減數(shù)分裂和有性生殖細(xì)胞成熟

第三課時減數(shù)分裂、受精作用及觀察細(xì)胞分裂一、觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂1.原理解讀(1)高等植物體的分生區(qū)細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂,有絲分裂的細(xì)胞周期分為間期和分裂期(包括

前期、中期、后期和末期四個時期)。(2)要用高倍顯微鏡觀察這個過程,根據(jù)各個時期內(nèi)染色體的變化情況,識別該細(xì)胞處于有絲分裂的哪個時期。(3)細(xì)胞核內(nèi)的染色體容易被堿性染料(如龍膽紫)染色,便于觀察。2.實驗流程(1)洋蔥根尖的培養(yǎng):實驗前3~4天,將洋蔥放在裝滿水的

廣口瓶上,底部接觸水,裝置放在溫暖的地方,經(jīng)常換水,

以防爛根,待根長到5cm,備用。(4)繪圖(3)觀察:使用低倍鏡找到根尖分生區(qū)的細(xì)胞,然后換上高倍鏡,觀察分生區(qū)的各個細(xì)胞,并找到有絲分裂各時期的細(xì)胞。典例1

(2010年江蘇高考)人類精子發(fā)生過程中,下列說法正確的是(多選)

(

)A.細(xì)胞中染色單體數(shù)最多可達(dá)92條B.姐妹染色單體攜帶的遺傳信息可能是不同的C.染色單體的交叉互換發(fā)生在同源染色體分離之前D.一個精原細(xì)胞產(chǎn)生兩個相同精子的概率最大為1/223

ABC100%典例2

(2013年朝陽區(qū)期中)對下列有關(guān)細(xì)胞分裂的各圖分析正確的是

(

)A.甲圖對應(yīng)丁圖中的BC段B.乙圖對應(yīng)丁圖中的CD段C.甲圖可能是卵原細(xì)胞的增殖D.丙圖對應(yīng)丁圖中的DE段CDBCBCC1.觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂(1)觀察步驟二、觀察有絲分裂和減數(shù)分裂(2)實驗材料的選擇一般說來,雄性個體產(chǎn)生的雄配子數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于雌性個體產(chǎn)生的卵細(xì)胞數(shù)量。因此,在選擇觀察減數(shù)分裂的材料時,要選擇分裂旺盛的雄性個體生殖器官——性腺。另外,在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進(jìn)行徹底,排卵時僅僅是排出次級卵母細(xì)胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,再繼續(xù)完成減Ⅱ分裂,所以要完整觀察減數(shù)分裂各時期的圖像,特別是減Ⅱ分裂圖像,一般不選擇雌性個體。(3)觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片應(yīng)注意的問題①判斷各期細(xì)胞的依據(jù)是減數(shù)分裂過程中各個時期染

色體變化的特點。②可通過觀察多個精原細(xì)胞的減數(shù)分裂,推測出一個精

原細(xì)胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。原因是:a.同一生物的細(xì)胞所含遺傳物質(zhì)相同,增殖過程相同。b.同一時刻不同細(xì)胞可能處于不同細(xì)胞周期的不同階

段。c.先用低倍鏡觀察找到各期細(xì)胞,再用高倍鏡仔細(xì)觀察

染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。2.觀察有絲分裂實驗成功的關(guān)鍵(1)選取實驗材料,應(yīng)剪取生長旺盛、帶有分生區(qū)的根

尖,同時注意一般在上午10時到下午2時左右(此時洋蔥

根尖細(xì)胞有絲分裂旺盛)剪取,或在剪取根尖以前用35

℃的溫水浸泡1小時左右。(2)解離時間要嚴(yán)格控制,解離時間不能太短,否則細(xì)胞

間果膠未溶解,壓片時細(xì)胞不易分散,達(dá)不到分離效果,

時間過長則細(xì)胞分離過度、過于酥軟,無法取出根尖進(jìn)

