第2章基因和染色體有關系

綜合分析近幾年各地高考理綜試題生物部分，本章有以下高考命題規(guī)律。

1.命題內(nèi)容:減數(shù)分裂考查量不高但比較穩(wěn)定，受精作用考查量很少，而伴性遺傳各地考查量都比較多。

2.命題形式:本章內(nèi)容多以選擇題形式呈現(xiàn)，而且多以小綜合形式考查。

3.命題思路:從命題思路上看，受精作用一般與減數(shù)分裂結合考查，而伴性遺傳與遺傳規(guī)律結合考查，常常以壓軸題方式出現(xiàn)，所占份額相當高，對成績的高低能夠起到?jīng)Q定性的作用。

4.命題趨勢:縱觀本章內(nèi)容在高考中的出現(xiàn)規(guī)律，以伴性遺傳為背景點，結合遺傳規(guī)律實驗設計，把高中遺傳部分的思想作為考查主要對象是當前各地高考命題的大趨勢。因為伴性遺傳病是當前社會的熱點問題，也是體現(xiàn)高中生物理性思維的重要部分。根據(jù)近幾年高考命題特點和規(guī)律，本章的復習備考策略如下。

1.知識方面：減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別作為重點來學習，但不要忽略利用減數(shù)分裂分析遺傳現(xiàn)象的類型。

2.能力方面：訓練遺傳現(xiàn)象分析技巧時，要特別注意表格、系譜圖、染色體示意圖等信息形式的快速獲取。實驗設計的理論、原則等要有機結合遺傳規(guī)律，把遺傳現(xiàn)象與性別的關系分析透徹。判斷是否是伴性遺傳的實驗設計要熟練掌握設計要素。一、減數(shù)分裂與配子的形成

1.減數(shù)分裂概念

進行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。

2.減數(shù)分裂概念的理解（1）對象：進行有性生殖的生物。（2）時期：性成熟時，從原始生殖細胞發(fā)展成為成熟生殖細胞的過程。（3）特點：細胞染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。（4）結果：產(chǎn)生子細胞的染色體數(shù)是原來染色體數(shù)的一半。

3.精子和卵細胞的形成（1）幾個基本概念①同源染色體：一條來自父方，一條來自母方，大小、形態(tài)一般相同的兩條配對的染色體。②聯(lián)會：同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。③四分體：指減數(shù)第一次分裂時同源染色體聯(lián)會后，含有四條染色單體的每對同源染色體。④交叉互換：四分體時期同一對同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生纏繞，并交換一部分片段的現(xiàn)象。（2）精子形成過程（減數(shù)分裂過程示例）4.精卵形成過程比較二、受精作用及其意義

1.概念：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。

2.意義：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，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。幾個核心概念的內(nèi)在關系

1.同源染色體、四分體、聯(lián)會的概念理解（1）同源染色體需具備的三個條件：①形態(tài)、大小一般相同；②一條來自父方，一條來自母方；③且在減數(shù)第一次分裂過程中能兩兩配對的一對染色體。（2）聯(lián)會是同源染色體的兩兩配對，也是產(chǎn)生四分體的前提。（3）四分體實際上是聯(lián)會后的每對同源染色體，且含四條染色單體。

2.三者數(shù)量關系

1個四分體=1對同源染色體=4條染色單體=4個DNA（雙選）下圖是某高等動物體內(nèi)細胞分裂過程中染色體變化曲線以及細胞分裂過程圖，所作出的判斷不正確的是（）

A.乙、丙細胞形成的場所是卵巢，曲線圖中8表示受精作用

B.同源染色體分離、非同源染色體自由組合發(fā)生在曲線圖中的4—5段，甲細胞發(fā)生的時期相當于曲線圖中的11—12段

C.甲細胞有4個染色體組，甲細胞前一時期細胞中有2個四分體

D.乙細胞中染色體、染色單體、核DNA之比為1∶2∶2，可能發(fā)生基因重組同源染色體分離、非同源染色體自由組合發(fā)生在曲線圖中的3—4段；甲細胞前一時期表示有絲分裂中期，沒有發(fā)生聯(lián)會，沒有四分體。BC生殖細胞成熟過程中的幾種數(shù)量關系

