專題02基因和染色體的關(guān)系

已一

考點目錄

考點01減數(shù)分裂和受精作用

考點02基因在染色體上

考點03伴性遺傳

知識梳理

考點01減數(shù)分裂和受精作用

一、減數(shù)分裂

1.減數(shù)分裂的概念

（I）范圍:進行有性生殖的生物。

（2）時期:原始生殖細胞形成成熟生殖細胞時。

（3）特點:染色體復(fù)制一次,細胞連續(xù)分裂西欠。

（4）結(jié)果:成熟生殖細胞中染色體數(shù)H是原始生殖細胞中的）。

2.減數(shù)分裂過程的特點及圖像（以哺乳動物精子形成過程為例）

時期特點圖像

間期DNA復(fù)制.有關(guān)蛋白質(zhì)的合成.結(jié)果是每條染色體

上含有1條染色單體

減同源染色體發(fā)生聯(lián)會.形成四分體，同源染色體的

數(shù)前期非姐妹染色單體間可能發(fā)生互換XXxx

第

每對同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側(cè)

中期

次

分同源染色體分離，非同源染色體自由組合絳）箔

裂后期

④/

細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。

末期細胞中染色體數(shù)目減半。

前期染色體散亂分布在細胞中

中期染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上4

X-

r

減

后期著絲粒分裂，染色單體分開成為染色體，染色體數(shù)4

數(shù)一

目暫時加倍。

第、?W

T

?

次末期細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。細胞中染色體數(shù)目

分是體細胞染色體數(shù)目的一半

裂

3.概念辨析

（1）同源染色體：指減數(shù)分裂過程中兩兩配對的染色體。

具有三個方面的特點:

①形態(tài)大小一般相同,即著絲粒所處的位置和染色體臂的長短一般相同，用“一般”來描w

述，表明存在特例，如X染色體和Y染色體。

②對于有性生殖產(chǎn)生的個體，細胞中的同源染色體一條來自父方、一條來自母方。AA

③在減數(shù)第一次分裂前期，能兩兩配對（聯(lián)會）。

（2）姐妹染色單體：指一條染色體上的兩條染色單體，即由一個著絲粒連接的兩條染色單體，兩條姐妹染

色單體在形態(tài)大小上完全相同。

（3）聯(lián)會：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。

（4）聯(lián)會后的每對同源染色體會有4條姐妹染色單體。

【特別提醒】

一個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條姐妹染色單體；四分體數(shù)=同源染色體對數(shù)。

（5）互換：四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換相應(yīng)的片段的現(xiàn)象。

J時蛆毓染色中體

1條染色艇體

四分體

祚蛆嫉染色單體

4.箱子和卵細胞形成過程的比較

（1）形成過程

比較項目精子的形成卵細胞的形成

場所睪丸（曲細精管）卵巢

細胞質(zhì)分裂均等分裂卵母細胞不均等分裂，極體均等分裂

是否變形變形不變形

結(jié)果1個精原細胞-4個精細胞一變形成為4個精1個卵原細胞-I個較大的卵細胞（成熟配子）

子（成熟配子）和3個較小的極體（退化消失，不能受精）

相同點染色體的變化行為相同

（2）分裂圖像

?

有同源染色體f初級卵母細胞，如圖

「不均勻｛2

胞無同源染色體一次級卵母細胞，如圖3

成

分有同源染色體-初級精母細胞，如圖1

學(xué)無同源染色體一次級精母細胞或第?極體，如圖4

圖1圖4

5.配子的多樣性的成因

（1）同源染色體分離，非同源染色體自由組合。

（2）四分體中的非姐妹染色單體之間的互換。

二、減數(shù)分裂過程中相關(guān)物質(zhì)變化

1.染色體、DNA與染色單體數(shù)目變化

間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂

前期中期后期末期前期中期后期末期

DNA2n—>4n4n4n4n4n—>2n2n2n2n2n—>n

染色體2n2n2n2n2n—>nnn2n2n—>n

染色單體0—>4n4n4n4n4n—>2n2n2n2n->00

2.曲線模型

--染色體

期期期期期期期期期精期期期期期

作

減數(shù)分裂1減數(shù)分裂11用有絲分裂

3.柱形圖分析減數(shù)分裂（以二倍體生物精子的形成過程為例）

圖例：物染色體數(shù)臼染色單體數(shù)□核DNA數(shù)

