新人教版必修2遗传与进化第2章基因和染色体的关系高考复习知识点详解与例题Word下载.docx
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①1与2,3与4分别属于同源染色体;
②1、3,2、4,1、4,2、3分别属于非同源染色体。
1234
判断同源染色体不能看颜色,应看形态。
颜色表示同源染色体一条来自父方,一条来自母方。
联会的一对同源染色体因为含有四条姐妹染色单体所以叫做四分体。
A、1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子;
B、有丝分裂过程中,细胞内有同源染色体,但无四分体。
四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间还会发生交叉互换。
★姐妹染色单体与非姐妹染色单体
姐妹染色单体:
染色体经复制形成的两条完全一样的染色单体,由同一个着丝点连接,互称姐妹染色单体。
1234
①1’和1’’,2’和2’’,3’和3’’,4’和4’’分别属于姐妹染色单体。
②其余组合为非姐妹染色单体。
1’1’’2’2’’3’3’’4’4’’
●中期:
在减数第一次分裂的最后,染色体达到最大浓缩,呈高度螺旋状,同源染色体朝赤道板迁移,当同源染色体成对排列在赤道板上时减数第一次分裂前期结束进入中期。
同源染色体排列在赤道板两侧,每条染色体的着丝点都附着在与一极相连的纺锤丝上。
是观察四分体的有利时期。
●后期:
同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。
分离的同源染色体在纺锤丝的牵引下移向初级精母细胞的两极。
以人为例,人的23对同源染色体在自由组合的情况下,可以形成的组合种类数为223。
●末期:
在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成,数目为体细胞染色体数一半。
每条染色体均含有两条染色单体。
一个初级精母细胞縊裂为两个次级精母细胞。
每个次级精母细胞中染色体、DNA数目减半,只含有同源染色体中的一条。
特点总结:
同源染色体联会、四分体的出现、交叉互换、同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合、染色体数目的减半均发生于减数第一次分裂过程中。
③减数第二次分裂:
减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期或间期很短,染色体不再复制。
减数第二次分裂过程与有丝分裂的分裂期相似,但也有不同。
●前期:
非同源染色体散乱分布于纺锤体中央。
●中期:
非同源染色体的着丝点排列在赤道板上。
●后期:
非同源染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为独立的两条染色体,在纺锤丝的牵引下向次级精母细胞的两极移动。
次级精母细胞中染色体数目暂时加倍,DNA数目不变。
●末期:
细胞两极的染色体不含染色单体。
每个次级精母细胞分裂成两个精细胞,两个次级精母细胞产生四个精细胞。
相比于次级精母细胞的前期和中期,每个精细胞的染色体数目不减半,DNA数目减半。
相比于初级精母细胞每个精细胞中染色体、DNA数目均减半。
(2)各时期细胞图像:
要求:
①会识别各时期细胞图像;
②会画典型时期的细胞图像。
5、减数分裂后精细胞的变形:
失去绝大部分细胞质,但保留细胞核和全部线粒体。
形成能摆动的尾巴,形状似蝌蚪。
★思考1:
人类精子发生过程中,下列说法不正确的是:
D
A.细胞中染色单体数最多可达92条B.姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的
C.染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前
D.一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223
★思考2:
在果蝇的下列细胞中,一定存在Y染色体的细胞是:
A
A.初级精母细胞B.精细胞C.初级卵母细胞D.卵细胞
知识点三、减数第一次分裂(MⅠ)和减数第二次分裂(MⅡ)的比较:
比较项目
MⅠ
MⅡ
染色体是否经过复制
经过复制
不再复制
细胞名称的变化
精(卵)原细胞→初级精(卵)母细胞→次级精(卵)母细胞或第一极体
次级精(卵)母细胞或第一极体→精细胞或卵细胞与第二极体或两个第二极体
着丝点变化
不分裂
分裂
染色体行为
联会、四分体、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合
着丝点分裂,染色单体分开
同源染色体
有N对
无
知识点四、减数分裂过程中,染色体、DNA、染色单体的数目变化规律及曲线和柱状图:
1、数目变化:
假设正常体细胞中染色体数目为2N,DNA含量为2a。
时期
精原细胞
初级精母细胞
次级精母细胞
精细胞
精子
前中期
后期
染色体数目
2N
N
染色单体数目
4N
DNA数目
2a→4a
4a
2a
a
2、曲线
(1)染色体数目变化曲线(细胞中):
(2)DNA数目变化曲线(细胞核中):
a
(3)染色单体数目变化曲线:
略
(4)思考:
如果曲线的纵坐标变为每条染色体的DNA含量,则减数分裂过程的曲线该如何绘制。
★思考1:
下图表示雄果蝇细胞分裂过程中DNA含量的变化。
下列叙述中,正确的是:
B
A.若图1表示减数分裂,则图1的CD段表示同源染色体分开
B.若图1表示减数分裂,则图1的BC段一个细胞中可能含有0条或1条Y染色体
C.若两图均表示有丝分裂,则两图的DE段一个细胞内只含2个染色体组
D.若图1表示减数分裂、图2表示有丝分裂,则两图的CD段都发生着丝点分裂
3、思考:
减数分裂典型时期染色体数目、DNA数目、染色单体数目关系的柱状图应该如何绘制?
