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第二節(jié)　基因伴隨染色體傳遞
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
內(nèi)容梳理
概念突破
隨堂檢測(cè)
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.基因位于染色體上 (1)通過歸納與概括,分析遺傳因子與染色體行為之間的平行關(guān)系,認(rèn)同遺傳的染色體學(xué)說的內(nèi)容 科學(xué)思維
(2)基于模擬實(shí)驗(yàn)的思維分析摩爾根果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步分析基因與染色體的平行關(guān)系,明確基因位于染色體上 科學(xué)探究
2.遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律 通過歸納與概括、模型與建模等思維,利用遺傳的染色體學(xué)說解釋孟德爾分離定律與自由組合定律發(fā)生的本質(zhì) 科學(xué)思維
1.基因位于染色體上
(1)遺傳的染色體學(xué)說
基因分離和自由組合的行為與減數(shù)分裂中染色體的行為之間存在著 的關(guān)系,具體如下:
內(nèi)容梳理
項(xiàng)目 基因 染色體
生殖過程中 在雜交實(shí)驗(yàn)中始終保持其 和獨(dú)立性 在細(xì)胞分裂各期中保持著一定的 特征
體細(xì)胞中來源 存在,一個(gè)來自 ,另一個(gè)來自 . 存在,一條來自 ,另一條來自 .
形成配子時(shí) 等位基因 ,分別進(jìn)入不同的配子;非等位基因 . 同源染色體的兩條染色體 .
,分別進(jìn)入不同的配子;非同源染色體自由組合
配子中 . .
平行
完整性
形態(tài)
成對(duì)
父方
母方
成對(duì)
父方
母方
互相分離
自由組合
彼此
分離
單個(gè)
單條
(2)分析摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn)
①貢獻(xiàn):摩爾根是首位利用 的方法獲得基因在染色體上相關(guān)證據(jù)的科學(xué)家。
②以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料的原因:
果蠅個(gè)體小、 快、 強(qiáng)、容易飼養(yǎng)。
實(shí)驗(yàn)
繁殖
生育力
③雜交操作
雌配子(卵細(xì)胞)
雄配子(精子)
紅眼
紅眼
雌配子(卵細(xì)胞)
雄配子(精子)
3:1
均為紅眼
紅眼:白眼=1:1
④結(jié)論
果蠅的白眼性狀遺傳確實(shí)與 有關(guān),而且控制該性狀的基因確實(shí)位于
上。
2.遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
項(xiàng)目 內(nèi)容 圖示
孟德爾分離定律 控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于 同源染色體上,在減數(shù)分裂中,同源染色體分離,使位于同源染色體上的 也發(fā)生分離,進(jìn)入配子中,隨配子獨(dú)立地遺傳給后代
性別
性染色體
一對(duì)
等位基因
孟德爾自由組合定律 控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于 同源染色體上,控制另一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于
同源染色體上。在減數(shù)分裂過程中, 分離,
自由組合,因此處于非同源染色體上的 基因也自由組合,從而實(shí)現(xiàn)性狀的自由組合
一對(duì)
另一對(duì)
同源染色體
非同源染色體
非等位
概念突破
概念一　基因位于染色體上
[概念情境]
某同學(xué)以一對(duì)同源染色體及一對(duì)等位基因?yàn)槔?繪制了兩幅簡圖,分析了兩者在遺傳過程中的共性。
請(qǐng)思考并完成以下問題。
(1)同源染色體和等位基因在分裂過程中的共性是什么
提示:在體細(xì)胞中存在同源染色體和等位基因,在配子中兩者均不存在。
(2)從兩者變化的相似性分析,為什么提出基因可能位于染色體上,而不是染色體位于基因上
提示:染色體由DNA、蛋白質(zhì)和少量RNA構(gòu)成,其組成范圍相對(duì)基因較大,因此提出基因位于染色體上的假說。
(3)從基因與染色體的關(guān)系分析,你認(rèn)為借助了生物學(xué)上的何種思維 試舉例分析。
提示:主要借助了結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一思維。比如細(xì)胞膜成分研究過程中,脂質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜,因此提出細(xì)胞膜可能由脂質(zhì)構(gòu)成,最終證實(shí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是磷脂雙分子層等。
突破點(diǎn)1
遺傳的染色體學(xué)說分析
[典例1] 下列關(guān)于遺傳的染色體學(xué)說的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.基因和染色體都可作為獨(dú)立的遺傳單位
B.基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的
C.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),基因的行為和染色體行為存在平行的關(guān)系
D.在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因分離,非等位基因自由組合
解析:基因和染色體都可作為獨(dú)立的遺傳單位;基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的;科學(xué)家發(fā)現(xiàn),基因的行為和染色體行為存在平行的關(guān)系;在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
D
[概念誤區(qū)] 遺傳的染色體學(xué)說雖說明了基因與染色體的平行關(guān)系,但是該學(xué)說是基于減數(shù)分裂過程中染色體行為變化與孟德爾遺傳定律中基因變化的相似性得出的,未通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
突破點(diǎn)2
摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn)
[典例2] 果蠅的紅眼基因(W)對(duì)白眼基因(w)為顯性,位于X染色體上。在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中,下列敘述正確的是(　 　)
A.親本雌果蠅的基因型為XWXw
B.F2白眼果蠅中既有雄性,又有雌性
C.F1全為紅眼果蠅,F2出現(xiàn)性狀分離
D.控制果蠅眼色的基因和性染色體遵循自由組合定律
解析:在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中,親本雌果蠅的基因型為XWXW;F2白眼果蠅中只有雄性,雌性全為紅眼;親本的基因型為XWXW、XwY,F1全為紅眼果蠅,F2出現(xiàn)性狀分離;由于控制果蠅眼色的基因位于X染色體上,故不遵循自由組合定律。
C
[拓展延伸] 摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn),基于假說-演繹思維,通過分析親子代的遺傳關(guān)系,最終證明基因位于染色體上。
[概念情境]
下圖為4種高等哺乳動(dòng)物的精原細(xì)胞,若不發(fā)生變異,試分析A～D細(xì)胞所代表的生物產(chǎn)生的配子類型。
概念二　遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
提示:A生物產(chǎn)生的配子類型為AB、ab;B生物產(chǎn)生的配子類型為Ab、aB、AB、ab;C生物產(chǎn)生的配子類型為aBc、AbC;D生物產(chǎn)生的配子類型為ABC、abc、ABc、abC。
突破點(diǎn)1
遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
[典例1] 某種昆蟲長翅A對(duì)殘翅a為顯性,直翅B對(duì)彎翅b為顯性,有刺剛毛D對(duì)無刺剛毛d為顯性,控制這3對(duì)性狀的基因均位于常染色體上。現(xiàn)有這種昆蟲一個(gè)體細(xì)胞的基因型如圖所示。下列說法正確的是(　 　)
A.長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律
B.若無交叉互換,該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞基因型有4種
C.細(xì)胞有絲分裂后期,移向細(xì)胞同一極的基因有A、a、b、b、D、d
D.為驗(yàn)證基因的自由組合定律,必須用基因型為aabbdd的異性個(gè)體來與該昆蟲進(jìn)行交配
C
解析:控制長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上,故這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳不遵循自由組合定律;若無交叉互換,該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)精細(xì)胞,基因型有2種;該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期,著絲粒分裂后,染色單體形成染色體移向細(xì)胞兩極,移向兩極的基因都有A、a、b、b、D、d;為驗(yàn)證基因自由組合定律,可采用自交法或測(cè)交法,若采用測(cè)交法,則可用來與該昆蟲進(jìn)行交配的異性個(gè)體的基因型為aabbdd,若采用自交法,則可用來與該昆蟲進(jìn)行交配的異性個(gè)體的基因型為AabbDd。
[概念誤區(qū)]基因與遺傳定律的關(guān)系
(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律,只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾定律,葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾定律。
(3)原核生物中的基因都不遵循孟德爾定律。
突破點(diǎn)2
基因定位研究
[典例2] 某昆蟲長翅(A)對(duì)殘翅(a)、直翅(D)對(duì)彎翅(d)、有剛毛(B)對(duì)無剛毛(b)為顯性,三對(duì)基因在染色體上的位置如圖所示(圖1～圖4為四種不同基因型的昆蟲),現(xiàn)進(jìn)行同基因型昆蟲相互交配,后代表型是長翅直翅有剛毛∶長翅彎翅有剛毛∶殘翅直翅有剛毛=2∶1∶1,則進(jìn)行交配的昆蟲的類型是
(　 　)
解析:后代表型是長翅直翅有剛毛∶長翅彎翅有剛毛∶殘翅直翅有剛毛=
2∶1∶1,分別統(tǒng)計(jì)結(jié)果為長翅∶殘翅=3∶1,直翅∶彎翅=3∶1,子代全為有剛毛,因此可推斷出長翅基因與彎翅基因連鎖,殘翅基因與直翅基因連鎖。
A
A.圖1 B.圖2 C.圖3 D.圖4
[拓展延伸] 基因在染色體上的定位研究
(1)以基因型為AaBb的個(gè)體為例,若兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,則產(chǎn)生四種類型的配子。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)交或自交時(shí)會(huì)出現(xiàn)特定的性狀分離比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等變式),也會(huì)出現(xiàn)致死背景下特殊的性狀分離比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及兩對(duì)等位基因遺傳時(shí),若出現(xiàn)上述性狀分離比,可考慮基因位于兩對(duì)同源染色體上。
(2)以基因型為AaBb的個(gè)體為例,若兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,不考慮交叉互換,則產(chǎn)生兩種類型的配子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自交或測(cè)交會(huì)出現(xiàn)兩種表型。
突破點(diǎn)3
細(xì)胞分裂過程中的基因變化
[典例3] 如圖為兔的精原細(xì)胞(僅表示部分染色體),用3種不同顏色的熒光標(biāo)記圖中的3種基因,不考慮變異,下列可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　 　)
A.減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞內(nèi)的X染色體數(shù)目是0條或1條或2條或4條
B.處于有絲分裂前期的細(xì)胞中有3種不同顏色的8個(gè)熒光點(diǎn)
C.精細(xì)胞中有1種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn)
D.在后期Ⅰ,移向同一極的有2種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn)
解析:不考慮變異,減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞內(nèi)的X染色體數(shù)目是0條或1條或2條;有絲分裂前期的細(xì)胞經(jīng)過間期DNA的復(fù)制,其基因型為AAaaRRRR,因此含有3種不同顏色的8個(gè)熒光點(diǎn);精細(xì)胞中應(yīng)有2種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn);在后期Ⅰ的細(xì)胞中,同源染色體分離,而著絲粒沒有分裂,所以移向同一極的有2種不同顏色的4個(gè)熒光點(diǎn)。
B
[方法技巧] 模型化分析細(xì)胞分裂過程中的基因變化
素養(yǎng)提升
果蠅有4對(duì)染色體(Ⅰ～Ⅳ號(hào),其中Ⅰ號(hào)為性染色體)。純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長翅、直剛毛,從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅,其特點(diǎn)如表所示。
果蠅 表型 表型特征 基因型 基因所在染色體
甲 黑檀體 體呈烏木色、黑亮 ee Ⅲ
乙 黑體 體呈深黑色 bb Ⅱ
丙 殘翅 翅退化,部分殘留 vv Ⅱ
某小組用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),探究性狀的遺傳規(guī)律。回答下列問題。
(1)用乙果蠅與丙果蠅雜交,F1的表型是 ;F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分離比,其原因是 .
