减数分裂-精子和卵细胞的形成过程
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一轮复习动物精子和卵细胞的形成过程教学内容
动物精子和卵细胞的形成是通过生殖细胞的分化和发育完成的。这个过程又称为生殖细胞发生或胚胎发生。下面我将详细介绍动物精子和卵细胞的形成过程。
1.分别介绍精子和卵细胞的形成过程
(1)精子形成过程:
在雄性生殖器官内,生殖细胞发生开始于一个特殊的细胞群,称为精原细胞。精原细胞通过连续的有丝分裂,形成了大量的精子母细胞。接着,精子母细胞进入减数分裂I,形成两次减数分裂。这两次分裂的过程中,染色体数量减半,细胞质分裂形成四个细胞,其中只有一个细胞保留下来,最终发育成成熟的精子。
(2)卵细胞形成过程:
在雌性生殖器官内,生殖细胞发生发生开始于胚胎的其中一特定时期一些特定细胞形成。这些特定细胞称为卵原细胞。与精子形成类似,卵原细胞也经历了一次减数分裂。然而,与精子形成不同的是,当卵原细胞发生减数分裂时,形成一个大的卵细胞和三个小的极体。这三个小极体通常会退化,而大的卵细胞继续发育并成熟。
2.介绍形成过程中的关键细胞和关键分子
(1)精原细胞和卵原细胞:精原细胞和卵原细胞是生殖细胞发生的起始细胞。它们通过连续的有丝分裂,形成精子和卵细胞的母细胞。 (2)减数分裂:减数分裂是形成精子和卵细胞的关键分裂过程。两次减数分裂导致染色体数量减半,确保了精子和卵细胞具有一半的染色体数量。
(3)极体:在卵细胞形成过程中,一个大的卵细胞和三个小的极体同时形成。三个极体通常会退化,而大的卵细胞继续发育。
(4)染色体重组:在精子和卵细胞的形成过程中,染色体发生了重组。这种重组通过染色体间的产生非姐妹染色单体的交换,导致基因重组,增加遗传多样性。
3.精子和卵细胞的功能和特点
(1)精子:精子是雄性生殖细胞,具有能够游动和受精的能力。它们通常较小,具有长尾巴,适合于在生殖道中游动到卵细胞处受精。
(2)卵细胞:卵细胞是雌性生殖细胞,具有能够受精和发育成为胚胎的能力。卵细胞通常较大,具有丰富的营养贮备,为胚胎最初的发育提供能量和营养。
精子的形成过程分析:
1. 减数第一次分裂间期:经DNA分子复制,由精原细胞变为初级精母细胞。复制后的每条染色体由两条姐妹染色单体构成,由着丝点连接。此时,染色体数目不变,跟体细胞染色体数目相等,DNA分子数目加倍,含有姐妹染色单体。
2. 减数第一次分裂:
① 前期:
a. 联会:减数第一次分裂开始不久,初级精母细胞中原来分散的两两配对(即联会)。配对的两条染色体为同源染色体。
b. 四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。
c. 交叉互换:四分体中非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换一部分对应片段。
② 中期:各对同源染色体排列在赤道板两侧,每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。
③ 后期:在纺锤丝的牵引下,配对的两对同源染色体彼此分离,分别向细胞两极移动。每一极只得到同源染色体中的一条。
④ 末期:在染色体到达细胞两极的时候,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。此时,染色体数目减半,DNA分子数目减半,仍旧含有姐妹染色单体。
3. 减数第二次分裂:
① 间期:减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期或者间期很短,染色体不再复制。 ② 分裂期:
a. 中期:染色体着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
b. 后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开,在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极,分别进入两个子细胞。
c. 结果:两个次级精母细胞分裂成四个精细胞。此时,染色体数目与次级精母细胞相比不变,DNA分子数减半,没有姐妹染色单体。(与体细胞相比,染色体数目减半,DNA分子数减半,没有同源染色体。)
4. 变形:精子头部几乎只保留细胞核,部分细胞质变成精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但全部线粒体被保留下来,并集中在尾的基部。四个精细胞变成四个精子。
备注:
同源染色体:是在二倍体生物细胞中,形态、结构基本相同的染色体,并在减数第一次分裂的四分体时期中彼此联会(若是三倍体及其他奇数倍体生物细胞,联会时会发生紊乱),最后分开到不同的生殖细胞(即精子、卵细胞)的一对染色体,在这一对染色体中一个来自母方,另一个来自父方。
细胞增殖减数分裂雌雄分裂异同点
每条染色体上DNA的数量变化
减数分裂过程中的变异基因重组
染色体数目变异减1异常
减2异常
XXY形成原因精子、卵子减数分裂过程分裂间期:DNA的复制和有关蛋白质的合成(染色体:2N,DNA:2N-4N;染
色单体:0-4N)
减1 中期:同源染色体排列在赤道板上(同上)
减1 后期:同源染色体分开,非同源染色体自由组合(同上)
减1 末期:染色体减半(染色体:2N-N;DNA:4N-2N;染色单体:4N-2N)减1前期:联会形成四分体(染色体:2N;DNA:4N;染色单体:4N)
减2前期:与有丝相同,无同源染色体(染色体:N;DNA:2N;染色单体:
2N)
减2中期:与有丝相同,无同源染色体(染色体:N;DNA:2N;染色单体:
2N)
减2后期:与有丝相同,无同源染色体,染色体暂时加倍(染色体:N-2N;
DNA:2N;染色单体:0)
减2末期:平均分配,形成精细胞或者卵细胞
有丝与减数的区别交叉互换自由组合
作者:@nv640518 | 来自:知犀思维导图
精子的形成过程(利用持图讲述)
(1) 间期:主要的变化是染色体进行复制,经过间期,精原细胞─→初级精母细胞,初级精母细胞中,每个染色体均含有两个姐妹染色单体。
(2) 减数第一次分裂主要特点:
①联会:同源染色体两两配对。
同源染色体──形态、大小相同,一个来自父方,另一个来自母方的配对的两个染色体。这里的“源”不是指来源,应理解为“大小、形态”。
以下图解可以理解色体的来源:
父方─→精子─┐ 结合 发育
├────→受精卵────→新个体(后代)
母方─→卵细胞┘
从上图中可看出,受精卵或后代中每个细胞的每一对染色体,一个来父方,另一个来自母方。
②形成四分体:
联会后,每个染色体都含有两个姐妹染色单体,因此,每对同源染色体含有四个染色单体,这样的一对同源染色体叫做四分体。如课本第三个图中含有2个四分体。
问:人的体细胞中有46个染色体,进行减数分裂过程中,能形成多少个四分体?(23个)
③同源染色体分开,各向两极移动。
④在同源染色体分开的同时,非同源染色体自由组合。
同源染色体分开的同时,同源的两个染色体各移向哪一极是随机的,即是不同对的同源染色体之间是自由组合的。
经减数第一次分裂,一个初级精母细胞──→两个次级精母细胞,次级卵母细胞的染色体数目比初级精母细胞减少一半。
问:次级精母细胞中有无同源染色体?为什么?无,因为减数第一次分裂后期,同源染色体已分开。)
(3)减数第二次分裂特点:
整个过程染色体的变化特点与有丝分裂过程完全相同,经减数第二次分裂,每个次级精母细胞─→两个精子细胞。精子细胞与次级精母细胞的染色体数相同。
减数第二次分裂与有丝分裂不同的是:减数分裂第二次分裂各时期的细胞内都无同源染色体。为什么?
精子的形成过程概括为: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。。
小结:1、减数分裂的概念。