高中生物專題08 基因和染色體的關(guān)系-2021年高考生物一輪復(fù)習(xí)知識點(diǎn)梳理與歸納

專題08基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用一．減數(shù)分裂概念1．適用范圍：有性生殖的生物。2．特點(diǎn)：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次。3．結(jié)果：生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。4．場所：高等動(dòng)植物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內(nèi)。（注：體細(xì)胞主要通過有絲分裂產(chǎn)生，有絲分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，新產(chǎn)生的細(xì)胞中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。）二、精子和卵細(xì)胞的形成過程1．精子形成過程：精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）1.高等哺乳動(dòng)物精子形成場所：睪丸的曲細(xì)精管2.原始生殖細(xì)胞：精原細(xì)胞（屬于體細(xì)胞），通過有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。減數(shù)分裂特征：減數(shù)第一次分裂的主要特點(diǎn)是同源染色體分離，染色體數(shù)目減半。減數(shù)第一次分裂（簡稱“減Ⅰ”）間期：染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成)。前期：同源染色體兩兩配對（稱聯(lián)會），形成四分體。四分體中的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生對等片段的互換。中期：同源染色體成對排列在赤道板上（兩側(cè)）。后期：同源染色體分離（基因等位分離）；非同源染色體（非等位基因）自由組合。末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，形成2個(gè)子細(xì)胞。減數(shù)第二次分裂（無同源染色體）（簡稱“減Ⅱ”）。前期：染色體排列散亂。中期：每條染色體的著絲粒都排列在細(xì)胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細(xì)胞兩極。末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，每個(gè)細(xì)胞形成2個(gè)子細(xì)胞，最終共形成4個(gè)子細(xì)胞。減數(shù)第二次分裂雖類似有絲分裂，不是有絲分裂，二者區(qū)別是減=2\*ROMANII不含同源染色體.精細(xì)胞變形減二分裂的結(jié)果是產(chǎn)生4個(gè)精細(xì)胞，經(jīng)過變形，形成4個(gè)精子重點(diǎn)概念：同源染色體1、同源染色體：①形態(tài)、大小基本相同；②一條來自父方，一條來自母方。（有絲分裂中也有同源染色體，但不聯(lián)會）。※同源染色體的形態(tài)、大小不一定相同。如人的X和Y染色體，X染色體比Y染色體大得多，但減Ⅰ過程中能聯(lián)會，仍稱為同源染色體?！螒B(tài)、大小相同的染色體也不一定是同源染色體。例如：姐妹染色單體著絲點(diǎn)分開后形成的兩條染色體形態(tài)、大小完全相同，由于來源相同不屬于同源染色體，一般稱為相同染色體。重點(diǎn)概念：聯(lián)會是指同源染色體兩兩配對（兩兩并排在一起）的現(xiàn)象。重點(diǎn)概念：四分體一對同源染色體聯(lián)會時(shí)，含有4條染色單體，這時(shí)的一對同源染色體故稱作四分體一個(gè)四分體=一對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子。所以細(xì)胞中四分體的個(gè)數(shù)=同源染色體對數(shù)重點(diǎn)概念：交叉互換：四分體的非姐妹染色體單體之間可以發(fā)生交叉互換（如圖示）(1)交叉互換發(fā)生的時(shí)期--------減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）范圍：同源染色體的非姐妹染色單體之間。(2)變異類型-------基因重組。(3)一個(gè)染色體組成為AaBb的精原細(xì)胞，若不交換只產(chǎn)生AB、ab兩種配子，若交換則可產(chǎn)生AB、ab(未換的染色單體)和Ab、aB(交換的結(jié)果)，產(chǎn)生可遺傳變異。2.卵細(xì)胞的形成過程場所：卵巢3．精子、卵細(xì)胞形成過程(以動(dòng)物為例)的異同點(diǎn)三、精子與卵細(xì)胞的形成過程的比較

精子的形成卵細(xì)胞的形成不同點(diǎn)形成部位精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）卵巢過程有變形期無變形期細(xì)胞質(zhì)分裂均等2次不均等分裂子細(xì)胞數(shù)4個(gè)精子1個(gè)卵細(xì)胞+3個(gè)極體相同點(diǎn)精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目都是體細(xì)胞的一半注意：（1）同源染色體①形態(tài)、大小基本相同；②一條來自父方，一條來自母方。（2）精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。因此，它們屬于體細(xì)胞，通過有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。（3）減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，原因是同源染色體分離并進(jìn)入不同的子細(xì)胞。