高中生物 2.2 基因位于染色体上素材1 新人教版必修2(1).doc

2013-2014学年高中生物 2.2 基因位于染色体上素材1 新人教版必修2遗传物质的主要载体是染色体，染色体主要由dna和蛋白质分子组成，通过许多科学实验已经证明了dna在遗传上起重要作用，为什么dna与生物的遗传有关呢？因为dna分子上有许多基因，基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能单位，是有遗传效应的dna片段。基因主要位于染色体上，其遗传行为与染色体是一致的，它能通过细胞的分裂随染色体而分配到不同子细胞中，并且位于性染色体上的基因伴随着性染色体而遗传。 复习时应牢牢把握基因与染色体的平行关系，常染色体与性染色体上的基因通过减数分裂和受精作用向子代传递的特点和规律。一、 知识网络基因和染色体关系系基因在染色体上萨顿假说摩尔根实验证据伴性遗传孟德尔遗传定律的解释减数分裂概念精子卵细胞受精作用同源染色体分离非同源染色体自由组合方式及特点自由组合定律分离定律二、思重点、析难点1、减数分裂（1）概念：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。（2）特点：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。这种细胞分裂，是行有性生殖的真核生物所特有。（3）结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 （4）过程：1个精（或卵）原细胞（2n） 1个精（或卵）原细胞（2n） 染色体复制 1个初级精（或卵）母细胞（2n） 联会、非姐妹染色单体交叉互换、同源染色体分离及非同源染色体自由组合 2个次级精母细胞（n）或 1个次级卵母细胞（n） 1个极体（n） 着丝点分裂 着丝点分裂 着丝点分裂 染色单体分开 染色单体分开 染色单体分开大小 （n）（n）4个精细胞 2个极体（n） 形变 1个卵细胞 1个极体（n） （均等分裂）（n）4个精子 （不均等分裂） （均等分裂）（5）配子中染色体组合多样性的原因：减数第一次分裂的后期，同源染色体彼此分离和非同源染色体自由组合。减数第一次分裂的前期，同源染色体上非姐妹染色体的交叉互换。（6）减数分裂与有丝分裂的比较有丝分裂减数分裂不同点发生部位各组织器官精（卵）巢、花药、胚囊内发生时间从受精卵开始性成熟后开始分裂期的细胞一般体细胞或原始生殖细胞原始生殖细胞染色体复制次数、时期一次、间期一次、间期细胞分裂次数一次连续两次联会、四分体时期、非姐妹染色单体间的交叉互换无有，发生在减数第一次分裂同源染色体分离、非同源染色体自由组合无有，发生在减数第一次分裂后期着丝点分裂、染色单体分开有，后期有，发生在减数第二次分裂后期子细胞名称及数目2个体细胞4个精子或1个卵细胞与3个极体子细胞类型体细胞有性生殖细胞子细胞染色体数目与亲代细胞相同比亲代细胞减半子细胞间染色体组成完全相同不一定相同子细胞中可遗传变异的来源基因突变、染色体变异基因突变、基因重组和染色体变异联系减数分裂是特殊方式的有丝分裂（7）有丝分裂和减数分裂染色体、dna数量变化规律（设体细胞中染色体数目为2n，dna分子数为2c）减i 减iic细胞周期 a细胞周期b减i 减iid前间末中2n4n后前中间末2c后4n2c4c4c2nc说明: a有丝分裂过程染色体数目变化曲线 b有丝分裂过程dna分子数目变化曲线c减数分裂过程中染色体数目变化曲线 d减数分裂过程中dna分子数目变化曲线（8）有丝分裂和减数分裂细胞分裂图的鉴别 有丝分裂 减数第一次 减数第二次 前期 分裂前期 分裂前期 减数第一次分裂中期减数第二次分裂中期有丝分裂后期减数第一次分裂后期减数第二次分裂后期有丝分裂中期说明：（如二倍体）前期：有丝分裂前期，有同源染色体的存在，染色体散乱分布；减数第一次分裂前期，同样有同源染色体的存在，只是同源染色体有联会的行为，并形成了四分体，这是有丝分裂所不具有的特点；减数第二次分裂前期，无同源染色体存在，染色体散乱分布。中期：有丝分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板上；减数第一次分裂中期，各对同源染色体排列在细胞的赤道板上；减数第二次分裂中期，染色体的着丝点排列在赤道板的平面上。后期：在判定了是后期图像的前提下，如果每条染色体含有2个姐妹染色单体，并且同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，那一定是减数第一次分裂后期；如果着丝点分裂，染色单体彼此分离，再看每一极是否有同源染色体，如果有则为有丝分裂后期，如果没有则为减数第二次分裂后期。（9）受精作用概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。实质：受精作用是双亲遗传物质的融合，又恢复到本物种染色体数。意义：维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，有利于生物的遗传和变异。 减数分裂、受精作用和有丝分裂过程中dna分子数、染色体数变化曲线 （10）学法指导注意：有性生殖细胞形成过程中的几种数量关系 在单个细胞水平上：一个精原细胞只产生4个精子，无论理论上有多少种配子类型的可能性，实际上只能有2种；而一个卵原细胞只产生一个卵细胞，故只能有一种。在生物个体水平上：个体本身含有多个性原细胞，从染色体角度分析，产生配子的种类为2n ，其中n为同源染色体的对数，即一种精（卵）原细胞产生的配子种类= 2n ；若从基因型角度分析，在独立遗传时，产生的配子种类为2n ，其中n为等位基因的对数。2、基因与染色体、染色体知识要点（1）概念：染色质是指细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质。在细胞分裂的前期、中期和后期，染色质高度螺旋化形成一定形态的染色体。（2）与染色质的关系：同一物质在不同细胞时期所处的两种形态。就像冰与水的关系。（3）主要成分：主要由dna与蛋白质组成。（4）类型：性染色体和常染色体两种。