基因和染色體的關系匯總

高中生物必修（2）第2章基因和染色體的關系復習資料第11頁共11頁第二章基因和染色體的關系本章知識網(wǎng)絡結構圖減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂的概念和意義精子的形成卵細胞的形成受精作用的概念和意義配子中染色體組合的多樣性受精作用減數(shù)分裂和受精作用基因和染色體的關系基因在染色體上薩頓假說伴性遺傳實驗證據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因位于染色體上，基因在染色體上呈線性排列遺傳因子為一對同源染色體上的等位基因概念應用人類紅綠色盲癥（伴X隱性）抗維生素D佝僂?。ò閄顯性）部分概念1、減數(shù)分裂：減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。2、染色單體：染色單體是細胞分裂間期染色體復制后形成的由一個著絲點連接的兩條相同的子染色體3、姐妹染色單體：細胞分裂間期染色體復制后形成的由一個著絲點連接的兩條相同的子染色體，這兩條子染色體叫姐妹染色單體4、同源染色體：同源染色體是指一條來自父方，一條來自母方，大小、形態(tài)一般相同的兩條染色體5、四分體：四分體特指在減數(shù)第一次分裂時同源染色體聯(lián)會后，含有4條染色單體的每對同源染色體，稱一個四分體6、精原細胞：睪丸里有許多彎彎曲曲的曲細精管，曲細精管中有大量的原始生殖細胞，叫做精原細胞7、卵細胞：巢內(nèi)部有許多發(fā)育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一個細胞就是卵細胞8、受精作用：兩性生殖細胞成熟以后，精子與卵細胞相遇并相互識別后，融合成受精卵的過程9、伴性遺傳：決定某些性狀的基因位于性染色體上，故遺傳上總是和性別相關聯(lián)，這種現(xiàn)象叫做伴性遺傳。10、性染色體：決定性別的染色體。11、常染色體：與決定性別無關的染色體。12、有絲分裂：有絲分裂過程是一個連續(xù)的過程，為了便于描述人為的劃分為五個時期：間期、前期、中期、后期和末期，細胞進行有絲分裂具有周期性。即連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期（1）、通過有絲分裂，每條染色體精確復制成的兩條染色單體并均等地分到兩個子細胞，使子細胞含有同母細胞相同的遺傳信息。細胞有絲分裂過程，可以區(qū)分為：前期，中期，后期，和末期．不同時期的染色體的形態(tài)和行為是各不相同的。間期是DNA合成和細胞生理代謝活動旺盛的時期，占細胞周期的大部分時間。前期：染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，高度螺旋化成染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體有一個共同的著絲點連接著。并從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲。(高等植物的紡錘體直接從細胞兩極發(fā)出，高等動物及某些低等植物的紡錘體是由中心體發(fā)出星射線而行成的)梭形的紡錘體出現(xiàn)，染色體散亂分布在紡錘體的中央,細胞核分解，核仁消失，核膜逐漸解體．中期：細胞分裂的中期，紡錘體清晰可見。這時候，每條染色體的著絲點的兩側，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲點排列在細胞中央的一個平面上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直，類似于地球上赤道的位置，所以叫做赤道板。分裂中期的細胞，染色體的形態(tài)比較固定，數(shù)目比較清晰，便于觀察清楚。后期：染色體分裂成單染色體，每一條向不同方向的細胞兩極移動。末期：染色體到達兩極后解螺旋形成染色質(zhì)絲，細胞一個分裂成兩個，紡錘體消失，核膜、核仁重建。有絲分裂記憶口訣：有絲分裂并不難，間前中后末相連前期：膜仁消失現(xiàn)兩體中期：形定數(shù)晰赤道齊后期：點裂數(shù)加均兩極末期：兩消兩現(xiàn)重開始（2）、動物細胞有絲分裂的過程,與植物細胞的基本相同.不同的特點是:1.動物細胞有中心體,在細胞分裂的間期,中心體的兩個中心粒各自產(chǎn)生了一個新的中心粒,因而細胞中有兩組中心粒.