高中生物第2章基因和染色体的关系 第1节减数分裂和受精作用 (2)

第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用【要点导学】1．减数分裂的概念（1）发生场所：减数分裂仅发生在进行有性生殖的生物成熟个体的生殖器官中，如卵巢、睾丸、花药等。

（提示：性原细胞的增殖以及受精卵进行的分裂方式都是有丝分裂）（2）特点：减数分裂过程中，间期染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，所以成熟生殖细胞中的染色体数目和DNA含量均比原始生殖细胞减少一半。

2．减数分裂过程（1）间期：减数第一次分裂的间期与有丝分裂间期相同，主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，从而完成了染色体的复制。

染色体复制完成后，性原细胞就改称为初级性母细胞。

（2）减数第一次分裂：其实质变化是同源染色体联会、分开，染色体数目减半。

在此过程中出现了染色体的特殊行为：①前期同源染色体联会形成四分体；②中期同源染色体排列在赤道板的两侧；③后期同源染色体彼此分离的同时非同源染色体自由组合，这是两大遗传定律的细胞学基础；④四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间还常常发生交叉互换现象。

（3）减数第二次分裂：着丝点分裂，实现染色单体分开，分裂结果是染色体数目未变，但DNA分子数减少一半，此过程与有丝分裂过程相似，与有丝分裂过程不同的是该过程不存在同源染色体。

3．减数分裂过程中染色体和DNA的数量变化（1）染色体数量变化（如右图所示）①减数分裂过程中染色体数量变化过程是2n→n→2n→n，没有出现过4n（提示：有丝分裂后期染色体数量为4n）。

②间期复制后染色体数量没有加倍，但每条染色体形成了两条姐妹染色单体，由同一个着丝点相连。

只有在DE段着丝点分裂、姐妹染色单体分离时染色体数目才会加倍。

③BC段染色体数目减半的原因是同源染色体分开后平均分配到两个子细胞中；FG段染色体数目减半的原因是姐妹染色单体分开后平均分配到两个子细胞中。

从整个减数分裂过程来看染色体数目实质性减半发生在减数第一次分裂过程中。

（2）DNA含量变化（如右图所示）①减数分裂过程中DNA含量变化过程是2n→4n→2n→n。

②BC段DNA含量加倍的原因是间期DNA复制的结果。

DE段和FG段DNA含量减半的原因是DNA随染色体平均分配到两个子细胞中去。

4．减数分裂和有丝分裂图像的判断（1）减数分裂和有丝分裂各时期图像的特点（2）三看识别法奇数→说明无同源染色体→减数第二次分裂5．受精作用（1）实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合的过程。

（2）意义：通过减数分裂和受精作用产生的新个体，继承了父母双方的遗传物质，由于减数分裂产生的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，因此，同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。

【经典例题】［例1］（2009年广东理科基础）以下①—④为动物生殖细胞形成过程中某些时期的示意图。

按分裂时期的先后排序，正确的是（）A．①②③④B．②①④③C．③④②①D．④①③②［解析］①②③④分别为减数第一次后期、减数第一次中期、减数第二次后期、减数第二次中期。

［答案］B［例2］下图是某生物体内细胞增殖4个不同时期染色体数（a）、染色单体数（b）和DNA分子数（c）的柱形统计图，其中能表示减数分裂过程中着丝点排列在赤道板上的时期是（）第一看染色体数目第二看有无同源染色体无同源染色体→减数第二次分裂偶数→出现联会形成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第三看同→源染色体的行为有同源染色体无上述同源染色体的特殊行为减数第一次分裂有丝分裂A B C D［解析］图A表示染色体的数量与体细胞相同，且染色体上具有染色单体，可表示为减数第一次分裂前期、中期和后期；图B表示染色体的数量是体细胞的一半，且染色体上也具有染色单体，可表示为减数第二次分裂的前期和中期；图C时染色体数目是体细胞的二倍，且无染色单体，只能表示为有丝分裂后期，图D时染色体数目与体细胞相同，但没有染色单体，可表示为减数第二次分裂后期。

减数分裂过程中着丝点排列在赤道板上的时期是减数第二次分裂中期，即图B所示时期。

［答案］B［例3］从显微镜下看到一个正在分裂的动物细胞，如图所示，则此动物的初级卵母细胞中，四分体数、染色单体数、DNA分子数依次为（）A．3，3，6 B．3，6，6C．3，12，12 D．3，6，12［解析］该细胞中含有3条染色体，无同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，可判断该细胞处于减数第二次分裂中期，为次级卵母细胞。

可进一步推测该生物的体细胞应含有6条染色体，所以初级卵母细胞中应含有3个四分体、12条染色单体、12个DNA分子。

［答案］C第2节基因在染色体上【要点导学】1．萨顿假说（1）内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。

即基因在染色体上。

（2）核心：基因就在染色体上。

（3）方法：类比推理法（4）依据：基因和染色体行为有着明显的平行关系。

特别提醒①位于同一对同源染色体上的非等位基因，如果不发生染色体的交叉互换，则不能自由组合。

②如果基因位于染色体上，则能更好的解释孟德尔遗传定律。

2．基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇杂交实验（1）摩尔根实验过程（提出问题）分析：果蝇的红眼、白眼是一对相对性状；F 1全为红眼→红眼是显性性状；F 2红眼：白眼=3：1→符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制；白眼性状的表现与性别相联系。

