1、第2章 遗传信息传递的结构基础 第1节 染色体是遗传信息的载体 1.举例说明染色体的形态结构,辨析染色体与染色质。2.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化,归纳DNA、染色体和染色单体的数目变化。3.举例说明配子的形成过程,比较精子和卵细胞的形成过程。4.举例说明受精过程,说出受精作用的意义。5.识别有丝分裂和减数分裂细胞图像。一 二 一、染色体的形态结构 1.染色体的形态 在细胞分裂间期,染色体呈丝状,又叫染色质;在细胞分裂期,染色质会高度螺旋化,缩短变粗,成为染色体。细胞分裂中期时染色体的形态最清晰。染色质(细胞分裂间期)染色体(细胞分裂期)一 二(1)组成:分裂中期的染色体由两
2、条染色单体组成。着丝粒将染色体分为两部分:长臂和短臂。有的还有随体。着丝粒区域叫主缢痕,染色体臂上另一个着色较浅的缢缩部分称作次缢痕。分裂中期的染色体(2)类型:中部着丝粒染色体、亚中部着丝粒染色体和端部着丝粒染色体。(3)特点:不同生物的染色体大小和数目有很大差异,但都是稳定的,具有物种的特异性。一 二 2.染色体的结构 染色体的四级结构模型:一条染色单体是由一条染色质丝高度螺旋化构成的。核小体是染色质的基本单位,由DNA和蛋白质组成,染色质丝螺旋盘绕成螺线管体,每个螺线管体有68个核小体。在细胞分裂前期,螺线管体再次螺旋盘绕形成超级螺线体,即染色体细线。超级螺线体再进一步螺旋折叠,就形成了
3、染色体。一 二 一 二 二、染色体在减数分裂中的行为(一)雌雄配子的形成 1.精子的形成过程 人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的,其形成过程可分为以下几个时期。(1)染色体复制 精原细胞的体积略微增大,染色体进行复制,成为初级精母细胞。复制后的每条染色体含有两条姐妹染色单体。一 二 前期 联会:同源染色体两两配对的现象四分体:联会后的每对同源染色体含四条染色单体(2)第一次分裂 染色体的行为变化 (同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换)中期:各对同源染色体排列在细胞的赤道板上 后期:同源染色体彼此分离(非同源染色体自由组合),并移向细胞两极 末期:两组染色体分别到达两极 一 二 细胞的变化
4、一个初级精母细胞两个次级精母细胞。(3)第二次分裂 染色体的行为变化 各个时期的细胞中无同源染色体;在分裂的后期,每条染色体的着丝粒分开,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,并移向细胞两极,随细胞分裂进入两个子细胞。每个子细胞中的染色体数目是原来精原细胞的一半,是初级精母细胞的一半。细胞的变化 两个次级精母细胞四个精细胞。(4)精子的成熟 一个精原细胞经过减数分裂形成四个精细胞,精细胞变形后形成四个精子。一 二 2.卵细胞的形成过程一 二 3.减数分裂的概念(1)范围:进行有性生殖的生物。(2)时期:从原始生殖细胞发展为成熟生殖细胞的过程中。(3)特点:细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次。(4
5、)成熟生殖细胞(精子或卵细胞)中的染色体数目比原始生殖细胞减少了一半。一 二(二)受精作用 1.概念:精子和卵细胞融合成为受精卵的过程。2.过程:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面;接着在卵细胞细胞膜的外面出现一层特殊的膜,以阻止其他精子再进入;精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合,使彼此的染色体会合在一起。被子植物的受精过程称为双受精。3.结果:受精卵中染色体数目又恢复到体细胞中的数目。一 二(三)染色体在世代传递中的稳定性和连续性 1.单倍体细胞:配子中只含有各对染色体中的一条染色体,因此配子称为单倍体细胞(n)。2.二倍体细胞:受精卵中具有成对的同源染色体,因此受精卵称为二倍体细胞(2n)。
6、3.染色体的稳定性和连续性:二倍体细胞(2n)单倍体细胞(n)二倍体细胞(2n)。一 二 三 一、减数分裂中染色体和DNA的数目变化 1.DNA的数目变化(1)间期DNA因复制而加倍(2N4N)。(2)减数第一次分裂生成的次级精(卵)母细胞中染色体数目减半而导致次级精(卵)母细胞中的DNA数目减半(4N2N)。(3)减数第二次分裂后期因着丝粒分裂染色体加倍,加倍后的染色体在末期平分到两个细胞中而使DNA数目再减半(2NN)。一 二 三 2.染色体的数目变化(1)减数第一次分裂结束时因同源染色体分离而使子细胞中的染色体数目减半(2NN)。(2)减数第二次分裂后期因着丝粒分裂而使细胞中的染色体数目
