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1、第七章 细胞的分裂与分化第一节 生殖和生命的延续一无性生殖亲子两代极其相似1定义:生物不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。2分类:(1)分裂生殖:母体新个体,如细菌、草履虫;(2)出芽生殖:母体芽体新个体,如水螅、酵母菌;(3)孢子生殖:母体孢子新个体,如青霉、曲霉(真菌)、蕨类;(4)营养繁殖:植物的营养器官(根、茎、叶)新个体。如马铃薯、草莓、蒜。运用于扦插、分株、嫁接。3特点:(1)较低级、不普遍;(2)后代能较好的保持母体的遗传性状;(3)变异性小,生活力差。4实践意义:生产上和科研中,常用无性生殖的方法来繁殖优良生物品种,克隆生物。二有性生殖遗传性变异的来源1定义:

2、通过亲本产生生殖细胞(配子),雌雄生殖细胞结合形成合子(受精卵),再由受精卵发育成新个体的生殖方式。2主要生殖方式卵式生殖:卵与精子结合的生殖方式(高等动物和人类唯一的生殖方式)。3有性生殖两个基本过程:(1)减数分裂:产生精子和卵细胞的过程。(2)受精作用:卵与精子(称为雌雄配子)结合成为合子(受精卵)的过程。4特点:(1)较高级、很普遍;(2)后代具有两个亲本的遗传特性;(3)变异性大,生活力强,往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力。5意义:(1)理论上:有利于个体生存和种群进化;(2)实践上:杂交育种,扩大变异来源。第二节 有丝分裂一生物的分裂1多细胞生物的生长发育是细胞分裂和分化的过

3、程。2分裂方式:无丝分裂、有丝分裂(动植物体细胞分裂的主要形式)、减数分裂。二有丝分裂过程1分裂间期:细胞分裂前的准备期,染色质呈细丝状,核仁明显。细胞内进行DNA复制及有关蛋白质的合成。2分裂期(1)前期:核膜、核仁消失;纺锤丝、染色体出现,每条染色体含2条姐妹染色单体,共用一个着丝粒(两个消失和两个出现);(2)中期:着丝粒被纺锤丝牵引排列在赤道面上;染色体数目、形态最清晰(构成与前期相同);(3)后期:着丝粒分裂,染色单体分开成为两条新染色体,向细胞两极移动;细胞中染色体数目暂时加倍,形成两组形态结构数目相同的染色体(染色单体消失);(4)末期:核膜、核仁出现;纺锤体和染色体消失;两组染

4、色体平均分到两个子细胞内,染色体解螺旋为染色质(两个出现和两个消失)。3动植物细胞分裂的异同点(1)相同点:有丝分裂过程中染色体、DNA的行为和数目变化相同。如间期DNA复制、后期着丝粒分裂、染色体均分等。(2)不同点时期特征表现原因植物细胞动物细胞前期纺锤体来源直接由细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体由中心体发出的星射线和纺锤丝共同形成纺锤体高等植物细胞无中心体;动物细胞有中心体(间期复制成2个)末期细胞一分为二的方式细胞赤道面上的细胞板(形成新的细胞壁)使细胞一分为二赤道面的细胞膜向内凹陷缢裂,使细胞一分为二动物细胞无细胞壁;植物细胞有细胞壁(高尔基体形成) 动植物细胞分裂的不同点是读图时辨认

5、细胞类型的重要依据。4意义:DNA先复制、再平均分配,产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞,保证亲子两代遗传性状的稳定性和连续性。5细胞分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化(设某生物细胞内的染色体为2n个):间期前期中期后期末期(一个子细胞)DNA数2n4n4n4n4n2n染色体(质)数2n2n2n4n2n染色单体数04n4n00染色质、染色体和染色单体之间的关系:染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种形态,主要成分都是DNA和蛋白质。染色质是间期细胞核内的细丝状物,复制后两个相同的DNA分子由一个着丝粒连在一起。染色体是细胞分裂时染色质超螺旋化形成的,每

6、个染色体上有一个着丝粒,是纺锤丝附着的地方。染色单体是间期DNA复制后连在一个着丝粒上的两个相同DNA螺旋化而成的,并在前期出现。其中,1个染色单体含1个DNA分子。进入细胞分裂后期,着丝粒一分为二,两个染色单体也分开各自有自己的着丝粒,此时就不再叫染色单体而叫染色体了。图像中的染色体、染色单体、DNA关系:三细胞周期1细胞分裂后的状态(1)增殖细胞继续增殖有很强分裂能力的细胞:骨髓细胞、消化道黏膜上皮细胞、植物形成层细胞、生长点细胞;(2)暂不增殖(G0)细胞始终保持分裂能力的细胞:肝、肾细胞;(3)不增殖细胞高度分化、不再分裂的细胞:神经细胞、肌肉细胞、成熟红细胞等。2细胞周期:对于增殖细

7、胞来说,一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。(1)间期:约占细胞周期95%的时间。G1 期:DNA合成前期,合成一定数量的RNA、蛋白质、有关酶;S期:DNA的精确自我复制(是进行诱变育种、放疗化疗的最适合时期);G2 期:合成组装纺锤体的蛋白质,完成物质和能量准备。(2)分裂期:约占细胞周期5%的时间,包括前中后末四个时期。四本节例题1如图表示细胞有丝分裂一个细胞周期所用的时间,下列说法正确的是( D )A甲乙的过程表示分裂间期B乙甲的过程表示分裂期C一个细胞周期是指甲甲的全过程D一个细胞周期是指乙乙的全过程【解析】细胞周期是连续分裂的细胞,从一次分裂完成开始,到下一次分裂完成为止。图