性染色体是指与性别决定有关的染色体。与性别决定无关的染色体称为常染色体。（5）同源染色体概念理解：形态：“一般相同”指除异型性染色体不同外，其余同源染色体形状和大小相同。来源：一条来自父方，一条来自母方。行为：有丝分裂过程中虽也有同源染色体但无配对行为；在减数第一次分裂的前期，同源染色体两两“配对”进行联会，其结果形成了四分体。在减数第一次分裂的后期，同源染色体彼此分离（分离定律的细胞学基础），非同源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合（自由组合定律的细胞学基础）。（6）学法指导：有丝分裂各个时期均有同源染色体就二倍体生物而言，在减数第一次分裂过程中始终存在同源染色体，而在减数第二次分裂过程中则没有同源染色体。不要把减数第二次分裂后期，彼此分离的姐妹染色单体误认为是同源染色体。、基因知识要点（1）从分子水平看：基因是有遗传效应的dna片段。何为遗传效应的dna片段呢？它是指携带着生物的某个性状的全部信息并能使其表达，以体现该性状的一段特定的dna分子。若改变该片段的脱氧核苷酸序列，一般将明显改变生物的性状。 （2）从现代遗传学角度看：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。 （3）从细胞水平看：基因在染色体上呈线性排列，与染色体行为一致。（4）学法指导： 基因是有遗传效应的dna片段，其组成与dna相同。dna上有很多片段，其中有遗传效应的才叫做基因，没有遗传效应的不能叫做基因。基因有遗传效应，基因的遗传效应反映出来的效果是控制蛋白质的合成，从而表现生物的性状。基因随dna的复制而复制。（5）基因与染色体的关系萨顿假说：基因与染色体有哪些平行关系？ 杂交过程中，基因保持完整性和独立性；染色体也具有相对稳定的形态结构。在体细胞中，基因和染色体均成对存在；在配子中只有成对的基因中的一个，同样也只有成对的染色体中的一条。体细胞中，成对的基因或染色体均是一个来自父方，一个来自母方。在减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也自由组合。摩尔根验证：通过摩尔根果蝇眼色的杂交实验，证明了控制果蝇眼色的基因定位于性染色体上。通过摩尔根等人测定并绘制的第一个果蝇各种基因在染色体上相对应位置的图，说明了基因在染色体上呈线性排列。（6）性状遗传中基因与染色体的关系一对相对性状遗传 ：在杂合体的细胞中，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，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。体现了基因与染色体的行为具有平行关系。两对（多对）相对性状遗传 ：非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合，分别进入不同配子中，即非同源染色体的重新组合导致了非等位基因的重新组合。3、伴性遗传（1）概念：基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫伴性遗传。（2）方式：就xy型的性别决定来说，伴性遗传方式常分为三种类型即：伴y染色体遗传、伴x染色体隐性遗传和伴x染色体显性遗传。（3）特点：伴y染色体遗传 因为致病基因只在y染色体上，没有显、隐性之分，因而患者全为男性，女性全部正常。致病基因为父传子、子传孙，具有世代连续性，也称限雄遗传。如人类的外耳道多毛症。伴x染色体隐性遗传男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遗传现象。女性患病，其父亲、儿子一定患病，其母亲、女儿至少为携带者；男性正常，其母亲、女儿一定正常。伴x染色体显性遗传女性患者多于男性，具有连续遗传现象。男性患病，其母亲、女儿一定患病；女性正常，其父亲和儿子一定正常；女性患病，其父母至少有一方患病。（4）伴性遗传与遗传定律的关系与分离定律的关系 伴性遗传是由性染色体上的基因所控制的遗传，在形成配子时，性染色体上的等位基因也彼此分离分别进入不同的配子中。由于性染色体有同型和异型两种组合形式，因此，伴性遗传也有它的特殊性：a、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。 b、由于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，在写表现型和统计后代比例时，也一定要和性别联系起来。与自由组合定律的关系 在既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对或两对以上的相对性状遗传时，位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理；位于常染色体上的基因控制的性状按基因的分离定律处理，整体上则按基因的自由组合定律来处理。（5）掌握各种遗传病的遗传规律和判断方法遗传系谱图的一般分析方法先确定是否是伴y遗传：其特点是男性患者的后代男性均患病，女性均正常。（患者均为男性，女性均不患病）其次确定遗传病是显性遗传还是隐性遗传：按下列规律 a、双亲正常，子代有患者，一定是隐性遗传病（特点：无中生有）。b、双亲患病，子代有正常者，一定是显性遗传病（特点：有中生无）。c、再确定基因所在的染色体是常染色体还是性染色体：方法一：在已确定为显性遗传病的情况下 父亲患病，女儿正常（或母亲正常，儿子患病）：一定是常染色体显性遗传病 方法二：在已经确定为隐性遗传的情况下 父亲正常，女儿患病或 母亲患病，儿子正常，则一定是常染色体隐性遗传。 方法三：假设选取代入排除法：假设致病基因在x染色体上，若隐性遗传选取女性患者；若显性遗传选取男性患者，代入系谱图中。如果不符合题意，则假设是错误的，符合题意时，还要看男女患病的概率来确定最大的可能性。（6）学法指导 在一对相对性状遗传要注意的是，不要见到男女性别的出现，就误认为是伴性遗传。应具体问题具体分析，在计算概率时应注意以下几点：在常染色体遗传中：生“一患病