知识点五、卵细胞的形成过程
1、形成(发生)场所:
雌性动物的卵巢内。
2、联系选修3《胚胎工程》复习哺乳动物卵子的发生—选修3课本63页。
3、卵细胞形成过程中的减数分裂:
(2)具体过程中典型细胞图解:
课本20页图2-5
(1)具体过程:
精子和卵细胞形成过程的比较
①区别:
卵细胞
部位
动物-睾丸、植物-花药
动物-卵巢;
植物-胚囊
细胞名称
动物-精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞、精子;
植物-小孢子母细胞
动物-卵原细胞、初级卵母细胞、次级卵母细胞、卵细胞;
植物-大孢子母细胞
细胞质的分裂、分配情况
两次减数分裂都是均等分裂
只有MⅡ中第一极体的分裂均等,其他分裂不均等
分裂结果
1个精原细胞→4个精细胞(两两相同,为两种)→4个精子
1个卵原细胞→1个大的卵细胞(只有一种,因为只形成一个)和3个小的极体(第二极体)
是否变形
4个精细胞→变形→4个精子
不变形
②相同点:
①原始生殖细胞的增殖为有丝分裂;
②生殖细胞的成熟均为减数分裂,需要经过一次复制和两次分裂,产生的子细胞数目都是4个,且子细胞中染色体的数目减半;
③染色体的行为和数目变化规律相同(复制、联会、交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合、MⅠ后染色体数目减半、MⅡ着丝点分裂,姐妹染色单体分离)。
一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)的卵原细胞,在没有突变的情况下,如果它所产生的卵细胞的基因组成为TM,则由该卵原细胞分裂产生的下列细胞中,基因种类表示正确的是:
A.减数第一次分裂产生的极体为TTMM,减数第二次分裂产生的极体为TM
B.减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为tm
C.减数第一次分裂产生的极体为tm,减数第二次分裂产生的极体为TM或tm
D.减数第一次分裂产生的极体为ttmm,减数第二次分裂产生的极体为TM或tm
知识点六、细胞分裂方式的鉴别(以二倍体生物为例进行比较)
一看染色体数:
若奇数则为减数第二次分裂(再看染色体行为判断处于减数第二次分裂的什么时期);
若偶数则:
二看有无同源染色体:
若无同源染色体则为减数第二次分裂;
若有同源染色体则:
三看同源染色体行为:
若出现联会、四分体、同源染色体分离、同源染色体着丝点位于赤道板两侧,则为减数第一次分裂;
若无上述同源染色体的特殊行为,则为有丝分裂(再看染色体行为判断处于有丝分裂的什么时期)。
下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图,下列叙述正确的是:
C
A.甲、乙、丙中都有同源染色体B.卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C.能够出现基因重组的是乙D.丙的子细胞是精细胞
知识点七、减数分裂与分离定律、自由组合定律的关系
1、DNA是主要的遗传物质,DNA上脱氧核苷酸(含氮碱基)的排列顺序代表遗传信息。
染色体是遗传物质的主要载体,DNA与蛋白质构成染色质(染色体)。
基因是控制生物体性状和遗传的蓝图,基因必定储存有遗传信息,因而基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列。
2、关系图解:
画图时应在两对同源染色体上标注两对等位基因。
MⅡ
同源染色体分离,
或
染色体非同源染色体自由组合
复制等位基因分离,
非同源染色体上非等位基因
自由组合
3、结果补充说明:
①1个精原细胞经过减数分裂形成2种精细胞,雄性个体经过减数分裂可以形成的精细胞的种类为2n(n为等位基因对数)。
②1个卵原细胞经过减数分裂形成1种卵细胞,雌性个体经过减数分裂可以形成的卵细胞的种类为2n。
③如果联系课本20页图2-6来思考,即考虑交叉互换的因素后,结果又会如何呢?
