第2章 有性生殖中的遗传信息传递（速记口诀+期中知识清单）高一生物下学期沪科版

必修2 遗传与进化 第2章 有性生殖中的遗传信息传递 知识梳理 一、有性生殖中遗传信息通过配子传递给子代 1．减数分裂产生染色体数目减半的精细胞或卵细胞 减数分裂速记口诀 1）基础篇 一减两分染色体半，生殖细胞由此现 DNA一复制，细胞分裂两遍完 （场所：性器官，范围：有性生，无性无配别混淆） 2）核心概念口诀 同源染色体成双对，父母各一形态配 联会配对减一前，交叉互换可能现 四分体即四染色单，四DNA八链连 3）阶段特征口诀 减数第一次分裂 减一前期 复制完成核增大，同源联会交叉挂 精原变初级，核膜解体染色体发 减一中 同源排排赤道站，两边对称成对看 减一后 同源分离各奔极，非同源间自由聚 减一末 核膜重建两核分，细胞质裂成双身 减数第二次分裂 减二前期 核膜再解体，染色体凝中心移 减二中 着丝赤道排，整齐如阅兵 减二后 姐妹分家断丝粒，两极牵引各奔去 减二末 四子细胞终形成，数目减半使命成 记忆诀窍 "一联二裂三步走，同源姐妹分两头" "四分交叉在减一，姐妹分家在减二" （配图联想：减一像"拆对"，减二像"拆单"） 减数分裂：染色体数目减半的细胞分裂方式 特点：在减数分裂过程中，DNA只复制一次，而细胞分裂两次 结果：成熟的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减少一半 场所：高等动物的减数分裂发生在有性生殖器官内 范围：进行有性生殖的生物（进行有性生殖的生物产生成熟细胞时（无性生殖不产生配子，没有雌雄配子两两结合的证据）） 相关概念： 同源染色体：高等生物体细胞中的染色体以成对的方式存在，一条来自父方，一条来自母方，且形态、大小基本相同，并在减数分裂过程中能够相互配对。 联会：减数第一次分裂过程中（前期）同源染色体两两配对的现象。 1对同源染色体＝2条染色体（数着丝粒的个数）＝4条染色单体＝4个DNA分子＝8条脱氧核苷酸链。 交叉现象：联会过程中部分同源染色体上的非姐妹染色单体会发生交叉现象，发生交叉部分片段可发生互换。 一次减数分裂过程会发生两次连续的细胞分裂，分别称为减数第一次分裂（减数分裂Ⅰ）和减数第二次分裂（减数分裂Ⅱ） 减一前期： 完成DNA复制； 细胞核体积增大； 合成与分裂相关的蛋白质；细胞器（中心体）倍增 减一前期： 精原细胞分化为初级精母细胞； 核膜核仁解体； 染色质凝缩成染色体； 同源染色体联会，可能交叉互换 减一中期： 同源染色体成对的排列在赤道面两侧 减一后期： 同源染色体分开随机移向两极； 非同源染色体自由组合 减一末期： 核膜核仁重建； 形成两个子细胞核； 细胞质分裂形成两个子细胞 减二间期： 合成与减数第二次分裂有关蛋白质； 有关细胞器的增殖 减二前期： 核膜核仁解体； 染色质凝缩成染色体； 中心体移向细胞两极 减二中期： 染色体的着丝粒排列在赤道面上 减二后期： 着丝粒断裂，姐妹染色单体分裂，成为独立的染色体； 在纺锤体的牵引下向细胞两极移动 减二末期： 细胞核重建完成细胞质分裂，形成4个子细胞 ★难点：减数分裂过程中两个分裂阶段的比较（假设体细胞染色体数和核DNA分子数均为2n） 比较项目 减数分裂Ⅰ 减数分裂Ⅱ 分裂前的间期DNA的复制与否 复制 不复制 同源染色体 有 无 着丝粒变化 不分裂 分裂 染色体主要行为 ①同源染色体联会； ②四分体中非姐妹染色单体可以发生互换； ③同源染色体分离，非同源染色体自由组合 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，分别移向细胞两极 染色体数目 2n→n n→2n→n DNA数目 4n→2n 2n→n 染色单体数 4n→2n 2n→0 2．配子结合将亲代的遗传信息传递给子代 高等动物的精子发生起始于精原细胞。一部分精原细胞分化形成初级精母细胞。1个初级精母细胞经减数分裂最终产生4个精细胞（2种精子），并通过变形等一系列过程成为成熟的精子。 