三、觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂裝片

1.實驗原理：根據(jù)細胞中的染色體形態(tài)、位置、數(shù)目的變化，識別減數(shù)分裂的各個時期。

2.實驗選材：分裂旺盛的雄性個體生殖器官。如動物精巢、植物花藥。

3.實驗步驟：（同有絲分裂）解離一漂洗一＞染色-制片。

4.觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂的裝片

減數(shù)分裂I前期減數(shù)分裂I前期減數(shù)分裂I中期減數(shù)分裂I后期

減數(shù)分裂I末期減數(shù)分裂II中期減數(shù)分裂II后期減數(shù)分裂II末期

【思考】

1.為什么選蝗蟲精母細胞作為觀察材料？

【答案】染色體數(shù)目較少，染色體較大，易于觀察。

2.視野中的細胞減數(shù)分裂是動態(tài)變化的嗎？能觀察到不同時期的細胞嗎？

【答案】細胞已被殺死固定，不可能動態(tài)變化；但不同細胞被固定在不同時期，因此可觀察到各時期的染

色體形態(tài)。

3.觀察減數(shù)分裂實驗為什么不選擇雌性個體？

【答案】（1）雄性個體產(chǎn)生的雄配子數(shù)量遠遠多于雌性個體產(chǎn)生的雌配子數(shù)量；

（2）在動物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進行徹底，排卵時排出的僅僅是初級卵母細胞或次級卵母細胞。

四、受精作用

1.概念：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。

2.過程

（1）精子接觸卵細胞，依靠細胞膜外的糖蛋白進行相互識別

（2）精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面

（3）同時，卵細胞細胞膜發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，阻止其他精子再進入

（4）精子和卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起

3.實質(zhì)：精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合,使彼此的染色體會合在起。

4結(jié)果：受精卵中的染色住數(shù)目又恢復(fù)到體細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自晴壬，另一半來自卵細

胞。

5.受精卵的核DNA：父母各給一半。受精卵的質(zhì)DNA：幾乎全來自于母親。

6.意義:就有性生殖的生物來說,減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,

以及生物的遺傳和變異都是十分重要的。

考點02基因在染色體上

一、薩頓的假說

1.薩頓提出的假說：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說基因就在染色體上。

2.推測“基因在染色體上“，依據(jù)是什么？

基因行為（遺傳學(xué)）染色體行為（細胞學(xué)）

傳遞中的性質(zhì)保持完整性和獨立性保持相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)

體細胞中的存在形式成對成對

配子中的存在形式只有成對基因中一個只有成對染色體中一條

在體細胞中的來源一個來自父方一個來自母方一條來自父方一條來自母方

形成配子時的組合方式等位基因分離，非等位基因自由組合同源染色體分開，非同源染色體自由組合

依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的乎行關(guān)系。

二、基因位于染色體上的實瞼證據(jù)

1.主要科學(xué)家：摩爾根

2.實驗材料：果蠅

（1）優(yōu)點：

①易飼養(yǎng)，繁殖快；

②后代多；

XY型性別決定方式：

③相對性狀多且明顯；

雌性：3對常染色體+XX

④染色體數(shù)目少，便于觀察

3.研究方法：假說一演繹法

4.研究過程：

⑴觀察現(xiàn)象，提出問題

(9),fiat<&)

實驗一：結(jié)果分析

①F1全為紅眼，說明紅眼為顯性;1y<8、8)

②F2紅眼和白眼的數(shù)量比為3:1,八前與

說明符合基因分離定律,紅眼和白眼受?對等位基因控制。

③白眼性狀的表現(xiàn)與旌別相聯(lián)系HK<9?&)fiM<&)

：i<I?

實驗二：回交實驗

FltlVSSM

wX?

