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1、专题二基因与染色体的关系专题二基因与染色体的关系第1页，本讲稿共43页一、相关概念一、相关概念n1.染色体和染色单体染色体和染色单体(1)染色体染色体的条数的条数等于着丝点数等于着丝点数,有有几个着丝点就有几条染色体几个着丝点就有几条染色体(2)染色单体染色单体是染色体复制后是染色体复制后,一一个着丝点上连接着两条相同的个着丝点上连接着两条相同的单体单体,这两条单体被称为姐妹染这两条单体被称为姐妹染色单体色单体,其整体是一条染色体其整体是一条染色体 n(3)比较见比较见右右表表:染色体染色体染色单体染色单体图形图形说明一个着丝点一个着丝点 一条染色体一条染色体无姐妹染色单体无姐妹染色单体含含1
2、个个DNA分子分子两条姐妹两条姐妹染色单体染色单体含含2个个DNA分子分子第2页，本讲稿共43页棒状染色体着丝点臂一条染色体：具有一个着丝点；无染色单体；含有一个DNA；一个DNA第3页，本讲稿共43页 X形染色体着丝点臂一条染色体：具有一个着丝点；有两条染色单体。一个DNA染色单体染色单体 含有两个DNA。分裂间期姐妹染色单体第4页，本讲稿共43页 染色体与染色单体染色单体染色单体分裂间期姐妹染色单体染色体数=着丝点；无染色单体时：有染色单体时：DNA数=染色体数DNA数=染色单体数2009-20102009-2010学年学年高二生物高二生物 必修二必修二遗传与进化遗传与进化第5页，本讲稿共
3、43页2.同源染色体与非同源染色体同源染色体与非同源染色体n(1)同源染色体同源染色体在减数分裂过程中进行配对的两在减数分裂过程中进行配对的两条染色体条染色体 形态形态 大小一般相同大小一般相同(2)非同源染色体非同源染色体:在减数分裂中不在减数分裂中不进行配对的染色体进行配对的染色体,它们一般形态它们一般形态 大小不同大小不同 n(3)比较见比较见右右表表:图形图形说明说明1和和2 3和和4分别属于一对分别属于一对同源染色体同源染色体1和和3 2和和4 1和和4 2和和3分分别属于非同源染色体别属于非同源染色体第6页，本讲稿共43页3.同源染色体与四分体同源染色体与四分体（1)四分体四分体是
4、同源染色体的特殊存在形式是同源染色体的特殊存在形式,在减数分裂过程中在减数分裂过程中,联会后的一联会后的一对同源染色体才可称作四分体对同源染色体才可称作四分体(含有含有4条染色单体条染色单体(2)在有丝分裂过程中存在同源染色体在有丝分裂过程中存在同源染色体,复制后每一对同源染色体复制后每一对同源染色体也包含也包含4条染色单体条染色单体,但由于不发生联会但由于不发生联会,所以不存在四分体所以不存在四分体 n一个四分体一个四分体=1 对同源染色体对同源染色体=2 条染色体条染色体=4 条染色单体条染色单体=4个个 DNA分子分子 第7页，本讲稿共43页一、真核细胞的分裂方式 无丝分裂有丝分裂减数分
5、裂体细胞 体细胞 有丝分裂无丝分裂(受精卵)（原始生殖细胞）成熟生殖细胞 减数分裂体细胞配子 第8页，本讲稿共43页减数分裂的概念减数分裂的概念概念：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。特点：在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。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。第9页，本讲稿共43页二、减数分裂的过程二、减数分裂的过程n1、精子的形成过程、精子的形成图解、精子的形成图解第10页，本讲稿共43页2、卵细胞的形成过程、卵细胞的形成过程卵细胞的形成图解卵细胞的形成图解第11页，本讲稿共43页n减数分裂过程图解第12页，本讲稿
6、共43页类类 别关别关 系系精子的形成精子的形成卵细胞的形成卵细胞的形成不同不同点点场所场所精巢精巢/睾丸睾丸卵巢卵巢细胞质分裂方细胞质分裂方式式均等分裂均等分裂除第一极体外都不均等分除第一极体外都不均等分裂裂变形变形有有无无结果结果3、精子形成与卵细胞形成的异同点、精子形成与卵细胞形成的异同点第13页，本讲稿共43页相同相同点点细胞质变化细胞质变化都有中心体都有中心体 星射线星射线 纺锤体出现纺锤体出现细胞核变化细胞核变化染色体都只复制一次染色体都只复制一次,细胞都连细胞都连续分裂两次续分裂两次,结果性细胞染色体数结果性细胞染色体数目都减半目都减半;染色体行为相同染色体行为相同:复制联会复制
