2011年高考生物一轮复习 第5单元 孟德尔定律 染色体与遗传精品课件 浙科版

第15讲分离定律第16讲自由结合定律第17讲减数分裂中的染色体行为第18讲遗传的染色体学说人类染色体与伴性遗传遗传与人类健康 从近几年新课标地区高考题看 本单元是高中生物重点主干知识 高考命题比重大 其中基因的分离定律 自由组合定律及其细胞学基础 减数分裂 人类遗传病和遗传育种是考查重点 命题呈现的形式是 1 对遗传系谱图与图表的考查 通过遗传系谱图考查遗传病方式的判断和患病概率的计算 以图表形式呈现一定的信息 要求学生据表格数据得出结论并作出相关推测 2 对 规律性知识及解题技巧 的考查 个体基因型的推测和判断 对于动植物育种知识的概率计算和遗传系谱中 概率的计算尤其重要 3 关注 理论与实践相结合 如红绿色盲的遗传特点 遗传定律与变异 基因工程在育种实践中的综合应用与分析 由于本单元理论性强 难度大 所以复习时要善于理解 比较 判断 逻辑推理 应用实践等知识和技能 所以复习时老师要注意分析本单元中知识的重点 难点和疑点 特别要注意规律性的方法总结 复习时要特别关注以下几点建议 1 几大规律 的融会贯通 分离定律是自由组合规律的基础 要学会用分离定律去解自由组合规律的题目 减数分裂是孟德尔定律的细胞学基础 减数分裂从细胞水平上阐 释了分离定律和自由组合定律的原因 伴性遗传仍遵循孟德尔定律但又具有独特的特点 2 理论与实践相结合 深刻理解遗传的两大规律 应用这些规律去解决生产 生活实际中的相关问题 应用它们指导育种 指导人类遗传病的预防等 3 关注知识点的跨章节综合应用 如遗传与变异的综合应用 育种与基因工程等内容的联系等 1 本单元要指导学生抓主干 抓基本理论和方法规律来复习 强化记忆的东西少 推理和方法应用实践的东西多 正确处理方法 规律 总结和知识系统整合之间的关系 以教材为基本素材 形成同心圆 寻找结合点 本专题内容可以使用下列复习方法 1 图文结合法 帮助学生深刻理解基因分离定律的实质对基因分离定律的实质的理解是学生最容易忽视的内容 却往往是高考常考的内容 在复习该部分内容时 引导学生画出只有一对同源染色体的减数分裂图解 并标注一对 等位基因 结合孟德尔一对性状的杂交实验及测交验证 深刻领会 基因分离 的实质 同源染色体上的等位基因的分离 2 图文转换法 加深学生对减数分裂过程的理解减数分裂和配子的形成过程是重点 这部分内容我们必须结合细胞分裂的模式图 示意图或细胞有丝分裂实验中的显微照 把微观的 抽象的各种信息用准确的生物学语言表达出来 同时将分裂期各时期或全过程中各种物质如染色体等的规律模型化 3 图形规律归纳法 帮助学生解答细胞分裂图形题细胞分裂图形异同点的辨析是历年高考的热点 在复习教学中可以把不同时期表现出的染色体行为 位置 数目 等特点的细胞分裂图归纳总结如下图 引导学生对细胞分裂方式 分裂进程及细胞名称进行辨析 并适时和学生一起归纳总结 4 规律总结法 突破分离定律解题技巧在高考中 基因分离定律中有许多种题型与命题材料 如基因显隐性的判断 纯合子与杂合子的判断 基因型的判定和有关概率计算等 高考试题和近几年的模拟试题中关于分离定律的试题少说也得有上千 在短短几课时的时间内完成如此多的试题是绝对不可能的 这要求教师在复习时引导学生就每一类问题进行归纳 总结出一类题的解决方案 这样学生可以举一反三 信心十足地步入考场 2 课时安排 本单元分为4讲 建议6课时完成 每讲1课时 单元训练卷和讲评各1课时 天然杂交 同一 不同 紫花 显性性状 隐性性状 性状分离 成对 dd 2Dd 3紫 1白 测交 隐性类型 成对的基因 探究点一遗传规律相关概念 一 遗传因子 性状等概念间的相互联系 二 基本概念1 花的结构 3 交配类 1 杂交 遗传因子组成不同的个体间相互交配的过程 2 自交与自由交配 自交是指植物体中自花授粉和雌雄异花的同株授粉 广义上讲 遗传因子组成相同的个体间交配均可称为自交 自交是获得纯合子的有效方法 自由交配是各个体间均有交配机会 即各种基因之间可交配 产生子 代的情况应将各自由交配后代的全部结果一一统计 而自交仅限于同种基因型互交 因此 子代情况只需要统计各自交结果即可 3 测交 就是让杂种 F1 与隐性纯合子相交 来测Fl的遗传因子组成以及F1产生配子的种类与比例 4 正交与反交 对于雌雄异体的生物杂交 若甲 乙 为正交 则乙 甲 为反交 5 回交 是指杂种与双亲之一相交 其中杂种与隐性亲本回交称为测交 说明 孟德尔遗传实验的科学方法1 杂交的科学实验方法 1 去雄 图15 3 过程 确定被研究的相对性状 选择好父本和母本 先除去母本未成熟花的全部雄蕊 注意去除干净 彻底 然后套上纸袋 2 人工授粉 下图 过程 待雌蕊成熟时 采集另一植株的花粉 撒在去雄花的雌蕊柱头上 再套上纸袋 3 记录数据 统计分析 详细记录杂交各代的系谱 用统计法处理结果 2 父本 母本的认定两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉 不同植株的花进行异花传粉时 供应花粉的植株叫做父本 接受花粉的植株叫做母本 3 性状类 活学巧记 相对性状 豌豆 的 高度 这一性状中的 高茎和矮茎 是一对相对性状 两个同 同种生物 同一性状 一个不同 不同表现类型 而豌豆的白花和绿叶 猪的黑毛和牛的黄毛都不能称为相对性状 注意 显性的表现形式 1 完全显性 具有相对性状的两个亲本杂交 所得的F1与显性亲本的表现完全一致的现象 被称为完全显性 如豌豆的紫花和白花 2 不完全显性 指具有相对性状的两个亲本杂交 所得F1表现为双亲的中间类型的现象 如金鱼草的花色遗传 纯合红花 CC 与白花 cc 杂交得F1 Cc 表现为粉红色 F1代表现型比是1 2 1 3 共显性 具有相对性状的两个亲本杂交 所得的F1个体同时表现出双亲的性状 即为共显性 如马的毛色 4 遗传因子类 1 显性遗传因子 控制显性性状的遗传因子 2 隐性遗传因子 控制隐性性状的遗传因子 5 个体类 1 表现型 生物个体所表现出来的性状 2 遗传因子组成 与表现型有关的遗传因子组成 3 纯合子 遗传因子组成相同的个体 4 杂合子 遗传因子组成不同的个体 注意 等位基因 相同基因 非等位基因与复等位基因的联系和区别 1 等位基因 杂种体内 同源染色体上同一位置上控制着相同性状的基因 具有等位基因的个体一定是杂合体 如图15 4中的D与d A与a B与b都是等位基因 2 相同基因 纯合体内 一对同源染色体的同一位置上控制相同性状的基因 杂交后代不发生性状分离 如图15 4中的E与E 图15 4 3 非等位基因 控制不同性状的不同对等位基因之间互为非等位基因 它在体细胞中有三种表现形式 a 一对同源染色体的不同位置上的基因 b 同一条染色体的不同位置的基因 c 不同对的同源染色体上的基因 如图中A与D A与d a与D a与d D与E d与E等 或者同源染色体不同位置上的两个基因 如A与B A与b a与B a与b 答案 C 解析 豌豆为雌雄同株 自花授粉且是闭花授粉 自然状态下都是自交 孟德尔的豌豆杂交实验是人工杂交 在花蕾期人工去雄 点评 要注意花的结构与类型 特别是人工杂交时应注意的问题 让学生能够透彻理解关于遗传的各种概念 并熟练地应用 在高考中直接考查此类概念的题不多 但理解这类概念是解决有关遗传问题的前提 如果对概念理解不到位 就会影响问题的正确解决 如下面的变式题 答案 D 解析 A中因为豌豆是自花传粉 闭花授粉 为实现亲本杂交 应在开花前去雄 B研究花的构造必须研究雌雄蕊的发育程度 C中不能根据表现型判断亲本的纯合 因为显性杂合子和显性纯合子表型一样 D是正确的 探究点二显隐性性状的确定 在分析解决遗传问题时 首先应判断性状的显隐性关系 判断性状的显隐性关系有以下两种方法 1 如果具有相对性状的个体杂交 子代只表现出一个亲本的性状 则子代表现出的那种性状为显性性状 如 某植物红花 白花 子代全开红花 则红花性状为显性 白花性状为隐性 2 如果两个性状相同的亲本杂交 子代出现了不同的性状 则这两个亲本一定是显性杂合子 子代新出现的性状为隐性性状 如 某植物红花 红花 红花 白花 则红花性状为显性性状 子代出现的白花性状为隐性性状 3 具有多对性状的个体 要针对每一对性状分别加以区分 答案 D 解析 依题意可知 无尾是显性性状 A 有尾是隐性性状 a 符合基因分离定律 但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫且比例总是接近2 1 这说明无尾猫是杂合 Aa 的 纯合 AA 致死 点评 将基因的分离定律与生物的变异有机地结合 考查了综合运用所学知识解决问题的能力 特别是分析无尾猫自交多代 但发现每一代中总会出现有尾猫约占l 3 而不是1 4的原因是纯合 AA 致死 是解决本题的关键 基因致死可以分为两种 一种是合子致死 如本题 合子含隐性或显性致死基因并在纯合状态下有致死效应 另一种是配子致死 配子含有隐性或显性致死基因时有致死效应 做下面的变式题 体会高中生物学中的 遗传特例 答案 1 Aaaa 2 AA 3 图15 5 解析 根据B组遗传实验结果 黄色鼠的后代中出现了黑色鼠 推知黄色对黑色为显性 其中黑色个体为纯合子 aa B组亲本中的黄色个体一定为杂合子 Aa 由于杂合子自交后代的遗传因子组成为lAA 黄色 2Aa 黄色 1aa 黑色 而实际产生出的后代为黄色鼠 黑色鼠 2 1 则最可能是由于AA个体在胚胎发育过程中死亡 存活的黄色鼠的遗传因子组成为Aa 探究点三基因分离定律的解题思路 答案 B 解析 方法一 由于抗感病与无有芒之间是独立遗传的 对芒的有无性状进行选择 拔掉有芒 时 对抗感病性状没有影响 因此 本题实际上就是一对性状的连续自交问题 即F1 抗病杂合子 连续自交2代所得F3的感病性状比例问题 由杂合子自交2代后 杂合子的比例为1 4 显性与隐性纯合子的比例相等 即可得到隐性纯合子的比例为 1 1 4 1 2 3 8 方法二 设抗病基因为A 感病为a 无芒为B 