第二章 基因和染色體的關系“四步復習法講義”高一下學期生物人教版必修2

第二章基因和染色體的關系—高一生物學人教版（2019）必修二大單元“四步復習法”第一步：單元學習目標整合通過觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂裝片及精子或卵細胞的形成過程示意圖，歸納、概括減數(shù)分裂的概念及過程。模擬減數(shù)分裂中染色體的變化，闡明減數(shù)分裂過程中染色體發(fā)生自由組合和互換的重要意義。舉例說明受精作用的過程。闡明減數(shù)分裂和受精作用對于生物遺傳的重要意義。基于基因金額染色體的相關事實，運用歸納、概括、演繹推理等科學思維，闡明基因在染色體上，進一步體會假說—演繹法。從基因和染色體關系的角度，對孟德爾遺傳規(guī)律作出現(xiàn)代解釋。認同科學研究需要豐富的想象力，敢于質(zhì)疑、探索求真的精神，以及對科學的熱愛。概述性染色體上的基因傳遞和性別相關聯(lián)的特點?；趯Π樾赃z傳的認識，運用演繹推理，對位于性染色體上的顯性基因和隱性基因的遺傳特點進行分析，對常見的由一對等位基因決定的伴性遺傳病，能夠根據(jù)雙親的表型對后代的患病概率作出科學的預測。運用伴性遺傳規(guī)律，提出相關的優(yōu)生建議。關注伴性遺傳理論在實踐中的應用。第二步：單元思維導圖回顧知識第三步：單元重難知識易混易錯（一）減數(shù)分裂中相關概念辨析概念解釋同源染色體①來源：一條來自父方，一條來自母方；②形態(tài)、大?。阂话阆嗤╔、Y不相同）；③關系：在減數(shù)分裂過程中進行配對的兩條染色體非同源染色體①來源：可以相同，也可以不同；②形態(tài)、大?。阂话悴幌嗤虎坳P系：在減數(shù)分裂過程中不進行配對的染色體姐妹染色單體同一著絲點連著的兩條染色單體非姐妹染色單體連接在不同著絲點上的兩條染色單體聯(lián)會在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象四分體①聯(lián)會后的每對同源染色體含有4條染色單體，叫作四分體；②1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子1和2、3和4分別屬于一對同源染色體；1和3、2和4、1和42和3分別屬于非同源染色體。a和a'、b和b'、c和c'd和d'是姐妹染色單體；a和b等是非姐妹染色單體。1和2是一個四分體；3和4是個四分體。（二）減數(shù)分裂過程1.減數(shù)分裂各時期的特點（以哺乳動物精子形成過程為例）細胞名稱分裂時期特征染色體的變化圖像細胞圖精原細胞間期DNA復制，有關蛋白質(zhì)的合成，結(jié)果是每條染色體上含有2條染色單體初級精母細胞減數(shù)第一次分裂前期同源染色體發(fā)生聯(lián)會，形成四分體，同源染色體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換中期每對同源染色體排列在細胞中央的赤道板上（染色體的著絲點排列在赤道板兩側(cè)）后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合末期細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。細胞中染色體數(shù)目減半次級精母細胞減數(shù)第二次分裂前期染色體散亂分布在細胞中中期染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上后期著絲點分裂，染色單體分開成為染色體，染色體數(shù)目暫時加倍末期細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。細胞中染色體數(shù)目是體細胞染色體數(shù)目的一半2.配子的形成（1）哺乳動物精子、卵細胞形成過程的比較精子形成過程卵細胞形成過程相同點部位睪丸卵巢染色體復制分裂前的間期復制，形成初級精母細胞分裂前的間期復制，形成初級卵母細胞分裂前的間期復制一次減數(shù)第一次分裂每個初級精母細胞形成2個大小相等的次級精母細胞每個初級卵母細胞形成1個較大的次級卵母細胞和1個較小的第一極體聯(lián)會、出現(xiàn)四分體、非姐妹染色單體的交叉互換，同源染色體分離；著絲點分開，姐妹染色單體分開變成兩條染色體減數(shù)第二次分裂每個次級精母細胞形成2個大小相等的精細胞每個次級卵母細胞形成1個較大的卵細胞和1個較小的第二極體；第一極體形成2個大小相等的第二極體變形是否細胞退化否極體退化消失分裂結(jié)果每個精原細胞形成4個兩兩相同的精子每個卵原細胞形成1個卵細胞和3個極體，極體退化消失子細胞的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的染色體數(shù)目減少一半（2）配子中染色體組合多樣性的原因①同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