高中生物浙科版遗传与进化第二章染色体与遗传

[考纲要求]1.减数分裂中的染色体行为：(1)染色体的形态、结构及类型(a)；(2)减数分裂及其意义(b)；(3)精子和卵细胞的形成过程及其异同(b)；(4)动物的受精过程(b)；(5)活动：减数分裂模型的制作研究(b)。2.遗传的染色体学说：(1)基因行为与染色体行为的平行关系(a)；(2)孟德尔定律的细胞学解释(b)。3.性染色体与伴性遗传：(1)染色体组型的概念(a)；(2)常染色体与性染色体(a)；(3)XY型性别决定(b)；(4)伴性遗传的概念、类型及特点(b)；(5)伴性遗传的应用(c)。减数分裂中的染色体行为一、染色体的形态、结构及类型根据着丝粒的位置，将染色体大致分为3种类型：端着丝粒染色体、近端着丝粒染色体、中间着丝粒染色体。二、减数分裂及其意义1．减数分裂、同源染色体、四分体的概念(1)减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。(2)同源染色体：大小形状一般相同，一个来自父方，一个来自母方的一对染色体，在减数分裂时能联会配对。XY染色体大小形状不同，但也是同源染色体。(3)四分体：联会配对的一对同源染色体，含有四条染色单体。2．减数分裂过程中的染色体行为变化(以精子形成为例)(1)第一次分裂(MⅠ)前期Ⅰ：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可发生染色体片段交换(交叉互换)。中期Ⅰ：同源染色体排列在赤道面中央。后期Ⅰ：同源染色体分离，分别移向细胞的两极；细胞两极都只有同源染色体中的其中一条；非同源染色体自由组合。末期Ⅰ：形成两个子细胞，每个子细胞中染色体数目只有母细胞中的一半，且无同源染色体。(2)第二次分裂(MⅡ)前期Ⅱ：每条染色体仍有两条染色单体。中期Ⅱ：每条染色体的着丝粒都排列在赤道面中央。后期Ⅱ：着丝粒分裂，染色单体分开，并分别移向细胞两极，染色体数目暂时加倍。末期Ⅱ：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。(3)精子、卵细胞形成方式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胞质分裂均等分裂初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂，第一极体均等分裂子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞＋3个极体相同点①染色体都只复制一次，细胞都连续分裂两次，结果成熟的生殖细胞染色体数目减半；②染色体行为都有染色体复制、联会、同源染色体分离、非同源染色体自由组合；③由于非同源染色体自由组合，生物体产生配子的种类为2n种(n为同源染色体的对数)3.受精作用的过程受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。4.减数分裂的意义(1)通过减数分裂和受精作用保持了生物在不同世代间染色体数目和遗传性状的相对稳定。(2)减数分裂为生物的变异提供了可能。同源染色体分离，非同源染色体自由组合可以产生各种类型的配子，再考虑到交叉互换形成的配子类型更多。雌雄配子结合后，便形成众多类型的生物体。(3)减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物对环境的适应和进化。对于生物的遗传和变异具有重要的作用。5．活动：减数分裂模型的制作研究(1)用橡皮泥先制作2个蓝色和2个红色的染色单体，每个长5cm，粗细与铅笔相当。再用同样的方法，制作2个蓝色和2个红色的染色单体，每个长8cm，粗细与铅笔相当。(2)把颜色和长短一样的两个染色单体并排放在一起，在两条长5cm的染色单体中部用一根铁丝把它们扎起来，代表减数分裂开始时已复制完成的一条染色体，铁丝代表着丝粒。用同样的方法做出其他3条已复制的染色体模型。(3)在大纸上画出一个足够大的纺锤体，使之能够容下你所制作的4条染色体。让两条5cm长的染色体配对，让两条8cm长的染色体也配对，并放在赤道面上。(4)抓住着丝粒把配对的两条染色体分别拉向纺锤体相反的两极。一旦染色体移到了两极，减数的第一次分裂就算完成了。(5)在这张纸上再画两个纺锤体。这两个纺锤体应以第一次分裂中的纺锤体的每一极为中心，且与第一个纺锤体垂直。(6)把每一极的染色体排列在新纺锤体的赤道面上。解开每个染色体上的“着丝粒”，抓住每一个染色单体上原先“着丝粒”所在的位置，把染色单体拉向纺锤体的两极。最后，在你所得到的每一条染色体的外围画一个圆圈，这就代表形成了新的细胞，共画4个圆圈。遗传的染色体学说1．基因行为与染色体行为的平行关系(1)基因在杂交实验中始终保持独立性和完整性，染色体在细胞分裂各时期中也保持着一定的形态。