8、中甲乙的过程表示分裂期,乙甲的过程表示分裂间期。可将连续两次分裂的完成时刻作为一个细胞周期的起点和终点,即乙乙的全过程。2在跳鼠肝脏细胞有丝分裂的分裂期开始时,如果它的染色体数为2P,DNA含量为Q,则该细胞分裂后每个细胞中的染色体数和DNA含量分别是( D )AP和Q/2B2P和QC2P/2和Q/2D2P和Q/2【解析】分裂期开始时,即已经完成DNA复制,此时细胞内染色体数维持原来水平,而DNA数倍增。所以分裂后细胞内的染色体数与该细胞相同,而DNA数为该细胞的一半。3萝卜等植物的细胞在有丝分裂末期不同于动物的特征是( B )A赤道面的细胞膜向内凹陷,最后缢裂成两个子细胞B赤道面位置上出现细

9、胞板C染色体消失D核仁、核膜重新出现【解析】动植物细胞分裂期的染色体变化规律、核仁核膜消失重现时间是相同的,末期不同点是细胞一分为二的方式。动物细胞膜在赤道面向内凹陷缢裂成两个细胞;植物细胞在赤道面形成细胞板,将细胞一分为二。4蝴蝶兰茎尖细胞有丝分裂的过程中,染色体数目不同而DNA分子数目相同的两个时期是( B )A后期和末期B前期和后期C前期和中期D间期和前期【解析】根据细胞分裂过程中染色体、DNA的数量变化规律,DNA倍增在间期,染色体数量倍增在后期,符合题意的是前期和后期或者中期和后期。5请观察图,并回答下列问题(1)在分裂前期可以发现的染色休是A,E。(2)含有1个DNA 分子的是C,

10、D。(3)E组的DNA数目是4。(4)染色体数目最多的是B,E。(5)B组的染色单体数是0。(6)属于一条染色体,同时含有2个染色单体的是A。【解析】本题考查对有丝分裂各时期细胞染色体变化规律以及染色体与DNA关系的掌握程度。 A:l条染色体,2条染色单体,2个DNA分子 B:2条染色体,无染色单体,2个DNA分子 C:1条染色体(呈染色质状),无染色单体,1个DNA分子 D:l条染色体,无染色单体,1个DNA分子 E:2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子第三节 减数分裂一减数分裂过程1时期:进行有性生殖的生物,由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程。2特点:DNA复制一次,细胞连续分裂两次

11、,结果子代细胞的染色体数包括DNA分子数是亲代细胞的一半。3减数第一次分裂与减数第二次分裂的具体过程(表格)时期染色体行为染色体(质)数染色单体数DNA数等位基因的变化(Dd)间期DNA复制及有关蛋白质的合成2n02a4aDdDDdd减数第一次分裂前期同源染色体联会,部分交叉互换2n4n4aDDdd中期同源染色体的着丝粒排列在赤道面2n4n4aDDdd后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合2n4n4aDDdd末期细胞一分为二,染色体数减半n2n2aDD、dd(不考虑交叉互换)间期短暂,无染色体复制(中心体倍增)n2n2aDD、dd减数第二次分裂前期每条染色体含2条单体,但无同源染色体n2n2

12、aDD、dd中期非同源染色体的着丝粒排列赤道面n2n2aDD、dd后期着丝粒分裂,染色单体成染色体,移向两极2n02aDD、dd末期细胞分裂,共形成4个子细胞n0aD、D、d、d 同源染色体分别来自父方和母方,形状大小结构都相同。在同源染色体的相对位置上的基因都是控制同一性状的基因,但是其中的脱氧核苷酸序列(即遗传信息)可能有所不同。减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对,称联会。联会是减数分裂过程中的重要特征,是有丝分裂没有的;也是等位基因发生交换的前提,是遗传学上基因的分离定律和自由组合定律的细胞学基础。二精子和卵的形成比较项目不同点相同点精子的形成卵的形成间期精原细胞(2n)形成初级精母

13、细胞(2n)卵原细胞(2n)形成初级卵母细胞(2n)DNA复制一次减数第一次分裂1个初级精母细胞(2n)产生2个大小相同的次级精母细胞(n)1个初级卵母细胞(2n)产生1个大的次级卵母细胞(n)和1个小的第一极体(n)同源染色体联会、交叉互换、分离;细胞质分裂,子细胞染色体数目减半减数第二次分裂2个次级精母细胞(n)产生4个大小相同的精细胞(n)1个次级卵母细胞(n)产生1个大的卵(n)和1个小的第二极体(n)。第一极体分裂成2个大小相同的第二极体着丝粒分裂,细胞质分裂,子细胞染色体数目不变变态精细胞形态改变成精子(n)卵(n)无形态改变,3个第二极体退化分裂结果细胞质均等分裂,所以产生4个有

14、功能的精子细胞质不均等分裂,所以只产生1个有功能的卵精子、卵中染色体数目均减半 配子(精子n/卵n)经过受精作用形成受精卵(2n=精子n+卵n)。成对的同源染色体是在有性生殖过程中,分别由两个亲本产生的生殖细胞所携带,通过受精作用进入受精卵中的。三减数分裂和有性生殖的意义1生物因为减数分裂与受精作用,才保证亲、子两代染色体数的恒定,以及生物体遗传性状的相对稳定。2有性生殖的意义:保证后代遗传稳定性、增加生物多样性、增强生物适应环境变化的能力。四分裂相关知识点补充1含同源染色体的细胞有:体细棺、精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞、受精卵。含同源染色体的分裂时期有:有丝分裂全过程,减数第一次分裂(

15、子细胞内不再有)。2减数分裂与有丝分裂坐标图(表示DNA,表示染色体)3细胞分裂图识别有丝分裂:细胞内有同源染色体、后期有着丝粒分裂。减数第一次分裂:细胞内有同源染色体联会,后期有同源染色体分离(后期细胞大小不一则母细胞为初级卵母细胞)。减数第二次分裂:细胞内无同源染色体、后期有着丝粒分裂(后期细胞大小不一则母细胞为次级卵母细胞)。(上述两次形成大小一样的子细胞则母细胞分别为初级精母细胞或次级精母细胞或第一极体)4有丝分裂与减数分裂的比较项目有丝分裂减数分裂不同点分裂形成的是体细胞分裂形成的是生殖细胞细胞分裂1次,产生2个子细胞细胞连续分裂2次,产生4个精子或者1个卵+3个第二极体子细胞染色体