。
灰體長翅
黑體和殘翅的基因都位于Ⅱ號(hào)
染色體上
解析:(1)根據(jù)題干的信息,乙果蠅的基因型為EEbbVV,丙果蠅的基因型為EEBBvv。乙果蠅與丙果蠅雜交,F1的基因型為EEBbVv,所以F1的表型是灰體長翅;由于控制兩對(duì)性狀的基因均位于Ⅱ號(hào)染色體上,兩對(duì)性狀的遺傳不符合基因自由組合定律。F1雌雄交配時(shí),F1產(chǎn)生兩種配子,雌雄配子有四種結(jié)合方式,得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分離比。
果蠅有4對(duì)染色體(Ⅰ～Ⅳ號(hào),其中Ⅰ號(hào)為性染色體)。純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長翅、直剛毛,從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅,其特點(diǎn)如表所示。
果蠅 表型 表型特征 基因型 基因所在染色體
甲 黑檀體 體呈烏木色、黑亮 ee Ⅲ
乙 黑體 體呈深黑色 bb Ⅱ
丙 殘翅 翅退化,部分殘留 vv Ⅱ
某小組用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),探究性狀的遺傳規(guī)律。回答下列問題。
(2)若只考慮體色,用甲果蠅與乙果蠅雜交,F1的基因型為 、表型為 ,F1雌雄交配得到的F2中果蠅體色性狀 (填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生分離。
解析:(2)若只考慮體色,甲果蠅的基因型是eeBB,乙果蠅的基因型是EEbb,甲果蠅與乙果蠅雜交,F1的基因型為EeBb,表型為灰體;控制該性狀的基因分別位于Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)染色體上,遵循基因的自由組合定律。F1雌雄交配,即EeBb×EeBb→9E　B　(灰體)∶3E　bb(黑體)∶3eeB　(黑檀體)∶1eebb,所以得到的F2中果蠅體色性狀會(huì)發(fā)生分離。
EeBb
灰體
會(huì)
果蠅有4對(duì)染色體(Ⅰ～Ⅳ號(hào),其中Ⅰ號(hào)為性染色體)。純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長翅、直剛毛,從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅,其特點(diǎn)如表所示。
果蠅 表型 表型特征 基因型 基因所在染色體
甲 黑檀體 體呈烏木色、黑亮 ee Ⅲ
乙 黑體 體呈深黑色 bb Ⅱ
丙 殘翅 翅退化,部分殘留 vv Ⅱ
某小組用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),探究性狀的遺傳規(guī)律。回答下列問題。
BBXAXA、bbXaY
解析:(3)子一代雌雄交配后,子二代雄果蠅和雌果蠅中直剛毛與焦剛毛的比值分別為雄性中直剛毛∶焦剛毛=(3+1)∶(3+1)=1∶1;雌性中只有直剛毛;兩者后代分離比不同,性狀的遺傳與性別相關(guān)聯(lián),說明A、a位于X染色體上。由于伴性遺傳具有交叉遺傳的特點(diǎn),子二代雌果蠅全是直剛毛,說明直剛毛為顯性性狀,所以子一代雄果蠅的基因型為XAY,子二代雄果蠅直剛毛∶焦剛毛=1∶1,說明子一代雌果蠅是雜合子XAXa。子二代雄果蠅和雌果蠅中灰體與黑體的比值為雄性中灰體∶黑體=(3+3)∶(1+1)=3∶1;雌性中灰體∶黑體=6∶2=3∶1;兩者后代的分離比相同,說明B、b位于常染色體上,所以子一代的雌雄果蠅基因型均為Bb。綜上所述,子一代的基因型為BbXAXa×BbXAY,因?yàn)橛H本均為純合子,bbXaY×BBXAXA→1BbXAXa∶1BbXAY,所以親本的基因型為bbXaY×BBXAXA。
果蠅有4對(duì)染色體(Ⅰ～Ⅳ號(hào),其中Ⅰ號(hào)為性染色體)。純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長翅、直剛毛,從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅,其特點(diǎn)如表所示。
果蠅 表型 表型特征 基因型 基因所在染色體
甲 黑檀體 體呈烏木色、黑亮 ee Ⅲ
乙 黑體 體呈深黑色 bb Ⅱ
丙 殘翅 翅退化,部分殘留 vv Ⅱ
某小組用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),探究性狀的遺傳規(guī)律。回答下列問題。
(4)取甲組黑檀體果蠅和灰體果蠅雜交得F1,F1自交得F2,若要證明F2中的某只灰體果蠅為雜合體,最好采取 的方法,請(qǐng)寫出該證明過程相關(guān)基因的遺傳圖解。
測(cè)交
解析:(4)甲組黑檀體果蠅的基因型是ee,灰體果蠅基因型是EE,兩者雜交得F1的基因型為Ee,F1自交得F2性狀分離比為3E　∶1ee。F2中的灰體果蠅有純合也有雜合,若要證明某只灰體果蠅為雜合體,最好采取測(cè)交的方法,若測(cè)交后代出現(xiàn)黑檀體或黑檀體∶灰體=1∶1,則灰體為雜合子,其遺傳圖解如下:
隨堂檢測(cè)
1.下列關(guān)于遺傳的染色體學(xué)說的敘述中,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.該學(xué)說的提出基于染色體的成分分析
B.該學(xué)說的要點(diǎn)是染色體可能是基因載體
C.該學(xué)說能圓滿解釋孟德爾遺傳定律
D.摩爾根對(duì)果蠅的遺傳學(xué)研究完善了該學(xué)說
解析:遺傳的染色體學(xué)說提出的依據(jù)是基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系;該學(xué)說的要點(diǎn)是染色體可能是基因載體;遺傳的染色體學(xué)說能圓滿解釋孟德爾遺傳定律即減數(shù)分裂時(shí),等位基因隨著同染源色體的分開而分離,非同源染色體上非等位基因自由組合;摩爾根對(duì)果蠅的遺傳學(xué)研究完善了該學(xué)說,即證明基因位于染色體上。
A
2.M、m和N、n分別表示某動(dòng)物的兩對(duì)同源染色體,A、a和B、b分別表示等位基因,基因與染色體的位置如圖所示,下面對(duì)該動(dòng)物精巢中部分細(xì)胞的分裂情況分析合理的是(　 　)
A.正常情況下,若某細(xì)胞的基因型為AABB,此時(shí)該細(xì)胞的名稱為初級(jí)精母細(xì)胞
B.正常情況下,若某細(xì)胞含有MMmmNNnn這8條染色體,則此細(xì)胞處于有絲分裂后期
C.在形成次級(jí)精母細(xì)胞過程中,圖中的染色體發(fā)生復(fù)制、聯(lián)會(huì)、著絲粒分裂等變化
D.M和N染色體上的基因可能會(huì)發(fā)生交叉互換
B
解析:該生物的基因型為AaBb,在減數(shù)分裂前的間期,由于染色體的復(fù)制,減數(shù)第一次分裂過程的細(xì)胞的基因型為AAaaBBbb,在后期Ⅰ,由于同源染色體分離,非同源染色體自由組合,所以在精巢中形成的次級(jí)精母細(xì)胞的基因型為AABB、aabb或AAbb、aaBB,因此某細(xì)胞的基因型為AABB,則該細(xì)胞的名稱為次級(jí)精母細(xì)胞;正常情況下,若細(xì)胞含有MMmmNNnn這8條染色體,則此細(xì)胞處于有絲分裂后期;形成次級(jí)精母細(xì)胞過程即為減數(shù)第一次分裂過程,該過程中染色體發(fā)生復(fù)制、聯(lián)會(huì)等變化,但著絲粒分裂發(fā)生在后期Ⅱ;M和N是非同源染色體,非同源染色體之間不能發(fā)生交叉互換。
3.如圖是科學(xué)家對(duì)果蠅某條染色體上的基因測(cè)定結(jié)果。下列有關(guān)敘述中正確的是(　 　)
A.白眼和棒眼是一對(duì)相對(duì)性狀
B.朱紅眼基因與深紅眼基因是等位基因
C.該染色體上的基因在細(xì)胞中都能得到表達(dá)
D.朱紅眼基因和深紅眼基因的堿基對(duì)排列順序不同
解析:白眼和棒眼不是一對(duì)相對(duì)性狀;朱紅眼基因與深紅眼基因是同一條染色體上的基因,不是等位基因;該染色體上的基因若控制的性狀為隱性性狀,則在后代中不一定能表達(dá)出來;朱紅眼基因和深紅眼基因是不同基因,不同基因的堿基對(duì)排列順序不同。
D
4.科學(xué)家將抗凍蛋白基因?qū)霟煵?篩選出抗凍蛋白基因成功整合到染色體上的煙草(假定抗凍蛋白基因都能正常表達(dá))。某些煙草的體細(xì)胞含兩個(gè)抗凍蛋白基因,這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有圖示的三種類型(黑點(diǎn)表示抗凍蛋白基因的整合位點(diǎn));讓這些含兩個(gè)抗凍蛋白基因的煙草自交,后代抗凍煙草和普通煙草(不含抗凍蛋白基因)的比值分別是(　 　)
A.1∶0;3∶1;15∶1
B.3∶1;3∶1;9∶6∶1
C.1∶0;1∶1;9∶6∶1
D.1∶1;3∶1;15∶1
A
解析:甲圖中在一對(duì)同源染色體上都有抗凍蛋白基因,可看作是純合子(用AA表示),自交后代全都含抗凍蛋白基因,即后代抗凍煙草∶普通煙草=
1∶0;乙圖可以看作是雜合子(用Aa表示),自交后代有3/4的個(gè)體含有抗凍蛋白基因,因此后代抗凍煙草∶普通煙草=3∶1;丙圖在兩對(duì)同源染色體上各有一條含有抗凍蛋白基因,相當(dāng)于雙雜合子(用AaBb表示),并且遵循基因的自由組合定律,因此自交后代不含抗凍蛋白基因(aabb)的占1/16,即后代抗凍煙草∶普通煙草=15∶1。
5.水稻抗瘟特性受3對(duì)等位基因控制(分別用字母A/a、B/b、C/c表示),只要含有抗瘟基因即表現(xiàn)抗病(即對(duì)稻瘟病菌M有抗性)。品系甲、乙、丙是三種純合品系,且乙和丙均和甲存在一對(duì)基因的差異,其中品系甲不具有抗瘟特性,品系乙和丙都對(duì)稻瘟病菌M有抗性。現(xiàn)有谷農(nóng)13和天谷B兩種抗稻瘟病菌M純合品系,讓其分別與品系甲、乙、丙進(jìn)行雜交,結(jié)果如表所示。
♀子
代
谷農(nóng)13 天谷B
F1 F2 F1 F2
抗病 感病 抗病 感病
品系甲 抗病 409 140 抗病 441 7
品系乙 抗病 436 29 抗病 519 0
品系丙 抗病 508 34 抗病 540 12
請(qǐng)回答下列問題。
(1)水稻的抗稻瘟病菌M特性是由　　　(填“顯性”或“隱性”)基因控制的,具有抗瘟特性的水稻基因型有　　種,其中品系甲的基因型可表示為　　　 　　　。
顯性
26
aabbcc
解析:(1)由題意分析可知,水稻抗稻瘟病菌M特性是由顯性基因控制,三對(duì)等位基因位于三對(duì)同源染色體上,遵循基因的自由組合定律,品系甲是隱性純合子,基因型為aabbcc,具有抗瘟特性的水稻基因型有3×3×3-1=26(種)。
5.水稻抗瘟特性受3對(duì)等位基因控制(分別用字母A/a、B/b、C/c表示),只要含有抗瘟基因即表現(xiàn)抗病(即對(duì)稻瘟病菌M有抗性)。品系甲、乙、丙是三種純合品系,且乙和丙均和甲存在一對(duì)基因的差異,其中品系甲不具有抗瘟特性,品系乙和丙都對(duì)稻瘟病菌M有抗性。現(xiàn)有谷農(nóng)13和天谷B兩種抗稻瘟病菌M純合品系,讓其分別與品系甲、乙、丙進(jìn)行雜交,結(jié)果如表所示。
♀子
代
谷農(nóng)13 天谷B
F1 F2 F1 F2
抗病 感病 抗病 感病
品系甲 抗病 409 140 抗病 441 7
品系乙 抗病 436 29 抗病 519 0
品系丙 抗病 508 34 抗病 540 12
請(qǐng)回答下列問題。
(2)表中品系乙與品系丙的抗性基因位于　 　對(duì)同源染色體上,該抗病性狀的遺傳遵循
　　　　　定律;谷農(nóng)13與品系丙雜交得到F1,然后F1通過　　　得到F2,F2抗病個(gè)體中,其中雜合子所占比例為　　　　。
2
自由組合
自交
4/5
解析:(2)品系乙、丙與甲只存在一對(duì)基因差異的純合品系,其中品系甲不具有抗瘟特性,基因型為aabbcc,品系乙和丙都對(duì)稻瘟病菌M有抗性,可推知,品系乙有一對(duì)抗病基因,品系乙與谷農(nóng)13雜交,F1抗病,F2表型及比例為抗病∶感病=436∶29≈15∶1,符合基因的自由組合定律,故谷農(nóng)13也應(yīng)有1對(duì)抗病基因,且谷農(nóng)13與品系乙的抗性基因位于2對(duì)同源染色體上,同理,谷農(nóng)13與品系丙雜交,F1抗病自交,F2表型及比例為抗病∶感病=508∶34≈15∶1,說明谷農(nóng)13與品系丙的抗性基因也位于2對(duì)同源染色體上,故品系乙與品系丙的抗性基因位于2對(duì)同源染色體上,F2抗病個(gè)體共15份,其中純合子只有3份,所占比例為1/5,雜合子占4/5。(共65張PPT)
第三節(jié)　性染色體上基因的傳遞和性別相關(guān)聯(lián)
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
內(nèi)容梳理
概念突破
隨堂檢測(cè)
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.生物的性別主要由性染色體決定 (1)通過歸納與概括,分析染色體組型的概念,并比較人類男性與女性染色體組型的差異 科學(xué)思維
(2)比較分析XY型和ZW型性別決定,感悟性染色體在性別決定中的作用 科學(xué)思維
2.性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳 (1)通過提煉與分析,概括不同伴性遺傳的特點(diǎn),并比較分析 科學(xué)思維
(2)通過模型與建模,建構(gòu)體現(xiàn)不同伴性遺傳特征的系譜圖,并能進(jìn)行比較分析 科學(xué)思維
(3)分析與伴性遺傳相關(guān)的遺傳病的致病特點(diǎn),引導(dǎo)人們能夠正確認(rèn)識(shí)疾病 社會(huì)責(zé)任
1.生物的性別主要由性染色體決定
(1)染色體組型
①概念:指將某種生物體細(xì)胞內(nèi)的 ,按 和 特征進(jìn)行 、 和 所構(gòu)成的圖像(如下圖)。它體現(xiàn)了該生物染色體的 和 特征的全貌。
全部染色體
內(nèi)容梳理
大小
形態(tài)
配對(duì)
分組
排列
數(shù)目
形態(tài)
男性
女性
②顯微攝影最佳時(shí)期: 。
有絲分裂中期
(2)性染色體及性別決定
①染色體類型
項(xiàng)目 性染色體 常染色體
概念 與 有直接關(guān)系的染色體 除 之外的其他染色體
特點(diǎn) 雌、雄性個(gè)體 . 雌、雄性個(gè)體 .
性別決定
性染色體
不相同
相同
②不同性別決定方式比較
項(xiàng)目 XY型性別決定 ZW型性別決定
含義 由X和Y兩條性染色體決定性別。含兩條同型的 染色體的個(gè)體為雌性,含兩條異型性染色體 的個(gè)體為雄性 由Z和W兩條性染色體決定性別。含兩條同型的
染色體的個(gè)體為雄性,含兩條異型性染色體
的個(gè)體為雌性
生物類型 人、 、某些 和許多昆蟲 、家蠶等
性別決定時(shí)期 .
X
X和Y
Z
Z和W
哺乳類
兩棲類
鳥類
受精時(shí)
性別決定圖解
X
X
Y
XX
XY
Z
W
Z
ZW
ZZ
2.性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳
(1)伴性遺傳概念
人們將位于 染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與 相聯(lián)系的遺傳方式稱為伴性遺傳。
(2)伴X染色體隱性遺傳
①概念:由 染色體攜帶的 基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴X染色體隱性遺傳。
②特點(diǎn):人群中男性患者 女性患者。
③典型病例:血友病、紅綠色盲。
性
性別
X
隱性
遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于
(3)伴X染色體顯性遺傳
①概念:由 染色體攜帶的 基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴X染色體顯性遺傳。
②特點(diǎn):人群中女性患者 男性患者。
③典型病例: 。
(4)伴Y染色體遺傳
①概念:由 染色體攜帶的基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴Y染色體遺傳。
②特點(diǎn):患者全部是 。
③典型病例: 。
X
顯性
多于
抗維生素D佝僂病
Y
男性
外耳道多毛癥
(5)其他伴性遺傳
①雞的羽毛蘆花性狀遺傳:控制蘆花的基因?yàn)? ,非蘆花的基因?yàn)? 。
②雌雄異株植物女婁菜葉子形狀的遺傳:控制闊葉的基因?yàn)? ,細(xì)葉的基因?yàn)? 。
ZB
Zb
XB
Xb
概念突破
概念一　生物的性別主要由性染色體決定
[概念情境]
某同學(xué)設(shè)計(jì)了“模擬人類后代性別決定的過程”活動(dòng),以分析人類生男生女的奧秘。該同學(xué)的具體操作為把20個(gè)白色小球放入甲紙袋中,10個(gè)白色小球和10個(gè)紅色小球放入乙紙袋中。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)甲袋和乙袋分別模擬的是什么個(gè)體
提示:甲袋模擬的是雌性個(gè)體(母親),乙袋模擬的是雄性個(gè)體(父親)。
(2)紅色小球和白色小球模擬了什么染色體
提示:紅色小球模擬了Y染色體,白色小球模擬了X染色體。
(3)從甲袋和乙袋各取一個(gè)小球,能否一定模擬女孩的產(chǎn)生 試說明原因。
提示:不能。乙袋表示X染色體和Y染色體,若乙袋中取到紅色小球,則組成的個(gè)體為男孩。
(4)乙袋中白色小球和紅色小球的比例為什么是 1∶1
提示:乙袋模擬的是雄性個(gè)體,雄性個(gè)體產(chǎn)生含X染色體的精子與含Y染色體的精子之比為1∶1。
突破點(diǎn)1
染色體組型分析
[典例1] 染色體組型具有種的特異性,如圖是正常女性C組染色體圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　 　)
A.男性的6號(hào)染色體的形狀、大小與女性不相同
B.X染色體和Y染色體分在不同的組
C.正常人染色體組型的C組都含有16條染色體
D.圖中的同源染色體之間正在發(fā)生交叉互換
解析:男性的6號(hào)染色體是常染色體,其形狀、大小與女性相同;X染色體在C組,Y染色體在G組;正常女性染色體組型的C組含有16條染色體,正常男性染色體組型的C組含有15條染色體;圖中的染色體是人為排列的,沒有處于減數(shù)分裂中,所以同源染色體之間沒有發(fā)生交叉互換。
B
[概念誤區(qū)] 染色體組型的制作與觀察
染色體組型不能直接在顯微鏡下被觀察到,而是需要先對(duì)處在有絲分裂中期的染色體進(jìn)行顯微攝影,然后按照染色體的大小、形狀和著絲粒的位置等進(jìn)行排列,是人為制作形成的。
突破點(diǎn)2
性別決定分析
[典例2] 下列關(guān)于人類和鳥類性別決定的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.人類中女性含有兩個(gè)同型性染色體