(2)基因(即等位基因)在体细胞中是成对存在的，染色体也是成对存在的。(3)在配子中只含有成对基因中的一个，也只含有同源染色体中的一条。(4)在形成配子时，等位基因彼此分离，不同对基因(非等位基因)自由组合进入配子，非同源染色体也是如此。2．孟德尔定律的细胞学解释(1)分离定律的细胞学解释在杂合子的细胞中，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分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)自由组合定律的细胞学解释位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。性染色体与伴性遗传1．染色体组型的概念染色体组型也叫染色体核型：是指将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。例如人类的核型为22对＋XX或22对＋XY。染色体组型有种的特异性，因此可用来判断生物的亲缘关系，也可以用于遗传病的诊断。2．性染色体和常染色体性染色体是与性别决定有直接关系的染色体，在雌雄个体中不相同。常染色体是与性别决定无直接关系的染色体，在雌雄个体中是相同的。在雌雄异体的生物中，才有常染色体与性染色体之分。3．XY型性别决定方式(1)雄性：常染色体＋XY(异型)；雌性：常染色体＋XX(同型)。(2)生物类型：人、哺乳类、某些两栖类和许多昆虫等。4．伴性遗传的概念、类型及其特点(1)概念：位于性染色体上的基因所控制的性状，在遗传上总是和性别相关联的现象。(2)人类血友病基因的位置：位于X染色体上，在Y染色体上没有与此相关的等位基因。血友病相关的基因型：女性男性基因型XHXHXHXhXhXhXHYXhY表现型正常正常(携带者)血友病正常血友病(3)三种伴性遗传的特点类型特点实例伴X隐性遗传①男患者多于女患者②隔代遗传、交叉遗传③母病子必病，女病父必病血友病、人类红绿色盲伴X显性遗传①女患者多于男患者②连续发病③父病女必病，子病母必病抗维生素D佝偻病伴Y遗传①男病女不病②父→子→孙外耳道多毛症5.伴性遗传的应用(1)遗传方式的判断步骤现象及结论的口诀记忆图解表示第一，排除或确定伴Y遗传若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传病；若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传第二，确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传“无中生有”(无病的双亲，所生的孩子中有患者)，则为隐性遗传“有中生无”(有病的双亲，所生的孩子中出现无病的)，则为显性遗传第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上①双亲有病儿子正常②父病女必病，子病母必病伴X显性遗传①双亲有病女儿正常②父病女不病或者子病母不病常染色体显性遗传①父亲正常儿子有病②母病子必病，女病父必病伴X隐性遗传①双亲正常女儿有病②母病子不病或女病父不病常染色体隐性遗传(2)发病率特点：常染色体遗传病，男女发病率相同；伴X染色体遗传病，男女发病率不同；伴Y遗传病只有男性发病；近亲结婚时，隐性遗传病的发病率高。1．(2023·浙江10月学考)某基因型为AaBb的雄性动物，其精原细胞形成精细胞过程中某个时期的示意图如下。下列叙述正确的是()A．该细胞是次级精母细胞B．细胞中有1个四分体、4条染色体C．该细胞分裂后最终形成2种类型的精细胞D．细胞中A与A、A与a分别在MⅠ、MⅡ期分离2．(2023·浙江4月学考)下图为两种高等动物处于减数分裂不同时期细胞的示意图，其中3个来自同种生物，则来自另一种生物的是()3．(2023·浙江10月学考)调查发现，人类的外耳道多毛症总是由父亲传给儿子，女性无此症。下列叙述正确的是()A．该症属于X连锁遗传B．外耳道多毛症基因位于常染色体上C．患者的体细胞都有成对的外耳道多毛症基因D．患者产生的精子中有外耳道多毛症基因的占1/2一、选择题1．下列三组数字为果蝇精原细胞进行减数分裂时，染色体和姐妹染色单体及DNA在各期的变化数据，下列问题中正确的是()精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子第1组01680第2组81684第3组8844第________组为DNA的变化值，第________组为染色体的变化值，第__________组为染色单体的变化值。A．2,3,1 B．1,2,3C．3,1,2 D．3,2,12．下列关于四分体的叙述，正确的是()①每个四分体包含一对同源染色体的4条染色单体②四分体就是四条染色单体③复制后的同源染色体都能形成四分体④只有减数第一次分裂时期形成四分体⑤四分体时期可能发生交叉互换现象⑥四分体时期的下一个时期是联会⑦细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体A．