合②同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換（三）有絲分裂與減數(shù)分裂的比較減數(shù)分裂有絲分裂不同點分裂的細胞原始生殖細胞體細胞或原始生殖細胞細胞分裂次數(shù)兩次一次同源染色體的行為①聯(lián)會形成四分體，非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換；②同源染色體分離存在同源染色體，但不聯(lián)會，不分離，一般無交叉互換現(xiàn)象非同源染色體的行為自由組合不出現(xiàn)自由組合子細胞中染色體數(shù)目減半不變子細胞的名稱和數(shù)目4個精子或1個卵細胞和3個極體2個體細胞子細胞間的遺傳物質(zhì)不一定相同基本相同相同點①染色體都只復制一次；②分裂過程中都出現(xiàn)紡錘絲，都有核仁、核膜的消失與重現(xiàn)過程；③都有著絲點分裂和姐妹染色單體分開現(xiàn)象聯(lián)系原始生殖細胞進行減數(shù)分裂前的自身增殖方式為有絲分裂（四）配子來源以及異常配子的判斷（1）配子來源的判斷①若兩精細胞染色體完全相同，則來源于同一次級精母細胞；②若兩精細胞染色體“互補”，則來源于同一初級精母細胞分裂產(chǎn)生的兩個次級精母細胞；③若兩精細胞染色體有的相同，有的“互補”，則來源于同一個體的不同精原細胞。2.配子來源的圖形示例（不考慮基因突變和染色體變異）若上述兩種情況均出現(xiàn)，則精細胞來自同一個體的不同精原細胞。3.異常配子的產(chǎn)生①基因突變與異常配子減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生DNA分子復制，若該過程中出現(xiàn)基因突變，可導致姐妹染色單體上含有等位基因。如XAY的男性個體減數(shù)分裂過程中若發(fā)生基因A的隱性突變，則可產(chǎn)生含有Xa的精細胞。②染色體變異與異常配子減數(shù)第一次分裂或減數(shù)第二次分裂異常產(chǎn)生配子的情況：根據(jù)異常配子判斷減數(shù)分裂異常原因（以一個基因型為XbY的精原細胞為例，“O”表示不含有X和Y）：某個配子原因推測另三個配子Xb正常分裂Xb、Y、YXbY減Ⅰ同源染色體未分開XbY、O、OXbXb減Ⅱ兩條染色單體未分開O、Y、YXbYY減Ⅰ和減Ⅱ均異常Xb、O、OO減Ⅰ或減Ⅱ異常——（五）基因在染色體上1.薩頓的假說基因染色體生殖過程中在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中，形態(tài)結(jié)構相對穩(wěn)定存在體細胞成對成對配子成單成單體細胞中來源成對的基因一個來自父方，一個來自母方一對同源染色體一條來自父方，一條來自母方形成配子時非同源染色體上的非等位基因自由組合非同源染色體自由組合2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)（實驗者：摩爾根）（1）果蠅的雜交實驗——問題的提出（2）假設與解釋一一提出假設假設：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上，Y染色體上無相應的等位基因。對雜交實驗的解釋（如下圖）（3）測交驗證親本中的白眼雄蠅和F中的紅眼雌蠅交配→子代中紅眼雌蠅：白眼雌蠅∶紅眼雄蠅∶白眼雄蠅=1∶1∶1∶1。（4）結(jié)論：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上→基因位于染色體上。（5）研究方法：假說—演繹法。（6）基因與染色體的關系：一條染色體上有多個基因，基因在染色體上呈線性排列。（六）伴性遺傳1.概念：位于性染色體上的基因所控制的性狀，在遺傳上總是和性別相關聯(lián)。2.伴性遺傳的類型伴X染色體隱性遺傳伴X染色體顯性遺傳伴Y染色體遺傳基因位置隱性致病基因及其等位基因只位于X染色體上，Y染色體上無等位基因顯性致病基因及其等位基因只位于X染色體上，Y染色體上無等位基因致病基因僅位于Y染色體上，X染色體上無等位基因患者基因型XbXb、XbYXAXA、XAXa、XAYXYM、XYm遺傳特點（1）男性患者多于女性患者；（2）往往隔代交叉遺傳；（3）女性患者的父親和兒子一定患?。?）女性患者多于男性患者；（2）具有世代連續(xù)性；（3）男性患者的母親和女兒一定患?。?）患者全為男性；（2）遺傳規(guī)律是父傳子、子傳孫舉例血友病、紅綠色盲抗維生素D佝僂病外耳道多毛癥3.X、Y染色體不同區(qū)段與伴性遺傳的關系I區(qū)段Ⅱ-1區(qū)段Ⅱ-2區(qū)段說明該部分相同位點基因互為相同基因或等位基因，在減數(shù)分裂時該片段可以聯(lián)會X染色體的非同源區(qū)段，其上的遺傳為伴X遺傳Y染色體的非同源區(qū)段，其上的遺傳為伴Y遺傳雄性基因型XBYB、XBYb、XbYB、XbYb

