人教版教学课件2011高考生物一轮复习课件：必修2 第2章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用ppt.ppt

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1、第二章 基因和染色体的关系,考纲下载,1.细胞的减数分裂,2.脊椎动物配子的形成过程,3.脊椎动物的受精过程,4.伴性遗传,5.观察细胞的减数分裂,热 点 提 示,1.减数分裂过程中染色体、DNA数量变化与曲线分析,2.精子和卵细胞形成过程的比较,3.受精作用的过程与细胞质遗传的解释,4.减数分裂与有丝分裂的区别和图像的识别,5.减数分裂与遗传规律，伴性遗传和人类遗传病的联系,6.伴性遗传的特点及遗传病概率的计算,第一节 减数分裂和受精的作用,答案： 有性生殖 成熟生殖细胞 一次 两次 减少一半,精子的形成：,卵细胞的形成：,答案：不均等均等短长四一自由组合 交叉互换,答案： (1)不一定。如

2、X和Y染色体，X染色体比Y染色体大得多，但减过程中能联会，仍称为同源染色体。 (2)不一定。姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态大小完全相同，由于来源相同不属于同源染色体，一般称为相同染色体。,想一想： 减数分裂的实质是什么？ 答案：减数分裂的实质是减数第一次分裂过程中，同源染色体彼此分离分别进入不同的子细胞，使每个子细胞中染色体数目减少一半。,答案： 卵细胞 精子 受精卵 头部 细胞膜 细胞核 卵细胞 染色体 体细胞 精子 卵细胞 染色体 遗传和变异,答案：(1)人形成配子的过程中，来自父方和母方的各23条染色体中的任一条的概率都是 ，则23对同源染色体中来自父方的23 条染色体同时

3、进入一个配子的概率为 23。 (2)在无交叉互换的情况下，人的一个初级精母细胞形成2种类型的精子(4个)，一个初级卵母细胞形成一种类型的卵细胞(1个)。,1植物的个体发育(江苏教育版),【特别提示】 果实各部分结构来源(假设母本体细胞内的染色体数目为2N),一个胚珠内的卵细胞与两个极核的基因型完全相同；来自同一个花粉粒的两个精子彼此间基因型也一致。 胚和胚乳是在双受精基础上发育而来的，包含着双亲的遗传物质。种皮和果皮都是由母方的一部分结构变化而来，其遗传物质完全由母方提供。所以种皮、果皮及胚的染色体数目虽然都是2N，但来源不同。,2高等动物的个体发育(以蛙为例),特别提醒：卵裂是指受精卵早期的

4、分裂，分裂方式是有丝分裂，但与一般的有丝分裂不同的是，分裂产生的子细胞未经生长就接着进入下一次分裂，所以连续分裂后细胞数量越来越多，但细胞体积越来越小。 哺乳动物的胚胎发育是在母体内完成的，因此幼体成活率高；鱼类、两栖类、爬行类的胚胎发育一般是在母体外完成的，因此幼体成活率低。,1. 被子植物精子、卵细胞、极核的形成过程如何？,【提示】 在花药中产生的小孢子母细胞(花粉母细胞) 四个孢子 4个小孢子(花粉粒) 4个成熟的花粉粒(每个花粉粒内有一个营养核、一个生殖核)每个生殖核进行有丝分裂产生2个精子8 个精子(每个生殖核产生的2个精子基因组成均相同)。,在胚珠中产生的大孢子母细胞(胚囊母细胞)

5、 4个大孢子(3个退化，1个发育) 胚囊中的1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞、2个极核(同一胚囊中的这8个细胞核的基因组成均相同)。,2如果一个植物细胞中的染色体数目为2A，则它的一个胚乳细胞的染色体中来自母方的比例是多少？ 【提示】 胚乳细胞是一个精子(A)和2个极核(2A)所形成的受精极核通过有丝分裂而来的，所以其中染色体2/3来自母方。,1减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较,2.减数分裂过程中染色体、DNA的规律性变化,变化,时期,3.数目变化曲线,特别提醒：染色体复制只发生于减间期。 减同源染色体的分离导致染色体数目减半，同时发生非同源染色体的自由组合。 减与有丝分裂相似，但不同

