基因与染色体关系

基因与染色体关系第一页，共七十一页，2022年，8月28日第二页，共七十一页，2022年，8月28日本章分三节，主要是按科学史的顺序，寻找孟德尔提出的遗传因子——基因在细胞中的位置。1．减数分裂与受精作用共包括3个考点，一个实验，高考命题点主要集中在减数分裂过程及与有丝分裂过程的比较、精子与卵细胞的形成及差异分析、有丝分裂与减Ⅰ和减Ⅱ分裂方式及图像的辨别、物质量变曲线所体现的分裂方式和物质类型的判定、染色体相关的概念辨析等考点。第三页，共七十一页，2022年，8月28日2．基因与性状的关系以及伴性遗传要求层次均为Ⅱ，相比旧课程教材，新课标教材淡化了性别决定的内容，由于性别决定是伴性遗传的基础，虽然在考纲中对性别决定的内容不做要求，但是在复习过程中应该强化性别决定的知识，否则很难理解伴性遗传的知识。伴性遗传的内容是高考的重点和热点，通过伴性遗传的考查，还可以考查学生对分离定律以及自由组合定律的知识的掌握程度。第四页，共七十一页，2022年，8月28日第五页，共七十一页，2022年，8月28日1．以减数分裂和有丝分裂的图像识别为命题角度实际考查细胞减数分裂和有丝分裂异同的题目一直受到历年高考命题专家青睐，选择题、简答题都有可能。细胞分裂过程中的染色体、DNA、染色单体的数量变化是高中生物的一大难点，2010、2011安徽理综、江苏生物均考查了此点，预计2012仍可能是考查的热点。结合染色体数目异常的变异类型考查细胞分裂的选择题目在近几年开始出现。第六页，共七十一页，2022年，8月28日2．几种伴性遗传图谱的识别一直是高考的热点，题型既可以是选择题也可以是简答题。有关性染色体同源区段基因的特殊遗传方式、根据性状判断生物性别的实验设计和基因在常染色体还是在X染色体上的判断与实验设计及其基因突变的位置等在近两年高考试题和模拟试题中频繁出现，命题题型主要是非选择题，希望考生密切关注。第七页，共七十一页，2022年，8月28日第八页，共七十一页，2022年，8月28日1．复习本部分内容时，围绕“基因与染色体关系”这一主线展开，首先通过减数分裂——基因与染色体平行行为，然后通过果蝇杂交实验，把基因定位在染色体上，再研究性染色体上的遗传。2．采用图、表、曲线对照比较的方法，将有丝分裂与减数分裂的两次分裂的染色体、DNA、染色单体的数目变化进行对比，对不同时期的细胞图像进行识别，从而总结出判断的方法和规律。第九页，共七十一页，2022年，8月28日3．对于伴性遗传可联系基因的分离定律和自由组合定律，并与常染色体上的基因的遗传作对比，总结出它们各自的规律。注意灵活运用隐性纯合子雌性与显性纯合子雄性杂交进行基因具体位置的判定。第十页，共七十一页，2022年，8月28日第十一页，共七十一页，2022年，8月28日第十二页，共七十一页，2022年，8月28日项目内容要求考点1.细胞的减数分裂2.精、卵细胞的形成过程3.受精作用ⅡⅡⅡ重难点1.减数分裂过程及染色体和DNA的变化2.减数分裂与有丝分裂的区别与联系第十三页，共七十一页，2022年，8月28日第十四页，共七十一页，2022年，8月28日题型年份及考卷考点选择题2010年江苏、安徽2009年广东、江苏卷减数分裂及实验非选择题2009年江苏卷、广东卷减数分裂与受精作用第十五页，共七十一页，2022年，8月28日第十六页，共七十一页，2022年，8月28日1．(2010·安徽理综，2)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2)，一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是()A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同第十七页，共七十一页，2022年，8月28日答案B解析

