠减数分裂，体细胞的增殖依靠有丝分裂。
6）基因的分离定律和自由组合定律的实质发生在减数第一次分裂后期：
随着同源染色体的分裂等位基因分离，非同源染色体的自由组合非等位基因自由组合。
也就是基因的分离和自由组合发生在减数分裂形成配子的过程中。
（四）精子的形成过程（特别重要）
1，场所：
人和其他哺乳动物：
睾丸（曲细精管）。
其他动物是精巢。
植物：
雄蕊的花药中（形成的雄配子叫花粉）
2，过程：
两侧
最后精细胞还需要变形形成精子。
（1，变形过程：
精子呈蝌蚪状，头部几乎只保留了精细胞的细胞核，精细胞的部分细胞质集中在精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，只有线粒体被保留下来，并集中在尾的基部。
2，结果：
4个精细胞变成4个精子。
精子的尾部很长，能够摆动，对受精作用十分有利。
3，精子的形成过程不属于减数分裂过程，属于精子形成过程。
）
3概念理解：
①同源染色体：
在减数分裂中配对的两条染色体，性状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
如左图中的AB是一对CD是一对同源染色体
注意：
1）同源染色体的大小和形态一般都相同，但是有不同的，如人的X染色体比Y染色体大，果蝇的X染色体比Y染色体小，因为它们有同源区段，在减数第一次分裂过程中也联合，所以仍然是同源染色体。
2）姐妹染色单体在着丝粒分开后形成的两条染色体虽然形态大小完全相同，但是由于来源相同（因是间期复制而来的，其上带的基因如果不发生交叉互换或基因突变的情况下是相同的）所以不能称作同源染色体
3）同源染色体一对来源不同，一条来自父方一条来自母方，一般用不同染色来区分
②联会：
在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫联会。
③四分体：
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。
数量关系：
1对同源染色体=1个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条DNA单链
④非姐妹染色单体的交叉互换
发生在减数第一次分裂前期（四分体时期），在同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换部分片段。
结果和意义：
增加了减数分裂形成的配子的种类。
若不交换，一个精原细胞只产生两种配子，若发生交叉互换，一个精原细胞产生4种配子，属于可遗传变异中的基因重组。
⑤同源染色体分离，非同源染色体自由组合：
都发生在减数第一次分裂后期
同源染色体分离：
左图中1与2是同源染色体分别进入不同细胞，3与4也是一对同源染色体分别进入不同细胞。
非同源染色体自由组合：
同源染色体分离时非同源染色体自由组合。
左图减数第一次分裂结束后可以2，3进入一个细胞，另一个细胞一定是1，4两条染色体。
或者是减数第一次分裂结束后可以2，4进入一个细胞，另一个细胞一定是1，3两条染色体。
⑥着丝粒分裂，染色单体分开：
减数第二次分离后期和有丝分裂都会发生，每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开变成两条染色体，分别移向细胞两级。
此时没有姐妹染色单体了。
⑦有丝分裂过程中同源染色体一直存在，（如果染色体条数是2N个，其同源染色体为N对，有丝后期由于着丝粒分裂染色体加倍同源染色体也加倍变成2N对=4N个。
）有丝分裂有同源染色体但是不联会也没有四分体
⑧染色体数目减半发生在减数第一次分裂
4染色体,DNA的数量变化
（4）卵细胞形成过程：
1，场所：
人和其他哺乳动物：
卵巢。
其他动物也是卵巢。
高等植物：
雌蕊子房中的胚囊中。
2，过程：
3.卵细胞经过两次细胞质不均等分裂意义：
保证卵细胞获得更大的营养物质
4.精子与卵细胞形成过程的异同点：
相同点：
染色体的行为，首先减数分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞，然后经过减数第一次分裂和减数第二次分裂变成卵细胞。
异同点：
（5）减数分裂和有丝分裂的比较
1，注意各个时期的染色体的行为以及细胞名称
2，染色体染色DNA曲线变化：
3姐妹染色单体和同源染色体曲线图：
4染色体与DNA曲线图
1）AB段=A’B’段=ab段=有丝分裂前的间期；减数第一次分裂前的间期。
2）BC段=B’C’段=bc段=染色体为“X”形状时期（一条染色体上2个DNA分子）=有丝分裂的前，中期；减数Ⅰ前中后末；减数Ⅱ的前中时期。
3）CD段=C’D’段=cd段=着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离时期=有丝后期；减数Ⅱ后期。
4）DE段=D’E段’=de段=有丝后末；减数Ⅱ后末时期。
5有丝分裂和减数分裂柱形图：
（6）拓展：
减数分裂配子的来源和种类分析：
1，配子的来源：
1）未发生交叉互换：
如左下图最下面一排精细胞从左到右依次编号1-8。
若1和2细胞中的染色体相同，则这两个精细胞来自同一个次级精原细胞（简称“同为同一次”）。
若1和3号细胞中的染色体互补，则这两个精细胞来源于一个初级精母细胞（简称“补为同一初”）。
若1，和5号精细胞中的染色体有相同的也有互补的，则这两精细胞来源于同一个个体不同的精原细胞（简称“同补同一体”）
2）发生了交叉互换：
（可以不考虑交叉互换的小部分，比如一条染色体是大白中有一点小黑，那就按没交叉互换之前的全都是大白来看待）
2，配子的种类：
若有N对同源染色体的个体（考虑非同源染色体的自由组合）
1）一个精原细胞可产生2种精细胞，发生交叉互换产生4种精细胞。
