第二章基因和染色體的關(guān)系期末復(fù)習(xí)講義-高一生物人教版必修2

備考庫(kù)生物第二單元知識(shí)講義--------知識(shí)清單基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用一、減數(shù)分裂概念：減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物形成生殖細(xì)胞過程中（也是孟德爾遺傳定律的適用范圍）所特有的細(xì)胞分裂方式。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞減少一半?！枳⒁猓海?）體細(xì)胞主要通過有絲分裂產(chǎn)生，有絲分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，新產(chǎn)生的細(xì)胞中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。（2）原核生物無染色體，不能進(jìn)行減數(shù)分裂和有絲分裂。原核細(xì)胞的DNA裸露，沒有和蛋白質(zhì)等組成染色體，而減數(shù)分裂和有絲分裂主要是染色體形態(tài)、數(shù)目和行為的變化。二、減數(shù)分裂的過程1、精子的形成過程：場(chǎng)所：精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）減數(shù)第一次分裂（有同源染色體）間期：染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成)。前期（四分體時(shí)期）：特點(diǎn)：（1）各對(duì)同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)（2）交叉互換：發(fā)生在四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間。中期：同源染色體成對(duì)排列在赤道板上（兩側(cè)）后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合（基因重組第二種類型）。末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，形成2個(gè)子細(xì)胞（次級(jí)精母細(xì)胞）。減數(shù)第二次分裂（無同源染色體，著絲粒分裂）前期：染色體排列散亂。中期：每條染色體的著絲點(diǎn)都排列在細(xì)胞中央的赤道板（假想平面）上。后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細(xì)胞兩極。（無姐妹染色單體）末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，每個(gè)細(xì)胞形成2個(gè)子細(xì)胞，最終共形成4個(gè)子細(xì)胞（精細(xì)胞）。2、卵細(xì)胞的形成過程：卵巢探究一：與減數(shù)分裂過程中相關(guān)概念辨析（1）同源染色體和非同源染色體①同源染色體是指減數(shù)分裂中配對(duì)的兩條染色體，形狀、大小一般都相同（XY性染色體不相同），一條來自父方，一條來自母方¤注意：男性中的X染色體要比Y染色體大的多，因二者在減數(shù)第一次分裂過程中仍能聯(lián)會(huì)，仍稱為同源染色體②非同源染色體是指形狀和大小各不相同，且在減數(shù)分裂過程中不配對(duì)的染色體（2）姐妹染色單體和非姐妹染色單體染色體呈X型才有染色單體①姐妹染色單體是指同一著絲點(diǎn)連接著的兩條染色單體②非姐妹染色單體是指不同著絲點(diǎn)連接著的兩條染色單體（3）聯(lián)會(huì)和四分體①聯(lián)會(huì)是指減數(shù)第一次分裂的前期，同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象②聯(lián)會(huì)后的每對(duì)同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體非姐妹染色單體：很多，比如①與除了②之外都是非姐妹染色單體1個(gè)四分體=1對(duì)同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈注意：（1）精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。因此，它們屬于體細(xì)胞，通過有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。（2）減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，原因是同源染色體分離并進(jìn)入不同的子細(xì)胞。所以減數(shù)第二次分裂過程中無同源染色體。探究二：精子和卵細(xì)胞的形成過程減數(shù)分裂中染色體和核DNA的變化曲線（2）精子與卵細(xì)胞的形成過程的比較

