第2章 基因和染色体的关系.doc

第2章基因和染色体的关系考纲要览1掌握细胞的减数分裂和配子的形成过程2了解受精作用及意义3知道基因位于染色体上的理论假说和实验证据4掌握伴性遗传考向展望减数分裂是孟德尔两大遗传定律的细胞学基础，近年来有关精卵细胞的生成、DNA和染色体数目的变化、有丝分裂与减数分裂图解的比较和绘制是高考的热点。特别是在伴性遗传这一部分内容里，与两大遗传定律的知识有机结合，需要学生运用所学知识判断基因的显隐关系、遗传方式和相关概率的计算。这是高考的难点。因此在复习本部分知识时应特别关注以下内容：1精子和卵细胞形成及区别。2有丝分裂与减数分裂的比较，包括分裂特点、DNA和染色体数目变化、细胞分裂图形。3根据伴性遗传的特点，分析遗传系谱，确定遗传方式，计算后代患病概率。第15讲 减数分裂和受精作用温故知新1减数分裂概念：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：染色体复制一次，细胞分裂两次，其结果是成熟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。2精子的形成过程场所：睾丸或精巢中。1个精原细胞染色体复制过程： 1个初级精母细胞联会形成四分体交叉互换同源染色体分离 非同源染色体自由组合减数第一次分裂2个次级精母细胞 着丝点分裂姐妹染色单体分开减数第二次分裂4个精细胞 (变形成精子)3卵细胞的形成过程场所：卵巢。着丝点分裂姐妹染色单体分开1个1个极体卵细胞(染色体复制)1个卵原细胞联会形成四分体交叉互换同源染色体分离 非同源染色体自由组合1个初级卵母细胞1个极体1个次级精母细胞 过程：第一次分裂第二次分裂第二次分裂2个(极体消失) 极体4精原细胞和卵原细胞形成多种上配子的原因：减数分裂时，同源染色体分离的同时非同源染色体生自由组合；同源染色体的非姐妹染色单体之间也可能发生交叉互换。5受精作用概念：卵细胞和精子相互识别，融合成受精卵的过程。过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。 卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其它精子再进入。精子和卵细胞的细胞核相融合，彼此的染色体会合在一起。结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中数目，其中一半来自精子一半来自卵细胞。意义：就进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都十分重要。重难探究1减数分裂过程中染色体和DNA数目变化(体细胞染色体数为2N，DNA数为2n)时期染色体数DNA数精(卵)原细胞2N2n4n初级精(卵)母细胞2N4n次级精(卵)母细胞前期N2n中期N2n后期2N2n生殖细胞Nn2n4nnDNA数时期图形表示：2NN染色体数时期2有丝分裂与减数分裂的比较内容有丝分裂减数分裂场所某些组织器官有性生殖器官母细胞体细胞(受精卵)性原细胞子细胞 体细胞生殖细胞染色体复制次数1次，有丝分裂间期1次，减间期细胞分裂次数1次2次子细胞个数2个4个子细胞染色体数与亲代相同亲代细胞的一半染色体行为没有同源染色体联会，不形成四分体，不发生交叉互换，没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合有同源染色体联会，形成四分体，可能发生交叉互换，有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合细胞中有无同源染色体细胞中一直都有同源染色体减时期有同源染色体，减时无同源染色体3一些重要的数量关系染色体复制前：1条染色体1个DNA染色体复制后：1条染色体2个染色单体2个DNA4条脱氧核苷酸链1个四分体1对同源染色体4个染色单体典例剖析例1 （2007上海卷）下列是动物减数分裂各时期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是（）ABCD命题意图：考查学生对减数分裂过程的掌握及对各时期图形的辨认，要求学生能够理解减数分裂染色体形态和位置的变化。解析：三图都只有一个细胞，说明它们处于减数第一次分裂，正确顺序是四分体期、减中、减后。