非同源染色體上的非等位基因自由組合

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1、綜合分析近幾年各地高考理綜試題生物部分，本章有以下高考命題規(guī)律 1.命題內容:減數分裂考查量不高但比較穩(wěn)定，受精作用 2.命題形式:本章內容多以選擇題形式呈現，而且多以小 3.命題思路:從命題思路上看，受精作用一般與減數分裂結合考查，而伴性遺傳與遺傳規(guī)律結合考查，常常以壓軸題方式出現，所占份額相當高，對成績的高低能夠起到決定性 4.命題趨勢:縱觀本章內容在高考中的出現規(guī)律，以伴性遺傳為背景點，結合遺傳規(guī)律實驗設計，把高中遺傳部分的思想作為考查主要對象是當前各地高考命題的大趨勢。因為伴性遺傳病是當前社會的熱點問題，也是體現高中生物理性 根據近幾年高考命題特點和規(guī)律，本章的復習備考策略如下。 1.

2、知識方面：減數分裂與有絲分裂的區(qū)別作為重點來學 2.能力方面：訓練遺傳現象分析技巧時，要特別注意表格、系譜圖、染色體示意圖等信息形式的快速獲取。實驗設計的理論、原則等要有機結合遺傳規(guī)律，把遺傳現象與性別的關系分析透徹。判斷是否是伴性遺傳的實驗設計要熟練掌握設計要素。 一、減數分裂與配子的形成一、減數分裂與配子的形成 1.減數分裂概念 進行 有性生殖有性生殖的生物，在產生 成熟生殖成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半數目減半 2. （1）對象：進行有性生殖有性生殖 （2）時期：性成熟時，從原始生殖原始生殖細胞發(fā)展成為成熟生殖成熟生殖 （3）特點：細胞染色體復制一次復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。 （4

3、）結果：產生子細胞的染色體數是原來染色體數的一半一半。 3.精子和卵細胞的形成 （1 同源染色體：一條來自父父方，一條來自母母方，大小、大小、形態(tài)形態(tài)一般相同的兩條配對的染色體。 聯會：同源染色體同源染色體 四分體：指減數第一次分裂時同源染色體聯會聯會后，含有四條染色單體四條染色單體 交叉互換：四分體時期同一對同源染色體的非姐妹染非姐妹染色單體色單體 （2 4.精卵形成過程比較 1.概念概念：精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵受精卵的過程。 2.意義意義：減數分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數目染色體數目的恒定，對于生物的遺傳和變異遺傳和變異，都是十分重要的。 幾個核心概念

4、的內在關系 1. （1）同源染色體需具備的三個條件：形態(tài)、大小一般相同；一條來自父方，一條來自母方；且在減數第一次分裂過程中能 （2）聯會是同源染色體的兩兩配對，也是產生四分體的前提。 （3）四分體實際上是聯會后的每對同源染色體，且含四條染 2.三者數量關系 1個四分體=1對同源染色體=4條染色單體=4個DNA （雙選）下圖是某高等動物體內細胞分裂過程中染色體變化曲線以及細胞分裂過程圖，所作出的判斷不正確的是 （ A.乙、丙細胞形成的場所是卵巢，曲線圖中8表示受精作用 B.同源染色體分離、非同源染色體自由組合發(fā)生在曲線圖中的45段，甲細胞發(fā)生的時期相當于曲線圖中的1112 C.甲細胞有4個染色

5、體組，甲細胞前一時期細胞中有2個四分體 D.乙細胞中染色體、染色單體、核DNA之比為122 同源染色體分離、非同源染色體自由組合發(fā)生在曲線圖中的34段；甲細胞前一時期表示有絲分裂中期，沒有發(fā)生聯會，沒有四分體。 BC 生殖細胞成熟過程中的幾種數量關系 1.1個精原細胞1個初級精母細胞 2個次級精母細胞 4個精細胞 2種精子（無交換兩兩相同、相互對應）或4種（有交換，4 2.1個次級精母細胞產生1種精子，一個卵原細胞（次級卵母細胞）產生1 3.1種生物最多可產生2n種精子或卵細胞，n代表同源染色體對數或能獨立遺傳的等位基因對數。 4.減數分裂過程中DNA、染色體和染色單體數目變化規(guī)律 （1）列表

