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基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用知识结构：精子的形成过程减数分裂卵细胞形成过程减数分裂和受精作用配子中染色体组合的多样性受精作用受精作用的过程和实质1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体（1）染色体和染色单体：细胞分裂间期，染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断，即一个着丝点就代表一条染色体。（2）同源染色体和四分体：同源染色体指形态、大小一般相同，一条来自母方，一条来自父方，且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体（有丝分裂中也有同源染色体，但不联会）。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。（3）一对同源染色体=一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。2.减数分裂过程中遇到的一些概念同源染色体：（上面已经有了）联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：（上面已经有了）交叉互换：指四分体时期，非姐妹染色单体发生缠绕，并交换部分片段的现象。减数分裂：是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。3.减数分裂特点：复制一次，分裂两次。结果：染色体数目减半（染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂，第二次分裂类似有丝分裂）。场所：生殖器官内（动物的精巢、卵巢；植物的花药、胚珠；精巢、卵巢内既有有丝分裂，又有减数分裂）过程：精子的形成过程：卵细胞的形成过程：1个精原细胞（2n）1个卵原细胞（2n）↓间期：染色体复制↓间期：染色体复制1个初级精母细胞（2n）1个初级卵母细胞（2n）↓前期：联会、四分体、交叉互换（2n）↓前期：联会、四分体…（2n）中期：同源染色体排列在赤道板上（2n）中期：（2n）后期：配对的同源染色体分离（2n）后期：（2n）末期：细胞质均等分裂末期：细胞质不均等分裂（2n）2个次级精母细胞（n）1个次级卵母细胞+1个极体（n）↓前期：（n）↓前期：（n）中期：（n）中期：（n）后期：染色单体分开成为两组染色体（2n）后期：（2n）末期：细胞质均等分离（n）末期：（n）4个精细胞：（n）1个卵细胞：（n）+3个极体（n）↓变形4个精子（n）4.精子与卵细胞形成的异同点比较项目不同点相同点精子的形成卵细胞的形成染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）一个初级卵母细胞（2n）（细胞质不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半第二次分裂两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）一个次级卵母细胞（细胞质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等）成两个第二极体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变有无变形精细胞变形形成精子无变形分裂结果产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能的卵细胞(n)精子和卵细胞中染色体数目均减半注：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.减数分裂和有丝分裂主要异同点（要求掌握）比较项目减数分裂有丝分裂染色体复制次数及时间一次，减数第一次分裂的间期一次，有丝分裂的间期细胞分裂次数二次一次联会四分体是否出现出现在减数第一次分裂不出现同源染色体分离减数第一次分裂后期无分离（有同源染色体）着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期子细胞的名称及数目性细胞，精细胞4个或卵1个、极体3个体细胞，2个子细胞中染色体变化减半，减数第一次分裂不变子细胞间的遗传组成不一定相同一定相同6.有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别：（检索表以二倍体生物为例）1.1细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂1.2细胞中有同源染色体2.1有同源染色体联会、形成四分体排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。［解析］：甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。7.受精作用：指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。意义：通过减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合的随机性，使后代呈现多样性，有利于生物的进化，体现了有性生殖的优越性。8.配子种类问题由于染色体组合的多样性，使配子也多种多样，根据染色体组合多样性的形成的过程，所以配子的种类可由同源染色体对数决定，即含有n对同源染色体的精（卵）原细胞产生配子的种类为2n种。第二节基因在染色体上1.萨顿假说推论：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。研究方法：类比推理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：XAXAXAXaXAYXaY3.一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.基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质萨顿假说1．内容：基因在染色体上（染色体是基因的载体）2．依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。①在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3．证据：果蝇的限性遗传红眼XWXWX白眼XwYXWY红眼XWXw红眼XWXW：红眼XWXw：红眼XWY：白眼XwY①一条染色体上有许多个基因；②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。②自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。三、伴性遗传的特点与判断遗传病的遗传方式遗传特点实例常染色体隐性遗传病隔代遗传，患者为隐性纯合体白化病、苯丙酮尿症、常染色体显性遗传病代代相传，正常人为隐性纯合体多/并指、软骨发育不全伴X染色体隐性遗传病隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性色盲、血友病伴X染色体显性遗传病代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性抗VD佝偻病伴Y染色体遗传病传男不传女，只有男性患者没有女性患者人类中的毛耳第三节伴性遗传1.伴性（别）遗传的概念：此类性状的遗传控制基因位于性染色体上，因而总是与性别相关联。2.人类红绿色盲症（伴X染色体隐性遗传病）①致病基因Xa正常基因：XA②患者：男性XaY女性XaXa正常：男性XAY女性XAXAXAXa（携带者）③遗传特点：⑴男性患者多于女性患者。⑵交叉遗传。即男性（父亲）→女性（女儿携带者）→男性（儿子）。⑶一般为隔代遗传。3.抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传病）①致病基因XA正常基因：Xa②患者：男性XAY女性XAXAXAXa正常：男性XaY女性XaXa③遗传特点：⑴女性患者多于男性患者。⑵代代相传。⑶交叉遗传现象：男性→女性→男性4．Y染色体遗传：人类毛耳现象遗传特点：基因位于Y染色体上，仅在男性个体中遗传5、伴性遗传在生产实践中的应用：根据毛色辨别小鸡的雌、雄6、人类遗传病的判定方法口诀：无中生有必为隐，生女有病为常隐；有中生无必为显，生女有病为常显。解释：父母无病，子女有病——隐性遗传（无中生有）父母无病，女儿有病——常、隐性遗传；父母有病，子女无病——显性遗传（有中生无）父母有病，女儿无病——常、显性遗传注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续性，应首先考虑伴Y遗传，无显隐之分。口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病。父子患病为伴性。有中生无为显性，显性遗传看男病。母女患病为伴性。