图说“同源染色体”教学
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有丝分裂和减数分裂图像识别及相关题型的分析归类有丝分裂和减数分裂历来是生物学教学中的重点和难点,也是很多学生在做题中容易出错的地方,因为其具有思维跨度大、综合性强、题目灵活多变等特点,常结合图形出题,能充分表达高考对学生水平的考查,因而也是高考命题的热点。
现就这个部分内容做一下分析整合,协助学生走出困惑。
一、有丝分裂和减数分裂图像的识别的误区1、染色体数目的确定染色体形态可分为单线型和双线型(如以下图),当染色体复制完成后,就有单线型变为双线型,无论哪一种形态,染色体的数目都等于着丝点的个数。
只要数清着丝点的个数,染色体的个数就知道了。
2、同源染色体的确定很多同学对于图像的判断错误就是因为不知道怎样去判断同源染色体。
同源染色体的判断依据下面几点:①形态相同,即染色体上的着丝点的位置相同。
②大小相同,即两条染色体的长度相同。
③来源不同,即一条来源于父方,一条来源于母方(通常用不同的颜色来表示)。
④能够配对,即在细胞内成对存有。
对常染色体来说,只有当这四点同时满足时细胞中才含有同源染色体。
但应注意:姐妹染色单体经着丝点分裂形成的两条子染色体不是同源染色体,而是相同染色体。
二、联系图像应明确有丝分裂和减数分裂各个时期的特点各时期的特点如下表各时期的图像如以下图三、细化图像判断方法四、与有丝分裂和减数分裂图像相关的题型1、一般图像识别问题----利用上面的识别方法即可例1、以下图是某种动物细胞实行有丝分裂和减数分裂部分图,据图回答以下问题:按先后顺序把相关有丝分裂图的号码排列起来__________________;按顺序把相关减数分裂图的号码排列起来__________________解析:此类题目对于学生来说是图像题中最难得分的,学生不但要把各个图像准确的识别出,而且还要把它们按准确的顺序排列起来,只要其中一个序号排错,这个步就不得分。
根据上面的视图方法可得:①是减Ⅰ前期,②是有丝中期,③是减Ⅰ中期,④是减Ⅱ中期,⑤是有丝后期⑥是有丝后期,⑦是有丝后期,⑧是减Ⅰ后期,⑨是减Ⅱ后期,⑩是减Ⅱ前期是精细胞, ?有丝前期所以,有丝分裂顺序为:?②⑤⑥⑦;减数分裂顺序为:①③⑧⑩④⑨?例2、如右图所示是什么时期的分裂图像解析:此图很多同学都识别错了。
同源染色体和姐妹染色体区别HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】同源染色体也叫同型染色体。
在减数分裂过程中,两两配对的染色体,其中一条来自父体,一条来自母体,它们的形状、大小一般相同,带有相应的遗传信息,这相配成对的染色体叫同源染色体。
姐妹染色单体染色体在细胞有丝分裂(包括减数分裂)的间期进行自我复制,形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。
(若着丝点分裂,则就各自成为一条染色体了)染色单体、染色体、姐妹染色单体有什么区别能不能画个图详细说明一下染色单体是在细胞分裂间期就形成的“X”中有两条染色单体,一条染色体,含有两个DNA分子。
当“X”分裂成“|”和“|”后,这时没有染色单体了(“|”不能称为一条染色单体,只有在“X”这个形态时才能说其中有两条染色单体,因为这两条染色单体形态结构完全一样,所以也称姐妹染色单体)染色单体的计算根据着丝点,一个着丝点有两个染色单体。
“|”是一条染色体,含有一个DNA分子。
染色体:在生物的细胞核中,有一种易被碱性染料染上颜色的物质,叫做染色质。
染色体只是染色质的另外一种形态。
它们的组成成分是一样的,但是由于构型不一样,所以还是有一定的差别。
染色体在细胞的有丝分裂间期由染色质螺旋化形成。
(染色质在做题时,一般是一团乱乱是丝线,染色体就是较粗的棒子,数其个数的话,它和着丝点的个数是一样的,,有时是l有时是x但是着丝点只有一个就只算一个)染色体:在生物的细胞核中,有一种易被碱性染料染上颜色的物质,叫做染色质。
染色体只是染色质的另外一种形态。
它们的组成成分是一样的,但是由于构型不一样,所以还是有一定的差别。
染色体在细胞的有丝分裂间期由染色质螺旋化形成。