精子的形成卵細(xì)胞的形成不同點(diǎn)形成部位精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）卵巢過程有變形期無變形期分裂方式均等不均等子細(xì)胞數(shù)一個(gè)精原細(xì)胞形成4個(gè)精子一個(gè)卵原細(xì)胞形成1個(gè)卵細(xì)胞+3個(gè)極體相同點(diǎn)精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目都是體細(xì)胞的一半（3）辨別精子和卵細(xì)胞形成過程中的圖像第二節(jié)：受精作用1、概念：卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過程。2、過程：（1）在受精作用時(shí)，通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面。與此同時(shí)，卵細(xì)胞的細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子進(jìn)入。（2）精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞后，精子的細(xì)胞核就與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會(huì)合在一起3、實(shí)質(zhì)：精子的細(xì)胞核就與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會(huì)合在一起

4、結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞中的相同，其中有一半的染色體來自精子，另一半來自卵細(xì)胞（細(xì)胞質(zhì)主要來自于卵細(xì)胞）¤注意：（1）受精作用的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的信息交流功能和細(xì)胞膜的流動(dòng)性（2）受精卵中的遺傳物質(zhì)DNA幾乎全部來自卵細(xì)胞5，減數(shù)分裂與配子多樣性（1）由圖可知：①E和F，，G和H的染色體組成完全相同分別來自同一次級(jí)精母細(xì)胞CD；②E（F）與G（H）中的染色體“互補(bǔ)”，來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞（2）二倍體生物的一個(gè)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂（考慮互換），如圖所示。如圖可知①E和fg和H的染色體組成大同小異，分別來自同一次級(jí)精母細(xì)胞CD②EF與GH中的染色體互補(bǔ)，來自于同一初級(jí)精母細(xì)胞。（3）一般情況下減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的種類只考慮非同源染色體的自由組合，不考慮互換的情況，Yy，Rr分別表示兩對(duì)同源染色體。若考慮互換會(huì)增加配子的種類，如一個(gè)含n對(duì)的同源染色體的生物產(chǎn)生的配子種類，會(huì)大于2?種探究一，減數(shù)分裂與有絲分裂：1、減數(shù)分裂DNA和染色體的數(shù)目變化曲線圖2、有絲分裂中DNA和染色體的數(shù)目變化曲線圖有絲分裂過程中DNA的復(fù)制發(fā)生在間期，此時(shí)DNA數(shù)目加倍但是染色體數(shù)目不變。在后期時(shí)由于著絲點(diǎn)分裂染色單體分開，此時(shí)染色體數(shù)目加倍，但是DNA數(shù)目不變。染色體和DNA數(shù)目減半發(fā)生在末期，原因是染色體分離并進(jìn)入不同的子細(xì)胞。有絲分裂過程中始終有同源染色體存在。探究二：減數(shù)分裂過程中相關(guān)含量的變化（以人為例）減減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂間前中后末前中后末DNA46→9292929292→4646464646→23染色體4646464646→23232323→4646→23染色單體0→9292929292→46464646→00有有絲分裂間前中后末DNA46→9292929292→46染色體46464646→9292→46染色單體0→92929292→00探究三：減數(shù)分裂與有絲分裂圖像辨析步驟：一看染色體數(shù)目：奇數(shù)為減Ⅱ（姐妹分家只看一極）。二看有無同源染色體：沒有為減Ⅱ（姐妹分家只看一極）三看同源染色體行為：確定有絲或減Ⅰ注意：若細(xì)胞質(zhì)為不均等分裂，則為卵原細(xì)胞的減Ⅰ或減Ⅱ的后期。e.g.判斷下列細(xì)胞正在進(jìn)行什么分裂，處在什么時(shí)期？