师:今天我们来学习高一人教版生物学必修2第二章第一节《减数分裂和受精作用》第一课时。这节课主要内容有:一、减数分裂过程中各时期染色体的变化;二、同源染色体、四分体、联会、交换等概念。科学家们在研究生物繁衍时发现,亲代和子代染色体数目相同,比如果蝇亲代和子代都是8条染色体。于是魏斯曼预测,在精子和卵细胞形成过程中,必然有个特殊过程使染色体数目减半,受精时精子和卵细胞融合,染色体数目恢复正常。科学家观察果蝇体细胞和配子中染色体分布情况,同学们观察图片。从数量上看,果蝇的体细胞和配子中染色体数目有什么关系?
生:从图中能看到,果蝇配子中染色体数目是体细胞的一半。
师:在由体细胞形成配子的过程中,如何实现染色体数目减半呢?之前学习有丝分裂,细胞分裂时染色体复制一次,细胞分裂一次,产生的体细胞与原来亲本细胞染色体数目相同。但今天学习的由体细胞产生配子的过程,要实现染色体数目减半,需染色体复制一次,细胞分裂两次,这种分裂称为减数分裂。今天我们以精子的形成过程来学习减数分裂过程。首先,精子的形成发生在特殊器官,即雄性生殖器官,人和哺乳动物是睾丸,其他动物在精巢。睾丸中有弯弯曲曲的曲细精管,存在原始生殖细胞——精原细胞。精原细胞有细胞周期,可通过有丝分裂产生更多精原细胞。同时,雄性生物性成熟时,精原细胞会通过减数分裂产生精细胞。精子的形成过程包括减数分裂过程,大致是:精原细胞通过复制形成初级精母细胞,这是间期。初级精母细胞通过两次分裂形成精细胞,这是减数分裂过程,精细胞需变形才能形成成熟生殖细胞。
师:减数分裂前的间期,细胞进行物质准备,精原细胞复制形成初级精母细胞。此时染色体完成复制,复制后的两条姐妹染色单体附着在同一个着丝点上。这个时期细胞体积增大,染色体复制,但染色体数目不变。丝状染色体在细胞核中杂乱排列,一段时间后高度螺旋形成染色体,进入减一前期。同学们观察图片,减一前期染色体两两排列在一起,这样的一对染色体称为同源染色体,它有两个特点:第一,形态大小一般相同;第二,一条来自父方,一条来自母方。是不是大小一样的染色体就一定是同源染色体呢?
生:不是。
师:比如有丝分裂后期的图,移到细胞两端的染色体形态大小一样,但它们是原来的姐妹染色单体分裂形成的,不是同源染色体。那么同源染色体一定大小相同吗?
生:不一定。
师:比如男性体内的XY染色体,大小不一样,但X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲,在减一前期也会两两配对,也是一对同源染色体。同源染色体联会之后形成四分体。从图中可看到,一对染色体上分别有两条姐妹染色单体,所以一个四分体含有4条姐妹染色单体,由一对同源染色体构成,有两条染色体,此时一个着丝点连接着两个姐妹染色单体,共有4个DNA分子。同学们打开课本23页第4题,观察图中4条染色体的关系。首先看a和b这两条染色体,它们有什么关系?
生:a、b两条染色体形状大小相似,且两两配对,是一对同源染色体,在减一前期联会形成一个四分体。
师:那c和d呢?
生:c和d也是一对同源染色体。
师:a和c又是什么关系?
生:它们大小不一样,也不发生联会,是非同源染色体。
师:a染色体上有A、a和a',这两条是复制而来的,称为什么?
生:姐妹染色单体。
师:a、b这两条染色体上存在A、a、b、a'和b',a和b以及a和b'是什么关系?
生:它们分别位于两条染色体上,属于同源染色体上的非姐妹染色单体。
师:在减一前期,由于联会,染色单体挨得很近,容易发生一种现象叫交换。从图中可看到两条染色体发生了交换。从时间上看,为什么交换容易发生在减一前期?
生:因为减一前期发生了联会,姐妹染色单体挨得很近。
师:从对象上看,发生交换的是什么?
生:同源染色体的非姐妹染色单体。
师:为什么强调是同源染色体的非姐妹染色单体?
生:两条相同颜色的姐妹染色单体是通过复制而来,完全一样,但非姐妹染色单体发生交换,会使原来相同的姐妹染色单体变得不完全相同。
师:在纺锤丝牵引下,同源染色体会移动。从图片可看到,赤道板两边排列的是一对同源染色体,这个时期称为什么?
生:减一中期。
师:减数分裂与有丝分裂不同,减一中期是同源染色体整齐排列在赤道板两侧。随后纺锤丝继续牵引同源染色体移向细胞两端,同源染色体即将分到两个细胞中,这到了什么时期?
生:减一后期。
师:减一后期主要发生什么?
生:同源染色体分离。
师:分离之后的同源染色体即将进入不同子细胞。所以要明确,分离的是同源染色体,在一起的是非同源染色体的集合。减一后期染色体的主要特征是什么?