6、（以二倍體為例） （2 （3 a.解答有關細胞各分裂相中DNA、染色體和染色單體數目的問題，通常先根據已知條件，結合細胞分裂的過程求出體細胞染色體 b.回答細胞分裂后期、末期染色體或DNA數目變化時一定要注意題干中要求回答的是一個“細胞”，還是一個“（細胞）核”，后期、末期雖然兩個核已形成，但仍屬一個細胞。同樣道理，從曲 5. （1）判斷各期細胞的依據是減數分裂過程中各個時期染色 （2）可通過觀察多個精原細胞的減數分裂，推測出一個精原細胞減數分裂過程中染色體的連續(xù)變化。原因是： 同一生物的細胞所含遺傳物質相同，增殖過程相同。 同一時刻不同細胞可能處于不同細胞周期的不同階段。 先用低倍鏡觀察找到

7、各期細胞，再用高倍鏡仔細觀察 (2013 華附、省實、廣雅、深中四校聯考)下圖表示某二倍體生物細胞分裂和受精作用過程中，核DNA含量和染色體數目的變化，正確的是( ) Ab、c兩段分別表示染色體和DNA數量變化 B孟德爾遺傳規(guī)律的實質在LM段得以體現 CCD、GH及OP段染色體數目相同 DEF、KL段不存在染色單體 b、c兩段分別表示DNA和染色體數量變化；LM段表示受精作用，孟德爾遺傳規(guī)律的實質在減數第一次分裂后期得以體現；CD、GH及OP段染色體數目不完全相同。 D 有絲分裂與減數分裂的比較 1.有絲分裂與減數分裂的區(qū)別與聯系 2.有絲分裂與減數分裂圖像辨析 a.識別減數分裂、有絲分裂的細

8、胞分裂相關鍵是看有 b.識別減數分裂圖像時注意下面特殊圖形，即細胞質是均等還是不均等分裂,有助于快速答題。（圖中表示二倍體生物細胞） 下圖是某種動物細胞進行有絲分裂和減數分裂的細 (1)按先后順序把有關有絲分裂細胞圖的號碼排列起來 ；按順序把有關減數分裂細胞圖的號碼排列起來 (2)此動物的正常體細胞中有 對同源染色體，細胞核中有 個DNA (3)在上述分裂圖中，細胞中的染色體數比此動物正常體細胞中染色體數增加一倍的是圖 (4)在上述分裂圖中，屬于初級精母細胞的是圖 。 (5)上述分裂圖中，每條染色體上只含一個DNA分子的是圖 (6)上述分裂圖中，同源染色體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生交叉互換是

9、在 本題主要考查對減數分裂、有絲分裂過程中染色體行為變化特征等知識的掌握程度和相關圖形的識別與判斷的能力。解題的關鍵是識別各個圖形屬于何種細胞分裂。 圖中含4條染色體且兩兩配對，屬于減數第一次分裂前期（四分體）；此時可能會發(fā)生交叉互換。中有同源染色體，含4條染色體，著絲點都排列在赤道板上，為有絲分裂中期。中4條含有染色單體的染色體，排列在赤道板兩側，同源染色體兩兩配對，為減數第一次分裂中期。中沒有同源染色體，含2條染色體，著絲點排列在赤道板上，為減數第二次分裂中期。都含8條染色體，有同源染色體，染色體移向兩極，為有絲分裂后期。中細胞的每一極都含4條染色體，且含有同源染色體。細胞膜正把細胞縊裂為

10、兩個，為有絲分裂末期。 表示同源染色體分開移向兩極，著絲點沒有分裂，為減數第一次分裂后期。 中沒有同源染色體，姐妹染色單體分開移向兩極，變成4條染色體，為減數第二次分裂后期。 中無同源染色體，含2條已復制的染色體，為減數第一次分裂后得到的細胞次級性母細胞。 中沒有同源染色體、沒有單體，為減數第二次分裂后得到的細胞生殖細胞。 中染色體散亂分布，中心粒正移向兩極，為有絲分裂前期細胞。當有單體時DNA與染色體的比值為21，否則就為11。 （1） 2）2 4（3） （4） （5（6 基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說，基因就在染色體染色體上，因為基因和染色體行為存在著明顯的平行平行關系

11、。 1.基因在雜交過程中保持完整性和獨立性獨立性。染色體在配子形成配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結構。 2 .在體細胞體細胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配配子子中只有成對的基因中的一個，同樣，也只有成對的染色體中的一條一條 3.體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方。同源染色體同源染色體 4.非等位基因在形成配子時自由組合自由組合， 非同源染色體非同源染色體在 二、基因位于染色體上的實驗證據二、基因位于染色體上的實驗證據 1.摩爾根的果蠅實驗 （2）作出假設： 控制果蠅白眼的基因位于X X染色體染色體 上，而 Y Y染色體染色體 （3 （4）實驗驗證方法：測交測交。 （

