重点高中生物必修二第二章基因和染色体的关系

1、重点高中生物必修二第二章基 因和染色体的关系作者:日期:高中生物必修二 第二章 基因和染色体的关系、减数分裂 1、定义：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。1范围：进行 有性生殖的细胞。2时期：原始生殖细胞特殊的体细胞t成熟生殖细胞3 特点：在减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。4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。2、减数分裂的过程：1精细胞的形成过程：在睾丸中精原细胞t初级精母细胞 t次级精母细胞 t精细胞变形为精 子I、间期精原细胞DNA复制、相关蛋白质的合成，染色体复制，每条染色体上有两 条姐妹

2、染色单体，成为初级精母细胞与有丝分裂间期相同n、减数第一次分裂期 初级精母细胞 -*ll Wfeftl (f 前期：同源染色体联会，形成四分体，四分体中的 非姐妹染色 单体之间可能发生交叉互换，交换局部片段。又称四分体时期 中期：同源染色体排列在赤道板上下两侧。 后期：同源染色体别离，非同源染色体自由组合，在纺锤丝的牵引下，移向细胞两极。 末期：细胞一分为二，形成两个次级精母细胞。川、减数第二次分裂期次级精母细胞32：| .L也咯：yi *前期：染色体散乱地分布在细胞中。中期：染色体着丝点排列在赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。末期：细胞一分为二，形成四个精细胞(

3、2 )卵细胞的形成过程与精细胞的形成过程的异同点： 相同点：形成过程与精子根本相同， 经过减数第一次分裂和减数第二次分裂后形成卵细胞。次级卵母细胞，小的细胞叫做极卵细胞，小的细胞叫做极体；而 精子的形成场所在 睾丸，卵细胞的形成场所在 卵巢。 初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成一个大的细胞叫做 体；次级卵母细胞经过减数第二次分裂产生的大的细胞叫做 减数第一次分裂产生的极体也分裂成 两个极体。 精子的形成细胞质均等分裂；卵细胞的形成细胞质不均等分裂 精子形成需要变形，卵细胞形成不需要变形。减数分裂的结果：1个精原细胞产生4个精子；1个卵原细胞产生1个卵细胞和3个极体。3、减数分裂相关的概念认识(

4、1) 交叉互换：发生在减数第一次分裂前期，同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕并交换片段。该变异属于基因重组(2) 联会：发生在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。形态大小相同(3) 四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，故称为四分体。4、同源染色体、姐妹染色单体的识别：(1) 同源染色体特点：一条来自父方一条来自母方，一般能发生联会。(注：男性体细胞中的 X染色体和Y染色体是同源染色体但形态大小不同)(2) 判断是否是同源染色体:看形态大小：T不同：非同源染色体看染色体行为：T不能联会：非同源染色体T能联会：同源染色体(3) 判断是否是姐妹染色单体：是否连接在同一个着

5、丝点上 ，假设是那么是姐妹染色单体(4) 右上图中：A和B; C和D是同源染色体 1和2； 3和4; 5和6； 7和8是姐妹染色单体 例如A和C或D是非同源染色体 例如1和3或4或5或6或7或8是非姐妹染色单体(5 )注意：减数第二次分裂后期着丝点分裂形成的两个染色体虽然形态大小相同但不是同 源染色体。(6)数量关系：1对同源染色体(四分体)=2条染色体=4条染色单体5、减数分裂过程中染色体、DNA染色单体的数量变化(1 )染色体： 减数第一次分裂末期同源染色体进入两个细胞，染色体毁色怵AM(nT 2n)-j!J L数量减半(2nn); 减数第二次分裂后期着丝点分开，染色体数目增倍 减数第二次

6、分裂末期进入两个细胞，染色体数目减半(2n t n)(2) DNA(核 DNA 间期DNA复制，数目加倍 (2n4n) 减数第一次分裂末期同源染色体进入两个细胞，DNA数量减半(4n2n); 减数第二次分裂末期进入两个细胞，DNA数目减半(2n n)(3) 染色单体(有两条姐妹染色单体同时连在同一着丝点上才存在染色单体) 间期DNA复制，染色单体出现 (4n) 减数第一次分裂末期同源染色体进入两个细胞，染色单体数量减半(4n 2n); 减数第二次分裂后期着丝点分开，染色单体消失(2m 0) 如果在直方图中出现了 数量为0那么一定是染色单体6、正常情况下产生配子的种类分析(以YyRr个体为例)(