7、联会(可可交换交换)同源分离同源分离 非同源组合着丝非同源组合着丝点分裂点分裂;性细胞染色体是由性原细胞的性细胞染色体是由性原细胞的非同源染色体自由组合而来非同源染色体自由组合而来,种类种类都为都为2n种种 第14页，本讲稿共43页n可能产生可能产生配子的种配子的种类类实际能产生配子的种类实际能产生配子的种类一个精原细一个精原细胞胞4 4种种种种(YR(YR和和yryr或或YrYr和和yR)yR)一个雄性个一个雄性个体体4 4种种4 4种种(YR(YR和和YrYr和和yRyR和和yr)yr)一个卵原细一个卵原细胞胞4 4种种1 1种种(YR(YR或或YrYr或或yRyR或或yr)yr)一个雌性
8、个一个雌性个体体4 4种种4 4种种(YR(YR和和YrYr和和yRyR和和yr)yr)4、杂合子（杂合子（YyRr）产生配子的情况可总结如下）产生配子的情况可总结如下第15页，本讲稿共43页时期2n染色体数DNADNA分子数减数第一次分裂数量减数第二次分裂减数第二次分裂间期5、减数分裂过程染色体和DNA数量变化图4n第16页，本讲稿共43页精原细胞有丝分裂过程中染色体变化图精原细胞有丝分裂过程中染色体变化图精原细胞有丝分裂过程中染色体变化表精原细胞有丝分裂过程中染色体变化表时期时期间期间期前期前期中期中期 后期后期末期末期染色体数目染色体数目（条）（条）4 4N N2 2N N染色体数目（条
9、）染色体数目（条）时期时期OO某种生物的精原细胞含有某种生物的精原细胞含有 N 对同源染色体。对同源染色体。参照曲线图填表参照曲线图填表：2 2N2N2N4N4 4NN2 2N N间期间期 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期第17页，本讲稿共43页细胞类型细胞类型减数第一次分减数第一次分裂前的间期裂前的间期初级精初级精母细胞母细胞次级精次级精母细胞母细胞精细胞精细胞染色体数目染色体数目（条）（条）2N2NN2 2NN2N2NN N染色体数目（条）染色体数目（条）时期时期N/2N/2OO精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图精原细胞形成精子过程中染色体数目变化表某种生物的精原细胞含有 N N
10、 对同源染色体。填表并画出曲线图：减数第一次分减数第一次分裂前的间期裂前的间期初级精母初级精母细胞细胞次级精母细次级精母细胞胞精细胞精细胞第18页，本讲稿共43页1 1、下列有关精子和卵细胞形成的说法正确的是下列有关精子和卵细胞形成的说法正确的是(A A)A.A.二者形成过程中都出现联会二者形成过程中都出现联会 四分体四分体 同源染色体分同源染色体分 离离 非同非同源染色体自由组合现象源染色体自由组合现象B.B.二者形成过程中都有染色体的复制和均分二者形成过程中都有染色体的复制和均分,二者所含遗传二者所含遗传物质均是正常体细胞的一半物质均是正常体细胞的一半C.C.精子和卵细胞形成过程中不同的地
11、方是精子需变形精子和卵细胞形成过程中不同的地方是精子需变形,卵细卵细胞不需要变形胞不需要变形,其余完全相同其余完全相同D.D.形成形成100100个受精卵个受精卵,至少需要至少需要100100个精原细胞和个精原细胞和100100个卵原细个卵原细胞胞第19页，本讲稿共43页n2 2、下列选项正确的是（、下列选项正确的是（A A）nA A、在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减、在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂数第一次分裂nB B、玉米体细胞中有、玉米体细胞中有1010对染色体，经过减数分裂后，卵对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为细胞中染色体数目为5 5对对nC
12、C、每个原始生殖细胞经过减数分裂都形成、每个原始生殖细胞经过减数分裂都形成4 4个成熟个成熟生殖细胞生殖细胞nD D、人的精子中有、人的精子中有2323条染色体，那么人的神经细胞、条染色体，那么人的神经细胞、初级精母细胞、卵细胞中分别有初级精母细胞、卵细胞中分别有4646、4646、2323条，条，染色单体有染色单体有0 0、4646、2323条条第20页，本讲稿共43页6、减数分裂与有丝分裂的区别一次一次一次一次DNADNA复制次数复制次数一次一次两次两次细胞分裂次数细胞分裂次数与母细胞相同与母细胞相同比母细胞减半比母细胞减半子细胞染色体数子细胞染色体数体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞子细胞类