本题考查细胞有丝分裂和减数分裂的特点。有丝分裂产生的子细胞的DNA数目及其贮存的遗传信息是完全相同的；减数第一次分裂过程中会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，所以，初级精母细胞经减数第一次分裂后产生的两个次级精母细胞的DNA数目是相同的，但其贮存的遗传信息是不一定相同的。第十八页，共七十一页，2022年，8月28日2．(2010·江苏高考，21)人类精子发生过程中，下列说法正确的是(多选) ()A．细胞中染色单体最多可达92条B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223答案

ABC第十九页，共七十一页，2022年，8月28日解析

本题考查减数分裂过程及特点。人类正常精原细胞中染色体数目为46条，不含染色单体，减数第一次分裂前的间期，染色体复制，形成的初级精母细胞中含有染色单体，共有92条，处于减数第二次分裂前期和中期的次级精母细胞中由于染色体减半，故只含有46条染色单体，减数第二次分裂后期着丝点分裂后，每条染色体的姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，此时细胞中不存在染色单体；由于基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换都可能会导致姐妹染色单体携带的遗传信息不同；第二十页，共七十一页，2022年，8月28日染色单体的交叉互换是发生在同源染色体联会期间，而同源染色体的分离则发生在减数第一次分裂后期；一个精原细胞经减数分裂产生四个精细胞，一般情况下，是两两相同的。故D错。第二十一页，共七十一页，2022年，8月28日3．(2009·北京高考)真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代()A．增加发生基因突变的概率B．继承双亲全部的遗传性状C．从双亲各获得一半的DNAD．产生不同于双亲的基因组合答案

D第二十二页，共七十一页，2022年，8月28日解析

本题主要考查了减数分裂和受精作用的有关知识。减数分裂和随机受精并没有改变基因突变的概率，并非从双亲中分别继承了一半的遗传物质，从双亲中获得的核DNA各占一半，但细胞质DNA只能从母方获得。通过减数分裂和随机受精主要是增大了后代的变异性，产生不同于双亲的基因型。第二十三页，共七十一页，2022年，8月28日4．(2008·江苏高考)为了观察减数分裂各时期特点，实验材料选择恰当的是()①蚕豆的雄蕊②桃花的雌蕊③蝗虫的精巢④小鼠的卵巢A．①② B．③④ C．①③ D．②④答案

C第二十四页，共七十一页，2022年，8月28日解析

本题考查减数分裂的相关知识。观察细胞减数分裂的选材标准是易获得且能够观察到全部的分裂时期。高等植物的卵细胞形成过程比较复杂，且不易获取。哺乳动物(小鼠)的卵细胞形成过程比较特殊，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精；减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，次级卵母细胞经分裂产生一个成熟的卵子和第二极体。第二十五页，共七十一页，2022年，8月28日第二十六页，共七十一页，2022年，8月28日自主梳理一、减数分裂1．概念：减数分裂是进行

生殖的生物，在产生

细胞时进行的

的细胞分裂。2．特点：在减数分裂过程中，染色体

，而细胞连续

。3．结果：产生的成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少

。4．场所：高等动物的减数分裂发生在

内。有性成熟生殖染色体数目减半只复制一次分裂两次一半有性生殖器官第二十七页，共七十一页，2022年，8月28日二、精子的形成过程1．场所：人和其他哺乳动物的精子是在

中形成的，

细胞是原始的雄性生殖细胞，其染色体与

细胞的相同。2．过程：(1)减Ⅰ：间期染色体复制，每条染色体都含有两条

；分裂期初级精母细胞经过同源染色体联会、形成

、

的分离，分裂成为两个次级精母细胞。睾丸精原体姐妹染色单体四分体同源染色体第二十八页，共七十一页，2022年，8月28日(2)减Ⅱ：间期通常很短或没有间期，没有染色体的复制。分裂期染色体的着丝点分开，姐妹染色单体变成染色体，移向两极。形成四个精细胞，变形成为精子。第二十九页，共七十一页，2022年，8月28日三、卵细胞形成过程1．场所：人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。2．过程：第三十页，共七十一页，2022年，8月28日第三十一页，共七十一页，2022年，8月28日3．结果：一个卵原细胞经过减数分裂形成染色体数目减半的一个卵细胞和三个极体，不久三个极体退化消失。[互动探究]1.精子与卵细胞的形成过程有什么区别？卵细胞和精子中所含有的遗传物质含量相等吗？[提示]

