基因和染色体的关系.docx

1、基因和染色体的关系第2章 基因和染色体的关系【考试要求】1.能阐明细胞的减数分裂，会分析减数分裂过中的染色体和DNA的变化特点2.会举例说明配子的形成过程，能区分精子和卵胞形成的不同3.能分析鉴别有关减数分裂和有丝分裂的细胞图像，能准确绘制典型的细胞分裂图4.会举例说明受精作用的概念、特点和意义5.说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据6.尝试运用类比推理方法解释基因位于染色体上7.能举例说出伴性遗传的概念、特点、应用8.能运用资料分析的方法，总结人类红绿色盲的遗传规律9.会分析人类遗传病系谱图,并能运用遗传定律进行相关概率计算【备考指要】知识网络答案：有性 减半 一 两 一半 复制 同源染

2、色体 次级精（卵）母细胞 精细胞 卵细胞精子 卵细胞 受精卵 头部 细胞膜 生理反应 精子 细胞核 细胞核 染色体 染色体 体 减数分裂染色体 平行 线性 等位基因 非同源染色体 同源染色体 非等位基因性染色体上 性别 XBXB ,XBY XBXbXbXb,XbY X 隐 XdXd,XdY XDXD,XDXd,XDY X隐 母亲 女儿重点难点一 概念辨析1.同源染色体：减数第一次分裂的前期，初级精母细胞中分散存在的染色体两两进行配对。配对的两条染色体，形状和大小一般都相同(性染色体、不同)，一条来自父方，一条来自母方(示意图中的两种不同颜色的染色体代表父母双方)，这样的两条染色体叫做同源染色体

3、。如图21中A和a是一对同源染色体，B和b是另一对同源染色体。正确理解同源染色体中的染色体一条来自父方，一条来自母方，要与受精作用相联系。受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。精子中的染色体形态、大小各不相同，卵细胞中的染色体形态、大小也存在差异。但在受精卵中，来自精子(父方)的每个染色体，都能在来自卵细胞(母方)的染色体中找到一个与之形态、大小都基本相同的染色体，这两个染色体就属同源染色体。 2.非同源染色体：减数分裂中不配对的染色体，形状、大小不相同互称非同源染色体。如图21中A和B或b，a和B或b为非同源染色体。3.联会：同源染色体两两配对的现象就叫联会。受精卵

4、经过有丝分裂形成体细胞，原始生殖细胞是由体细胞演变而来的，只有当原始生殖细胞进行减数分裂时，同源染色体才两两配对，即联会。由此可见，同源染色体不仅存在于原始生殖细胞和初级精(卵)母细胞中，也存在于体细胞中，只是在体细胞的有丝分裂过程中不出现同源染色体的配对现象。4.四分体：精原细胞在减数分裂的第一次分裂间期，染色体进行复制，成为初级精母细胞。复制结果，DNA分子数目增加一倍，每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成。这两条并列的姐妹染色单体是由一个共同的着丝点连接着，这时，由于每一条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体就含有四条染色单体，叫做四分体。四分体的个数等于同源染色

5、体的对数。如图21中有两个四分体。一个四分体的染色体图如图22所示。5.妹染色单体和非姐妹染色单体：姐妹染色单体是指一条染色体复制后，所形成的共用一个着丝点的两条染色单体，而四分体中不能共用一个着丝点的两条染色单体互称非姐妹染色单体。如图21所示，1和2、3和4称为姐妹染色单体染色单体，而2和3或2和4称为非姐妹染色单体。非姐妹染色单体之间常常发生交叉，并且互换一部分染色体，如图22中已发生交叉，并且可以互换部分染色体。6.受精作用：精子（n）与卵细胞(n)融合成为受精卵(2n)的过程。结果细胞中染色体数目恢复到体细胞的数目。因此，受精卵中的染色体一半来自父方，一半来自母方。7.性染色体和常染