知识点八、受精作用
1、概念:
课本24页
2、过程:
联系选修3《胚胎工程》复习哺乳动物的受精过程(选修3第63页)。
精子与卵细胞融合的实质是:
精子的细胞核与卵细胞的细胞核的融合和二者的染色体的汇合。
3、结果:
受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目,其中一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
受精过程中,仅精子的头部进入卵细胞,而精子头部除细胞核外,只含少量细胞质。
因而受精卵的绝大部分细胞质来源于卵细胞。
而细胞质中线粒体(植物的叶绿体)也含有少量DNA,对生物的遗传也是有影响的。
4、意义:
减数分裂和受精作用对维持有性生殖生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对生物的遗传和变异十分重要。
(1)从配子的形成和受精作用两方面来看生物体遗传的多样性:
由于减数分裂形成的配子的染色体组成多样性(这种多样性使配子的遗传信息具有差异)和受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,使得同一双亲的后代呈现多样性,增强了生物的适应能力,有利于在自然选择中进化,是可遗传的变异中的基因重组。
这就是“一母生九子,九子各不同”的原因所在。
※注:
(1)减数分裂形成的配子的染色体组成多样性的原因:
①联会后形成的四分体的非姐妹染色单体之间的交叉互换;
②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的自由组合。
(2)从配子的形成和受精作用两方面来看生物体遗传的稳定性:
减数分裂是有规律的正常的细胞分裂,在减数分裂的过程中,染色体只复制一次,二细胞连续分裂两次。
这样每个物种正常的雌、雄配子都含有该物种体细胞染色体数目一半的染色体,并且都是一整套非同源染色体的组合。
而受精作用时精卵结合使受精卵及其发育成的个体体细胞中又可以恢复该种生物的染色体数目。
概括的说就是,减数分裂形成的染色体数目减半的配子通过受精作用可维持生物前后代体细胞染色体数目的恒定。
性状是由染色体中的遗传物质控制的,生物前后代细胞中染色体数目的恒定,保证了前后代遗传性状的相对稳定。
知识点九、实验十一:
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1、实验原理:
处于繁殖期的雄蝗虫,精巢里的精母细胞正在进行减数分裂。
因此,在它的精巢管内可找到处于减数分裂不同阶段的细胞—初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞和精子。
又因为同一生物的细胞,所含遗传物质相同;
增殖的过程相同;
不同细胞可能处于分裂的不同阶段。
因此,可通过观察处于减数分裂不同阶段的多个细胞,推测出一个精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。
2、材料用具:
3、实验步骤:
4、实验现象及结论:
某同学在做“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验中,下列表述不正确的是:
A.先用低倍镜找出各时期的细胞B.在高倍镜下能观察到染色体的形态和数目
C.能观察到减数第一次分裂中期有姐妹染色单体D.能观察到减数第二次分裂中期有同源染色体
知识点十、减数分裂形成的精子或卵细胞,染色体数目异常的常见情况分析:
1、减数第一次分裂后期一对或几对同源染色体未移向细胞两极而是移向同一极,则形成的精子或卵细胞会出现多一条或几条染色体和少一条或几条染色体的情况。
2、减数第二次分裂染色单体分开后未移向细胞两极而是移向同一极,则形成的精子或卵细胞可能会多一条或少一条染色体。
此种情况与第一种情况有一些区别,比如对于一个精原细胞形成的4个精细胞来说,这种情况将导致一半的精细胞异常,而不是像第一种情况那样,所有的精细胞均异常。
3、减数第一次分裂或减数第二次分裂,染色体移向细胞两极,但细胞未分裂成两个子细胞,则精子或卵细胞中染色体可能加倍。
如果出现上述现象,则受精卵中染色体数目就会出现异常,由该受精卵发育成的个体细胞中染色体数目也不正常。
