2022年高考生物总复习知识归纳总结必修2--基因与染色体的关系 .pdf

- 71 - 生物：第二章基因与染色体的关系山东：崔文德一、本章知识结构二、新课程标准 1、阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化。 2、观察细胞的减数分裂。 3、举例说明配子的形成过程。4、举例说明受精作用。5、搜集有关试管婴儿的资料，评价其意义。6、说明基因与染色体的关系。7、概述伴性遗传。三、预测新课标高考热点1、阐明细胞的减数分裂。2、结合图解阐明减数分裂过程中染色体的动态变化。3、说明配子形成过程中各个时期细胞结构的动态变化。4、比较卵细胞与精子的异同，5、举例说明受精作用。6、试管婴儿。7、基因与染色体的关系。8、基因位于染色体上的实验证据。9、孟德尔遗传规律的现代解释。10、性别决定。11、伴性遗传的传递规律。12、伴性遗传在实践中的应用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页- 72 - 清单二三减数分裂与受精作用一、知识结构减数分裂的概念：减数分裂是细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的分裂方式精子的形成过程：第一次分裂第二次分裂卵细胞形成过程：1 个1 个1 个1 个1 个1 个2 个染色体： 2n 2n n n DNA ： 2n 4n 2n 2n 受精作用的概念：精子与卵细胞融合为合子的过程；受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞状态，其中一半来自父方，另一半来自母方。受精作用、减数分裂的意义：对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的二、要点精析：【要点一】减数分裂过程卵细胞1 个1 个2 个4 个4 个染色体数：2n 2n n(前、中 )2n(后) n n DNA 数 ： 2n 4n2n 2n n n 精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子联会、四分体、同源染色体排列在赤道板同源染色体分开DNA复制着 丝 点分裂染 色 体分开变形精原细胞初级卵母细胞次级卵细胞极体极体极体复制联会、四分体、交叉互换同源染色体分开着丝点分裂染色体分开精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页- 73 - 有丝分裂获得间期： 1 精原细胞：染色体复制略增I 前：联会、四分体注意交叉互换减大I 中：四分体在中央数减 I ：1 初级精母细胞分联会I 后：同源染色体分开，非同源染色体自由组合裂四分体I 末： 12 个染色体数目减半同源染色体分开非同源染色体自由组合II 前：乱减 II：2 次级精母细胞II 中：着丝点排列在细胞的中央类似II 后：着丝点分裂单体分开进入两子细胞染色体数目暂时比中期加倍有丝分裂II 末： 24 4 个精细胞变形4 个精子1 个四分体 =2 条同源染色体 =4 条染色单体 =4 条 DNA 分子 8 条脱氧核苷酸链精子和卵细胞形成的区别（是否均等、变形、生殖细胞数） 两头大小，细胞质分配是否均等，产生的生殖细胞是否经过变形，三个极体。一个精原细胞（初级精母细胞）产生4 个两种精子两两相同一个卵原细胞（次级精母细胞、次级卵母细胞）产生1 个 1 种卵细胞这种生物最多可产生2n种精子或卵细胞n 是等位基因（同源染色体）对数【要点二】减数分裂过程中染色体的变化规律减数分裂过程中， 染色体复制一次， 细胞连续分裂两次， 减数分裂的结果是细胞中染色体数目减半。在减数分裂过程中，染色体的行为和数目变化如下：(1)复制：在分裂间期，染色体复制(DNA复制和蛋白质合成)，复制的结果是每个染色体含有两个姐妹染色单体 (它们由一个着丝点连接着)。(2)联会形成四分体：第一次分裂开始不久，同源染色体(配对的两个染色体，形状和大小一般相同，一个来自父方，一个来自母方)两两配对，这种现象叫联会。联会时染色体已经复制过，每个染色体含有两个姐妹染色单体，因此，每对同源染色体含有四个染色单体，所以叫四分体(3)分离和自由组合：在第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，这是分离规律和自由组合规律的细胞学基础，这对于生物的遗传和变异具有重要意义。