6、色体：与性别决定有关的染色体称性染色体，与性别决定无关的染色体称常染色体。男性体细胞染色体组成为：44条常染色体+XY女性体细胞染色体组成为：44条常染色体+XX8.伴性遗传:性染色体上的某些基因的遗传总是与性别相关联，这种遗传现象叫伴性遗传。一般情况下，常染色体上基因控制的性状或人类遗传病，在男女两种性别中的表现程度或发病率基本一致，所以一般不出现性别上的比例差异。而性染色体上的基因控制的性状或遗传病，由于性染色体在两性间的分配不一致，而在两性间出现比例上的差异。这就是伴性遗传。9.XY型性别决定与ZW型性别决定： 人、哺乳动物、果蝇、大麻等属XY型性别决定，家蚕、鸡鸭（鸟类）等属ZW型性别

7、决定。二问题理解1减数分裂的概念：（1）发生范围：进行有性生殖的生物。（2）发生时期：从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。（3）特点：细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次。（4）结果：新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞的减少一半。2.精子（卵细胞）形成过程减数分裂的过程（1）在睾丸（卵巢）中的原始生殖细胞精（卵）原细胞，通过有丝分裂而增殖，到一定程度后，细胞数目不再增加，根据有丝分裂的特征，每个精原细胞中染色体数目与体细胞染色体数目相等。（2）减数第一次分裂间期：主要变化：体积增大，染色体进行复制，精（卵）原细胞成为初级精（卵）母细胞。 (3)减数第一次

8、分裂分裂期：第一次分裂形成的次级精（卵）母细胞与初级精（卵）母细胞相比，染色体的数目减少一半，其根本原因是同源染色体分离，分别进入两子细胞中。（3）减数第二次分裂：分裂过程中不经过染色体的复制，最大特点是着丝点分裂。减数第二次分裂各分裂期的细胞中无同源染色体。精子形成过程图解 卵细胞形成过程图解 注：N表示染色体的数目3.精子和卵细胞形成过程的异同（1）染色体行为完全相同（2）不同点：细胞数目：一个精原细胞可形成四个精子；一个卵原细胞只形成一个卵细胞，另外有三个极体（最终退化消失）细胞质分裂：精子形成过程中都是均等分裂；卵细胞形成过程中形成初级卵母细胞和次级卵母细胞的两次分裂为不均等分裂。而第

9、一极体形成第二极体时为均等分裂有无变形：精子细胞形成精子时有变形过程；卵细胞形成时没有变形过程 4.配子中染色体组合的多样性() 减数分裂过程中非同源染色体的自由组合一个含n对同源染色体的精原细胞，经减数分裂产生的精子类型有2种；一个含n对同源染色体的卵原细胞，经减数分裂产生的精卵细胞类型有1种；体细胞含有n对同源染色体的生物个体，经减数分裂产生的配子类型有2n种。()四分体时期有非姐妹染色单体的交叉互换。5.受精作用（1）卵细胞会发生特殊的生理反应，保证一个精子与一个卵细胞融合。（2）受精作用的实质是雄原核与雌原核的融合。（3）受精完成时精卵的染色体会合在一起，使受精卵中染色体数目恢复到体细

10、胞的2n数目。因此，受精卵以及有受精卵有丝分裂发育成的体细胞中的染色体，一半来自父方，一半来自母方。受精作用和发育图解6.减数分裂和受精作用的意义：维持每种生物前后代体细胞中 染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。7.关于萨顿的假说（1）内容：基因与染色体存在明显的平行关系基因在杂交过程中保持完整性和独立性。在体细胞中基因成对存在，染色体也成对存在体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自 母方，同源染色体也如此。非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。（2）结论：基因位于染色体上。（3）证据：摩尔根的果蝇杂交实验。8.正确理解基因与XY性