1.1個精原細胞→1個初級精母細胞→2個次級精母細胞→4個精細胞→2種精子（無交換兩兩相同、相互對應）或4種（有交換，4個細胞各不相同）

2.1個次級精母細胞產(chǎn)生1種精子，一個卵原細胞（次級卵母細胞）產(chǎn)生1個（種）卵細胞。

3.1種生物最多可產(chǎn)生2n種精子或卵細胞，n代表同源染色體對數(shù)或能獨立遺傳的等位基因?qū)?shù)。4.減數(shù)分裂過程中DNA、染色體和染色單體數(shù)目變化規(guī)律（1）列表（以二倍體為例）（2）曲線（以二倍體生物的一個細胞為例）（3）曲線、柱狀圖、染色體行為變化綜合分析

a.解答有關細胞各分裂相中DNA、染色體和染色單體數(shù)目的問題，通常先根據(jù)已知條件，結合細胞分裂的過程求出體細胞染色體數(shù)目，再以此作為“平臺”進行轉(zhuǎn)換推算。

b.回答細胞分裂后期、末期染色體或DNA數(shù)目變化時一定要注意題干中要求回答的是一個“細胞”，還是一個“（細胞）核”，后期、末期雖然兩個核已形成，但仍屬一個細胞。同樣道理，從曲線圖中獲取信息時也應注意同樣的問題。5.觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂的固定裝片（1）判斷各期細胞的依據(jù)是減數(shù)分裂過程中各個時期染色體變化的特點。（2）可通過觀察多個精原細胞的減數(shù)分裂，推測出一個精原細胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。原因是：①同一生物的細胞所含遺傳物質(zhì)相同，增殖過程相同。②同一時刻不同細胞可能處于不同細胞周期的不同階段。③先用低倍鏡觀察找到各期細胞，再用高倍鏡仔細觀察染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目。(2013·華附、省實、廣雅、深中四校聯(lián)考)下圖表示某二倍體生物細胞分裂和受精作用過程中，核DNA含量和染色體數(shù)目的變化，正確的是()A．b、c兩段分別表示染色體和DNA數(shù)量變化B．孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)在LM段得以體現(xiàn)C．CD、GH及OP段染色體數(shù)目相同D．EF、KL段不存在染色單體

b、c兩段分別表示DNA和染色體數(shù)量變化；LM段表示受精作用，孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)在減數(shù)第一次分裂后期得以體現(xiàn)；CD、GH及OP段染色體數(shù)目不完全相同。D有絲分裂與減數(shù)分裂的比較1.有絲分裂與減數(shù)分裂的區(qū)別與聯(lián)系2.有絲分裂與減數(shù)分裂圖像辨析

a.識別減數(shù)分裂、有絲分裂的細胞分裂相關鍵是看有無同源染色體，一般情況下看是否具有四分體：

b.識別減數(shù)分裂圖像時注意下面特殊圖形，即細胞質(zhì)是均等還是不均等分裂,有助于快速答題。（圖中表示二倍體生物細胞）

(2010·梅州模擬)下圖是某種動物細胞進行有絲分裂和減數(shù)分裂的細胞圖，據(jù)圖回答問題：

(1)按先后順序把有關有絲分裂細胞圖的號碼排列起來；按順序把有關減數(shù)分裂細胞圖的號碼排列起來。

(2)此動物的正常體細胞中有對同源染色體，細胞核中有個DNA分子。

(3)在上述分裂圖中，細胞中的染色體數(shù)比此動物正常體細胞中染色體數(shù)增加一倍的是圖。

(4)在上述分裂圖中，屬于初級精母細胞的是圖。

(5)上述分裂圖中，每條染色體上只含一個DNA分子的是圖。

(6)上述分裂圖中，同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生交叉互換是在圖中。本題主要考查對減數(shù)分裂、有絲分裂過程中染色體行為變化特征等知識的掌握程度和相關圖形的識別與判斷的能力。解題的關鍵是識別各個圖形屬于何種細胞分裂。圖①中含4條染色體且兩兩配對，屬于減數(shù)第一次分裂前期（四分體）；此時可能會發(fā)生交叉互換。②中有同源染色體，含4條染色體，著絲點都排列在赤道板上，為有絲分裂中期。③中4條含有染色單體的染色體，排列在赤道板兩側，同源染色體兩兩配對，為減數(shù)第一次分裂中期。④中沒有同源染色體，含2條染色體，著絲點排列在赤道板上，為減數(shù)第二次分裂中期。⑤⑥都含8條染色體，有同源染色體，染色體移向兩極，為有絲分裂后期。⑦中細胞的每一極都含4條染色體，且含有同源染色體。細胞膜正把細胞縊裂為兩個，為有絲分裂末期。⑧表示同源染色體分開移向兩極，著絲點沒有分裂，為減數(shù)第一次分裂后期。⑨中沒有同源染色體，姐妹染色單體分開移向兩極，變成4條染色體，為減數(shù)第二次分裂后期。

