高中生物必修二第二章基因和染色體的關系

高中生物必修二第二章基因和染色體的關系高中生物必修二第二章基因和染色體的關系一、減數(shù)分裂1、定義：減數(shù)分裂是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。（1）范圍：進行有性生殖的細胞。（2）時期：原始生殖細胞（特殊的體細胞）→成熟生殖細胞（3）特點：在減數(shù)分裂的過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次。（4）結(jié)果：成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。2、減數(shù)分裂的過程：（1）精細胞的形成過程：（在睪丸中）精原細胞→初級精母細胞→次級精母細胞→精細胞（變形為精子）Ⅰ、間期（精原細胞）DNA復制、相關蛋白質(zhì)的合成，染色體復制，每條染色體上有兩條姐妹染色單體，成為初級精母細胞（與有絲分裂間期相同）Ⅱ、減數(shù)第一次分裂期（初級精母細胞）①前期：同源染色體聯(lián)會，形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生交叉互換，交換部分片段。（又稱四分體時期）②中期：同源染色體排列在赤道板上下兩側(cè)。③后期：同源染色體分離，非同源染色體自由組合，在紡錘絲的牽引下，移向細胞兩極。④末期：細胞一分為二，形成兩個次級精母細胞。Ⅲ、減數(shù)第二次分裂期（次級精母細胞）①前期：染色體散亂地分布在細胞中。②中期：染色體著絲點排列在赤道板上。③后期：姐妹染色單體分開，在紡錘絲的牽引下移向細胞兩極。④末期：細胞一分為二，形成四個精細胞（2）卵細胞的形成過程與精細胞的形成過程的異同點：①相同點：形成過程與精子基本相同，經(jīng)過減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂后形成卵細胞。②精子的形成場所在睪丸，卵細胞的形成場所在卵巢。③初級卵母細胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成一個大的細胞叫做次級卵母細胞，小的細胞叫做極體；次級卵母細胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的大的細胞叫做卵細胞，小的細胞叫做極體；而減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生的極體也分裂成兩個極體。④精子的形成細胞質(zhì)均等分裂；卵細胞的形成細胞質(zhì)不均等分裂。⑤精子形成需要變形，卵細胞形成不需要變形。⑥減數(shù)分裂的結(jié)果：1個精原細胞產(chǎn)生4個精子；1個卵原細胞產(chǎn)生1個卵細胞和3個極體。3、減數(shù)分裂相關的概念認識（1）交叉互換：發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生纏繞并交換片段。該變異屬于基因重組（2）聯(lián)會：發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。（3）四分體：聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體，故稱為四分體。4、同源染色體、姐妹染色單體的辨認：（1）同源染色體特點：一條來自父方一條來自母方，一般形態(tài)大小相同，能發(fā)生聯(lián)會。（注：男性體細胞中的X染色體和Y染色體是同源染色體但形態(tài)大小不同）（2）判斷是否是同源染色體：①看形態(tài)大?。骸煌悍峭慈旧w②看染色體行為：→不能聯(lián)會：非同源染色體→能聯(lián)會：同源染色體（3）判斷是否是姐妹染色單體：是否連接在同一個著絲點上，若是則是姐妹染色單體（4）右上圖中：①A和B；C和D是同源染色體②1和2；3和4；5和6；7和8是姐妹染色單體③例如A和C或D是非同源染色體④例如1和3或4或5或6或7或8是非姐妹染色單體（5）注意：減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂形成的兩個染色體雖然形態(tài)大小相同但不是同源染色體。（6）數(shù)量關系：1對同源染色體（四分體）=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈5、減數(shù)分裂過程中染色體、DNA、染色單體的數(shù)量變化（1）染色體：①減數(shù)第一次分裂末期同源染色體進入兩個細胞，染色體數(shù)量減半（2n→n）；②減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開，染色體數(shù)目增倍（n→2n）③減數(shù)第二次分裂末期進入兩個細胞，染色體數(shù)目減半（2n→n）（2）DNA（核DNA）①間期DNA復制，數(shù)目加倍（2n→4n）②減數(shù)第一次分裂末期同源染色體進入兩個細胞，DNA數(shù)量減半（4n→2n）；③減數(shù)第二次分裂末期進入兩個細胞，DNA數(shù)目減半（2n→n）（3）染色單體（有兩條姐妹染色單體同時連在同一著絲點上才存在染色單體）①間期DNA復制，染色單體出現(xiàn)（0→4n）②減數(shù)第一次分裂末期同源染色體進入兩個細胞，染色單體數(shù)量減半（4n→2n）；③減數(shù)第二次分裂后期著絲點分開，染色單體消失（2n→0）④如果在直方圖中出現(xiàn)了數(shù)量為0則一定是染色單體6、正常情況下產(chǎn)生配子的種類分析（以YyRr個體為例）（1）注意是分析一個個體還是一個性原細胞。