高中生物必修二减数分裂详尽分析

高中生物必修二减数分裂详尽分析

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 有丝分裂和减数分裂 有丝分裂 （一）过程 时 期 间 期 前 期 中 期 后 期 末 期 特 点 ①变化：完成 DNA 的复制和有 关蛋白质的合 成②结果：每个 染色体都形成 两个姐妹染色 单体，呈染色质 形态 ① 出 现 染 色 体， ②核膜、 核仁消失，③ 出现纺锤体 ①所有染色体 的着丝点都排 列 在 赤 道 板 上。 ①着丝点分裂， 姐妹染色单体 分开，成为两个 子染色体。并分 别向两极移动 ①染色体变成 染色质， ②核 膜、核仁重现， ③纺锤体消失， ④在赤道板位 置出现细胞板， 并扩展成分隔 两个子细胞的 细胞壁 前期：膜仁消失显两体。中期：赤道板上排整齐。 后期：一分为二向两极。末期：两消两现新壁现。 （二）、动、植物有丝分裂的比较 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂 相同点 分裂过程基本相同，染色体变化规律相同 不 同 点 前 期 由细胞两极发出的_纺锤丝形成纺锤 体 由两组中心体发出星射线形成 纺锤体 末 期 细胞中部形成细胞板→细胞壁，将细 胞均分为两个子细胞 细胞膜从细胞的中央_凹陷，将 细胞缢裂成两部分 一、 减数分裂 （一）相关概念 ①. 同源染色体：两个形状、大小一般都相同，一个来自 父方，一个来自母方，在减数分裂中要配对的染色体。 1和 2或 3和 4 都是一对同源染色体 （数目：同源染色体的对数 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 = 体细胞染色体数减半） ②.联会：同源染色体两两配对的行为。如图 ③.四分体：含有四个姐妹染色单体的配对的一对同源染色体。1和 2或 3和 4 各组成一个四分体 （一个四分体中有两个着丝点、两条染色体、四个 DNA 分子，四条染色单体） （数目：四分体数 = 同源染色体对数 = 体细胞染色体数减半） ④.非姐妹染色单体：不是连在同一个着丝点上的染色单体 （二）减数分裂的过程（精子形成过程为例） 间期：精原细胞体积增大，染色体复制，初级精母细胞形成 减数第一 次分裂 前期 中期 后期 末期 特点 同源染色体联 会， 四分体出 现，非姐妹染色 单体交叉互换 ：同源染色体排 列在赤道板上 同源染色体分 离向细胞两 极，非同源染 色体自由组合 形成两个次级 精母细胞，染 色体数目减半 细胞种类 初级精母细胞 次级精母细胞 减数第二 次分裂 前期 中期 后期 末期 特点 无同源染 色体 染色体散乱分 布在纺锤体中 央 染色体的着丝 点排列在赤道 板上 着丝点分裂， 染色体一分为 二，姐妹染色 体向两极移动 分裂结果形成 四个精子细胞 细胞种类 次级精母细胞 精细胞 （三）、精子和卵细胞形成的区别 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 第一次分裂 第二次分裂 1个极体 2个极体 滋长 （2N） （N） 3个极体 1个卵原细胞 1个初级卵母细胞 1个极体（N） （2N） 复制 （2N） 1 个次级母细胞 （N） 1个卵细胞（N） 精原 复制 初级四分体（交叉互换）次级 单体分开 精 变形 精 细胞 精母 分离（自由组合） 精母 细胞 子 染色体 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C 比 较 精 子 卵细胞 不 同 点 形成部位 动物精巢，植物花药 动物卵巢，植物胚囊 形成特点 均等分裂，有变形期 不均等分裂，无变形期 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 三、DNA 和染色体的数目变化曲线图 1、减数分裂 DNA 和染色体的数目变化曲线图 4n DNA 4n 2n 2n 染色体 n n 精原细胞 初级精 次级精 精子细胞 精原细胞 初级精 次级精 精子细胞 母细胞 母细胞 母细胞 母细胞 减数分裂过程中 DNA 的复制发生在间期，此时 DNA 数目加倍但是染色体数目不变。 染色体和 DNA 数目减半发生在减数第一次分裂．．．．．．．，原因是同源染色体分离并进入不．．．．．．．．．．． 同的子细胞．．．．．。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体．．．．．．。 2、有丝分裂中 DNA 和染色体的数目变化曲线图 4n DNA 4n 染色体 2n 2n 间期 前期 中期 后期 末期 间期 前期 中期 后 期 末期 有丝分裂过程中 DNA 的复制发生在间期，此时 DNA 数目加倍但是染色体数 目不变。在后期时由于着丝点分裂染色单体分开，此时染色体数目加倍，但是 DNA 数目不变。染色体和 DNA 数目减半发生在末期．．，原因是染色体分离并进入不同的．．．．．．．．．．． 子细胞．．．。有丝分裂过程中始终有同源染色体．．．．．存在．．。 