B.人類與鳥類都是精子決定了子代的性別
C.兩棲類中既存在XY型性別決定的生物,也存在ZW型性別決定的生物
D.Z、W染色體上的基因都伴隨性染色體遺傳
解析:女性的性染色體由兩個(gè)同型的X染色體構(gòu)成;人類為XY型性別決定,該機(jī)制中,雄性的精子類型決定了子代的性別,鳥類為ZW型性別決定,該機(jī)制中,雌性的卵細(xì)胞決定了子代的性別;兩棲類中既存在XY型性別決定的生物,也存在ZW型性別決定的生物;Z、W是一對(duì)性染色體,Z、W上的基因都伴隨性染色體遺傳。
B
[概念誤區(qū)] 有關(guān)性別決定認(rèn)識(shí)的幾點(diǎn)誤區(qū)
(1)性別決定是指雌雄異體的生物決定性別的方式,如豌豆沒有性別,也不具有性染色體。
(2)在書寫基因型時(shí),常染色體上的基因不需標(biāo)明其位于常染色體上,性染色體上的基因則需要將性染色體及其上的基因一同寫出。
(3)在書寫表型時(shí),對(duì)于常染色體遺傳不需要帶入性別,對(duì)于伴性遺傳則既要描述性狀的顯隱性,又要將性別一同帶入。
(4)生物的性別決定并非都是由性染色體決定的。有的性別決定由環(huán)境中的影響因子決定(如溫度、濕度等)。
[概念情境]
從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅,這兩種體色的果蠅數(shù)量相等,每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制,所有果蠅均能正常生活,性狀的分離符合遺傳的基本定律。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)種群中的個(gè)體通過繁殖將各自的核基因傳遞給后代,該過程中,核基因如何傳遞
提示:核基因的載體為染色體,通過減數(shù)分裂進(jìn)入配子,受精后進(jìn)入下一代。
概念二　性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳
(2)確定某性狀由常染色體基因決定,還是由性染色體基因決定,可采用的雜交方法是什么
提示:正交和反交。
(3)假設(shè)果蠅的體色由一對(duì)等位基因A、a控制,若控制體色的基因位于常染色體或X染色體上,則該自然果蠅種群中控制體色的基因型分別有幾種 試分析說明。
提示:控制體色的基因若位于常染色體上,基因型有3種:AA、Aa、aa;若位于X染色體上,基因型有5種:XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。
(4)現(xiàn)用兩個(gè)雜交組合:灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅,只做一代雜交實(shí)驗(yàn),每個(gè)雜交組合選用多對(duì)果蠅。推測(cè)兩個(gè)雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀,并以此為依據(jù),對(duì)哪一種體色為顯性性狀,以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個(gè)問題,作出相應(yīng)的推斷(只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)。
提示:對(duì)于一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳,若性狀遺傳與性別無關(guān),則控制該性狀的基因位于常染色體上,后代中一般顯性性狀個(gè)體數(shù)多于隱性性狀個(gè)體數(shù);若與性別有關(guān),則控制該性狀的基因位于性染色體上。灰色雌蠅×黃色雄蠅后代中若雌性全為黃色,則灰色基因是位于X染色體上的隱性基因;黃色雌蠅×灰色雄蠅后代中若雌性全為灰色,則黃色基因是位于X染色體上的隱性基因。
突破點(diǎn)1
伴X染色體隱性遺傳的特點(diǎn)
[典例1] 紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳,正常情況下,下列有關(guān)說法不正確的是(　 　)
A.父親正常,女兒必正常;母親色盲,兒子必色盲
B.外公為色盲患者,其色盲基因可能會(huì)通過他的女兒遺傳給他的外孫
C.女兒患病,父親必患病;兒子患病,母親必患病
D.在人群中,男性的患病率高于女性
C
解析:假設(shè)紅綠色盲由一對(duì)等位基因B、b控制。父親正常,基因型為XBY,則女兒的基因型為XBX-,女兒的表型必正常;母親色盲,基因型為XbXb,則兒子的基因型為XbY,兒子必為色盲。外公為色盲患者,其色盲基因可能會(huì)通過他的女兒傳給他的外孫,其傳遞過程為外公的基因型(XbY)→假如其女兒的基因型是XBXb→外孫的基因型有兩種情況(XBY、XbY),其中XbY基因型的Xb基因是來自外公。女兒患病,則女兒的基因型是XbXb,其中一個(gè)Xb來自父親,所以父親的基因型是XbY,一定患色盲;兒子患色盲(XbY),其色盲基因一定來自母親,母親一定帶有色盲基因,但不一定患病,可能是攜帶者XBXb。紅綠色盲遺傳的特點(diǎn)之一是在人群中男性的患病率遠(yuǎn)高于女性。
[拓展延伸] 伴X染色體隱性遺傳的遺傳特點(diǎn)
(1)具有隔代交叉遺傳現(xiàn)象(男性患者的致病基因通過他的女兒傳給他的外孫)。
(2)男性正常,其母親、女兒全都正常。
(3)女性患者的父親和兒子一定都是患者(即“母患子必患,女患父必患”)。
(4)男性發(fā)病率遠(yuǎn)高于女性。
突破點(diǎn)2
伴X染色體顯性遺傳的特點(diǎn)
[典例2] 抗維生素D佝僂病是一種伴X染色體顯性遺傳病,患者對(duì)磷、鈣的吸收不良,造成血磷血鈣下降,表現(xiàn)為下肢彎曲、膝內(nèi)翻或外翻、骨骼發(fā)育畸形、身材矮小。下列關(guān)于此病的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.父親患病,女兒一定患病 B.母親患病,女兒不一定患病
C.人群中女性患者多于男性患者 D.父母均為患者,則子代也為患者
解析:假設(shè)抗維生素D佝僂病由一對(duì)等位基因D、d控制,男性患者(XDY)的致病基因一定隨X染色體傳給女兒,故女兒一定患病;如果女性患者是雜合子(XDXd),則與正常男性(XdY)婚配所生女兒有50%患病的概率;抗維生素D佝僂病屬于伴X染色體顯性遺傳,由于女性有兩條X染色體,只要獲得一個(gè)致病基因就會(huì)患病,故抗維生素D佝僂病患者中女性多于男性;一對(duì)患病夫婦,女性如果是雜合子(XDXd)的情況下可能生下正常兒子,女兒一定患病。
D
[拓展延伸] 伴X染色體顯性遺傳的特點(diǎn)
(1)具有世代連續(xù)性(即患者的雙親中必有一個(gè)是患者)。
(2)男性患病,其母親、女兒必患病。
(3)男性患病率小于女性。
突破點(diǎn)3
伴Y染色體遺傳
[典例3] 調(diào)查發(fā)現(xiàn),人類的外耳道多毛癥總是由父親傳給兒子,女性無此癥,下列敘述正確的是(　 　)
A.該癥屬于伴X染色體遺傳
B.外耳道多毛癥基因位于常染色體上
C.患者的體細(xì)胞都有成對(duì)的外耳道多毛癥基因
D.患者產(chǎn)生的精子中有外耳道多毛癥基因的占1/2
解析:由題意可知,人類的外耳道多毛癥屬于伴Y染色體遺傳,故該病患者正常體細(xì)胞中一般有一個(gè)外耳道多毛癥基因;患者產(chǎn)生的精子中有該致病基因的占1/2。
D
[概念誤區(qū)] 對(duì)伴Y染色體遺傳的理解
伴Y染色體遺傳是典型的傳男不傳女,但不能因某系譜圖中患者男性多就確定該遺傳病就為伴Y染色體遺傳,還需分析男性親子代之間的傳承性,若出現(xiàn)隔代現(xiàn)象,一般可排除伴Y染色體遺傳。
突破點(diǎn)4
X、Y各區(qū)段分析
[典例4] 如圖是人體性染色體的模式圖。下列敘述不正確的是(　 　)
A.位于Ⅰ區(qū)基因的遺傳只與男性相關(guān)
B.位于Ⅱ區(qū)的基因在遺傳時(shí),后代男女性狀的表現(xiàn)一致
C.位于Ⅲ區(qū)的致病基因,在體細(xì)胞中也可能有等位基因
D.性染色體既存在于生殖細(xì)胞中,也存在于體細(xì)胞中
B
解析:由人體性染色體的模式圖分析可知,Ⅰ區(qū)為Y染色體所特有的片段,位于Ⅰ區(qū)的基因控制的性狀只傳遞給男性后代,所以位于Ⅰ區(qū)基因的遺傳只與男性相關(guān);由人體性染色體的模式圖分析可知,Ⅱ?yàn)閄、Y共有的片段,為兩者的同源區(qū),其上有等位基因,所以位于Ⅱ區(qū)的基因在遺傳時(shí),后代男女性狀的表現(xiàn)不一定一致,如XDXd×XdYD的后代,男性全部是顯性性狀,女性一半是顯性性狀,一半是隱性性狀;Ⅲ區(qū)為X染色體所特有的片段,女性個(gè)體有兩條X染色體,兩條X染色體上均可以有相應(yīng)的基因(如一個(gè)為A,一個(gè)為a),故可能有等位基因;性染色體普遍存在于生殖細(xì)胞和體細(xì)胞內(nèi),因?yàn)閭€(gè)體是由一個(gè)受精卵發(fā)育而來,發(fā)育的前提是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化,在細(xì)胞分裂和分化過程中其染色體組成是不變的。
[拓展延伸] X、Y染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及相關(guān)區(qū)段解讀
(1)X、Y染色體關(guān)系
兩者為同源染色體,但由于存在不對(duì)應(yīng)區(qū)域,因此該對(duì)同源染色體存在同源區(qū)段和非同源區(qū)段,如下圖所示:
(2)基因所在區(qū)段位置與相應(yīng)基因型對(duì)應(yīng)關(guān)系:
基因所
在區(qū)段 基因型(隱性遺傳病)
男正常 男患病 女正常 女患病
Ⅰ XBYB、
XBYb、
XbYB XbYb XBXB、XBXb XbXb
Ⅱ-1
(伴Y遺傳) XYB XYb — —
Ⅱ-2
(伴X遺傳) XBY XbY XBXB、
XBXb XbXb
(3)X、Y染色體上基因遺傳特點(diǎn)
與性別相關(guān)聯(lián),即在不同性別中,某一性狀出現(xiàn)概率不同(基因位于同源區(qū)段和位于非同源區(qū)段均遵循上述規(guī)律)。
突破點(diǎn)5
伴性遺傳與常染色體遺傳的綜合分析
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(1)這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合　　　　　　定律,控制白眼與紅眼的基因(R、r)位于　　　　染色體上。
自由組合
X
解析:(1)這兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上,故這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合自由組合定律,F1雌性果蠅中沒有白眼,雄性果蠅中紅眼和白眼都有,因此控制白眼與紅眼的基因(R、r)位于X染色體上。
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(2)基因B控制的性狀為　　　,翅形的這種顯隱性關(guān)系稱為　 　　　。
長翅
完全顯性
解析:(2)F1中長翅∶殘翅=(151+75+77)∶(52+25+26)≈3∶1,因此基因B控制的性狀為長翅;因?yàn)榛蛐虰B和Bb控制的表型相同,即翅形的這種顯隱性關(guān)系稱為完全顯性。
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(3)親代雌果蠅的基因型為　　　　。F1的基因型共有　　　　種。F1長翅紅眼雌果蠅體細(xì)胞內(nèi)基因B的數(shù)目最多有　　　　個(gè)。
BbXRXr
12
解析:(3)結(jié)合以上分析可知,親代雌果蠅的基因型為BbXRXr,雄果蠅的基因型為BbXRY。只考慮翅形,F1的基因型為1BB、2Bb、1bb,只考慮眼色,F1的基因型為XRXR、XRXr、XRY、XrY,則F1的基因型共有3×4=12(種)。F1長翅紅眼雌果蠅的基因型為BBXRXr、BBXRXR、BbXRXR、BbXRXr,故體細(xì)胞內(nèi)基因B的數(shù)目最多有4個(gè)。
4
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(4)讓F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,產(chǎn)生的F2有　　　　種表型,F2中紅眼雌果蠅所占的比例為　　　　。
8
解析:(4)讓F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,只考慮翅形,F2有長翅和短翅2種表型,只考慮眼色,F2有紅眼雌蠅、白眼雌蠅、紅眼雄蠅、白眼雄蠅4種表型,因此F2有2×4=8(種)表型;只考慮眼色這一對(duì)基因,則F1產(chǎn)生的雌配子的比例為3XR、1Xr,雄配子的比例為1XR、1Xr、2Y,因此,F2中紅眼雌果蠅所占的比例為3/4(雌配子XR)×1/2(雄配子XR和Xr)+1/4(雌配子Xr)×1/4(雄配子XR)=7/16。
7/16
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(5)為驗(yàn)證雜合長翅紅眼雄果蠅產(chǎn)生配子的種類及比例,進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)用遺傳圖解表示。
解析:(5)為驗(yàn)證雜合長翅紅眼雄果蠅(BbXRY)產(chǎn)生配子的種類及比例,需要進(jìn)行測(cè)交驗(yàn)證,則應(yīng)選擇基因型為bbXrXr的雌果蠅進(jìn)行雜交。遺傳圖解表示如下:
答案:
[拓展延伸] 伴性遺傳與常染色體遺傳綜合類題目分析技巧
步驟 結(jié)果
第一步,對(duì)每一對(duì)性狀進(jìn)行獨(dú)立分析,確定遺傳方式 子代中雌性的表型及比例 若子代中雌雄個(gè)體的表型不存在差異,可確定控制該性狀的基因位于常染色體上
若子代中雌雄個(gè)體表型不同,可確定控制該性狀的基因一般位于X染色體上
子代中雄性的表型及比例
全部子代的表型及比例
第二步,通過性狀分離現(xiàn)象或子代的表型比例確定某性狀的顯隱性 若某性狀出現(xiàn)性狀分離,則該性狀為顯性;若子代中出現(xiàn)典型的3∶1或2∶1分離比,占比多者為顯性;若某一性狀掩蓋另一性狀,則該性狀為顯性
第三步,基于自由組合類題目的分析方式獨(dú)立分析各性狀的表型比例 獨(dú)立分析并計(jì)算各性狀的表型比,最后合并乘積獲得最后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
突破點(diǎn)6
遺傳系譜圖分析
[典例6] 如圖是具有兩種遺傳病的家系圖,家庭中有的成員患甲種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锽,隱性基因?yàn)閎),有的成員患乙種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锳,隱性基因?yàn)閍),如系譜圖所示。現(xiàn)已查明Ⅱ6不攜帶致病基因。回答下列問題。
(1)甲種遺傳病的致病基因位于　　　　染色體上,屬于　　　　　 　(填“顯性”或“隱性”)遺傳;乙種遺傳病的致病基因位于　　　　染色體上,屬于　　　　　(填“顯性”或“隱性”)遺傳。
X
隱性
常
隱性
解析:(1)分析遺傳系譜圖:Ⅱ5、Ⅱ6表現(xiàn)正常,生出患甲病的兒子Ⅲ9,推知該病為隱性遺傳病,又Ⅱ6不攜帶致病基因,故甲病是伴X染色體隱性遺傳病;
Ⅱ3、Ⅱ4表現(xiàn)正常,生出患乙病的女兒Ⅲ8,故乙病是常染色體隱性遺傳病。
[典例6] 如圖是具有兩種遺傳病的家系圖,家庭中有的成員患甲種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锽,隱性基因?yàn)閎),有的成員患乙種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锳,隱性基因?yàn)閍),如系譜圖所示。現(xiàn)已查明Ⅱ6不攜帶致病基因。回答下列問題。
(2)寫出下列個(gè)體的基因型:Ⅱ5　 　 　,Ⅲ8　 　　　　　,
Ⅲ9　　　 　　。
AaXBXb
aaXBXB或aaXBXb
AAXbY或AaXbY
解析:(2)Ⅲ8患乙病,關(guān)于乙病的基因型為aa,Ⅲ8不患甲病,但有患甲病的弟弟(哥哥),故Ⅱ3和Ⅱ4關(guān)于甲病的基因型分別為XBY、XBXb,故Ⅲ8關(guān)于甲病的基因型為XBXb或XBXB,綜合兩對(duì)基因,Ⅲ8基因型及概率為1/2aaXBXb、1/2aaXBXB。Ⅲ9患甲病,關(guān)于甲病的基因型為XbY,其父親Ⅱ6不患甲病,故甲病致病基因來自母親Ⅱ5,Ⅱ5關(guān)于甲病基因型為XBXb;Ⅲ9不患乙病,Ⅰ2患乙病,Ⅱ5、Ⅱ6關(guān)于乙病的基因型分別為Aa、AA,故Ⅲ9關(guān)于乙病的基因型為AA或Aa,綜合兩對(duì)基因,Ⅲ9基因型及概率為1/2AaXbY、1/2AAXbY;Ⅱ5基因型為AaXBXb。
[典例6] 如圖是具有兩種遺傳病的家系圖,家庭中有的成員患甲種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锽,隱性基因?yàn)閎),有的成員患乙種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锳,隱性基因?yàn)閍),如系譜圖所示。現(xiàn)已查明Ⅱ6不攜帶致病基因。回答下列問題。
(3)若Ⅲ8和Ⅲ9婚配,子女中只患一種遺傳病的概率為　　　　　　　　　。
3/8
解析:(3)若Ⅲ8和Ⅲ9婚配,子女中患甲病的概率為1/2×1/2=1/4,子女中患乙病的概率為1/2×1/2=1/4,子女中只患一種遺傳病的概率為1/4×3/4+
1/4×3/4=3/8。
[拓展延伸] “四步法”分析遺傳系譜圖
步驟 現(xiàn)象及結(jié)論
的口訣記憶 圖譜特征
第一,排除或確定伴Y遺傳 若系譜圖中患者全為男性,而且患者后代中男性全為患者,則為伴Y遺傳;若系譜圖中,患者有男有女,則不是伴Y遺傳
第二,確定圖譜中遺傳病是顯性遺傳還是隱性遺傳 “無中生有”(無病的雙親,所生的孩子中有患者),則為隱性遺傳
“有中生無”(有病的雙親,所生的孩子中出現(xiàn)無病的),則為顯性遺傳
第四,若系譜圖中無上述特征,只能從可能性大小方面推測(cè) ①若該病在代與代間連續(xù)遺傳→
②若該病在系譜圖中隔代遺傳→
素養(yǎng)提升
果蠅的灰身、黑身是由等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)會(huì)影響雌、雄黑身果蠅的體色深度,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,F1隨機(jī)交配,F2表型及數(shù)量如表。
果蠅 灰身 黑身 深黑身
雌果蠅/只 151 49 —
雄果蠅/只 148 26 28
請(qǐng)回答下列問題。