则有芒为b 依题意 亲本为AABB和aabb F1为AaBb F2有4种表现型 9种基因型 拔掉所有有芒植株后 剩下的植株的基因型及比例为1 2AaB 1 4AAB 1 4aaB 剩下的植株套袋 即让其自交 则理论上F3中感病植株为1 2 1 4 Aabb自交得1 4aabb 1 4 aabb 3 8 故选B 点评 解答此题的关键是拔掉不符合要求的植株后 剩下的植株的比例的计算 若不仔细往往容易出错 下面的变式题就是从不同侧面考查育种过程中某植株类型所占的比例 答案 B 解析 假设红花显性基因为R 白花隐性为r F1全为红花Rr F1自交 所得F2红花的基因型为1 3RR 2 3Rr 去掉白花 F2红花自交出现白花的比例为2 3 1 4 1 6 探究点四基因分离定律的实践应用 答案 1 P B B B B F1B B B B 让子一代随机交配 若B B 与B B 交配时F1 B B B B F2B B B B B B 从子二代B B 小鼠中选出雌性个体 2 核糖体反密码子酶降低了反应的活化能 3 反应本身能进行 酶只是改变了反应的速度基因越多 酶浓度越高 产物越多 解析 本题以G酶的相关性状为话题 考查基因分离定律知识的应用 1 让正常小鼠与B B 雄性小鼠交配产生足够数量的后代 后代雌雄小鼠都会有一部分基因型为B B 的个体 让其自由交配 会有基因型为B B 个体之间的交配 其子代中会产生基因型为B B 的个体 选出这种基因型的个体中的雌性 即为所需 2 B基因控制G酶的合成 其中翻译过程在核糖体上进行 通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别 将氨基酸转移到肽链上 酶的催化反应具有高效性 是因为酶能降低化学反应所需的活化能 3 题图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系 B B 个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生 这是因为血浆中的H2S不仅仅由G酶催化生成 通过比较B B 和B B 个体的基因型 G酶浓度与H2S浓度之间的关系 可得出的结论是基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度 点评 尽管此题似乎不是成对的基因之间的关系 但性状的传递方式与一对基因的遗传规律相一致 因此 本题实际上是考查了基因分离定律的应用 答案 1 青 2 性状分离3 1 3 1 2测交F1相关的基因组成 4 金定 5 统计学基因分离 解析 本题考查考生对基因分离定律 显隐性判断及其几种交配方式等知识的掌握情况 1 可知第3组和第4组后代的表现型比例为3 1 可以判断出青色为显性性状 2 第1 2组的F1自交后 所生后代 第3 4组 在产蛋时均表现出了性状分离的现象 即F2产出青色和白色鸭蛋 且比例接近3 1 3 第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近1 2 即青色 白色 1 1 与测交时表现一致 可确定此种杂交方式为测交 常用于检验F1个体的基因组成 即基因型 4 第1 2组的少数后代产白色蛋 说明双亲中显性性状 金定鸭 的个体中混有一定数量的杂合子 5 根据表中各种杂交组合的后代的产蛋情况 进行统计分析 F1自交后代产蛋比例接近3 1 F1与隐性个体杂交后代的产蛋比例接近1 1 可以确定鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的基因分离定律 黄圆 9 3 3 1 YyRr 16 4 9 YYRR YyRR YyRr YYRr Yyrr YYrr yyRR yyRr yyrr 隐性类型 测定F1基因型 YyRr yyRr yyrr 黄色皱粒 1 1 1 1 遗传因子的分离和组合 成对的遗传因子 遗传因子自由组合 探究点一有关基因自由组合的计算问题 1 程序 将问题分解为多个1对基因 相对性状 的遗传问题并按分离定律分析 运用乘法原理组合出后代的基因型 或表现型 及概率 2 原理 每对等位基因的传递都遵循分离定律且互为独立事件 3 优点 化繁为简 提示 1 某个体产生配子的类型等于各对基因单独形成配子种数的乘积 2 任何两种基因型 表现型 的亲本相交 产生子代基因型 表现型 的种数等于亲本各对基因型 表现型 单独相交所产生基因型 表现型 的乘积 3 子代中个别基因型 表现型 所占比例等于该个别基因型 表现型 中各对基因型 表现型 出现概率的乘积 答案 D 解析 就3对性状而言 每对性状均可产生2种表现型和3种基因型 显性纯合子1 4 杂合子1 2 隐性纯合子1 4 根据自由组合定律的知识可知 后代表现型为2 2 2 8种 AaBbCc个体的比例为1 2 1 2 1 2 1 8 Aabbcc个体的比例为1 2 1 4 1 4 1 32 aaBbCc个体的比例为1 4 1 2 1 2 