高中生物专题08 基因和染色体的关系-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳

专题08基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用一．减数分裂概念1．适用范围：有性生殖的生物。2．特点：染色体复制一次，细胞分裂两次。3．结果：生殖细胞中染色体数目减半。4．场所：高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。）二、精子和卵细胞的形成过程1．精子形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）1.高等哺乳动物精子形成场所：睾丸的曲细精管2.原始生殖细胞：精原细胞（属于体细胞），通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。减数分裂特征：减数第一次分裂的主要特点是同源染色体分离，染色体数目减半。减数第一次分裂（简称“减Ⅰ”）间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。后期：同源染色体分离（基因等位分离）；非同源染色体（非等位基因）自由组合。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。减数第二次分裂（无同源染色体）（简称“减Ⅱ”）。前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。减数第二次分裂虽类似有丝分裂，不是有丝分裂，二者区别是减=2\*ROMANII不含同源染色体.精细胞变形减二分裂的结果是产生4个精细胞，经过变形，形成4个精子重点概念：同源染色体1、同源染色体：①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。（有丝分裂中也有同源染色体，但不联会）。※同源染色体的形态、大小不一定相同。如人的X和Y染色体，X染色体比Y染色体大得多，但减Ⅰ过程中能联会，仍称为同源染色体。※形态、大小相同的染色体也不一定是同源染色体。例如：姐妹染色单体着丝点分开后形成的两条染色体形态、大小完全相同，由于来源相同不属于同源染色体，一般称为相同染色体。重点概念：联会是指同源染色体两两配对（两两并排在一起）的现象。重点概念：四分体一对同源染色体联会时，含有4条染色单体，这时的一对同源染色体故称作四分体一个四分体=一对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。所以细胞中四分体的个数=同源染色体对数重点概念：交叉互换：四分体的非姐妹染色体单体之间可以发生交叉互换（如图示）(1)交叉互换发生的时期--------减数第一次分裂前期（四分体时期）范围：同源染色体的非姐妹染色单体之间。(2)变异类型-------基因重组。(3)一个染色体组成为AaBb的精原细胞，若不交换只产生AB、ab两种配子，若交换则可产生AB、ab(未换的染色单体)和Ab、aB(交换的结果)，产生可遗传变异。2.卵细胞的形成过程场所：卵巢3．精子、卵细胞形成过程(以动物为例)的异同点三、精子与卵细胞的形成过程的比较

精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期细胞质分裂均等2次不均等分裂子细胞数4个精子1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半注意：（1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。4．减数分裂过程中染色体和DNA数目的变化：5.每条染色体上的DNA的含量变化图中每段曲线含义，ab——间期（有丝分裂，减数分裂）bc——有丝（前、中），减数：减Ⅰ前—---减Ⅱ中cd——有丝后，减数Ⅱ后注：卵细胞形成无变形过程，而且是只形成一个卵细胞，卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为受精卵发育准备的。5．推断细胞分裂与可遗传变异的关系(1)基因突变发生于,DNA复制时(2)基因重组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,②减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合))(3)染色体变异发生于,减数分裂和有丝分裂过程中6．精子和卵细胞种类和数目的计算方法（要求理解）(1)1个含n对等位基因的精原细胞，经过减数分裂后，能形成4个精子，2种类型。(2)1个含n对等位基因的卵原细胞，经过减数分裂后，能形成1个卵细胞，1种类型。(3)1个含n对同源染色体的生物体，经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。4.5减数分裂与有丝分裂的比较（以动物细胞为例）比较项目减数分数有丝分裂复制次数1次1次分裂次数2次1次同源染色体行为联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换无子细胞染色体数是母细胞的一半与母细胞相同子细胞数目4个2个子细胞类型生殖细胞（精细胞、卵细胞）、极体体细胞细胞周期无有相关的生理过程生殖生长、发育染色体(DNA)的变化曲线时期时期数量42时期42数量DNA染色体有丝减数区分难，抓住几个关键点。有丝减数区分难，抓住几个关键点。有丝分裂要加倍，减数分裂看同源。联会形成四分体，同源分开要减半。再分过程同有丝，染色体中无同源。助记词三、受精作用过程、实质及意义1．概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。（受精卵中的核遗传物质一半来自方，一半来自母方，细胞质遗传物质几乎全部来自卵细胞）2．实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。3.减数分裂和受精作用的意义：对于维持每种生物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具有重要的意义。