16、数目不变子细胞染色体数目减半没有同源染色体的特殊行为同源染色体联会、交叉互换、分离,非同源染色体自由组合染色体在个体内细胞间的传递染色体在个体间的传递相同点出现纺锤体,DNA复制一次五本节例题1如果用A和B分别表示精子中的染色体数和DNA数,则初级精母细胞中的染色体数和DNA数分别是( B )A2A和2BB2A和4BC4A和4BD4A和2B【解析】精子是经减数分裂产生的,其染色体数目较正常体细胞及初级精母细胞减少一半,因此初级精母细胞内的染色体数为2A;精子中DNA数较体细胞减少一半,即体细胞(精原细胞)为2B;精原细胞经过DNA复制成为初级精母细胞,因此初级精母细胞内的DNA数为4B。2从细

17、胞分裂过程来看,基因的自由组合发生在( D )A减数第一次分裂同源染色体联会的时期B减数第二次分裂中期C减数第二次分裂后期D减数第一次分裂后期【解析】基因的自由组合指的是非同源染色体上的非等位基因自由组合,应该发生在减数第一次分裂后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合的时候。3在显微镜下观察某细胞时,发现有8条形态大小各不相同的染色体排列在赤道面上,此细胞最有可能处在( C )A有丝分裂中期B减数第一次分裂中期C减数第二次分裂中期D减数第二次分裂后期【解析】8条染色体形态、大小各不相同,说明没有同源染色体,只能是减数第二次分裂;染色体排列在赤道面,说明是分裂中期。4下列人体细胞中,含同源染色

18、体的是( C )A精子B第一极体C口腔上皮细胞D卵【解析】口腔上皮细胞属于体细胞,有46条染色体,23对同源染色体。精子、极体、卵都只有23条染色体,没有同源染色体。5卵原细胞形成的方式是( A )A有丝分裂B减数第一次分裂C无丝分裂D减数第二次分裂【解析】卵(精)原细胞属于体细胞,是经过有丝分裂过程形成的。6狼蛛的16个初级精母细胞产生的精子和16个初级卵母细胞产生的卵细胞,如果全部受精,形成的受精卵数目为( A )A16B8C32D64【解析】1个初级精母细胞能产生4个精子,1个初级卵母细胞能产生1个卵,1个精子+1个卵=l个受精卵。16个初级精母细胞产生64个精子,16个初级卵母细胞产生

19、l6个卵。第四节 细胞分化和植物细胞的全能性一细胞分化1定义:同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异的过程;2细胞分化的原因:细胞内化学物质的变化,引起了基因的选择性表达;3意义:产生了细胞的多样性,是生物正常发育的基础,也是形成各种组织的基础;4特点:是一种渐变的、持久的、稳定的、不可逆的变化,一旦逆向发展,可能是癌变。二植物细胞的全能性1细胞全能性:又称发育潜能,是指单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。受精卵就具有发育成完整个体的最高全能性。随细胞分化程度的提高,细胞发育潜能逐渐变小。一般细胞全能性大小如下:受精卵胚胎细胞(干细胞)植物细胞动物细胞核

20、2植物细胞全能性的表现:一般正常植物体内细胞不表现全能性,但是脱离母体的植物细胞无论来自哪个器官,在一定条件下都能表现出全能性,发育成完整植株,即植物的组织培养。3组织培养的条件:无菌条件、控制温度、pH和光照条件 含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等物质的人工配制培养基 应用:植物快速繁殖,经济植物的大批量、工厂化生产过程:三本节例题3在生物的个体发育中,一个受精卵能形成复杂的生物体,主要依赖于( D )A细胞分裂B细胞生长C细胞成熟D细胞分化【解析】细胞分裂使生物体细胞数量增多,细胞生长使其体积增大,只有细胞分化才能形成不同的细胞和组织,进而组成复杂的器官和组织。实验7.3 植物细胞分化的

21、观察一实验目的通过根尖压片实验,了解细胞分化的过程和意义。二实验过程取根尖(纵切)用镊子压扁龙胆紫/醋酸洋红染色压片镜检(先低倍后高倍)三实验结果在根尖部分,可以观察到根冠和分生组织细胞。伸长区细胞与分生组织细胞同宽,但长度逐渐变长,说明生长点分裂出的细胞主要进行长度的生长和分化。成熟区可见导管、筛管和具根毛的表皮细胞,说明已经高度分化。典型例题1生物的生殖可分为无性生殖和有性生殖两大类。2常见的无性生殖方式有分裂生殖(如细菌、草履虫、眼虫);出芽生殖(如水螅、酵母菌);孢子生殖(如真菌、苔藓);营养生殖(如果树)。3有性生殖方式产生的后代具备双亲的遗传信息,具有更强的生活能力和变异性,这对于

22、生物的生存与进化具有重要意义。4体细胞的有丝分裂具有细胞周期,它是指连续分裂的细胞从一次分裂结束时开始,到下一次分裂结束时为止,包括分裂间期和分裂期。5分裂间期最大特征是DNA复制,蛋白质合成,对于细胞分裂来说,它是整个周期中时间最长的阶段。6分裂期前期最明显的变化是染色体明显,此时每条染色体都含有两条染色单体,由一个着丝粒相连,同时,核仁解体,核膜消失,纺锤丝形成纺锤体。7分裂期中期每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道面上,清晰可见,便于观察。8分裂期后期每个着丝粒一分为二,染色单体随之分离,形成两条染色体,在纺锤丝牵引下向两极运动。9分裂期末期染色体到达两极后,逐渐变成丝状的染色质,同