1 16 点评 对于基因自由组合定律中的概率计算问题 可利用分枝法解决 即先将分别写出每对性状后代中的每种基因型 表现型 概率 再将所需基因型 表现型 组合在一起 并将相应的概率相乘 即可得到相应基因型 表现型 的概率 对一对性状而言 如果由一对基因决定时 遵循基因分离定律 如果由位于非同源染色体上的几对基因控制时 遵循基因自由组合定律 请做下面的变式题体会方法的灵活运用 把问题分解为多个1对基因 相对性状 的遗传问题并按分离定律分析来解决自由组合问题 答案 B 解析 两对基因独立遗传 由于麦粒颜色随R的增加而逐渐加深 也就是颜色主要与R的多少有关 F2个体中含有R的数量有4 3 2 1和0五种情况 对应五种表现型 探究点二基因的自由组合定律在实践中的应用 1 指导杂交育种在育种工作中 人们用杂交的方法 有目的地使生物不同品种间的基因重新组合 以便使不同亲本的优良基因组合到一起 从而创造出对人类有益的新品种 例如 在水稻中 有芒 A 对无芒 a 是显性 抗病 R 对不抗病 r 是显性 有两个不同品种的水稻 一个品种无芒 不抗病 另一个品种有芒 抗病 人们将这两个不同品种的水稻进行杂交 根据自由组合定律 在F2中分离出的无芒 抗病 aaRR或aaRr 植株应该占总数的3 16 其中 占总数1 16是纯合类型 aaRR 占总数2 16是杂合类型 aaRr 要进一步得到纯合类型 还需要对无芒 抗病类型进行自交和选育 淘汰不符合要求的植株 最后得到能够稳定遗传的无芒 抗病的类型 2 遗传病的预测与诊断在医学实践中 人们可以根据基因的自由组合定律来分析家庭中两种遗传病同时发病的情况 并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率 为遗传病的预测和诊断提供理论依据 例如 在一个家庭中 父亲是多指患者 由显性致病基因P控制 母亲的表现型正常 他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子 由隐性致病基因d控制 基因型为dd 根据基因的自由组合定律可以推知 父亲的 基因型应该是PpDd 母亲的基因型应是ppDd 根据父母亲的基因型 可以推断出他们后代有可能出现4种不同的表现型 它们是 只患多指 只患先天聋哑 既患多指又患先天聋哑 表现型完全正常 利用自由组合定律预测遗传病的概率 以上规律可用图16 1帮助理解 解析 由表中F1的表现型及其植株数可知 两对性状均呈现出固定的比例 因此 都属于细胞核遗传 且花叶病的抗性基因为显性 1 组合一中的母本基因型为BBrr 由于组合二的后代中出现了不抗病的后代 因此 组合二中父本的抗病基因组成为杂合子 即组合二中父本的基因型为BbRr 答案 1 BbRRBbRr 2 子叶深绿抗病 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶浅绿不抗病3 1 6 2 3 80 4 BR与BR BR与Br 5 用组合一的父本植株自交 在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料 2 分析表中数据可知 F1中的子叶浅绿抗病植株的基因型为BbRr 其自交后代F2的成熟植株中会出现子叶深绿抗病 3 12BBR 子叶深绿不抗病 1 12BBrr 子叶浅绿抗病 6 12BbR 子叶浅绿不抗病 2 12Bbrr 其比例为3 1 6 2 3 子叶深绿 BB 与子叶浅绿 Bb 植株杂交所得F1的成熟植株基因型及其比例为1 2BB 1 2Bb 让F1随机交配则所得F2的基因型及其频率为9 16BB 6 16Bb 1 16bb 但bb植株不能成熟 因此 成熟植株中B的基因频率为 9 16 3 16 15 16 4 5 即80 4 要想通过单倍体细胞的原生质体融合获得子叶深绿植株 则原生质体均必须含有B基因 若要获得抗病植株则至少有一个原生质体含有R基因 因此 可以有BR与BR BR与Br两种组合 5 由上面的分析可知 组合一中父本基因型为BbRR 让其自交得到子代 子代中深绿个体即为所需 此种方法只需一年即可得到 值得注意的是 尽管单倍体育种的方法也能在一年内获得子叶深绿抗病的纯合植株 但操作较为复杂 且题中具有RR的个体 而子叶深绿可通过性状表现直接选择 因此不宜选择单倍体育种方法获得 探究点三两对基因控制一对性状的特殊遗传现象 某些生物的性状由两对等位基因控制 这两对基因在遗传的时候遵循自由组合定律 但是F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的性状分离比如9 3 4 15 1 9 7 9 6 1等 分析这些比例 我们会发现比例中数字之和仍然为l6 这也验证了基因的自由组合定律 具体各种情况分析如下表 答案 1 两 2 AaBbaaBB AAbb aabb 3 Aabb aaBBAAbb aaBb遗传图解 可写下列任意一组 P 白花 白花P 白花 白花基因型Aabb