⑩中無同源染色體，含2條已復制的染色體，為減數(shù)第一次分裂后得到的細胞——次級性母細胞。中沒有同源染色體、沒有單體，為減數(shù)第二次分裂后得到的細胞——生殖細胞。中染色體散亂分布，中心粒正移向兩極，為有絲分裂前期細胞。當有單體時DNA與染色體的比值為2∶1，否則就為1∶1。（1）②⑤⑥⑦①③⑧⑩④⑨（2）2

4（3）⑤⑥（4）①③⑧（5）⑤⑥⑦⑨（6）①一、薩頓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，因為基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。

1.基因在雜交過程中保持完整性和獨立性。染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結構。

2.在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配子中只有成對的基因中的一個，同樣，也只有成對的染色體中的一條。

3.體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方。同源染色體也是如此。

4.非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)1.摩爾根的果蠅實驗（2）作出假設：控制果蠅白眼的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。（3）理論解釋：（4）實驗驗證方法：測交。（5）實驗結論：基因在染色體上。

2.摩爾根測定基因在染色體上相對位置的實驗結論：基因在染色體上呈現(xiàn)線性排列。三、孟德爾遺傳定律的實質(zhì)

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上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。

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)分裂的過程中，同源染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。四、性別決定

1.概念：雌雄異體的生物決定性別的方式。

2.染色體類型性染色體：與性別決定有關的染色體，如X、Y染色體。常染色體：與性別決定無關的染色體。

3.性別決定的方式五、伴性遺傳

1.概念：此類性狀的遺傳控制基因位于性染色體上，因而總是與性別相關聯(lián)。

2.類型：（1）伴X隱性遺傳①患者基因型：XbXb（患病的女性）、XbY（患病的男性）②遺傳特點：a.隱性致病基因及其等位基因位于X染色體上；b.男性患者多于女性患者；c.往往有隔代遺傳的現(xiàn)象；d.女患者的父母和兒子一定患病。③實例：色盲、血友病、果蠅的白眼。（2）伴X顯性遺傳①患者基因型：XAXA、XAXa（患病的女性），XAY（患病的男性）。②遺傳特點：a.顯性的致病基因及其等位基因只位于X染色體上；b.女性患者多于男性患者；c.具有世代連續(xù)性；d.男患者的母親和女兒一定患病。③實例：抗VD佝僂病、鐘擺型眼球震顫。（3）伴Y遺傳①患者基因型：XYM（Y染色體上的基因無等位基因，所以也無顯隱性之分）。②遺傳特點：患者全為男性，且“父→子→孫”。③實例：外耳道的毛癥?；蛭挥谌旧w上的實驗證據(jù)

1.基因與染色體的平行關系（薩頓的假說—類比推理）薩頓根據(jù)基因與染色體的遺傳行為特性、在細胞中的存在形式、來源、在形成配子時的行為變化有平行關系，運用類比推理方法來大膽地提出假設：基因在染色體上。

2.摩爾根果蠅實驗——證據(jù)（假說—演繹法）（1）果蠅作為實驗材料的優(yōu)點：相對性狀多且明顯；培養(yǎng)周期短；成本低；容易飼養(yǎng)，繁殖率高；染色體數(shù)目少，便于觀察。（2）實驗現(xiàn)象：①果蠅紅眼和白眼是一對相對性狀；②F1全為紅眼；③F2中紅眼∶白眼=3∶1符合基因分離定律，表明紅眼和白眼由一對等位基因控制；④白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。（3）實驗解釋：①雌果蠅是由XX這對同型的性染色體決定的，雄果蠅是由XY這對異型的性染色體決定的。②控制紅眼的基因“W”和控制白眼的基因“w”，只位于X染色體上。（4）測交實驗驗證：（5）實驗結論：決定果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上，從而證明基因在染色體上。

1909年，摩爾根從他們自己培養(yǎng)的紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了第一個他稱為“例外”的白眼的雄蠅。用它做了下列實驗（注：不同類型的配子及不同基因型的個體生活力均相同）。將這只白眼雄蠅和紅眼正常雌蠅雜交，結果如圖所示：（1）從實驗的結果中可以看出，顯性性狀是。（2）根據(jù)實驗的結果判斷，果蠅的眼色遺傳是否遵循基因的分離定律？

