最新高二生物高二生物基因和染色体的关系 经典.docx
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最新高二生物高二生物基因和染色体的关系经典
第2章基因和染色体的关系
【学习目标导引】
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、举例说明受精过程。
5、概述伴性遗传。
第1节减数分裂和受精作用
【知识要点提炼】
1、减数分裂
减数分裂是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。
在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。
减数分裂的结果是，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。
减半发生在减数第一次分裂。
2、精子的形成过程
哺乳动物和人的精子是在睾丸中形成的。
当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分精原细胞（原始的雄性生殖细胞） 成为初级精母细胞
1个初级精母细胞形成两个次级精母细胞
形成4个精细胞
形成4个精子。
3、卵细胞的形成过程
哺乳动物和人的卵细胞是在卵巢中形成的，形成过程与精子的基本相同。
1个卵原细胞（原始的雌性生殖细胞） 成为1个初级卵母细胞
形成1个次级卵母细胞和1个极体 1个次级卵母细胞再形成1个卵细胞和1个极体，减数第一次分裂形成的1个极体也分裂形成2个次级极体。
这样，一个卵原细胞经减数分裂形成1个卵细胞和3个极体。
4、减数分裂过程中染色体、DNA数量的变化（以人为例）
时期
减数第一次分裂（初级精卵原细胞）
减数第二次分裂（次级精卵原细胞）
间期
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体
46
46
46
46
23
23
23
46
23
DNA
46→92
92
92
92
46
46
46
46
23
5、配子中染色体组合的多样性
在减数第一次分裂中，同源染色体彼此分离，而最终被移到细胞同一极的非同源染色体之间表现为自由组合。
若生物体细胞中含有n对同源染色体，则经减数分裂后该生物就有可能产生2n种精子（卵细胞），如人有23对染色体，产生配子时染色体组合形式就有223。
当然对于1个精原细胞来说，经减数分裂最终只能产生两种类型的4个精子；对于1个卵原细胞来说，经减数分裂只能产生1种类型的1个卵细胞。
6、受精作用
受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成受精卵的过程。
在受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，彼此的染色体会合在一起，故在受精卵的细胞核中染色体又恢复到体细胞中的数目，其中有一半来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
新一代继承了父母双方的遗传物质。
7、基本概念
减数分裂、同源染色体、联会、四分体、受精作用。
【典型例题解析】
例1 下面是三个不同时期的细胞分裂图，请回答：
（1）A图属分裂（填“有丝”或“减数”）的期。
细胞中有条染色单体。
（2）B图处于期，此细胞的名称是 。
（3）C图处于期，此细胞的名称是，它分裂后得到的子细胞为。
（4）A、C两图中的染色体数之比为 ；A、C两图中DNA数之比为 。
解析
（1）A图中有成对的同源染色体，并且成对的同源染色体有联会的现象，因此属于减数第一次分裂的前期（四分体时期）；每条染色体有两条姐妹染色单体，4条染色体中含有8条染色单体。
（2）B图属于后期的图像，被拉向两极的每条染色体都有由着丝点连接着的染色单体，因此，属于减数第一次分裂的后期；从图中还可知，该细胞的细胞质属于均等分裂，所以是初级精母细胞。
（3）C图也属于后期的图像，被拉向两极的每条染色体上已没有染色单体，因此，C图属于减数第二次分裂的后期；由于C图中的细胞质分裂是不均等分裂，因此，该图属于次级卵母细胞，分裂后形成1个卵细胞和1个极体。
（4）A图中含有4条染色体，每条染色体上有2分子DNA；C图中含有4条染色体，每条染色体上含有1分子DNA。