12、5）實驗結論：基因在染色體染色體上。 2.摩爾根測定基因在染色體上相對位置的實驗結論：基因在染色體上呈現線性線性 1. 在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的 等位基等位基因因，具有一定的獨立性獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。 2.基因的自由組合定律的實質 位于非同源染色體非同源染色體上的非等位基因非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂減數分裂的過程中，同源染色體同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體非同源染色體 四、性別決定 1.概念： 雌雄異體的生物決定 性別性別 的方式。

13、2.染色體類型 性染色體：與性別決定性別決定有關的染色體，如X、Y染色體。 常染色體：與性別決定無關無關的染色體。 3.性別決定的方式 五、伴性遺傳 1.概念：此類性狀的遺傳控制基因位于性染色體性染色體上，因而 2.類型： （1）伴X 患者基因型：XbXb（患病的女性）、XbY（患病的男性） 遺傳特點：a.隱性致病基因及其等位基因位于X染色體上；b.男性患者多于多于女性患者；c.往往有隔代遺傳隔代遺傳的現象；d.女 （2）伴X 患者基因型：XAXA、XAXa（患病的女性），XAY（患 遺傳特點：a.顯性的致病基因及其等位基因只位于X染色體上；b.女性患者多于多于男性患者；c.具有世代世代連續(xù)性

14、；d. 實例：抗VD （3）伴Y 患者基因型：XYM（Y染色體上的基因無等位基因， 遺傳特點：患者全為男性，且“父子 基因位于染色體上的實驗證據 1.基因與染色體的平行關系（薩頓的假說類比推理） 薩頓根據基因與染色體的遺傳行為特性、在細胞中的存在形式、來源、在形成配子時的行為變化有平行關系，運用 2.摩爾根果蠅實驗證據（假說 （1）果蠅作為實驗材料的優(yōu)點：相對性狀多且明顯；培養(yǎng)周期短；成本低；容易飼養(yǎng)，繁殖率高；染色體數目少，便于觀察。 （2 F1 F2中紅眼白眼=31符合基因分離定律，表明紅眼和白眼 （3 雌果蠅是由XX這對同型的性染色體決定的，雄果蠅是由XY 控制紅眼的基因“W”和控制白眼

15、的基因 “w”，只位于X （4 （5）實驗結論：決定果蠅紅眼和白眼的基因位于X染 1909年，摩爾根從他們自己培養(yǎng)的紅眼果蠅中發(fā)現了第一個他稱為“例外”的白眼的雄蠅。用它做了下列實驗（注：不同類型的配子及不同基因型的個體生活力均相同）。 將這只白眼雄蠅和紅眼正常雌蠅雜交，結果如圖所示： （1）從實驗的結果中可以看出，顯性性狀是 （2）根據實驗的結果判斷，果蠅的眼色遺傳是否遵循基因的分離定律？ （選填“遵循”或“不遵循”）。請寫出判斷的最主要依據 （3）在F2中，白眼果蠅均為雄性，這是孟德爾的理論不能解釋的，請你提出合理的假設： （4）如果控制體色的基因位于常染色體上，則該自然果蠅種群中控制體色

16、的基因型有 種；如果控制體色的基因位于X染色體上，則種群中控制體色的基因型有 種。 （5）假設你是某研究小組的成員，實驗室提供各種基因型的果蠅。請你設計最佳雜交實驗，證明白眼基因位于X （6）已知白眼基因由位于X染色體上隱性基因控制，且親代果蠅在下一代性成熟前就自然死亡。實驗室只有歷代雜交都是紅眼的雌雄果蠅，現從某科研所引進一白眼雄果蠅。假設你是某研究小組的成員，想利用該白眼雄果蠅通過雜交的方式獲得白眼雌果蠅，應如何設計雜交方案？請用簡要遺傳圖解式加文字說明的方式表示。（圖解式寫出三代即可，控制眼色的基因用A、a （1）F1紅眼果蠅之間交配，后代中出現白眼，說明紅眼是顯性性狀。（2）F1紅眼果