6、的是减中不存在同源染色体。,1在减数分裂中，基因突变、染色单体的交叉互换、非同源染色 体的自由组合分别发生在( ) 第一次分裂前的间期 第二次分裂前的间期 第一次 分裂的分裂期 第二次分裂的分裂期 A B C D,解析：DNA复制时发生基因突变，发生在减数第一次分裂前的间期；四分体时期发生染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的分裂期，非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂的后期。 答案：C,2(2010广州模拟)如图是细胞分裂过程图，下列有关图中ac阶段(不含a、c两点) 的有关叙述正确( ) A细胞中始终存在同源染色体 B细胞中始终存在姐妹染色单体 C细胞中染色体数与DNA分子数的比

7、由12变成11 D此期的染色体行为是生物变异的根本来源,解析：ac阶段(不含a、c两点)包括减数第一次分裂期和减数第二次分裂的前期、中期。A错误，bc段不含同源染色体；B正确、C错误，ac阶段，着丝点没有分裂，含姐妹染色单体，细胞中染色体数与DNA分子数的比一直是12；D错误，此期的染色体行为决定的是基因重组，而生物变异的根本来源是基因突变。 答案：B,1区别与联系,2.分裂图像的判别 (1)鉴别程序,(2)图像识别,特别提醒： 该鉴别法仅适用于二倍体。 多倍体(如四倍体)减数分裂，子细胞中有同源染色体，可根据 子细胞染色体数目减半推断是减数分裂。 二倍体的单倍体(如玉米的单倍体)体细胞进行有

8、丝分裂，子细 胞中虽无同源染色体，但可根据子细胞内染色体数与母细胞相同 推断为有丝分裂,3.坐标曲线比较,(1)上图中和为有丝分裂，和为减数分裂，判断依据：最终染色体和DNA减半的为减数分裂，与原细胞相等的为有丝分裂。,(2)上图中和为DNA变化曲线，和为染色体变化曲线。判 断依据：一开始加倍(即间期)且斜线上升(加倍需一定时间)的为 DNA的变化曲线，滞后加倍(有丝分裂后期和减后期)且直线上 升(瞬间完成加倍)的为染色体的变化曲线。 (3)坐标曲线中常考时期：间期、后期和末期因为这几个时期涉及 到DNA、染色体、染色单体数量的变化，要求从坐标曲线中识别 出相应时期。,3(2009太原模拟)假

9、定某动物体细胞染色体数目2N4，据图指出的各细胞所处的分裂期正确的是( ),A为减数第一次分裂四分体时期，为减数第二次分裂中期， 为减数第一次分裂后期，为减数第二次分裂后期，为减数第二次分裂末期 B为减数分裂，分别为第一次分裂的前、中、后期，为有丝分裂后期 C分别为减数第一次分裂四分体时期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，分别为有丝分裂中期、有丝分裂后期 D图中不含同源染色体的细胞为，它们分别处于有丝分裂的中期、后期及末期,解析：根据有无同源染色体及染色体的排列和数目，可确定细胞为减数分裂四分体时期；细胞为有丝分裂的中期；细胞为减数第一次分裂的后期；细胞为有丝分裂的后期；细胞为减数第二

10、次分裂的后期。其中不含同源染色体的为细胞，据以上分析可知，A、B、D都不对，只有C是正确的。 答案：C,1实质：精子核与卵细胞核融合的过程。 2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减数分裂和受精作用的意义 (1)同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。 原因：减数分裂形成配子时，染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质有差异。 受精过程中卵细胞和精子的结合是随机的。 (2)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具有重要的意义。,原因

11、：减数分裂使生殖细胞(配子)中染色体数目比原来减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞的染色体数目。其染色体的变化关系可表示如下(设生物体细胞的染色体数为2N),特别提醒: 精子、卵细胞是亲子代之间联系的桥梁，它们将亲代的DNA传 递给子代。 受精卵是新个体的第一个细胞，染色体一半来自父方，一半来 自母方，但细胞质中的遗传物质几乎都来自母方。,4(2010潍坊模拟) 下列有关受精作用的叙述错误的是( ) A合子中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方 B受精时，精子和卵细胞的染色体会合在一起 C合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方 D合子中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同,

