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1、 备考库 生物第二单元知识讲义-知识清单第2章 基因和染色体的关系第一节 减数分裂和受精作用一、减数分裂概念：减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中（也是孟德尔遗传定律的适用范围）所特有的细胞分裂方式。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，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。 注意：（1）体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。（2）原核生物无染色体，不能进行减数分裂和有丝分裂。原核细胞的DNA裸露，没有和蛋白质等组成染色体，而减数分裂和有丝分裂主要是染色体形态、数目和行为的变化。二
2、、减数分裂的过程1、精子的形成过程：场所：精巢（哺乳动物称睾丸） 减数第一次分裂（有同源染色体）间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期（四分体时期）：特点：（1）各对同源染色体发生联会（2）交叉互换：发生在四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间。中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合（基因重组第二种类型）。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞（次级精母细胞）。减数第二次分裂（无同源染色体，着丝粒分裂）前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板（假想平面）上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别
3、移向细胞两极。（无姐妹染色单体）末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞（精细胞）。2、卵细胞的形成过程：卵巢探究一：与减数分裂过程中相关概念辨析（1）同源染色体和非同源染色体同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形状、大小一般都相同（XY性染色体不相同），一条来自父方，一条来自母方注意：男性中的X染色体要比Y染色体大的多，因二者在减数第一次分裂过程中仍能联会，仍称为同源染色体非同源染色体是指形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体（2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体 染色体呈X型才有染色单体姐妹染色单体是指同一着丝点连接着的两条染色单体非姐妹染色单体是指不
4、同着丝点连接着的两条染色单体（3）联会和四分体联会是指减数第一次分裂的前期，同源染色体两两配对的现象联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体非姐妹染色单体：很多，比如与除了之外都是非姐妹染色单体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=8条脱氧核苷酸链注意：（1）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（2）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。探究二：精子和卵细胞的形成过程（1）
5、 减数分裂中染色体和核DNA的变化曲线（2）精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期分裂方式均等不均等子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半（3）（4） 辨别精子和卵细胞形成过程中的图像第二节：受精作用1、概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。2、过程：（1）在受精作用时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入。（2）精子的头部进入卵细胞后，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核
6、相融合，使彼此的染色体会合在一起3、实质：精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起4、结果：受精卵中的染色体数目与体细胞中的相同，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞（细胞质主要来自于卵细胞）注意：（1）受精作用的细胞学基础：细胞膜的信息交流功能和细胞膜的流动性（2）受精卵中的遗传物质DNA几乎全部来自卵细胞5，减数分裂与配子多样性（1）由图可知：E和F，G和H的染色体组成完全相同分别来自同一次级精母细胞CD；E（F）与G（H）中的染色体“互补”，来自同一个初级精母细胞（2）二倍体生物的一个精原细胞的减数分裂（考虑互换），如图所示。如图可知E和fg和H的染色体组成
7、大同小异，分别来自同一次级精母细胞CDEF与GH中的染色体互补，来自于同一初级精母细胞。（3）一般情况下减数分裂产生配子的种类只考虑非同源染色体的自由组合，不考虑互换的情况，Yy，Rr分别表示两对同源染色体。若考虑互换会增加配子的种类，如一个含n对的同源染色体的生物产生的配子种类，会大于2种探究一，减数分裂与有丝分裂：1、减数分裂DNA和染色体的数目变化曲线图2、有丝分裂中DNA和染色体的数目变化曲线图有丝分裂过程中DNA的复制发生在间期，此时DNA数目加倍但是染色体数目不变。在后期时由于着丝点分裂染色单体分开，此时染色体数目加倍，但是DNA数目不变。染色体和DNA数目减半发生在末期，原因是染
8、色体分离并进入不同的子细胞。有丝分裂过程中始终有同源染色体存在。探究二：减数分裂过程中相关含量的变化（以人为例）减减数第一次分裂减数第二次分裂间前中后末前中后末DNA469292929292464646464623染色体464646464623232323464623染色单体092929292924646464600有有丝分裂间前中后末DNA46929292929246染色体46464646929246染色单体09292929200探究三：减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：一看染色体数目：奇数为减（姐妹分家只看一极）。二看有无同源染色体：没有为减（姐妹分家只看一极）三看同源染色体行为：确定有丝或
9、减注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减或减的后期。e.g.判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？减前 减前 减前 减末 有丝后期 减后 减后 减后有丝前 减中 减后 减中 减前 减后 减中 有丝中实验：p24观察蝗虫精母细胞减数分裂装片（新教育）第二节 基因在染色体上1、 萨顿假说：1、 内容：基因在染色体上2、依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系3、方法：是类比推理法。类比推理得出的结论正确与否还需要实验证明。二、基因位于染色体上的实验证据1、摩尔根的实验（1）果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：个体小，容易饲养繁殖速度快，10多天就可以繁殖一代有明显的相对性状，便于观察
10、和统计后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代染色体数目少，便于观察（2） 果蝇的染色体组成（3） 实验过程及现象假设 ：控制白眼的基因是在Y染色体上，X染色体上没有它的等位基因假设 ：控制白眼的基因是在X染色体上， Y染色体上没有它的等位基因假设 ：控制白眼的基因在X、Y染色体的同源区段上。（3）实验过程及现象F1全为红眼红眼为显性性状F2中红眼：白眼=3:1符合分离定律，表明红眼和白眼受一对等位基因的控制（4）现象分析：孟德尔的方法不能解释性状与性别有关的现象2、摩尔根的设想：控制白眼的基因用w表示在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因(因为出现了白眼雌果蝇所以排除了控制白眼的基因只
11、在Y染色体的可能性)3、摩尔根对实验现象的解释4、根据设想进行推理验证测交5、结论：基因在染色体上6、检测方法：荧光标记法基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因三、孟德尔遗传规律的现代解释1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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，独立的随配子遗传给后代。2、基因的自由组合定律的实质是：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；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。探究：探究二：有关
12、基因是位于X染色体上还是位于常染色体上的实验设计（1）未知显隐性，但已知雌雄个体均为纯合子正反交若正反交结果相同，则相应的基因位于常染色体上若正反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则相应的基因位于性染色体上（2）已知显隐性隐性雌性X显性雄性法若子代中雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则相应的基因位于X染色体上若子代个体的性状表现与性别无关，则相应的基因位于常染色体上二、伴X染色体隐性遗传（1）特点：致病基因位于X染色体上，是隐性基因，在Y染色体上没有它的等位基因（2）实例：人类红绿色盲症基因型和表现型遗传特点a男性患者多于女性患者 b交叉遗传。男性红绿色盲的基因只能来自母亲，以后只能传给女儿c女性患病，其父亲和儿子一定患病，简记“女病，父子病”；男性正常，其母亲和女儿表现型一定正常2、伴X染色体显性遗传（1）特点：致病基因位于X染色体上，是显性基因，在Y染色体上没有它的等位基因（2）实例：抗维生素D佝偻病基因型和表现型遗传特点：女性患者多于男性患者；往往有世代连续遗传的遗传现象；男性患者的母亲和女儿一定患病3、伴Y染色体遗传遗传特点：患者全为男性，女性全正常，因为致病基因只位于Y染色体上，且无显隐性之分