四、 有丝分裂和减数分裂的比较 比 较 项 目 减数分裂 有丝分裂 发生时间 性原细胞产生性细胞时 产生体细胞、性原细胞时 形成性细胞数 1 个初级精母细胞形成 4 个精子 1 个初级卵母细胞形成 1 个 卵细胞 相 同 点 形成子细胞数 4个子细胞 分裂方式 减数分裂 分裂结果 其染色体数目是体细胞染色体的一半 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 染色体复制及 细胞分裂次数 染色体复制一次， 细胞连续分裂两次 染色体复制一次， 细胞分裂一次 染色体行为 同源染色体要经过联会形成四分体 并交叉互换，而后分离，非同源染 色体自由组合 有同源染色体，但无联会、分离， 无四分体行为，非同源染色体不 进行自由组合 子细胞数 4个 2个 子细胞染色体数 为亲代的一半 与亲代相同 形成细胞 生殖细胞 体细胞 五、图形判断 前期：染色体排列散乱分布，有染色单体 中期：染色体的着丝点排列赤道板上 奇数 减Ⅱ 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，均匀：初级 精母细胞 不均匀：初级卵母细胞 末期：染色体排列散乱，无染色单体 无同源染色体 减Ⅱ 联会：四分体 减一前期 有 四分体排列在赤道板上 减一中期 偶数 同源染色体分离 减一后期 均匀：初级精 母 细 胞 不均匀：初级卵母细 胞 有同源染色体 无、联会、四分体、 前期：染色体散乱分布有染色单 体 同源染色体分离 中期：染色体着丝点排列赤道板上 有丝分裂 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体 分开 末期：染色体排列散乱，无染色单 体 减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤： 一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极） 二看有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极） 三看同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ 注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。 同源染色体分家—减Ⅰ后期 姐妹分家—减Ⅱ后期 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？ 答案：1.减Ⅱ前期 2.减Ⅰ前期 3.减Ⅱ前期 4.减Ⅱ末期 5.有丝后期 6.减Ⅱ后期 7.减Ⅱ后期 8.减Ⅰ后期 答案：9.有丝前期 10.减Ⅱ中期 11.减Ⅰ后期 12.减Ⅱ中期 11.减Ⅰ前期 12.减Ⅱ后期 13.减Ⅰ中期 14.有丝中期 六、减数分裂形成子细胞种类： 假设某生物的体细胞中含 n对同源染色体，则： 它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成 2n种精子（卵细胞）； 它的 1 个精原细胞进行减数分裂形成 2 种精子。它的 1 个卵原细胞进行减数分 裂形成 1种卵细胞。 七、受精作用的特点和意义 特点： 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的 头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细 胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有 一半来自精子，另一半来自卵细胞。 意义：减数分裂和受精作用对于维持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具有重要的作用。 有丝分裂、减数分裂解析 一、减数分裂是一种特殊的有丝分裂 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 二、有丝分裂和减数分裂过程的比较 ①减数分裂的简要过程 ②有丝分裂与减数分裂过程比较 时期 主要特点 DNA 数 染色体 数 染色单体数 有 丝 分 裂 间期 DNA 复制和有关蛋白质合成 2a→4a 2N 0→4N 前期 核膜、核仁消失，形成纺锤体， 出现染色体 4a 2N 4N 中期 染色体的着丝点排列在赤道板 上 4a 2N 4N 后期 着丝点分裂，姐妹染色单体分 开，分别移向两极 4a 4N 4N 末期 核膜、核仁重新出现，纺锤体 消失，染色体变成染色质，形 成两个子细胞 4a→2a 4N→2N 2N 减 数 分 裂 第 一 次 分 裂 间期 DNA 复制和有关蛋白质合成 2a→4a 2N 0→4N 前期 同源染色体联会，形成四分体， 核膜、核仁消失，形成纺锤体， 出现染色体 4a 2N 4N 中期 同源染色体排列在赤道板上 4a 2N 4N 后期 同源染色体分离、移向两极； 非同源染色体自由组合 4a 2N 4N 末期 同源染色体分到两个次级精母 细胞（或一个次级卵母细胞和 一个极体）中，染色体数目减 半 4a→2a 2N→N 4N→2N 第 二 次 分 裂 前期 非同源染色体散乱排列 2a N 2N 中期 非同源染色体的着丝点排列在 赤道板上 2a N 2N 后期 着丝点分裂，姐妹染色单体分 开，分别移向两极 2a 2N 0 末期 核膜、核仁重新出现，纺锤体 消失，染色体变成染色质，形 成两个子细胞 a 2N→N 0 三、有丝分裂和减数分裂的主要特征比较 项 目 有丝分裂 减数分裂 不 同 点 分裂细胞类型 体细胞（从受精卵开始）， 细胞增殖的主要方式 生物原始生殖细胞（精原 细胞或卵原细胞） 部位场所 几乎所有组织器官 