因此，A、C两图中的染色体数之比为1∶1；DNA数之比为2∶1。
答案：
（1）减数；第一次分裂前（四分体时期）；8。
（2）减数第一次分裂后；初级精母细胞。
（3）减数第二次分裂的后；次级卵母细胞；1个卵细胞和1个极体。
（4）1∶1；2∶1。
例2 下图为高等生物的生殖发育过程示意图，请据图回答：
（1）请在图示下面的圆圈内填出所对应细胞的染色体数。
（2）图中字母A、B分别表示的生理过程是 和 。
这两个过程的意义是 。
（3）C过程进行的细胞增殖方式是 。
（4）A过程中的初级精母细胞中有 条染色体， 个NDA分子，形成四分体 个。
解析 成熟的生物体细胞经减数分裂产生有性生殖细胞，生殖细胞中染色体数减半。
经受精作用形成的受精卵中染色体数又恢复原来的数目。
由受精卵发育成新个体的过程主要有细胞的增殖和分化，正常情况下，该过程中遗传物质不改变，因为此过程进行的是有丝分裂。
答案：
（1）精子：
4条；卵细胞：
4条；受精卵：
8条。
（2）减数分裂；受精作用；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是十分重要的。
（3）有丝分裂。
（4）8；16；4。
一、减数分裂
第一课时
【随堂巩固练习】
1、下列关于减数分裂的叙述，正确的是 （ ）
（A）染色体复制一次，细胞分裂一次（B）染色体复制一次，细胞分裂两次
（C）染色体复制两次，细胞分裂一次（D）染色体复制两次，细胞分裂两次
2、下列对一个四分体的叙述，错误的是 （ ）
（A）共有两个着丝点（B）共有四条染色体
（C）共有四条染色单体（D）共有4个DNA分子
3、同源染色体联会发生在 （ ）
（A）有丝分裂中期 （B）有丝分裂间期
（C）减数第一次分裂 （D）减数第二次分裂
4、减数第二次分裂的结果，染色体和DNA数量的变化分别是 （ ）
（A）不变、不变 （B）减半、减半
（C）不变、减半 （D）减半、不变
5、减数分裂过程中，染色体和DNA之比为1∶1的时期是 （ ）
（A）减数第一次分裂四分体时期（B）减数第一次分裂后期
（C）减数第二次分裂中期（D）减数第二次分裂后期
6、下列有关染色体行为在减数分裂过程出现顺序，正确的是 （ ）
（A）复制－联会－四分体（B）复制－四分体－联会
（C）联会－四分体－复制（D）联会－复制－四分体
7、在精子形成过程中，染色体的复制发生在 （ ）
（A）减数分裂第一次分裂的间期 （B）减数分裂第一次分裂的前期
（C）减数分裂第二次分裂的间期 （D）减数分裂第二次分裂的后期
8、一只雄蛙产生了100万个精子，则其精巢内至少要有精原细胞多少个 （ ）
（A）200万 （B）100万 （C）50万（D）25万
9、某生物的体细胞在有丝分裂过程中染色体最多时有44个，则该物种的精原细胞在减数分裂过程中可出现的四分体数目是 （ ）
（A）88个 （B）44个 （C）22个 （D）11个
10、设某生物的体细胞中的DNA含量为2n，则它的初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞及精子中的DNA含量应依次为 （ ）
（A）2n，2n，4n，n （B）4n，2n，n，n
（C）2n，4n，2n，n （D）n，4n，2n，n
11、下图是动物精子形成过程中的部分分裂图形。
试据图回答：
（1）将A～D四图按精子形成过程的顺序排列 。
（2）图A处于 时期，所示的细胞叫 细胞。
（3）B图中有染色体 条，DNA分子 个。
（4）图C处于 期，分裂产生的子细胞叫 。
（5）非姐妹染色单体间可能发生交叉互换发生在 图所示的阶段。
第二课时
【随堂巩固练习】
12、在动物的初级卵母细胞形成次级卵母细胞过程中，下列现象中不存在的是 （ ）
（A）染色体交叉互换（B）染色体数目减半
（C）着丝点的分裂（D）纺锤丝的牵引
13、在减数分裂过程中，初级卵母细胞和次级卵母细胞都会出现的是 （ ）
（A）同源染色体分离（B）着丝点分裂
（C）细胞质不均等分裂（D）染色体复制
14、某动物有两对同源染色体，下图表示卵细胞形成过程中不同时期的四个细胞，按其分裂的先后顺序排列的次序是 （ ）
（A）①②③④（B）③②①④（C）②③①④（D）②④①③
15、下列细胞内没有同源染色体的是 （ ）
（A）体细胞 （B）卵原细胞 （C）卵细胞 （D）初级卵母细胞
16、假如某种动物体细胞中有4条染色体，请填写下表（减数分裂过程中染色体数和DNA分子数的变化）：