行染色和制片。(3)漂洗時間要充分,否則影響染色體著色。(4)控制染色時間,染色時間不能太短,否則染色體或染

色質(zhì)不能完全著色,時間過長則使細(xì)胞核等其他部分充

滿染色劑,無法分辨染色體。(5)壓片時用力必須恰當(dāng),過輕則細(xì)胞未分散,影響觀察

效果。3.觀察細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂實驗的比較

有絲分裂減數(shù)分裂取材部位分生組織精巢選材原則分裂期長染色體數(shù)越少越

好顯微鏡的使用先用低倍鏡觀察,再用高倍鏡觀察注意：將細(xì)胞中染色體(2n)上的DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記，移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中,再讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂，第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中，2n染色體都含有被3H的DNA分子，只不過每個DNA分子中僅有1條鏈被標(biāo)記,故第二次有絲分裂間期復(fù)制時,每條染色體的2條染色單體中僅有1條染色單體具有放射性（實質(zhì)上是一個單體上的DNA分子的一條單鏈具有放射性）,在有絲分裂后期時姐妹染色單體分開形成兩條子染色體，共40條染色體其中有20條染色體具有放射性，但是隨機(jī)移向細(xì)胞兩極,即第二次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞中具體放射性的染色體數(shù)目不能確定，只能確定子細(xì)胞中具有放射性染色體可能在［0～2n］之間。將細(xì)胞中染色體(2n)上的DNA分子雙鏈用3H標(biāo)記，移入普通培養(yǎng)液(不含放射性元素)中,再讓細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，減數(shù)第一次分裂形成的次級性母細(xì)胞中，n條染色體都含有被3H的DNA分子，減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開，染色體數(shù)共2n條，每條染色體都有被3H的DNA分子，只不過每個DNA分子中僅有1條鏈被標(biāo)記，所以形成的子細(xì)胞中，被放射性元素標(biāo)記的染色體有n條。典例3

(2011年江蘇高考)洋蔥(2n=16)為二倍體植物。為比較不同處理方法對洋蔥根尖細(xì)胞分裂指數(shù)(即視野內(nèi)分裂期細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比)的影響,某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實驗,實驗步驟如下:①將洋蔥的老根去除,經(jīng)水培生根后取出。②將洋蔥分組同時轉(zhuǎn)入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分別培養(yǎng)24h、36h、48h;秋水仙素處理停止后再轉(zhuǎn)入清水中分別培養(yǎng)0h、12h、24h、36h。③剪取根尖,用Carnoy固定液(用3份無水乙醇、1份冰醋酸混勻)固定8h,然后將根尖浸泡在1mol/L鹽酸溶液中5~8min。④將根尖取出,放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。⑤用石炭酸—品紅試劑染色。⑥制片、鏡檢;計數(shù)、拍照。實驗結(jié)果:不同方法處理后的細(xì)胞分裂指數(shù)(%)如下表。秋水仙素溶液處理時間(h)01224362410.7113.6814.1914.46369.9411.9913.5913.62487.9810.0612.2211.97247.749.0911.0710.86366.127.879.989.81485.976.687.988.56質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)0.010.1清水培養(yǎng)時間(h)請分析上述實驗,回答有關(guān)問題:(1)步驟③中“將根尖浸泡在1mol/L鹽酸溶液中”的作用是

。(2)步驟⑥為了獲得相應(yīng)的觀察視野,鏡檢時正確的操作方法是

。(3)根據(jù)所學(xué)的知識推測,石炭酸-品紅試劑是一種

性染料。(4)為了統(tǒng)計數(shù)據(jù)更加科學(xué),計數(shù)時應(yīng)采取的方法是

。(5)根據(jù)上表結(jié)果可以得出如下初步結(jié)論:①質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

秋水仙素溶液誘導(dǎo)后的細(xì)胞分裂指數(shù)較高;②本實驗的各種處理中,提高細(xì)胞分裂指數(shù)的最佳方法是

。使組織中細(xì)胞相互分離開來先在低倍鏡下觀察,緩慢移動裝片,發(fā)現(xiàn)理想視野后換用高倍鏡

每組裝片觀察多個視野

堿

0.01%

0.01%秋水仙素溶液誘導(dǎo)24h,再在清水中培養(yǎng)36h(6)右邊為一位同學(xué)在步驟⑥所拍攝的顯微照片,形成細(xì)胞a的最可能的原因是

。秋水仙素處理發(fā)生在上一個細(xì)胞周期紡錘體形成之后

1.(2013年晉江段考)某研究小組從蛙的精巢中提取一些細(xì)胞,測定細(xì)胞中染色體數(shù)目(無突變發(fā)生),將這些細(xì)胞分為三組,每組的細(xì)胞數(shù)如右圖。從圖中所示結(jié)果分析不正確的是

(

)A.乙組細(xì)胞中有一部分可能正在進(jìn)行DNA復(fù)制B.丙組細(xì)胞中有一部分可能正在發(fā)生非同源染色體上的非等位基因的重新組合C.乙組細(xì)胞中既有進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞也有進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞D.用藥物阻斷DNA復(fù)制會減少甲組細(xì)胞生成B2.若以下左圖為某細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期圖,則該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂中期的圖像應(yīng)為