①④⑤⑦ B．①②③⑦C．④⑤⑥⑦ D．③④⑤⑦3．某女患色盲，其祖母()A．必然携带色盲基因 B．必为色盲C．纯合正常 D．与其无关4．父亲、母亲均正常，生了一个患苯丙酮尿症的女儿。若这对夫妻以后再生两个孩子，两个孩子一个正常、一个患苯丙酮尿症的概率是()A．3/16B．3/8C．9/16D．1/25．果蝇的精子内有4条染色体，那么，它的初级精母细胞内的四分体数目、染色体数目和染色单体数目分别是()A．2个、4条和8条 B．4个、8条和8条C．4个、8条和16条 D．8个、16条和32条6．人类在正常情况下，男性产生的精子中常染色体数和性染色体种类的组合是()A．22＋XY B．22＋XC．44＋XY D．22＋X或22＋Y7．在减数分裂过程中，同源染色体分离、非同源染色体自由组合()A．同时发生于第一次分裂后期B．同时发生于第二次分裂后期C．同时发生于第二次分裂末期D．分离发生于第一次分裂，自由组合发生于第二次分裂8．如图为患红绿色盲(伴X染色体隐性遗传病)的某家族系谱图，则9号的致病基因来自()A．2号 B．3号C．4号 D．3号或4号9．人的体细胞含有23对染色体，正常情况下，在减数第二次分裂的次级精母细胞处于后期(染色单体已分开)时，细胞内不含有()A．44条常染色体＋XX性染色体B．44条常染色体＋XY性染色体C．44条常染色体＋YY性染色体D．两组数目和形态相同的染色体10．下列人体细胞中含有同源染色体的是()A．精子 B．卵细胞C．口腔上皮细胞 D．极体11．减数分裂过程中，染色体的行为变化为()A．复制→分离→联会→分裂B．联会→复制→分离→分裂C．联会→复制→分裂→分离D．复制→联会→分离→分裂12．图1是某高等动物体内细胞分裂的示意图，图2表示该动物细胞中每条染色体上DNA含量变化的曲线图。下列叙述错误的是()A．该动物正常体细胞内有4条染色体B．图1中表示减数分裂的是细胞甲C．图2中c→d是因为着丝粒的分裂D．图1中的细胞乙对应图2中的bc段二、非选择题13．假设某植物是雌雄异株植物，属XY型性别决定，有阔叶和窄叶两种叶型，该性状由一对等位基因控制(用B或b表示)。科学家将此植物的阔叶雌植株与窄叶雄植株杂交，所以F1代雌株雄株均是阔叶。F2代雌雄植株间杂交，所得F1代雌株全是阔叶，雄株有阔叶和窄叶两种叶型。据题意回答：(1)该植物叶型________为显性性状，判断依据是_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)控制该植物叶型的基因位于________染色体上。(3)理论上，F2代雄株阔叶与窄叶两种类型个体数量之比是________。(4)若某园艺公司欲通过一次杂交就培育出在幼苗期能识别出雌雄的植株，则应选择表现型为________的植株做父本，其基因型为________；杂交后代幼苗中，表现型为________的植株是雌株。(5)假如控制该植物茎高矮的基因(用A或a表示)位于另一对同源染色体上。现有此植物高茎阔叶雄株和矮茎窄叶雌株杂交，所得F1代雌株全为高茎阔叶，雄株全为高茎窄叶。F1代雌雄植株杂交，所得F2代中，高茎阔叶雄株和高茎阔叶雌株所占比例一共是________。(6)现有一株该种植物的高茎植株，如何检测其是否是纯合子？(用遗传图解表示)14．图中A表示某雄性动物的体细胞，B、C分别表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像。请据图回答下列问题：(1)图中数字分别表示不同的生理过程，它们分别是：①____________；②____________。(2)C细胞的名称是__________________________，它含有同源染色体________对。A图中含有同源染色体对数为________对。(3)B图细胞最终分裂结束后，一般情况下，可以形成________种子细胞。(4)绘出F细胞染色体形态的简图。15．有一对性状正常的表兄妹结婚，生了一个既有白化病，又有红绿色盲的男孩，已知正常肤色受基因A控制，正常色觉受基因B控制。(1)这对夫妻的基因型分别是________和________。(2)患者的基因型是________，其父母再生育这种孩子的可能性是________。(3)该患者的外祖母基因型若为AAXBXB，则其外祖父基因型可能是________。