细胞名称
精（卵）
原细胞
初级精（卵）
母细胞
次级精（卵）
母细胞
精子（卵）
细胞（极体）
染色体
个数
相对量
2n
核DNA
个数
相对量
2a
17、下图为某生物的一个器官正在同时进行着的3个分裂细胞图像，请据图回答：
（1）甲是 分裂 期；乙是 分裂 期；丙是 分裂 期。
区别甲、乙的主要依据是 ；区别乙、丙的主要依据是 。
（2）甲细胞中的着丝点数有 个，染色体数 条，DNA数 分子，染色单体数 个。
（3）具有同源染色体的细胞是 。
（4）该生物体细胞中有 分子DNA，最多时有 条染色体。
18、在家兔体内，哪些细胞内的DNA含量与体细胞内相同 （ ）
（A）初级精母细胞和次级精母细胞 （B）次级精母细胞和精细胞
（C）卵原细胞和初级卵母细胞 （D）次级卵母细胞和精原细胞
19、下列有关动物的卵细胞与精子形成的不同点的叙述，正确的是 （）
①次级卵母细胞将进行普通的有丝分裂
②一个卵原细胞经减数分裂最终能形成一个卵细胞
③一个初级卵母细胞经减数第一次分裂形成一个次级卵母细胞
④卵细胞直接具有生殖能力
（A）①③（B）②④（C）②③（D）①④
20、一般来说，精子和卵细胞相比，精子具有的特点是 （ ）
（A）体积小，有鞭毛，能游动 （B）体积小，无鞭毛，不游动
（C）体积大，有鞭毛，能游动 （D）体积大，无鞭毛，不游动
21、右图为某哺乳动物的一个细胞示意图，该细胞属于 （ ）
（A）肝细胞 （B）初级卵母细胞
（C）第一极体 （D）卵细胞
22、某个卵原细胞含有1与2，3与4两对染色体，该卵原细胞经过减数分裂，得三个极体和一个卵细胞，其中某一极体染色体组成是1、3，则卵细胞中染色体组成是 （ ）
（A）1、3（B）2、4或1、3（C）1、3或1、4（D）2、4
23、下图横轴表示细胞周期，纵轴表示一个细胞中的染色体或DNA分子的数目，请据图回答：
（1）表示有丝分裂细胞中染色体数目变化的是图 ，DNA分子数目变化的是图 。
（2）表示减数分裂细胞中染色体数目变化的是图 ，DNA分子数目变化的是图 。
（3）图中a～b染色体的数目变化的原因是 ，c～dDNA数目变化的原因是 。
（4）C图中处于c点的细胞名称为 ，当它分裂形成的子细胞称为 。
二、受精作用
【随堂巩固练习】
1、下图是细胞分裂后期表示染色体行为的图像，其中表示一对同源染色体彼此分离的正确图像是 （ ）
2、填写下表，比较减数分裂与有丝分裂（以动物为例）：
比较项目
减数分裂
有丝分裂
形成的子细胞名称
染色体复制次数
细胞分裂次数
分裂后染色体数
同源染色体行为
3、每种进行有性生殖的生物的染色体数量能保持相对恒定，这是由于生物具有 （ ）
（A）有丝分裂和减数分裂 （B）有丝分裂和受精作用
（C）减数分裂和受精作用 （D）减数分裂和无丝分裂
4、在受精作用过程中，体现受精实质的是 （ ）
（A）同类生物的精卵互相识别 （B）精子的头部进入卵细胞
（C）卵细胞膜发生复杂的生理反应 （D）精子与卵细胞核互相融合
5、受精作用进行时 （ ）
（A）卵细胞进入精子中 （B）精子的头部进入卵细胞中
（C）精子进入卵细胞中 （D）精子的尾部进入卵细胞中
6、某生物细胞中有6条染色体，其中来自这个生物父方的染色体 （ ）
（A）有2条 （B）有3条 （C）有6条 （D）无法确定
7、假设一动物的体细胞内有三对同源染色体，它在产生精子时，包含全部来自母方的染色体的精子的出现率为 （ ）
（A）1／2（B）1／4（C）1／8（D）1／16
8、一对雌雄蛙，若人工繁育1000只蝌蚪，理论上需要卵原细胞和精原细胞数分别是（ ）
（A）250和1000 （B）1000和250
（C）1000和4000 （D）4000和2000
9、如果有15个初级卵母细胞，5个初级精母细胞，它们都正常发育并受精，最多能形成的受精卵数目是 （ ）
（A）20个 （B）5个 （C）10个 （D）15个
10、右图是某种动物的各种细胞在分裂及受精作用过程中一个细胞核内的DNA含量变化的示意图。
请分析说明以下问题：
（1）图中表示有丝分裂的区间是 ；表示减数第一次分裂的区间是 ；表示减数第二次分裂的区间是 ；表示受精作用的区间是 。
（2）细胞内同源染色体不成对存在的区间是 。
（3）AB区间内，细胞内最显著的变化是 。
第2节基因在染色体上
【知识要点提炼】
1、萨顿假说