7、1) 注意是分析一个个体还是一个性原细胞。(2) 一个精原细胞： 可能产生4种精子，实际能产生2种精子(YR yr或Yr、yR)(3) 一个卵原细胞： 可能产生4种卵细胞，实际能产生1种卵细胞(YR或yr或Yr或yR)(4) 一个雄性个体： 可能产生4种精子，实际能产生4种精子(YR yr、Yr、yR)(5) 一个雌性个体： 可能产生4种卵细胞，实际能产生4种卵细胞(YR yr、Yr、yR)7、发生在细胞分裂时的变异：(1 )有丝分裂间期：DNA复制一一基因突变(2 )减数第一次分裂间期：DNA复制一一基因突变(3) 减数第一次分裂前期：同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换一一基因重组(4) 减

8、数第一次分裂后期：非同源染色体的自由组合一一基因重组(5) 染色体变异：出现多倍体：有丝分裂后期没有形成纺锤丝牵引形成两个子细胞染色体结构的变异：一般出现在减数分裂同源染色体联会的时期(6) 对于个体(AaBb)配子异常情况 假设产生AaB或Aab或ABb或aBb配子：减数第一次分裂后期同源染色体未别离 假设产生 AAB或 aaB或AAb或aab或ABB或 aBB或Abb或abb配子：减数第二次分裂后期姐 妹染色单体未别离8、配子多样性的原因： 减数第一次分裂前期非姐妹染色单体间的交叉互换 减数第一次分裂后期同源染色体的自由组合二、受精作用1定义：受精作用是 卵细胞和精子 相互识别，融合成为受

9、精卵的过程。2、实质：精子的细胞核和卵细胞的细胞核相融合。3、特点： 受精卵的染色体核遗传物质一半来自父方，一半来自母方；质遗传物质叶绿体、 线粒体中的DNA几乎全部来自卵细胞。 仅能有一个精子和卵细胞结合，通常精子的头部进入卵细胞后，卵细胞的细胞膜会发生生理变化阻止其他精子再进入详见选修三 未受精时卵细胞的呼吸和物质合成进行缓慢；受精后受精卵迅速进行 细胞分裂、分化主要是有丝分裂。三、基因在染色体上1萨顿的假说：1研究方法：类比推理法2核心内容：基因在染色体上3 依据：基因和染色体的行为具有明显的平行关系4 平行关系的具体表现：基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中

10、也具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。 在配子中只有成对基因中的一个，也只有成对染色体中的一条 在体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是一个来自父方，一个来自母方 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。2、摩尔根的果蝇杂交实验1果蝇作为实验材料的优点: 果蝇容易饲养，繁殖快 产生后代多 相对性状多而明显3 实验方法：假说演绎法:谿:ik，- - Jxif mrLP |红眼雌X 曰眼雄n髒2实验过程：Fi红眼雌、雄J Fi雌雄交配F3 |红瞧雌、雄|白眼雄3 4143 实验结论：控制果蝇眼色的基因位

11、于X染色体上。4基因与染色体的关系：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上成 线性排列四、孟德尔遗传规律的现代解释：1别离定律的实质：在杂合子细胞中，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别离，分别进 入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。2 自由组合定律；位于非同源染色体上的非等位基因的别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别离的同时，非同源染色体上的非等位基因 自由组合。同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律五、伴性遗传n同源区1定义：控制相对性状的基因 位于性染色体上，遗传上总是

12、与性别相关联，这种现象叫做 伴性遗传。世岭 n非同源区2、XY染色体的组成：1同源区段：存在等位基因，与常染色体上的基因遗传相似，但有在性别表现上的区别。2 非同源区段：不存在等位基因3性染色体决定性别的类型：类型XY型ZW型性别雌性雄性雌性雄性体细胞染色体组成2A+XX2A+XY2A+ZW2A+ZZ性细胞染色体组成A+XA+X 或 A+YA+Z 或 A+WA+Z实例人等大局部动物鸡等鸟类、鳞翅目昆虫4注意： 性染色体决定性别只出现在 雌雄异体的生物中，雌雄同体的生物不存在性别决定问题 性别相当于一对 相对性状，其遗传遵循别离定律 性别决定后的分化发育过程受环境的影响存在：染色体倍数决定性别如

