第二章
基因和染色体的关系
第一节 减数分裂
一、减数分裂的概念
减数分裂 (meiosis)是进行有性生殖 的生物形成 生殖细胞 过程中所特有的细胞分裂方式。 在减数分裂过程中,染色体只复制 一次,而细胞连续分裂 两次,新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞 减少一半 。(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、减数分裂的过程
1、精子的形成过程 :精巢(哺乳动物称 睾丸) 减数第一次分裂 (有同源染色体 ) .....
( 1)间期: 染色体复制 (实质为 DNA 复制,出现姐妹染色单体 ),成为初级精母细胞 。
( 2)前期:同源染色体 联会,形成 四分体 。四分体中的非姐妹染色单体 之间发生 交叉互换 。
( 3)中期: 每对同源染色体排列在赤道板 两侧。
( 4)后期: 同源染色体 分离, 非同源染色体 自由组
合,分别向细胞的两极移动。
( 5)末期: 细胞质分裂,一个初级精母细胞分裂成两个
次级精母细胞 。(染色体数、姐妹染色单体数、 DNA 数都减半)
减数第二次分裂 (无同源染色体,染色体不再复制 ) ..............
( 1 )前期: 染色体排列 散乱 。
( 2 )中期: 每条染色体的 着丝点 都整齐排列在 赤道板 上。
(3 )后期: 着丝点一分为二,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。(染色体暂
时数加倍)
(4 )末期: 细胞质分裂,两个次级精母细胞分裂为
四个精细胞( 2 种)。
2、卵细胞的形成过程:卵巢
三、精子与卵细胞的形成过程的比较
四、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 、联会: 同源染色体两两配对的现象。
3 、四分体: 联会后的每对同源染色体含四条染色单体,叫做四分体。
1 个四分体 =1 对同源染色体 =2 条染色体 =4 条染色单体
4 、交叉互换: 四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换。 5、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 。 6、减数分裂过程中染色体数目减半发生在
减数第一次分裂 .......
所以减数第二次分裂过程中 无同源染色体 。
......
★ 7、假设某生物的体细胞中含 n 对同源染色体,则:
,原因是 同源染色体分离并进入不同的子细胞。 ................
( 1)它的精(卵)原细胞进行减数分裂可形成 ( 2)它的 1 个精原细胞进行减数分裂形成
2n 种精子(卵细胞);
2 种精子。 它的 1 个卵原细胞进行减数分裂形成 1 种卵细胞。
★ 8、 减数分裂过程中染色体、染色单体和 DNA 的变化规律 .
五、受精作用的过程
(课本 P 25)
意义:减数分裂 和受精作用 对于维持生物前后代体细胞中 要的作用。
染色体数目的恒定 ,对于生物的 遗传和变异 具有重
六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤:
注意:若细胞质为不均等分裂,则为卵原细
胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。
基因分离定律的实质: 在减数分裂形成
配子过程中等位基因随同源染色体的分开
而分离,分别进入到两个配子中,独立地随
配子遗传给后代。 (课本 P 30)
基因自由组合定律的实质 :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合。
(课本 P 30)
第 2 节 基因在染色体上
1、萨顿假说: 基因在染色体上。基因和染色体行为存在明显的平行关系。 2、摩尔根的果蝇杂交实验验证了“基因在染色体上” 。 3、一条染色体上应该有许多个基因;基因在染色体上呈 线性排列 。 4、孟德尔遗传规律的现代解释 (见课本 30 页)
(1)分离定律的实质: 在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体的等位基因,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,独立的随配子遗传给后代。