23、时纺锤体消失,核膜核仁重新出现,将染色质包围起来,形成两个新的细胞核,然后细胞一分为二。10动植物细胞有丝分裂比较植物动物纺锤体形成方式纺锤丝纺锤丝、中心体细胞一分为二方式细胞板分割细胞膜内陷意义亲子代遗传性状的稳定性和连续性11填表间期前期中期后期末期DNA2n4n4n4n4n2n染色体2n2n2n4n2n染色单体04n4n4n0012请根据右图回答问题(括号内写标号)(1)依次写出C、E两个时期的名称G2;中期;(2)RNA和蛋白质合成时期为(A)G1期,DNA复制时期为(B)S期,核仁、核膜消失的时期为(D)前期,核仁、核膜重新形成时期为(F)末期。(3)细胞在分裂后,可能出现细胞周期以

24、外的三种生活状态是连续增殖、暂不增殖、细胞分化。13植物细胞有丝分裂的观察实验中:(1)实验材料:植物根尖。(2)实验步骤:解离(试剂:20%HCl)、漂洗、染色(试剂:龙胆紫)、压片。(3)实验的观察部位是:根尖生长点。14精子的形成过程15减数分裂过程中细胞核形态、染色体数、染色单体数和DNA数等的变化时期染色体行为染色体(质)数染色单体数同源染色体对数DNA数间期DNA复制及有关蛋白质的合成2n04nn2n4n减数第一次分裂前期同源染色体联会,部分交叉互换2n4nn4n中期同源染色体的着丝粒排列在赤道面,排列于细胞中央2n4nn4n后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合2n4nn4n末

25、期细胞一分为二,染色体数减半n2n02n间期短暂,无染色体复制(中心体倍增)n2n02n减数第二次分裂前期每条染色体含2条单体,散乱分布,但无同源染色体n2n02n中期非同源染色体的着丝粒排列赤道面,排列于细胞中央n2n02n后期着丝粒分裂,染色单体成染色体,移向两极2n002n末期细胞一分为二n00n16有丝分裂与减数分裂的比较比较有丝分裂减数分裂分裂细胞类型体细胞(从受精卵开始)精(卵)巢中的原始生殖细胞细胞分裂次数一次二次同源染色体行为无联会,始终在一个细胞中有联会形成四分体,彼此分离子细胞数目二个雄为四个,雌为(1+3)个子细胞类型体细胞成熟的生殖细胞最终子细胞染色体数与亲代细胞相同比

26、亲代细胞减少一半子细胞间遗传物质一般相同(无基因突变、染色体变异)一般两两相同(无基因突变、染色体变异)相同点染色体都复制一次,减数第二次分裂和有丝分裂相似意义使生物亲代和子代细胞间维持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传有重要意义减数分裂和受精作用使生物的亲代和子代维持了染色体数目的恒定,对遗传和变异有十分重要的17卵细胞的形成过程18受精作用19据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞20判断动物细胞分裂方式、时期(1)首先判断时期,如染色体无规律分布为前期,染色体排列在中央为中期,染色体移向两极为后期;(2)判断分裂方式2310个初级精母细胞产生的精子和10个初级卵母细胞产生的卵细胞,若全部受精

27、,则形成受精卵( A )A10个B5个C20个D40个24一条染色体含有一个DNA分子,经复制后,一条染色单体含有( B )A两条双链DNA分子B一条双链DNA分子C四条双链DNA分子D一条单链DNA分子25某生物减数分裂第二次分裂后期有染色体18个,该生物体细胞有染色体( A )A18个B36个C72个D9个26细胞分化是指同一来源的细胞发生在形态结构、生理功能和蛋白质合成上发生差异的过程。本章小结1生物不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式称为无性生殖。常见的无性生殖有分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖和营养繁殖。2有性生殖是通过亲本产生生殖细胞,雌雄生殖细胞结合形成受精卵,由受精

28、卵发育成新个体的生殖方式。高等植物和大多数动物进行有性生殖。3有丝分裂是动植物细胞分裂的主要方式,由分裂间期和分裂期组成。根据染色体的变化特点,将分裂期分为前期、中期、后期、末期四个时期。经过有丝分裂,分裂间期复制的DNA平均分离,产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞,保证亲代、子代之间遗传性状的稳定性和连续性。4减数分裂是形成生殖细胞的一种特殊形式的细胞分裂。由减数第一次分裂和减数第二次分裂两个连续的细胞分裂组成。减数分裂过程中,DNA复制一次,产生四个单倍体的子细胞。减数分裂是有性生殖的基础,是生物遗传、进化、形成生物多样性的必要条件。5细胞分化是指同一来源的细胞发生形态

29、结构、生理功能和蛋白质合成上稳定差异的过程。经细胞分化形成细胞的多样性,是个体发育的必要条件。6细胞的全能性是指单个细胞,经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。细胞全能性是组织培养和克隆技术的理论基础。7克隆是指不用雌雄两性的生殖细胞,而仅仅用一个个体的部分组织或一个体细胞,通过细胞分裂和分化形成新个体的过程。克隆技术是人类科学技术的一大进步,它在造福于人类的同时也带来一系列社会伦理、道德和法律上的问题,亟需严格规范和管理。9细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果类型分裂方式结果事例细胞质不分裂有丝分裂双(多)核细胞多核胚囊个别染色体不分离有丝分裂、减数分裂单体、多体21三体、唐氏