(4)平均分配，数目减半：由同源染色体分离，导致第一次分裂结束后，细胞中染色体数目减半。(5)着丝点分裂， 姐妹染色单体分开：在第二次分裂后期着丝点分裂，连在一个着丝点的两个姐妹染色单体分开，各成为一个染色体。【要点三】有丝分裂与减数分裂的细胞分裂图的鉴别：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页- 74 - 方法一：有丝分裂与减数分裂过程中染色体的特征行为的记忆可以变文字记忆为“剪贴图”的形象记忆。上图可以总结为：方法二：三看识别法A无第二极体或性细胞（减数分裂第二次分裂末期）B1 不规则减数分裂第一次分裂末期（或减数分裂第二次分裂前期）B2 规则（着丝点排列在赤道板上）减数分裂第二次分裂中期有无姐妹C有继续B 过程二看有无同源染色体D无减数分裂第二次分裂后期、末期染色体有联会、四分体同源染色体的分离、减I 同源染色体着丝点位于赤道板两侧有三看同源染色体行为无上述特殊行为有丝分裂说明：一看细胞中染色体数目。若为奇数，一定是减数第二次分裂且细胞中一定无同源染色体存在，若为偶数，进行第二看。二看细胞中有无同源染色体。若无同源染色体，一定是减数第二次分裂；若有同源染色体存在进行第三看。三看细胞中同源染色体的行为。若出现联会、四分体、着丝点位于赤道板两侧、同源染色体分离等现象，一定是减数第一次分裂；若无上述同源染色体的特殊行为，则为有丝分裂。【注意特例】多倍体(例如四倍体 )进行减数分裂，子细胞中有同源染色体，但可根据子细胞染色体数目减半推断是减数分裂。单倍体(例如玉米的单倍体)体细胞进行有丝分裂，子细胞中无同源染色体但可根据子细胞是体细胞推出是有丝分裂；植物减数分裂的过程一般不做为考试要求。【要点四】正确理解同源染色体与非同源染色体、姐妹染色体与非姐妹染色单体、四分体与同源染色体关系(1)同源染色体与非同源染色体：同源染色体是指形状和大小一般相同，一条来自父方， 一条来自母方，减数分裂时两两配对的染色体。非同源染色体是指除去与之互称同源染色体的其他染色体(2)姐妹染色单体与非姐妹染色单体：在细胞分裂的间期染色体经过复制形成的两条完全一样的染色单体，互称姐妹染色单体。非姐妹染色单体是指除互为姐妹染色单体之我的染色单体。(3)四分体：四分体是指联会的一对同源染色体共包含的四条染色单体。四分体只出现在减数分裂过程中，在有丝分裂过程中，虽然细胞中有同源染色体，但同源染色体之间并不联会，当然没有四分体。是有丝丝分裂否减数第二次分裂有减数第一次分裂有减数第一次分裂否减数第二次分裂是有丝分裂无看染色体是否两两相同中期有无四分体无看染色体是否两两相同后期有无染色单体一看染色体数B有看排列再看有无姐妹染色单体奇数（减数分裂）无偶数 细胞分裂图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页- 75 - 【要点五】有丝分裂和减数分裂比较：项目有丝分裂减数分裂第一次分裂第二次分裂不同点母细胞体细胞（受精卵）精（卵）原细胞分裂次数一次二次分裂过程前期染色体散乱地分布在细胞中央有同源染色体同源染色体联会，出现四分体有交叉互换现象染色体散乱分布， 无同源染色体中期染色体的着丝点 有规律地排列在赤道板上， 有同源染色体四分体排列在赤道板两侧与有丝分裂相同， 但无同源染色体后期着丝点分裂， 姐妹染色单体分开，有同源染色体。四分体分开，并移向两极与有丝分裂相同， 但无同源染色体。同源染色体的行为无同源染色体的联合和四分体，不出现染色单体的交叉互及同源染色体的分离有同源染色体的联会，出现四分体出现非姐妹染单体之间的交叉互换及同源染色体的分离子细胞数目2 个雄： 4 个雌： 1 个（卵细胞） +3 个（极体）子细胞类型体细胞成熟生殖细胞（精子或卵细胞）子细胞染色体数目与亲代相同比亲代细胞少一半（减半发生在第一次分裂）子细胞的遗传物质几乎相同不一定相同相同点染色体复制一次出现纺锤体均有核膜、核仁的消失和重建过程意义使生物的亲代与子代之间保持可遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定染色体、 DNA 数量变化曲线染色体DNA 时期4N 2N 时期染色体DNA 4N 2N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页- 76 - 【要点六】精子和卵细胞形成过程的比较精子和卵细胞虽然都是经过减数分裂产生的，但其在形成过程中却有所不同详见下表比较项目不同点相同点精子的形成卵细胞的形成染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母细胞(2n) 产生两个大小相同的次级精母细胞一个初级卵母细胞(2n) 产生一个次级卵母细胞(n)和一个第一极体同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半第二次分裂四个次级精母细胞，形成四个同样大小的精细胞(n) 一个初级卵母细胞形成一个大的卵细胞和一个小的第二极体，第一极体分裂成两个第二极体着丝点分裂，一条染色体变成两条染色体，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变是否变态精子细胞变态形成精子无变态分裂结果产生四个有功能的精子（n）产生一个有功能的卵细胞(n) 精子、卵细胞中染色数目均减半【要点七】生物产生配子种类的计算(1)一个精原细胞 (含 n 对同源染色体 ) 可能产生精子的种类：2 n对或 4 n种（交换）实际产生精子的种类：2 种或 4 种（不考虑交叉互换时同一个次级精母细胞产生的两个精子细胞是相同的，考虑交叉互换时不同) (2)1 个卵原细胞 (含 n 对同源染色体 ) 可能产生卵细胞的种类。2 n种或 4 n种（交换）实际产生卵细胞的种类l 种（因为经过两次分裂只得到一个卵细胞，另外三个为极体）(3)生物个体 (含 n 对同源染色体 ) 考虑同源染色体内的交叉互换：4 n种不考虑同源染色体内的交叉互换：2 n种注意：解题时弄清是问一种生物产生多少个生殖细胞还是一个卵原细胞(精原细胞 )产生多少个生殖细胞。另外还有一种问法： 问产生了多少子细胞，这种情况下， 精原细胞和卵原细胞一样的都是产生4 个细胞，两种细胞。【要点八】观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片应注意的问题1判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。2可通过观察多个精原细胞的减数分裂，推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化，这样做的原因是(1)同一生物的细胞所含遗传物质相同，增殖过程相同；(2)同一时刻不同细胞可能处于不同细胞周期的不同阶段。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页- 77 - 清单二四基因在染色体上一、知识结构萨顿的推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系二、要点精析 ：【要点一】萨顿假说1结论：基因是位于染色体上的。2、具体内容：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。主要体现在以下几个方面：(1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子的形成过程和受精作用中，有相对稳定的形态结构。(2)在体细胞中基因成对存在染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。(3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此。(4)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。3 实验证据：摩尔根的果蝇杂交实验和测交实验。【画龙点睛】萨顿运用类比推理的方法，提出了基因位于染色体上的著名假说，这一假说正确与否，必须经过观察和实验的检验。摩尔根以果蝇为实验材料，首先将一特定的基因和一条特定的染色体联系起来，用实验证明了萨顿假说的科学性。【要点二】基因在染色体上呈线性排列1基因在染色体上， 并且在染色体上呈线性排列是由美国生物学家摩尔根及他的学生研究得出的。P： 红眼（）白眼（）F1：红眼（）（自由交配）F2：红眼（）白眼（）P：XWXW红眼（）XwY 白眼（）配子：XWXw Y F1：XWXw红眼（）XWY 白眼（）果蝇杂交实验图解：果蝇杂交实验分析图解：基 因 在染 色 体上 的 实验证据：基因在染色体上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页- 78 - 2研究所用材料是果蝇方法是杂交实验。