13、型子细胞类型无无 有有非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合无无 有有同源染色体分离同源染色体分离无无 有有同源染色体联会同源染色体联会全身各处全身各处只在生殖腺内只在生殖腺内发生的场所发生的场所有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂比较项目比较项目第21页，本讲稿共43页7、减数分裂和有丝分裂的图像区别 分裂时分裂时期期有丝分裂有丝分裂减数第一次减数第一次 分裂分裂减数第二次减数第二次 分裂分裂前期前期区别区别有同源染色体联会有同源染色体联会有同源染色体无联有同源染色体无联会会无同源染色体无同源染色体第22页，本讲稿共43页 分分裂裂时时期期有丝分裂有丝分裂减数第一次减数第一次 分裂分裂减数第二
14、次减数第二次 分裂分裂中中期期区区别别同源染色体同源染色体着丝点排列着丝点排列赤道板两侧赤道板两侧同源染色体着丝点排列赤同源染色体着丝点排列赤道板上道板上非同源染色体非同源染色体着丝点排列赤着丝点排列赤道板上道板上第23页，本讲稿共43页分分裂裂时时期期有丝分裂有丝分裂减数第一次减数第一次 分裂分裂减数第二次减数第二次 分裂分裂后后期期区区别别看一半有同源看一半有同源看一半无同源看一半无同源有单体有单体看一半无同源看一半无同源无单体无单体第24页，本讲稿共43页图像判断方法图像判断方法第25页，本讲稿共43页ABC CFED减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期体细胞体细胞有丝分裂后期有丝分裂后
15、期指出下面各图分别属于什么分裂的什么时期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次减数第二次分裂前期分裂前期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期第26页，本讲稿共43页指出下面各图分别属于什么分裂的什么时期指出下面各图分别属于什么分裂的什么时期ABCDEFG配子配子减数第二次减数第二次分裂后期分裂后期减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期减数第二次减数第二次分裂前期分裂前期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期第27页，本讲稿共43页三、受精作用三、受精作用1.1.概念：概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的卵细胞和
16、精子相互识别、融合成为受精卵的过程。过程。2.2.实质：实质：精子和卵细胞细胞核的相互融合；精子和卵细胞细胞核的相互融合；受精卵中的染色体数目恢复到体细胞的数目，受精卵中的染色体数目恢复到体细胞的数目，其中有一半染色体来自父方，另一半染色体其中有一半染色体来自父方，另一半染色体来自母方。来自母方。第28页，本讲稿共43页精子与卵细胞相遇 第29页，本讲稿共43页一个精子进入卵细胞的瞬间 第30页，本讲稿共43页精子尾部断裂，头部进入卵细胞第31页，本讲稿共43页父本父本母本2N受精卵受受精精2N有丝分裂细胞分化子代个体2N减数分裂减数分裂精子卵细胞N3.减数分裂和受精作用的意义对于维持每种生物
17、前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的第32页，本讲稿共43页四、伴性遗传的概念及类型四、伴性遗传的概念及类型 基基因因位位于于性性染染色色体体上上的的，在在遗遗传传上上总总是是和和性性别别相相关关联联，这这种种现现象象叫叫做做伴伴性性遗遗传。传。伴伴X X遗传遗传伴伴Y Y遗传遗传类型类型伴伴X X显性遗传显性遗传伴伴X X隐性遗传隐性遗传第33页，本讲稿共43页女性女性男性男性基因型基因型表现型表现型请同学们完成下表请同学们完成下表人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型XBXB1、红绿色盲、红绿色盲正常正常XBXb正常（携