高等动物的卵子发生起始于卵原细胞。卵原细胞分化形成初级卵母细胞后，进行减数分裂。由于在减数分裂过程中的胞质不均等分裂，1个初级卵母细胞最终产生1个（1种）成熟的卵子和3个极体。极体一般不参与受精而退化。 高等动物产生的精子体积小而数目多，产生的卵子体积大而数目少。所以，往往是多个精子同时识别一个卵子，卵子会接受其中的一个精子成为受精卵。这一精卵结合的过程称为受精作用。受精完成后，卵子会阻止其他精子进入。受精卵经不断增殖、分化形成子代个体。 二.亲代基因传递给子代遵循特定规律 植物杂交方法：另一植株的雌蕊进行授粉，以获得子代的研究方法。所用植株统称为亲本，其中提供花粉的植株称为父本♂，提供雌蕊的植株称为母本♀。 为了防止其他花粉的干扰，对于雌雄同花的物种，必须在母本发生自花授粉前（花蕾期）去除花中的雄蕊（人工去雄），且授粉前后都要将花套上纸袋（防止外来花粉干扰）。杂交后，通常收获同一株母本植株上的种子，种成一行（株系），代表一对杂交亲本得到的全部子代，作为遗传分析的材料。 1．性状分离是由等位基因分离引起的 "假说演绎四步走，分离组合两巨头" "三一测交验分离，九三自由组合牛" "显性纯杂看亲代，分解组合解烦忧" 基本定义： （1）交配类 杂交：基因型不同的个体交配，符号：× 自交：基因型相同的个体交配，符号：ⓧ 测交：将基因型未知的个体与隐性纯合体（如tt）进行杂交，以确定其基因型。 （2）性状类 性状：指遗传学上将细胞或个体所具有的可观察、测定的形态特征或生理特性，如豌豆花的颜色、水稻的抗病性等； 相对性状：同种生物一种性状的不同表现类型，如豌豆的红花和白花、水稻的抗病性和非抗病性等，双眼皮和单眼皮，眼睛大小； 显性性状：F1显现出来的性状； 隐性性状：F1未显现出来的性状； 性状分离：用F1植株进行自交，得到的子二代（F2）植株中又出现了高茎和矮茎两种表型的现象。 （3）基因类 等位基因：每一对相对性状受一对基因控制，这对基因属于等位基因； 非等位基因：一种是位于非同源染色体上的非等位基因； （4）个体类 表型：性状的表现 基因型：个体或细胞的内在基因组成，如DD、Dd、dd； 纯合体（纯合子）：TT和tt这两种基因型的个体或细胞； 杂合体（杂合子）：Tt基因型的个体或细胞。 2．豌豆杂交实验 实验过程 相关说明 ①P（亲本）具有相对性状 ② ③F1全部表现为显性性状 ④F2出现性状分离现象，分离比约为3∶1 3．孟德尔的假设 （1）孟德尔对分离现象的原因提出的假说的内容： ①生物的性状是由遗传因子决定的； ②每一对相对性状受一对基因控制，这对基因属于等位基因，其中一个为显性，一个为隐性。当显性基因与隐性基因共存于一个植株时，表现出显性性状； ③体细胞中的一对等位基因，一个来自父方，一个来自母方；在形成配子的过程中，彼此分开，每个配子只能得到其中的一个。 4．对豌豆杂交实验的解释 实验过程 相关说明 ①高茎与矮茎亲本杂交组合而言，高茎含有TT基因，矮茎含有tt基因。 ②高茎植株产生的配子中含有T基因，矮茎植株产生的配子中含有t基因。 ③含T基因的配子与含t基因的配子结合成为 F1，含有 Tt基因。由于T基因对于t基因为显性，所以F1植株表现为高茎。 ④F1植株产生配子时，T基因与t基因分开，产生的雌雄配子中仅含有T基因或t基因中的一个。 ⑤雌雄配子随机结合，最终产生 TT、Tt 和 tt 三种基因组合，其比例为TT∶Tt∶tt=1∶2∶1，所以F2表现为高茎∶矮茎=3∶1。 5．对实验解释的验证 实验过程 相关说明 将F1高茎（Tt）豌豆与矮茎豌豆（tt）进行测交，如果假设成立，可预测子代中高茎与矮茎的比例应为1∶1。 结果得到了64株后代，其中高茎30株，矮茎34株，其比例接近1∶1，证实了实验的假设是成立的，也就验证了解释是正确的。 6．得出结论 分离定律：在生物体细胞中，控制同一性状的等位基因成对存在，不相融合；在减数分裂产生配子时，等位基因发生分离，随配子独立地遗传给子代。 