(1)果蠅的灰身和黑身是一對(duì)相對(duì)性狀,其中顯性性狀為 。R、r基因位于 染色體上,其中使黑身果蠅的體色加深的是基因 。這兩對(duì)基因的遺傳遵循 定律。
灰身
X
r
自由組合
解析:(1)黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,說明灰身對(duì)黑身是顯性性狀。F2中雌果蠅沒有深黑身,雄果蠅中黑身∶深黑身≈1∶1,說明R、r基因位于X染色體上,其中使黑身果蠅的體色加深的是基因r。這兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上,遺傳遵循基因的自由組合定律。
果蠅的灰身、黑身是由等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)會(huì)影響雌、雄黑身果蠅的體色深度,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,F1隨機(jī)交配,F2表型及數(shù)量如表。
果蠅 灰身 黑身 深黑身
雌果蠅/只 151 49 —
雄果蠅/只 148 26 28
請(qǐng)回答下列問題。
(2)親代灰身雄果蠅的基因型為 ,F2灰身雌果蠅中雜合子占的比例為 。
BBXrY
5/6
解析:(2)親代灰身雄果蠅的基因型為BBXrY,F1的雌、雄果蠅基因型為BbXRXr、BbXRY,F2灰身雌果蠅(B　XRX-),其中純合子的比例為1/3×1/2=1/6,雜合子占的比例為5/6。
果蠅的灰身、黑身是由等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)會(huì)影響雌、雄黑身果蠅的體色深度,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,F1隨機(jī)交配,F2表型及數(shù)量如表。
果蠅 灰身 黑身 深黑身
雌果蠅/只 151 49 —
雄果蠅/只 148 26 28
請(qǐng)回答下列問題。
(3)F2灰身雌果蠅與深黑身雄果蠅隨機(jī)交配,F3中灰身雌果蠅的比例為 。
1/3
解析:(3)F2灰身雌果蠅(B　XRX-)中等位基因B∶b=2∶1,等位基因XR∶Xr=
3∶1,其與深黑身雄果蠅(bbXrY)隨機(jī)交配,F3中灰身雌果蠅的比例為2/3×
1/2=1/3。
果蠅的灰身、黑身是由等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)會(huì)影響雌、雄黑身果蠅的體色深度,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,F1隨機(jī)交配,F2表型及數(shù)量如表。
果蠅 灰身 黑身 深黑身
雌果蠅/只 151 49 —
雄果蠅/只 148 26 28
請(qǐng)回答下列問題。
(4)用遺傳圖解表示以F2中雜合的黑身雌果蠅與深黑身雄果蠅為親本雜交得到子代的過程。
解析:(4)F2中雜合的黑身雌果蠅的基因型為bbXRXr,與深黑身雄果蠅(bbXrY)雜交得到子代的遺傳圖解如下:
隨堂檢測(cè)
1.下列關(guān)于性染色體的敘述,正確的是(　 　)
A.含X染色體的配子是雌配子
B.真核生物都有性染色體和常染色體
C.性染色體上的基因沒有其相應(yīng)的等位基因
D.控制外耳道多毛癥的基因會(huì)隨著Y染色體的傳遞而遺傳
解析:XY型性別決定的雄性個(gè)體的性染色體是XY,產(chǎn)生的雄配子一半含有X染色體;雌雄同體的真核生物不具有性染色體,如水稻、小麥等;性染色體的同源區(qū)段含有等位基因;控制外耳道多毛癥的基因位于Y染色體上,會(huì)隨著Y染色體的傳遞而遺傳。
D
2.雞是ZW型性別決定,為了依據(jù)羽毛特征盡早地知道小雞的性別,應(yīng)選用(　 　)
A.蘆花母雞和蘆花公雞交配
B.蘆花母雞與非蘆花公雞交配
C.非蘆花母雞和蘆花公雞交配
D.非蘆花母雞與非蘆花公雞交配
B
解析:假設(shè)該性狀由一對(duì)等位基因B、b控制,母雞基因型有ZBW、ZbW兩種,表型分別是蘆花雞和非蘆花雞;公雞基因型有ZBZB、ZBZb、ZbZb三種,表型分別是蘆花雞、蘆花雞和非蘆花雞。用蘆花母雞(ZBW)與非蘆花公雞(ZbZb)交配,后代中凡屬蘆花羽毛(ZBZb)的都是公雞,而非蘆花羽毛(ZbW)的全為母雞,根據(jù)這一規(guī)律,可以盡早鑒別出小雞的性別,從而選留所需的小雞。
3.如圖表示某生物性染色體結(jié)構(gòu)示意圖,下列相關(guān)說法不正確的是(　 　)
A.雌、雄個(gè)體的性染色體組成不同,有同型和異型兩種形式,因而基因組成有差異
B.若Y染色體上攜帶的基因在X染色體有相應(yīng)的等位基因,則性狀遺傳與性別無關(guān)
C.若Y染色體上攜帶的基因在X染色體上無相應(yīng)的等位基因,則只限于相應(yīng)性別的個(gè)體之間遺傳
D.正交結(jié)果和反交結(jié)果可作為判斷遺傳方式的依據(jù)
B
解析:雌雄個(gè)體的性染色體組成不同,有同型XX和異型XY兩種形式,因而基因組成有差異;在X和Y染色體的同源區(qū)段上有相應(yīng)的等位基因,遺傳也與性別有關(guān);Y染色體上攜帶的基因在X染色體上無相應(yīng)的等位基因,因此只限于雄性個(gè)體之間遺傳;判斷遺傳方式是常染色體上的遺傳還是性染色體上的遺傳,可以用正交、反交的方法進(jìn)行判斷,如果正交、反交結(jié)果相同,則是常染色體遺傳,否則是伴性遺傳。
4.繼摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅紅、白眼色(R/r)的遺傳規(guī)律后,科學(xué)家又在果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中獲得了一些無眼突變體(E/e)。下表是4對(duì)果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果。
下列敘述錯(cuò)誤的是(　 　)
A.組合①的F1中紅眼雌蠅的基因型有4種,其中純合子的概率是1/3
B.組合②母本的次級(jí)卵母細(xì)胞中有2個(gè)白眼基因,不一定含有無眼基因
C.這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律,組合①③④均支持該結(jié)論
D.若組合①F1紅眼雌蠅與組合④F1紅眼雄蠅隨機(jī)交配得F2,F2中紅眼概率為35/48
A
解析:組合①中,親本基因型是EeXRXr、EeXRY,子一代紅眼雌蠅的基因型為EEXRXR、EEXRXr、EeXRXR、EeXRXr,其中EEXRXR是純合子,比例是1/3×1/2=
1/6;組合②中母本基因型是EeXrXr,初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂時(shí)等位基因發(fā)生分離,因此次級(jí)卵母細(xì)胞不一定含有無眼基因,但是含有2個(gè)白眼(r)基因;由分析可知,兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上,因此遵循自由組合定律,雜交組合①③④與按照自由組合定律寫出的比例相符,支持自由組合定律;組合①親本基因型是EeXRXr、EeXRY,子一代紅眼雌果蠅的基因型是E　XRX-;組合④親本基因型是EeXRXr、eeXRY,子一代紅眼雄蠅的基因型是EeXRY,組合①F1紅眼雌蠅與組合④F1紅眼雄蠅隨機(jī)交配,拆分成2個(gè)分離定律:E　×Ee→1/6ee+5/6E　、XRX-×XRY→1/8XrY+7/8XR　,隨機(jī)交配,后代紅眼果蠅的比例是E　XR　=5/6×7/8=35/48。
5.果蠅的體色中的黃身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因B、b控制;眼色中的紅色與白色為另一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因D、d控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體。讓體色、眼色相同的多對(duì)果蠅交配,其中雌果蠅的基因型相同,雄果蠅的基因型相同,所得F1表型及比例如下表。
表型 黃身紅眼 黃身白眼 黑身紅眼 黑身白眼
雌蠅 4/12 0 2/12 0
雄蠅 2/12 2/12 1/12 1/12
請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(1)果蠅控制眼色的基因位于　　　　染色體上。
X
解析:根據(jù)題意和題表分析可知,相同基因型的雌、雄果蠅交配,后代中黃身∶黑身=2∶1,且雌雄個(gè)體相當(dāng),說明等位基因B、b位于常染色體上,且黃身對(duì)黑身為顯性;后代中紅眼∶白眼=3∶1,且雌雄個(gè)體有性別差異,說明等位基因D、d位于X染色體上,且紅眼對(duì)白眼為顯性。由于后代中黃身∶黑身=2∶1,說明BB的個(gè)體不能發(fā)育。
(1)根據(jù)上述分析可知,控制果蠅體色的基因位于常染色體上,控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。控制這兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,所以遺傳時(shí)遵循自由組合定律。
5.果蠅的體色中的黃身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因B、b控制;眼色中的紅色與白色為另一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因D、d控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體。讓體色、眼色相同的多對(duì)果蠅交配,其中雌果蠅的基因型相同,雄果蠅的基因型相同,所得F1表型及比例如下表。
表型 黃身紅眼 黃身白眼 黑身紅眼 黑身白眼
雌蠅 4/12 0 2/12 0
雄蠅 2/12 2/12 1/12 1/12
請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(2)親代雄果蠅基因型是　　　 　;F1雌果蠅中致死個(gè)體的基因型是　 。
BbXDY
BBXDXd或BBXDXD
解析:(2)根據(jù)上述分析可知,后代中黃身∶黑身=2∶1,說明親代雌、雄果蠅中控制體色的基因型都是Bb;又因?yàn)楹蟠葡壷兄挥屑t眼,而雄蠅中紅眼∶白眼=1∶1,說明親代雌、雄果蠅中控制眼色的基因分別是XDXd和XDY,因此親代雌、雄果蠅的基因型分別是BbXDXd和BbXDY。F1雌果蠅中致死個(gè)體的基因型是BBXDXd或BBXDXD。
5.果蠅的體色中的黃身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因B、b控制;眼色中的紅色與白色為另一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因D、d控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體。讓體色、眼色相同的多對(duì)果蠅交配,其中雌果蠅的基因型相同,雄果蠅的基因型相同,所得F1表型及比例如下表。
表型 黃身紅眼 黃身白眼 黑身紅眼 黑身白眼
雌蠅 4/12 0 2/12 0
雄蠅 2/12 2/12 1/12 1/12
請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(3)讓F1中全部的紅眼雌、雄果蠅隨機(jī)交配,雌果蠅產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型有
　　　　種,F2中黑身紅眼雄果蠅所占比例是　　　　。
4
3/16
解析:(3)F1紅眼雌果蠅的基因型為BbXDXD、BbXDXd、bbXDXD、bbXDXd,產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型有BXD、bXd、BXd、bXD共4種。讓該雌果蠅與F1的紅眼雄果蠅(基因型為 2/3BbXDY和 1/3bbXDY)隨機(jī)交配,F2中黑身紅眼雄果蠅(bbXDY)所占比例是1/2(bb)×3/4×1/2(XDY)=3/16。
5.果蠅的體色中的黃身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因B、b控制;眼色中的紅色與白色為另一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因D、d控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體。讓體色、眼色相同的多對(duì)果蠅交配,其中雌果蠅的基因型相同,雄果蠅的基因型相同,所得F1表型及比例如下表。
表型 黃身紅眼 黃身白眼 黑身紅眼 黑身白眼
雌蠅 4/12 0 2/12 0
雄蠅 2/12 2/12 1/12 1/12
請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(4)選取子一代中黑身紅眼的純合雌果蠅與黃身白眼的雄果蠅,進(jìn)行一次雜交實(shí)驗(yàn),請(qǐng)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,用遺傳圖解表示。
解析:(4)遺傳圖解書寫要求:親代基因型和表型;親代產(chǎn)生的配子種類(可省略);子代基因型和表型及其比例;相關(guān)符號(hào),如雜交和箭頭等。F1中黑身紅眼的純合雌果蠅與黃身白眼的雄果蠅雜交,簡易遺傳圖解如下:
答案:(4)如下圖:(共55張PPT)
第二章　染色體與遺傳
第一節(jié)　染色體通過配子傳遞給子代
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
內(nèi)容梳理
概念突破
隨堂檢測(cè)
素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定 通過歸納與概括,簡述染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu),并概述減數(shù)分裂過程中的染色體行為,認(rèn)同減數(shù)分裂對(duì)生物遺傳和變異的重要性 科學(xué)思維
2.減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞 (1)通過提煉與分析,概述減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和DNA數(shù)目的變化規(guī)律 科學(xué)思維
(2)概述精子、卵細(xì)胞的產(chǎn)生,闡明減數(shù)分裂的意義 科學(xué)思維
(3)運(yùn)用模型與建模,制作減數(shù)分裂模型 科學(xué)思維
3.受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù) 明確減數(shù)分裂與受精作用對(duì)生物體繁殖的重要性,形成穩(wěn)態(tài)與適應(yīng)觀,并能解答與之相關(guān)的社會(huì)議題 生命觀念、
社會(huì)責(zé)任
1.每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定
(1)染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能
①分裂間期: 狀態(tài)→分裂期: 狀態(tài)(染色質(zhì)經(jīng)高度螺旋化和反復(fù)折疊,形成線狀或棒狀的小體)
②每條染色體上都有一個(gè)縊縮的 部位, 將一條染色體分為兩個(gè)臂,即 臂和 臂。
③功能:是 內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體。
(2)染色體的類型及特點(diǎn)
①分類依據(jù):根據(jù)染色體上 的位置。
染色質(zhì)
內(nèi)容梳理
染色體
著絲粒
著絲粒
長
短
細(xì)胞核
著絲粒
②染色體的類型
中間
近端
端
③染色體的特點(diǎn)
a.對(duì)于同一種生物,細(xì)胞內(nèi)染色體的 、大小和著絲粒位置等都是相對(duì)恒定的。
b.染色體的數(shù)目是相對(duì)恒定的,大多數(shù)生物的體細(xì)胞中染色體是 存在的,在生殖細(xì)胞中則是 存在的。
形態(tài)
成對(duì)
成單
2.減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞
(1)減數(shù)分裂的概念、場(chǎng)所
①概念:指進(jìn)行 的生物,在產(chǎn)生配子時(shí)通過染色體復(fù)制 次、細(xì)胞分裂 次實(shí)現(xiàn)染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。
②場(chǎng)所及細(xì)胞變化:
a.場(chǎng)所:雄性的 或雌性的 。
b.細(xì)胞變化:原始生殖細(xì)胞形成 細(xì)胞。
有性生殖
一
兩
睪丸
卵巢
成熟的生殖
(2)減數(shù)分裂中的名詞理解
①同源染色體與非同源染色體
所謂同源染色體,是指一條來自父方,另一條來自母方,其 、 基本相同的一對(duì)染色體,否則為非同源染色體。兩者比較如下:
項(xiàng)目 同源染色體 非同源染色體
基本
區(qū)別 減數(shù)分裂中能相互 . 減數(shù)分裂中不能配對(duì)
來源 一條來自父方,一條來自母方 可以相同,也可以不同
形態(tài)
大小 除 染色體外,一般相同 除 分離所得染色體外,一般不同
形態(tài)
大小
配對(duì)
X和Y
姐妹染色單體
圖例
辨析
姐妹
非姐妹
著絲粒
同源
非同源
②聯(lián)會(huì)與四分體
圖示中,1和2、3和4各表示一對(duì)同源染色體,每對(duì)同源染色體有 條染色單體,稱為 。如圖示中的Ⅰ和Ⅱ。
4
四分體
③交叉互換
在兩個(gè)同源染色體之間常有 的現(xiàn)象,這是同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段 的結(jié)果。
a.時(shí)期: (四分體時(shí)期)。
b.范圍:同源染色體中 之間交換片段。
c.交換對(duì)象:等位基因(B—b)交換。
d.由圖可知,等位基因可位于 和 上。
交叉
交換
前期Ⅰ
非姐妹染色單體
同源染色體
姐妹染色單體
(3)減數(shù)分裂過程及精卵細(xì)胞形成過程比較
①減數(shù)分裂過程
時(shí)期 圖像 主要特征
第
一
次
分
裂
(M Ⅰ) 前期Ⅰ 同源染色體相互配對(duì)形成 ,兩個(gè)同源染色體之間常有 的現(xiàn)象
中期Ⅰ 各對(duì)同源染色體排列在細(xì)胞中央的
上,每對(duì)同源染色體的著絲粒分別與從細(xì)胞相對(duì)的兩極發(fā)出的紡錘絲相連
后期Ⅰ 每對(duì)同源染色體的兩條染色體彼此
,分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)
末期Ⅰ 形成2個(gè)子細(xì)胞,子細(xì)胞中染色體數(shù)目只有母細(xì)胞中的 .