30、综合征全部染色体不分离有丝分裂、减数分裂多倍体四倍体植物染色体多次复制但不分离有丝分裂多线巨大染色体果蝇唾腺染色体两个以上中心体有丝分裂多极核10细胞的死亡细胞死亡病理性死亡(细胞坏死)环境因素突变病原体入侵程序性死亡(细胞凋亡)正常生命需要动物变态:蝌蚪尾部消失花儿凋谢:花瓣凋萎极体消失,大部分淋巴细胞死亡11分化与细胞全能性的关系关系体细胞分化程度越低,全能性越高;分化程度越高,全能性越低生殖细胞如卵细胞、花粉分化程度高,全能型也高受精卵分化程度最低尚未分化,全能性最高12已分化细胞的特点:形态结构特化;新陈代谢改变;生理功能专一;分裂能力丧失。13细胞分裂与分化的关系G1SG2M周期性细

31、胞G0期(暂不增殖)终端分化细胞衰老死亡14细胞的生活史细胞绝大多数细胞少数细胞未分化分化衰老死亡干细胞癌细胞分裂分裂干细胞特点:(无限增殖)既分裂也分化癌细胞特点:(无限增殖)只分裂不分化异常分化癌变(永生)15癌细胞的特点特点无限分裂增值:永生细胞形态结构变化:扁平梭形 成纤维细胞癌变 球形细胞物质改变:如癌细胞膜糖蛋白减少,细胞黏着性降低,易转移扩散,癌细胞表面含抗肿瘤抗原,肝癌细胞含甲胎蛋白等。正常功能丧失:新陈代谢异常:如线粒体功能障碍,无氧供能引发免疫反应:主要是细胞免疫可以种间移植:可移植在异种生物体内生长,形成癌瘤第一节 遗传规律一孟德尔及其科学研究的方法1选用材料适当:豌豆(

32、严格自花传粉又易杂交、有区分明显的相对性状)。2研究思路清晰:由简到繁,先易后难。3分析方法正确:应用数学统计学方法。4实验程序严谨:问题实验(杂交实验:去雄套袋人工授粉套袋)假说(解释)验证(测交)结论二一对相对性状的遗传规律一一基因的分离定律1单因子杂交试验P: 紫花AA 白花aa F1: 紫花Aa F2:1/4AA2/4Aa1/4aa(性状分离比为3/4紫花1/4白花)分析:F2中有4种雌雄配子的组合方式,3种基因型比例为121,2种表现型,比例为31。2遗传学中常用概念及分析(1)相关符号:P(亲本),(雌性),(雄性),F1(子一代),F2 (子二代),(杂交),(自交) (2)关于

33、交配 杂交:基因型不同或相同的个体进行的交配。自交:基因型相同的个体进行的交配或自身的交配。 正交:AB反交:AB 测交:以F1与隐性亲本杂交,以测定其个体的基因型。回交:F1代与任一双亲之间的交配。(3)关于性状显性性状:把杂种子一代(F1)中显现出来的亲本的性状叫做显性性状。如紫花。隐性性状:把杂种子一代(F1)中末显现出来的亲本的性状叫做隐性性状。如白花。性状分离:在杂种后代中,同时显现出显性性状和隐性性状的现象,叫做性状分离。如F2中有紫花和白花。(4)关于基因显性基因:控制显性性状的基因,用大写字母表示,如A(紫花)。隐性基因:控制隐性性状的基因,用小写字母表示,如a(白花)。等位基

34、因:位于一对同源染色体相同位置上的控制着相对性状的基因,如A与a。相同基因:位于一对同源染色体相同位置上的控制着相同性状的基因,如A与A,a与a。(5)关于基因型和表现型基因型:控制生物性状的基因组成。纯合子(纯种):同源染色体同一位置上基因组成相同的个体,例如AA和aa。杂合子(杂种):同源染色体同一位置上基因组成不同的个体,例如Aa。纯合体能够稳定地遗传,它的自交后代不会发生性状分离。杂合体不能稳定地遗传,它的自交后代会发生性状分离。表现型:具有特定基因型的个体所能表现出来的性状。如紫花、白花。表现型相同,基因型不一定相同,例如紫花的基因型为AA和Aa;基因型相同,表现型也不一定完全相同(

35、考虑环境因子的影响)。基因型是性状表现的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境。(6)杂合子和纯合子的鉴别方法测交法:若后代无性状分离,则待测个体为纯合子;若后代有性状分离,则待测个体为杂合子。自交法:若后代无性状分离,则待测个体为纯合子;若后代有性状分离,则待测个体为杂合子。3基因的分离定律内容:减数分裂时,等位基因随着同源染色体分开而分开,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。4应用:两种基本题型(1)正推类型:(亲代子代)只要能正确写出遗传图解即可解决,熟练后可口答。亲代基因型子代基因型及比例子代表现型及比例(1)AAAA全AA全显(2)AAAa1/2AA1/

36、2Aa全显(3)AAaa全Aa全显(4)AaAa1/4AA2/4Aa1/4aa3/4显1/4隐(5)Aaaa1/2Aa1/2aa1/2显1/2隐(6)aaaa全aa全隐(2)逆推类型:(子代亲代)分四步判断出显隐关系:根据子代表现型及比例(用定义法或据同中生异则同显异隐等)来判断;隐性表现型的个体其基因型必为隐性纯合体(如aa),而显性表现型的基因型中有一个基因是显性基因,另一个不确定(侍定,写成填空式如A );根据后代表现型的分离比推出亲本中的侍定基因;子代表现型及比例亲代基因型(1)全显至少有一方是AA(2)全隐aaaa(3)显隐=11Aaaa(4)显隐=31AaAa把结果代入原题中进行正

37、推验证。三两对和两对以上相对性状的遗传规律一一基因的自由组合定律1双因子杂交试验P:黄圆YYRR 绿皱yyrr F1: 黄圆YyRr F2:黄圆Y_R_黄皱Y_rr绿圆yyR_ 绿皱yyrr9 3 3 1双因子杂交试验分析:此两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对非同源染色体上。由于控制生物不同性状的每一对基因互不干扰,独立地遵循基因的分离定律,可以把组成生物的两对或多对相对性状分离开来,用基因的分离定律一对加以研究,最后把研究的结果按一定的方法组合起来,即分解组合法。这样以分离规律为基础,F2中有16(44)种组合方式,9(33)种基因型,4(22)种表现型,比例9331

