基因和染色體的關(guān)系教學(xué)課件

第二章基因和染色體的關(guān)系

第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用

（-）減數(shù)分裂

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.闡明減數(shù)分裂過程中染色體的變化。

2.觀察蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂裝片。

【基礎(chǔ)梳理】

一、精子的形成過程

1.形成部位：高等動植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)。人和其他哺乳動物的精子是在

中形成的。

2.形成過程

（1）減數(shù)分裂I

時(shí)間圖示相關(guān)變化

間期

染色體復(fù)制，有關(guān)蛋白質(zhì)合成，細(xì)胞體積增大

前期同源染色體聯(lián)會形成四分體，同源染色體的非姐妹

染色單體之間常發(fā)生交叉互換

中期

同源染色體排列在赤道板兩側(cè)

3同源染色體分離,非同源染色體自由組合，并移向

后期2細(xì)胞兩極

（2）減數(shù)分裂n

中期后期

圖示

著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,并

特點(diǎn)染色體的著絲粒排列在赤道板上

移向細(xì)胞兩極

二、卵細(xì)胞的形成過程

1.形成部位：人和其他哺乳動物的卵細(xì)胞都是在中形成的。

2.形成過程

卵原細(xì)胞

|染色體復(fù)制

初級卵母細(xì)胞]

|分裂

（----匚——1＞減數(shù)分裂I

極體次級卵母細(xì)胞1

?分裂11分斗\減數(shù)分裂（1

兩個(gè)極體極體卵細(xì)胞J

3.結(jié)果：一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂只形成一個(gè)見細(xì)胞，三個(gè)極體都退化消失。

4.動物精子和卵細(xì)胞形成過程的比較

項(xiàng)目精子形成過程卵細(xì)胞形成過程

部位睪丸卵巢

原始生殖細(xì)胞精原細(xì)胞卵原細(xì)胞

細(xì)胞質(zhì)的分裂第一極體均等分裂，初級卵母細(xì)胞、

均等分裂

方式次級卵母細(xì)胞不均等分裂

一個(gè)精原細(xì)胞一四個(gè)精細(xì)一個(gè)卵原細(xì)胞一一個(gè)卵細(xì)胞（生殖細(xì)

分裂結(jié)果

胞（生殖細(xì)胞）胞）+三個(gè)極體（退化消失）

是否變形變形不需變形

5.減數(shù)分裂的概念

（1）對象：進(jìn)行的生物。

（2）場所：=

（3）過程：原始生殖細(xì)胞（如）一_______生殖細(xì)胞（如精子、卵細(xì)胞）

（4）特點(diǎn)：染色體復(fù)制兩次，細(xì)胞連續(xù)分裂o

（5）結(jié)果：成熟生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目。

三、觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片

1.實(shí)驗(yàn)原理

蝗蟲的精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成精細(xì)胞，再通過變形形成精子。在此過程中，細(xì)胞中的染

色體形態(tài)、和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

【拓展延伸】

、減數(shù)分裂過程中配子的種類

1.正常情況下產(chǎn)生的配子數(shù)

①1個(gè)精原細(xì)胞可產(chǎn)生4個(gè)、2種類型的精子（兩兩相同）。

②1個(gè)雄性個(gè)體（體內(nèi)含n對同源染色體）可產(chǎn)生2n種精子。

③1個(gè)卵原細(xì)胞可產(chǎn)生1個(gè)、1種類型的卵細(xì)胞（4個(gè)子細(xì)胞，3個(gè)為極體，1個(gè)為卵細(xì)胞）。

④1個(gè)雌性個(gè)體（體內(nèi)含n對同源染色體）可產(chǎn)生2n種卵細(xì)胞。

①發(fā)生染色體互換后，含一對同源染色體的一個(gè)精原細(xì)胞能產(chǎn)生4個(gè)精子，且為4種類型,

比不發(fā)生交叉互換時(shí)增加2種類型。

②相同情況下，含一對同源染色體的一個(gè)卵原細(xì)胞能產(chǎn)生4個(gè)配子（3個(gè)為極體，1個(gè)為卵

細(xì)胞），且為4種類型。

【例題】

某二倍體動物的一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂后形成的其中一個(gè)精細(xì)胞如圖所示。下列解釋合理

的是（）

精原制胞精細(xì)脆

A.通過減數(shù)分裂形成的4個(gè)精細(xì)胞中有一個(gè)不含A和a的精細(xì)胞

B.減數(shù)第二次分裂中，有一對染色單體沒有相互分禺

C.通過減數(shù)分裂形成的4個(gè)精細(xì)胞中有兩個(gè)基因型為Aa的精細(xì)胞

D.減數(shù)第一次分裂中姐妹染色單體間發(fā)生了交叉互換

答案：C

解析：在正常情況下，1個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)精細(xì)胞兩兩相同，且不含同源染