7．假说-演绎法的一般程序： →→→ ★难点：一对相对性状遗传中亲子代基因型和表型的推断 1．亲代推子代类 亲本 子代基因型 子代表型 AA×AA AA 全为显性 AA×Aa AA∶Aa＝1∶1 全为显性 AA×aa Aa 全为显性 Aa×Aa AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1 显性∶隐性＝3∶1 Aa×aa Aa∶aa＝1∶1 显性∶隐性＝1∶1 aa×aa aa 全为隐性 2．子代推亲代类 后代显隐性关系 亲代基因型组合 亲代表型 显性∶隐性＝3∶1 Aa×Aa→3A－∶1aa 都是杂合子 显性∶隐性＝1∶1 Aa×aa→1Aa∶1aa 一方为杂合子，一方为隐性纯合子 只有显性性状 AA×AA或AA×Aa或AA×aa 至少一方为显性纯合子 只有隐性性状 aa×aa→aa 一定都是隐性纯合子 2．非等位基因的自由组合可产生新的表型组合 （1）实验过程（研究两对或两对以上相对性状的遗传规律） 实验过程 相关说明 ①亲本的种子为黄色圆粒和绿色皱粒时，杂交得到的种子（F1）表现为黄色圆粒。 ②F1自交得到的F2中出现了4种表型：黄色圆粒315粒、黄色皱粒101粒、绿色圆粒108粒以及绿色皱粒32粒，比例接近9∶3∶3∶1。 ③黄色皱粒和绿色圆粒是两个新的表型组合，黄色圆粒和绿色皱粒是与亲本相同的表型组合。 （2）孟德尔新增假设： 在形成配子时，控制不同性状（如子叶颜色与种子形状）的基因互不干扰，独立分离和随机组合，形成各种配子，且各种配子结合的机会均等。 （3）关于杂交实验的解释： 实验过程 相关说明 ①双显性：YYRR、YyRR、YYRr、YyRr ②一显性一隐性 ③双隐性：yyrr。 子叶颜色由Y基因（黄色）和y基因（绿色）控制，种子形状由R基因（圆粒）和r基因（皱粒）控制。亲本可产生YR的雌配子和yr的雄配子，两者结合产生的F1基因型为YyRr（黄色圆粒）。 在F1产生雌雄配子时，等位基因Y和y分离、R和r分离，Y或y与R或r组合的机会均等，产生的雌雄配子均有YR、Yr、yR、yr四种，且各占1/4。其中，YR和yr是亲本配子中存在的组合，而Yr和yR是亲本配子中不存在的新组合。 雌雄配子随机结合产生的F2中有9种基因型，其中有7种基因型是不同于亲本的。 （4） 实验假设和解释进行验证 预测子代中黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒应各占1/4，结果与预期一致。 （5）自由组合定律：位于不同染色体上的两对或两对以上非等位基因，在配子形成过程中，同一对基因彼此分离，分别进入不同的配子；不同对的基因可自由组合。 ★难点：关于分离定律和自由组合定律的考察方式 分离定律是自由组合定律的基础（9：3：3：1=3：1×3：1），要学会运用分离定律的方法解决自由组合的问题。请结合下面给出的例子归纳自由组合问题的解题规律： 1．方法：分解组合法 2．思路：将自由组合问题转化为若干个分离定律问题 在独立遗传的情况下，有几对杂合基因就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为Aa×Aa、Bb×bb。 3．常见题型：推断性状的显隐性关系及亲子代的基因型和表型，求相应基因型、表型的比例或概率。 4．根据亲本的基因型推测子代的基因型、表型及比例——正推型 三.性染色体上的基因传递与性别相关联 1．最常见的性别决定类型是XY型 XY型核心口诀 性别决定XY型，常性染色体要分清 男含XY女XX，常染相同性染异 雄配X/Y各一半，雌配全X定乾坤 （适用生物：哺乳类/果蝇/菠菜等，性染色体决定型） 常染色体：人的体细胞中1～22号染色体，每对中的两条同源染色体形态、大小相同； 性染色体：1对特殊的同源染色体（X、Y），形态、大小不同； 男性和女性体细胞中常染色体是相同的，而性染色体组成是不同的。 