专题07 基因和染色体的关系-【学考复习】2024年福建省高中生物学业水平合格考复习宝典

高中生物 必修二学业水平考试复习 专题七 基因和染色体的关系 场所 过程 场所 过程 精子的形成 卵细胞的形成 概念 概念 意义 实质 结果 受精作用 减数分裂 基因和染色体的关系 伴性遗传 基因在染色体上 萨顿假说 摩尔根果蝇杂交实验 研究法:假说一演绎法 伴X染色体隐性遗传 伴X染色体显性遗传 遗传应用:①育种，②遗传病的推测 知识框架 一、减数分裂 1.概念：减数分裂是进行有性生殖的生物，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。 特点：在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。 结果：减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。 知识要点 2.过程 (1)精子的形成过程[场所：精巢(哺乳动物中称为睾丸) ]。 精原细胞 精原细胞体积增大， 染色体复制，复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成， 此时染色体呈染色质丝的状态 间期 减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂) 分散的染色体缩短变粗并两两配对，同源染色体发生联会，形成四分体。 四分体中的非姐妹染色单体之间常发生缠绕并交换相应的片段 前期 减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂) 各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上 中期 减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂) 在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，分别移向细胞的两极 后期 减数分裂Ⅰ(也叫减数第一次分裂) 末期：细胞质均等分裂，形成2个子细胞，细胞中的染色体数目减半 末期 减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂) 前期 前期：染色体散乱分布在细胞中 减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂) 所有染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上 中期 减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂) 每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体，并且在纺锤丝的牵引下分别向细胞的两极移动，染色体数目暂时加倍 后期 减数分裂Ⅱ(也叫减数第二次分裂) 细胞质均等分裂，一个细胞分裂形成2个子细胞，细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半 末期 (2)卵细胞的形成过程 (3)哺乳动物精子、卵细胞形成过程的比较。 比较项目 精子 卵细胞 产生部位 睾丸 卵巢 细胞质分裂情况 两次分裂都均等 初级卵母细胞和次级卵母细胞 进行了不均等分裂 分裂结果 1个精原细胞 ↓ 1个初级精母细胞 ↓ 2个次级精母细胞 ↓ 4个精细胞 ↓ 4个精子 (生殖细胞) 1个卵母细胞 ↓ 1个初级卵母细胞 ↓ 1个次级卵母细胞+1个极体 ↓ 1个卵细胞+3个极体 (生殖细胞) (消失) 是否需要变形 是 否 相同点 精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞中的一半 3.探究·实践：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。 (1)实验原理：处于繁殖期的雄蝗虫，精巢里的精母细胞正在进行减数分裂。在它的精巢内可以找到处于减数分裂不同阶段的细胞。通过观察处于减数分裂不同阶段的细胞，可以了解减数分裂的大致过程。 (2)注意事项：掌握识别不同分裂时期细胞的方法；先用低倍镜观察，再用高倍镜观察。 二、受精作用 1.配子中染色体组合的多样性。 (1)其原因既包括非同源染色体的自由组合，又包括四分体时期非姐妹染色单体间的交叉互换。 (2)探究·实践：建立减数分裂中染色体变化的模型。 2.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)实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。 (3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。 (4)意义： 减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。 有性生殖的后代继承了双亲的遗传物质，并且在减数分裂形成的配子中染色体组合具有多样性，以及受精时雌雄配子随机结合，导致后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化。因此，减数分裂和受精作用对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 三、基因在染色体上 1.萨顿假说 (1)提出者：萨顿 (2)内容：基因位于染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 2.基因位于染色体上的实验证据 (1)实验者：摩尔根 (2)研究方法：假说——演绎法 (3)实验材料：果蝇(易饲养、繁殖快、有许多易于区分的相对性状) 红眼为显性 符合分离定律 白眼性状的表现，总是与性别相关联 红眼（♀）×白眼（♂） 红眼（♀、♂） 红眼 ：白眼=3 ：1 杂交实验 (4)实验过程 结果分析 ②作出假设： 如果控制白眼的基因(用w表示)在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，遗传图解如下： ③验证：测交 白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代表型及比例为红眼(雌)：白眼(雌)：红眼(雄)：白眼(雄)=1：1：1：1。 ④得出结论：控制红眼和白眼的基因位于X染色体上→基因位于染色体上。 3.基因与染色体的关系： 一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。 红宝石眼 黄身 白眼 短硬毛 截翅 朱红眼 深红眼 棒状眼 4.孟德尔遗传规律的现代解释。 (1)基因的分离定律的实质： 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性； 在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进人两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 (2)基因的自由组合定律的实质：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，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 ①并不是所有的非等位基因都遵循基因的自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。 ②并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔遗传规律，如叶绿体、线粒体中的基因不遵循孟德尔遗传规律。 ③并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物中的基因都不遵循孟德尔遣传规律。 点拨： 图中非等位基因中，能自由组合的是： A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c) 四、伴性遗传 1.概念：位于性染色体上的基因所控制的性状，在遗传上总是和性别相关联的现象。 抗维生素D佝病 红绿色盲 2.类型 类型 伴X隐性遗传 伴X显性遗传 模型图解 判断依据 双亲正常儿子患病，并且母病子必病，女病父必病 儿子正常双亲患病，且父病女必病，子病母必病 遗传特点 男性患者多于女性患者;男性患者的基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿 女性患者多于男性患者，但部分女性患者病症较轻;男性患者与正常女性婚配的后代中，女性都是患者，男性正常 举例 人类红绿色盲、血友病 抗维生素D佝偻病 遗传系谱图的判断： ①若患者全为男性，且父亲患病，子代男孩均患病，女孩均正常，则为伴Y染色体遗传。 点拨： 1 2 3 4 6 5 7 ②无中生有为隐性，有中生无为显性。 ③若为隐性遗传病，以女患者为突破口，分析女患者的父亲或儿子，有不患病的则基因位于常染色体上(图1)； 若为显性遗传病，以男患者为突破口，分析男患者的母亲或女儿，有不患病的则基因位于常染色体上(图2)。 点拨： 3.伴性遗传的应用 (1)推测后代的患病概率，指导优生 婚配 生育建议 男正常×女色盲 生女孩，理由是该夫妇所生男孩均患病，女孩正常 男患抗维生素D佝偻病×女正常 生男孩，理由是该夫妇所生女孩均患病，男孩正常 (2)指导育种工作 ①鸡的性别决定方式：雌性个体是ZW，雄性个体是ZZ。 ②鸡的羽毛上有横斑条纹是由位于Z染色体上的显性基因B决定的。 ③杂交设计：芦花雌鸡(ZBW)与非芦花雄鸡(ZbZb) 交配。 ④选择：从F1中选择表型为非芦花的个体，从而做到多养母鸡，多得鸡蛋。 [例1]某动物的基因型为AaBb,这两对基因独立遗传。若该动物的一个精原细胞经减数分裂后产生的四个精子中，有一个精子的基因型为AB,那么另外三个精子的基因型分别是 。 AB、ab、ab 典例分析 [例2]下面是某高等动物体细胞分裂的示意图，分析回答下列问题。 (1)该动物体细胞内有染色体 条。表示细胞减数分裂Ⅱ的是图 。 (2)非同源染色体上非等位基因自由组合发生在图 中。 (3)若该动物体细胞内有两对等位基因Y 、y和R、r，它们分别位于两对同源染色体上，则图A细胞分裂形成的子细胞的基因型是 ，图C细胞分裂形成的子细胞的基因组成可能为 。 4 B YyRr C YR、Yr、yr或yR 典例分析 34 [例3]右图为患红绿色盲的某家族系谱图，该病为隐性伴性遗传病，其 中Ⅲ7的致病基因来自 。 Ⅰ2 典例分析 [例4]雄鸟的性染色体组成是ZZ,雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因(A、 a)和伴Z染色体基因(ZB、 Zb) 共同决定，其基因型与表型的对应关系见下表。请回答下列问题。 (1)黑鸟的基因型有 种，灰鸟的基因型有 种。 (2)纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是 ，雌鸟的羽色是 。 基因组合 A不存在，不管B存在与否(aaZ-Z-或aaZ-W) A存在，B不存在 (A_ ZbZb或 A_ ZbW) A和B同时存在 (A_ ZBZ- 或 A_ ZBW) 羽毛颜色 白色 灰色 黑色 6 4 黑色 灰色 典例分析 [例5]如右图所示的精原细胞不可能产生的精细胞是（ ） B 典例分析 [例6]右图所示细胞所处的细胞分裂时期是（ ） A.有丝分裂中期 B.有丝分裂后期 C.减数分裂I后期 D.减数分裂Ⅱ后期 C 典例分析 [例7]对右图所示减数分裂过程某阶段的叙述中，正确的是（ ） A.有8条染色体 B.为次级精母细胞 C.处于减数分裂I D.处于减数分裂Ⅱ C 典例分析 [例8]关于人类红绿色盲的遗传，正确的预测是（ ） A.父亲色盲，则女儿一定是色盲 B.母亲色盲，则儿子一定是色盲 C.祖父母都色盲，则孙子一定是色盲 D.外祖父母都色盲，则外孙女一定是色盲 B 典例分析 [例9]右图是某家庭红绿色盲的遗传系谱图，从图中可以看出患者Ⅲ8的致病基因来自（ ） A.I1 B.I2 C.I3 D.I4 D 典例分析 [例10]一对表型正常的夫妇，生下了一个患病的儿子。在不考虑突变的情况下，该夫妇的基因型（致病基因为b，正常基因为B)可能是（ ） A.XbY、XBXB B. XBY、XbXb C. XBY、XBXb D. XbY、XbXb C 典例分析 [练习1]如图为细胞分裂某一时期的示意图。请据图回答下列问题： (1)此细胞处于________________期，此时有四分体________个。 (2)减数分裂过程中，可以和“1”染色体自由组合的是__________(填数字)染色体。 (3)此细胞分裂后产生的2个子细胞中，每个子细胞含有同源染色体________对。子细胞染色体的组合为________________________________________。 (4)染色体主要是由________和________组成的。光学显微镜观察细胞中的染色体，需先用______________染色。 减数分裂Ⅰ前 练习 2 3或4 0 1、3和2、4或1、4和2、3 DNA 蛋白质 甲紫溶液 [练习2]如图a、b、c表示某哺乳动物(2n＝4)在不同时期的细胞分裂图像。下列相关分析不正确是(　　) A．a细胞的细胞质均等分裂且同源染色体分离，该动物为雄性 B．b细胞处于有丝分裂后期，有8条染色体，没有染色单体 C．c细胞处于减数分裂Ⅱ后期，其子细胞的名称是极体 D．a、b、c可发生在同一器官内，b细胞中的DNA分子数大于8 C 练习 [练习3]抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，患者因对钙、磷的吸收能力减弱而患病。下列有关该病的推测，合理的是(　　) A．抗维生素D佝偻病患者中男性多于女性 B．女性患者与正常男性婚配所生儿子均患病 C．男性患者与正常女性婚配所生女儿均患病 D．一对患病夫妇一定不能生下正常子女 C 练习 $$