13、蜜蜂等、环境因子如温度等决定性别3、XY染色体非同源区段基因的遗传:基因的位置Y染色体非同源区段 基因的传递规律X染色体非同源区段基因的传递规律隐性基因显性基因判断依据父传子、子传孙、世代遗传连续性双亲正常子患病；女病父子必病双亲患病子正常；子病母女必病遗传规律没有显隐性之分，患者全为男性男患者多于女患者；隔代交叉遗传女患者多于男患者；连续遗传注：交叉遗传：男性患者的患病基因只能从母亲那传来，以后只能传给女儿，叫做交叉遗传4、红绿色盲的相关分析即-口口5、分析遗传图谱:步骤ns3-spy Luly I-賀旷 知il:gIBF.0-b_口)3 2fa现象及结论图谱特征判断是 否伴丫遗传假设图谱中

14、所有患者都为男性， 且患 者后代中男性全为患者，那么为伴 Y 遗传无中生有为隐性判断显隐性性状有中生无为显性确定致 病基因位 于常染色 体还是X染 色体上 双亲患病儿子正常 子患病母女必病T伴X显性遗传 i ! 双亲患病女儿正常 子患病母女不一定病f常染色体显性遗传女患病父子必病f伴X隐性遗传占总 双亲正常女儿患病 女患病父子不一定病f常染色体隐性遗传假设仍无 法判断，从可能性大 小推断 假设代代相传f可能是显性遗传f女患者多于男患者f可能是伴X显性遗传；相差无几可能是 常染色体显性遗传 假设隔代相传f可能是隐性遗传f男患者多于女患者f可能是伴X隐性遗传；相差无几可能是常染色体隐性遗传6、求两

15、病患病概率:现有遗传病甲患病概率 m和遗传病乙患病概率 n类型公式同时患两病概率nXn只患甲病概率mx (1-n )只患乙病概率n x (1-m)不患病概率(1-m) x (1-n )患病概率1- (1-m) x (1-n )只患一种病概率n x( 1-m) +mx( 1-n )或 1-【mXn+( 1-m) x( 1-n )】7、区别“男女孩患病和“患病男女孩的不同计算方法1假设是由常染色体上的基因控制 的遗传病： 男孩患病概率=女孩患病概率=后代患病的概率 生出患病男孩概率=生出患病女孩概率=后代患病的概率X1/22假设是由性染色体上的基因控制 的遗传病：、假设问：生出患病的男女孩的概率

16、t:UX桑色悴上瞳性基因使雄配子総輪】彙JE丸車I Zl Vrw覽叶疔十 w勢秋勢植聲叶型遗传21X龜色性棊與使蜡性个体致死；I在所有后代中找出患病的患病的男女孩所占的比例n在所有后代中找出患病的后代所占的比例，再xi/2假设问：生出的男女孩中患病的概率 t在所有的男女孩中找出患病的男女孩所占的比例8、致死情况：见右图1X染色体上隐性基因使雄配子致死2X染色体上隐性基因使雄性个体致死9、基因定位的遗传实验设计与分析1 判断位于常染色体还是 X染色体 假设相对性状未知且亲本均为纯合子：正交和反交假设雌雄表现型相同t位于常染色体上假设雌雄表现型不同T位于 X染色体 上 假设相对性状：隐性雌性个体X

17、显性纯合雄性个体假设子代中雌性全为显性，雄性全为隐性T位于X染色体上否那么T位于常染色体上2判断是在X染色体还是XY同源区段上显隐性以及基因位于性染色体上 隐性雌性个体X 显性纯合雄性个体假设子代中所有雄性都为显性性状t位于XY同源区段上假设子代中所有雄性都为隐性性状t位于X染色体上 杂合显性雌性个体 X 屯合显性雄性个体假设子代中所有个体都为显性性状t位于XY同源区段上3判断是位于XY同源区段遗传还是常染色体上隐性雌性个体X显性纯合雄性个体，F1自交得到F2假设F2中雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现t位于常染色体上假设F2中雄性个体都为显性性状，雌性个体中有显性和隐性性状出现t位于XY同源区段上六、人类遗传病类型不同基因控制实例遗传特点单基 因遗 传病伴Y遗传外耳道多毛症传男不传女遵循孟德尔遗传规律常染色体遗传显性多指、并指、软骨发育不全 男女患病概率相等 连续遗传隐性镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症 男女患病概率相等 不连续遗传伴X遗传显性抗维生素D佝偻病 女患者多于男患者 男患者母女必病隐性红绿色盲、血友病、进行性肌营 养不良 男患者多于女患者 女患者父子必病多基 多基因遗传病受两对以上等位 基因控制，受环 境影响原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病、唇裂、精神分 裂症 群体发病率咼 有家族聚集现象 易受环境影响一