萨顿用类比推理的研究方法提出了萨顿假说――基因与染色体传递的假说。
他的推论是：
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。
2、基因位于染色体上的实验证据
生物的遗传要通过生殖过程来实现，遗传基因随着生殖过程中减数分裂和受精作用传递和重组。
若把基因定位在染色体上，则是同源染色体上的基因随同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因则随着非同源染色体的自由组合而组合。
摩尔根通过对果蝇眼色的实验研究，发现基因和染色体的行为规律相符，从而证明了基因在染色体上。
摩尔根和他的学生们经过努力，发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图，说明基因在染色体上呈线性排列。
雌果蝇中的性染色体是同型的，用XX表示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示。
3、孟德尔遗传规律的现代解释
基因的分离定律的实质是：
在杂合体的细胞中，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。
基因的自由组合定律的实质是：
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的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。
【典型例题解析】
例1 某生物的基因型为AaBb，已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对同源染色体上。
那么，正常情况下该生物在减数分裂形成精子过程中，基因的走向不可能的是（ ）
（A）A与B走向一极，a与b走向另一极
（B）A与b走向一极，a与B走向另一极
（C）A与a走向一极，B与b走向另一极
（D）A或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的
解析 基因在染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
在减数分裂形成配子过程中，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。
也就是说，基因A和a会分离、基因B和b会分离，因此，正常情况下选项（C）是不可能发生的。
在减数分裂过程中，同源染色体上的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。
即A或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的，因此，AaBb的个体可产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子。
答案：
（C）。
例2 右图是基因型为RrDd的某种动物一个卵细胞基因组成示意图。
请据图分析回答：
（1）该种动物体细胞内含有 对同源染色体。
（2）由此图可判断该动物雌性个体最多能形成 种类型的卵细胞。
（3）研究基因R和r在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的 定律中的；研究基因R、r和D、d在形成卵细胞时的传递规律，符合的基因的 定律。
解析
（1）图中所示的卵细胞的染色体为2条，而卵细胞中的染色体数目是该个体体细胞染色体数目的1／2，因此该种动物细胞内的有2对同源染色体。
（2）从图中可知，R和D位于2条非同源染色体上。
也即RrDd两对等位基因位于两对同源染色体上。
因此，RrDd的个体经过减数分裂可产生RD、Rd、rD、rd四种类型的配子。
（3）R和r是一对等位基因，位于一对同源染色体上，基因的传递符合分离定律。
Rr和Dd两对等位位于两对染色体上，基因的传递符合自由组合定律。
答案：
（1）2。
（2）4。
（3）分离；自由组合。
【随堂巩固练习】
1、1903年萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是如何提出来的 （ ）
（A）运用假说―演绎法提出的 （B）运用类比推理提出的
（C）运用系统论分析法提出的 （D）通过实验研究得出的结论