(

)B3.(2013年廣東湛江一模)關(guān)于觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂實

驗的說法正確的是

(

)A.可以通過觀察兔的卵母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片來了

解減數(shù)分裂過程B.可以用桃花的雌蕊或蠶豆的雄蕊做實驗材料C.必須在高倍鏡下才能分辨出初級精母細(xì)胞、次級精

母細(xì)胞和精子D.用蝗蟲的精巢做實驗,視野中可以看到處于有絲分裂

時期的細(xì)胞只能了解減數(shù)分裂某一時期的分裂特點雄蕊中會有多個精原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂,易于觀察,精原細(xì)胞既可進(jìn)行減數(shù)分裂也可進(jìn)行有絲分裂B4.(2013年常州調(diào)研)下圖一是某高等動物的細(xì)胞分裂示意圖(體細(xì)胞中有2對4條染色體),三個細(xì)胞均來自同一個體,下圖二是細(xì)胞分裂過程染色體組數(shù)目變化的數(shù)學(xué)模型,請據(jù)圖回答:(1)丙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞名稱是

,甲、乙、丙三個細(xì)胞中,處于減數(shù)分裂過程的是

,具有同源染色體的是

,細(xì)胞內(nèi)染色單體數(shù)量最多的是

。(2)圖二數(shù)學(xué)模型中,bc段形成的原因是

,bc段可以表示圖一中

細(xì)胞的染色體組數(shù)目變化,m所代表的數(shù)值是

。(3)請在圖二中畫出cf時間段細(xì)胞中DNA分子的相對數(shù)目變化曲線。精細(xì)胞甲和丙甲和乙甲

著絲點分裂,染色體組數(shù)目加倍乙和丙1或2

基礎(chǔ)·角度·思路一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分)1.(基礎(chǔ)再現(xiàn))某二倍體動物的某細(xì)胞內(nèi)含10條染色體

、10個DNA分子,且細(xì)胞膜開始縊縮,則該細(xì)胞

(

)A.處于有絲分裂中期B.正在發(fā)生基因自由組合C.將形成配子D.正在發(fā)生DNA復(fù)制C2.(基礎(chǔ)再現(xiàn))細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂都可能產(chǎn)生

可遺傳的變異,其中僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程的變異是

(

)A.染色體不分離或不能移向兩極,導(dǎo)致染色體數(shù)目變異B.非同源染色體自由組合,導(dǎo)致基因重組C.染色體復(fù)制時受誘變因素影響,導(dǎo)致基因突變D.非同源染色體某片段移接,導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異B3.(基礎(chǔ)再現(xiàn))下列是一組動物活細(xì)胞有絲分裂圖,有關(guān)說法正確的是

(

)A.b圖細(xì)胞將出現(xiàn)細(xì)胞板,并縊裂成兩個子細(xì)胞B.c圖細(xì)胞核中染色體數(shù)和DNA數(shù)相等C.d圖細(xì)胞中同源染色體聯(lián)會,形成四分體D.上述細(xì)胞在細(xì)胞周期中出現(xiàn)的順序是a→c→d→e→bD4.(基礎(chǔ)再現(xiàn))下圖甲表示某高等雄性動物肝臟里的一個正在分裂的細(xì)胞,結(jié)合圖乙分析,下列敘述中不正確的是

(

)C.圖甲細(xì)胞中含有兩個四分體D.圖乙中形成C→D的原因與著絲點的分裂有關(guān)A.圖甲所示分裂時期處于圖乙中的BC段B.此細(xì)胞產(chǎn)生AB精子的概率是0C5.(視角拓展)下圖表示雄果蠅進(jìn)行某種細(xì)胞分裂時,處于四個不同階段的細(xì)胞(Ⅰ~Ⅳ)中遺傳物質(zhì)或其載體(①~③)的數(shù)量。下列表述與圖中信息相符的是

(

)A.Ⅱ所處階段發(fā)生基因自由組合B.Ⅲ代表初級精母細(xì)胞C.②代表染色體D.Ⅰ~Ⅳ中③的數(shù)量比是2∶4∶4∶1A6.(視角拓展)雄蛙的一個體細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成兩個

子細(xì)胞(C1、C2),一個初級精母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)第一次分裂

形成兩個次級精母細(xì)胞(S1、S2)。比較C1與C2、S1與S2

細(xì)胞核中DNA數(shù)目及其儲存的遺傳信息,正確的是

(

)A.DNA數(shù)目C1與C2相同,S1與S2不同B.遺傳信息C1與C2相同,S1與S2