(染色质在做题时,一般是一团乱乱是丝线,染色体就是较粗的棒子,数其个数的话,它和着丝点的个数是一样的,,有时是l有时是x但是着丝点只有一个就只算一个)染色单体:有丝分裂前中期其实就是一条染色体复制,产生两条染色体,但着丝点未分裂,那一条染色体上就有2条染色单体所以说着两条染色单体式由复制形成的,应该是相同的(X上的每一个斜线都是一个单体,只有X存在时,才有单体这个说法)同源染色体:形态、结构、遗传组成基本相同和在减数第一次分裂前期中彼此联会(配对),并且能够形成四分体,然后分裂到不同的生殖细胞的一对染色体,一个来自母方,另一个来自父方。
染色体同源
同源染色体是指形态、大小、功能完全相同的一对染色体。
在同源染色体上同一位置基因,所控制性状相同,临床也称为等位基因。
同源染色体一条来自父方,一条来自母方,在减数分裂时,同源染色体进行复制,形成四个姐妹染色单体,也就称为四分体。
同源染色体在减数分裂时凑到一起的行为称为联会,在联会时同源染色体的非姐妹染色单体之间,可以发生交叉互换。
在细胞分裂中,第一次减数分裂,同源染色体分到两个子细胞中,在第二次减数分裂。
染色体中两条姐妹染色单体分开,形成四个子细胞,每个子细胞也是生殖细胞,含有染色体的数量减少一半。
第二章基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用一.教学目标(一)知识与技能1.了解减数分裂的概念。
2.通过精子的形成过程掌握减数分裂过程及图解。
3.理解卵细胞的形成过程及图解。
4.理解受精作用的概念及意义。
(二)过程与方法1.通过精子和卵细胞的形成过程,训练学生的识图能力。
2.观察有丝分裂和减数第二次分裂的染色体特点,培养学生的发现能力。
3.通过列有丝分裂和减数分裂比较表,训练学生的归纳、总结、比较能力。
(三)情感态度与价值观减数分裂过程中,染色体形态数目发生一系列规律性变化,通过受精作用使生物前后代之间能保持染色体数目的恒定,引导学生了解生命是运动的、有规律的。
二.教学重点、难点、疑点及解决方法1.教学重点及解决办法精子的形成(减数分裂)过程及图解[解决办法](1)讲清减数分裂的整个过程,弄清减数分裂中各个时期的特点及变化。
(2)讲清减数分裂过程在图解上的特点及染色体、DNA的规律性变化。
(3)利用多媒体以动画形式表现减数分裂的全过程。
2.教学难点及解决办法减数分裂过程中染色体、DNA的数目变化[解决办法]在弄清教材图中所画的染色体、DNA数量及变化的基础上,再总结减数分裂过程中它们的变化规律。
3.教学疑点及解决办法(1)染色体在精原细胞时就复制了,为什么在联会时,图上的染色体形状仍和精原细胞时一样,没有把染色单体表示出来?(2)为什么说经过第一次分裂后,染色体数目就减少了一半?[解决办法](1)讲清减数分裂过程中染色体是一个逐渐螺旋化变粗的过程,联会时,染色体螺旋化程度低,光学显微镜下还看不清有染色单体,四分体时期,螺旋化程度高,染色体变粗了,才可以清楚地看到每个染色体有两条单体。
(2)从减数第一次分裂过程来看,染色体数目没增加,却平均分到两个细胞中。
从教材P103图上看,第一次分裂中,每个细胞有4条染色体,分裂完成时,每个细胞就只有两个染色体了。
减半的原因,是同源染色体的分开。
三.课时安排2课时。
图说“同源染色体”的教学
周小雄
“减数分裂”知识在高中生物学教学中占有十分重要的地位。
在减数分裂过程中,染色体的行为即同源染色体的联会和分离、非同源染色体的自由组合,是理解和掌握孟德尔遗传规律的细胞学基础。
其中同源染色体概念的理解、染色体行为、与有丝分裂的异同等都成了教学的难点。
本文试图从生物进化角度,以图解的方式来突破这些难点。
1 同源染色体的来源
同源染色体,顾名思义,是起源相同。
可以想象,同源染色体是在生物进化过程中产生的。
最早的真核生物形成了染色体,但细胞内只有一个染色体组(以2条染色体为例),像现在二倍体的单倍体,可以正常地进行有丝分裂(图1)。
图1 单倍体的有丝分裂
图1 一倍体的有丝分裂
但是,有些细胞在有丝分裂过程中,虽然染色体完成了复制,由于外界环境条件(如温度聚变)或生物内部因素的干扰,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是就形成染色体数目加倍的细胞(图2)。
图2 有丝分裂受阻成二倍体
这样,细胞内就有了两个形态大小相同的染色体,由于是复制出来的姐妹染色单体分开而来的,两条染色体上的相同位置上都含有控制同一性状的基因。