性别决定：生物体合子发育成某种性别个体的预决定。不同生物具有不同的性别决定类型，如性染色体决定型、基因决定型和环境决定型等。 XY型是最常见的性别决定类型，人、所有哺乳类、大多数昆虫、某些鱼类、两栖类，以及部分雌雄异株的植物（如女娄菜、菠菜等）都属于这种类型。 XY型的特点：在雄性体细胞中，含有“一对”只有部分同源区域的同源染色体—X、Y染色体，两条染色体上的基因组成有差异；而在雌性的体细胞中，则含有两条X染色体。 2．性染色体上的基因传递是伴性遗传 摩尔根果蝇实验 果蝇实验三步走，红白眼色性别联 实验①F₁全红眼，F₂雌红雄半现 实验②测交红白眼，雌雄各半揭杂合 实验③反交显差异，雌红雄白世代传 假说演绎锁X染，红眼显性W基因 白眼隐性伴X隐，交叉遗传显特征 （基因型：XᴹY红眼雄，XᵐY白眼雄，XᴹXᵐ携带雌） 伴性遗传规律篇 ①红绿色盲模型 红绿色盲伴X隐，母传儿子父传女 男性仅需一隐性（XᵇY），女性必须双隐性（XᵇXᵇ） 患者男多女稀少，交叉遗传隔代现 携带者母传半数子（XBXᵇ→50% Xᵇ） ②伴Y遗传特征 外耳多毛伴Y传，父传子代限雄延 女性永远不表现，Y染独有基因链 遗传图谱速判口诀 看性别比例断类型： ① 男全病→伴Y遗传 ② 男患＞女患→伴X隐性 ③ 女患＞男患→伴X显性 看交叉现象锁X隐： 外祖父病→孙女可能携，舅舅病→外甥需警惕 （1）选择果蝇的原因：生活周期短、生命力强，容易饲养，是遗传学研究的好材料。 （2）实验者：美国生物学家摩尔根。 （3）科学探究方法：假说-演绎法。 （4）实验现象： 实验过程 相关说明 F1的表型完全符合孟德尔遗传定律——F1全部表现为红眼，表明红眼对于白眼为显性，且F2基本符合根据分离定律所预期的红眼：白眼=3：1。 按照孟德尔分离定律，F2中的白眼果蝇应当有雄有雌，但结果显示，F2中的雌蝇全部为红眼，而雄蝇中红眼与白眼约各占一半，表明这一相对性状与性别有关。 为了探究产生这一现象的原因，摩根又用白眼雄蝇与实验①中F1红眼雌蝇进行杂交实验②； 结果显示，子一代中无论雌雄果蝇都呈现出红眼:白眼约为1：1，说明实验①中F1红眼雌蝇是杂合体。 实验③（与实验①互为正反交）； 结果显示，F1中雌蝇全部为红眼，雄蝇全部为白眼。而F2 中无论雌雄果蝇都呈现出红眼:白眼约为1:1。 （5）提出假设： 控制眼色的基因W和w位于X染色体上。当W存在时（XWXW、XWXw、XWY）表现为红眼，而W基因不存在时（XwXw 、XwY）表现为白眼。 （6）对果蝇杂交实验的解释　　　　 （7）伴性遗传 将一个特定基因定位在一条特定的染色体上。像果蝇眼色这样，控制性状的基因传递与性别相关联的现象属于伴性遗传。 （8）举例：红绿色盲的遗传也属于伴性遗传。控制红绿色觉的基因位于X染色体上。导致红绿色盲的是隐性基因，用Xb表示，色觉正常的显性基因用XB表示。基因型为XBXB、XBXb的女性和XBY的男性红绿色觉正常；基因型为XbY的男性和Xb Xb的女性表现为红绿色盲；表型正常，但携带隐性致病基因的个体（如XBXb）属于携带者。 男性的Y染色体上没有B的等位基因，只要1条X染色体带有致病基因即可表现为红绿色盲。而女性必须两条X染色体带有致病基因时，才表现为红绿色盲。所以，红绿色盲的患者中男性远多于女性，这是伴X染色体隐性性状的遗传特点之一。 伴性遗传的另一种方式是限雄遗传，即控制性状的基因位于Y染色体上，如外耳道多毛、蹼状趾等，这种性状只能由父亲传给儿子。 类型 伴Y染色体遗传 伴X染色体隐性遗传 伴X染色体显性遗传 基因位置 Y染色体上 X染色体上 举例 人类外耳道多毛症 人类红绿色盲 抗维生素D佝偻病 模型图解 遗传特点 没有显隐性之分，患者全为男性，女性全部正常 具有隔代遗传现象；男性患者多于女性患者；女病，其父其子必病 具有连续遗传现象；女性患者多于男性患者；男病，其母其女必病 2 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$