四分體
交叉
赤道面
分開
一半
第
二
次
分
裂
(M Ⅱ) 前期Ⅱ 時(shí)間很短,每個(gè)染色體仍具有2條染色單體
中期Ⅱ 染色體的著絲粒與紡錘絲相連,并排列在子細(xì)胞中央的赤道面上
后期Ⅱ 每個(gè)染色體的著絲粒都一分為二,原來的染色單體成為 ,在紡錘絲的牽引下移向兩極
末期Ⅱ 染色體到達(dá)兩極,2個(gè)子細(xì)胞各自分裂,最終形成 個(gè)子細(xì)胞
染色體
4
②精卵細(xì)胞形成比較
特別說明:精細(xì)胞還需要 才可成為精子。
精原
初級(jí)精母
次級(jí)精母
卵原
初級(jí)卵母
次級(jí)卵母
第二
變形
(4)減數(shù)分裂模型的制作研究
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>制作減數(shù)分裂模型來演示減數(shù)分裂過程,加深對(duì)減數(shù)分裂的理解。
②方法步驟
a.制作染色單體:顏色 的橡皮泥制作染色單體。
b.制作同源染色體:顏色 ,大小形態(tài) 的橡皮泥表示同源染色體。
c.繪制紡錘體:模擬減數(shù)第一次分裂繪制 個(gè)紡錘體,模擬減數(shù)第二次分裂繪制 個(gè)紡錘體,第二次繪制的紡錘體要與第一次繪制的紡錘體 。
d.減數(shù)分裂產(chǎn)生的細(xì)胞繪制:在每一條染色體的外圍畫一個(gè)圓圈,代表新的細(xì)胞,共畫 個(gè)圓圈。
相同
不同
相同
1
2
垂直
4
3.受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù)
(1)
精核
卵核
體細(xì)胞
(2)減數(shù)分裂的意義
① 和 可保持生物染色體數(shù)目的恒定。
②減數(shù)分裂為生物的 提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),有利于生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和進(jìn)化。
減數(shù)分裂
受精作用
變異
概念突破
概念一　每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定
[概念情境]
我們之所以擁有各自獨(dú)特的身體,全都要?dú)w功于從父母那里獲得了構(gòu)建身體的“設(shè)計(jì)圖”,這種“設(shè)計(jì)圖”就是DNA,如圖是染色體、DNA的關(guān)系示意圖。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)圖示中①②③分別表示什么物質(zhì)或結(jié)構(gòu)
提示:①表示DNA分子,②表示蛋白質(zhì)分子,③表示染色體。
(2)③結(jié)構(gòu)存在于什么細(xì)胞的什么部位
提示:③為染色體,存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核中。
(3)圖示中①②③展示了三者的什么關(guān)系
提示:說明染色體主要是由DNA分子和蛋白質(zhì)分子組成。
(4)同種生物不同生物體內(nèi),③的數(shù)量是相對(duì)恒定的,具有什么意義
提示:可以維持親子代遺傳物質(zhì)的恒定,保證了生物遺傳上的穩(wěn)定性。
突破點(diǎn)
細(xì)胞中的染色體及數(shù)目的恒定
[典例] 如圖為三種形態(tài)的染色體,下列關(guān)于染色體的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.丙為近端著絲粒染色體
B.甲、乙、丙均主要由DNA和蛋白質(zhì)組成
C.染色體復(fù)制以后甲有4個(gè)DNA,乙有2個(gè)DNA
D.染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)
解析:丙為近端著絲粒染色體;染色體的主要成分為蛋白質(zhì)和DNA;每條染色體復(fù)制后,DNA均由1個(gè)變成2個(gè);染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
C
[概念誤區(qū)] 有關(guān)染色體結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的誤區(qū)
(1)染色體主要由DNA、蛋白質(zhì)組成,還含有少量RNA。
(2)染色體與染色質(zhì)為同一種物質(zhì),是不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
(3)每條染色體(或染色質(zhì))上最多含有2個(gè)DNA分子,最少含有1個(gè)DNA分子。
(4)染色體是細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)的唯一載體。
[概念情境]
如圖是某種動(dòng)物體內(nèi)性腺中有關(guān)細(xì)胞分裂的一組圖像。其中①是體細(xì)胞染色體示意圖,②～⑥是該動(dòng)物各時(shí)期的細(xì)胞分裂圖。
概念二　減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)依據(jù)圖示中的哪組圖示可判斷該生物的性別 試說明原因。
提示:圖②。圖②表示后期Ⅰ,同源染色體分離,初級(jí)精母細(xì)胞均等分裂,初級(jí)卵母細(xì)胞不均等分裂。
(2)圖示①～⑥中具有同源染色體的有哪些
提示:①②③⑤。
(3)圖示①～⑥可表示減數(shù)分裂過程的有哪些 并說明圖示所處的時(shí)期。
提示:②表示后期Ⅰ;④表示后期Ⅱ;⑥表示中期Ⅱ。
(4)該動(dòng)物在性腺發(fā)育過程中以及后來產(chǎn)生配子時(shí),分別進(jìn)行了不同形式的分裂,請(qǐng)按不同分裂發(fā)生的順序?qū)ⅱ佟迗D進(jìn)行排序。
提示:①⑤③②⑥④。
突破點(diǎn)1
減數(shù)分裂過程中相關(guān)名詞理解
[典例1] 下列關(guān)于二倍體生物中同源染色體與非同源染色體的敘述,正確的是(　 )
A.同源染色體的大小、形態(tài)一定相同
B.在分裂時(shí),同源染色體一定配對(duì)形成四分體
C.一條來自父方、一條來自母方的染色體為同源染色體
D.減數(shù)第一次分裂時(shí)移向同一極的染色體互為非同源染色體
解析:同源染色體的大小、形態(tài)一般相同,如X與Y形態(tài)、大小不同,但屬于同源染色體;同源染色體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)會(huì)配對(duì)形成四分體;一條來自父方,一條來自母方的染色體不一定是同源染色體,如來自父方的第2號(hào)染色體和來自母方的第3號(hào)染色體;后期Ⅰ同源染色體分離,移向同一極的染色體互為非同源染色體。
D
[拓展延伸] “四看”法判斷同源染色體
(1)看有無染色體配對(duì)、形成四分體的現(xiàn)象
配對(duì)形成四分體的染色體為同源染色體。
(2)看有無交叉互換的發(fā)生
發(fā)生交叉互換的染色體為同源染色體。
(3)看細(xì)胞所處的時(shí)期
①M(fèi)Ⅱ過程中不存在同源染色體。
②后期Ⅱ,上下對(duì)應(yīng)的大小、形狀完全相同的染色體不是同源染色體,而是姐妹染色單體分離后形成的相同染色體。
(4)看染色體的大小、形狀
如果不是MⅡ,則①有絲分裂后期,每一極中大小、形狀相同的為同源染色體(上下對(duì)應(yīng)的染色體不是)。
②其他時(shí)期(除后期),大小、形狀相同的染色體一般為同源染色體。
突破點(diǎn)2
減數(shù)分裂過程圖示分析
[典例2] 某生物精子產(chǎn)生過程中染色體的部分行為如圖①～④。下列敘述正確的是(　 　)
A.圖①中的交叉現(xiàn)象在精子產(chǎn)生過程中很少發(fā)生
B.圖②處于中期Ⅰ,染色體的著絲粒排在赤道面上
C.圖③處于后期Ⅰ,每對(duì)同源染色體的兩條染色體彼此分開
D.圖④所示行為是精子染色體數(shù)目只有體細(xì)胞一半的原因
解析:圖①中的交叉現(xiàn)象在精子產(chǎn)生過程中很容易發(fā)生,發(fā)生在配對(duì)的同源染色體的非姐妹染色單體之間;圖②處于中期Ⅱ,染色體的著絲粒排在赤道面上;圖③所示行為是同源染色體分離,處于后期Ⅰ;精子染色體數(shù)目只有體細(xì)胞一半的原因是圖③所示行為。
C
突破點(diǎn)3
精、卵細(xì)胞形成過程比較
[典例3] 如圖所示是同一種動(dòng)物體內(nèi)有關(guān)細(xì)胞分裂的一組圖像。下列敘述正確的是(　 　)
A.具有同源染色體的細(xì)胞有②③
B.動(dòng)物睪丸中不可能同時(shí)出現(xiàn)以上細(xì)胞
C.這些細(xì)胞可能來自一個(gè)雌性動(dòng)物
D.上述細(xì)胞中有8條染色單體的是②③④
解析:由題圖可知,具有同源染色體的細(xì)胞有②③④;原始生殖細(xì)胞中有的進(jìn)行有絲分裂,有的進(jìn)行減數(shù)分裂,因此動(dòng)物睪丸中可能同時(shí)出現(xiàn)圖示細(xì)胞;卵巢中有的進(jìn)行有絲分裂,有的進(jìn)行減數(shù)分裂,因此這些細(xì)胞可能來自一個(gè)雌性動(dòng)物;圖示細(xì)胞中有8條染色單體的是②③,④中沒有染色單體。
C
[拓展延伸] 精、卵細(xì)胞形成過程的綜合比較
(1)基本過程比較
(2)胞質(zhì)分裂及圖形分析
細(xì)胞質(zhì)分裂情況 精細(xì)胞 卵細(xì)胞
兩次分裂都均等 只有MⅡ中第一極體分裂均等,其他分裂皆不均等
圖形比較
突破點(diǎn)4
減數(shù)分裂過程中配子來源的判斷
[典例4] 如圖表示某動(dòng)物精原細(xì)胞中的一對(duì)同源染色體。在減數(shù)分裂過程中,該對(duì)同源染色體發(fā)生了交叉互換,結(jié)果形成了①～④所示的四個(gè)精細(xì)胞。這四個(gè)精細(xì)胞中,來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是(　 　)
　　　　　 　　　　　 　
　　　　
A.①與② B.②與③ C.①與③ D.②與④
解析:在MⅠ過程中同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后,同一個(gè)著絲粒上連著的兩條染色單體,絕大部分相同,小部分不相同,因此來自同一次級(jí)精母細(xì)胞的有②與③、①與④。
B
[拓展延伸] 減數(shù)分裂過程中配子來源的判斷
(1)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體組成完全相同,則它們可能來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。
(2)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體組成恰好“互補(bǔ)”,則它們可能來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。
(3)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體有的相同,有的互補(bǔ),只能判定可能來自同一生物不同精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程。
突破點(diǎn)5
減數(shù)分裂過程中物質(zhì)含量的變化
[典例5] 某高等動(dòng)物細(xì)胞(2n)在減數(shù)分裂過程中某一時(shí)期的染色體、染色單體、核DNA三者之間的數(shù)量比為1∶2∶2。下列關(guān)于處于該時(shí)期細(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極
B.存在于細(xì)胞中某一極的染色體數(shù)目可能為2n
C.同源染色體配對(duì),形成四分體
D.無同源染色體,染色體著絲粒排列在赤道面上
B
解析:如果細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離時(shí),染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極,所以可能發(fā)生;減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞中染色體移向細(xì)胞兩極的時(shí)期為減數(shù)第一次分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期,由于減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂,不存在染色單體,而減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,細(xì)胞中某一極的染色體數(shù)目為n,所以不可能存在某一極的染色體數(shù)目為2n的時(shí)候;如果細(xì)胞處于前期Ⅰ,則同源染色體兩兩配對(duì),所以可能發(fā)生聯(lián)會(huì)行為,形成四分體;如果細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂中期,則細(xì)胞中不存在同源染色體,染色體著絲粒排列在赤道面上,所以可能發(fā)生。
[拓展延伸] 減數(shù)分裂過程中染色體、染色單體和核DNA的物質(zhì)變化模型分析
模型分析:①甲為精原細(xì)胞;乙為初級(jí)精母細(xì)胞;丙、丁為次級(jí)精母細(xì)胞;戊為精細(xì)胞。
②染色體數(shù)目減半發(fā)生在末期Ⅰ,是由同源染色體分開平均進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞造成的,MⅡ時(shí)染色體數(shù)量變化為n→2n→n,沒有減半。
③后期Ⅱ細(xì)胞中染色體數(shù)、核DNA數(shù)都與正常體細(xì)胞相同,不同的是沒有同源染色體。
突破點(diǎn)6
有絲分裂與減數(shù)分裂過程的比較
[典例6] 下列為某個(gè)動(dòng)物體內(nèi)正在分裂的四個(gè)細(xì)胞示意圖,其中屬于次級(jí)精母細(xì)胞的是(　 　)
解析:由題圖可知,A是有絲分裂中期;B是減數(shù)第二次分裂后期,為次級(jí)精母細(xì)胞;C是減數(shù)第一次分裂中期,為初級(jí)精母細(xì)胞;D是有絲分裂后期。
B
[拓展延伸] (1)減數(shù)分裂與有絲分裂比較
(2)“三看法”巧判細(xì)胞分裂方式(以二倍體生物細(xì)胞為例)
突破點(diǎn)7
減數(shù)分裂模型的制作
[典例7] 下列關(guān)于“減數(shù)分裂模型的制作研究”活動(dòng)的敘述,錯(cuò)誤的是(　 　)
A.用紅色和藍(lán)色的橡皮泥制成的長度相同的染色體,可表示一對(duì)同源染色體
B.用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表配對(duì)完成的同源染色體
C.MⅠ時(shí)期的一個(gè)紡錘體和MⅡ時(shí)期的兩個(gè)紡錘體要相互垂直
D.模擬3對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂只需要2種顏色
解析:用紅色和藍(lán)色的橡皮泥制成的長度相同的染色體,可表示一對(duì)同源染色體,代表一條來自父方,一條來自母方;用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表一條染色體上的兩條姐妹染色單體;MⅠ的一個(gè)紡錘體和MⅡ的兩個(gè)紡錘體要相互垂直;模擬3對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂只需要2種顏色,其中一種顏色代表來自父方,另一種顏色代表來自母方。
B
[概念誤區(qū)] 減數(shù)分裂模型制作時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)模擬減數(shù)分裂時(shí),鐵絲表示著絲粒,在后期Ⅱ,解開著絲粒。
(2)模擬減數(shù)分裂過程,需繪制3個(gè)紡錘體。減數(shù)第一次分裂時(shí)繪制1個(gè)紡錘體,第二次分裂時(shí)繪制2個(gè)紡錘體,第二次分裂所繪制的紡錘體與第一次分裂所繪制的紡錘體垂直。
[概念情境]
研究證實(shí),在受精卵形成后的第一次分裂過程中,來自父母雙方的染色體并非攜手共進(jìn),而是如圖所示。
概念三　受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù)
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)據(jù)圖分析,受精作用發(fā)生在什么時(shí)期
提示:卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(大)和一個(gè)第一極體(小),從圖中可以看出,精子與次級(jí)卵母細(xì)胞融合,由此推知受精作用發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中。
(2)某同學(xué)對(duì)圖中受精卵第一次正常分裂時(shí)發(fā)生的變化進(jìn)行了如下描述,你認(rèn)為合理的是哪些 說明理由。
①不同來源的染色體排列在赤道面上
②不同來源的染色體排列在赤道面兩側(cè)
③在兩個(gè)紡錘體的牽引下,染色體分離
④在兩個(gè)紡錘體的牽引下,同源染色體分離
⑤細(xì)胞分裂,不同來源的染色體分配在兩個(gè)子細(xì)胞中
⑥細(xì)胞分裂,不同來源的染色體均分在兩個(gè)子細(xì)胞中
提示:觀察圖中正常分裂的三個(gè)細(xì)胞圖像可以看出,首先不同來源的染色體排列在赤道面上;然后在兩個(gè)紡錘體的牽引下,染色體各自分離;最后細(xì)胞分裂,不同來源的染色體均分在兩個(gè)子細(xì)胞中,保證子細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定。故①③⑥描述合理。
(3)圖示中有兩種異常的分裂現(xiàn)象,嘗試說明。
突破點(diǎn)
受精作用及減數(shù)分裂的意義
[典例] 下列關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用的敘述中正確的是(　 　)
A.同一個(gè)生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞,染色體組成一般是相同的
B.每個(gè)原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂都形成4個(gè)生殖細(xì)胞
C.受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方
D.受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合
解析:由于減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體自由組合,所以同一個(gè)生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞,染色體組成一般是不相同的;每個(gè)雄性原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成4個(gè)雄性生殖細(xì)胞,而每個(gè)雌性原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂只能形成1個(gè)雌性生殖細(xì)胞;由于受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞,因此受精卵中的核遺傳物質(zhì)一半來自精子,一半來自卵細(xì)胞,而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞;受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合。
D
[拓展延伸] 減數(shù)分裂與受精作用過程中染色體數(shù)目的變化
素養(yǎng)提升
如圖1表示細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體與核DNA數(shù)量比值的變化關(guān)系;圖2表示某動(dòng)物處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。請(qǐng)回答下列問題。
解析:(1)圖1中曲線AB段形成的原因是DNA的復(fù)制,在細(xì)胞水平上為染色體復(fù)制,同時(shí)還完成了中心體的復(fù)制,CD段形成的原因是著絲粒的分裂。
染色體
(1)如圖1所示,在AB時(shí)段,高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)完成的細(xì)胞水平的復(fù)制有 .