它们的起源是相同的,是最早形成的同源染色体。
染色体数目加倍的的细胞可以继续进行正常的有丝分裂(图3)。
图3 二倍体的有丝分裂
2 同源染色体行为
有了同源染色体,在细胞分裂过程中才有可能出现同源染色体的行为。
首先出现的是各对同源染色体彼此靠拢,进行准确地配对即联会。
联会可以从两端开始,也可以沿着染色体长轴由一点或多点开始,逐步完成整体的配对。
随后出现了一个个四分体。
同源染色体的分离,又实现了染色体数目的减半,从而出现了减数第一次分裂过程(图4)。
图4 减数第一次分裂
3 减数分裂过程
减数分裂过程精细复杂。
人们不禁要问:为什么一定要DNA复制一次,细胞连续分裂两次,不复制只分裂一次不行吗?不行。
理由是DNA复制是细胞分裂的前提,减数分裂是有丝分裂的继承与发展。
减数分裂前进行DNA分子的复制,为细胞分裂作准备;然后出现同源染色体的行为——联会、排列、分离,完成减数第一次分裂,染色体数目减半;随后出现复制好的姐妹染色单体的分开,完成减数第二次分裂(图5)。
图5 减数第二次分裂
4 有性生殖与同源染色体
♀:产生雌配子(染色体用白色的表示)与♂:产生雄配子(染色体用黑色的表示),其染色体数目减少了一半。
受精后,雌雄配子结合产生合子,合子发育形成的新个体的染色体数目又恢复原来的数目,从而使生物在不同世代间的染色体数目和遗传性状保持相对稳定(图6)。
图6 有性生殖过程
图6 有性生殖过程
5 同源染色体的概念
在新个体体细胞内,有来自父方的和来自母方的各一套染色体,当新个体性成熟进行减数分裂时,各自的同源染色体可以联会(图7)。
图7 二倍体的同源染色体联会
所以现在教材中同源染色体的概念为:“一个来自父方,另一个来自母方,形态、大小一般相同的一对染色体”。
本概念显然是来自有性生殖的二倍体生物,“同源”是指最近的起源罢了。
需要说明的是X、Y染色体,它们的形态、大小不一,但Y染色体是由X染色体经过复制而后经染色体结构变异后形成的,有同源区段,在减数分裂时可以联会、分离,因此X、Y染色体是同源染色体。
6 二倍体外的同源染色体及行为
6.1 二倍体的单倍体
二倍体的单倍体由配子直接发育而来,其细胞中没有可以相互联会的同源染色体,在减数分裂中,最后将无规律地分离到配子中去,结果极大多数不能发育成有效配子,因而表现高度不育。
但有特例,如雄蜂。
它的减数分裂被称为“假
减数分裂”。
它的一个初级精母细胞,通过这种减数分裂和变形,产生出一个正常精子。
6.2 三倍体
如三倍体无子西瓜是由四倍体西瓜接受二倍体西瓜的花粉后形成的,体内有三个同源染色体,其中一个来自父方,两个来自母方。
减数第一次分裂时联会紊乱,三个同源染色体配对形成三价体或两个同源染色体配对形成一个二价体、另一个不能配对形成一个单体(图8),随机分离到配子中。
这样,三倍体几乎不能产生具有整倍染色体组的正常配子,所以是高度不育的。
图8 三倍体的同源染色体联会
6.3四倍体
如将二倍体西瓜的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体西瓜,它体细胞中同一同源染色体有四条。
原一个来自父方,一个来自母方的染色体,及姐妹染色单体分开未分离形成的染色体,相当于两个来自父方,两个来自母方。
四个染色体之间都可以配对,大多数成2—2联会。
但在染色单体之间的交叉多少不同,因此四个同源染色体可能结合成一个四价体、一个三价体和一个一价体、两个二价体或一个二价体和两个一价体(图9)。
最后形成的配子中含有异常的染色体数,从而造成不同程度的不育性,结实率降低。
图8 四倍体的同源染色体联会
由此可见,同源染色体最早的起源是相同的。
在细胞分裂中,染色体复制形成了染色单体,染色单体分开后未分配到两个子细胞中,也就保留在同一个细胞中形成了同源染色体。
有了同源染色体,减数分裂就有了基础。
从现在的二倍体
生物来说,同源染色体中的两条染色体一条来自父方,另一条来自母方。
可以从减数分裂时是否“联会”作为判断一对染色体是否为同源染色体的标准。
所以同源染色体可总结为:二倍体细胞中成对的染色体, 一条来自父本,一条来自母本,一般形态、大小相同,含相似的遗传信息。
并在减数分裂前期相互配对,最后分开到不同的生殖细胞的一对染色体。
本文发表在《中学生物教学》2013年第10期上。