11、染色体的关系伴X遗传的基因如红绿色盲基因，血友病基因在X染色体的A区段；而伴Y遗传的外耳道多毛症基因在Y染色体的C区段。而BD两个区段上存在等位基因，这些基因的传递无性别差异，相当于常染色体中一对同源染色体上的基因的遗传。9.性别决定的时期是受精作用完成的瞬间。10关于“男孩患病”和“患病男孩”的概率（1）常染色体遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率：男孩患病：常染色体遗传与性别无关，男女性及整个人群中的发生概率相等，故计算时不必考虑性别，所得群体发病概率即为男孩患病的概率。如AaXXAaXY，F1为aaXY 的可能性为1/41=1/4。患病男孩：这种情况下要首先计算群体发病概率；再计

12、算患病者中男孩占总患病者的比例，因为患者中也是男女各半，所以只要将群体发病概率乘1/2就是患病男孩的概率。如：AaXXAaXYF1为aaXY 的可能性为1/41/2=1/8。（2）伴性遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率：男孩患病：应在男孩范围中计算概率。如XBXb XBY，X Y已确定为男孩，则其为XBY和XbY的可能性各为1/2；因此出现XbY（男孩患病）的概率是1/2。患病男孩：应全部后代范围中计算概率。如XBXb XBY，在F1性别不确定时，其为XbY（患病男孩）的可能性为1/4；因此出现XbY（男孩患病）的概率是1/4。三.重点归纳1.减数分裂中染色体和DNA的变化规律 (1

13、)减数分裂过程中，细胞核内染色体和DNA的变化规律：减数第一次分裂的间期，染色体进行复制，染色体由 ，染色体数目不变(2N)，DNA数目由2C4C。减数第一次分裂的分裂期中发生了同源染色体的联会、四分体、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换和同源染色体的分离等行为到减数第一次分裂结束形成次级精(卵)母细胞时，染色体数目减半，由2NN，DNA数目也随之减半，由4C2C，减半的原因在于同源染色体的彼此分离。减数第二次分裂过程中，最重要的变化是着丝点分裂，染色单体分离，染色体由染色体数目仍是N，DNA数目再次减半由2CC，减半的原因在于着丝点分开，染色单体分离形成染色体平均进入两个子细胞。结果是细胞连

14、续分裂两次，染色体只复制一次，所形成的生殖细胞中，染色体与DNA数目只有原来的一半。(2)细胞核中染色体和DNA的变化规律图表：减数分裂过程中染色体数量的变化和DNA含量的变化表：2.有丝分裂和减数分裂图象的鉴别鉴别某一细胞图象属于哪种细胞分裂，最关键的是看染色体的行为。可按如下原则判定： (1)前期：看有无同源染色体及联会、四分体现象。有同源染色体，无联会、四分体现象为有丝分裂；有同源染色体，有联会、四分体现象，为减数第一次分裂；无同源染色体，为减数第二次为裂。(2)中期：每对同源染色体都排列在赤道板上，为减数第一次分裂；有同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，为有丝分裂中期；无同源染色体，且

15、着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期。(3)后期： (4)末期：图象不容易进行单独鉴别，需与其他时期相比较。若形成的子细胞染色体数目减半，且每条染色体都有姐妹染色单体，则为减数第一次分裂；若子细胞的染色体数目不减半，且无同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为减数第二次分裂末期；若子细胞的染色体数目不减半，但有同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为有丝分裂末期。(5)细胞内无同源染色体，一定是减数第二次分裂图象。（单倍体有丝分裂除外）对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括如下：一看染色体的数目奇偶性 ；二看有无同源染色体；三看有无同源染色体的行为联会、四分体、分离。3.有丝分裂与减数分