,出現(xiàn)CD段變化的原因是 。
的復(fù)制、中心體的復(fù)制
著絲粒的分裂
如圖1表示細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體與核DNA數(shù)量比值的變化關(guān)系;圖2表示某動(dòng)物處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。請(qǐng)回答下列問題。
解析:(2)圖2中乙和丙細(xì)胞中每條染色體含有2個(gè)DNA分子,對(duì)應(yīng)于圖1中的BC段。它們的區(qū)別是乙中有同源染色體,而丙沒有。
乙、丙
(2)圖2中,處于圖1 BC段的細(xì)胞圖像是 ,兩者的明顯區(qū)別是
。
乙中有同源染色體,而丙沒有
如圖1表示細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體與核DNA數(shù)量比值的變化關(guān)系;圖2表示某動(dòng)物處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。請(qǐng)回答下列問題。
解析:(3)圖2乙細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)不均等分裂,同源染色體分離,所以該動(dòng)物為雌性,且該細(xì)胞處于后期Ⅰ,為初級(jí)卵母細(xì)胞。丙細(xì)胞處于中期Ⅱ,形成的子細(xì)胞可能是第二極體或卵細(xì)胞和第二極體。
初級(jí)卵母細(xì)胞
(3)圖2中乙細(xì)胞的名稱是 ,丙細(xì)胞的子細(xì)胞可能是
。
第二極體或卵細(xì)胞和第二極體
隨堂檢測(cè)
1.雄鼠睪丸中有且只有1條Y染色體的細(xì)胞是(　 　)
A.精原細(xì)胞 B.初級(jí)精母細(xì)胞
C.次級(jí)精母細(xì)胞 D.精細(xì)胞
解析:精原細(xì)胞若進(jìn)行有絲分裂,在有絲分裂的后期可能含有2條Y染色體;初級(jí)精母細(xì)胞只含有1條Y染色體;次級(jí)精母細(xì)胞可能含有1條、2條或0條Y染色體;精細(xì)胞可能含有1條或0條Y染色體。
B
2.在減數(shù)分裂過程中出現(xiàn),而有絲分裂過程中不出現(xiàn)的是(　 　)
A.分裂間期DNA復(fù)制與相關(guān)蛋白質(zhì)合成
B.姐妹染色單體分離分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞
C.非同源染色體之間發(fā)生交換
D.同源染色體分開,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞
D
解析:有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期都有DNA復(fù)制與相關(guān)蛋白質(zhì)合成; 有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期都有姐妹染色單體分離分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞; 非同源染色體之間發(fā)生交換屬于染色體變異,二者都會(huì)發(fā)生;同源染色體分開分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞是減數(shù)第一次分裂過程中特有的現(xiàn)象。
3.圖甲代表某生物體細(xì)胞的染色體組成,圖乙中不可能是這種生物所產(chǎn)生的正常配子的是(　 　)
解析:配子中所含有的染色體均為非同源染色體,其大小、形態(tài)各不相同。A中含有同源染色體,因此它不可能是該生物產(chǎn)生的正常配子。
A
4.某生物興趣小組觀察了某生物幾種不同分裂時(shí)期的細(xì)胞,并根據(jù)觀察結(jié)果繪制出下圖。下列與圖形有關(guān)的說法中正確的是(　 　)
A.甲圖所示細(xì)胞處于后期Ⅰ,在此時(shí)期之前細(xì)胞中央出現(xiàn)了赤道面結(jié)構(gòu)
B.乙圖所示細(xì)胞可能處于后期Ⅰ,此階段發(fā)生同源染色體的分離
C.乙圖所示細(xì)胞可能處于有絲分裂中期,此階段染色體著絲粒發(fā)生分裂
D.如果丙圖表示精巢內(nèi)的幾種細(xì)胞,則C組細(xì)胞可發(fā)生聯(lián)會(huì)并產(chǎn)生四分體
B
解析:甲圖所示細(xì)胞處于后期Ⅰ,而赤道面并非真實(shí)存在的結(jié)構(gòu);乙圖核DNA數(shù)和染色單體數(shù)是染色體數(shù)的2倍,可能處于有絲分裂的前期或中期、前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ,后期Ⅰ會(huì)發(fā)生同源染色體的分離;在有絲分裂后期,染色體著絲粒發(fā)生分裂,將不存在染色單體;丙圖中C組細(xì)胞處于有絲分裂后期,而聯(lián)會(huì)發(fā)生在前期Ⅰ。
5.下列示意圖分別表示某雌性動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,以及細(xì)胞分裂圖像,不考慮變異。請(qǐng)分析并回答。
(1)圖1中a～c柱表示染色體的是　　 　　,圖2中表示有絲分裂時(shí)期的是　　　　。
解析:(1)由圖1可知,b在某些時(shí)期不存在,說明b是染色單體,再根據(jù)細(xì)胞中染色體與核DNA有1/2的關(guān)系可知,a是染色體,c是核DNA;圖2中表示有絲分裂的只有甲。
a
甲
5.下列示意圖分別表示某雌性動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,以及細(xì)胞分裂圖像,不考慮變異。請(qǐng)分析并回答。
(2)圖1中Ⅲ的數(shù)量關(guān)系對(duì)應(yīng)于圖2中的　　　,圖2中丙所示的細(xì)胞有　　條染色單體。
解析:(2)圖1中Ⅲ處于中期Ⅱ,可對(duì)應(yīng)于圖2中的乙;由題圖可知,丙細(xì)胞含有4條染色體,8條染色單體。
乙
8
5.下列示意圖分別表示某雌性動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,以及細(xì)胞分裂圖像,不考慮變異。請(qǐng)分析并回答。
(3)圖1中的數(shù)量關(guān)系由Ⅰ變化為Ⅱ的過程,細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的分子水平的變化是 　 ,由Ⅱ變化為Ⅲ,相當(dāng)于圖2中的　　　　　　過程。
解析:(3)圖1中的數(shù)量關(guān)系由Ⅰ變化為Ⅱ的過程發(fā)生在分裂間期,此時(shí)細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的分子水平的變化是DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成;由Ⅱ變化為Ⅲ,表示進(jìn)行了減數(shù)第一次分裂,所以相當(dāng)于圖2中的丙→乙過程。
DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成
丙→乙
5.下列示意圖分別表示某雌性動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,以及細(xì)胞分裂圖像,不考慮變異。請(qǐng)分析并回答。
(4)符合圖1中Ⅳ所示數(shù)量關(guān)系的某細(xì)胞名稱是　　　　　　　　　　,與圖1中　　　　對(duì)應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)不可能存在同源染色體。
解析:(4)由于細(xì)胞來自二倍體雌性動(dòng)物,又圖1中Ⅳ所示數(shù)量關(guān)系表明染色體只有體細(xì)胞的一半,所以Ⅳ表示的細(xì)胞是卵細(xì)胞和第二極體。圖1中,
Ⅲ可能處于前期Ⅱ和中期Ⅱ,Ⅳ可能處于末期Ⅱ,它們的細(xì)胞中不可能含同源染色體。
卵細(xì)胞和第二極體
Ⅲ、Ⅳ第二節(jié)　基因伴隨染色體傳遞
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.基因位于染色體上 (1)通過歸納與概括,分析遺傳因子與染色體行為之間的平行關(guān)系,認(rèn)同遺傳的染色體學(xué)說的內(nèi)容 科學(xué)思維
(2)基于模擬實(shí)驗(yàn)的思維分析摩爾根果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步分析基因與染色體的平行關(guān)系,明確基因位于染色體上 科學(xué)探究
2.遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律 通過歸納與概括、模型與建模等思維,利用遺傳的染色體學(xué)說解釋孟德爾分離定律與自由組合定律發(fā)生的本質(zhì) 科學(xué)思維
1.基因位于染色體上
(1)遺傳的染色體學(xué)說
基因分離和自由組合的行為與減數(shù)分裂中染色體的行為之間存在著平行的關(guān)系,具體如下:
項(xiàng)目 基因 染色體
生殖過程中 在雜交實(shí)驗(yàn)中始終保持其完整性和獨(dú)立性 在細(xì)胞分裂各期中保持著一定的形態(tài)特征
體細(xì)胞中來源 成對(duì)存在,一個(gè)來自父方,另一個(gè)來自母方 成對(duì)存在,一條來自父方,另一條來自母方
形成配子時(shí) 等位基因互相分離,分別進(jìn)入不同的配子;非等位基因自由組合 同源染色體的兩條染色體彼此分離,分別進(jìn)入不同的配子;非同源染色體自由組合
配子中 單個(gè) 單條
(2)分析摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn)
①貢獻(xiàn):摩爾根是首位利用實(shí)驗(yàn)的方法獲得基因在染色體上相關(guān)證據(jù)的科學(xué)家。
②以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料的原因:
果蠅個(gè)體小、繁殖快、生育力強(qiáng)、容易飼養(yǎng)。
③雜交操作
④結(jié)論
果蠅的白眼性狀遺傳確實(shí)與性別有關(guān),而且控制該性狀的基因確實(shí)位于性染色體上。
2.遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
項(xiàng)目 內(nèi)容 圖示
孟德爾分離定律 控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于一對(duì)同源染色體上,在減數(shù)分裂中,同源染色體分離,使位于同源染色體上的等位基因也發(fā)生分離,進(jìn)入配子中,隨配子獨(dú)立地遺傳給后代
孟德爾自由組合定律 控制一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于一對(duì)同源染色體上,控制另一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于另一對(duì)同源染色體上。在減數(shù)分裂過程中,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,因此處于非同源染色體上的非等位基因也自由組合,從而實(shí)現(xiàn)性狀的自由組合
概念一　基因位于染色體上
[概念情境]
某同學(xué)以一對(duì)同源染色體及一對(duì)等位基因?yàn)槔?繪制了兩幅簡圖,分析了兩者在遺傳過程中的共性。
請(qǐng)思考并完成以下問題。
(1)同源染色體和等位基因在分裂過程中的共性是什么
提示:在體細(xì)胞中存在同源染色體和等位基因,在配子中兩者均不存在。
(2)從兩者變化的相似性分析,為什么提出基因可能位于染色體上,而不是染色體位于基因上
提示:染色體由DNA、蛋白質(zhì)和少量RNA構(gòu)成,其組成范圍相對(duì)基因較大,因此提出基因位于染色體上的假說。
(3)從基因與染色體的關(guān)系分析,你認(rèn)為借助了生物學(xué)上的何種思維 試舉例分析。
提示:主要借助了結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一思維。比如細(xì)胞膜成分研究過程中,脂質(zhì)容易穿過細(xì)胞膜,因此提出細(xì)胞膜可能由脂質(zhì)構(gòu)成,最終證實(shí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是磷脂雙分子層等。
遺傳的染色體學(xué)說分析
[典例1] 下列關(guān)于遺傳的染色體學(xué)說的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.基因和染色體都可作為獨(dú)立的遺傳單位
B.基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的
C.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),基因的行為和染色體行為存在平行的關(guān)系
D.在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因分離,非等位基因自由組合
解析:基因和染色體都可作為獨(dú)立的遺傳單位;基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的;科學(xué)家發(fā)現(xiàn),基因的行為和染色體行為存在平行的關(guān)系;在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
[概念誤區(qū)] 遺傳的染色體學(xué)說雖說明了基因與染色體的平行關(guān)系,但是該學(xué)說是基于減數(shù)分裂過程中染色體行為變化與孟德爾遺傳定律中基因變化的相似性得出的,未通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn)
[典例2] 果蠅的紅眼基因(W)對(duì)白眼基因(w)為顯性,位于X染色體上。在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中,下列敘述正確的是(　C　)
A.親本雌果蠅的基因型為XWXw
B.F2白眼果蠅中既有雄性,又有雌性
C.F1全為紅眼果蠅,F2出現(xiàn)性狀分離
D.控制果蠅眼色的基因和性染色體遵循自由組合定律
解析:在摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中,親本雌果蠅的基因型為XWXW;F2白眼果蠅中只有雄性,雌性全為紅眼;親本的基因型為XWXW、XwY,F1全為紅眼果蠅,F2出現(xiàn)性狀分離;由于控制果蠅眼色的基因位于X染色體上,故不遵循自由組合定律。
[拓展延伸] 摩爾根的果蠅眼色遺傳實(shí)驗(yàn),基于假說-演繹思維,通過分析親子代的遺傳關(guān)系,最終證明基因位于染色體上。
概念二　遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
[概念情境]
下圖為4種高等哺乳動(dòng)物的精原細(xì)胞,若不發(fā)生變異,試分析A～D細(xì)胞所代表的生物產(chǎn)生的配子類型。
提示:A生物產(chǎn)生的配子類型為AB、ab;B生物產(chǎn)生的配子類型為Ab、aB、AB、ab;C生物產(chǎn)生的配子類型為aBc、AbC;D生物產(chǎn)生的配子類型為ABC、abc、ABc、abC。
遺傳的染色體學(xué)說可以解釋孟德爾定律
[典例1] 某種昆蟲長翅A對(duì)殘翅a為顯性,直翅B對(duì)彎翅b為顯性,有刺剛毛D對(duì)無刺剛毛d為顯性,控制這3對(duì)性狀的基因均位于常染色體上。現(xiàn)有這種昆蟲一個(gè)體細(xì)胞的基因型如圖所示。下列說法正確的是(　C　)
A.長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律
B.若無交叉互換,該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞基因型有4種
