产生精子种类与初级精母细胞中同源染色体对数是否有关?如有,为什么只能产生4个精子且两两相同?

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求好心人帮助,这个问题我完全弄不懂。为什么同源染色体的雄性动物细胞减数分裂和可能产生4种染色体组合~

有比较简单的方法。
一、精原细胞复制以后由于DNA加倍,基因也会加倍,所以初于减数第一次分裂前期之前的间期的精原细胞基因型为AAaaBBbbCCcc,无论如何分配,四个精子的染色体组成之和一定为AAaaBBbbCCcc
二、根据减数分裂规律,四个精子中,必两两相同(由次级精母细胞分裂成精子类似有丝分裂,尽管两个次级精母细胞不同,但任意一个次级精母细胞形成的两个精子一定相同

当然,还有一种比较正规的解法,那就是分不同情况讨论。首先推出两个初级精母细胞的基因型(根据同源染色体分开的原则),再推出精子基因型,有
1.AABBCC+aabbcc→两个ABC+两个abc
2.AABBcc+aabbCC→两个ABc+两个abC
3.AAbbCC+aaBBcc→两个AbC+两个aBc
4.aaBBCC+AAbbcc→两个aBC+两个Abc
这类题型看似麻烦,但难度不大,首先掌握扎实的基本功,然后耐心推导,一定能做出正确答案。

第二章 基因和染色体的关系
第一节 减数分裂和受精作用
知识结构:

精子的形成过程
减数分裂
卵细胞形成过程
减数分裂和受精作用
配子中染色体组合的多样性
受精作用
受精作用的过程和实质
1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体
(1)染色体和染色单体:细胞分裂间期,染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断,即一个着丝点就代表一条染色体。
(2)同源染色体和四分体:同源染色体指形态、大小一般相同,一条来自母方,一条来自父方,且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体(有丝分裂中也有同源染色体,但不联会)。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。
(3)一对同源染色体= 一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。
2.减数分裂过程中遇到的一些概念
同源染色体:上面已经有了
联会:同源染色体两两配对的现象。
四分体:上面已经有了
交叉互换:指四分体时期,非姐妹染色单体发生缠绕,并交换部分片段的现象。
减数分裂:是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。
3.减数分裂 特点:复制一次, 分裂两次。
结果:染色体数目减半(染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂,第二次分裂类似有丝分裂)。
场所:生殖器官内(动物的精巢、卵巢;植物的花药、胚珠;精巢、卵巢内既有有丝分裂,又有减数分裂)
过程:
精子的形成过程: 卵细胞的形成过程:
1个精原细胞(2n) 1个卵原细胞(2n)
↓间期:染色体复制 ↓间期:染色体复制
1个初级精母细胞(2n) 1个初级卵母细胞(2n)
↓前期:联会、四分体、交叉互换(2n) ↓前期:联会、四分体…(2n)
中期:同源染色体排列在赤道板上(2n) 中期:(2n)
后期:配对的同源染色体分离(2n) 后期:(2n)
末期:细胞质均等分裂 末期:细胞质不均等分裂(2n)
2个次级精母细胞(n) 1个次级卵母细胞+1个极体(n)
↓前期:(n) ↓前期:(n)
中期:(n) 中期:(n)
后期:染色单体分开成为两组染色体(2n) 后期:(2n)
末期:细胞质均等分离(n) 末期:(n)
4个精细胞:(n) 1个卵细胞:(n)+3个极体(n)
↓变形
4个精子(n)
4.精子与卵细胞形成的异同点
比较项目 不 同 点 相同点
精子的形成 卵细胞的形成
染色体复制 复制一次
第一次分裂 一个初级精母细胞(2n)产生两个大小相同的次级精母细胞(n) 一个初级卵母细胞(2n)(细胞质不均等分裂)产生一个次级卵母细胞(n)和一个第一极体(n) 同源染色体联会,形成四分体,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞质分裂,子细胞染色体数目减半
第二次分裂 两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞(n) 一个次级卵母细胞(细胞质不均等分裂)形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂(均等)成两个第二极体 着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向两极,细胞质分裂,子细胞染色体数目不变
有无变形 精细胞变形形成精子 无变形
分裂结果 产生四个有功能的精子(n) 只产生一个有功能的卵细胞(n) 精子和卵细胞中染色体数目均减半

注:卵细胞形成无变形过程,而且是只形成一个卵细胞,卵细胞体积很大,细胞质中存有大量营养物质,为受精卵发育准备的。
5.减数分裂和有丝分裂主要异同点(要求掌握)
比较项目 减数分裂 有丝分裂
染色体复制次数及时间 一次,减数第一次分裂的间期 一次,有丝分裂的间期
细胞分裂次数 二次 一次
联会四分体是否出现 出现在减数第一次分裂 不出现
同源染色体分离 减数第一次分裂后期 无分离(有同源染色体)
着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 后期
子细胞的名称及数目 性细胞,精细胞4个或卵1个、极体3个 体细胞,2个
子细胞中染色体变化 减半,减数第一次分裂 不变
子细胞间的遗传组成 不一定相同 一定相同

6. 有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别:(检索表以二倍体生物为例)
1.1细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂
1.2细胞中有同源染色体
2.1有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂
例题:判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。
〔解析〕:
甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝分裂的后期。
乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故为减数第一次分裂的后期。
丙图不存在同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二次分裂后期。
7.受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
意义:通过减数分裂和受精作用,保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。
8.配子种类问题
由于染色体组合的多样性,使配子也多种多样,根据染色体组合多样性的形成的过程,所以配子的种类可由同源染色体对数决定,即含有n对同源染色体的精(卵)原细胞产生配子的种类为2n种

减数分裂时是有交叉互换的产生的,如果不考虑交叉互换则:
一个精原细胞产生4个精子必然两两相同,因为减数第二次分裂时是一对复制好的姐妹染色单体分离,其上的基因种类相同,若是很多精原细胞,则是2的n次方种,n代表同源染色体对数,比如人是23对同源染色体
若是考虑交叉互换情况就更复杂,每个精子都可能不同,所以有多少个精子就有多少种

问产生精子种类,要看有没有说“一个”初级精母细胞,如果说了,那么只能产生4个精子且两两相同。如果没说,那么初级精母细胞可能多个,每个初级精母细胞产生的两种精子种类未必相同,此时就与初级精母细胞中同源染色体对数有关,如果有n对同源染色体,则精子种类为2的n次方。

一个精母细胞经过减数分裂会形成四个精细胞且两两相同,多个精母细胞经过减数分裂所形成的精细胞种类与精母细胞中含有的染色体对数有关,如果有n对同源染色体,则精子种类为2的n次方。至于精子种类与配子种类的不同就在于精子就是配子的一种。


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