所以減數(shù)第二次分裂過程中無同源染色體。4．減數(shù)分裂過程中染色體和DNA數(shù)目的變化：5.每條染色體上的DNA的含量變化圖中每段曲線含義，ab——間期（有絲分裂，減數(shù)分裂）bc——有絲（前、中），減數(shù)：減Ⅰ前—---減Ⅱ中cd——有絲后，減數(shù)Ⅱ后注：卵細(xì)胞形成無變形過程，而且是只形成一個(gè)卵細(xì)胞，卵細(xì)胞體積很大，細(xì)胞質(zhì)中存有大量營養(yǎng)物質(zhì)，為受精卵發(fā)育準(zhǔn)備的。5．推斷細(xì)胞分裂與可遺傳變異的關(guān)系(1)基因突變發(fā)生于,DNA復(fù)制時(shí)(2)基因重組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①減Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換,②減Ⅰ后期非同源染色體上的非等位基因自由組合))(3)染色體變異發(fā)生于,減數(shù)分裂和有絲分裂過程中6．精子和卵細(xì)胞種類和數(shù)目的計(jì)算方法（要求理解）(1)1個(gè)含n對等位基因的精原細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成4個(gè)精子，2種類型。(2)1個(gè)含n對等位基因的卵原細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂后，能形成1個(gè)卵細(xì)胞，1種類型。(3)1個(gè)含n對同源染色體的生物體，經(jīng)過減數(shù)分裂能形成2n種精子或卵細(xì)胞。4.5減數(shù)分裂與有絲分裂的比較（以動(dòng)物細(xì)胞為例）比較項(xiàng)目減數(shù)分?jǐn)?shù)有絲分裂復(fù)制次數(shù)1次1次分裂次數(shù)2次1次同源染色體行為聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非姐妹染色體交叉互換無子細(xì)胞染色體數(shù)是母細(xì)胞的一半與母細(xì)胞相同子細(xì)胞數(shù)目4個(gè)2個(gè)子細(xì)胞類型生殖細(xì)胞（精細(xì)胞、卵細(xì)胞）、極體體細(xì)胞細(xì)胞周期無有相關(guān)的生理過程生殖生長、發(fā)育染色體(DNA)的變化曲線時(shí)期時(shí)期數(shù)量42時(shí)期42數(shù)量DNA染色體有絲減數(shù)區(qū)分難，抓住幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。有絲減數(shù)區(qū)分難，抓住幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。有絲分裂要加倍，減數(shù)分裂看同源。聯(lián)會形成四分體，同源分開要減半。再分過程同有絲，染色體中無同源。助記詞三、受精作用過程、實(shí)質(zhì)及意義1．概念：卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。（受精卵中的核遺傳物質(zhì)一半來自方，一半來自母方，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞）2．實(shí)質(zhì)：精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合。3.減數(shù)分裂和受精作用的意義：對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異都具有重要的意義。僅有一個(gè)精子能和卵細(xì)胞結(jié)合有絲分裂與減數(shù)分裂主要時(shí)期細(xì)胞圖像鑒別(二倍體生物)減數(shù)分裂與有絲分裂圖像辨析步驟：（三看法）一看：染色體數(shù)目：奇數(shù)為減Ⅱ（姐妹染色體分開只看一極）二看：有無同源染色體：沒有為減Ⅱ（姐妹染色體分開只看一極）三看;染色體行為如果有同源染色體聯(lián)會、形成四分體，排列于赤道板或相互分離……減數(shù)第一次分裂如果無，則為有絲分裂例：判斷下列細(xì)胞正在進(jìn)行什么分裂，處在什么時(shí)期？減Ⅱ前期減Ⅰ前期減Ⅱ末期有絲后期減Ⅱ后期減Ⅰ后期有絲前期減Ⅱ中期減Ⅰ后期減Ⅱ中期減Ⅱ后期減Ⅰ中期有絲中期【實(shí)驗(yàn)：觀察細(xì)胞減數(shù)分裂】1．實(shí)驗(yàn)原理蝗蟲的精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成精細(xì)胞，再形成精子。此過程要經(jīng)過兩次連續(xù)的細(xì)胞分裂。在此過程中，細(xì)胞中的染色體形態(tài)、位置和數(shù)目都在不斷地發(fā)生變化，因而可據(jù)此識別減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期。2．實(shí)驗(yàn)材料的選取【植物花藥，動(dòng)物睪丸（高等），動(dòng)物精巢（低等）】宜選用雄性個(gè)體生殖器官（睪丸），其原因?yàn)椋?1)雄性個(gè)體產(chǎn)生精子數(shù)量多于雌性個(gè)體產(chǎn)生卵細(xì)胞數(shù)。(2)在動(dòng)物卵巢內(nèi)的減數(shù)分裂沒有進(jìn)行徹底，排卵時(shí)排出的僅僅是次級卵母細(xì)胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才繼續(xù)完成減數(shù)第二次分裂。3．實(shí)驗(yàn)流程(1)裝片制作(同有絲分裂裝片制作過程)解離→漂洗→染色→壓片(制片)(2)顯微觀察精巢內(nèi)精原細(xì)胞既進(jìn)行有絲分裂，又進(jìn)行減數(shù)分裂，因此可以觀察到染色體數(shù)為N、2N、4N等不同的細(xì)胞分裂圖像。