( 2)自由组合定律的实质: 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 。
5、基因的表示方法
基因在常染色体上: AA ,Aa , aa
基因在性染色体上:将性染色体及其上基因一同写出(性染色体大写,基因写在其右上角)
W
,如 XW Y
若涉及到两对以上的基因时,则应先写常染色体基因,再写性染色体基因。如
AaX Y
第3节 伴性遗传
性别决定方式: XY 型和 ZW 型。
1、伴性遗传 ——控制性状的基因位于性染色体上,遗传上总是与性别相关联。 2、性染色体是一对同源染色体,既存在于体细胞,也存在于生殖细胞。
雌性: XX
(1) XY 型
(2) ZW 型
雌性: ZZ 雄性: ZW
雄性: XY
3、常见类型: (要记住)
② 伴 X 染色体显性遗传病:抗维生素
① 伴 X 染色体隐性遗传病:红绿色盲、血友病、果蝇白眼
、进行性肌营养不良
D 佝偻病
③ 伴 Y 染色体遗传病 :人类外耳道多毛症
④ 常染色体隐性遗传病:白化病 、先天性聋哑、苯丙酮尿症
⑤ 常染色体显性遗传病:多指、并指、短指、软骨发育不全
★ 4、伴 X 染色体隐性遗传病: 如人类红绿色盲
(1 )致病基因: X b 正常基因: X B
(2 )患者: 男性 X b Y ,女性 X b X b (3 )遗传特点:
正常: 男性 X BY ,女性: XB X B X B Xb (携带者)
①致病基因位于 X 染色体上,是 隐 性基因; ④女病,父子病 (女性患病,其父亲和儿子必患病) ⑤男正,母女正 (男性正常,其母亲和女儿必正常)
正常基因: X d
②患者男性多于女性;
③隔代交叉遗传 : 外公 → 女儿 → 外孙;母亲 →儿子→孙女
★ 5、伴 X 染色体显性遗传病: 如抗维生素 D 佝偻病
(1 )致病基因 XD
(2 )患者: 男性 X DY ,女性: XD X D (3 )遗传特点:
X D X d (患病轻)
正常:男性 Xd Y , 女性 X d Xd
① 致病基因位于 X 染色体上,是 显 性基因; ③世代连续遗传 (患者双亲中至少有一个是患者) ④男病,母女病 (男患者的母亲和女儿一定为患者)
②患者女性多于男性
⑤女正,父子正 (正常女性的父亲和儿子一定正常)
6、伴 Y 染色体遗传: 如人类外耳道多毛症
① 基因位于 Y 染色体上,患者全为男性;
② 父病子必病;
③父传子,子传孙
★ 7、根据遗传系谱图判断遗传方式 (参考优化设计 26 或 74 页)
第一步: 判断是否为伴 Y 染色体遗传 (若患者全为男性,且父病子必病,则为伴 第二步: 判断显隐性:
父母无病,子女有病——(无中生有为隐性)
Y 染色体遗传) 父母有病,子女无病——(有中生无为显性)
隔代遗传——隐性
连续遗传、世代遗传——显性
第三步: 判读常、性染色体遗传
① 双亲正常女儿病——必为常染色体隐性遗传
② 已知为隐性遗传时,若“母病子正常”或“女病父正常”——必为常染色体隐性遗传遗传
③ 双亲患病女正常——必为常染色体显性遗传
④ 已知为显性遗传时,若“父病女正常”或“子病母正常”——必为常染色体显性遗传遗传
⑤“母病子必病”或“女病父必病”——必为伴
X 隐性遗传 X 显性遗传
⑥“父病女必病”或“子病母必病”——必为伴
第四步: 不确定的类型:
( 1 )代代连续为显性,不连续、隔代为隐性。
( 2 )无性别差异、男女患者各半,为常染色体遗传病。
(3 )有性别差异,男性患者多于女性为伴 X 隐性,女多于男则为伴 X 显性。 注:若不会判断时,使用假设法(步骤:假设为某种遗传病—代入题目—符合,假设成立;否则,假设不成立)
★ 8、求子代患病概率: 在分析两对及两对以上的遗传病时,先单独分析每一种遗传病的患病概率,再运
用乘法原理解题。
★ 9、设计实验方案确定基因位置: (参考优化设计 31 页)
(1)正反交法: 利用具有相对性状的雌雄个体进行正交和反交
①若后代表现型相同,则基因位于常染色体上;②后代表现型不同,则基因位于
X 染色体上; (2)根据后代的表现型在雌雄个体中的比例是否一致进行判断:
①若后代表现型在雌雄个体中比例一致,则基因位于常染色体上;
②若后代表现型在雌雄个体中比例不一致,说明遗传与性别有关,则基因位于
X 染色体上;
(3)选择亲本进行杂交试验,根据后代的表现型及在雌雄个体中的比例来确定基因位置。
亲本的性状及性别的选择规律: 选两条同型性染色体的亲本为隐性性状( XX 或 ZZ ),另一亲本则选
显性性状。