基因和染色体的关系

高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第1页共10页第二章基因和染色体的关系本章知识网络结构图部分概念1、减数分裂：减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。2、染色单体：染色单体是细胞分裂间期染色体复制后形成的由一个着丝点连接的两条相同的子染色体3、姐妹染色单体：细胞分裂间期染色体复制后形成的由一个着丝点连接的两条相同的子染色体，这两条子染色体叫姐妹染色单体4、同源染色体：同源染色体是指一条来自父方，一条来自母方，大小、形态一般相同的两条染色体5、四分体：四分体特指在减数第一次分裂时同源染色体联会后，含有4条染色单体的每对同源染色体，称一个四分体6、精原细胞：睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中有大量的原始生殖细胞，叫做精原细胞7、卵细胞：巢内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞8、受精作用：两性生殖细胞成熟以后，精子与卵细胞相遇并相互识别后，融合成受精卵的过程9、伴性遗传：决定某些性状的基因位于性染色体上，故遗传上总是和性别相关联，这种减数分裂减数分裂的概念和意义精子的形成卵细胞的形成受精作用的概念和意义配子中染色体组合的多样性受精作用减数分裂和受精作用基因和染色体的关系基因在染色体上萨顿假说伴性遗传实验证据孟德尔遗传规律的现代解释基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列遗传因子为一对同源染色体上的等位基因概念应用人类红绿色盲症（伴X隐性）抗维生素D佝偻病（伴X显性）高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第2页共10页现象叫做伴性遗传。10、性染色体：决定性别的染色体。11、常染色体：与决定性别无关的染色体。12、有丝分裂：有丝分裂过程是一个连续的过程，为了便于描述人为的划分为五个时期：间期、前期、中期、后期和末期，细胞进行有丝分裂具有周期性。即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期（1）、通过有丝分裂，每条染色体精确复制成的两条染色单体并均等地分到两个子细胞，使子细胞含有同母细胞相同的遗传信息。细胞有丝分裂过程，可以区分为：前期，中期，后期，和末期．不同时期的染色体的形态和行为是各不相同的。间期是DNA合成和细胞生理代谢活动旺盛的时期，占细胞周期的大部分时间。前期：染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，高度螺旋化成染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体有一个共同的着丝点连接着。并从细胞的两极发出纺锤丝。(高等植物的纺锤体直接从细胞两极发出，高等动物及某些低等植物的纺锤体是由中心体发出星射线而行成的)梭形的纺锤体出现，染色体散乱分布在纺锤体的中央,细胞核分解，核仁消失，核膜逐渐解体．中期：细胞分裂的中期，纺锤体清晰可见。这时候，每条染色体的着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直，类似于地球上赤道的位置，所以叫做赤道板。分裂中期的细胞，染色体的形态比较固定，数目比较清晰，便于观察清楚。后期：染色体分裂成单染色体，每一条向不同方向的细胞两极移动。末期：染色体到达两极后解螺旋形成染色质丝，细胞一个分裂成两个，纺锤体消失，核膜、核仁重建。有丝分裂记忆口诀：有丝分裂并不难，间前中后末相连前期：膜仁消失现两体中期：形定数晰赤道齐后期：点裂数加均两极末期：两消两现重开始（2）、动物细胞有丝分裂的过程,与植物细胞的基本相同.不同的特点是:1.动物细胞有中心体,在细胞分裂的间期,中心体的两个中心粒各自产生了一个新的中心粒,因而细胞中有两组中心粒.在细胞分裂的过程中,两组中心粒分别移向细胞的两极.在这两组中心粒的周围,发出无数条放射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤丝.2.动物细胞分裂末期,细胞的中部并不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核.这样,一个细胞就分裂成了两个子细胞13、减数分裂高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第3页共10页是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。【减数第一次分裂】【前期】：细胞核内出现细长、线状染色体，细胞核和核仁体积增大。每条染色体含有两条姐妹染色单体。细胞内的同源染色体两两侧面紧密相进行配对，这一现象称作联会。由于配对的一对同源染色体中有4条染色单体，称四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间发生了DNA的片断交换，【中期】各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。【后期】由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离，并分别移向两极。【末期】到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁，然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目，只有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。注：1.染色体复制是在的第一次分裂间期进行的，一旦复制完成，精原细胞就称作初级精母细胞。2.一个初级精母细胞经过第一次减数分裂成为两个次级精母细胞，一个初级卵母细胞经过第一次减数分裂成为一个次级卵母细胞和一个极体。3.减数第一次分裂的目的是实现同源染色体的分离，染色体数目减半。DNA分子数目减半。【减数第二次分裂】减数第二次分裂与减数第一次分裂紧接，也可能出现短暂停顿。染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极，有时还伴随细胞的变形。【前期】染色体首先是散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成纺锤体。【中期】染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经不存在同源染色体了。