備課素材：減數(shù)分裂三個(gè)問題 高一下學(xué)期生物人教版必修2

減數(shù)分裂三個(gè)問題1.為什么要進(jìn)行減數(shù)分裂和受精作用？

從減數(shù)分裂的產(chǎn)生來源開始：

如果由有絲分裂來產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞，則受精作用后產(chǎn)生出來的下一代的染色體數(shù)目會(huì)比上一代增加一倍，從而導(dǎo)出魏斯曼的預(yù)測(cè)：在精子和卵細(xì)胞成熟的過程中，必然有一個(gè)特殊的過程使染色體數(shù)目減半；受精時(shí)，精子和卵細(xì)胞融合染色體數(shù)目得以恢復(fù)。

減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂方式，是生物有性生殖的基礎(chǔ)。減數(shù)分裂實(shí)現(xiàn)減半，一定繞不開同源染色體這個(gè)概念。因此直接引出此概念，然后只要實(shí)現(xiàn)減半就完成任務(wù)了。2.什么是同源染色體？①行為特點(diǎn)，減數(shù)分裂中兩兩配對(duì)；②外部特征，形狀和大小一般都相同；③傳遞流向，一條來自父方、一條來自母方。教材以二倍體生物有性生殖為前提，但也可能產(chǎn)生疑問：①一條來自父方、一條來自母方，配對(duì)的兩條染色體來源不同，為什么說是同源染色體呢?②同源染色體的形狀和大小一般都相同，為什么X和Y染色體相差懸殊也稱為同源染色體?③有絲分裂和減數(shù)分裂Ⅱ后期，染色體著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，這兩條子染色體是否互為同源染色體?如果互為同源染色體，如何理解減數(shù)分裂Ⅱ中沒有同源染色體?

同源染色體的“同源”即“相同起源”或“共同起源”，在進(jìn)化上具有共同祖先、起源相同的染色體。同源染色體是同源同型的，具有相同的基因種類和線性排列順序，具有相同的形狀、大小、結(jié)構(gòu)和功能，可在減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)。但也存在特殊情況，性染色體X和Y(或Z和W)起初是同源同型的，由于生物變異和自然選擇，生物種群進(jìn)化過程中，隨性別分化向著不同途徑演化，而出現(xiàn)X和Y(或Z和W)性染色體同源不同型、僅保留部分或無同源區(qū)段的情況。因此，XY型(或ZW型)性別決定的同種生物中，X和Y(或Z和W)仍是一對(duì)同源染色體，且減數(shù)分裂時(shí)仍可聯(lián)會(huì)。不論是同種生物或同一個(gè)體內(nèi)的細(xì)胞中，也不論是體細(xì)胞或生殖細(xì)胞中，也不論是經(jīng)復(fù)制剛分離或經(jīng)多代傳遞，甚至經(jīng)人工或自然傳遞到其他物種細(xì)胞內(nèi)，只要起源相同都互為同源染色體。

細(xì)胞分裂包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)相關(guān)事件，有絲分裂和減數(shù)分裂屬于核分裂的方式，以此為前提，不難理解減數(shù)分裂Ⅱ中沒有同源染色體。處于減數(shù)分裂Ⅱ后期和末期的細(xì)胞，還未完成胞質(zhì)分裂前，細(xì)胞內(nèi)具有原互為姐妹染色單體分離形成的同源染色體，但二倍體的細(xì)胞單極染色體內(nèi)沒有同源染色體，而四倍體等多倍體的細(xì)胞單極染色體內(nèi)存在同源染色體。3.染色體數(shù)目是如何減半的？假設(shè)一：直接“一分為二”(不復(fù)制，分裂一次)。假設(shè)二：染色體復(fù)制，細(xì)胞分裂兩次。理論上應(yīng)該“都符合”。回憶已有經(jīng)驗(yàn)：“如果用化學(xué)藥劑抑制腫瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制過程，細(xì)胞將停留在分裂間期”。尋找支持主張的理由：

（癌細(xì)胞不復(fù)制不分裂+原始生殖細(xì)胞與癌細(xì)胞染色體相似+原始生殖細(xì)胞可分裂）

（染色體復(fù)制后需分裂兩次才減半+原始生殖細(xì)胞染色體復(fù)制+配子的染色體數(shù)目減半）

染色體復(fù)制，細(xì)胞分裂兩次分析：如圖所示，為了使精子中的染色體只含有每對(duì)同源染色體中的一條，在減數(shù)第一次分裂的過程中，同源染色體先聯(lián)會(huì)(即配對(duì))，再整齊地排列在赤道板的兩側(cè)，然后分別移向細(xì)胞的兩極，分別進(jìn)入兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，因而每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞只含有每對(duì)同源染色體中的一條