7、暂时恢复,随后平均分配到两个子细胞中,最终子细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少了一半(N2NN)。一 二 三 二、有丝分裂与减数分裂的比较 有丝分裂 减数分裂 不同点 分裂细胞的类型 体细胞 生殖器官中的原始生殖细胞 同源染色体的行为 无联会 有联会,出现四分体,同源染色体分离 细胞分裂次数 1 次 2 次 子细胞数目 2 个 雄性为 4 个,雌性为(1+3)个 最终子细胞中的染色体数目 与亲代细胞相同 为亲代细胞的一半 子细胞的类型 体细胞 精细胞或卵细胞和极体 一 二 三 有丝分裂 减数分裂 相同点 染色体复制一次,都出现纺锤体 意义 在生物个体发育中,使亲子代细胞之间维持了遗传性状的稳
8、定性 减数分裂和受精作用使生物前后代体细胞之间维持了遗传的稳定性 一 二 三 三、辨别减数分裂与有丝分裂过程中细胞图像的“四看识别法”一看细胞中的染色体数目:如果细胞中染色体数为奇数,则细胞中一定没有同源染色体,那么,此细胞处于减数第二次分裂;如果细胞中染色体数为偶数,则进行第二看。二看细胞中有无同源染色体:如果细胞中没有同源染色体,则此细胞处于减数第二次分裂;如果细胞中有同源染色体,则进行第三看。三看细胞中同源染色体的行为变化:若出现联会、四分体、成对的同源染色体位于赤道板上、同源染色体分离等现象,一定是减数第一次分裂;若无上述行为则为有丝分裂。一 二 三 四看细胞质分裂:若细胞质均等分裂,
9、则可能是初级精母细胞、次级精母细胞、第一极体的分裂过程以及体细胞的有丝分裂过程;若细胞质不均等分裂,则可能为初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂过程。题型一 题型二 题型三 题型一 减数分裂中染色体和 DNA 数目变化 【例1】某动物减数分裂所产生的一个极体中,染色体数为m条,核DNA分子数为n个,又已知mn,则该动物的一个初级卵母细胞核中的染色体数和DNA分子数分别是()A.n条和n个 B.2m条和2n个 C.2m条和4n个D.4m条和2n个 解析:极体中的核DNA数染色体数,说明该极体为第一极体,其染色体数和DNA数都是一个初级卵母细胞核中的一半。答案:B 题型一 题型二 题型三 题型二 有丝
10、分裂与减数分裂比较 【例2】雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的是()A.DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同 B.遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同 C.DNA数目C1与C2不同,S1与S2相同 D.遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同 题型一 题型二 题型三 解析:C1、C2是有丝分裂形成的两个子细胞,所以C1与C2的DNA数目相同,遗传信息也相同。而S1与S2是减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞,减数第一次分裂时,同源染
11、色体分离,非同源染色体自由组合,所以两者细胞核中的遗传信息不相同,DNA数目相同。答案:B 题型一 题型二 题型三 题型三 不同细胞分裂图像识别 【例3】图A和图B为处于不同分裂阶段的两种动物细胞,都含有两对同源染色体。下列关于它们的叙述错误的是()A.细胞A的同源染色体成对排列在细胞中央 B.细胞A产生的子细胞染色体数目减半 C.联会发生在细胞B,而不会发生在细胞A D.细胞B的染色体与亲代体细胞染色体数目相同 解析:通过染色体的行为可以看出,细胞A处于减数第一次分裂中期,细胞B处于有丝分裂中期,所以联会发生在细胞A,不会发生在细胞B。答案:C 1 2 3 4 51染色体的类型包括()中部着
12、丝粒染色体 亚中部着丝粒染色体 近中着丝粒染色体 端部着丝粒染色体 A.B.C.D.答案:C 1 2 3 4 52下图是某种高等动物细胞分裂的两个图解,这两个细胞分别处于()A.减数第一次分裂中期、有丝分裂中期 B.减数第二次分裂后期、有丝分裂后期 C.减数第一次分裂后期、有丝分裂后期 D.减数第二次分裂中期、有丝分裂中期 答案:C 1 2 3 4 53在高等生物受精卵的形成过程中()A.同源染色体配对 B.非同源染色体自由组合 C.受精卵中染色体数目是精子与卵细胞中的染色体数目之和 D.会发生DNA的复制 解析:受精时,精子与卵细胞结合形成受精卵,受精卵细胞中染色体数目是精子与卵细胞中的染色体数目之和。答案:C 1 2 3 4 54与有丝分裂相比,减数分裂特有的是()A.DNA复制 B.同源染色体联会 C.着丝点分裂 D.纺锤体形成 答案:B 1 2 3 4 55下列关于同源染色体的叙述,正确的是()同源染色体一条来自父方,一条来自母方 同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体 同源染色体的形状和大小一般都相同 在减数分裂中配对的两条染色体 A.B.C.D.解析:一条染色体复制形成的两条姐妹染色单体,分开后成为两条相同的子染色体,它们的来源是相同的(只来自一个亲本),而且无联会现象,故不属于同源染色体。答案:C