C.細(xì)胞有絲分裂后期,移向細(xì)胞同一極的基因有A、a、b、b、D、d
D.為驗(yàn)證基因的自由組合定律,必須用基因型為aabbdd的異性個(gè)體來與該昆蟲進(jìn)行交配
解析:控制長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上,故這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳不遵循自由組合定律;若無交叉互換,該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)精細(xì)胞,基因型有2種;該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期,著絲粒分裂后,染色單體形成染色體移向細(xì)胞兩極,移向兩極的基因都有A、a、b、b、D、d;為驗(yàn)證基因自由組合定律,可采用自交法或測(cè)交法,若采用測(cè)交法,則可用來與該昆蟲進(jìn)行交配的異性個(gè)體的基因型為aabbdd,若采用自交法,則可用來與該昆蟲進(jìn)行交配的異性個(gè)體的基因型為AabbDd。
[概念誤區(qū)]基因與遺傳定律的關(guān)系
(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律,只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾定律,葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾定律。
(3)原核生物中的基因都不遵循孟德爾定律。
基因定位研究
[典例2] 某昆蟲長翅(A)對(duì)殘翅(a)、直翅(D)對(duì)彎翅(d)、有剛毛(B)對(duì)無剛毛(b)為顯性,三對(duì)基因在染色體上的位置如圖所示(圖1～圖4為四種不同基因型的昆蟲),現(xiàn)進(jìn)行同基因型昆蟲相互交配,后代表型是長翅直翅有剛毛∶長翅彎翅有剛毛∶殘翅直翅有剛毛=2∶1∶1,則進(jìn)行交配的昆蟲的類型是(　A　)
A.圖1 B.圖2 C.圖3 D.圖4
解析:后代表型是長翅直翅有剛毛∶長翅彎翅有剛毛∶殘翅直翅有剛毛=2∶1∶1,分別統(tǒng)計(jì)結(jié)果為長翅∶殘翅=3∶1,直翅∶彎翅=3∶1,子代全為有剛毛,因此可推斷出長翅基因與彎翅基因連鎖,殘翅基因與直翅基因連鎖。
[拓展延伸] 基因在染色體上的定位研究
(1)以基因型為AaBb的個(gè)體為例,若兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,則產(chǎn)生四種類型的配子。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)交或自交時(shí)會(huì)出現(xiàn)特定的性狀分離比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等變式),也會(huì)出現(xiàn)致死背景下特殊的性狀分離比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及兩對(duì)等位基因遺傳時(shí),若出現(xiàn)上述性狀分離比,可考慮基因位于兩對(duì)同源染色體上。
(2)以基因型為AaBb的個(gè)體為例,若兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,不考慮交叉互換,則產(chǎn)生兩種類型的配子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自交或測(cè)交會(huì)出現(xiàn)兩種表型。
細(xì)胞分裂過程中的基因變化
[典例3] 如圖為兔的精原細(xì)胞(僅表示部分染色體),用3種不同顏色的熒光標(biāo)記圖中的3種基因,不考慮變異,下列可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　B　)
A.減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞內(nèi)的X染色體數(shù)目是0條或1條或2條或4條
B.處于有絲分裂前期的細(xì)胞中有3種不同顏色的8個(gè)熒光點(diǎn)
C.精細(xì)胞中有1種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn)
D.在后期Ⅰ,移向同一極的有2種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn)
解析:不考慮變異,減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞內(nèi)的X染色體數(shù)目是0條或1條或2條;有絲分裂前期的細(xì)胞經(jīng)過間期DNA的復(fù)制,其基因型為AAaaRRRR,因此含有3種不同顏色的8個(gè)熒光點(diǎn);精細(xì)胞中應(yīng)有2種顏色的2個(gè)熒光點(diǎn);在后期Ⅰ的細(xì)胞中,同源染色體分離,而著絲粒沒有分裂,所以移向同一極的有2種不同顏色的4個(gè)熒光點(diǎn)。
[方法技巧] 模型化分析細(xì)胞分裂過程中的基因變化
果蠅有4對(duì)染色體(Ⅰ～Ⅳ號(hào),其中Ⅰ號(hào)為性染色體)。純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長翅、直剛毛,從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅,其特點(diǎn)如表所示。
果 蠅 表型 表型特征 基因型 基因所在 染色體
甲 黑檀體 體呈烏木色、黑亮 ee Ⅲ
乙 黑體 體呈深黑色 bb Ⅱ
丙 殘翅 翅退化,部分殘留 vv Ⅱ
某小組用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),探究性狀的遺傳規(guī)律。回答下列問題。
(1)用乙果蠅與丙果蠅雜交,F1的表型是灰體長翅;F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分離比,其原因是黑體和殘翅的基因都位于Ⅱ號(hào)染色體上。
(2)若只考慮體色,用甲果蠅與乙果蠅雜交,F1的基因型為EeBb、表型為灰體,F1雌雄交配得到的F2中果蠅體色性狀會(huì)(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生分離。
(3)該小組又從乙果蠅種群中得到一只表型為焦剛毛、黑體的雄蠅,與一只直剛毛灰體雌蠅雜交后,子一代雌雄交配得到的子二代的表型及其比例為直剛毛灰體♀∶直剛毛黑體♀∶直剛毛灰體∶直剛毛黑體∶焦剛毛灰體∶焦剛毛黑體=6∶2∶3∶1∶3∶1,則雌雄親本相關(guān)基因的基因型分別為BBXAXA、bbXaY(控制剛毛性狀的基因用A/a表示)。
(4)取甲組黑檀體果蠅和灰體果蠅雜交得F1,F1自交得F2,若要證明F2中的某只灰體果蠅為雜合體,最好采取測(cè)交的方法,請(qǐng)寫出該證明過程相關(guān)基因的遺傳圖解。
解析:(1)根據(jù)題干的信息,乙果蠅的基因型為EEbbVV,丙果蠅的基因型為EEBBvv。乙果蠅與丙果蠅雜交,F1的基因型為EEBbVv,所以F1的表型是灰體長翅;由于控制兩對(duì)性狀的基因均位于Ⅱ號(hào)染色體上,兩對(duì)性狀的遺傳不符合基因自由組合定律。F1雌雄交配時(shí),F1產(chǎn)生兩種配子,雌雄配子有四種結(jié)合方式,得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分離比。
(2)若只考慮體色,甲果蠅的基因型是eeBB,乙果蠅的基因型是EEbb,甲果蠅與乙果蠅雜交,F1的基因型為EeBb,表型為灰體;控制該性狀的基因分別位于Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)染色體上,遵循基因的自由組合定律。F1雌雄交配,即EeBb×EeBb→9E　B　(灰體)∶3E　bb(黑體)∶3eeB　(黑檀體)∶1eebb,所以得到的F2中果蠅體色性狀會(huì)發(fā)生分離。
(3)子一代雌雄交配后,子二代雄果蠅和雌果蠅中直剛毛與焦剛毛的比值分別為雄性中直剛毛∶焦剛毛=(3+1)∶(3+1)=1∶1;雌性中只有直剛毛;兩者后代分離比不同,性狀的遺傳與性別相關(guān)聯(lián),說明A、a位于X染色體上。由于伴性遺傳具有交叉遺傳的特點(diǎn),子二代雌果蠅全是直剛毛,說明直剛毛為顯性性狀,所以子一代雄果蠅的基因型為XAY,子二代雄果蠅直剛毛∶焦剛毛=1∶1,說明子一代雌果蠅是雜合子XAXa。子二代雄果蠅和雌果蠅中灰體與黑體的比值為雄性中灰體∶黑體=(3+3)∶(1+1)=3∶1;雌性中灰體∶黑體=6∶2=3∶1;兩者后代的分離比相同,說明B、b位于常染色體上,所以子一代的雌雄果蠅基因型均為Bb。綜上所述,子一代的基因型為BbXAXa×BbXAY,因?yàn)橛H本均為純合子,bbXaY×BBXAXA→1BbXAXa∶1BbXAY,所以親本的基因型為bbXaY×BBXAXA。
(4)甲組黑檀體果蠅的基因型是ee,灰體果蠅基因型是EE,兩者雜交得F1的基因型為Ee,F1自交得F2性狀分離比為3E　∶1ee。F2中的灰體果蠅有純合也有雜合,若要證明某只灰體果蠅為雜合體,最好采取測(cè)交的方法,若測(cè)交后代出現(xiàn)黑檀體或黑檀體∶灰體=1∶1,則灰體為雜合子,其遺傳圖解如下:
1.下列關(guān)于遺傳的染色體學(xué)說的敘述中,錯(cuò)誤的是(　A　)
A.該學(xué)說的提出基于染色體的成分分析
B.該學(xué)說的要點(diǎn)是染色體可能是基因載體
C.該學(xué)說能圓滿解釋孟德爾遺傳定律
D.摩爾根對(duì)果蠅的遺傳學(xué)研究完善了該學(xué)說
解析:遺傳的染色體學(xué)說提出的依據(jù)是基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系;該學(xué)說的要點(diǎn)是染色體可能是基因載體;遺傳的染色體學(xué)說能圓滿解釋孟德爾遺傳定律即減數(shù)分裂時(shí),等位基因隨著同染源色體的分開而分離,非同源染色體上非等位基因自由組合;摩爾根對(duì)果蠅的遺傳學(xué)研究完善了該學(xué)說,即證明基因位于染色體上。
2.M、m和N、n分別表示某動(dòng)物的兩對(duì)同源染色體,A、a和B、b分別表示等位基因,基因與染色體的位置如圖所示,下面對(duì)該動(dòng)物精巢中部分細(xì)胞的分裂情況分析合理的是(　B　)
A.正常情況下,若某細(xì)胞的基因型為AABB,此時(shí)該細(xì)胞的名稱為初級(jí)精母細(xì)胞
B.正常情況下,若某細(xì)胞含有MMmmNNnn這8條染色體,則此細(xì)胞處于有絲分裂后期
C.在形成次級(jí)精母細(xì)胞過程中,圖中的染色體發(fā)生復(fù)制、聯(lián)會(huì)、著絲粒分裂等變化
D.M和N染色體上的基因可能會(huì)發(fā)生交叉互換
解析:該生物的基因型為AaBb,在減數(shù)分裂前的間期,由于染色體的復(fù)制,減數(shù)第一次分裂過程的細(xì)胞的基因型為AAaaBBbb,在后期Ⅰ,由于同源染色體分離,非同源染色體自由組合,所以在精巢中形成的次級(jí)精母細(xì)胞的基因型為AABB、aabb或AAbb、aaBB,因此某細(xì)胞的基因型為AABB,則該細(xì)胞的名稱為次級(jí)精母細(xì)胞;正常情況下,若細(xì)胞含有MMmmNNnn這8條染色體,則此細(xì)胞處于有絲分裂后期;形成次級(jí)精母細(xì)胞過程即為減數(shù)第一次分裂過程,該過程中染色體發(fā)生復(fù)制、聯(lián)會(huì)等變化,但著絲粒分裂發(fā)生在后期Ⅱ;M和N是非同源染色體,非同源染色體之間不能發(fā)生交叉互換。
3.如圖是科學(xué)家對(duì)果蠅某條染色體上的基因測(cè)定結(jié)果。下列有關(guān)敘述中正確的是(　D　)
A.白眼和棒眼是一對(duì)相對(duì)性狀
B.朱紅眼基因與深紅眼基因是等位基因
C.該染色體上的基因在細(xì)胞中都能得到表達(dá)
D.朱紅眼基因和深紅眼基因的堿基對(duì)排列順序不同
解析:白眼和棒眼不是一對(duì)相對(duì)性狀;朱紅眼基因與深紅眼基因是同一條染色體上的基因,不是等位基因;該染色體上的基因若控制的性狀為隱性性狀,則在后代中不一定能表達(dá)出來;朱紅眼基因和深紅眼基因是不同基因,不同基因的堿基對(duì)排列順序不同。
4.科學(xué)家將抗凍蛋白基因?qū)霟煵?篩選出抗凍蛋白基因成功整合到染色體上的煙草(假定抗凍蛋白基因都能正常表達(dá))。某些煙草的體細(xì)胞含兩個(gè)抗凍蛋白基因,這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有圖示的三種類型(黑點(diǎn)表示抗凍蛋白基因的整合位點(diǎn));讓這些含兩個(gè)抗凍蛋白基因的煙草自交,后代抗凍煙草和普通煙草(不含抗凍蛋白基因)的比值分別是(　A　)
A.1∶0;3∶1;15∶1
B.3∶1;3∶1;9∶6∶1
C.1∶0;1∶1;9∶6∶1
D.1∶1;3∶1;15∶1
解析:甲圖中在一對(duì)同源染色體上都有抗凍蛋白基因,可看作是純合子(用AA表示),自交后代全都含抗凍蛋白基因,即后代抗凍煙草∶普通煙草=1∶0;乙圖可以看作是雜合子(用Aa表示),自交后代有3/4的個(gè)體含有抗凍蛋白基因,因此后代抗凍煙草∶普通煙草=3∶1;丙圖在兩對(duì)同源染色體上各有一條含有抗凍蛋白基因,相當(dāng)于雙雜合子(用AaBb表示),并且遵循基因的自由組合定律,因此自交后代不含抗凍蛋白基因(aabb)的占1/16,即后代抗凍煙草∶普通煙草=15∶1。
5.水稻抗瘟特性受3對(duì)等位基因控制(分別用字母A/a、B/b、C/c表示),只要含有抗瘟基因即表現(xiàn)抗病(即對(duì)稻瘟病菌M有抗性)。品系甲、乙、丙是三種純合品系,且乙和丙均和甲存在一對(duì)基因的差異,其中品系甲不具有抗瘟特性,品系乙和丙都對(duì)稻瘟病菌M有抗性。現(xiàn)有谷農(nóng)13和天谷B兩種抗稻瘟病菌M純合品系,讓其分別與品系甲、乙、丙進(jìn)行雜交,結(jié)果如表所示。
♀ 子代 谷農(nóng)13 天谷B
F1 F2 F1 F2
抗病 感病 抗病 感病
品系甲 抗病 409 140 抗病 441 7
品系乙 抗病 436 29 抗病 519 0
品系丙 抗病 508 34 抗病 540 12
請(qǐng)回答下列問題。
(1)水稻的抗稻瘟病菌M特性是由　　　(填“顯性”或“隱性”)基因控制的,具有抗瘟特性的水稻基因型有　　種,其中品系甲的基因型可表示為　　　　　　。
(2)表中品系乙與品系丙的抗性基因位于　　對(duì)同源染色體上,該抗病性狀的遺傳遵循　　　　　定律;谷農(nóng)13與品系丙雜交得到F1,然后F1通過　　 　得到F2,F2抗病個(gè)體中,其中雜合子所占比例為　　　　。
解析:(1)由題意分析可知,水稻抗稻瘟病菌M特性是由顯性基因控制,三對(duì)等位基因位于三對(duì)同源染色體上,遵循基因的自由組合定律,品系甲是隱性純合子,基因型為aabbcc,具有抗瘟特性的水稻基因型有3×3×3-1=26(種)。
(2)品系乙、丙與甲只存在一對(duì)基因差異的純合品系,其中品系甲不具有抗瘟特性,基因型為aabbcc,品系乙和丙都對(duì)稻瘟病菌M有抗性,可推知,品系乙有一對(duì)抗病基因,品系乙與谷農(nóng)13雜交,F1抗病,F2表型及比例為抗病∶感病=436∶29≈15∶1,符合基因的自由組合定律,故谷農(nóng)13也應(yīng)有1對(duì)抗病基因,且谷農(nóng)13與品系乙的抗性基因位于2對(duì)同源染色體上,同理,谷農(nóng)13與品系丙雜交,F1抗病自交,F2表型及比例為抗病∶感病=508∶34≈15∶1,說明谷農(nóng)13與品系丙的抗性基因也位于2對(duì)同源染色體上,故品系乙與品系丙的抗性基因位于2對(duì)同源染色體上,F2抗病個(gè)體共15份,其中純合子只有3份,所占比例為1/5,雜合子占4/5。
答案:(1)顯性　26　aabbcc
(2)2　自由組合　自交　4/5
概念理解練
1.對(duì)摩爾根等人得出“果蠅的白眼基因位于X染色體上”這一結(jié)論沒有影響的是(　A　)