精子与卵细胞的形成场所、细胞质是否均分及形成的性细胞的数量不同；细胞核中遗传物质含量(染色体上的)相等，细胞质中遗传物质不相等，卵细胞的多于精子的。第三十二页，共七十一页，2022年，8月28日2．一个精原细胞经减数分裂产生的四个精子都不相同吗？[提示]

不考虑交叉互换，产生的四个精子应是两两相同。第三十三页，共七十一页，2022年，8月28日要点归纳一、染色体与染色单体、同源染色体与四分体之间的比较1．染色体与染色单体(1)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。(2)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，染色单体存在的时期是染色体复制以后，着丝点分裂以前的一段时期。第三十四页，共七十一页，2022年，8月28日2．同源染色体和四分体(1)同源染色体是指一条来自父方，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。(2)四分体特指在减数第一次分裂时同源染色体联会后，含有4条染色单体的每对同源染色体，称为一个四分体。(3)同源染色体的对数＝四分体的个数。第三十五页，共七十一页，2022年，8月28日3．四个概念的比较可列表如下第三十六页，共七十一页，2022年，8月28日二、减数分裂过程的正确理解1．减数分裂过程中染色体的行为变化行为变化发生时期特点复制减Ⅰ间期每条染色体形成了由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体联会、交叉互换减Ⅰ前期同源染色体两两配对，形成四分体。此时往往发生同源染色体上非姐妹染色单体片段的交叉互换现象分离、组合减Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合分裂减Ⅱ后期连接两条姐妹染色单体的着丝点分裂，染色单体消失，实现了复制的遗传物质的平分第三十七页，共七十一页，2022年，8月28日2.减数第一次分裂与减数第二次分裂比较项目名称减数第一次分裂减数第二次分裂着丝点不分裂分裂染色体2n→n，减半n→2n→n，不减半DNA4n→2n，减半2n→n，减半染色体主要行为同源染色体联会、分离染色单体分开第三十八页，共七十一页，2022年，8月28日3.减数分裂过程中染色体、核内DNA数目变化曲线4．理解减数分裂过程时应注意的几点(1)染色体复制时间：在减Ⅰ的间期，即性原细胞发育成初级性母细胞的过程中，一旦复制完成，性原细胞就改称为初级性母细胞，因此同源染色体联会之前就已完成了染色体的复制。第三十九页，共七十一页，2022年，8月28日(2)减数第一次分裂过程①染色体的特殊行为：a．联会，确保每对同源染色体的配对和分离b．同源染色体彼此分离的同时非同源染色体自由组合，是两大遗传定律的细胞学基础。②减Ⅰ目的：实现同源染色体彼此分离，染色体数目减半。第四十页，共七十一页，2022年，8月28日(3)减数第二次分裂的主要特征：着丝点分裂，实现染色单体彼此分开，分裂结果是染色体数目未变，但DNA分子数减少一半，此过程与有丝分裂过程相似。与有丝分裂过程不同的是减Ⅱ不存在同源染色体。(4)减数分裂发生的场所：减数分裂仅发生在进行有性生殖的生物的生殖器官中，如卵巢、睾丸、花药、胚囊。第四十一页，共七十一页，2022年，8月28日感悟拓展1．对同源染色体的理解(1)同源染色体来源不同，一条来自父方，一条来自母方。(2)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。(3)男性体细胞中的X染色体和Y染色体形状、大小虽然不同，但却是一对同源染色体。第四十二页，共七十一页，2022年，8月28日2．染色体的变化行为(1)染色体复制只发生于减Ⅰ间期。(2)减Ⅰ同源染色体的分离导致染色体数目减半。(3)减Ⅱ与有丝分裂相似，但不同的是减Ⅱ中不存在染色体的复制，不存在同源染色体。第四十三页，共七十一页，2022年，8月28日典例导悟1图中表示一个2N＝4的生物细胞的染色体。下列叙述中正确的是 ()①如果1号染色体来自父方，则2号染色体来自母方。②如果1号和2号染色体来自父方，则3号和4号来自母方。第四十四页，共七十一页，2022年，8月28日③在减数分裂的第一次细胞分裂过程中，1号和2号染色体若移向一极，3号和4号染色体则移向另一极。④在减数分裂的第一次细胞分裂过程中，1号和3号染色体若移向一极，2号和4号染色体则移向另一极。A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析