減數(shù)分裂異常情況分析第二節(jié)基因在染色體上薩頓一、基因在染色體上1．薩頓的假說內(nèi)容：基因在染色體上，也就是說染色體是基因的載體。2.方法：類比推理法類比推理類比推理薩頓將基因的行為與染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說。需要注意，類比推理的結(jié)論不具有邏輯必然性，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。3依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。雜交中保持完整和獨(dú)立性②成對存在③一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方④形成配子時(shí)自由組合4．實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根的果蠅眼色實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)方法：假說—演繹法)2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析摩爾根果蠅眼色的實(shí)驗(yàn)：(A—紅眼基因a—白眼基因X、Y——果蠅的性染色體)P：紅眼（雌）×白眼（雄）P：XAXA×XaY↓↓F1：紅眼F1：XAXa×XAY↓F1雌雄交配↓F2：紅眼（雌雄）白眼（雄）F2：XAXAXAXaXAYXaY實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——測交測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與演繹的推論相符，說明假說是正確的。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：基因在染色體上一條染色體上一般含有多個(gè)基因，且這多個(gè)基因在染色體上呈線性排列4．現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳定律①分離定律：等位基因隨同源染色體的分開獨(dú)立地遺傳給后代。自由組合定律：非同源染色體上的非等位基因自由組合。第三節(jié)伴性遺傳一、性別決定方式：（1）XY型性別決定（多數(shù)哺乳動(dòng)物）22對+22對+XX22對+XYP×配子22+X22+Y22+XF22對+XY22對+XX表現(xiàn)型雄雌1：1過程XX雌XY雄如：人哺乳類、某些兩棲類，許多昆蟲（2）ZW型性別決定ZZ雄ZW雌如：家蠶、鳥類、某些兩棲類和爬行類性別決定時(shí)期：受精作用中精卵結(jié)合時(shí)。說明①由性染色體決定性別的生物才有性染色體。雌雄同株的植物無性染色體（水稻）。②性染色體決定性別是性別決定的主要方式，此外還有其他方式，如蜜蜂是由染色體數(shù)目決定性別的。③性染色體不但存在于生殖細(xì)胞，正常體細(xì)胞中也存在。④性別相當(dāng)于一對相對性狀，其傳遞遵循分離定律。2、三種伴性遺傳的特點(diǎn)：（1）伴X隱性遺傳的特點(diǎn)：①男性患者多于女性患者②交叉遺傳，即男性（父親色盲）→女性（女兒攜帶者）→男性（兒子色盲）。③一般為隔代遺傳=4\*GB3④母病子必病，女病父必?。?）伴X顯性遺傳的特點(diǎn)：①女性患者多于男性患者女＞男②代代相傳③父病女必病，子病母必?。?）伴Y遺傳的特點(diǎn)：①男病女不?、诟浮印鷮O4、家族系譜圖中遺傳病遺傳方式的快速判斷無中生有為隱性，隱性遺傳看女病，女病男正非伴性；（男指其父子）有中生無為顯性，顯性遺傳看男病，男病女正非伴性。（女指其母女）附：常見遺傳病類型（要記?。喊閄隱：色盲、血友病常隱：先天性聾啞、白化病，苯丙酮尿癥伴X顯：抗維生素D佝僂病常顯：多(并)指遺傳系譜圖：（不寫基因型）□正常男○正常女■患病男●患病女Ⅰ□─┬─○Ⅱ○─┬─□┌─┴─┐Ⅲ●□基因位置的確認(rèn)1．在常染色體上還是在X染色體上此類試題，常見的有以下幾種情況：(1)未知顯隱性①方法：正反交法②結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：a．若正反交結(jié)果相同，則相應(yīng)的控制基因位于常染色體上。b．若正反交結(jié)果不同，且子代性狀表現(xiàn)與性別有關(guān)，則相應(yīng)的控制基因位于性染色體上。(2)已知顯隱性①方法：隱性雌性×顯性雄性②結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：a．若子代中雄性個(gè)體全為隱性性狀，雌性個(gè)體全為顯性性狀，則相應(yīng)的控制基因位于X染色體上。b．若子代中雌雄個(gè)體具有相同的性狀分離比，則相應(yīng)的控制基因位于常染色體上。2．判斷基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上(1)方法：隱性雌性×純合顯性雄性(2)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：①若子代全表現(xiàn)為顯性性狀，則相應(yīng)的控制基因位于X、Y的同源區(qū)段。②若子代中雌性個(gè)體全表現(xiàn)為顯性性狀，雄性個(gè)體全表現(xiàn)為隱性性狀，則相應(yīng)的控制基因僅位于X染色體上。5．設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)，巧辨性別選擇同型性染色體(XX或ZZ)隱性個(gè)體與異型性染色體(XY或ZW)顯性個(gè)體雜交(ZW型性別決定的生物就是“隱雌顯雄”)。這樣在子代中具有同型性染色體(XX或ZZ)的個(gè)體表現(xiàn)顯性性狀，具有異型性染色體(XY或ZW)的個(gè)體表現(xiàn)隱性性狀。依此可通過子代表現(xiàn)的顯隱性性狀確認(rèn)其性別，具體分析如下：親本：XaXa(♀)×XAY(♂)，子代：XAXaXaY（顯性♀）(隱性♂)子代中顯性全是雌性，隱性性狀全是雄性。親本：Z