18、带者）正常（携带者）XbXb色盲色盲XBY正常正常XbY色盲色盲根据上表内容和性染色体根据上表内容和性染色体XY的结构特点，同学们能的结构特点，同学们能否分析得出红绿色盲患者男性高于女性的原因呢？否分析得出红绿色盲患者男性高于女性的原因呢？第34页，本讲稿共43页基因型分析基因型分析根据上表内容和性染色体根据上表内容和性染色体XY的结构特点，同学们能的结构特点，同学们能否分析得出红绿色盲患者男性高于女性的原因呢？否分析得出红绿色盲患者男性高于女性的原因呢？理由：理由：1、因为、因为Y染色体短，所以在染色体短，所以在Y染色体上没有红绿色染色体上没有红绿色盲的等位基因，即红绿色盲基因在男性体内没有
19、显性和隐盲的等位基因，即红绿色盲基因在男性体内没有显性和隐性之分，男性只要有红绿色盲基因就表现为红绿色盲。性之分，男性只要有红绿色盲基因就表现为红绿色盲。2、女性只有隐性纯合子时才表现为红绿色盲，而携带、女性只有隐性纯合子时才表现为红绿色盲，而携带有红绿色盲基因时女性仍表现为正常。有红绿色盲基因时女性仍表现为正常。第35页，本讲稿共43页伴伴X X染色体隐性遗传病的特点（以红绿染色体隐性遗传病的特点（以红绿色盲为例）：色盲为例）：1 1）男性患者多于女性患者；）男性患者多于女性患者；2 2）交叉遗传，一般男性患者将致病基因通）交叉遗传，一般男性患者将致病基因通过女儿传递给外孙；过女儿传递给外孙
20、；3 3）一般为隔代遗传；）一般为隔代遗传；4 4）母患子必患，女患父必患。）母患子必患，女患父必患。第36页，本讲稿共43页2、抗维生素、抗维生素D佝偻病佝偻病位于位于X染色体上的基因，有隐性基因，也有显染色体上的基因，有隐性基因，也有显性基因。如抗维生素性基因。如抗维生素D佝偻病就是一种受佝偻病就是一种受X染染色体上显性基因（色体上显性基因（D）控制的遗传病。请完成）控制的遗传病。请完成下表！下表！女性女性男性男性基因型基因型表现型表现型有关人的抗维生素有关人的抗维生素D佝偻病的基因型和表现型佝偻病的基因型和表现型XDXDXDXdXdXdXDYXdY患者患者患者患者正常正常患者患者正常正常
21、第37页，本讲稿共43页抗维生素抗维生素D D佝偻病佝偻病的遗传系谱图分析的遗传系谱图分析 1 1）女性患者多于男性患者；）女性患者多于男性患者；2 2）代代遗传；）代代遗传；3 3）父患女必患、子患母必患；）父患女必患、子患母必患；4 4）患者的双亲中必有一个是患者）患者的双亲中必有一个是患者伴伴X X染色体染色体显性遗传显性遗传病的特点病的特点（抗维生（抗维生素素D D佝偻病）佝偻病）：第38页，本讲稿共43页3、人的外耳道多毛症、人的外耳道多毛症传男不传女！传男不传女！示正常男女示正常男女示示外耳道多外耳道多毛症者毛症者 12 53479106118特点：传男不传女特点：传男不传女第39
22、页，本讲稿共43页1、一个男孩患红绿色盲，但其父母、祖父母和外祖父母视、一个男孩患红绿色盲，但其父母、祖父母和外祖父母视觉都正常。推断其色盲基因来自（觉都正常。推断其色盲基因来自（）A、祖父、祖父B、外祖母、外祖母C、外祖父、外祖父D、祖母、祖母B第40页，本讲稿共43页2、关于人类红绿色盲的遗传，正确的预测是（、关于人类红绿色盲的遗传，正确的预测是（）A、父亲色盲，则女儿一定是色盲、父亲色盲，则女儿一定是色盲B、母亲色盲，则儿子一定是色盲、母亲色盲，则儿子一定是色盲C、祖父母都色盲，则孙子一定色盲、祖父母都色盲，则孙子一定色盲D、外祖父母都色盲，则外孙女一定是色盲、外祖父母都色盲，则外孙女一
23、定是色盲B第41页，本讲稿共43页3、一正常女性与一色盲男性婚配，生了一个白化病色盲、一正常女性与一色盲男性婚配，生了一个白化病色盲的女孩。这对夫妇的基因型是（的女孩。这对夫妇的基因型是（）A、AaXBXb、AaXBYB、AaXBXb、aaXbYC、AAXBXb、AaXbYD、AaXBXb、AaXbYD第42页，本讲稿共43页4、人类的遗传病中，抗维生素、人类的遗传病中，抗维生素D佝偻病是由佝偻病是由X染色体上染色体上的显性基因控制的。甲家庭中丈夫患者抗维生素的显性基因控制的。甲家庭中丈夫患者抗维生素D佝佝偻病，妻子表现正常；乙家庭中，夫妻表现都正常，但偻病，妻子表现正常；乙家庭中，夫妻表现都正常，但妻子的弟弟是红绿色盲，从优生学的角度考虑，甲乙家妻子的弟弟是红绿色盲，从优生学的角度考虑，甲乙家庭应分别选择生育（庭应分别选择生育（）A、男孩、男孩、男孩、男孩B、女孩、女孩、女孩、女孩C、男孩、女孩、男孩、女孩D、女孩、男孩、女孩、男孩C第43页，本讲稿共43页