1号和2号的形态大小相同，判断是同源染色体。同源染色体的一条来自父方，一条来自母方。图中1号和2号，3号和4号是同源染色体。所以如果1号来自父方，则2号来自母方。在减数第一次分裂时，同源染色体分离，各移向细胞的两极。所以①和④的叙述正确。答案B第四十五页，共七十一页，2022年，8月28日某同学用显微镜观察动物细胞时，发现视野右下方有一个细胞，其中含有8条大小、形态各不相同的染色体。欲将此细胞移到视野中央，并确定该细胞处于哪个时期。下列对装片操作及确定时期都正确的一组是()A．向右下方移、有丝分裂后期B．向左下方移、减数第一次分裂期C．向右下方移、减数第二次分裂期D．向左上方移、有丝分裂末期第四十六页，共七十一页，2022年，8月28日答案C解析

在显微镜操作过程中：若物像偏向哪一方，要将其移到视野的中央，装片就往偏的一方移。细胞中的染色体形态、大小各不相同，说明该细胞中无同源染色体。由于减数第一次分裂过程中同源染色体分离，故减数第一次分裂形成的子细胞中无同源染色体，即处于减数第二次分裂期的细胞中不存在同源染色体。第四十七页，共七十一页，2022年，8月28日三、动物精子和卵细胞形成过程的比较精子形成卵细胞形成场所精巢(睾丸)卵巢细胞质分裂方式两次都均等分裂初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂产生的生殖细胞数1个精原细胞产生4个精细胞1个卵原细胞产生1个卵细胞生殖细胞是否变形需要经过变形不需要变形相同点都是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞染色体数目均减半第四十八页，共七十一页，2022年，8月28日四、有丝分裂与减数分裂的比较项目有丝分裂减数分裂不同点母细胞体细胞(受精卵)性原细胞细胞分裂次数1次2次分裂过程前期染色体散乱地分布在细胞的中央，有同源染色体第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉和互换现象第二次分裂：染色体散乱分布，无同源染色体中期染色体的着丝点有规律地排列在赤道板上；有同源染色体第一次分裂：四分体排列在赤道板上(着丝点在两旁)；第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体中期染色体的着丝点分裂、姐妹染色单体分开；有同源染色体第一次分裂：同源染色体分离(四分体解体)，并移向两极；第二次分裂，与有丝分裂相同，但无同源染色体同源染色体行为无同源染色体联会、四分体，不出现染色单体的交叉互换及同源染色体的分离有同源染色体的联会、四分体，出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离子细胞数目2个雄为4个，雌为(1＋3)个子细胞类型体细胞成熟生殖细胞(精子或卵细胞)最终子细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞减少一半(减半发生在第一次分裂)子细胞间的遗传物质几乎相同不一定相同(基因重组形成多种配子)相同点染色体都复制一次；出现纺锤体；均有子细胞产生；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数第二次分裂和有丝分裂相似意义使生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定第四十九页，共七十一页，2022年，8月28日感悟拓展1．植物减数分裂发生的部位：被子植物尚未发育的雌蕊的胚囊和雄蕊的花药中。2．精原细胞、卵原细胞与体细胞染色体数相同，都是经过有丝分裂产生的。3．精子与卵细胞形成过程中有关细胞名称的判断(二倍体生物细胞)第五十页，共七十一页，2022年，8月28日判断方法：(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，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)若细胞质分配相等，含有同源染色体时，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。第五十一页，共七十一页，2022年，8月28日4．减数分裂与有丝分裂的鉴别(1)鉴别依据①细胞内染色体数目。正常情况下，由于有丝分裂能保持亲代染色体数目，因而有丝分裂过程中，细胞内染色体数目应为偶数(但染色体数目为偶数的细胞却未必都进行有丝分裂；减数分裂中，由于发生同源染色体分离，因而进行减数分裂的细胞内染色体数可能是偶数或奇数)。②同源染色体的行为。主要根据有无联会现象来鉴别有丝分裂和减数第一次分裂。③有无同源染色体。主要用于鉴别有丝分裂与减数第二次分裂。第五十二页，共七十一页，2022年，8月28日(2)鉴别程序第五十三页，共七十一页，2022年，8月28日典例导悟2右图为某哺乳动物的一个细胞示意图，它属于下列何种细胞 ()A．肝细胞B．初级卵母细胞C．第一极体D．卵细胞第五十四页，共七十一页，2022年，8月28日解析