aaBB基因型aaBb AAbbF1 紫花 白花F1 紫花 白花1 11 1基因型AaBbaaBb基因型AaBbAabb 自交 自交F2 紫花 白花F2 紫花 白花9 79 7 4 紫花 红花 白花 9 3 4 5 T DNA 标记基因 复制原点 解析 本题考查基因对性状的控制以及遗传规律的有关知识 1 从紫花形成的途径可知 紫花性状是由A与a B与b等2对基因控制 2 根据F1紫花植株自交后代F2中的紫花 白花 9 7 可推测F1紫花植株的基因型为AaBb F2中紫花植株的基因型是A B 白花植株纯合体的基因型是aaBB AAbb aabb 3 依题意 可以推测F1两亲本白花植株的杂交组合 基因型 是Aabb aaBB或AAbb aaBb 两亲本白花植株杂交的过程遗传图解表示如下 P 白花 白花P 白花 白花基因型Aabb aaBB基因型aaBb AAbbF1 紫花 白花F1 紫花 白花1 11 1基因型AaBbaaBb基因型AaBbAabb 自交 自交F2 紫花 白花F2 紫花 白花9 79 7 4 若中间产物是红色 形成红花 那么基因型为AaBb的植株自交 子一代植株的表现型及比例为紫花 9A B 红花 3A bb 白花 3aaB 1aabb 9 3 4 点评 当某一性状为n对基因控制 且各对基因独立遗传时 后代表现型的比例将是 3 1 n变化得到 如本题中AaBb自交 若中间产物为白色 则表型比例为9 A B 7 3A bb 3aaB 1aabb 若中间产物为红色 则表型比例为9 A B 3 3A bb 4 3aaB 1aabb 都是9 3 3 1的变形 下面的变式题是从不同角度考查 3 1 n的应用 5 依题意 标号所示结构的名称 是T DNA 是标记基因 是复制原点 答案 C 解析 由图中代谢过程可知 香豌豆只有酶B和酶D同时存在时 才会有紫色素的产生 若仅有酶B 则开蓝花 因此 从遗传物质上看 只有香豌豆基因型为B D 时 才能开紫花 基因型为bbDd的香豌豆植株不能合成中间物质 所以开白花 C中的亲本杂交后代基因型有四种 BbDd Bbdd bbDd bbdd 1 1 1 1 其中BbDd开紫花 Bbdd开蓝花 bbDd和bbdd均开白花 后代表现型比例应为1 1 2 亲本BbDd自交 后代基因型为B D B dd bbD bbdd 9 3 3 1 其中B D 开紫花 B dd开蓝花 bbD 和bbdd均开白花 表现型比例为9 4 3 有性生殖 减半 精 卵 原细胞 同源染色体 次级精 卵 母细胞 精细胞 卵细胞 精子 细胞质 自由组合 交叉互换 卵细胞 精子 受精卵 头部 细胞膜 细胞核 卵细胞 染色体 体细胞 精子 卵细胞 染色体 遗传和变异 探究点一区分容易混淆的几组概念 图17 1 1 染色体与染色单体 染色体的条数是以着丝点来计数的 有一个着丝点就有一条染色体 如17 1图中有4个着丝点 即有4条染色体 染色单体是细胞分裂间期染色体复制后形成的由一个着丝点连接的2条完全相同的子染色体 这两条子染色体叫姐妹染色单体 如图中aa bb cc dd 染色单体存在的时期是染色体复制以后 着丝点分裂之前的一段时期 非姐妹染色单体是指四分体中不在一条染色体上 即不共有着丝点 的染色单体 如图中a与b b 四分体中的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换 2 同源染色体和非同源染色体同源染色体 指一条来自父方 一条来自母方 大小 形态一般相同的两条染色体 在减数分裂过程中 先联会形成四分体后再分离 如图中1和2 3和4 注 同源染色体存在于减数分裂过程中 也存在于有丝分裂过程中 只不过在有丝分裂过程中不发生联会 X Y是一对特殊的同源染色体 尽管大小 形状不同 但减数分裂过程中出现联会现象 非同源染色体 除了同源染色体 任意两条即为非同源染色体 如图中1和3 1和4 2和3 2和4共四对 3 联会和四分体联会 发生在精 卵 原细胞减数第一次分裂的前期 同源染色体两两配对的现象 四分体 每一对同源染色体就含有四个染色单体 1个四分体有1对同源染色体 有2条染色体 4个染色单体 4 个DNA分子 四分体中非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换 同源染色体的对数 四分体的个数 4 四个概念的比较图形ABC图17 2 说明 1 A B C细胞中都含有2条染色体 2 A B C都有一对同源染色体 3 C细胞有四分体 1对同源染色体 1个四分体 4 B C细胞中都有染色单体 5 A细胞内有2个DNA分子 B C细胞内有4个DNA分子 6 1个四分体 1对同源染色体 2条染色体 4条染色单体 4个DNA分子 答案 C 解析 细胞膜开始缢缩 说明该细胞正在分裂 细胞内染色体数与DNA分子数相等 没有染色单体 说明着丝点已经分裂 不可能在细胞分裂的中期 细胞内的染色体数为10条 说明分裂形成的子细胞的染色体数将是5条 奇数 