和图出现了两个细胞，说明它们处于减数第二次分裂，正确顺序是减前、减后。图由4个组成，说明它是减数分裂产生的四个子细胞【答案】D例2 （2006广东卷）右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不能反映的是（）A发生了基因突变B发生了染色体互换C该细胞为次级卵母细胞D该细胞为次级精母细胞命题意图：考查学生对减数分裂过程的掌握，了解姐妹染色单体是染色体复制的结果，应该含有相同的基因。解析：分析图形，它属于减后。上下相对的两条染色体应是姐妹染色单体分开所形成，应该含有相同的基因，现在相对应的基因一个是B，一个是b可能发生了基因突变，也有可能是B或b基因与其同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。由于该细胞将进行均等分裂，因此不可能是次级卵母细胞。【答案】C例3 （2006上海卷）下图为三个处于分裂期细胞的示意图，下列叙述中正确的是 ( )丙乙甲A甲可能是丙的子细胞B乙丙不可能来自同一个体C甲乙丙三个细胞均含有两个染色体组D甲乙丙三个细胞均含有同源染色体命题意图：仍然考查学生对减数分裂和有丝分裂的掌握及对各分裂图形的辨认。同时还要求能掌握染色体组等概念。解析：丙是减后，甲是减后，因此甲可以是丙的子细胞（染色体数目也正确）。乙是有丝分裂后期，从染色体数目来看，其体细胞含4条染色体，与甲丙体细胞的染色体数目一致，因此有可能来自同一个体。甲和丙只含2个染色体组，而乙含4个染色体组。甲图中没有同源染色体。【答案】A误区警示1不能根据细胞分裂图形准确区分细胞分裂时期。在有丝分裂和减数分裂过程中，不同的分裂时期染色体在细胞中的形态和位置不同，因此可以根据它们的形态和位置来判断。但很多学生不能区分有丝分裂和减数分裂，尤其是不能区分有丝分裂中期与减中期和减中期、有丝分裂后期与减后期和减后期。判别方法有：(1)根据染色体的位置判别染色体在细胞中前期排列散乱不规则有同源染色体无同源染色体减前期无联会有联会有丝分裂前期减前(四分体期)有丝分裂前期减前( 四分体期)减前期染色体排列中期在赤道板上有同源染色体无同源染色体减中期无联会有联会有丝分裂中期减中期有丝分裂中期减中期减中期染色体排列后期在细胞两极有姐妹染色单体无姐妹染色单体两极有同源染色体 两极无同源染色体有丝分裂后期减后减后期减后期有丝分裂后期减后期(2)根据染色体的数目判别如果细胞中的染色体数为奇数（着丝点分裂后两极的染色体数为奇数），则为减数第二次分裂。2在分析雄性个体和雌性生成配子的数量时容易出现错误。例如一个基因型为AaBb的精原细胞通过减数分裂可生成4个精子，只有两种基因型：AB和ab或者是Ab和aB，而不能同时生成四种的配子。同样，一个基因型为AaBb的卵原细胞通过减数分裂可生成4个配子，其中只有一个卵细胞，因此其基因型只有一种：AB或ab或Ab或aB。但一个基因型为AaBb的雄性或雌性个体通过减数分裂可以产生四种基因型的配子：AB、ab、Ab、aB。这是因为生物体内含有多个精原细胞和卵原细胞，可同时进行减数分裂。3不能理解交叉互换过程及意义在减数分裂过程中，同源染色体会两两配对出现联会现象。联会时的染色体虽然已经复制但仍处于染色质状态，细丝状的非姐妹染色单体容易缠绕而交叉，当同源染色体分离时会交换染色单体上部分片段，从而出现交叉互换现象。由于交换的部分片段上携带着基因，因此交换时发生了基因重组，这样使生物体产生新的配子类型，有利于生物的进化。例如：基因型为AaBb的精原细胞（A、a和B、b位于一对同源染色体上），如果不发生交叉互换，则只能产生AB和ab两种配子，如果发生交叉互换，则只产生AB、ab、Ab、aB四种配子（见下图）。不发生交叉互换发生交叉互换跟踪演练基础巩固1下列不属于有丝分裂和减数分裂共同特点的是( C ) A染色体复制一次B着丝点分裂一次C细胞分裂一次D姐妹染色单体分离一次2下列属于减数第二次分裂的特点是 ( D )A同源染色体配对B四分体发生交叉互换C同源染色体分离D染色体数临时加倍3卵原细胞经过减数分裂生成一个卵细胞和三个极体，其意义是 ( B )A保证卵细胞中含有更多的染色体B保证卵细胞中含有更多的营养物质C卵细胞少，受精的机会高D卵细胞少，有利于控制后代的数量4关于受精作用下列说法错误的是 ( D )A受精过程中糖蛋白起到了重要作用B受精过程中与膜的流动性有密切关系C受精作用使子代和亲代保持了染色体数目的恒定 