在細胞分裂的過程中,兩組中心粒分別移向細胞的兩極.在這兩組中心粒的周圍,發(fā)出無數(shù)條放射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘絲.2.動物細胞分裂末期,細胞的中部并不形成細胞板,而是細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細胞核.這樣,一個細胞就分裂成了兩個子細胞13、減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結果是，成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半?！緶p數(shù)第一次分裂】【前期】：細胞核內(nèi)出現(xiàn)細長、線狀染色體，細胞核和核仁體積增大。每條染色體含有兩條姐妹染色單體。細胞內(nèi)的同源染色體兩兩側面緊密相進行配對，這一現(xiàn)象稱作聯(lián)會。由于配對的一對同源染色體中有4條染色單體，稱四分體。四分體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生了DNA的片斷交換，【中期】各成對的同源染色體雙雙移向細胞中央的赤道板，著絲點成對排列在赤道板兩側，細胞質(zhì)中形成紡錘體?！竞笃凇坑杉忓N絲的牽引，使成對的同源染色體各自發(fā)生分離，并分別移向兩極。【末期】到達兩極的同源染色體又聚集起來，重現(xiàn)核膜、核仁，然后細胞分裂為兩個子細胞。這兩個子細胞的染色體數(shù)目，只有原來的一半。重新生成的細胞緊接著發(fā)生第二次分裂。注：1.染色體復制是在的第一次分裂間期進行的，一旦復制完成，精原細胞就稱作初級精母細胞。2.一個初級精母細胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為兩個次級精母細胞，一個初級卵母細胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為一個次級卵母細胞和一個極體。3.減數(shù)第一次分裂的目的是實現(xiàn)同源染色體的分離，染色體數(shù)目減半。DNA分子數(shù)目減半?！緶p數(shù)第二次分裂】減數(shù)第二次分裂與減數(shù)第一次分裂緊接，也可能出現(xiàn)短暫停頓。染色體不再復制。每條染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞的兩極，有時還伴隨細胞的變形。【前期】染色體首先是散亂地分布于細胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成紡錘體?！局衅凇咳旧w的著絲點排列到細胞中央赤道板上。注意此時已經(jīng)不存在同源染色體了?！竞笃凇棵織l染色體的著絲點分離，兩條姊妹染色單體也隨之分開，成為兩條染色體。在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別移向細胞的兩極?！灸┢凇恐噩F(xiàn)核膜、核仁，到達兩極的染色體，分別進入兩個子細胞。兩個子細胞的染色體數(shù)目與初級性母細胞相比減少了一半。至此，第二次分裂結束。注：1.第二次減數(shù)分裂的目的是著絲點分裂，實現(xiàn)染色單體分離。分裂結果是染色體數(shù)目不變，DNA分子數(shù)目減半。2.兩個次級精母細胞經(jīng)過第二次減數(shù)分裂成為四個精細胞，精細胞必須再經(jīng)歷一系列復雜的形態(tài)變化才成為精子。結果是一個精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂和變態(tài)發(fā)育最終成為四個精子。3.一個次級卵母細胞經(jīng)過第二次減數(shù)分裂成為一個卵細胞和一個極體；第一次分裂產(chǎn)生的一個極體再分為兩個極體。不久，三個極體都會退化消失。結果是一個卵原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂最終只成為一個卵細胞。部分知識點詳解知識點一：染色體與染色單體之間的關系①染色體的是以著絲點來計數(shù)的，有一個著絲點就有一條染色體。②染色單體是細胞分裂間期染色體復制后形成的由一個著絲點連接的兩條相同的子染色體，這兩條子染色體叫姐妹染色單體，染色單體存在的時期是染色體復制以后，著絲點分裂以前的一段時期。