基因位于染色体上所用的科学方法是类比推理类比推理中，类比的事物现象之间必须具有某些相同、相似之处，进而根据已知事物，现象的属性来推知未知事物、现象的属性。但仍停留于假说层次上。其结论并不具备逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验【要点三】孟德尔遗传规律的现代解释遗传规律基因的分离定律基因的自由定律亲本性状一对相对性状两对 (或多对 ) 相对性状基因位置位于一对同源染色体上：位于两对同源染色体上F1表现型显性性状双显性性状F1的配子两种配子，数量相等四种配子，数量相等F2基因型3 种(1：2：1) 9 种（ 1：2：1）2F2表现型显性：隐性 =3：1 9：3：3：1（ 3：1）2F1测交代表现型1：1 1：1：1：1（ 1：1）2遗传实质在 F1形成配子时， 等位基因随同源染色体的分开而分离进入到不同的配子中，独立地随配子遗传给后代在 F1形成配子时， 随同源染色体的分开，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合进人不同的配子二者联系在生物性状的遗传过程中，两大遗传定律是同时进行、同时起作用的。进行有性生殖形成配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，互不干扰，非同源染色体上的非等位基因自由组合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页- 79 - 清单二五伴性遗传一、知识结构概念：性染色体上的基因，遗传时与性别相关联的现象二、要点精析：【要点一】性别决定：(1)有性别的生物才有性别决定方式，对于雌雄异体的生物才有意义(2)性别决定的方式有多种，性染色体决定性别是一种主要方式。除此之外， 有生物性别的决定还与受精与否基因的差别以及环境条件的影响等有密切关系。(3)性染色体决定性别的生物才有性染色体。(4)XY 型性别决定生物， 其配子中常染色体和性染色体都有，含 X、 Y 性染色体的雄配子比例为1:1(5)性染色体的符号要用大写字母。(6)对人的性别起决定作用的染色体叫性染色体，男性与女性的体细胞中相同的染色体与性别无关，叫常染色体。【要点二】人类遗传病的解题规律父母都正常，孩子有看女性患者，她父亲儿子都有病伴X 隐性系谱中的有病隐性病看女性患者，她父亲儿子有的正常常染色体隐性父母都有病，孩子有看男性患者，他母亲女儿都有病伴 X 显性的正常显性病看男性患者，他母亲女儿有的正常常染色体显性1首先确定显隐性致病基因为隐性：口诀为： “无中生有为隐性， ”即：双亲无病生出患病的子女，此致病基因定是基因位置：位于X 染色体上，属隐性基因由于 Y 染色体过于短小，缺少与X 染色体同源的区段，故无色盲基因传递规律：随X 染色体向后代传递，即儿子的色盲基因一定来自母亲，而父亲的色盲基因一定传向女儿，当母亲为色盲患者时，儿子一定是患者遗传特点：患者中男性多于女性红 绿 色盲遗传基因位置：位于X 染色体上，属显性基因传递规律：随X 染色体向后代传递，即儿子的色盲基因一定来自母亲，而父亲的色盲基因一定传向女儿，当父亲为色盲患者时，女儿一定是患者遗传特点：患者中女性多于男性抗 维 生 素D 佝偻病举例伴性遗传在实践中的应用伴性遗传精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页- 80 - 隐性基因。致病基因为显性：口诀为：有中生无为显性即：双亲有病生出不患病的子女，此致病基因一定是显性基因。2再确定致病基因的位置伴 Y 遗传：口诀为：“父传子，子传孙，子子孙孙无穷尽也!”即：患者都是男性且有“父子孙”的传递规律。常染色体隐性遗传口诀为：“无中生有为隐性，隐性遗传看女性，生女患病为常隐，女病男正非伴性。 ”常染色体上显性遗传：口诀为：“有中生无为显性，显性遗传看男性，男病女正非伴性，生女正常为常显。”伴 X 隐性遗传：女性患者的上下代男性都患病伴 X 显性遗传：男性患者的上下代女性都患病3不能确定的判断类型在系谱中无上述特征，就只能从可能性大小来推测：第一：若该病在代代之间呈连续性，则该病很可能是显性遗传第二：若患者无性别差异，男女患者患病各为l2，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病。