17、蠅之間交配，后代有紅眼有白眼，比例為31，說明遵循孟德爾分離定律。（3）雌雄個體的性狀表現不同，說明了該基因與性別相關。（4）設控制體色的基因為B、b，如果控制體色的基因位于常染色體上，則基因型有BB、Bb、bb 3種；如果控制體色的基因位于X染色體上，則基因型有XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY共5種。（5）XbXb（白眼雌果蠅）XBY（紅眼雄果蠅），所生后代XBXb紅眼全部是雌果蠅，XbY白眼全部是雄果蠅。 （6）XbXb白眼雌果蠅的Xb只能一個來自父方（XbY），一個來自母方（XBXb）。所以首先應培育出XBXb和XbY。從XBXB與XbY雜交開始，獲得XBXb和XBY，繼續(xù)雜

18、交直到在同代中出現XBXb和XbY。 （1）紅眼 （2）遵循 雜種子一代自交的后代發(fā)生性狀分離，且分離比為31 （3）控制眼色性狀的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因 （4）3 5 （5）讓白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，如果子代中雌蠅呈紅眼，雄蠅都是白眼，則說明白眼基因位于X染色體上。（或寫成遺傳圖 伴性遺傳的應用 1. 例如：蘆花雞性狀（羽毛上有黑白相間的橫斑條紋）是由Z染色體上的顯性基因控制的，隱性純合子為非蘆花（羽毛上沒有橫斑條紋），W染色體上沒有它的等位基因。 如果用蘆花雌雞和非蘆花雄雞交配，在幼雞時即可根據是否有蘆花的存在來判斷雞的性別，以達到多養(yǎng)母雞、 2.若利用伴性遺傳通過

19、一次雜交從子代的性狀中快速推知性別，在性染色體組成為同型的親本選隱性，性染色體組成為異型的親本選顯性，則后代同型性染色體的個體為顯性，異型性染色 一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型性狀變?yōu)橥蛔冃托誀?。該雌鼠與野生型雄鼠雜交，Fl的雌、雄中均既有野生型，又有突變型。若要通過一次雜交實驗鑒別突變基因在X染色體還是在常染色體上，選擇雜交的Fl個體最好是 （ A.突變型（） B.突變型（）野生型 ( C.野生型（） D.野生型（） 此題關鍵是用逆推法首先確定顯隱性關系：由于該突變型是一條染色體上某基因突變導致的，F1中兩種性狀均存在，所以野生型為隱性，突變型為顯性。假設突變基因位于X染色

20、體上，則突變型雄性個體的后代中，雌性全為突變型，雄性全為野生型；如果突變基因在常染色體上，則后代無論雌雄都會出現11的性狀分離比。所以應找一個突變型雄性和野生型雌性雜交看其后代的表 D 孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋 1.孟德爾的遺傳因子與染色體上基因的對應關系 （1）分離定律中的一對遺傳因子指一對同源染色體上 （2）自由組合定律中的不同對的遺傳因子指的是位于 2.兩個遺傳定律的細胞學基礎 （1）分離定律的細胞學基礎是等位基因在減數第一次分裂后期（不考慮交叉互換）隨同源染色體的分開而分離，如圖1 （2）自由組合定律的細胞學基礎是在減數第一次分裂后期等位基因隨同源染色體分離的同時，非同源染色體上的非等

21、位基因表現為自由組合，如圖2 3.注意理解三個方面 （1）同時性：同源染色體上等位基因分離與非同源染色體上非等位基因的自由組合是同時進行的。 （2）獨立性：同源染色體上等位基因間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，各自獨立分配 （3）普遍性：自由組合定律廣泛存在于生物界，發(fā)生在有性生殖過程中?；蛑亟M產生了更多的變異類型，這也是生 右圖為某高等雄性動物的精原細胞染色體 和基因組成圖，下列說法錯誤的是（ A.該生物測交后代中與該生物不同的表現型有3 B.該生物與基因型相同的雌性動物交配，后代不同于雙親的表現型中，雜合體占新類型的比例為4/7 C.減數分裂中，與的非姐妹染色單體

22、之間可發(fā)生交叉互換 D.該細胞在一次減數分裂中進行自由組合，可產生4種配子，比例為1111 圖中有兩對同源染色體，兩對等位基因，測交后代共有四1111同基因型雄性交配后代有四種表現型（9331），每一種類型均有一個純合子，不同于親本類型的占7/16，純合子中不同于親本的占3/16，故后代不同于雙親的表現型中，雜合體占新類型的比例為4/7；一個細胞一次減數分裂只產生相同的兩種配子，故D錯。 D 性別決定與伴性遺傳的理解 1. 2.性別決定方式有多種，但最主要的是由性染色體決定的。 3.生物體中染色體的分類問題： 4.伴性遺傳是由于異型性染色體之間存在“非同源區(qū)段” （1）在同源區(qū)段中，X和Y染色