38、(31) (31),这样F1YyRr即YyRrYyRr产生F2,可以看成YyYy1/4YY2/4Yy1/4yy与RrRr1/4RR2/4Rr1/4rr结果的组合。即:亲本类型之一:双显性状黄圆(Y_R_)9/16其中:YYRR1/16=1/41/4,YYRr2/16=1/42/4,YyRR2/16=2/41/4,YyRr4/16=2/42/4。亲本类型之二:双隐性状绿皱(yyrr)1/16,唯一基因型yyrr1/16=1/41/4。重组类型之一:单显性状黄皱(Y_rr)3/16,其中YYrr1/16=1/41/4,YYRr2/16 =1/42/4。重组类型之二:单显性状绿圆(yyR_)3/16

39、,其中yyRR1/16=1/41/4,yyRr2/16 =2/41/4。注意:上述结论只是符合亲本为YYRRyyrr,F2中重组类型为6/16,亲本类型为10/16。但亲本为YYrryyRR,F2中重组类型为10/16,亲本类型为6/16。2基因的自由组合定律内容:当两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交后,在F1形成配子时,等位基因会彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。3推论:位于非同源染色体上控制n对相对性状的非等位基因(即杂合体)。n对基因杂交F1形成配子数F1配子可能的组合数F2的基因型数F2的表现型数F2的表现型分离比122441639243193312n2n4n

40、3n2n(3+1)n4应用:(1)杂交育种:根据基因重组的原理,采用杂交的方法,优点是方法简便,但年限较长。(2)医学实践:分析多种遗传病的发病几率。2小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性,易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性。Tt位于一对同源染色体上,Dd位于另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病抗倒伏的纯种品种杂交,来培育既抗病又抗倒伏的高产品种。请回答:(1)F2代中,选种的数量大约占F2的( B )A9/16B3/16C1/16D4/16(2)抗病又抗倒伏个体中,理想基因型是( C )ADTBDtCddTTDDdtt(3)F2代中理想基因型应占( C )A1/3B2/3C1/16

41、D2/16(4)F2代选种后,下一步应( C )A杂交B测交C自交D回交【解析】先画出遗传图:如图根据上述遗传图解答:(1)选种是指选育符合要求的表现型:抗倒伏抗锈病,选种的数量大约占F2的3/16。(2)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种:ddTT和ddTt。符合生产要求的应是纯合体,因为纯合体自交后代不发生性状分离,基因型是ddTT。(3)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种:ddTT和ddTt。其中ddTT占1/3,ddTt占2/3。(4)由于F2中表现型为抗倒伏又抗锈病的类型中既有纯合体又有杂合体,所以应让其连续自交若干代,不断选种、观察,直到不发生性状分离为止。所以选种后应是自交。

42、3人类的多指是一种显性遗传病,白化病是一种隐性遗传病,已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上,而且都是独立遗传的。在一个家庭中,父亲是多指但肤色正常,母亲都正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子;则下一个孩子都正常或同时患有此两种疾病的几率是( B )A3/4B3/8,1/8C1/4,1/4D1/4,1/8【解析】此题考查的知识点是:常染色体显性遗传病和隐性遗传病的遗传特点,基因的自由组合规律以及概率的计算。根据题意可知,手指正常为隐性,肤色正常为显性。设多指基因为A,则正常指基因为a;设白化病基因为b,则肤色正常基因为B。第一步,应根据亲本的表现型写出双亲的基因型。先找亲本中表现隐性性

43、状的个体,即可写出其纯合的隐性基因型,显性性状至少有一个显性基因控制,这样就可把亲本基因型写成填空式,父亲为多指、肤色正常,母亲手指和肤色都正常,所以父亲和母亲的基因型分别是A _B_和aaB_。第二步,应根据子代的表现型推断出双亲的基因型。因为他们生了一个手指正常但患白化病的孩子,手指正常、白化病均为隐性,所以双亲的基因型就可推断出来,父亲为AaBb,母亲为aaBb。第三步,应根据双亲的基因型求出子代的基因型和表现型。有两种解题方法:(1)棋盘法:遗传图解如下:从后代基因型判断:aaBb,aaBB的基因型个体均为正常孩子;Aabb的基因型个体为同时患有两种病的孩子。所以本题答案为B。(2)分

44、解组合法:Aaaa的后代中Aa(多指)和aa(正常指)均占1/2;另一对相对性状的遗传情况是:BbBb的后代中3/4B_(正常)(其中包括1/4BB和2/4Bb),1/4bb(白化病)。上述两对相对性状的遗传是独立的,互不干扰的,如果这两对相对性状同时发生,它们的发生几率则为各自发生几率的乘积。所以hi这对夫妇生正常孩子(aaB_)的几率为1/23/4=3/8,生同时患此两种病孩子的几率为1/21/4=1/8。4豌豆种子的子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性,豆荚绿色(M)对黄色(m)为显性。现有两个纯合品种,甲:黄子叶、绿豆荚;乙:绿子叶、黄豆荚。某生物科研小组利用这两个品种的豌豆进行两对相对性

45、状的遗传实验,其杂交组合如下表所示,分析回答:实验组亲代母本父本A甲乙B乙甲(1)从子叶、豆荚的颜色看,A、B两组实验,结出的种子子叶、豆荚表现型分别是A子叶黄色,豆荚绿色,B子叶黄色,豆荚黄色。(2)以上两组实验结出的种子萌发长出的子代豌豆的基因型是均为YyMm,子代豌豆自花传粉后,结出的种子子叶、豆荚表现型及比例为子叶黄色:绿色=3:1,豆荚全为绿色。【解析】从“现有两个纯合品种”的条件分析,甲的基因型是YYMM,乙的基因型是yymm,子叶是胚的组分,由受精卵发育而来;而豆荚由子房壁发育而来,子房壁细胞是母本的体细胞,总是表现母本性状。所以甲作母本,乙为父本时,子代基因型是YyMm,种子子