12、解析：本题主要考查减数分裂过程中遗传物质的变化。细胞内的遗传物质主要存在于细胞核中，在细胞质中也有少量分布，细胞核中的DNA与蛋白质结合以染色体的形式而存在，而细胞质中的DNA则为裸露的DNA分子。受精时，精子只有头部进入卵细胞，尾部留在外面，所以合子中的染色体来自父方和母方各有一半，而由于精子中细胞质内的DNA不能全部进入卵细胞，所以细胞质中的DNA分子绝大部分来自母方，只有少数来自精子。 答案：A,【例1】 下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系；图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。请据图回答：,(1)图1中AB段形成的原因是_，该过程发生

13、于细胞分裂_期。图1中CD段形成的原因是_。 (2)图2中_细胞处于图1中的BC段，图2中_细胞处于图1中的DE段。 (3)就图2中乙分析可知，该细胞含有_条染色单体，染色体数与DNA分子数之比为_，该细胞处于_分裂的_期，其产生的子细胞名称为_。 答案：(1)DNA复制(或染色体复制) 间 着丝点分裂，姐妹染 色单体分离 (2)乙、丙 甲 (3)8 12 减数第一次 后 次级卵母细胞和第一极体,思路点拨：从图1的纵坐标的含义可以知道，曲线变化是每条染色体的DNA含量变化，不是细胞中总的DNA含量变化。在细胞分裂间期，完成DNA复制，一直到着丝点分裂之前，每条染色体都包含2个DNA分子，此段时

14、间内染色体DNA12；在着丝点分裂后，染色体DNA11。就甲、乙、丙三图分析，乙和丙每条染色体包含2个DNA分子，属于图1中BC段；甲图着丝点分裂，每条染色体包含1个DNA分子，属图1中DE段。乙图因同源染色体分开，可判定为减数第一次分裂后期，细胞质不均等分裂可确定为初级卵母细胞，其产生的子细胞为次级卵母细胞和第一极体。 自主解答：_,(1)若图1代表减数分裂，则DE段代表什么时期？ (2)若图2中甲、乙、丙代表同一生物个体中的细胞分裂，则在哪个部位可以同时观察？不同细胞内染色体数(若体细胞用2N表示)可能有哪些？ 【提示】 (1)减数第二次分裂的后期、末期（在后期着丝点分裂，染色体和DNA的

15、比例关系由1211） (2)卵巢 N、2N、4N,【例2】 在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体，四分体 中的非姐妹染色单体之间经常发生交换。实验表明，交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。下图是某高等动物一个表皮细胞发生有丝分裂交换的示意图，其中D和d，E和e，F和f表示某对同源染色体上的三对等位基因。,交换过程示意图 (左：交换前的染色体；右：交换后的染色体),(1)请问该细胞在发生有丝分裂交换后，产生几种基因型的子代表皮细 胞？并分别写出基因型。 (2)如果不考虑该生物在产生配子时发生的交换，那么该生物产生的配 子有几种基因型？并写出基因型。 (3)如果上

16、图是该生物的精原细胞在产生精细胞时发生减数分裂交换后 的结果，请问由它产生的配子类型有几种？并写出基因型。 (4)如果细胞在减数分裂和有丝分裂中都发生交换，你认为哪一种分裂 方式对于遗传多样性的贡献更大？为什么？,答案：(1)2种或1种(有2种可能，1种可能出现2种基因型，1种可能出现1种基因型)。DdEeFF和DdEeff或DdEeFf。 (2)2种 DEF和def (3)4种 DEF、DEf、deF、def (4)减数分裂的贡献更大。因为减数分裂所产生的重组配子能遗传到下一代，而有丝分裂产生的细胞只是对个体的局部有影响。,思路点拨：(1)有丝分裂交换后，在有丝分裂后期着丝点分裂后，原来的姐