第三：若患者有明显的性别差异，男女患者相差很大，则该病很可能是性染色体的基因控制的遗传病，它可分以下两种情况：若系谱中，患者男性明显多于女性，则该病很可能是伴X 染色体隐性遗传病若系谱中，患者女性明显多于男性，则该病很可能是伴X 染色体显性遗传病【要点三】伴性遗传（1）男患者多伴 X 隐性遗传病的特点（2）交叉遗传1特点（3）女患者父亲、儿子一定色盲伴 X 显性遗传病的特点：男性患病，其母亲女儿一定患病伴 Y 遗传病的特点：只在男的有，儿传子，子传孙2伴性遗传与基因分离定律的关系伴性遗传遵循基因的分离定律。伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传，若就一对相对性状而言，则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传伴性遗传有其特殊性a 雌雄个体的性染色体组成不同，有同型和异型两种形式。b 有些基因只存在于X 或 Z 染色体上， Y 或 W 上无相应的等位基因，从而存在于杂合子(XbY 或ZbW 内单个隐性基因控制的性状也能体现c Y 或 W 染色体上携带的基因，在X 或 Z 染色体上无相应的等位基因，只限于在相应性别的个体之间传递。d 性状的遗传与性别相联系。在写基因型、表现型和统计后代比例时一定要与性别联系，如XY 或XaY。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页- 81 - 3伴性遗传与基因自由组合定律的关系在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对或两对以上的相对性状遗传时，由位于性染色体上基因控制的性状按伴性遗传处理；由位于常染色体上的基因控制的性状按基因的分离定律处理，整体上则按自由组合定律处理。在写配子的基因组成、个体的基因型时若性染色体上的基因和常染色体上的基因需一同写出时，通常情况下先写常染色体上的基因，再写性染色体及其上面的基因，且性染色体上的基因写在性染色体的右上角。4两种染色体上基因传递规律的比较由常染色体上的基因控制的遗传疾病，其基因的传递规律是父、母各把每对基因中的一个基因随机传传给子女没有性别差异。也就是说，子、女细胞中的每对基因，一个来自父方，一个来自母方(由基因突变产生的性状不在此研究范围)，在伴 X 染色体的遗传过程中，基因的传递规律是：父亲的X 染色体及其上的基因只能传给他的女儿，母亲的两个X 染色体及其上的基因，随机地把一个传给她的儿子或女儿。儿子的X 染色体及其上的基因只能来自母亲，女儿的两个X 染色体，一个来自父亲，一个来自母亲。 基因的传递具有性别的差异，这也是伴性遗传的显著特点，在伴Y 染色体的遗传中，Y 染色体及其上的基因只能由父亲传给儿子，代代相传不间断，无一例外。而女性体内不存在此种基因，性状只在男性中出现。【要点四】人类红绿色盲1色盲基因的位置色盲基因是一种隐性基因(b)，只位于 X 染色体上。 Y 染色体由于过于短小而没有与它相对应的基因。2遗传特点(1)交叉遗传。原因是男性的色盲基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。（2)男性患者多于女性。原因是男性的细胞中只有一条X 染色体，只要这条染色体上有色盲基因，即为患者；女性细胞中有两条X 染色体，只有两条X 染色体上都有色盲基因才是患者。(3)隔代遗传：一般地说，此病由男性通过他的女儿传给外孙。3注意：（1）色盲基因 (b)与它的正常基因 (B) 只位于 X 染色体上，在遗传时，随X 染色体遗传给后代。其基因写法为 XB与 Xb。（2）男性的色盲基因只能从母亲那得来，传递给他的女儿，遗传学上称为交叉遗传或隔代遗传。（3）女性的色盲基因既传给他的儿子，又传给她的女儿。当女儿从双亲一方得到色盲基因b 时，不患色盲，是携带者。只有从双亲那都得到b 时，女儿才患色盲。母亲是色盲患者，儿子肯定会从母亲那里得到一个色盲基因， 男性只要有一个色盲基因肯定是色盲患者。所以女患者的父亲和儿子一定是患者。精选学习资料 - 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