该细胞进行的是减数第二次分裂 不可能是有丝分裂中期 处于减数第二次分裂后期和末期的细胞 一是不可能进行DNA复制 二是基因自由组合发生在减数第一次分裂中 不能发生在减数第二次分裂 点评 一是认真审题 找出解题的关键点 如细胞膜缢缩说明细胞正在分裂 二是理清染色体 染色单体和DNA分子数目的变化 染色体数与DNA分子数相等 说明细胞在分裂后期或末期 三是明确各期特点 DNA复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期 基因自由组合发生在减数第一次分裂后期 四是二倍体动物细胞有丝分裂形成的子细胞中 染色体数应为偶数 认真审题 仔细分析做下面的变式题 特别提醒 一是四分体是在减数第一次分裂过程中 每对同源染色体联 会形成一个四分体 二是等位基因是位于一对同源染色体上 控制同一性状不同类型的不同基因 如A与a 三是随着染色体的复制 遗传物质 基本单位是基因 也随之加倍 答案 B 解析 本题以荧光标记为手段 考查减数分裂过程中四分体的相关知识 由于染色体经过复制 基因也随之加倍 使每个四分体上的同名基因含有4个 即2个A和2个a或2个B和2个b 若2对等位基因位于一对同源染色体上 则1个四分体中将出现4个黄色和4个绿色荧光点 若2对等位基因位于2对同源染色体上 则每个四分体中将出现4个黄色或4个绿色荧光点 探究点二减数分裂中各成分的规律性变化 1 变化规律 2 数目变化的曲线模型3 精子和卵细胞的形成过程比较 1 减数分裂是有性生殖生物的遗传和变异的细胞学基础 减 间期复制 基因突变 减 前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换 减 后期非同源染色体上的非等位基因重组 基因重组 另外 减数分裂中也可能发生染色体结构和数目的改变 染色体变异 2 配子种类 假设一个精 卵 原细胞中有n对同源染色体 则形成配子 精子或卵细胞 的可能性 不含交换 为2n种 完全含父方 或母方 染色体的配子占的比例是1 2n 非同源染色体自由组合的方式有2 n 1 种可能性 不论精 卵 原细胞内含有多少对染色体 一个精 卵 原细胞减数分裂 形成的次级精 卵 母细胞的实际数目都是2个 1个 实际种类均为2种 1种 减数分裂 形成的精子 卵细胞 实际数目都是4个 1个 实际种类均为2种 1种 答案 A 解析 图17 4 a 中DE段不含染色单体 不可表示减数第一次分裂的后期 图17 4 b 中细胞的着丝点已分裂 1条染色体上有1个DNA分子 而处于图17 4 a 中的BC段是1条染色体上有2个DNA分子 图17 4 b 中细胞应含8条染色体 8个DNA分子 4个染色体组 点评 通过减数分裂各时期图像的展示 理解分裂过程中染色体的行为变化和每条染色体DNA数目变化等规律 是相关知识的综合运用 探究点三二倍体生物细胞分裂图像鉴别 解析 减数第一次分裂后期 理由同源染色体分离 为减数第一次分裂中期 理由同源染色体排列在赤道板两侧 为减数第二次分裂后期 理由没有同源染色体 着丝点分裂 减数第二次分裂中期 理由没有同源染色体 着丝点排列在赤道板上 所以答案为 答案 B 点评 1 有丝分裂与减数分裂图像 二倍体生物细胞 的区别如下 1 判别方法 方法一 方法二 2 减数分裂细胞名称的判别方法 二倍体生物细胞 1 若细胞质分配不均等 一定是卵细胞形成过程中的有关图像 含有同源染色体的 则为初级卵母细胞图 不含同源染色体的 则为次级卵母细胞图 2 若细胞质分配均等 含有同源染色体的 则为初级精母细胞 不含同源染色体的 可能是次级精母细胞 也可能是第一极体 做下面的变式题 判断分裂方式和时期 解析 该细胞处于减数第二次分裂的后期 由于细胞质相对均等分裂 该细胞应是次级精母细胞 细胞内无同源染色体 细胞中的同源染色体组成是1 3或2 4 答案 D 探究点四减数分裂是基因自由组合定律的细胞学基础 1 减数分裂与基因自由组合定律 2 基因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 在进行减数分裂形成配子的过程中 同源染色体上的等位基因彼此分离 同时非同源染色体上的非等位基因自由组合 3 杂合子 YyRr 产生配子的情况 解析 该题综合考查有丝分裂 减数分裂和遗传规律的相关知识 控制长翅与残翅 直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上 所以这两对相对性状的遗传不符合基因的自由组合定律 从题图中得知 A和b连锁 a和b连锁 D和d在另一对同源染色体上 该昆虫的一个初级精母细胞产生的四个精细胞 两两相同 答案 1 不遵循 控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上 2 AbD abd或Abd abD 3 A a b b D d 4 有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 