答案精析经典例析1．C[图示细胞正在进行同源染色体联会形成四分体，为初级精母细胞，A项错误；图示细胞内2对同源染色体共形成2个四分体，B项错误；该细胞分裂后可形成4个两种类型的精子，C项正确；细胞中等位基因A与a随同源染色体的分开而分离，发生在MⅠ期，相同基因A与A随着姐妹染色单体的分开而分离，发生在MⅡ期，D项错误。]2．D3．D[根据外耳道多毛症的特点可知，该病属于Y连锁遗传病，X染色体上无此基因，故选D。]专题训练1．A[分析表格中信息可知，精原细胞染色体未复制，染色单体数目为0，减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色单体消失，数目变成0，因此精细胞中染色单体数目为0，由精细胞变形形成的精子的染色单体数目也是0，所以第1组是染色单体的数目变化；第2组，与精原细胞相比，数目减半发生在精子细胞，因此第2组是核DNA含量变化；第3组，与精原细胞相比，数目减半发生在次级精母细胞，因此第3组是染色体数目变化，故选A。]2．A[四分体是同源染色体两两配对形成的，因此每个四分体包含一对同源染色体的4条姐妹染色单体，①正确；四分体就是一对同源染色体，包含四条染色单体，②错误；复制后的同源染色体只在减数第一次分裂前期才会形成四分体，③错误、④正确；四分体时期可发生交叉互换现象，这会导致基因重组，⑤正确；四分体是联会后形成的，⑥错误；一个四分体就是一对同源染色体，因此细胞中有几个四分体，就有几对同源染色体，⑦正确。因此，正确的有①④⑤⑦，故选A。]3．A[根据色盲的传递规律可知，该女孩的一个色盲基因一定是由其祖母通过其父亲传递给她的，由此可知，其祖母一定有色盲基因，但是不一定患病，A项正确，B、C、D项错误。]4．B[父亲、母亲均正常，生了一个患苯丙酮尿症的女儿，说明该遗传病是常染色体隐性遗传病(用A、a表示)。苯丙酮尿症是由一对隐性基因aa控制的隐性遗传病，这对基因来自于其父母双方，若其父母正常，则其父母的基因型一定是Aa。这对夫妻所生的每个孩子中正常的概率为3/4，患病的概率为1/4。如果他们生了两个孩子，第一个正常、第二个患苯丙酮尿症的概率是3/4×1/4＝3/16；反之，第一个患病，第二个正常的概率还是3/16。所以，两个孩子一个正常、一个患苯丙酮尿症的概率是3/16＋3/16＝3/8，选B。]5．C[精子是配子，染色体、DNA含量均为体细胞的一半，且无同源染色体，体细胞中含有8条共四对染色体，所以初级精母细胞中含有四分体数是4个，染色体数是8条，染色单体数是16条，C选项正确。]6．D[男性体细胞中的常染色体数和性染色体种类的组合是44＋XY，精子是男性经减数分裂所产生的生殖细胞，其染色体数为体细胞的一半，且不含同源染色体，所以精子中常染色体数和性染色体种类的组合是22＋X或22＋Y。]7．A[减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，所以A正确。]8．C[红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，假设由基因b控制，因此9号的基因型为XbY,9号的Xb一定来自于母亲7号，其基因型为XBXb，由于4号基因型为XbY，因此7号的Xb一定来自于4号。故9号的致病基因来自于4号。]9．B[同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，故正常情况下，在减数第二次分裂的次级精母细胞处于后期时不会有同源染色体，选B。]10．C[根据减数分裂的特征，在减数第一次分裂结束时，同源染色体分配到两个子细胞中，所以减数第二次分裂的全过程中，细胞内都不存在同源染色体。精子、卵细胞、极体均是减数第二次分裂中的细胞或是子细胞，均不存在同源染色体。故应选属于体细胞的C。]11．D[减数分裂过程中，染色体的行为变化是：复制→联会→分离→分裂，D正确。]12．D[图1中，甲细胞呈现的特点是：同源染色体分离且进行均等分裂，因此处于减数第一次分裂的后期，为初级精母细胞；乙细胞中有同源染色体，呈现的特点是：着丝粒分裂后形成的两条子染色体分别移向细胞两极，说明处于有丝分裂后期。初级精母细胞中的染色体数目与体细胞相同，即该动物正常体细胞内有4条染色体，A项正确；图1中表示减数分裂的是细胞甲，B项正确；图1显示：c→d段每条染色体的DNA含量由2减至1，说明此时细胞中发生了着丝粒的分裂，C项正确；图2中的bc段每条染色体含有2个DNA分子，对应于图1中的细胞甲，D项错误。]13．(1)阔叶阔叶雌植株与窄叶雄植株杂交，所得F1代雌株雄株均是阔叶(2)X(3)1∶1(4)阔叶XBY阔叶(5)eq\f(3,8)(6)解析(1)根据题意分析：“植物的阔叶雌植株与窄叶雄植株杂交，所得F1代雌株雄株均是阔叶”，说明阔叶是显性性状，窄叶是隐性性状。(2)后代雌株均表现为阔叶，雄株表现为窄叶和阔叶，说明控制这对性状的基因位于X染色体上。(3)已知F1的基因型为XBXb×XBY，所以后代雄株的基因型为XBY、XbY，比例为1∶1。(4)由题意可知，该植物属于XY型性别决定方式，在苗期能够依据显隐性性状来判断雌雄株，其遵循原理是伴性遗传的交叉遗传的特点，即阔叶雄株亲本的后代雌株全为阔叶，窄叶雌株亲本的雄性后代全为窄叶。则选用表现型为阔叶的雄株(X