知識點二：同源染色體與四分體之間的關系①同源染色體是指一條來自父方，一條來自母方，大小、形態(tài)一般相同的兩條染色體，在減數(shù)分裂過程中，同源染色體先聯(lián)會形成四分體后再分離。②四分體特指在減數(shù)第一次分裂時同源染色體聯(lián)會后，含有4條染色單體的每對同源染色體，稱一個四分體。③同源染色體的對數(shù)＝四分體的個數(shù)。四個概念的比較可列表如下：圖形ABC說明（1）A、B、C圖細胞都含有2條染色體（2）A、B、C圖細胞都有1對同源染色體（3）C圖細胞有四分體，1對同源當然體＝1個四分體（4）B、C圖細胞內(nèi)都有染色單體（5）A細胞內(nèi)有2個DNA分子，B、C細胞內(nèi)各有4個DNA分子（6）1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單位，含4個DNA分子知識點三：精子的形成過程哺乳動物的精子是在睪丸（精巢）中形成的，睪丸里有許多彎彎曲曲的曲細精管，曲細精管中有大量的原始生殖細胞，叫做精原細胞。雄性動物性成熟以后，睪丸里的一部分精原細胞就開始進行減數(shù)分裂形成精子。每個精原細胞中的染色體數(shù)目都與體細胞的相同，因為精原細胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的。項目減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂進行分裂細胞名稱精原細胞初級精母細胞次級精母細胞著絲點變化不分裂分裂染色體數(shù)目2N→N（減半）N→2N→NDNA分子數(shù)目2N→4N→2N2N→N（減半）染色體主要行為有聯(lián)會、四分體現(xiàn)象，有染色體的交叉和互換，同源染色體分離著絲點分裂，染色單體分開染色單體無（0）→有（4N）→有（2N）有（2N）→無（0）同源染色體有（N對）無產(chǎn)生子細胞次級精母細胞精細胞知識點四：卵細胞的形成過程卵細胞的形成過程（體細胞染色體數(shù)為2N，DNA分子數(shù)為2a卵原卵原細胞卵原細胞初級卵母細胞極體次級卵母細胞極體極體極體卵細胞間期有絲分裂第一次分裂減數(shù)分裂第二次分裂復制四分體聯(lián)會同源染色體分開N（2a）N（2a）N（a）N（a）N（a）N（a）2N（4a）2N（2a）2N（2a）染色單染色單體分開體分開退化消失知識點五：精子和卵細胞形成過程的比較精子和卵細胞形成過程基本相同，都經(jīng)染色體復制形成初級性母細胞，減數(shù)第一次分裂都會出現(xiàn)聯(lián)會、四分體和同源染色體分離的現(xiàn)象，減數(shù)第二次分裂中發(fā)生染色單體分離等。但二者形成過程中也有一些不同，現(xiàn)比較如下：項目精子卵細胞部位動物睪丸，植物花藥動物卵巢，植物胚囊原始生殖細胞精原細胞（或小孢子母細胞）卵原細胞（或大孢子母細胞）減數(shù)第一次分裂1個精原細胞↓復制1個初級精母細胞↓2個次級精母細胞（等大）1個卵原細胞↓復制1個初線卵母細胞↙↘1個次級1個第一卵母細胞極體（大的）（小的）減數(shù)第二次分裂2個次級精母細胞↓4個精細胞1個次級卵母細胞1個第一極體↙↘∣1個卵1個第↓細胞二極體2個第二極體（大的）3個極體（小的）是否變形4個精細胞變形↓4個精子不需變形細胞質(zhì)的分裂與分配情況兩次分裂都均等只有減數(shù)第二次分裂中第一極體分裂均等，其他分裂皆不均等分裂結果1個精原細胞↓4個精子（生殖細胞）1個卵原細胞↓1個卵細胞＋3個極體（生殖細胞）（消失）相同點（1）染色體的行為和數(shù)目變化過程是一樣的，表現(xiàn)在以下三個方面：①染色體都是在減Ⅰ前的間期復制②減Ⅰ都是同源染色體聯(lián)會、均分③減Ⅱ都是著絲點分裂、姐妹染色單體分開（2）產(chǎn)生的子細胞數(shù)目都是4個，且細胞中染色體數(shù)目減半精細胞變形成蝌蚪狀的精子，實質(zhì)上是生殖細胞的成熟過程，這種變形使精子獲得運動能力，可游到卵細胞表現(xiàn)，便于受精。卵細胞形成過程中細胞質(zhì)不均等分裂，使卵原細胞的細胞質(zhì)更多地集中在卵細胞中，使受精卵內(nèi)有大量的細胞質(zhì)。細胞質(zhì)內(nèi)的卵黃，是受精卵最初發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì)?？