5 aabbdd aaBBdd AabbDd AaBBDd 其基因型为AbD abd或Abd abD 该细胞在有丝分裂的间期染色体复制 基因也复制 在后期两套基因随着姐妹染色单体的分开移向细胞两极 即每一极都有A a b b D d 该昆虫可进行有丝分裂和减数分裂 在这两种分裂的间期D基因复制 而两个D基因的分离是随着姐妹染色单体的分开而分离 即有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 要验证基因的自由组合定律 实质是验证A a与D d的自由组合 要排除B和b基因的影响 即让交配后代中B和b控制的性状只有一种 所以是让该个体与aabbdd或aaBBdd进行交配 即测交 AaDd aadd 也可与AabbDd或AaBBDd进行交配 即自交 AaDd AaDd 点评 精子 卵细胞是亲子代之间联系的桥梁 它们将亲代的DNA传递给子代 受精卵中的染色体数与正常体细胞相等 且一半来自父方 一半来自母方 但细胞质则几乎都来自卵细胞 即细胞质中的遗传物质几乎都来自母方 而且在卵细胞形成时的分配是随机的 不均等的 它们决定了细胞质遗传的两大特点 母系遗传 杂交后代不出现一定的分离比 受精作用中 精子与卵细胞随机结合是遗传基本规律的重要条件之一 基因重组发生于减数分裂中 而不是在受精作用中发生的 下面的变式题是从不同侧面考查减数分裂的特点 解析 A中经减数分裂产生的卵细胞中含有10条染色体 但这10条染色体大小和形态各不相同 减数分裂中非同源染色体自由组合的同时非同源染色体上的非等位基因也自由组合 而同一条染色体上的非等位基因不会自由组合 人的细胞中还有23对同源染色体 故初级精母细胞中含有92条染色单体 产生的精子中有23条染色体 在减数第一次分裂的四分体时期会发生非姐妹染色单体之间的交叉互换 答案 D 独立性 完整性 形态特征 体细胞 母方 父方 等位 一个 同源染色体 一条染色体 等位 非同源 染色体 载体 同源染色体 等位 1 1 3 1 非同源染色体 非等位 性状 1 1 1 1 9 3 3 1 性别 X染色体 XbXb XbY 男性 隔代交叉 父亲 儿子 X染色体 XAXA XAXa XAY 女性 世代连续 母亲 女儿 Y 等位基因 男 预测 优生 诊断 遗传物质 受一对等位基因 家族聚集现象 群体 数目 先天性疾病 基因 基因 基因 环境 有限 探究点一基因与性状的关系 1 萨顿假说 1903年美国遗传学家萨顿在研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程时提出 1 假说内容 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的 即基因在染色体上 2 假说依据 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 主要体现在以下几个方面 基因在杂交过程中保持完整性和独立性 染色体在 配子的形成和受精过程中 也有相对稳定的形态结构 在体细胞中基因成对存在 染色体也是成对的 在配子中成对的基因只有一个 同样 成对的染色体也只有一条 体细胞中成对的基因一个来自父方 一个来自母方 同源染色体也是如此 非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的 3 研究方法 类比推理方法 将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比 根据其惊人的一致性 提出基因位于染色体上的假说 2 基因与性状的关系 1 基因控制生物性状的方式 基因是控制性状的遗传物质的结构和功能单位 不同的基因控制不同的性状 基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的 结构蛋白直接控制细胞结构结构基因 酶或激素间接控制细胞代谢 性状 2 基因与性状的数量关系 有的生物性状由一对基因控制 有的由多对基因控制 答案 1 呈线性排列 2 不遵循 控制黄身和朱红眼的两个基因位于同一条染色体上 不是位于非同源染色体上 3 当出现杂合体时 隐性基因不能表达 基因的选择性表达 基因的表达还与环境有关 4 染色体结构变异 染色体片段倒置 5 常染色体上 解析 1 分析题图可以明显看出 基因与染色体的关系是 基因在染色体上呈线性排列 2 由于控制黄身和朱红眼的两个基因位于同一条染色体上 因此这两个基因在形成配子时 不遵循孟德尔遗传定律 3 若该基因为隐性基因或基因的选择性表达或受环境的影响等原因 一 点评 本题综合考查了基因与染色体的关系 解题关键在于理解自由组合定律的实质 染色体变异的各种类型的区别 做下面的变式题从另一角度理解自由组合定律的实质 条染色上的所有基因并一定能全部表达 4 分析图 a 与图 b 可以发现这对同源染色上控制黄身 白眼 红宝石眼 截翅和朱红眼的基因颠倒了 