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1、高中生物必修二第二章基因和染色体的关系一、减数分裂1、定义：减数分裂是进行有性生殖 的生物，在 产生成熟生殖细胞时进行的 染色体数目减半的细胞分裂。1范围：进行有性生殖 的细胞。2时期： 原始生殖细胞特殊的体细胞成熟生殖细胞3特点：在减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。4结果：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2、减数分裂的过程：1精细胞的形成过程： 在 睾丸 中精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞精细胞变形为精子、间期精原细胞DNA 复制、 相关蛋白质的合成，染色体复制， 每条染色体上有两条姐妹染色单体，成为初级精母细胞与有丝分裂间期相同、减数第一次分裂期初
2、级精母细胞前期： 同源染色体联会，形成 四分体 ，四分体中的 非姐妹染色单体之间 可能发生 交叉互换 ， 交换部分片段。又称 四分体时期 中期：同源染色体排列在赤道板上下两侧。后期：同源染色体别离，非同源染色体自由组合 ，在 纺锤丝 的牵引下，移向细胞两极。末期：细胞一分为二，形成两个次级精母细胞。、减数第二次分裂期次级精母细胞精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页前期：染色体散乱地分布在细胞中。中期：染色体着丝点排列在赤道板上。后期： 姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。末期：细胞一分为二，形成四个精细胞
3、2卵细胞的形成过程与精细胞的形成过程的异同点：相同点：形成过程与精子基本相同，经过减数第一次分裂和减数第二次分裂后形成卵细胞。精子的形成场所在睾丸 ，卵细胞的形成场所在卵巢 。初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成一个大的细胞叫做次级卵母细胞， 小的细胞叫做 极体；次级卵母细胞经过减数第二次分裂产生的大的细胞叫做卵细胞 ，小的细胞叫做 极体 ；而减数第一次分裂产生的极体也分裂成两个极体 。精子的形成 细胞质均等分裂；卵细胞的形成细胞质不均等分裂。精子形成需要变形，卵细胞形成不需要变形。减数分裂的结果： 1 个精原细胞产生4 个精子 ； 1 个卵原细胞产生1 个卵细胞和3 个极体 。3、减数分裂相关
4、的概念认识1交叉互换 ：发生在减数第一次分裂前期，同源染色体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕并交换片段。该变异属于基因重组2联会 ：发生在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对的现象。3四分体 ：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，故称为四分体。4、同源染色体、姐妹染色单体的识别：1同源染色体特点：一条来自父方一条来自母方，一般形态大小相同，能发生联会。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页注：男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体但形态大小不同2判断是否是同源染色体：看形态大小：不同：非同源染色体看染色体行为
5、：不能联会：非同源染色体能联会：同源染色体3判断是否是姐妹染色单体：是否连接在同一个着丝点上，假设是则是姐妹染色单体4右上图中：A和 B； C 和 D是同源染色体1 和 2； 3 和 4； 5 和 6； 7 和 8 是姐妹染色单体例如 A和 C或 D是非同源染色体例如 1 和 3 或 4 或 5 或 6 或 7 或 8 是非姐妹染色单体5注意：减数第二次分裂后期着丝点分裂形成的两个染色体虽然形态大小相同但不是同源染色体。6数量关系： 1 对同源染色体四分体=2 条染色体 =4 条染色单体 =4个 DNA分子 =8 条脱氧核苷酸链5、减数分裂过程中染色体、DNA 、染色单体的数量变化1染色体：减
6、数第一次分裂末期同源染色体进入两个细胞，染色体数量减半2nn ；减数第二次分裂后期着丝点分开，染色体数目增倍 n 2n减数第二次分裂末期进入两个细胞，染色体数目减半 2nn2DNA 核 DNA 间期 DNA复制，数目加倍2n 4n减数第一次分裂末期同源染色体进入两个细胞，DNA数量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页减半 4n2n ；减数第二次分裂末期进入两个细胞，DNA数目减半 2nn3染色单体有两条姐妹染色单体同时连在同一着丝点上才存在染色单体间期 DNA复制，染色单体出现 04n减数第一次分裂末期同源染色体进入
7、两个细胞，染色单体数量减半4n2n ；减数第二次分裂后期着丝点分开，染色单体消失2n0如果在直方图中出现了数量为 0 则一定是染色单体6、正常情况下产生配子的种类分析以YyRr 个体为例1注意是分析一个个体还是一个性原细胞。2一个精原细胞：可能 产生 4 种精子， 实际能 产生 2 种 精子 YR 、yr 或 Yr、 yR3一个卵原细胞：可能 产生 4 种卵细胞， 实际能 产生 1 种卵细胞 YR或 yr 或 Yr 或 yR4一个雄性个体：可能 产生 4 种精子， 实际能 产生 4 种 精子 YR 、yr 、 Yr、yR5一个雌性个体：可能 产生 4 种卵细胞， 实际能 产生 4 种卵细胞 Y