（2）理论解释（作出假说） ①性染色体与常染色体：性染色体是指雌雄异体的生物决定性别的染色体；常染色体是指与性别决定无直接关系的染色体。

果蝇体细胞的染色体组成如下：（3）测交实验（验证假说）测交： 红眼（雌） × 白眼（雄）X W X w X w Y配子 X W X w X w Y测交 X W X w X w X w X W Y X w Y 后代 雌红眼 雌白眼 雄红眼 雄白眼 1 1 1 1 （4）实验结论：基因位于染色体上。

3．孟德尔遗传规律的现代解释 （1）分离定律实质解读：①分离定律研究的是一对相对性状，控制该相对性状的等位基因位于一对同源染色体上的同一位置上，并且具有一定的独立性。

F １白 眼 （雄）红 眼 （雌）×红眼（雌、雄）雌雄交配红眼（雌、雄） 白眼（雄） ３ ： １F ２P②分离时间：减数第一次分裂后期③遗传行为：减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。

（2）自由组合定律实质解读①自由组合定律研究的是两对（或多对）相对性状，每对相对性状都有一对等位基因控制，控制这些性状的等位基因分别位于两对（多对）非同源染色体上，所以这些等位基因的分离和组合是互不干扰的。

②组合时间：减数第一次分裂后期。

③遗传行为：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。

（3）孟德尔遗传定律的适用条件：①真核生物；②有性生殖过程中；③细胞核遗传；④分离定律适用于一对相对性状的遗传，只涉及一对等位基因，自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传，涉及两对或两对以上的等位基因且分别位于两对或两对以上的同源染色体上。

（4）遗传规律的验证方法（设计或探究两对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上） ①自交法：F 1自交，如果后代性状分离比符合3:1，则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合9:3:3:1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。

②测交法：F 1测交，如果测交后代性状分离比符合1:1，则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果测交后代性状分离比符合1:1:1:1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。

【误区警示】孟德尔遗传规律中“自由组合”的主体是非同源染色体上的非等位基因（如图A 所示）。

但是同源染色体上的非等位基因（如图B 中的A 、a 、C 、c ）并不遵循自由组合定律。

A B【经典例题】［例1］（2010年青岛）下列有关基因和染色体的叙述，不支持“基因在染色体上”这一结论的选项是（ ）A ．在向后代传递过程中，都保持完整性和独立性B ．在体细胞中都成对存在，都分别来自父母双方C ．减数第一次分裂过程中，基因和染色体行为完全一致D ．果蝇的眼色有白色和红色等性状［解析］此题主要考查对基因与染色体行为的理解。

由于基因与染色体的行为具有一致性，可利用类比推理的方法根据基因与染色体的平行关系理解基因在染色体上。

果蝇的眼色具有相对性状，没有体现出基因与染色体的关系，所以不能支持“基因在染色体上”这一结论。

［答案］D［例2］果蝇的眼色由一对等位基因（A ，a ）控制。

在暗红眼♀×朱红眼♂的正交实验A a C cB bA a中，F 1只有暗红眼；在朱红眼♀×暗红眼♂的反交实验中，F 1雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。

则下列说法不正确的是（ ）A ．反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上B ．正、反交的F 1代中，雌性果蝇的基因型都是X A X aC ．正、反交亲本雌果蝇均为纯合子D ．正、反交的F 2代中，朱红眼雄果蝇的比例不相同［解析］此题主要考查性染色体上基因遗传的特点。

正交的基因型是X A X A ×X a Y ，反交的基因型是X a X a ×X A Y ，正、反交的F 2代中，朱红眼雄果蝇的比例均为1/4。

［答案］D第3节 伴性遗传名师要点解析 【要点导学】1．伴性遗传的概念 （1）染色体类型（2）伴性遗传的特征：遗传与性别相关联，雌性和雄性中的性状比例不同。

对人类遗传病而言：X 染色体隐性遗传病的发病率男性高于女性，X 染色体显性遗传病的发病率女性高于男性，Y 染色体遗传病患者全为男性。

（3）原因：与伴性遗传有关的基因位于性染色体上。

雄性个体中，有些基因只存在于X 染色体上，Y 染色体上没有它的等位基因，或有的基因只存在于Y 染色体，X 染色体上没有它的等位基因。

因此该性状的遗传与性别相关联。

2．伴X 隐性遗传病——人类红绿色盲症分析 （1）红绿色盲基因的特点①红绿色盲基因是隐性基因。

②色盲基因（b ）和它的等位基因（B ）只位于X 染色体上。

③男性只要在X 染色体上有色盲基因（b ）就会患病。

（2）人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型性别（4）伴X染色体隐性遗传病的四个主要遗传特点①往往具有隔代遗传特点（隐性遗传病的特点）。

②患者男性多于女性。

③具有交叉遗传的特点。

④母亲是色盲，其儿子必定是色盲；女儿是色盲，其父亲必定是色盲。

可简记为“母患子必患，女患父必患”或“女病，父子病”。

3．伴X显性遗传病——抗维生素D佝偻病分析（1）受X染色体上的显性基因控制。