17、妹染色单体移向两极有两种可能性：DEF和deF移向同一极，子代细胞基因型为DdEeFF；DEf和def移向另一极，子代细胞基因型为DdEeff。DEF和def移向同一极，子代细胞基因型为DdEeFf；DEf和deF移向另一极，子代细胞基因型为DdEeFf。 (2)如果不考虑产生配子时发生的交换，减数第一次分裂后期同源染色体分离后，形成基因型为DEF/DEF和def/def两种细胞；减数第二次分裂后期着丝点分裂后，产生基因型为DEF和def两种配子。,(3)如果减数分裂发生交换，减数第一次分裂后期同源染色体分离 后，形成基因型为DEF/DEf和deF/def两种细胞；减数第二次分裂 后期着丝点分

18、离后，产生基因型为DEF、DEf、deF、def四种配子。 (4)生殖细胞内遗传物质的改变，能够遗传给后代，属于可遗 传变异；体细胞中遗传物质的改变，一般为不可遗传变异。 自主解答：_,假设某生物含n对同源染色体，其产生配子种类如下： 在不发生交叉互换的情况下，该生物可产生2n种精子(卵细胞)； 而一个精(卵)原细胞则只能产生2种精子(1种卵细胞)。 在有m对同源染色体发生交叉互换的情况下，该生物可产生2nm 种精子(卵细胞)，而一个精(卵)原细胞则产生4种精子(1种卵细胞)。,1实验原理 蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第

19、二次分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置 和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。,实验：观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,2实验流程,(1)判断各期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的 特点。 (2)可通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减 数分裂过程中染色体的连续变化。原因是： 同一生物的细胞所含遗传物质相同，增殖过程相同。 同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶段。 先用低倍镜观察找到各期细胞，再用高倍镜仔细观察染色体的 形态、位置和数目。,【例】 (实验设计)高中生物课本中叙述：在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间可发生部分

20、交换。某生物兴趣小组为了在显微镜下观察这一现象，便进行了研究。同学们在互联网上收集的资料如下。 材料一 将细胞置于含有某种BrdU的培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA复制时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。,材料二 由于BrdU掺入的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同：在染色单体中，若DNA只有一条链掺有Brdu，则染色后着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU，则使DNA双螺旋程度降低，染色后着色浅。 材料三 将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。,根据资料生物兴趣小组进行了如下实验操作： (

21、1)此实验的实验原理：一是根据DNA半保留复制原则；二是使用_的方法。 (2)实验步骤： _。 _。 _。,(3)实验结果分析：若要观察姐妹染色单体是否发生交换，应选择第二个细胞周期的中期细胞进行观察，请描述可能观察到的现象：_。,答案：(1)显微镜观察 (2)配制含BrdU的细胞培养基 将某细胞置于BrdU的培养基上，在适宜的条件下培养 分别取不同细胞周期的中期细胞制成装片，并特殊染色，以便显微镜观察 (3)在染色体的姐妹染色单体中，一条染色单体染色较深的区域中有染色较浅的部分，而在另一条染色单体的染色较浅的区域中有染色较深的部分,思路点拨：(1)染色体是细胞水平的物质，可用光学显微镜观察染

22、色体的形态。 (2)本实验的实验目的是为了观察姐妹染色单体之间发生部分交换。根据DNA半保留复制的实验原理，结合上述资料，本实验是在染色体上进行相互对照，所以设计实验步骤时，实验的准备阶段是配制含BrdU的细胞培养基；实验的进行阶段是将细胞在此培养基中培养，并取中期的细胞制片，因为中期的染色体形态最稳定、数目最清晰；实验的最后阶段是进行显微镜观察，结果分析。,(3)因为细胞在复制过程中要用到培养基中的BrdU，使子代DNA中着色深浅发生变化，经过半保留复制，在第二个细胞周期的中期细胞的姐妹染色单体中，由于姐妹染色单体发生了交叉互换，结果在着色较深的染色单体上有较浅的部分，在着色 较浅的染色单体上有较深的部分。 自主解答：_,点击此处进入 作业手册,点击此处进入 随堂双基演练,