色體。題圖所示的精細(xì)胞中含有同源染色體且兩條同源染色體上各自有一段不同顏色的片

段，說明該精原細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體間的交叉互

換，且在減數(shù)第一次分裂后期等位基因A和a所在的這對同源染色體沒有發(fā)生分離而進(jìn)入

同一個(gè)次級精母細(xì)胞中，該次級精母細(xì)胞進(jìn)行正常的減數(shù)第二次分裂，形成了兩個(gè)基因型為

Aa的精細(xì)胞；與此同時(shí)產(chǎn)生的另一個(gè)次級精母細(xì)胞不含A和a,當(dāng)減數(shù)第二次分裂結(jié)束時(shí),

產(chǎn)生了2個(gè)不含A和a的精細(xì)胞。綜上分析，C正確。

二、有絲分裂與減數(shù)分裂的判斷方法

L圖像的比較

■奇數(shù)—?Mn,無同源染色體存在

無同源染色體-MD

二

-三

看

看

看

有

有.出現(xiàn)聯(lián)會、四分體］

染

同

無

同同源染色體著絲粒［MI

色

源

數(shù)

偶

二

同

源位于赤道板兩側(cè)

體M1

--染

源

染

數(shù)?同源染色體分離J

色

染

色

目

體

色無上述同源染色體的特

體

行

體殊行為——有絲分裂

為

2.曲線的比較

①先區(qū)分核DNA的變化曲線和染色體的變化曲線

看“斜線”，曲線中存在斜線的為核DNA變化曲線，不存在斜線的為染色體變化曲線。

②再區(qū)分細(xì)胞增殖的方式

看“染色體峰值”，染色體數(shù)目最大為4N的，是有絲分裂；染色體數(shù)目最大為2N的，是

減數(shù)分裂。

看“DNA復(fù)制和分裂次數(shù)”，斜線代表DNA復(fù)制，豎直下降代表細(xì)胞分裂完成。因此斜

線出現(xiàn)1次，而豎直下降2次的，為減數(shù)分裂：斜線出現(xiàn)1次，豎直下降1次的，為有絲分

裂。

看“結(jié)果”，分裂完成后，染色體或核DNA的數(shù)量與分裂前相等則為有絲分裂；若減半則

為減數(shù)分裂。

【例題】

水稻（2w=24）的生長發(fā)育需經(jīng)歷有絲分裂和減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.同源染色體分離屬于減數(shù)分裂特有的染色體行為

B.姐妹染色單體分離屬于有絲分裂特有的染色體行為

C.減數(shù)分裂中核DNA數(shù)有兩次減半，有絲分裂只有一次

D.有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期核DNA分子數(shù)加倍

答案：B

解析：同源染色體分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，是減數(shù)分裂特有的染色體行為，A正確；

姐妹染色單體分離發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，不是有絲分裂特有的染色體

行為，B錯(cuò)誤；減數(shù)第一次分裂同源染色體分離，并分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使核DNA數(shù)目

減半，減數(shù)第二次分裂姐妹染色單體分離形成的兩條染色體，在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)

胞的兩極，并隨著細(xì)胞的分裂進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使核DNA數(shù)目再次減半。有絲分裂姐妹染

色單體分離形成的兩條染色體，在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)胞的兩極，并隨著細(xì)胞的分裂

進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使DNA數(shù)目減半，C正確；DNA分子復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第

一次分裂前的間期，其結(jié)果是核DNA分子數(shù)目加倍，D正確。

【課堂練習(xí)】

1.下列關(guān)于減數(shù)分裂的敘述，正確的是（）

①減數(shù)分裂發(fā)生在能夠進(jìn)行有性生殖的生物中

②減數(shù)分裂的過程是由原始的生殖細(xì)胞形成成熟的有性生殖細(xì)胞的過程

③減數(shù)分裂的特點(diǎn)是細(xì)胞中的染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次

④減數(shù)分裂的結(jié)果是成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目減少一半

⑤減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，同樣具有一定的周期性

A.①②③④B.②③④⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤

2.由次級精母細(xì)胞產(chǎn)生精細(xì)胞的過程中（）

A.著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目和DNA含量均減半

B.著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目減半

C.著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目和DNA含量均不變

D.著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目不變，DNA含量減半

3.下列關(guān)于高等動物精子形成過程的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.染色體組合多樣可導(dǎo)致不同精子遺傳物質(zhì)產(chǎn)生差異

B.次級精母細(xì)胞中可能存在等位基因

C.著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目與DNA數(shù)目加倍

D.同源染色體中非姐妹染色單體的交叉互換可能導(dǎo)致基因重組

4.下列關(guān)于卵子的發(fā)生的說法，正確的是（）

A.卵子的發(fā)生是從初情期開始的

B.排出成熟卵子的過程就稱為排卵

C.卵子形成時(shí)的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成

D.卵子產(chǎn)生中的減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子的結(jié)合過程中完成的