J

■二。，

紅?126U9132白■120BS115

1:1:1：1

【問題1】白色性狀和性別相關(guān)聯(lián)，大家由此可以會做出些什么推測呢？

【答案】白眼基因位于性染色體上。

【問題2】白眼基因位于性染色體上，那具體在哪個區(qū)段呢？

（2）提出假說，進行解釋

假說I：控制眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段，X染色體上有，而Y染色體上沒有

假說2：控制眼色的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，X染色體和Y染色體上都有

假說3：控制眼色的基因位于Y染色體的非同源區(qū)段，X染色體上沒有

（3）演繹推理，驗證假說

為了驗證假說，摩爾根設(shè)計了多個新的實驗，其中有一組實驗最為關(guān)鍵，即白眼雌果蠅與野生型紅眼

雄果蠅交配，最后實驗的真實結(jié)果和預(yù)期完全符合，假說1得到了證實。

假說雌隱X雄顯一判斷性染色體和常染色體；判斷同源區(qū)段和非同源區(qū)段

圖解白眼維果梃紅眼維果魄白眼雌果蠅紅眼施果蠅

xXWYXWXWxXWYW

?

kX，X*YXWX*X*YW

紅果維果^白祟雄果蠅紅眼罐果蠅紅眼雄黑蝴

（4）得出結(jié)論：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上。

（5）基因與染色體的關(guān)系：一條染色體上有許多個基因，基因在染色體上呈線性排列。

三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

1.基因的分離定律的實質(zhì)

在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過

程中，等位基等會隨同源染色體的分開而分離,分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。

2.基因的自由組合定律的實質(zhì)

位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中同源上色體上的等

位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。

考點03伴性遺傳

一、伴性遺傳與性別決定方式

1.概念：決定某些遺傳性狀的基因位于性染色體上，在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián),這種現(xiàn)象叫伴性遺傳。

2.性別決定方式

(1)XY型：(哺乳動物、很多種類的昆蟲、很多雌雄異株的植物)

雄性：含異型的性染色體，以XY表示雌性：含同型的性染色體，以XX表示

(2)ZW型：(鳥類、爬行類和少數(shù)昆蟲類)

①雌性：含異型的性染色體，以ZW表示；

②雄性：含同型的性染色體，以ZZ表示。

(3)染色體組數(shù)決定性別:(蜜蜂，雄性為單倍體，雌性為二倍體)

(2n32)

w

()

Ir-ni6■

*r峰

L(2n-32)

(n32)

此生自能力

(2n32)

(4)環(huán)境因子決定性別：一些龜鱉類和所有的鱷魚的性別是由受精后的環(huán)境因子決定的，這些爬行類動物在

發(fā)育的某個時期內(nèi)卵的溫度是性別的決定因子。

當受精卵在22?27℃孵化時，只產(chǎn)生一種性別；當受精卵在30"C以上孵化時，則產(chǎn)生另一種性別。只

在很小溫度范圍內(nèi)，同一批受精卵才會孵化出雌雄兩種個體

二、伴性遺傳的類型及特點

1..X、Y染色體不同區(qū)段與伴性遺傳的關(guān)系

(1)不同區(qū)段與相應(yīng)基因型

同源區(qū)段(配對區(qū)1、2)X染色體特異區(qū)Y染色體特異區(qū)圖例

該部分相同位點基因互為染色體的非同a同源

X染色體的非同源Y配對區(qū)

HiY染色體

說明相同基因或等位基因，在減區(qū)段,其上的遺傳為源區(qū)段，其上的遺X染色體

特異

特異區(qū)njx

數(shù)分裂時該片段可以聯(lián)會伴X遺傳傳為伴Y遺傳同源/

■配對K2

bBbbd

雄性基因型XBY\XBY\XY.XYXDY.XYXYEX染色體Y染色體

BBBbbDDDdd

雌性基因型XXxXX\XXXXSXX\xx

(2)X、Y染色體同源區(qū)段上基因的遺傳與性別有關(guān)，如下兩例:

9XbXbxXbYV?XbXbxXBYb(?

$XbXbXbYB(J2XBXbXbYb(J