2、初次证明了基因在染色体上的实验是 （ ）
（A）萨顿的蝗虫实验 （B）孟德尔的豌豆杂交实验
（C）人的红绿色盲的研究 （D）摩尔根的果蝇红、白眼杂交实验
3、右图表示某生物卵原细胞中染色体及其上面所带的基因，据此回答：
（1）同源染色体是、，每一对同源染色体上的基因在减数分裂过程中都会，遵循基因的。
（2）非同源染色体是 、 、 、 。
非同源染色体上的基因，在F1产生配子时，表现为。
4、性染色体存在于 （ ）
（A）精细胞 （B）卵细胞 （C）体细胞 （D）以上三种细胞
5、人类在正常情况下，卵细胞中的染色体组成为 （ ）
（A）22对常染色体+XX （B）22对常染色体+XY
（C）22条常染色体+X （D）22条常染色体+Y
6、某男子既是一个色盲患者（色盲基因位于X染色体上）又是一个毛耳（毛耳基因位于Y染色体上），则在这个男子产生的精子中，色盲基因及毛耳基因的存在情况是 （ ）
（A）每一个精子中都含有一个色盲基因和一个毛耳基因
（B）每一个精子中只含有一个色盲基因或只含有一个毛耳基因
（C）每一个精子都含有两个色盲基因和两个毛耳基因
（D）含色盲基因的精子比含毛耳基因的精子多得多
7、基因分离定律作用于 （ ）
（A）有丝分裂后期 （B）受精作用过程中
（C）减数第一次分裂 （D）减数第二次分裂
8、基因分离定律的实质是 （ ）
（A）子二代出现性状分离 （B）等位基因随同源染色体分开而分离
（C）子一代全为显性性状 （D）相对性状随等位基因的分开而分离
9、基因的自由组合定律是孟德尔通过 相对性状的遗传实验总结出来的。
它的前提是控制不同对相对性状的等位基因位于 同源染色体上。
第3节伴性遗传
【知识要点提炼】
1、伴性遗传
控制人类的红绿色盲症、抗维生素D佝偻病等遗传表现的基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。
2、人类红绿色盲症
人类红绿色盲症是由X染色体上的隐性基因控制。
基因型为XBXB、XBY的个体表现为正常；XBXb是携带者；XbXb、XbY是患者。
其特点是：
色盲男性患者多于女性患者；表现为交叉遗传，色盲一般由男性通过他的女儿传给外孙；女性色盲患者的父亲和儿子一定色盲。
3、抗维生素D佝偻病
抗维生素D佝偻病为X染色体上的显性基因控制。
基因型为XDXD、XDXd的女性都是患者；男性患者的基因型为XDY。
特点：
女性患者多于男性患者，但XDXd的女性患者病症较轻；男性患者与正常女性结婚的后代中，女性都是患者，男性正常。
4、鸡的性别决定
鸡的性别决定方式和人类、果蝇相反。
雌性个体的两条性染色体是异型的，雄性个体的两条性染色体是同型的。
【典型例题解析】
例1 某家属有的成员患丙种遗传病（设显性基因为B，隐性基因为b）。
有的成员患丁种遗传病（设显性基因为A，隐性基因为a）。
具体见右面系谱图。
现已查明Ⅱ6不携带致病基因。
问：
丙种遗传病的致病基因位于 染色体上；丁种遗传病的致病基因位于 染色体上。
解析
（1）由于Ⅱ3、Ⅱ4表现正常，而Ⅲ7（男、丙病）、Ⅲ8（女、丁病）表现为患病，则可以判定丙、丁两种遗传病都是由隐性基因控制的，患病一定是隐性性状。
（2）已知Ⅱ6不携带致病基因（AA或XAY），而Ⅲ9患丙病（bb或XbY），但如果丙病的基因位于常染色体上，则Ⅲ9一定表现为正常，这与遗传图谱中Ⅲ9患病不符。
因此，可判断Ⅲ9的致病基因只可能是伴X染色体隐性遗传病（由Ⅱ5XBXb传递）。
即Ⅲ9的基因型是XbY。
（3）如果丁病为伴X染色体隐性遗传，则Ⅰ2、Ⅲ8的基因型都为XaXa，Ⅱ3的基因型应是XaY，这与遗传图谱Ⅱ3正常不符，所以丁病的遗传方式应为常染色体隐性遗传。
答案：
X（性）；常。
【随堂巩固练习】
1、性染色体上的基因的遗传方式总是与相关联，这种遗传方式叫做 遗传。
2、将男性体细胞染色体标记为mAA＋nXY（A常染色体），则m、n的值分别为 （ ）
（A）22和1 （B）44和2（C）23和1 （D）46和2
3、某男孩为血友病患者，但他的父母、祖父母、外祖父母都不是血友病患者。
该男孩血友病基因在该家族中传递的顺序是 （ ）
（A）外祖父→母亲→男孩（B）外祖母→母亲→男孩
（C）祖父→父亲→男孩（D）祖母→父亲→男孩
4、在血友病
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