仅有一个精子能和卵细胞结合有丝分裂与减数分裂主要时期细胞图像鉴别(二倍体生物)减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：（三看法）一看：染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹染色体分开只看一极）二看：有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹染色体分开只看一极）三看;染色体行为如果有同源染色体联会、形成四分体，排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂如果无，则为有丝分裂例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？减Ⅱ前期减Ⅰ前期减Ⅱ末期有丝后期减Ⅱ后期减Ⅰ后期有丝前期减Ⅱ中期减Ⅰ后期减Ⅱ中期减Ⅱ后期减Ⅰ中期有丝中期【实验：观察细胞减数分裂】1．实验原理蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。2．实验材料的选取【植物花药，动物睾丸（高等），动物精巢（低等）】宜选用雄性个体生殖器官（睾丸），其原因为：(1)雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数。(2)在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。3．实验流程(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)解离→漂洗→染色→压片(制片)(2)显微观察精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到染色体数为N、2N、4N等不同的细胞分裂图像。减数分裂异常情况分析第二节基因在染色体上萨顿一、基因在染色体上1．萨顿的假说内容：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。2.方法：类比推理法类比推理类比推理萨顿将基因的行为与染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。需要注意，类比推理的结论不具有逻辑必然性，还需要观察和实验的检验。3依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。杂交中保持完整和独立性②成对存在③一个来自父方，一个来自母方④形成配子时自由组合4．实验证据——摩尔根的果蝇眼色实验(实验方法：假说—演绎法)2.基因位于染色体上的实验证据果蝇杂交实验分析摩尔根果蝇眼色的实验：(A—红眼基因a—白眼基因X、Y——果蝇的性染色体)P：红眼（雌）×白眼（雄）P：XAXA×XaY↓↓F1：红眼F1：XAXa×XAY↓F1雌雄交配↓F2：红眼（雌雄）白眼（雄）F2：XAXAXAXaXAYXaY实验验证——测交测交实验结果与演绎的推论相符，说明假说是正确的。实验结论：基因在染色体上一条染色体上一般含有多个基因，且这多个基因在染色体上呈线性排列4．现代解释孟德尔遗传定律①分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。第三节伴性遗传一、性别决定方式：（1）XY型性别决定（多数哺乳动物）22对+22对+XX22对+XYP×配子22+X22+Y22+XF22对+XY22对+XX表现型雄雌1：1过程XX雌XY雄如：人哺乳类、某些两栖类，许多昆虫（2）ZW型性别决定ZZ雄ZW雌如：家蚕、鸟类、某些两栖类和爬行类性别决定时期：受精作用中精卵结合时。说明①由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物无性染色体（水稻）。②性染色体决定性别是性别决定的主要方式，此外还有其他方式，如蜜蜂是由染色体数目决定性别的。③性染色体不但存在于生殖细胞，正常体细胞中也存在。④性别相当于一对相对性状，其传递遵循分离定律。2、三种伴性遗传的特点：（1）伴X隐性遗传的特点：①男性患者多于女性患者②交叉遗传，即男性（父亲色盲）→女性（女儿携带者）→男性（儿子色盲）。③一般为隔代遗传=4\*GB3④母病子必病，女病父必病（2）伴X显性遗传的特点：①女性患者多于男性患者女＞男②代代相传③父病女必病，子病母必病（3）伴Y遗传的特点：①男病女不病②父→子→孙4、家族系谱图中遗传病遗传方式的快速判断无中生有为隐性，隐性遗传看女病，女病男正非伴性；（男指其父子）有中生无为显性，显性遗传看男病，男病女正非伴性。（女指其母女）附：常见遗传病类型（要记住）：伴X隐：色盲、血友病常隐：先天性聋哑、白化病，苯丙酮尿症伴X显：抗维生素D佝偻病常显：多(并)指遗传系谱图：（不写基因型）□正常男○正常女■患病男●患病女Ⅰ□─┬─○Ⅱ○─┬─□┌─┴─┐Ⅲ●□基因位置的确认1．在常染色体上还是在X染色体上此类试题，常见的有以下几种情况：(1)未知显隐性①方法：正反交法②结果预测及结论：a．若正反交结果相同，则相应的控制基因位于常染色体上。b．若正反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则相应的控制基因位于性染色体上。(2)已知显隐性①方法：隐性雌性×显性雄性②结果预测及结论：a．若子代中雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则相应的控制基因位于X染色体上。b．若子代中雌雄个体具有相同的性状分离比，则相应的控制基因位于常染色体上。2．判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上(1)方法：隐性雌性×纯合显性雄性(2)结果预测及结论：①若子代全表现为显性性状，则相应的控制基因位于X、Y的同源区段。②若子代中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体全表现为隐性性状，则相应的控制基因仅位于X染色体上。5．设计杂交实验，巧辨性别选择同型性染色体(XX或ZZ)隐性个体与异型性染色体(XY或ZW)显性个体杂交(ZW型性别决定的生物就是“隐雌显雄”)。这样在子代中具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现显性性状，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现隐性性状。依此可通过子代表现的显隐性性状确认其性别，具体分析如下：亲本：XaXa(♀)×XAY(♂)，子代：XAXaXaY（显性♀）(隐性♂)子代中显性全是雌性，隐性性状全是雄性。亲本：Z