16、裂的识图比较4.人类遗传病图谱的特点和分析判断的步骤。（1）首先确定显隐性：致病基因为隐性:“无中生有为隐性”即：双亲无病生出患病的子女，此致病基因一定是隐性基因致病。致病基因为显性:“有中生无为显性”即：双亲有病生出不患病的子女，此致病基因一定是显性基因致病。“隔代患病为隐性，代代患病一般为显性。”（2）再确定致病基因的位置：伴Y遗传：“父传子，子传孙，子子孙孙无穷尽！”即患者都是男性且有“父子孙”的传递规律。常染色体隐性遗传:“无中生有为隐性，生女患病为常隐。”即：正常夫妇，生出患病的女儿，此致病一定是常染色体的隐性遗传。常染色体上显性遗传:“有中生无为显性，生女正常为常显。”即：患病的夫

17、妇，生出正常的女儿，此致病一定是常染色体显性遗传。伴X隐性遗传：“母患子必患，女患父必患。”即：致病基因为伴X隐性遗传，则母亲患病，儿子一定都患病；女儿患病，父亲一定患病。伴X显性遗传：“父患女必患，子患母必患。”即：致病基因为伴X显性遗传，则父亲患病，女儿一定都患病；儿子患病，母亲一定患病。（3）不能确定的判断类型在系谱中无上述特征，就只能从可能性大小来推测：第一：若该病在代代之间呈连续性，则该病很可能是显性遗传。第二：若患者无性别差异，男女患者患病各为1/2，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病。第三：若患者有明显的性别差异，男女患者相差很大，则该病很可能是性染色体的基因控制的遗传病

18、，它可分以下两种情况：若系谱中，患者男性明显多于女性，则该病很可能是伴X染色体隐性遗传病。若系谱中，患者女性明显多于男性，则该病很可能是伴X染色体显性遗传病。5.伴性遗传与遗传基本定律的关系（1）伴性遗传与基因分离定律的关系伴性遗传是基因分离定律的特例。伴性遗传也是由一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，因此它也符合基因的分离定律。但是，性染色体有同型和异型两种组合形式，因而伴性遗传也有它的特殊性：在XY型性别决定的雄性个体中，有些基因只存在于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因；控制性状的基因位于性染色体上，因此该性状的遗传都与性别联系在一起，在写表现型和统计比例时，也一定要和性别联系起来

19、。（2）伴性遗传与基因自由组合定律的关系在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对及以上的遗传现象时，由性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理，由常染色体上的基因控制的性状按分离定律处理，整体上则按基因的自由组合定律来处理。6.人类性别比接近11的解释及应用：（1）解释：1 男性产生两种类型的精子，分别含X和Y染色体，比例为11；女性只产生1种含X染色体的卵细胞。2 男性的两种精子与卵细胞随机结合（结合机会约相等），形成的两种类型受精卵比例约为11。3 含XX染色体的受精卵发育成女性，含XY染色体的受精卵发育成男性，所以人类性别比接近114 生男生女的可能性各为1/2。（2）应用：在人

20、类遗传病的概率计算中，生一个特定性别的孩子有时须再乘1/2。四.实验探究1.使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。（1）认同基因是物质实体。（2）增强动手操作能力，认同物质的规律性，树立辨证唯物主义世界观。（3）自主观察、归纳总结、讨论分析、表解、巩固、练习，理解掌握减数分裂过程中染色体的主要行为变化，并从实质上认识了减数分裂实际是一种特殊方式的有丝分裂。（4）通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。2.减数分裂过程中染色体行为变化的模拟（1）注意同源染色体形态大小基本相同。（2）用两种颜色代表染色体分别来自父方和母

21、方（3）减数第一次分裂后期非同源染色体的组合是随机的。（4）注意理解一个性原细胞所形成的精子类型与卵细胞类型的不同。复习策略 减数分裂、受精作用、伴性遗传、人类遗传系谱图的分析历来都是高考的热点内容，减数分裂是深入理解遗传定律的基础，而伴性遗传、人类遗传系谱图的分析又是考查同学们对遗传定律理解应用能力的最常用的形式，因此，本章的地位不言而喻。在复习时一定要多注意前后知识的联系，学会总结，掌握方法，重视归纳，能做到举一反三。1.构建知识网络 了解知识点在网络中的相关位置，有利于联想记忆，有利于发现问题、提出问题，也有利于深层次拓展知识，培养自己联系知识的能力。2.以能力为主线，进行联系性复习本章