精巢或卵巢 分裂次数 1次 2次 同源染色体行为 无联会 同源染色体有联会现象， 出现四分体，非姐妹染色 体间发生交叉互换以及同 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 源染色体的分离 子细胞数 2个 1个 子细胞类型 体细胞 性细胞（精子或卵细胞） 子细胞染色体数 与亲代相同 比亲代细胞减少一半 子细胞间的遗传 物质 一定相同 不一定相同 意义 在生物亲代和子代之间保 持了遗传性状的稳定性，对 于生物的遗传有重要意义 对于进行有性生殖的生物 来说，减数分裂与受精作 用对于维持每种生物前后 代细胞中染色体数目的恒 定，对于生物的遗传变异， 都是十分重要的 主要特征 染色体复制和平均分配 染色体复制一次，细胞连 续分裂两次 相同点 染色体复制一次，出现纺锤体，减数第二次分裂与有丝 分裂相似 四、细胞分裂中几个概念的分析 1、基本概念理解 （1）同源染色体：减数分裂第一次分裂过程中，相互配对（联会）的两条染色 体，它们的形状和大小一般都相同（不同的一般指性染色体，如 X、Y染色体）， 一条来自父方，一条来自母方。 减数分裂中精（卵）原细胞和初级精（卵）母细胞中含有同源染色体，在 次级精（卵）母细胞、精子（卵细胞）和极体中不含有同源染色体，但在有丝分 裂中同源染色体始终存在。 （2）染色单体：在间期染色体复制以后，每条染色体含有两条完全相同的染色 质丝，连接在一个着丝点上，每条染色质丝成为一个染色单体。无论是有丝分裂 还是减数分裂，染色单体都是形成于间期，但有丝分裂消失于后期，减数分裂消 失于减数第二次分裂的后期。 （3）四分体：同源染色体两两配对的现象叫联会，联会后的每对同源染色体含 有四条染色单体，称四分体 2、几种数量关系 （1）染色体数：以染色体的着丝点数目为依据，有几个着丝点就有几个染色体。 （2）染色单体数：若有染色单体，则染色单体数是染色体数的 2 倍；若无染色 单体则为零 （3）DNA 分子数：若有染色单体，则 DNA 分子数是染色体数的 2倍；若无染色单 体，则 DNA 分子数等于染色体数。 （4）三者之间的关系 染色体复制后 着丝点分裂前：染色单体数＝2倍染色体数＝DNA 分子数 其他时期：染色体数＝DNA 分子数；染色单体数＝0； 一个四分体＝1对同源染色体＝2个染色体＝4个染色单体＝4个 DNA 分子 （5）细胞数目关系 1 个精原细胞 1 个初级精母细胞 2 个次级精母细胞 4 个精子 细胞 4个精子 1个卵原细胞 1个初级卵母细胞 1个初级精母细胞＋1个极体 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 1 个卵细胞＋3个极体 五、减数分别与遗传定律之间的关系 减数分裂是三大遗传规律的细胞学基础，三大遗传规律都是研究亲代的性状 在子代中的表现问题。无论哪个规律研究什么性状，亲代性状要在子代中表现出 来，都必须经减数分裂、受情作用和个体发育三个阶段，但受精作用与个体发育 不过是性状表现必不可少的阶段，它们并不影响子代表现型与基因型的种类和比 例。因此，性状在子代中如何表现的问题 要取决于减数分裂产生的配子的种类 和比例。而与减数分裂产生的配子的种类有关的关键阶段在减数分裂中的同源染 色体的分离时期。这就是遗传规律的实质所在。在减数第一次分裂的后期，由于 同源染色体的分离．导致了位于同源染色体上等位基因的分离，表现出基因的分 离定律；在等位基因随同源染色体分离的同时，非同源染色体之间表现为自由组 合，导致了位于非同源染色体上非等位基因的自由组合，表现出基因的自由组合 定律，由此一见，遗传定律是由于减数分裂过程中染色体的行为变化引起的。 六、一个基因型为 AaBb 的生物体产生配子的配子（精子或卵细胞）种类与一 个基因型为 AaBb 的精（卵）原细胞产生的配子（精子或卵细胞）种类 精子种类 卵细胞种类 基因型为 AaBb 的生物体 4 含有 n对等位基因差异的生物体 2n 一个基因型为 AaBb 的精（卵）原 细胞 2 1 一个含有 n 对等位基因差异的精 （卵）原细胞 七、减数分裂对于生物的遗传和变异是十分重要的 对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用，对于维持生物前后代体 细胞染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异都是十分重要的。 八、有丝分裂和减数分裂各时期的图像 细胞 分裂各时期图像 的主要特征 图注 A 有丝分裂 B减数分裂第一次分裂 C减数分裂第二次分裂 前 期 中 期 后 期 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 时期 有丝分裂 减数分裂第一次分裂 减数分裂第二次分裂 前 期 细胞内有成对的同 源染色体，但无联 会、四分体出现 细胞内有成对的同源 染色体，但有联会、四 分体出现 细胞内无成对的同源染 色体，也无联会、四分 体出现 中 期 细胞内有成对的同 源染色体，染色体着 丝点排列在细胞中 央的赤道板上呈一 条线 细胞内同源染色体形 成的四分体着丝点排 列在细胞中央似呈两 条线 细胞内无成对的同源染 色体，染色体着丝点排 列在细胞中央的赤道板 上呈一条线 后 期 同一极的染色体有 同源染色体，染色体 不含染色单体 同一极的染色体无同 源染色体，染色体含染 色单体 同一极的染色体无同源 染色体，染色体不含染 色单体