（選填“遵循”或“不遵循”）。請寫出判斷的最主要依據(jù)。（3）在F2中，白眼果蠅均為雄性，這是孟德爾的理論不能解釋的，請你提出合理的假設：。（4）如果控制體色的基因位于常染色體上，則該自然果蠅種群中控制體色的基因型有種；如果控制體色的基因位于X染色體上，則種群中控制體色的基因型有種。（5）假設你是某研究小組的成員，實驗室提供各種基因型的果蠅。請你設計最佳雜交實驗，證明白眼基因位于X染色體上。（6）已知白眼基因由位于X染色體上隱性基因控制，且親代果蠅在下一代性成熟前就自然死亡。實驗室只有歷代雜交都是紅眼的雌雄果蠅，現(xiàn)從某科研所引進一白眼雄果蠅。假設你是某研究小組的成員，想利用該白眼雄果蠅通過雜交的方式獲得白眼雌果蠅，應如何設計雜交方案？請用簡要遺傳圖解式加文字說明的方式表示。（圖解式寫出三代即可，控制眼色的基因用A、a表示）（1）F1紅眼果蠅之間交配，后代中出現(xiàn)白眼，說明紅眼是顯性性狀。（2）F1紅眼果蠅之間交配，后代有紅眼有白眼，比例為3∶1，說明遵循孟德爾分離定律。（3）雌雄個體的性狀表現(xiàn)不同，說明了該基因與性別相關。（4）設控制體色的基因為B、b，如果控制體色的基因位于常染色體上，則基因型有BB、Bb、bb3種；如果控制體色的基因位于X染色體上，則基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY共5種。（5）XbXb（白眼雌果蠅）×XBY（紅眼雄果蠅），所生后代XBXb紅眼全部是雌果蠅，XbY白眼全部是雄果蠅。（6）XbXb白眼雌果蠅的Xb只能一個來自父方（XbY），一個來自母方（XBXb）。所以首先應培育出XBXb和XbY。從XBXB與XbY雜交開始，獲得XBXb和XBY，繼續(xù)雜交直到在同代中出現(xiàn)XBXb和XbY。（1）紅眼（2）遵循雜種子一代自交的后代發(fā)生性狀分離，且分離比為3∶1（3）控制眼色性狀的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因（4）3

5（5）讓白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，如果子代中雌蠅呈紅眼，雄蠅都是白眼，則說明白眼基因位于X染色體上。（或?qū)懗蛇z傳圖解，并有正確結論）伴性遺傳的應用

1.分析推斷幼年牲畜或家禽的性別例如：蘆花雞性狀（羽毛上有黑白相間的橫斑條紋）是由Z染色體上的顯性基因控制的，隱性純合子為非蘆花（羽毛上沒有橫斑條紋），W染色體上沒有它的等位基因。如果用蘆花雌雞和非蘆花雄雞交配，在幼雞時即可根據(jù)是否有蘆花的存在來判斷雞的性別，以達到多養(yǎng)母雞、多下蛋的目的。

2.若利用伴性遺傳通過一次雜交從子代的性狀中快速推知性別，在性染色體組成為同型的親本選隱性，性染色體組成為異型的親本選顯性，則后代同型性染色體的個體為顯性，異型性染色體的個體為隱性。圖解表示如下：一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)l的雌、雄中均既有野生型，又有突變型。若要通過一次雜交實驗鑒別突變基因在X染色體還是在常染色體上，選擇雜交的Fl個體最好是（）

A.突變型（♀）×突變型（♂）

B.突變型（♀）×野生型(♂）

C.野生型（♀）×野生型（♂）

D.野生型（♀）×突變型（♂）此題關鍵是用逆推法首先確定顯隱性關系：由于該突變型是一條染色體上某基因突變導致的，F(xiàn)1中兩種性狀均存在，所以野生型為隱性，突變型為顯性。假設突變基因位于X染色體上，則突變型雄性個體的后代中，雌性全為突變型，雄性全為野生型；如果突變基因在常染色體上，則后代無論雌雄都會出現(xiàn)1∶1的性狀分離比。所以應找一個突變型雄性和野生型雌性雜交看其后代的表現(xiàn)型。D孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

1.孟德爾的遺傳因子與染色體上基因的對應關系（1）分離定律中的一對遺傳因子指一對同源染色體上的等位基因。（2）自由組合定律中的不同對的遺傳因子指的是位于非同源染色體上的非等位基因。