8、R 、 yr 、Yr、yR7、发生在细胞分裂时的变异：1有丝分裂间期：DNA复制 基因突变2减数第一次分裂间期：DNA复制 基因突变3减数第一次分裂前期：同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换基因重组4减数第一次分裂后期：非同源染色体的自由组合基因重组5染色体变异：出现多倍体：有丝分裂后期没有形成纺锤丝牵引形成两个子细胞染色体结构的变异：一般出现在减数分裂同源染色体联会的时期6对于个体AaBb 配子异常情况假设产生AaB或 Aab或 ABb或 aBb 配子： 减数第一次分裂后期同源染色体未别离精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共
9、13 页假设产生AAB或 aaB或 AAb或 aab 或 ABB或 aBB或 Abb或 abb 配子： 减数第二次分裂后期姐妹染色单体未别离8、配子多样性 的原因：减数第一次分裂前期非姐妹染色单体间的交叉互换减数第一次分裂后期同源染色体的自由组合二、受精作用1、定义：受精作用是卵细胞和精子相互 识别 ，融合 成为 受精卵 的过程。2、实质：精子的细胞核 和卵细胞的 细胞核相融合。3、特点：受精卵的染色体核遗传物质一半来自父方，一半来自母方；质遗传物质叶绿体、线粒体中的DNA 几乎全部来自卵细胞。仅能有一个精子和卵细胞结合，通常精子的 头部 进入卵细胞后， 卵细胞的细胞膜会发生生理变化阻止其他精
10、子再进入详见选修三未受精时卵细胞的呼吸和物质合成进行缓慢；受精后受精卵迅速进行细胞分裂、 分化主要是有丝分裂 。三、基因在染色体上1、萨顿的假说：1研究方法：类比推理法2核心内容：基因在染色体上3依据：基因和染色体的行为具有明显的平行关系4平行关系的具体表现：基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中也具有相对稳定的形态结构；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对基因中的一个，也只有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页成对染色体中的一条在体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来
11、自母方， 同源染色体也是一个来自父方，一个来自母方非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。2、摩尔根的果蝇杂交实验1果蝇作为实验材料的优点：果蝇容易饲养，繁殖快产生后代多相对性状多而明显3实验方法：假说演绎法（2）实验过程：（3）实验结论：控制果蝇眼色的基因位于X染色体 上。（4）基因与染色体的关系：一条染色体上有许多个基因 ，基因在染色体上成线性排列四、孟德尔遗传规律的现代解释：1别离定律的实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，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别离，分别进入两个配子中，独立地随
12、配子遗传给后代。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页（2）自由组合定律；位于非同源染色体上的非等位基因的别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别离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律五、伴性遗传1、定义：控制相对性状的基因位于性染色体上，遗传上总是与性别相关联，这种现象叫做伴性遗传 。2、XY染色体的组成：（1）同源区段： 存在等位基因， 与常染色体上的基因遗传相似，但有在性别表现上的区别。（2）非同源区段：不存在等位基因（3）性染色体决
13、定性别的类型：类型XY型ZW型性别雌性雄性雌性雄性体细胞染色体组成2A+XX 2A+XY 2A+ZW 2A+ZZ 性细胞染色体组成A+X A+X或 A+Y A+Z或 A+W A+Z 实例人等大部分动物鸡等鸟类、鳞翅目昆虫（4）注意：性染色体决定性别只出现在雌雄异体 的生物中，雌雄同体的生物不存在性别决定问题性别相当于一对相对性状 ，其 遗传遵循别离定律性别决定后的分化发育过程受环境 的影响存在： 染色体倍数决定性别如蜜蜂等、环境因子如温度等决定性别3、XY染色体非同源区段基因的遗传：基因的位置Y染色体非同源区段X染色体非同源区段基因的传递规律精选学习资料 - - - - - - - - - 名
