必修二第二章基因和染色体的关系知识点总结.docx

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必修二第二章基因和染色体的关系知识点总结

第二章基因和染色体的关系

第一节减数分裂和受精作用

一、减数分裂

概念：

减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中（也是孟德尔遗传定律的适用范围）所特有的细胞分裂方式。

在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。

¤注意：

（1）体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。

（2）原核生物无染色体，不能进行减数分裂和有丝分裂。

原核细胞的DNA裸露，没有和蛋白质等组成染色体，而减数分裂和有丝分裂主要是染色体形态、数目和行为的变化。

二、减数分裂的过程

1、精子的形成过程：

场所：

精巢（哺乳动物称睾丸）

●减数第一次分裂

间期：

染色体复制（包括DNA复制和蛋白质的合成）。

前期（四分体时期）：

同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。

四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。

（交叉互换）（基因重组第一种类型）

¤注意：

区别于染色体变异中的易位

中期：

同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。

¤注意：

区别于有丝分裂中期染色体的行为特点

后期：

同源染色体分离；非同源染色体自由组合（基因重组第二种类型）。

末期：

细胞质分裂，形成2个子细胞（次级精母细胞）。

●减数第二次分裂（无同源染色体）

前期：

染色体排列散乱。

中期：

每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板（假想平面）上。

后期：

姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。

并分别移向细胞两极。

末期：

细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞（精细胞）。

2、卵细胞的形成过程：

卵巢

三、精子与卵细胞的形成过程的比较

精子的形成

卵细胞的形成

不同点

形成部位

精巢（哺乳动物称睾丸）

卵巢

过　　程

有变形期

无变形期

分裂方式

均等

不均等

子细胞数

一个精原细胞形成4个精子

一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体

相同点

精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半

四、与减数分裂有关的三组概念

（1）同源染色体和非同源染色体

①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形状、大小一般都相同（XY性染色体不相同），一条来自父方，一条来自母方

¤注意：

男性中的X染色体要比Y染色体大的多，因二者在减数第一次分裂过程中仍能联会，仍称为同源染色体

②非同源染色体是指形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体

（2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体染色体呈X型才有染色单体

①姐妹染色单体是指同一着丝点连接着的两条染色单体

②非姐妹染色单体是指不同着丝点连接着的两条染色单体

（3）联会和四分体

①联会是指减数第一次分裂的前期，同源染色体两两配对的现象

②联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体

非姐妹染色单体：

很多，比如①与除了②之外都是非姐妹染色单体

1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8条脱氧核苷酸链

注意：

（1）精原细胞和卵原细胞

的染色体数目与体细胞相同。

因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。

（2）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。

所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。

五、受精作用

1、概念：

卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

2、过程：

（1）在受精作用时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。

与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入（三大反应两大屏障）

（2）精子的头部进入卵细胞后，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起

3、实质：

精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起

4、结果：

受精卵中的染色体数目与体细胞中的相同，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞（细胞质主要来自于卵细胞）

