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

这是一份高中生物专题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，共16页。教案主要包含了精子和卵细胞的形成过程，精子与卵细胞的形成过程的比较，基因在染色体上等内容，欢迎下载使用。
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 \* ROMAN II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
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\c1(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）
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
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： XAXA XAXa XAY XaY
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+
XX
22对+
XY
P
×
配子
22+X
22+Y
22+X
F
22对+XY
22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 \* GB3 ④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： XA Xa XaY
（显性♀） (隐性♂)
子代中显性全是雌性，隐性性状全是雄性。
亲本：ZaZa(♂)×ZAW (♀)
子代： ZAZa Za W
(显性♂) （ 隐性♀）
子代中显性全是雄性，隐性性状全是雌性。
性别区分并不难
同型隐性异型显
性别区分并不难
同型隐性异型显
性别区分并不难
同型隐性异型显
通过性状识别性别的杂交设计
显性
隐性
×
♂
♀
隐性
♂
显性
♀
XaXa
XAY
XAXa
XaY
例
果蝇眼色遗传
红眼♂
白眼♀
红眼♀
白眼♂
×
XY型性别决定
显性
隐性
×
♀
♂
隐性
♀
显性
♂
ZOsW
ZsZs
ZsW
ZOsZs
×
例
家蚕油脂皮肤遗传
（油脂皮肤透明）
正常蚕♀
油蚕♂
正常蚕♂
油蚕♀
ZW型性别决定

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
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
数量
4
2
时期
4
2
数量
DNA
染色体