梢姡鸭毎纬蛇^程中，發(fā)生細胞質(zhì)不均等分裂對發(fā)育是有利的。知識點六：減數(shù)分裂與有絲分裂的比較與有絲分裂相比，減數(shù)分裂具有兩個顯著的特點：一是減數(shù)分裂要連續(xù)進行兩次細胞分裂，但是染色體只復制一次，結果，分裂后形成的子細胞里只含有母細胞染色體數(shù)的一半，即染色體數(shù)目減少了一半。而有絲分裂則是染色體復制一次，細胞也分裂一次，分裂后所形成的細胞中染色體的數(shù)目沒有變化。二是減數(shù)分裂中染色體的變化情況主要出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂之中，并且前期比有絲分裂的前期更為復雜。減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂，二者既有相似性，也有差異性，現(xiàn)比較如下：比較項目減數(shù)分裂有絲分裂不同點細胞分裂的次數(shù)2次1次是否有聯(lián)會、四分體出現(xiàn)出現(xiàn)不出現(xiàn)同源染色體的非姐妹染色單體之間有無交叉互換有無有無同源染色體的分離有無何時期著絲點分裂、染色單體分開成為染色體第二次分裂后期后期子細胞染色體的數(shù)目減半（2N→N）不減半（2N→2N）子細胞的名稱和數(shù)目精細胞4個或卵細胞1個、極體3個體細胞2個相同點①分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)；②染色體在分裂過程中都是復制一次，前期染色質(zhì)變成染色體、末期染色體變成染色質(zhì)；③分裂的結果都有子細胞產(chǎn)生知識點七：受精作用的概念、過程1概念：兩性生殖細胞成熟以后，精子與卵細胞相遇并相互識別后，融合成受精卵的過程。2過程：精子頭部進入卵的細胞質(zhì)以后，精子和卵細胞的細胞核相互融合，使染色體組合在一起。這樣，在受精卵中，染色體數(shù)目又恢復到體細胞的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細胞（母方）。知識點八：減數(shù)分裂和受精作用的意義由于減數(shù)分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中的卵細胞和精子結合的隨機性，同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性，這種多樣性有利于生物在自然選擇中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。減數(shù)分裂使精子和卵細胞的染色體數(shù)目減半，受精作用使精子和卵細胞結合成合子（受精卵），染色體數(shù)目恢復到體細胞的數(shù)目，保證了同種生物親、子代染色體數(shù)目的穩(wěn)定性，也就保證了物種的穩(wěn)定，對生物的遺傳和變異具有重要的意義。2N、2N、2C（雌）生物體（雄）受精卵（2N、2C）卵細胞（N、C）精子（N、C）受精作用有絲分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂知識點九：薩頓的假說1、假說內(nèi)容基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。2、假說依據(jù)基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。（1）基因的雜交過程中保持完整性和獨立性。（2）在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對存在的。（3）雌雄配子結合成為受精卵，進而發(fā)育成個體。故體細胞核中的基因一半來自父方，一半來自母方。同源染色體也是如此。（4）由自由組合定律可知，非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在湊數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。知識點十：孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因分離定律的實質(zhì)是：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，隨配子遺傳給后代。