（2）一個精原細胞：可能產(chǎn)生4種精子，實際能產(chǎn)生2種精子（YR、yr或Yr、yR）（3）一個卵原細胞：可能產(chǎn)生4種卵細胞，實際能產(chǎn)生1種卵細胞（YR或yr或Yr或yR）（4）一個雄性個體：可能產(chǎn)生4種精子，實際能產(chǎn)生4種精子（YR、yr、Yr、yR）（5）一個雌性個體：可能產(chǎn)生4種卵細胞，實際能產(chǎn)生4種卵細胞（YR、yr、Yr、yR）7、發(fā)生在細胞分裂時的變異：（1）有絲分裂間期：DNA復制——基因突變（2）減數(shù)第一次分裂間期：DNA復制——基因突變（3）減數(shù)第一次分裂前期：同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換——基因重組（4）減數(shù)第一次分裂后期：非同源染色體的自由組合——基因重組（5）染色體變異：①出現(xiàn)多倍體：有絲分裂后期沒有形成紡錘絲牽引形成兩個子細胞②染色體結(jié)構的變異：一般出現(xiàn)在減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會的時期（6）對于個體（AaBb）配子異常情況①若產(chǎn)生AaB或Aab或ABb或aBb配子：減數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離②若產(chǎn)生AAB或aaB或AAb或aab或ABB或aBB或Abb或abb配子：減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分離8、配子多樣性的原因：①減數(shù)第一次分裂前期非姐妹染色單體間的交叉互換②減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的自由組合二、受精作用1、定義：受精作用是卵細胞和精子相互識別，融合成為受精卵的過程。2、實質(zhì)：精子的細胞核和卵細胞的細胞核相融合。3、特點：①受精卵的染色體（核遺傳物質(zhì)）一半來自父方，一半來自母方；質(zhì)遺傳物質(zhì)（葉綠體、線粒體中的DNA）幾乎全部來自卵細胞。②僅能有一個精子和卵細胞結(jié)合，通常精子的頭部進入卵細胞后，卵細胞的細胞膜會發(fā)生生理變化阻止其他精子再進入（詳見選修三）③未受精時卵細胞的呼吸和物質(zhì)合成進行緩慢；受精后受精卵迅速進行細胞分裂、分化（主要是有絲分裂）。三、基因在染色體上1、薩頓的假說：（1）研究方法：類比推理法（2）核心內(nèi)容：基因在染色體上（3）依據(jù)：基因和染色體的行為具有明顯的平行關系（4）平行關系的具體表現(xiàn)：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具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構；②在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配子中只有成對基因中的一個，也只有成對染色體中的一條③在體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方，同源染色體也是一個來自父方，一個來自母方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。2、摩爾根的果蠅雜交實驗（1）果蠅作為實驗材料的優(yōu)點：①果蠅容易飼養(yǎng)，繁殖快②產(chǎn)生后代多③相對性狀多而明顯（3）實驗方法：假說演繹法（2）實驗過程：（3）實驗結(jié)論：控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。（4）基因與染色體的關系：一條染色體上有許多個基因，基因在染色體上成線性排列四、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋：（1）分離定律的實質(zhì)：在雜合子細胞中，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）自由組合定律；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。（同源染色體上的非等位基因不遵循自由組合定律）五、伴性遺傳1、定義：控制相對性狀的基因位于性染色體上，遺傳上總是與性別相關聯(lián)，這種現(xiàn)象叫做伴性遺傳。2、XY染色體的組成：（1）同源區(qū)段：存在等位基因，與常染色體上的基因遺傳相似，但有在性別表現(xiàn)上的區(qū)別。（2）非同源區(qū)段：不存在等位基因（3）性染色體決定性別的類型：（4）注意：①性染色體決定性別只出現(xiàn)在雌雄異體的生物中，雌雄同體的生物不存在性別決定問題②性別相當于一對相對性狀，其遺傳遵循分離定律③性別決定后的分化發(fā)育過程受環(huán)境的影響④存在：染色體倍數(shù)決定性別（如蜜蜂等）、環(huán)境因子（如溫度等）決定性別注：交叉遺傳：男性患者的患病基因只能從母親那傳來，以后只能傳給女兒，叫做交叉遺傳4、紅綠色盲的相關分析5、分析遺傳圖譜：①若代代相傳→可能是顯性遺傳→女患者多于男患者→可能是6、求兩病患病概率：7、區(qū)別“男（女）孩患病”和“患病男（女）孩”的不同計算方法（1）若是由常染色體上的基因控制的遺傳?。孩倌泻⒒疾「怕?女孩患病概率=后代患病的概率②生出患病男孩概率=生出患病女孩概率=后代患病的概率×1/2（2）若是由性染色體上的基因控制的遺傳?。?、Ⅰ在所有后代中找出患病的患病的男（女）孩所占的比例Ⅱ在所有后代中找出患病的后代所占的比例，再×1/2②若問：生出的男（女）孩中患病的概率→在所有的男（女）孩中找出患病的男（女）孩所占的比例8、致死情況：（見右圖）（1）X染色體上隱性基因使雄配子致死（2）X染色體上隱性基因使雄性個體致死9、基因定位的遺傳實驗設計與分析（1）判斷位于常染色體還是X染色體①若相對性狀未知且親本均為純合子：正交和反交若雌雄表現(xiàn)型相同→位于常染色體上若雌雄表現(xiàn)型不同→位于X染色體上②若相對性狀已知：隱性雌性個體×顯性純合雄性個體若子代中雌性全為顯性，雄性全為隱性→位于X染色體上否則→位于常染色體上（2）判斷是在X染色體還是XY同源區(qū)段上（已知顯隱性以及基因位于性染色體上）①隱性雌性個體×顯性純合雄性個體若子代中所有雄性都為顯性性狀→位于XY同源區(qū)段上若子代中所有雄性都為隱性性狀→位于X染色體上②雜合顯性雌性個體×純合顯性雄性個體若子代中所有個體都為顯性性狀→位于XY同源區(qū)段上若子代中所有雄性出現(xiàn)隱性性狀→位于X染色體上（3）判斷是位于XY同源區(qū)段遺傳還是常染色體上隱性雌性個體×顯性純合雄性個體，F(xiàn)1自交得到F2若F2中雌雄個體中都有顯性性狀和隱性性狀出現(xiàn)→位于常染色體上若F2中雄性個體都為顯性性狀，雌性個體中有顯性和