因此某一染色体发生了结构变异 5 正反交结果保持一致的杂交实验一般可以说明控制性状的基因在常染色体上 答案 B 解析 首先要清楚测交的含义 测交是让F1与隐性纯合子杂交 用来测定F1基因型的方法 由于隐性纯合子只产生一种带隐性基因的配子 它不会掩盖F1配子中基因的表现 因此据测交后代的结果可反映出F1产生的配子的基因型及分离比 据题意可知 测交用的隐性纯合子产生一种配子的基因型为abc 而测交的结果得到的是aabbcc AaBbCc aaBbcc AabbCc 1 1 1 1 由此可推出F1产生配子的基因型及比例为abc ABC aBc AbC 1 1 1 1 只有选项B图符合 答案选B 探究点二伴性遗传与遗传基本规律的关系 1 与基因分离定律的关系 1 伴性遗传遵循基因的分离定律 伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传 若就一对相对性状而言 则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传 2 伴性遗传有其特殊性a 雌雄个体的性染色体组成不同 有同型和异型两种形式 b 有些基因只存在于X或Z染色体上 Y或W上无相应的等位基因 从存在于性杂合子 XbY或ZdW 内单个隐性基因控制的性状也能体现 c Y或W染色体上携带的基因 在X或Z染色体上无相应的等位基因 只限于在相应性别的个体之间传递 d 性状的遗传与性别相联系 在写基因型 表现型和统计后代比例时一定要与性别联系 如XBY 2 与基因自由组合定律的关系在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制以的两对或两对上的相对性状遗传时 由位于性染色体上基因控制的性状按伴性遗传处理 由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 整体上则按自由组合定律处理 3 两种染色体上基因传递规律的比较由常染色体上的基因控制的遗传疾病 其基因的传递规律是父 母各把每对基因中的一个基因随机传给子女 没有性别差异 也就是说 子 女体细胞中的每对基因 一个来自父方 一个来自母方 由基因突变产生的性状不在此研究范围 在伴X染色体的遗传过程中 基因的传递规律是 父亲的X染色体及其上的基因只能传给他的女儿 母亲的两个X染色体及其上的基因 随机地把一个传给她的儿子或女儿 儿子的X染色体及其上的基因只能来自母亲 女儿的两个X染色体 一个来自父亲 一个来自母亲 基因的传递具有性 别的差异 这也是伴性遗传的显著特点 在伴Y染色体的遗传中 Y染色体及其上的基因 只能由父亲传给儿子 代代相传无一例外 而女性体内不存在此种基因 性状只在男性中出现 说明 性染色体同源区段基因的特殊遗传方式 图18 3为X Y染色体的结构模式图 为X Y染色体的同源区段 假设控制某个相对性状的基因A a 位于X和Y染色体的 片段 那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别 图18 3例如 母本为XaXa 父本为XaYA 则后代男性个体为XaYA 全部表现为显性性状 后代女性个体为XaXa 全部表现为隐性性状 再如母本为XaXa 父本为XAYa 则后代男性个体为XaYa 全部表现为隐性性状 后代女性个体为XAXa 全部表现为显性性状 答案 1 64 2 黑色灰色 3 AaZBWAaZBZB 4 AaZbWAaZBZb3 3 2 解析 1 根据表格内容可知 黑鸟的基因型有AAZBZB AAZBZb AaZBZB AaZBZb AAZBW AaZBW6种 灰鸟的基因型有AAZbZb AaZbZb AAZbW AaZbW4种 2 基因型纯合的灰雄鸟的基因型为AAZbZb 杂合的黑雌鸟的基因型为AaZBW 子代基因型为AAZbW AaZbW AAZBZb AaZBZb4种 雄鸟为黑色 雌鸟为灰色 3 根据子代的性状只有黑或白 两亲本均含有a基因 且雌性个体中不含Zb基因 由此可确定雌性亲本基因型为AaZbW 雄性亲本为AaZBZB 4 同上 后代有三种表现型 则亲代雄性两对基因都杂合 基因型为AaZBZb 雌性亲本基因型为子代基因型AaZBW 可推得子代的表现型比例为3 3 2 点评 鸟类的性别决定为ZW型 雌性性染色体组成为ZW 雄性性染色体组成为ZZ 本例题涉及的基因位于性染色体的非同源区段 位于性染色体的同源区段的基因又是如何遗传的呢 做下面的变式题 弄清致病基因所在位置与染色体传递的关系 是准确区分Y染色体非同源区段 X染色体非同源区段和X Y染色体同源区段遗传病的关键 如基因位于Y染色体非同源区段时 具有限雄的特点 X染色体非同源区段时 会表现出伴X染色体遗传的特点 答案 1 Y的差别 2 常染色体隐性 X连锁显性 伴X染色体显性 1 4 1 200 3 HIB HhIAIB 7 16 解析 1 Y的差别部分指只位于Y染色体上 只能由父亲传给儿子不能传给女儿 2 由 1和 2