基因自由組合定律的實質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。注意：①比較科學發(fā)展的不同時期對同一事物的認識，知道孟德爾所說的一對遺傳因子為同源染色體上的等位基因，不同對的遺傳因子為非同源染色體上的非等位基因。②現(xiàn)代解釋對分離定律發(fā)揮作用的時間做了明確闡述，即發(fā)生于減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體的分離發(fā)生于減數(shù)第一次分裂后期。③掌握自由組合定律時應抓住以下兩點：a.同時性：同源染色上等位基因的分離與非同源染色體上的非等位基因間的自由組合同時進行。b.獨立性：同源染色體上等位基因的相互分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合互不干擾，各自獨立地分配到配子中。知識點十一：伴性遺傳規(guī)律伴X染色體隱性遺傳病的遺傳規(guī)律（以色盲為例）：（1）患者男性多于女性，因為色盲基因是隱性基因，女性只有時才表現(xiàn)為色盲，而男性只要X染色體上帶有色盲基因b，就表現(xiàn)為色盲，所以男性色盲多。（2）遺傳途徑：一般是由男性患者能過他的女兒傳給外孫（交叉遺傳），也可以由女性能過她的女兒傳給她的外孫。（3）女性色盲，她的父親和兒子肯定都是色盲。伴X染色體顯性遺傳病的遺傳規(guī)律（以抗維生素D佝僂病為例）其特點是：女性患者多于男性患者；具有世代連續(xù)性，即代代都有患者；男性患者的母親和女兒一定是患者。知識點十二：細胞分裂圖像的辨析常用“三看識別法”判別細胞分裂圖，此法又可稱為“同源染色體識別法”，由名稱可知同源染色體這一知識中其中起著非常重要的作用，所以一定要掌握這一概念。同源染色體概念的掌握要點有二：一是形態(tài)、大小相同；二是來源不同（一條來自父方，一條來自母方）而所謂“三看識別法”即“一看染色體，二看有無同源染色體，三看同源染色體的行為”在此“一看有3個切入點：1、第一個切入點：從染色體數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù)入手（1）一看細胞中的染色體數(shù)目：如果細胞中染色體數(shù)為奇數(shù)，一定是減數(shù)第二次分裂，而且細胞中沒有同源染色體存在；如果染色體數(shù)為偶數(shù)，則進行第二看。（2）二看細胞中有無同源染色體：如果沒有同源染色體，一定是減數(shù)第一次分裂；如果有同源染色體，則進行第三看；（3）三看細胞中同源染色體的行為：若出現(xiàn)聯(lián)會、四分體、著絲點位于赤道板兩側、同源染色體分離等現(xiàn)象，一定是減數(shù)第一次分裂；若無上述特殊行為，則為有絲分裂。2、第二個切入點：從染色體數(shù)目區(qū)別這種方法只適用于已知該生物體細胞中染色體數(shù)目的情況。此方法重點在會數(shù)染色體數(shù)目，方法是著絲點數(shù)目。若已知該生物體細胞染色體數(shù)目，就可以根據(jù)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目變化來判別。如若某生物體細胞染色體數(shù)目為2N，則有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化為2N（前期，中期）→4N（后期）→2N（子細胞）；減數(shù)第一次分裂過程中染色體數(shù)目變化為2N（前期，中期）→2N（后期）→N〔次級精（卵）母細胞〕。3、第三個切入點：從染色體有無姐妹染色單體來判別知識點十三：不同遺傳病遺傳方式的判斷依據(jù)與方法1、先確定是顯性還是隱性遺傳?。?）遺傳系譜圖中，只要雙親正常，他們子代有患病的，該病一定是由隱性基因控制的遺傳病。（2）遺傳系譜圖中，只要雙親都表現(xiàn)患病，他們的子代中有表現(xiàn)正常的，該病一定是由顯性基因控制的遺傳病。2、判斷是常染色體遺傳還是伴性遺傳?。?）隱性遺傳情況的判斷在確定是隱性遺傳的情況下，就不要考慮顯性情況，只考慮是常染色體隱性遺傳還是伴X染色體隱性遺傳（伴Y染色體遺傳很容易區(qū)分開）第一，在隱性遺傳的系譜圖里，只要有父親正常、女兒中有表現(xiàn)患病的情況（父正女?。?，就一定是常染色體上的隱性遺傳病。第二，在隱性遺傳的系譜圖中，只要有母親有病、兒子中有表現(xiàn)正常的情況（母病兒正），就一定是常染色體上的隱性遺