XDY、XdYXYE、XYe雌性基因型XBXB、XBXb、XbXbXDXD、XDXd、XdXd4.伴性遺傳在實踐中的應用①推測后代發(fā)病率，指導優(yōu)生優(yōu)育。

②根據(jù)性狀推斷后代性別，指導生產(chǎn)實踐。雞的性別決定：雌性個體是ZW。雄性個體是ZZ?？刂齐u的羽毛是否顯示為蘆花的基因只位于Z染色體上。③雜交設計：選擇非蘆花雄雞和蘆花雌雞雜交。④選擇：從F1中選擇表現(xiàn)型為非蘆花（雌雞）個體保留。（七）遺傳系譜圖的分析以及計算1.遺傳系譜圖的分析：①首先是否符合細胞質(zhì)遺傳：主要特征為“母系遺傳”，與父方是否患病無關。即母患病，則子代全部患?。荒刚?，則子代全部正常。如不符合，進行下述判斷。

②其次考慮是否符合伴Y染色體遺傳：主要依據(jù)為“限雄遺傳”，即傳男不傳女且代代相傳。雖然Y染色體上有與X染色體同源的區(qū)段，但在中學所討論的范圍內(nèi)，主要提到Y(jié)染色體上的兩個基因，一個為人類外耳道多毛致病基因，另一個為睪丸決定基因（TDF）。這兩個基因均位于與X染色體的非同源區(qū)段。這一項較易判定，如不符合，再進行下述判定。

③第三判定顯隱關系：顯性和隱性遺傳的判斷方法在本質(zhì)上是相同的，即看是否有“雙親表型一致，后代與之不同”的特征（判定時，只要在遺傳圖譜中的任一局部表現(xiàn)出此特征，即可判定）。只要有該特征，可確定雙親性狀為顯性基因控制，子代中與雙親表現(xiàn)不同的性狀由隱性基因控制。顯、隱關系判定會有三種可能的結(jié)果，有顯性、隱性和顯隱均可能（即親、子代中均部分患病、部分正常）。顯、隱關系能確定時，進行下一步判斷。

④常染色體遺傳與伴X染色體遺傳的判定：當確定為顯性遺傳時，需進一步在“X顯、常顯”中進行判定，主要判定依據(jù)是X顯的特征；當確定為隱性遺傳病時，需進一步在“X隱、常隱”中進行判定，主要判定依據(jù)是X隱的特征。如符合，則一般視為X染色體遺傳病，如不符合，則為常染色體遺傳病。

⑤顯隱均可能的判定方法：若顯隱關系在③中不能確定，則證明為顯、隱致病均有可能成立。此時，共有四種情況：即“常顯、常隱、X顯、X隱”。同上，依據(jù)“X顯”和“X隱”的特征，判斷是否能排除“X顯、X隱”的可能性，能排除一項，可能性就減少一項。不能排除的，均有可能，此時，需要判定哪種遺傳方式的可能性最大。2.遺傳系譜圖的計算：①相關計算：類型計算公式已知患甲病的概率為m不患甲病的概率為（1-m）患乙病的概率為n不患乙病的概率為（1-n）①同時患兩病概率m·n②只患甲病概率m·（1-n）③只患乙病概率n·（1-m）④不患病概率（1-m）（1-n）拓展患病概率①+②+③或1-④只患一種病概率②+③或1-（①+④）②男孩（或女孩）患病概率與患病男孩（或女孩）概率辨析：