2）一个雄性个体可以产生2n种精细胞，发生交叉互换产生大于2n种精细胞，最多可以达到4n种精细胞（因为细胞发生交叉互换概率低）。
3）一个卵原细胞可产生1种卵细胞，发生交叉互换产生1种卵细胞。
4）一个雌性个体可以产生2n种卵细胞，发生交叉互换产生大于2n种卵细胞，最多可以达到4n种卵细胞（因为细胞发生交叉互换概率低）。
2，观察蝗虫精原细胞减数分裂装片:
课本24页
1，实验原理（实验目的）：
通过观察蝗虫精母细胞减数分裂装片，识别减数分裂不同时期染色体的形态，位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。
2，实验用具：
蝗虫精母细胞。
为何观察材料选择雄性个体的生殖器官比如花药或者精巢：
1）雄性个体产生的精子数量很多，容易找到不同时期的细胞。
2）在某些动物卵巢内的减数分裂没有彻底进行，雌性动物排卵前后完成减数第一次分裂，在输卵管中受精过程中才发生减数第二次分裂。
3，实验步骤：
先低倍镜识别初级精母细胞，次级精母细胞和精细胞。
再低倍镜找到不同时期的不同细胞，换成高倍镜观察染色体的形态位置和数目，最后绘图。
4，注意事项：
1）判断不同时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体的变化特点。
2）视野中可以看到有丝分裂和减数分裂各个时期的细胞，所以可以看到染色体数N，2N，4N不同的细胞。
3）不能观察一个细胞减数分裂过程。
因为解离是细胞已被杀死，看不到染色体的动态变化过程，如果想看不同时期的细胞需要移动装片寻找不同的视野。
4）画图是暗处用细点表示不能涂黑。
5）你通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点来推断是那个时期的细胞的逻辑前提是：
同一生物细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同。
不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。
3，构建减数分裂中染色体变化模型（物理模型）
课本P25-P26
主要模拟：
（1）减数分裂中染色体数目和主要行为变化
（2）减数分裂中非同源染色体的自由组合
（3）减数分裂中四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换
注意事项：
自由组合和交叉互换的目的都是让配子的种类更多，人若不发生交叉互换可以产生223种配子，雌雄配子的结合方式=246种。
若考虑交叉互换产生的配子种类更多。
为后代多样性打下基础，这样的多样性有利于适应多变的自然环境，更有利于生物在自然选择中进化，体现了有性繁殖的优越性。
4，受精作用
（1）配子中染色体组合的多样性
原因：
非同源染色体的自由组合；同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换。
结果：
精（卵）原细胞个数
配子个数
配子种类
考虑交叉互换
1个精原细胞
4
2种
4种
1个卵原细胞
1
1种
1种
1个雄性个体
2n
2n种
大于2n种
1个雌性个体
2n
2n种
大于2n种
（2）受精作用
1配子中染色体组合多样性原因：
1）减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合。
2）四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换。
2子代多样性原因：
1）配子多样性（非同源染色体自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换）。
2）受精时雌雄配子随机结合。
3.概念：
精子和卵细胞相互识别（体现细胞膜的信息交流的功能）、融合（体现细胞膜的流动性）成为受精卵的过程。
4.场所：
输卵管，鱼在水中
3.过程：
精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞细胞膜外面出现了一层特殊的膜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遇→二者的染色体会合。
4.实质：
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合,使彼此的染色体会合在一起。
5.结果：
受精卵的染色体数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）。
注意：
1）受精卵中染色体/细胞核中的DNA：
一半来自父方，一半来自母方。
2）受精卵中的DNA/遗传物质：
母方提供的多一些（因为母方提供细胞质，细胞质的线粒体中有DNA，但这种DNA构不成染色体）
6.意义：
1）维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性。
2）子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中的进化，体现了有性生殖的优越性
3）对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
7.高等动物的有性生殖细胞形成与受精作用：
8.综合概况：
遗传稳定性和遗传多样性
遗传稳定性
遗传多样性
配子形成
每个配子染色体数目均是体细胞的一半
配子形成由于有自由组合和交叉互换，所以种类繁多
受精作用
雌雄配子结合后染色体恢复体细胞染色体数目
雌雄配子随机结合
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