46、叶表现黄色,豆荚为母本颜色即绿色。乙作母本,甲作父本时,子代基因型是YyMm,子叶表现黄色,豆荚表现母本性状,即黄色。若子一代YyMm自花传粉后,所结种子的子叶黄色:绿色=3:1,豆荚全为绿色。5如图为白化病的遗传图解,分析8号和10号婚配生下一个患病孩子死亡几率为( C )A1/2B1/4C1/6D1/9【解析】白化病为常染色体上隐性遗传病,A(正常),a(白化),据图分析,1号的基因型为AA或Aa,2号、6号、7号、9号的基因型为aa,3号、4号、5号为Aa,从图中可以看出8号正常,基因型可以表示为A_,而她的双亲为正常携带者Aa,所以8号基因型为1/3AA,2/3Aa,只有当8号为2/3

47、Aa,后代才有可能出现白化病,由于10号表现正常,而他的父亲6号为患者aa,所以10号基因型可以确定为Aa,后代患病的几率为2/31/4=1/6。6基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,这三种等位基因分别位于非同源染色体上,F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别为( C )A4和9B4和27C8和27D32和81【解析】从题意可知F1的基因型为AaBbCc,形成的配子种类数为23种;可用分枝法写作ABC、ABc、AbC、Abc、aBC、aBc、abC、abc。自交后代中的基因型种类可以采用独立分析的方法,把AaBbCc自交分为3个独立的事件,每个独立事件的种类数为3,则三

48、个独立事件发生的种类数为:333=27。实验8.2 果蝇唾液腺染色体制片与观察一实验目的1观察果蝇唾液腺巨大染色体的形态,了解果蝇唾液腺染色体的特点,学会根据不同染色体横纹的形态和排列识别不同的染色体。2学会观察果蝇唾液腺巨大染色体的方法。二实验原理果蝇唾液腺染色体是永久性间期染色体,由于间期染色体没有超螺旋化,DNA不断地进行复制,且细胞不进行分裂,这样就使唾液腺染色体变成了巨大染色体,经染色后唾液腺染色体上有深浅不同、宽窄不一的横纹,这些横纹的数目和位置是相对恒定的,为基因在染色体上的定位提供了便于观察的指标,是基因位于染色体上的直接证据。三实验步骤低倍镜观察永久装片找到巨大染色体转换高倍

49、镜观察四注意事项1在低倍镜下找到后要调焦至最清晰,并将其移到视野中央,转换成高倍镜,细调至清晰。2注意观察巨大染色体的形态和每条染色体上横纹的特征。第二节 伴性遗传一性别决定1染色体常染色体:雌雄个体细胞都具有的相同的染色体,它们与性别无关。性染色体:雌雄个体细胞中决定性别的染色体。 2性别决定的类型(性别决定发生于受精卵形成时):(1)XY型(精子的类型对子代性别的决定起了决定性作用):性染色体组成: XX XY(XY是一对特殊同源染色体,大小不同,部分同源,联会时配对区配对,略早分离)人类: 44+XX 44+XY,果蝇: 6+XX 6+XY,举例:全部哺乳动物、很多种昆虫、某些鱼类和两栖

50、类、很多雌雄异体的植物。(2)ZW型(卵的类型对子代性别的决定起了决定性作用): 性染色体组成: ZW ZZ举例:鸟类和蛾蝶类,某些两栖类和爬行类。二伴性遗传1定义:由性染色体上基因所控制的性状表现出与性别相关联的遗传现象。2类型:伴X染色体遗传(显性、隐性)、伴Y 染色体遗传。3伴X隐性遗传病:血友病、红绿色盲;伴X显性遗传病:抗VD佝偻病。4基因型表示方法:人群中关于色盲的基因型(先写出性染色体,男性XY,女性XX,再在X染色体的右上角写上基因(Y上不写)。基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表现型正常女性正常女性(携带者)色盲女性正常男性色盲男性5伴性遗传特点:伴Y遗传病全部为男性

51、患者;伴X显性遗传病:女患者多于男患者;伴X隐性遗传病:男患者多于女患者。6隔代交叉遗传特点:父亲的致病基因只能随X染色体传递给女儿,不能传递给儿子,而母亲的致病基因既可以传递给女儿,也能传递给儿子。三本节例题1有一种雌雄异株的草本经济植物,属XY型性别决定,但雌株是性杂合体,雄株是性纯合体。已知其叶片上的斑点是由X染色体上的隐性基因(b)控制的,某园艺场要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株,则应选择:(1)表现型为无斑点的植株作母本,其基因型为XBY。(2)表现型为有斑点的植株作父本,其基因型为XbXb。(3)子代中表现型为有斑点的是雌株;子代中表现型为无斑点的是雄株。【解析】由题意

52、得知,该草本植物属XY型性别决定方式,在苗期能够依据显隐性性状(无斑点B,有斑点b)来判断雌雄株,其遵循原理是伴性遗传的交叉遗传的特点,即有斑点的雄株亲本的后代雌株全为有斑点,无斑点雌株亲本的后代雄株必全为无斑点。据此可知:选用表现型有斑点雄株(XbXb)作父本,选用无斑点雌株(XBY)作母本,子代表现型为有斑点(XbY)是雌株,无斑点(XBXb)的是雄株。2如图为某遗传病的系谱图,正常色觉(B)对色盲(b)为显性,为伴性遗传;正常肤色(A)对白化(a)为显性,为常染色体遗传。请识图回答:(1)1的基因型是AaXBY。(2)5为纯合体的几率是1/6。(3)若10和11婚配,所生的子女中发病率为