23、體都有等位基因，在遺傳上遵循基因的分離定律，X與Y分離的同時，等位基因 （2）在非同源區(qū)段中，基因可能只存在于X或Y上，若只在Y染色體上，則為伴Y遺傳限雄遺傳。若只在X染色體上，則為伴X （3）有性別的生物才有性別決定方式；性別決定的方式有多種，XY 若干具有相對性狀的雌雄果蠅，其中雌性個體為隱性，雄性個體為顯性，均為純合子（注：XAY、XaY均視為純合子），已知控制該性狀的基因可能位于常染色體上或X染色體的特有區(qū)段（如圖-2區(qū)段）或X、Y染色體的同源區(qū)段（如圖區(qū)段），請補充下列實驗方案以確定該基因的位置： （1）取若干對雌雄果蠅分別交配，觀察其后代表現型。若后代中 ，則該基因位于X （2）若

24、后代中無論雌雄均為顯性，則再選取后代中雌、雄個體分別交配，若子二代 ，則該基因位于常染色體上，若子二代 ，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū) （1）若干對雌雄果蠅分別交配，若后代雌性個體為顯性，雄性個體為隱性，該基因位于X染色體的特有區(qū)段。（2）若后代中無論雌雄均為顯性，則再選取后代中雌、雄個體分別交配，若無論雌雄均有兩種性狀，則該基因位于常染色體上；若雄性個體為顯性，雌性個體表現為兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。（P： XaXaXAYAF1： XAXaXa YAF2：XA XaXa Xa XAYAXaYA） （1）雌性個體均為顯性，雄性個體均為隱性 （2）無論雌雄均有兩種性狀 雄

25、性個體為顯性，雌性個體表現為兩種性狀 伴性遺傳的規(guī)律及遺傳病系譜圖分析 1.伴性遺傳（也分正推、逆推兩大類型）特點 （1 （2）雌雄的性狀表現有別、傳遞有別 2.X染色體隱性遺傳：如人類紅綠色盲癥 （1）致病基因Xb 正常基因XB （2）患者：男性XbY 女性XbXb 正常：男性XBY 女性XBXB XBXb（攜帶者） （3 男性患者多于女性,女性患者的父親及其兒子也一定是患者。 交叉遺傳現象：男性女性男性。 3.X染色體顯性遺傳：如抗維生素D佝僂病 （1）致病基因XD 正?；騒d （2）患者：男性XDY 女性XDXD XDXd 正常：男性XdY 女性XdXd （3）遺傳特點： 交叉遺傳現象

26、：男性女性 4.Y 遺傳特點：基因位于Y染色體上，僅在男性個體中遺傳。 遺傳病類型的鑒別口訣：無中生有為隱性，有中生無為顯性；隱性看女病，女病男正（其父親或兒子正常）非伴性；顯性看男 5.伴性遺傳與基因分離定律及基因自由組合定律的關系 伴性遺傳是基因分離定律的特例。伴性遺傳也是由一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳，因此它們也符合基因的分離定律。 但是性染色體有同型和異型兩種組合方式，因而伴性遺傳也有它的特殊性：在XY型性別決定的雄性個體中，有些基因只存在于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因；控制性狀的基因位于性染色體上，因此該性狀的遺傳常與性別聯系在一起，在寫表現型和 在分析既有性染色體又有常染色體上基因控制的兩對及以上相對性狀的遺傳現象時，由性染色體上的基因控制的性狀按伴性遺傳處理，由常染色體上的基因控制的遺傳性狀按分離定律處理，整體上則按基因的自由組合定律來處理。 人類的紅綠色盲基因位于X染色體上，母親為攜帶者，父親色盲，生下4個孩子，其中一個正常，2個為攜帶者，一個色盲，他們的性別是( ) A.三女一男或全是男孩 B. C.三女一男或兩男兩女 D. 由題意可知母親的基因型為XBXb，父親的基因型為XbY，由此可以推斷出后代兒女的性狀及基因型，正常的一定是兒子，攜帶者一定是女兒，但色盲既可能是兒子也可能是女兒，所以選C。 C