¤注意：

（1）受精作用的细胞学基础：

细胞膜的信息交流功能和细胞膜的流动性

（2）受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞，对吗？

六、有性生殖

1、有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。

再由合子发育成新个体的生殖方式。

2、脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。

3、在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义

七、减数分裂与有丝分裂中DNA和染色体的数目变化曲线图

1、减数分裂DNA和染色体的数目变化曲线图

2、有丝分裂中DNA和染色体的数目变化曲线图

有丝分裂过程中DNA的复制发生在间期，此时DNA数目加倍但是染色体数目不变。

在后期时由于着丝点分裂染色单体分开，此时染色体数目加倍，但是DNA数目不变。

染色体和DNA数目减半发生在末期，原因是染色体分离并进入不同的子细胞。

有丝分裂过程中始终有同源染色体存在。

八、减数分裂过程中相关含量的变化（以人为例）

减

减数第一次分裂

减数第二次分裂

间

前

中

后

末

前

中

后

末

DNA

46→92

92

92

92

92→46

46

46

46

46→23

染色体

46

46

46

46

46→23

23

23

23→46

46→23

染色单体

0→92

92

92

92

92→46

46

46

46→0

0

有

有丝分裂

间

前

中

后

末

DNA

46→92

92

92

92

92→46

染色体

46

46

46

46→92

92→46

染色单体

0→92

92

92

92→0

0

人的染色体数最多的时期是啥时候？

九、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：

一看染色体数目：

奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）。

二看有无同源染色体：

没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）三看同源染色体行为：

确定有丝或减Ⅰ

注意：

若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。

e.g.判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？

减Ⅱ前减Ⅰ前减Ⅱ前减Ⅱ末有丝后期减Ⅱ后减Ⅱ后减Ⅰ后

有丝前减Ⅱ中减Ⅰ后减Ⅱ中减Ⅰ前减Ⅱ后减Ⅰ中有丝中

第二节基因在染色体上

一、萨顿假说：

1、内容：

基因在染色体上

2、依据：

基因和染色体行为存在着明显的平行关系

3、方法：

是类比推理法。

类比推理得出的结论正确与否还需要实验证明。

二、基因位于染色体上的实验证据

1、摩尔根的实验

（1）果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：

①个体小，容易饲养

②繁殖速度快，10多天就可以繁殖一代

③有明显的相对性状，便于观察和统计

④后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代

⑤染色体数目少，便于观察

（2）果蝇的染色体组成

¤注意:

进行果蝇染色体测序时需测5条，人需要测24条

（3）实验过程及现象

①F1全为红眼→红眼为显性性状

②F2中红眼：

白眼=3:

1→符合分离定律，表明红眼和白眼受一对等位基因的控制

（4）现象分析：

孟德尔的方法不能解释性状与性别有关的现象

2、摩尔根的设想：

控制白眼的基因用w表示在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因

3、摩尔根对实验现象的解释

4、根据设想进行推理验证——测交

5、结论：

基因在染色体上

6、检测方法：

荧光标记法→基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因

三、孟德尔遗传规律的现代解释

1、基因分离定律的实质是：

在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。

2、基因的自由组合定律的实质是：

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

四、探究有关基因是位于X染色体上还是位于常染色体上的实验设计

（1）未知显隐性，但已知雌雄个体均为纯合子——正反交

①若正反交结果相同，则相应的基因位于常染色体上

②若正反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则相应的基因位于性染色体上

（2）已知显隐性——隐性雌性X显性雄性法

①若子代中雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则相应的基因位于X染色体上

②若子代个体的性状表现与性别无关，则相应的基因位于常染色体上

第三节伴性遗传

一、伴性遗传的概念

1、性染色体的概念：

生物体细胞内的染色体根据与性别的关系分为常染色体与性染色体，性染色体与生物的性别决定有关

2、性别决定的常见方式

¤注意：

性别决定只存在于雌雄异体的生物中，雌雄同体的生物不存在性别决定问题

3、伴性遗传的概念

位于性染色体上的基因，其在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫伴性遗传

二、伴X染色体隐性遗传

（1）特点：

致病基因位于X染色体上，是隐性基因，在Y染色体上没有它的等位基因

（2）实例：

人类红绿色盲症

①基因型和表现型

②遗传特点

a男性患者多于女性患者为啥？

b交叉遗传。

男性红绿色盲的基因只能来自母亲，以后只能传给女儿

c女性患病，其父亲和儿子一定患病，简记“女病，父子病”；男性正常，其母亲和女儿表现型一定正常

2、伴X染色体显性遗传

（1）特点：

致病基因位于X染色体上，是显性基因，在Y染色体上没有它的等位基因

（2）实例：

抗维生素D佝偻病

①基因型和表现型

②遗传特点：

女性患者多于男性患者；往往有世代连续遗传的遗传现象；男性患者的母亲和女儿一定患病

3、伴Y染色体遗传

遗传特点：

①患者全为男性，女性全正常，因为致病基因只位于Y染色体上，且无显隐性之分

②具有世代连续遗传现象，致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子

三、伴性遗传在实践中的应用

1、指导优生优育，提高人口素质

2、通过性状来推知性别，提高产量和质量如根据眼睛颜色判断果蝇雌雄

如，蛋鸡的养殖

（1）鸡的性别决定方式为ZW型。

雌鸡的两条性染色体是异性（ZW），雄鸡的两条性染色体是同型的（ZZ）

（2）家鸡羽毛芦花B和非芦花b是一对相对性状，基因B、b位于Z染色体上。

鸡的芦花和非芦花的表现型及基因型如下

雄性

雌性

基因型

ZBZB

ZBZb

ZbZb

ZBW

ZbW

表现型

芦花雄鸡

芦花雄鸡

非芦花雄鸡

芦花雌鸡

非芦花雌鸡

（3）饲养蛋鸡时，用非芦花雄鸡和芦花雌鸡交配繁殖，可以根据早期小鸡崽的羽毛特征把雌性和雄性区分开，从而做到多样母鸡，多得鸡蛋

四、遗传方式的判定

由染色体上基因控制的遗传病的遗传方式主要有5种：

伴X显、伴X隐、伴Y、常显、常隐

1、判定依据——各种遗传病的遗传特点

（1）伴X隐，其遗传特定是男性患者多于女性患者、隔代遗传、交叉遗传，具体表现为“女病父子病，男正常母女正常”如红绿色盲症、血友病

（2）伴X显，其遗传特点是女性患者多于男性患者、世代连续遗传，具体表现为“男病木女病，女正常父子正常”，如抗维生素D佝偻病

（3）伴Y，其致病基因在Y染色体上，患者全为男性，女性全部正常，并且致病基因没有显隐性之分，致病基因为父传子，子传孙，具有世代连续性，如人类外耳道多毛症

（4）白化、多指等常染色体遗传病，男女发病概率相等

2、判定方法

（1）首先确定是否为细胞质遗传

若子女的表现型与母亲相同，则为母系遗传；若出现母亲患病，孩子有正常的情况，或者孩子患病母亲正常，则不是母系遗传

（2）确定是否为伴Y遗传：

分析图谱判断是否符合Y染色体遗传病的遗传特点，若不符合再看下一步

（3）确定是显性遗传还是隐性遗传

双亲表现型一致，子代出现了不同双亲的表现型。

如双亲都不患病，生出了患病的孩子，即“无中生有”，则该病是隐性遗传病。

如双亲都患病，生出了不患病的孩子，即“有中生无”，则该病是显性遗传病

（4）判断致病基因是在常染色体上还是X染色体上

①对于隐性遗传病，在系谱图中要找女性患者，看其父亲和儿子的情况：

a如果她的父亲和儿子中有不患病的，则该致病基因一定在常染色体上。

因为如果在X染色体上，她的父亲和儿子一定是患者，这与事实是矛盾的

b如果她的父亲和儿子都是患者，则该致病基因最可能是在X染色体上，也可能是在常染色体上。

如果要进一步确定基因的位置，那就要用附加限制条件

②对于显性遗传病，在系谱图中找男性患者，看其母亲和女儿的情况：

a如果他的母亲和女儿中有不患病的，则该致病基因一定在常染色体上。

因为如果在X染色体上，他的母亲和女儿一定是患者，这与事实是矛盾的

b如果他的母亲和女儿都是患者，则该病致病基因最可能是在X染色体上，也可能是在常染色体上。

如果要进一步确定基因的位置，那就要用附加限制条件

（5）若系谱图不具备上述特征，就只能将上述情况一一代入，若不符合则可排除；若符合则可判定。