22、内容多、概念多，需运用概念、原理、定律解释的生命现象、解决的实践问题也多。因此在进行总复习时，要始终抓住“能力”这个核心，如遗传系谱图鉴别能力的培养、数据分析和概率计算能力的培养。抓住主干知识，突出重点知识进行复习。重视以下联系：基因的分离定律、自由组合定律与减数分裂 的关系。基因的分离定律、自由组合定律与伴性遗传的关系。减数分裂、受精作用与胚胎工程的关系。基因与染色体、DNA、中心法则的关系。减数分裂、受精作用与生物进化、生物多样性的关系。3.以能力为导向，进行对比复习参照以下对比问题：减数分裂与有丝分裂的比较。精子和卵细胞形成过程的比较。 常染色体遗传与伴性遗传的比较。常（X）染色体显性遗

23、传与常（X）染色体隐 性遗传比较。伴性遗传与分离定律、自由组合定律的比较。 通过对比复习，防止概念混淆，有利于求同思维和求异思维的发展，从而提高解题能力。【例题解析】例题1：同源染色体是指 ( )A.一条染色体经复制而成 B.来自于父(或母)方的全部染色体C.形态基本相同的染色体 D.减数分裂过程中实现联会的染色体【解析】同源染色体是指一条来自父方、一条来自母方，大小形态基本相同，在减数分裂过程中实现联会的一对染色体。B选项中来自于父(或母)方的全部染色体，显然不对；只是形态基本相同的染色体不一定是同源染色体，一些非同源染色体也具备这一特点；一条染色体经复制形成完全相同的两条染色体是姐妹染色单

24、体，不是同源染色体。而能够实现联会的染色体一定是同源染色体。【答案】D例题2：甲、乙、丙三图分别表示某种生物(假定只含有两对染色体)的三个正在进行分裂的细胞，根据图回答：(1)图甲表示 _分裂。(2)图乙表示_分裂_ 期。(3)图丙表示_ 分裂_期。(4)乙图细胞分裂产生的子细胞是_细胞。(5)丙图细胞分裂产生的子细胞是_ 细胞【解析】根据细胞有丝分裂和减数分裂中染色体的变化特点分析：甲图：着丝点未分开，同源染色体分离，细胞均等分裂，故为精子形成过程中减数第一次分裂。乙图：着丝点分裂，且每一极内有同源染色体，所以判断为有丝分裂后期。丙图：着丝点分裂，且每一极内无同源染色体，细胞均等分裂，故判断

25、为精子形成过程中的减数第二次分裂后期，或者第一极体的减数第二次分裂后期。【答案】(1)减数第一次 (2)有丝 后 (3)减数第二次 后 (4)体 (5)精子或第二极体例题3：设某动物的1个体细胞中DNA含量为2个单位(2C)。(1)请在上图绘出该动物的初级精母细胞减数分裂过程中1个细胞核DNA含量变化的示意图。(2)填空说明下列DNA含量变化的原因：由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA分子进行_ ，核DNA含量的变化是_。减数第一次分裂，同源染色体_，1个初级精母细胞分裂成2个次级精母细胞，1个细胞核DNA含量的变化是_。减数第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体，_个次级精母细

26、胞分裂成4个精子细胞，1个细胞核DNA含量的变化是_。【解析】考查减数分裂过程中，细胞核内DNA含量的变化规律及运用坐标图表达生物量变的能力。由题意，1个体细胞中核内DNA含量为2C，则1个精原细胞核DNA含量也是2C。减数第一次分裂间期，由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA分子进行复制，核内DNA含量加倍，即由2C4C。而题中要求绘的示意图，起点是初级精母细胞，所以绘图的起点是4C。初级精母细胞进行第一次分裂，同源染色体彼此分离，产生2个次级精母细胞，1个细胞核DNA含量自然由4C 2C。次级精母细胞进行减数第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体，分别进入2个细胞，最终2个次级