53、1/3;只得一种病的可能性是11/36;同时得两种病的可能性是1/36。【解析】解人类遗传病系谱图的遗传题,第一步要确定相关病症的显隐性关系,其信息的来源主要有两个:一是题目中的已知条件,本题就是这样;二是通过系谱分析得出。第二步要确定这种病是属于常染色体遗传病还是性染色体遗传病,其信息来源也有两个:一是题目已知条件;二是通过系谱分析得出。第三步将已知和推测到的系谱中成员的基因型写在系谱图上,还不能确定的用“_”下划线表示,待确定后按答题要求再填上。如图。以上步骤完成后,就开始按答题要求回答问题。(1)1号个体的基因型从图中一看便知是AaXBY。(2)5个体的基因型中,常染色体上的白化与非白化

54、这一对相对性状的基因有两种可能:AA和Aa。其中纯合体AA的几率是1/3;X染色体上的色盲与色觉正常这一对相对性状的基因型也有两种可能:XBXB和XBXb。其中纯合体XBXB的几率是1/2。5号个体是纯合体的几率,即基因型为AAXBXB的几率:1/31/2=1/6。这种遗传的难度主要在第(3)小题中有关两种病的几率的计算,两种病的几率计算的遗传题的解题关键是要逐一计算,不能将两种病混在一起算。对这道题目先计算白化病,10号个体携带白化基因的几率,即Aa的几率为2/3;11号个体携带白化基因的几率,即Aa的几率为2/3,两者婚配后生一个白化病患者aa的几率为2/32/31/4=1/9,生一个非白

55、化病患者A_的几率为8/9。再计算色盲。10号个体携带色盲基因的几率为0,即10号就色觉这一性状而言只有XBY一种基因型;11号个体携带色盲基因的几率,即XBXb的几率为1,两者婚配后生一个色盲患者XbY的几率为1/4,生一个不色盲的孩子(XB_)的几率为3/4。这两种病单独出现的几率算出后,再按题目要求将两种性状组合在一起计算即可。发病率包括只得一种白化病或色盲和同时得两种病的情况,即白化病色觉正常(aaXB_)的几率为1/93/4=1/12,非白化病色盲(A_XbY)的几率为8/91/4=2/9,同时得两种病(aaXbY)的几率为1/91/4=1/36,发病率就将这3种情况相加,即1/12

56、+2/9+1/36=1/3。发病率的计算方法也可以先计算完全健康的几率,即既不得白化病也不得色盲(A_XB_)的几率为8/93/4=2/3,发病率为1-2/3=1/3。只得一种病的可能性就将白化病、色觉正常和非白化病、色盲两情况的几率相加即可,即1/12+2/9=11/36。解本题也可以应用有关的数学知识来解。发病率的计算:发病率包括只得一种病,也包括同时得两种病,计算时可利用数学上的的交集的知识加以解决,如图所示方框为1,两圆相交的部分为同时得两种病的几率1/41/9=1/36;大圆减去两圆相交的部分则为只得白化病几率1/91/36=1/12;小圆减去两圆相交的部分是只得色盲病的几率1/41

57、/36=2/9;只得一种病的几率包括只得白化病不得色盲病和只得色盲病不得白化病,即1/12+2/9=11/36;发病率包括只得一种病和同时得两种病,即:11/36+1/36=1/3,生一个健康孩子的几率即为方框减去大圆和小圆覆盖的面积,即1发病率=11/3=2/3。第三节 变异一基因重组1概念:是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合的过程。2种类非同源染色体上非等位基因自由组合(减I后期,2n 种,n为同源染色体对数);同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换(减I四分体时期);重组DNA技术(基因工程)。3结果:产生新的基因型。4育种上的应用:杂交育种。5意义:为生物的变异和

58、多样性提供了丰富的来源;为育种和生物的进化提供丰富的物质基础。二基因突变1概念:是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。2特点:中性;可逆性、多样性;频率低;普遍存在。3结果:使一个基因变成它的等位基因,产生了新基因。4时间:体细胞或生殖细胞分裂间期DNA复制时,生殖细胞可通过受精作用传给下一代。5育种上的应用:诱变育种。6意义:产生新基因的主要来源,是生物变异的主要来源;对于生物的进化有重要作用。三染色体畸变1染色体结构变异:缺失、重复、倒位、易位2染色体数目变异(1)个别染色体增加或减少:如睾丸发育不全症(XXY)非整倍体单体(2n-1)缺体(2n-2)三体(2n+1):如21-三

59、体型(先天愚型)四体(2n+2)(2)以染色体组的形式成倍增加或减少:整倍体染色体组:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫染色体组。特点:不含同源染色体,但含有每对同源染色体中的一条。 正常细胞中的染色体数=染色体组数每个染色体组中的染色体数二倍体概念:指体细胞中含有两个染色体组的个体。举例:人、果蝇、水稻。多倍体概念:指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。成因:有丝分裂的过程中,染色体完成复制,但不分开,外因如温度骤变、化学药物秋水仙素可抑制纺锤体的形成,或生物内部因素。特点:植株粗壮,产量明显提高,抗性较强,但结实性

60、差(联会紊乱),成熟期长。应用:多倍体育种。4单倍体概念:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体体细胞中的染色体数=本物种配子中的染色体数=本物种体细胞中的染色体数2。成因:由配子发育而成(自然界:未受精的卵细胞;人工:花粉的离体培养)。特点:植株弱小,且高度不育。应用:单倍体育种。注:由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体;由配子直接发育来的,不管含有几个染色组,都只能叫单倍体。四多种育种方法的比较育种方法育种原理步骤优缺点实例杂交育种基因重组杂交、选择、纯合化操作简单,但要较长年限选择才可获得纯合子,年限长,工作量大将多个优良性状综合于新品种诱变育种基因突变诱发突变

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