14、师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页基因的传递规律隐性基因显性基因判断依据父传子、子传孙、世代遗传连续性双亲正常子患病；女病父子必病双亲患病子正常；子病母女必病遗传规律没有显隐性之分，患者全为男性男患者多于女患者；隔代交叉遗传女患者多于男患者；连续遗传注：交叉遗传： 男性患者的患病基因只能从母亲那传来，以后只能传给女儿，叫做交叉遗传4、红绿色盲的相关分析5、分析遗传图谱：步骤现象及结论图谱特征 判 断 是否伴 Y遗传假设图谱中所有患者都为男性，且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传无中生有为隐性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
15、 - - - -第 8 页，共 13 页判断显隐性性状有中生无为显性 确 定 致病 基 因 位于 常 染 色体还是 X染色体上双亲患病儿子正常子患病母女必病伴 X显性遗传双亲患病女儿正常子患病母女不一定病常染色体显性遗传女患病父子必病伴 X隐性遗传双亲正常女儿患病女患病父子不一定病常染色体隐性遗传假设仍无法判断，从可能性大小推断假设代代相传可能是显性遗传女患者多于男患者可能是伴 X显性遗传； 相差无几可能是常染色体显性遗传假设隔代相传可能是隐性遗传男患者多于女患者可能是伴 X隐性遗传； 相差无几可能是常染色体隐性遗传精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
16、 - - -第 9 页，共 13 页6、求两病患病概率：7、区别“男女孩患病”和“患病男女孩”的不同计算方法（1）假设是由 常染色体上的基因控制的遗传病：男孩患病概率=女孩患病概率 =后代患病的概率生出患病男孩概率=生出患病女孩概率=后代患病的概率 1/2 （2）假设是由 性染色体上的基因控制的遗传病：、假设问： 生出患病的男女孩的概率在所有后代中找出患病的患病的男女孩所占的比例现有遗传病甲患病概率m 和遗传病乙患病概率n类型公式同时患两病概率m n 只患甲病概率m 1-n 只患乙病概率n 1-m不患病概率 1-m 1-n 患病概率1-1-m 1-n 只患一种病概率n1-m +m 1-n 或
17、1-【m n+ 1-m 1-n 】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页在所有后代中找出患病的后代所占的比例，再 1/2 假设问： 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、致死情况： 见右图（1）X染色体上隐性基因使雄配子致死（2）X染色体上隐性基因使雄性个体致死9、基因定位的遗传实验设计与分析（1）判断位于常染色体还是X染色体假设相对性状未知且亲本均为纯合子：正交和反交假设雌雄表现型相同位于常染色体 上假设雌雄表现型不同位于X染色体 上假设相对性状已知：隐性雌性个体 显性纯合雄性个体假
18、设子代中雌性全为显性，雄性全为隐性位于X染色体 上否则位于 常染色体 上2判断是在X染色体还是XY同源区段上 已知显隐性以及基因位于性染色体上隐性雌性个体 显性纯合雄性个体假设子代中所有雄性都为显性性状位于XY同源区段 上假设子代中所有雄性都为隐性性状位于X染色体 上杂合显性雌性个体 纯合显性雄性个体假设子代中所有个体都为显性性状位于XY同源区段 上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页假设子代中所有雄性出现隐性性状位于X染色体 上3判断是位于XY同源区段遗传还是常染色体上隐性雌性个体 显性纯合雄性个体，F1 自交得
19、到F2假设 F2 中雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现位于常染色体 上假设 F2 中雄性个体都为显性性状，雌性个体中有显性和隐性性状出现位于XY同源区段上六、人类遗传病类型不同基因控制实例遗传特点单基因遗传病伴 Y 遗传外耳道多毛症传男不传女遵循孟德尔遗传规律常染色体遗传显性多指、并指、软骨发育不全男女患病概率相等连续遗传隐性镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症男女患病概率相等不连续遗传伴 X 遗传显性抗维生素D 佝偻病女患者多于男患者男患者母女必病隐性红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良男患者多于女患者女患者父子必病多基因遗传病受两对以上等位基因控制，受环境影响原发性高血压、 冠
20、心病、哮喘病、青少年型糖尿病、唇裂、精神分裂症群体发病率高有家族聚集现象易受环境影响一般不遵循孟德尔遗传规律染色体异常遗传病染色体结构异常猫叫综合征 人的第5 号染色体部分缺失不遵循孟德尔遗传规律染色体数目异常21 三体综合征又称先天性愚型，比正常人多一条21 号染色精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页体 、性腺发育不良1、调查人群中的遗传病（1）按 目的 分调查方式：发病率：广阔人群中调查遗传方式：家族中调查（2）调查中最好选取发病率较高 的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等（3）公式：某种遗传病的发病率 =%100数某种遗传病的被调查人某种遗传病的患病人数2、遗传病的监测和预防（1）遗传咨询（2）产前诊断：羊水检查B超检查孕妇血细胞检查基因诊断（3）禁止近亲结婚（4）适龄生育精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页