減Ⅱ前減Ⅰ前減Ⅱ前減Ⅱ末有絲后期減Ⅱ后減Ⅱ后減Ⅰ后有絲前減Ⅱ中減Ⅰ后減Ⅱ中減Ⅰ前減Ⅱ后減Ⅰ中有絲中實(shí)驗(yàn)：p24觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片（新教育）第二節(jié)基因在染色體上薩頓假說：內(nèi)容：基因在染色體上2、依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系3、方法：是類比推理法。類比推理得出的結(jié)論正確與否還需要實(shí)驗(yàn)證明。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、摩爾根的實(shí)驗(yàn)（1）果蠅作為遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：①個(gè)體小，容易飼養(yǎng)②繁殖速度快，10多天就可以繁殖一代③有明顯的相對(duì)性狀，便于觀察和統(tǒng)計(jì)④后代數(shù)量大，一只雌果蠅一生能產(chǎn)生幾百個(gè)后代⑤染色體數(shù)目少，便于觀察果蠅的染色體組成實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象假設(shè)①：控制白眼的基因是在Y染色體上，X染色體上沒有它的等位基因假設(shè)②：控制白眼的基因是在X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因假設(shè)③：控制白眼的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上。（3）實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象①F1全為紅眼→紅眼為顯性性狀②F2中紅眼：白眼=3:1→符合分離定律，表明紅眼和白眼受一對(duì)等位基因的控制（4）現(xiàn)象分析：孟德爾的方法不能解釋性狀與性別有關(guān)的現(xiàn)象2、摩爾根的設(shè)想：控制白眼的基因用w表示在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因(因?yàn)槌霈F(xiàn)了白眼雌果蠅所以排除了控制白眼的基因只在Y染色體的可能性)3、摩爾根對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋4、根據(jù)設(shè)想進(jìn)行推理驗(yàn)證——測(cè)交5、結(jié)論：基因在染色體上6、檢測(cè)方法：熒光標(biāo)記法→基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上應(yīng)該有多個(gè)基因三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合體的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。2、基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。探究：探究二：有關(guān)基因是位于X染色體上還是位于常染色體上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）未知顯隱性，但已知雌雄個(gè)體均為純合子——正反交①若正反交結(jié)果相同，則相應(yīng)的基因位于常染色體上②若正反交結(jié)果不同，且子代性狀表現(xiàn)與性別有關(guān)，則相應(yīng)的基因位于性染色體上（2）已知顯隱性——隱性雌性X顯性雄性法①若子代中雄性個(gè)體全為隱性性狀，雌性個(gè)體全為顯性性狀，則相應(yīng)的基因位于X染色體上②若子代個(gè)體的性狀表現(xiàn)與性別無關(guān)，則相應(yīng)的基因位于常染色體上二、伴X染色體隱性遺傳（1）特點(diǎn)：致病基因位于X染色體上，是隱性基因，在Y染色體上沒有它的等位基因（2）實(shí)例：人類紅綠色盲癥①基因型和表現(xiàn)型②遺傳特點(diǎn)a男性患者多于女性患者b交叉遺傳。男性紅綠色盲的基因只能來自母親，以后只能傳給女兒c女性患病，其父親和兒子一定患病，簡(jiǎn)記“女病，父子病”；男性正常，其母親和女兒表現(xiàn)型一定正常2、伴X染色體顯性遺傳（1）特點(diǎn)：致病基因位于X染色體上，是顯性基因，在Y染色體上沒有它的等位基因（2）實(shí)例：抗維生素D佝僂病①基因型和表現(xiàn)型②遺傳特點(diǎn)：女性患者多于男性患者；往往有世代連續(xù)遺傳的遺傳現(xiàn)象；男性患者的母親和女兒一定患病3、伴Y染色體遺傳遺傳特點(diǎn)：①患者全為男性，女性全正常，因?yàn)橹虏』蛑晃挥赮染色體上，且無顯隱性之分②具有世代連續(xù)遺傳現(xiàn)象，致病基因由父親傳給兒子，兒子傳給孫子三、伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用1、指導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育，提高人口素質(zhì)2、通過性狀來推知性別，提高產(chǎn)量和質(zhì)量如根據(jù)眼睛顏色判斷果蠅雌雄如，蛋雞的養(yǎng)殖（1）雞的性別決定方式為ZW型。