由于染色体是遗传物质的载体,生物体的性状又是由遗传物质控制的,那么当该个体的遗传物质出现异常时,该个体的性状也会是异常的。
例如,人类的“21三体综合征”遗传病患者就是由含有24条染色体(其中21号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育成的。
知识点十一、有丝分裂与减数分裂的比较(可以作为小结)
1、细胞图像比较
项目
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
图形
特点
染色体散乱分布于纺锤体中央;
有同源染色体,无联会。
每条染色体含2条姐妹染色单体
有同源染色体,有联会、四分体、交叉互换;
染色体散乱分布;
无同源染色体,无联会;
中期
有同源染色体,且着丝点排列在赤道板上。
有同源染色体,且同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧。
每条染色体含有2条染色单体
无同源染色体,非同源染色体着丝点排列在赤道板上。
着丝点分裂,染色单体分开,每一极有同源染色体
同源染色体分离,移向两极,非同源染色体自由组合;
每条染色体含2条染色单体,细胞每一极无同源染色体
染色单体分开,细胞每一极无同源染色体
末期
有同源染色体,无染色单体
无同源染色体,有染色单体
无同源染色体,无染色单体
2、其他区别
减数分裂
发生的细胞
体细胞
原始生殖细胞
分裂次数
1次
2次
子细胞数目
2个
雄性:
4个;
雌性:
1+3个
子细胞类型
体细胞(原始生殖细胞)
成熟生殖细胞(精子或卵细胞、花粉粒)
子细胞染色体数目
与亲代细胞相同
与亲代细胞比减少一半(发生在MⅠ)
变异性
变异性小
变异性大
3、相同点:
染色体复制1次;
出现纺锤体;
均有核膜、核仁的消失重建;
MⅡ与有丝分裂相似。
有丝分裂:
使亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性。
减数分裂:
减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定。
5、染色体、核DNA数目、染色单体数目的变化曲线比较:
(1)有丝分裂中DNA含量及染色体数目变化;
(2)减数分裂中DNA及染色体数目变化;
★补充:
被子植物减数分裂过程和受精作用:
受精过程:
精核与卵核融合,产生二倍体合子,继而形成胚。
另一个精子与中央细胞中的两个极核融合,产生三倍体的胚乳,即被子植物的双受精。
雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。
比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息,正确的是:
A.DNA数目C1与C2相同,S1与S2不同:
B.遗传信息C1与C2相同,S1与S2不同
C.DNA数目C1与C2不同,S1与S2相同D.遗传信息C1与C2不同,S1与S2相同
下图为精原细胞增殖以及形成精子过程示意图。
图中标明了染色体与染色体上的基因。
设①②③细胞都处于染色体的着丝点向两极移动的时期。
据图分析,下列叙述不正确的是:
A.①中有同源染色体,染色体数目为4n,DNA数目为4a
B.②中有同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为4a
C.③中无同源染色体,染色体数目为2n,DNA数目为2a
D.①有姐妹染色单体,②③均无姐妹染色单体
★思考3:
下列示意图分别表示某二倍体雌性动物(2n=4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系,以及细胞分裂图像。
请分析并回答:
图1
图2
(1)图1中a、b、c柱表示染色体的是________,图2中表示二倍体体细胞分裂时期的是图________。
(2)图1中Ⅲ的数量关系对应于图2中的________,图2中丙所示的细胞有________个染色体组。
(3)图1中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程,细胞核内发生的分子水平的变化是________;
由Ⅱ变化为Ⅲ,相当于图2中的________过程。
(4)符合图1中Ⅳ所示数量关系的某细胞名称是________。
图1中哪些时期所对应的细胞内不存在同源染色体?