D受精卵中父本和母本提供相等的质基因和核基因5根据右图，下列叙述正确的是 ( D )A此图为有丝分裂后期B此图一定是次级精母细胞C如果是X染色体，则是Y染色体D和属于姐妹染色单体6在减数分裂中，家兔初级卵母细胞内形成了22个四分体，则它的体细胞中染色体数目是 ( C )A22条 B33条 C44条 D88条7已知果蝇的体细胞中含有8条染色体，如果在高倍显微镜下观察果蝇精巢中细胞，染色体数目一般不会出现 ( D )A4条 B8条 C16条 D32条8正常人的染色体是46条，在以下细胞中可能找到两条X染色体的是 ( D )精原细胞 卵原细胞 初级精母细胞 初级卵母细胞 次级精母细胞 次级卵母细胞A BC D能力拓展aaabbBBA9如图表示某哺乳动物体内正在进行分裂的一个细胞，该细胞 ( A )只存在于动物的卵巢中 在分裂间期发生过基因突变 四分体时期发生交叉互换分裂产生的生殖细胞有两种A BC D染色体数abcd10下图表示在不同的细胞活动中，细胞内染色体的变化曲线，下列叙述正确的是 ( C )Aa过程没有姐妹染色单体Bb过程细胞数目不变Cc过程发生细胞融合Dd过程没有同源染色体11进行染色体组型分析时，发现某人的染色体组成为44+XXY，这很可能是他的亲代在形成配子时出现了差错。但不可能是其中哪项的原因 ( A )A次级精母细胞的后期，两条性染色体移向一极B次级卵母细胞的后期，两条性染色体移向一极C初级精母细胞的后期，两条性染色体移向一极D初级卵母细胞的后期，两条性染色体移向一极12一个基因型为AaBbCc雄性生物个体，生成了下面6种类型的精子：此生物至少需要几个精原细胞进行减数分裂？ ( C )AbcAbCaBCABcABCabC A2个B3个C4个D5个13下图为某二倍体生物不同分裂时期的细胞图形，据图回答下列各项问题(1)存在同源染色体的图形是 。(2)属于有丝分裂的图形是 。(3)属于减数第一次分裂图形的是 。(4)属于减数第二次分裂图形的是 。(5)图、图和图的共同特点是 ， 图与图相比，图的特点是 ， 图与图相比，图的特点是 。(6)图叫做 细胞，图叫做 细胞，图叫做 细胞，图的细胞名称是 。【答案】(1) (2) (3) (4) (5)染色体排列在细胞中央 有同源染色体配对 没有同源染色体 (6)初级精母细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 次级精母细胞或第一极体14下图是某高等生物在生殖发育过程中细胞内染色体数目变化曲线，乙是该生物一个细胞的局部结构模式图，请分析回答：乙甲(1)该生物个体发育的起点是通过甲图中的 过程形成的，在个体发育过程中进行 过程。(2)姐妹染色单体分离发生在 期和 期。A与C过程相比，其本质区别是A发生了 。(3)乙图细胞所处的分裂期属于甲图中 (填数字)阶段，图中有 个染色体组；该生物细胞中染色体数最多有 条。若乙图中2代表Y染色体，则X染色体存在于 细胞中。(4)如果乙图a上某位点有基因B，a上相应位点的基因是b，发生这种变化的根本原因是 ，可能发生在甲图的 期(填数字)。 (5)如果该生物的基因型为AaBb，两对基因独立遗传。则阶段的基因型是 。【答案】(1)B 受精作用 C 有丝分裂(2) 减数第二次分裂后 有丝分裂后 同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合(3) 1 16 另一个次级精母(4)基因突变 (5)AABB、aabb或AAbb、aaBB创新探究15在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体时，四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交换。实验表明，交换也可发生在某些生物的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。下图是某高等动物一个表皮细胞发生有丝分裂交换的示意图，其中Dd、Ee、Ff表示某对同源染色体上的三对等位基因。左：交换前的同源染色体 右：交换后的同源染色体(1)该细胞在发生有丝分裂交换后，产生几种基因型的子代表皮细胞？写出基因型。(2)如果该生物在减数分裂过程中没有发生交换，那么该生物产生的配子有