雌雞的兩條性染色體是異性（ZW），雄雞的兩條性染色體是同型的（ZZ）（2）家雞羽毛蘆花B和非蘆花b是一對(duì)相對(duì)性狀，基因B、b位于Z染色體上。雞的蘆花和非蘆花的表現(xiàn)型及基因型如下雄性雌性基因型ZBZBZBZbZbZbZBWZbW表現(xiàn)型蘆花雄雞蘆花雄雞非蘆花雄雞蘆花雌雞非蘆花雌雞（3）飼養(yǎng)蛋雞時(shí)，用非蘆花雄雞和蘆花雌雞交配繁殖，可以根據(jù)早期小雞崽的羽毛特征把雌性和雄性區(qū)分開，從而做到多樣母雞，多得雞蛋四、遺傳方式的判定由染色體上基因控制的遺傳病的遺傳方式主要有5種：伴X顯、伴X隱、伴Y、常顯、常隱1、判定依據(jù)——各種遺傳病的遺傳特點(diǎn)（1）伴X隱，其遺傳特定是男性患者多于女性患者、隔代遺傳、交叉遺傳，具體表現(xiàn)為“女病父子病，男正常母女正?！比缂t綠色盲癥、血友?。?）伴X顯，其遺傳特點(diǎn)是女性患者多于男性患者、世代連續(xù)遺傳，具體表現(xiàn)為“男病木女病，女正常父子正?！保缈咕S生素D佝僂?。?）伴Y，其致病基因在Y染色體上，患者全為男性，女性全部正常，并且致病基因沒有顯隱性之分，致病基因?yàn)楦競(jìng)髯樱觽鲗O，具有世代連續(xù)性，如人類外耳道多毛癥（4）白化、多指等常染色體遺傳病，男女發(fā)病概率相等一、遺傳系譜圖的解題規(guī)律1.判定遺傳病的類型(1)確定是否為細(xì)胞質(zhì)遺傳若系譜圖中母親患病，子女全患?。荒赣H正常，則子女全正常，與父親是否患病無關(guān)，則很可能是細(xì)胞質(zhì)遺傳。如圖所示：(2)確定是否為伴Y染色體遺傳①若系譜圖中女性全正常，患者全為男性，而且患者的父親、兒子全為患者，則為伴Y染色體遺傳。如圖所示：②若系譜圖中，患者有男有女，則不是伴Y染色體遺傳。(3)確定是顯性遺傳還是隱性遺傳①“無中生有”是隱性遺傳病，如圖1。②“有中生無”是顯性遺傳病，如圖2。(4)確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳①在已確定是隱性遺傳的系譜圖中，主要參照“女患者”a.若女患者的父親和兒子都患病，則最可能為伴X染色體隱性遺傳，如圖3。b.若女患者的父親和兒子中有正常的，則一定為常染色體隱性遺傳，如圖4。②在已確定是顯性遺傳的系譜圖中，主要參照“男患者”。a.若男患者的母親和女兒都患病，則最可能為伴X染色體顯性遺傳，如圖5。b.若男患者的母親和女兒中有正常的，則一定為常染色體顯性遺傳，如圖6(5)若系譜圖中無上述特征，只能從可能性大小推測(cè)①若該病在代與代之間呈連續(xù)遺傳，則最可能為顯性遺傳?。辉俑鶕?jù)患者性別比例進(jìn)一步確定，如圖所示：②如圖最可能為伴X染色體顯性遺傳。2.關(guān)于“患病男孩”與“男孩患病”的概率計(jì)算(1)常染色體遺傳如果控制某遺傳病的基因位于常染色體上，由于常染色體與性染色體是自由組合的，則：①患病男孩的概率＝患病孩子的概率×。②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。(2)伴性遺傳如果控制某遺傳病的基因位于性染色體上，由于該性狀與性別聯(lián)系在一起，則：①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率。②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。二、判斷基因所在位置的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.兩對(duì)等位基因位于一對(duì)或兩對(duì)同源染色體上的判斷方法(1)位置關(guān)系①兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上(基因用A、a，B、b表示)，位置如圖甲和乙：②兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上(基因用A、a，B、b表示)，位置如圖丙：(2)判斷方法①自交法：如果雙雜合子自交，后代表型分離比符合3∶1或1∶2∶1，則控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于同一對(duì)同源染色體上；如果后代表型分離比符合9∶3∶3∶1，則控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于兩對(duì)同源染色體上。②測(cè)交法：雙雜合子與雙隱性純合子測(cè)交，如果測(cè)交后代表型比符合1∶1，則控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于同一對(duì)同源染色體