若遺傳病由常染色體上的基因控制

a.男女患病概率均等，因此男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。

b.“患病”和“男孩”（或女孩）是兩個獨立事件，因此需先計算患病概率，再計算生男孩（或女孩）的概率，即患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。

若遺傳病由X染色體上的基因控制：是否患病與性別相關聯(lián)，“男孩患病概率”是指子代的男孩中患病概率；“患病男孩概率”是所有孩子中患病的男孩概率，計算時患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率；男孩患病的概率＝子代男孩中患病的概率。辨析易錯點1生殖器官中細胞只進行減數(shù)分裂

點撥：動物的精巢、卵巢以及植物的花藥、胚珠中既進行有絲分裂，又進行減數(shù)分裂：

染色體數(shù)目有三種情況：N、2N、4N（假設親代為二倍體）。如原始的精原細胞（或卵原細胞）本身的增殖是通過有絲分裂進行的。

易錯點2“四分體”的來龍去脈搞不清

點撥：（1）不要混淆“聯(lián)會”“形成四分體”的先與后，聯(lián)會在前，減I前期，染色質(zhì)狀態(tài)下同源染色體就兩兩配對（早戀），造成了非姐妹染色單體（細絲狀）間交叉纏繞（為交叉互換提供可能性），之后才是“高度螺旋化變短變粗”形成四分體。

（2）“四分體”只存在于初級性母細胞中（減I前期與中期），次級性母細胞及整個有絲分裂過程不存在四分體（有絲分裂時可存在同源染色體，，但無聯(lián)會行為故不形成四分體）。易錯點3減數(shù)分裂與有絲分裂中的特例誤判

點撥：（1）處于減數(shù)第二次分裂過程中的細胞，可能含有同源染色體，如多倍體（四倍體的減數(shù)分裂）。

（2）處于有絲分裂過程中的細胞可能沒有同源染色體，如二倍體的單倍體的體細胞進行的有絲分裂。易錯點4誤認為所有真核生物均有性染色體或誤認為性染色體上的基因均與性別決定有關

點撥：（l）只有具性別分化（雌雄異體）的生物才有性染色體之分，如下生物

無性染色體：

①所有無性別之分的生物（如酵母菌等）均無性染色體。

②雖有性別之分，但雌雄同株（或雌雄同體）的生物均無性染色體，如玉米、水

稻等。

③雖有性別分化且為雌雄異體，但其雌雄性別并非取決于“染色體類型”而是取

決于其他因素如蜜蜂、媽蟻、龜?shù)取?/p>

（2）性染色體上的基國未必均與性別決定有關如色覺基因、某些凝血國子基因

均位于X染色體上，而外耳道多毛基因則位于Y染色體上。此外性染色體并非

只存在于生殖細胞中。易錯點5混淆概率求解中的“患病男孩”與“男孩患病”

點撥：（1）由常染色體上的基因控制的遺傳病

①男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率。

②患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×1/2。

（2）由性染色體上的基因控制的遺傳病

①若病名在前、性別在后，則從全部后代中找出患病男（女），即可求得患病男（女）的概率。

②若性別在前、病名在后，求概率時只考慮相應性別中的發(fā)病情況，如男孩患病概率則是指在所有男孩中患病的男孩所占的比例。第四步：單元核心素養(yǎng)對接高考【2022·遼寧】某伴X染色體隱性遺傳病的系譜圖如下，基因檢測發(fā)現(xiàn)致病基因d有兩種突變形式，記作dA與dB。Ⅱ1還患有先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（性染色體組成為XXY）。不考慮新的基因突變和染色體變異，下列分析正確的是()A.Ⅱ1性染色體異常，是因為Ⅰ1減數(shù)分裂Ⅱ時X染色體與Y染色體不分離B.