27、精母细胞分裂成4个精子细胞，每1个精子细胞核内DNA含量为1C。比体细胞核DNA含量减少一半。另外，画示意图时要注意：要采准量变点(两次分裂的末期)；显示DNA含量的减半是瞬间发生的，只能用直线下降表示，不能用渐减曲线表示；应把各阶段的横竖线连接起来，否则就不足以说明变化的连续性。【答案】(1)(2)复制 2C 4C（加倍） 分离 4C 2C（减半） 两 2CC（减半）例题4：分析下列遗传系谱图(6号为纯合子)，回答问题：(1)此病属于 性遗传，致病基因位于 染色体上。(2)若用B或表示该基因，4号的基因型为 ，致病基因来自 。(3)7号为杂合子的可能性为 ，8号为杂合子的可能性为 。(4)若

28、7号与8号婚配则属于 ，生一个正常男孩的可能性为 。【解析】这是一道根据系谱图判断遗传病类型的题目。做这类题目的前提是必须掌握判断遗传类型的方法。联系本题分析如下：第一步：有女性患者，便可排除伴Y遗传的可能。第二步：患者少，有隔代现象，且有“无中生有”现象，可判定为隐性遗传。第三步：女患者4号的父亲2号和儿子7号都未患病，可判定不是X染色体隐性遗传病，只能是常染色体隐性遗传病。由此可知4号基因型为bb，其表现型正常的儿子7号一定是携带者(Bb)，而且其表现型正常的母亲1号和父亲2号的基因型也都是Bb，所以5号的基因型为BB(几率为1/3)或Bb(几率为2/3)，又因为6号是纯合子BB，所以只有

29、当5号为Bb时，8号才有可能为杂合子，几率为2/311/21/3(其中2/3代表5号为Bb的几率，1代表6号为BB的几率，1/2代表BbBB后代为杂合子的几率)。若7号与8号婚配，当属近亲结婚，计算二人生正常孩子的几率，有两种方法：方法一：间接法。既先求孩子患病的几率，应为11/31/41/12(其中1代表7号为Bb的几率，1/3代表8号为Bb的几率，1/4代表BbBb后代患病的几率)，然后再求孩子正常的几率，应为11/1211/12,正常男孩的几率为11/121/211/24。方法二：直接法。孩子正常的几率应为：12/31/33/411/12(其中第一个“1”代表7号为Bb的几率，2/3代表

30、8号为BB的几率，第二个“1”代表BbBB后代正常的几率，第三个“1”代表7号为Bb的几率，1/3代表8号为Bb的几率，3/4代表BbBb后代正常的几率)。7号与8号生正常孩子的几率为11/12，生男孩的几率为1/2，所以生一个正常男孩的几率为11/121/211/24。【答案】(1)隐常 (2)bb 1和2 (3)100% 1/3 (4)近亲结婚 11/24例题5：一对夫妇，妻子的父亲患血友病，妻子患白化病；丈夫的母亲患白化病，丈夫正常，预计他们的子女中两病兼发的几率是（ ）A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16【解析】白化病是常染色体隐性遗传病，设致病基因为a；血友病是伴X隐性遗传病，设致病基因为X。由题意知这对夫妇的基因型为aaXHXh和AaXHY。计算后代两病兼发的几率可有以下三种方法：方法一：根据基因的自由组合定律，通过遗传图寻找答案。过程如下:也可用棋盘法寻找子代基因型： 配 子 子配子 代AXHaXHAYaYAXHAaXHXHaaXHXHAaXHYAaXHYAXhAaXH