________(填编号)。
答案:
(1)a 甲;
(2)乙 2;
(3)DNA复制(或RNA合成) 丙→乙;
(4)卵细胞或(第二)极体 Ⅲ和Ⅳ
★思考4:
下图表示基因型为AaBb(两对基因位于非同源常染色体上)的动物细胞核内染色体及DNA相对量变化的曲线图。
根据此曲线图回答下列问题:
(注:
横坐标各个区域代表细胞分裂的各个时期,区域的大小和各个时期所需的时间不成比例)
(1)图中代表染色体相对数量变化的曲线是________。
(2)图中8处B曲线的变化,可表示的生理过程为_________,8处以后开始的细胞分裂方式为________。
(3)细胞内含有染色单体的区间是________和________。
(4)若该生物体细胞中染色体数为20条,则一个细胞中的DNA分子数在4~6时期为________个。
(5)发生基因分离和自由组合现象的区间大致是_____________________。
(6)以该生物雌性个体为例,在下图的方框中画出形成AB雌配子时处于6~7时期的细胞分裂示意图(标上基因)。
(1)曲线B
(2)受精作用 有丝分裂 (3)1~6;
9~11 (4)20 (5)3~4或2~4 (6)见下图
★思考5:
右图是二倍体动物细胞分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图,下列叙述不正确的是D
A.①可表示有丝分裂,该时期染色体和DNA完成了复制
B.①可表示减数分裂,该时期可能发生交叉互换
C.②可表示有丝分裂,该时期发生着丝点分裂,染色体数目加倍
D.②可表示减数分裂,该时期发生同源染色体分离
第2节基因在染色体上
知识点一、萨顿的假说
1、萨顿的研究对象:
蝗虫(减数分裂过程)
2、假说内容:
基因是由染色体携带着从亲代传递给子代。
即基因就在染色体上。
3、理由:
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
具体理由:
课本27-28页的四条。
4、研究方法:
使用了类比推理
※补充说明:
类比推理:
是根据两个或两类对象在一些属性上相同或相似,从而推出它们在其它属性上也相同或相似的推理形式。
类比推理是一个由特殊到特殊的过程,其结论是或然的。
通过类比推理得出的结论并不具备逻辑的必然性。
正确与否还需要观察和实验的检验。
知识点二、基因位于染色体上的实验证据:
1、实验材料—果蝇
果蝇非常适合作为遗传学研究材料的优点:
①易饲养。
②繁殖快,子代多。
③染色体数目少(4对,8条)。
④有性别之分和易于区分的性状。
果蝇雄性通常比雌性小,雄性颜色深,腹部呈钝形;
雌性色浅,腹部呈尖形;
只有雄性在第一对脚的跗节基部有一黑色鬃毛结构,形似小梳,称为性梳。
是鉴别雌雄成蝇的可靠标志之一,只是需要放大才易观察。
2、摩尔根关于果蝇眼色的遗传实验
(1)果蝇杂交实验过程:
课本29页图2-8
(2)摩尔根对杂交实验的分析:
上述实验中,就果蝇红眼与白眼这一对相对性状来看,F1全为红眼,F2红眼与白眼之间的数量比是3:
1,符合分离定律,表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。
不同的是白眼性状的表现,总是与性别相联系。
3、摩尔根关于果蝇眼色遗传实验的解释:
(1)常染色体和性染色体
①常染色体:
雌性和雄性个体都具有的染色体(常染色体通常以字母A表示)。
②性染色体:
雌性和雄性个体有明显差异的染色体,并且对生物的性别起着决定作用,如X和Y染色体。
(2)雌雄果蝇体细胞的染色体图解:
课本29页图2-9。
果蝇体细胞中有3对常染色体,1对性染色体体。
看图思考:
①雌雄果蝇的染色体组成如何书写:
雌果蝇染色体组成可写成6+XX;
雄果蝇的染色体组成可写成6+XY。
其中,AA表示成对的常染色体,XX或XY表示成对的性染色体。
②雌雄果蝇的基因型如何书写:
控制性状的基因位于常染色体上,书写基因型时不用书写常染色体,如:
AA、Aa等。
控制性状的基因位于性染色体上,书写基因型时需要将相关基因写在性染色体的右上角,如XwXw、XWY等。
③性染色体与分离定律和自由组合定律的关系:
处理与性染色体上基因控制的性状有关的遗传学问题时,将X与X染色体或X与Y染色体看作同源染色体处理。
即减数第一次分裂后期,雌果蝇的两条X染色体或雄果蝇的X和Y染色体发生分离,同时性染色体与常染色体自由组合。
④若控制相关性状的基因位于性染色体上(即伴性遗传),则书写相关表现型时要写上性别,如红眼雌果蝇、白眼雄果蝇。
(3)摩尔根关于果蝇眼色遗传实验的解释:
由于白眼的遗传和性别
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