图示染色体已复制，所以一定为分裂过程中的细胞，可排除A，每一着丝点连着两条染色单体，可以排除D，细胞中染色体数为奇数(5条)，可排除B，通过排除法，得到正确答案。答案

C第五十五页，共七十一页，2022年，8月28日右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是 ()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答案

C第五十六页，共七十一页，2022年，8月28日解析

据图中无同源染色体判断该细胞处于减数第二次分裂后期，由于该图细胞质均等分裂，该细胞应为次级精母细胞或第一极体，而次级卵母细胞表现不均等分裂，则该图不能表示次级卵母细胞。第五十七页，共七十一页，2022年，8月28日自主梳理1．概念：精子和卵细胞

、融合成为

的过程，实质是精子和卵细胞的

会合在一起。2．过程(1)精子的

进入卵细胞，尾部留在外面。(2)卵细胞的

会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。相互识别受精卵染色体头部细胞膜第五十八页，共七十一页，2022年，8月28日(3)精子的

与卵细胞的

相融合，使彼此的

会合在一起。3．意义(1)子代呈多样性，有利于生物在

中进化，体现了有性生殖的优越性。(2)减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中

的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。细胞核细胞核染色体自然选择染色体数目第五十九页，共七十一页，2022年，8月28日[互动探究]精子与卵细胞识别的基础是什么？[提示]

细胞膜外表面的糖蛋白具有识别作用。要点归纳1．配子中染色体组合的多样性原因及意义(1)原因：①同源染色体分离和非同源染色体的自由组合②非姐妹染色单体间的交叉互换(2)意义：导致不同配子遗传物质的差异，使生物呈现多样性。第六十页，共七十一页，2022年，8月28日2．受精作用(1)过程：精子和卵细胞相互识别―→精子头部进入卵细胞―→精子细胞核和卵细胞核融合―→受精卵(2)意义：和减数分裂共同维持生物前后代染色体数目的稳定性，对遗传和变异有重要意义。(3)图解：第六十一页，共七十一页，2022年，8月28日感悟拓展受精作用的细胞学基础：(1)细胞膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。(2)生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。(3)受精后卵细胞细胞膜的变化，可阻止其他精子再进入。第六十二页，共七十一页，2022年，8月28日典例导悟3维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是 ()A．遗传和变异B．无丝分裂和有丝分裂C．减数分裂和有丝分裂D．减数分裂和受精作用第六十三页，共七十一页，2022年，8月28日解析

减数分裂可使两性生殖细胞中染色体数目减半，受精作用可使受精卵中染色体数目恢复到正常的体细胞染色体数目，保证了亲代和子代遗传物质的连续性和稳定性。答案

D第六十四页，共七十一页，2022年，8月28日下列过程不能发生基因重组的是()A．减数第一次分裂过程B．有丝分裂时姐妹染色单体分开C．减数分裂的四分体时期D．利用基因工程培育“抗虫棉”答案

B第六十五页，共七十一页，2022年，8月28日解析

基因重组是生物体进行有性生