2.兩個遺傳定律的細胞學基礎（1）分離定律的細胞學基礎是等位基因在減數(shù)第一次分裂后期（不考慮交叉互換）隨同源染色體的分開而分離，如圖1。（2）自由組合定律的細胞學基礎是在減數(shù)第一次分裂后期等位基因隨同源染色體分離的同時，非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合，如圖2。

3.注意理解三個方面（1）同時性：同源染色體上等位基因分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合是同時進行的。（2）獨立性：同源染色體上等位基因間的相互分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合互不干擾，各自獨立分配到配子中去。（3）普遍性：自由組合定律廣泛存在于生物界，發(fā)生在有性生殖過程中?；蛑亟M產(chǎn)生了更多的變異類型，這也是生物多樣性的重要原因。右圖為某高等雄性動物的精原細胞染色體和基因組成圖，下列說法錯誤的是（）

A.該生物測交后代中與該生物不同的表現(xiàn)型有3種

B.該生物與基因型相同的雌性動物交配，后代不同于雙親的表現(xiàn)型中，雜合體占新類型的比例為4/7

C.減數(shù)分裂中，①與②的非姐妹染色單體之間可發(fā)生交叉互換

D.該細胞在一次減數(shù)分裂中進行自由組合，可產(chǎn)生4種配子，比例為1∶1∶1∶1圖中有兩對同源染色體，兩對等位基因，測交后代共有四種表現(xiàn)型（1∶1∶1∶1），其中有一種與親本相同；當它與相同基因型雄性交配后代有四種表現(xiàn)型（9∶3∶3∶1），每一種類型均有一個純合子，不同于親本類型的占7/16，純合子中不同于親本的占3/16，故后代不同于雙親的表現(xiàn)型中，雜合體占新類型的比例為4/7；一個細胞一次減數(shù)分裂只產(chǎn)生相同的兩種配子，故D錯。D性別決定與伴性遺傳的理解

1.雌、雄異體生物才有性別分化。

2.性別決定方式有多種，但最主要的是由性染色體決定的。

3.生物體中染色體的分類問題：

4.伴性遺傳是由于異型性染色體之間存在“非同源區(qū)段”（如圖所示）（1）在同源區(qū)段中，X和Y染色體都有等位基因，在遺傳上遵循基因的分離定律，X與Y分離的同時，等位基因也分離。（2）在非同源區(qū)段中，基因可能只存在于X或Y上，若只在Y染色體上，則為伴Y遺傳——限雄遺傳。若只在X染色體上，則為伴X遺傳。（3）有性別的生物才有性別決定方式；性別決定的方式有多種，XY型性染色體決定性別是一種主要方式。若干具有相對性狀的雌雄果蠅，其中雌性個體為隱性，雄性個體為顯性，均為純合子（注：XAY、XaY均視為純合子），已知控制該性狀的基因可能位于常染色體上或X染色體的特有區(qū)段（如圖Ⅱ-2區(qū)段）或X、Y染色體的同源區(qū)段（如圖Ⅰ區(qū)段），請補充下列實驗方案以確定該基因的位置：（1）取若干對雌雄果蠅分別交配，觀察其后代表現(xiàn)型。若后代中，則該基因位于X染色體的特有區(qū)段。（2）若后代中無論雌雄均為顯性，則再選取后代中雌、雄個體分別交配，若子二代，則該基因位于常染色體上，若子二代，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。（1）若干對雌雄果蠅分別交配，若后代雌性個體為顯性，雄性個體為隱性，該基因位于X染色體的特有區(qū)段。（2）若后代中無論雌雄均為顯性，則再選取后代中雌、雄個體分別交配，若無論雌雄均有兩種性狀，則該基因位于常染色體上；若雄性個體為顯性，雌性個體表現(xiàn)為兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。（P：XaXa×XAYA→F1：XAXa×XaYA→F2：XAXa∶XaXa∶XAYA∶XaYA）（1）雌性個體均為顯性，雄性個體均為隱性（2）無論雌雄均有兩種性狀雄性個體為顯性，雌性個體表現(xiàn)為兩種性狀伴性遺傳的規(guī)律及遺傳病系譜圖分析1.伴性遺傳（也分正推、逆推兩大類型）特點（1）已知基因在性染色體上（2）雌雄的性狀表現(xiàn)有別、傳遞有別2.X染色體隱性遺傳：如人類紅綠色盲癥（1）致病基因Xb正?；騒B（2）患者：男性XbY女性XbXb正常：