【后期】每条染色体的着丝点分离，两条姊妹染色单体也随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别移向细胞的两极。【末期】重现核膜、核仁，到达两极的染色体，分别进入两个子细胞。两个子细胞的染色体数目与初级性母细胞相比减少了一半。至此，第二次分裂结束。注：1.第二次减数分裂的目的是着丝点分裂，实现染色单体分离。分裂结果是染色体数目不变，DNA分子数目减半。高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第4页共10页2.两个次级精母细胞经过第二次减数分裂成为四个精细胞，精细胞必须再经历一系列复杂的形态变化才成为精子。结果是一个精原细胞经过减数分裂和变态发育最终成为四个精子。3.一个次级卵母细胞经过第二次减数分裂成为一个卵细胞和一个极体；第一次分裂产生的一个极体再分为两个极体。不久，三个极体都会退化消失。结果是一个卵原细胞经过减数分裂最终只成为一个卵细胞。部分知识点详解知识点一：染色体与染色单体之间的关系①染色体的是以着丝点来计数的，有一个着丝点就有一条染色体。②染色单体是细胞分裂间期染色体复制后形成的由一个着丝点连接的两条相同的子染色体，这两条子染色体叫姐妹染色单体，染色单体存在的时期是染色体复制以后，着丝点分裂以前的一段时期。知识点二：同源染色体与四分体之间的关系①同源染色体是指一条来自父方，一条来自母方，大小、形态一般相同的两条染色体，在减数分裂过程中，同源染色体先联会形成四分体后再分离。②四分体特指在减数第一次分裂时同源染色体联会后，含有4条染色单体的每对同源染色体，称一个四分体。③同源染色体的对数＝四分体的个数。四个概念的比较可列表如下：高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第5页共10页图形ABC说明（1）A、B、C图细胞都含有2条染色体（2）A、B、C图细胞都有1对同源染色体（3）C图细胞有四分体，1对同源当然体＝1个四分体（4）B、C图细胞内都有染色单体（5）A细胞内有2个DNA分子，B、C细胞内各有4个DNA分子（6）1个四分体＝1对同源染色体＝2条染色体＝4条染色单位，含4个DNA分子知识点三：精子的形成过程哺乳动物的精子是在睾丸（精巢）中形成的，睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管，曲细精管中有大量的原始生殖细胞，叫做精原细胞。雄性动物性成熟以后，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂形成精子。每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同，因为精原细胞是通过有丝分裂产生的。项目减数第一次分裂减数第二次分裂进行分裂细胞名称精原细胞复制初级精母细胞次级精母细胞着丝点变化不分裂分裂染色体数目2N→N（减半）N→2N→NDNA分子数目2N→4N→2N2N→N（减半）染色体主要行为有联会、四分体现象，有染色体的交叉和互换，同源染色体分离着丝点分裂，染色单体分开染色单体无（0）→有（4N）→有（2N）有（2N）→无（0）同源染色体有（N对）无产生子细胞次级精母细胞精细胞知识点四：卵细胞的形成过程卵细胞的形成过程（体细胞染色体数为2N，DNA分子数为2a）卵原细胞卵原细胞初级卵母细胞极体次级卵母细胞极体极体极体卵细胞间期有丝分裂第一次分裂减数分裂第二次分裂复制四分体联会同源染色体分开N（2a）N（2a）N（a）N（a）N（a）N（a）2N（4a）2N（2a）2N（2a）染色单染色单体分开体分开退化消失高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第6页共10页知识点五：精子和卵细胞形成过程的比较精子和卵细胞形成过程基本相同，都经染色体复制形成初级性母细胞，减数第一次分裂都会出现联会、四分体和同源染色体分离的现象，减数第二次分裂中发生染色单体分离等。但二者形成过程中也有一些不同，现比较如下：项目精子卵细胞部位动物睾丸，植物花药动物卵巢，植物胚囊原始生殖细胞精原细胞（或小孢子母细胞）卵原细胞（或大孢子母细胞）减数第一次分裂1个精原细胞↓复制1个初级精母细胞↓2个次级精母细胞（等大）1个卵原细胞↓复制1个初线卵母细胞↙↘1个次级1个第一卵母细胞极体（大的）（小的）减数第二次分裂2个次级精母细胞↓4个精细胞1个次级卵母细胞1个第一极体↙↘∣1个卵1个第↓细胞二极体2个第二极体（大的）3个极体（小的）是否变形4个精细胞变形↓4个精子不需变形细胞质的分裂与分配情况两次分裂都均等只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等，其他分裂皆不均等分裂结果1个精原细胞↓4个精子（生殖细胞）1个卵原细胞↓1个卵细胞＋3个极体（生殖细胞）（消失）相同点（1）染色体的行为和数目变化过程是一样的，表现在以下三个方面：①染色体都是在减Ⅰ前的间期复制②减Ⅰ都是同源染色体联会、均分③减Ⅱ都是着丝点分裂、姐妹染色单体分开（2）产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半精细胞变形成蝌蚪状的精子，实质上是生殖细胞的成熟过程，这种变形使精子获得运动能力，可游到卵细胞表现，便于受精。卵细胞形成过程中细胞质不均等分裂，使卵原细胞的细胞质更多地集中在卵细胞中，使受精卵内有大量的细胞质。细胞质内的卵黄，是受精卵最初发育所需要的营养物质。可见，卵细胞形成过程中，发生细胞质不均等分裂对发育是有利的。知识点六：减数分裂与有丝分裂的比较与有丝分裂相比，减数分裂具有两个显著的特点：一是减数分裂要连续进行两次细胞分裂，但是染色体只复制一次，结果，分裂后形成的子细胞里只含有母细胞染色体数的一半，即染色体数目减少了一半。而有丝分裂则是染色体复制一次，细胞也分裂一次，分裂后所形成的细胞中染色体的数目没有变化。二是减数分裂中染色体的变化情况主要出现在高中生物必修（2）第2章基因和染色体的关系复习资料第7页共10页减数第一次分裂之中，并且前期比有丝分裂的前期更为复杂。减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，二者既有相似性，也有差异性，现比较如下：比较项目减数分裂有丝分裂不同点细胞分裂的次数2次1次是否有联会、四分体出现出现不出现同源染色体的非姐妹染色单体之间有无交叉互换有无有无同源染色体的分离有无何时期着丝点分裂、染色单体分开成为染色体第二次分裂后期后期子细胞染色体的数目减半（2N→N）不减半（2N→2N）子细胞的名称和数目精细胞4个或卵细胞1个、极体3个体细胞2个相