5.關(guān)于精子和卵細(xì)胞形成過程的異同點(diǎn)（以哺乳動物為例），下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.形成場所分別是動物的睪丸和卵巢

B.精原細(xì)胞減數(shù)分裂直接形成4個(gè)精子

C.初級卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)分裂是不均等的

D.染色體的行為變化是相同的

6.如圖表示某二倍體生物的細(xì)胞分裂示意圖，有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）

A.該圖為動物細(xì)胞的分裂圖像B.此時(shí)期為減數(shù)第二次分裂后期

C.此時(shí)期的細(xì)胞為初級精母細(xì)胞D.該生物的體細(xì)胞中含有4條染色體

7.如圖為某種高等動物的細(xì)胞分裂示意圖。下列敘述正確的是（）

A.甲細(xì)胞一定為次級精母細(xì)胞B.乙細(xì)胞含有2對同源染色體

C.丙細(xì)胞是乙細(xì)胞分裂的結(jié)果D.丙中的M、m為一對同源染色體

8.圖1表示某動物(2n=4)體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核

DNA分子數(shù)量的關(guān)系，圖2為該動物的一個(gè)細(xì)胞正常分裂時(shí)有關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)數(shù)量變化曲線

的一部分。據(jù)圖分析下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

A.圖1中的n可表示減數(shù)第一次分裂的中期與有絲分裂的中期

B.圖1中m時(shí)期細(xì)胞中有一個(gè)染色體組，w時(shí)期細(xì)胞中不存在同源染色體

C.若圖2表示減數(shù)分裂中染色體數(shù)目變化曲線的一部分，則A段可對應(yīng)于圖1中I、III

D.若圖2表示有絲分裂中每條染色體上DNA數(shù)目變化曲線的一部分，則B段染色體數(shù)等于

核DNA分子數(shù)

【答案以及解析】

1.答案：A

解析：①能夠進(jìn)行有性生殖的生物都能進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞，①正確；②減數(shù)

分裂是由原始的生殖細(xì)胞形成成熟的有性生殖細(xì)胞的過程，其過程中染色體復(fù)制一次，細(xì)胞

連續(xù)分裂兩次，②、③正確；④由于在減數(shù)分裂的過程中染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩

次，所以形成的成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原來的減少一半，④正確；⑤減數(shù)分裂是一

種特殊的有絲分裂，但由于產(chǎn)生的生殖細(xì)胞不能繼續(xù)分裂，所以不具有周期性，⑤錯(cuò)誤；故

A正確。

2.答案：D

解析：次級精母細(xì)胞通過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生精細(xì)胞.

（1）減數(shù)第二次分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，染色體數(shù)目加倍;

（2）減數(shù)第二次分裂末期，細(xì)胞質(zhì)一分為二，染色體和DNA都平均分配給兩個(gè)子細(xì)胞.

因此，減數(shù)第二次分裂過程中，著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目不變，DNA含量減半.

所以D選項(xiàng)是正確的.

3.答案：C

解析：染色體組合多樣，在減數(shù)分裂過程中進(jìn)行自由組合，可導(dǎo)致不同精子遺傳物質(zhì)產(chǎn)生差

異；當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生基因突變，導(dǎo)致姐妹染色單體上存在等位基因，減數(shù)第一次分裂結(jié)

束后，次級精母細(xì)胞中可能存在等位基因；著絲點(diǎn)分裂號導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，但DNA數(shù)

目不變；由分析可知，同源染色體中非姐妹染色單體的交叉互換可能導(dǎo)致基因重組；故選C。

4.答案：D

解析：卵子的發(fā)生是從胚胎開始，故A錯(cuò)。排出次級卵母細(xì)胞稱為排卵，排出成熟卵子標(biāo)

志受精作用完成，故B錯(cuò)。減數(shù)分裂第二次分裂在受精作用完成，故C錯(cuò)，D正確。

5.答案：B

解析：精子的形成部位是睪丸。曲細(xì)精管中含有大量的精原細(xì)胞，精原細(xì)胞是原始的雄性生

殖細(xì)胞，每個(gè)精原細(xì)胞中的染色體數(shù)目和體細(xì)胞的染色體數(shù)目相同。卵細(xì)胞的形成部位是卵

巢；精原細(xì)胞減數(shù)分裂直接形成四個(gè)精細(xì)胞，然后精細(xì)胞經(jīng)過變形，形成四個(gè)精子；一個(gè)初

級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成一個(gè)較大的次級卵母細(xì)胞和一個(gè)較小的極體（第一極

體）；減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化是相同的；故