A.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確定
B.孟德爾的遺傳定律
C.摩爾根的精巧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
D.薩頓提出的遺傳的染色體假說
解析:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確定是研究DNA的分子結(jié)構(gòu)及本質(zhì),與摩爾根的基因定位分析不存在關(guān)聯(lián)。
2.下列關(guān)于遺傳的染色體學(xué)說的敘述中,正確的是(　B　)
A.該學(xué)說是孟德爾遺傳定律的實(shí)質(zhì)
B.該學(xué)說有助于解釋孟德爾遺傳定律
C.該學(xué)說的內(nèi)容是基因和染色體行為的一致性
D.該學(xué)說證明了基因在染色體上
解析:減數(shù)分裂時(shí)同源染色體分離,同源染色體上的等位基因也隨之分離;非同源染色體自由組合,非同源染色體上的非等位基因也自由組合,所以該學(xué)說有助于解釋孟德爾遺傳定律,而不是孟德爾遺傳定律的實(shí)質(zhì);該學(xué)說的內(nèi)容是基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系;該學(xué)說沒有證明基因在染色體上。
3.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)孟德爾定律中的遺傳因子(即基因)的行為和減數(shù)分裂過程中的染色體行為有著平行的關(guān)系,從而建立了遺傳的染色體學(xué)說。下列關(guān)于其依據(jù)的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.都保持其獨(dú)立性和完整性
B.等位基因和同源染色體都會(huì)彼此分離
C.在體細(xì)胞中都成對(duì)存在
D.配子中只有一個(gè)基因或一條染色體
解析:基因和染色體都保持其獨(dú)立性和完整性;等位基因和同源染色體都會(huì)彼此分離;基因和染色體在體細(xì)胞中都成對(duì)存在;配子中只有成對(duì)的基因中的一個(gè)或成對(duì)的染色體中的一條。
4.果蠅的灰身和黑身由一對(duì)等位基因(A、a)控制,灰身對(duì)黑身為顯性,讓一只純合的灰身雌果蠅與一只黑身雄果蠅交配得到子一代,子一代的雌雄個(gè)體交配得到子二代。為了確定A、a是位于常染色體上,還是位于X染色體上,下列指標(biāo)中能達(dá)到目的的是(　D　)
①統(tǒng)計(jì)子二代中雄性個(gè)體的性狀分離比
②統(tǒng)計(jì)子二代中灰身果蠅與黑身果蠅的比例
③統(tǒng)計(jì)子二代中黑身果蠅的性別比例
④統(tǒng)計(jì)子二代中雌性個(gè)體的性狀分離比
A.①②③ B.①②③④ C.②③④ D.①③④
解析:若基因位于X染色體上,則子一代的基因型是XAXa、XAY,那么子二代的表型及其比例為灰身雌果蠅∶灰身雄果蠅∶黑身雄果蠅=2∶1∶1,即雌果蠅全是灰身,雄果蠅中灰身∶黑身=1∶1;若基因位于常染色體上,則子一代基因型都是Aa,子二代表型及其比例為灰身雌性∶灰身雄性∶黑身雌性∶黑身雄性=3∶3∶1∶1,不同性別的性狀表現(xiàn)一樣,不同性狀的性別比例也一樣。
5.以抗螟非糯性水稻(GGHH)與不抗螟糯性水稻(gghh)為親本雜交得F1,F1自交得F2,F2的性狀分離比為9∶3∶3∶1。則F1中兩對(duì)基因在染色體上的位置關(guān)系是(　C　)
解析:根據(jù)F2的性狀分離比為9∶3∶3∶1可知,控制這兩種性狀的兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體中,且每對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色
體中。
6.下列有關(guān)遺傳的染色體學(xué)說的敘述中,不正確的是(　A　)
A.染色體是真核細(xì)胞中全部基因的載體
B.基因和染色體在多數(shù)生物的體細(xì)胞中都是成對(duì)存在
C.該學(xué)說使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到孟德爾定律的重要意義
D.等位基因和同源染色體在形成配子時(shí)都發(fā)生分離
解析:染色體是真核細(xì)胞中基因的主要載體,還有少量基因位于線粒體和葉綠體中;基因和染色體在多數(shù)生物的體細(xì)胞中都是成對(duì)存在的;遺傳的染色體學(xué)說可以圓滿地解釋孟德爾定律,使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到孟德爾定律的重要意義;在形成配子的過程中,等位基因隨同源染色體的分離而分離。
7.某植株及其相關(guān)基因控制的性狀、顯隱性及其在染色體上的分布。下列敘述錯(cuò)誤的是(　C　)
A.甲、乙、丙、丁都可以作為驗(yàn)證基因分離定律的材料
B.圖丁個(gè)體自交后代中表型及比例為黃皺∶綠皺=3∶1
C.圖甲、乙所表示個(gè)體進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),可以揭示基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)
D.圖丙個(gè)體自交,子代表型比例為9∶3∶3∶1
解析:基因分離定律的實(shí)質(zhì)是位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離,甲、乙、丙、丁都可以作為驗(yàn)證基因分離定律的材料;對(duì)于植株的粒色、粒形來說,丁的基因型是Yyrr,且遵循分離定律,自交后代的基因型及比例是Y　rr∶yyrr=3∶1,前者表現(xiàn)為黃色皺粒,后者表現(xiàn)為綠色皺粒;圖甲基因型是Yyrr、圖乙基因型是YYRr,不論是否遵循自由組合定律,都產(chǎn)生比例是1∶1的兩種類型的配子,因此不能揭示基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì);圖丙中雖然存在3種基因,但是dd純合,故圖丙個(gè)體自交,子代表型比例為9∶3∶3∶1。
8.如圖表示某種二倍體生物一對(duì)同源染色體上的部分基因,以下說法正確的是(　B　)
A.圖中共存在4對(duì)等位基因
B.圖中粒形的遺傳遵循分離定律
C.圖中莖高和花色這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律
D.在該生物體內(nèi),甲染色體上所有的基因控制的性狀一定能被觀察到
解析:等位基因是位于同源染色體同一位置上控制相對(duì)性狀的基因,圖中共存在除花頂生—花頂生之外的3對(duì)等位基因;由于控制粒形這對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上,故其遺傳遵循分離定律;由于控制莖高與花色這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于同一對(duì)同源染色體上,故其遺傳不遵循自由組合定律;在該生物體內(nèi),甲染色體上有些基因控制的性狀可能為隱性性狀,將不能被觀察到,故A、C、D所述均不正確。
9.如圖①②③④表示的是四株豌豆體細(xì)胞中的兩對(duì)基因及其在染色體上的位置(不考慮基因間的相互作用),下列分析錯(cuò)誤的是(　D　)
A.①②雜交后代的性狀分離之比是9∶3∶3∶1
B.①③雜交后代的基因型之比是1∶1∶1∶1
C.四株豌豆自交都能產(chǎn)生基因型為AAbb的后代
D.①株中基因A與a的分開發(fā)生在減數(shù)第二次分裂時(shí)期
解析:①(AaBb)×②(AaBb)雜交,后代的性狀分離之比是9∶3∶3∶1;①(AaBb)×③(AAbb),后代的基因型為AABb、AAbb、AaBb、Aabb,且比例為1∶1∶1∶1;四株豌豆細(xì)胞中都含Ab基因,都能產(chǎn)生含Ab的配子,所以自交都能產(chǎn)生基因型為AAbb的后代;A與a是等位基因,隨著同源染色體的分開而分離,而同源染色體上的等位基因的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。
10.柿子椒是雌雄同株的植物,開兩性花。已知每對(duì)相對(duì)性狀均由一對(duì)基因控制,且為完全顯性,其中果實(shí)圓錐形(A)對(duì)燈籠形(a)為顯性,紅色(B)對(duì)黃色(b)為顯性,辣味(D)對(duì)甜味(d)為顯性。三對(duì)基因在染色體上的位置情況如圖所示。現(xiàn)利用3個(gè)純合親本做雜交實(shí)驗(yàn),甲為燈籠形紅色辣味,乙為燈籠形黃色辣味,丙為圓錐形黃色甜味。若不考慮基因突變和交叉互換,請(qǐng)回答下列問題。
(1)A、a與B、b基因　　　　(填“遵循”或“不遵循”)自由組合定律,原因是　 　　　　　 　　。
(2)用甲、乙、丙兩兩分別雜交,F2中燈籠形黃色甜味果實(shí)植株所占比例最高的親本組合是　　　 　　,這對(duì)組合產(chǎn)生的F2表型及比例為
　 　 。
(3)用某甜味植株與乙雜交,F1中圓錐形紅色辣味∶圓錐形黃色辣
味=1∶1,則該甜味植株的基因型是　 。
(4)若基因型為如圖所示的個(gè)體與某一基因型未知的植株雜交,產(chǎn)生的后代為AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1,則該植株的基因型是　　　　　　　。
解析:(1)由題圖可知,A、a和B、b位于一對(duì)同源染色體上,不遵循自由組合定律。
(2)根據(jù)題意中的顯隱性可知,3個(gè)純合親本中甲(燈籠形紅色辣味)的基因型為aaBBDD,乙(燈籠形黃色辣味)的基因型為aabbDD,丙(圓錐形黃色甜味)的基因型為AAbbdd。甲和乙雜交,F1為aaBbDD,則F2中燈籠形黃色甜味果實(shí)植株(aabbdd)為0;根據(jù)題圖可知,A、a和B、b位于一對(duì)同源染色體上,即親本甲中a和B連鎖,親本丙中A和b連鎖,不考慮交叉互換,則甲和丙雜交的F1(AaBbDd)產(chǎn)生的配子類型和比例為AbD∶Abd∶aBD∶aBd=1∶1∶1∶1,則F2中燈籠形黃色甜味果實(shí)植株(aabbdd)為0;乙和丙雜交,F1為AabbDd,則F2中燈籠形黃色甜味果實(shí)植株(aabbdd)為1/4×1×1/4=1/16,所以用甲、乙、丙兩兩分別雜交,F2中燈籠形黃色甜味果實(shí)植株所占比例最高的親本組合是乙和丙。這對(duì)組合產(chǎn)生的F2表型及比例為圓錐形黃色辣味(A　bbD　)∶圓錐形黃色甜味(A　bbdd)∶燈籠形黃色辣味(aabbD　)∶燈籠形黃色甜味(aabbdd)=9∶3∶3∶1。
(3)用某甜味植株(　 　 　 　dd)與乙(aabbDD)雜交,F1中圓錐形紅色辣味(A　B　D　)∶圓錐形黃色辣味(A　bbD　)=1∶1,即控制果實(shí)形狀和果實(shí)味道的基因在后代都沒有出現(xiàn)性狀分離,而控制顏色的基因在后代出現(xiàn)了性狀分離,所以該甜味植株的基因型是AABbdd。
(4)若基因型為如題圖所示的個(gè)體與某一基因型未知的植株雜交,由于如題圖所示的個(gè)體產(chǎn)生的配子類型和比例為ABD∶ABd∶abD∶abd=1∶1∶1∶1,而雜交產(chǎn)生的后代為AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1,說明未知基因型的個(gè)體只能產(chǎn)生abd一種配子,所以該植株的基因型是aabbdd。
答案:(1)不遵循　A、a和B、b位于一對(duì)同源染色體上
(2)乙和丙　圓錐形黃色辣味∶圓錐形黃色甜味∶燈籠形黃色辣味∶燈籠形黃色甜味=9∶3∶3∶1
(3)AABbdd
(4)aabbdd
素養(yǎng)提升練
11.下圖是科學(xué)家對(duì)果蠅一條染色體上的基因測(cè)定結(jié)果,下列有關(guān)該圖說法正確的是(　D　)
A.控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因
B.控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時(shí)遵循著基因的分離定律
C.在后代中能表現(xiàn)出該染色體上所有基因控制的性狀
D.該染色體上的基因不遵循基因的自由組合定律
解析:控制朱紅眼與深紅眼的基因在同一條染色體上,不屬于等位基因;控制白眼與朱紅眼的基因在同一條染色體上,遺傳時(shí)不分離,所以不遵循基因的分離定律;由于基因的選擇性表達(dá),該染色體上的基因在后代中不一定都表達(dá);該染色體上的基因遺傳時(shí)不遵循基因的自由組合定律,遵循連鎖與交換定律。
12.遺傳的染色體學(xué)說提出的依據(jù)是基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系。不屬于所依據(jù)的平行關(guān)系的是(　C　)
A.基因和染色體在體細(xì)胞中都成對(duì)存在,在配子中都只有成對(duì)中的
一個(gè)
B.在形成配子時(shí),某些非等位基因之間、非同源染色體之間都能自由組合
C.作為遺傳物質(zhì)的DNA,都分布在染色體上
D.在配子形成和受精過程中,基因和染色體都有一定的獨(dú)立性和完
整性
解析:基因和染色體,在體細(xì)胞中都成對(duì)存在,在配子中都只有成對(duì)中的一個(gè),這屬于基因與染色體的平行關(guān)系;在形成配子時(shí),某些非等位基因之間、非同源染色體之間都能自由組合,這屬于基因與染色體的平行關(guān)系;作為遺傳物質(zhì)的DNA,主要分布在染色體上,這不屬于基因與染色體的平行關(guān)系;在配子形成和受精過程中,基因和染色體都有一定的獨(dú)立性和完整性,這屬于基因與染色體的平行關(guān)系。
13.如圖表示果蠅的一個(gè)細(xì)胞,其中數(shù)字表示染色體,字母表示基因,下列敘述正確的是(　C　)
A.從染色體情況上看,該果蠅只能形成一種配子
B.e基因控制的性狀在雌、雄個(gè)體中出現(xiàn)的概率相等
C.形成配子時(shí)基因a與d之間自由組合
D.可以用AaBb基因型的個(gè)體研究自由組合定律
解析:從染色體情況上看,該果蠅能形成2種配子,即3+X和3+Y;e基因位于X染色體上,因此其控制的性狀在雌、雄個(gè)體中出現(xiàn)的概率不相等;基因a與d位于兩對(duì)同源染色體上,它們的遺傳遵循基因自由組合定律;基因a與b位于同一對(duì)同源染色體上,它們的遺傳不遵循自由組合定律,因此不能用AaBb基因型的個(gè)體研究自由組合定律。
14.在熒光顯微鏡下觀察被標(biāo)記的某動(dòng)物的睪丸細(xì)胞,等位基因A、a被分別標(biāo)記為紅、黃色,等位基因B、b被分別標(biāo)記為藍(lán)、綠色。①③細(xì)胞都處于染色體向兩極移動(dòng)的時(shí)期。不考慮基因突變和交叉互換,下列有關(guān)推測(cè)合理的是(　C　)
A.①時(shí)期的細(xì)胞中向每一極移動(dòng)都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各
2個(gè)
B.③時(shí)期的細(xì)胞中向每一極移動(dòng)都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各
1個(gè)
C.②時(shí)期的初級(jí)精母細(xì)胞中都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各2個(gè)
D.圖中精細(xì)胞產(chǎn)生的原因是減數(shù)第一次分裂或第二次分裂過程異常
解析:分析題圖可知①是有絲分裂后期的細(xì)胞,著絲粒分裂,向每一極移動(dòng)都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各1個(gè);分析題圖可知③是后期Ⅱ的細(xì)胞,由于第一次分裂時(shí)等位基因已經(jīng)發(fā)生了分離,因此向每一極移動(dòng)的熒光點(diǎn)紅、黃色不能同時(shí)出現(xiàn),藍(lán)、綠色也不能同時(shí)出現(xiàn);②為初級(jí)精母細(xì)胞,染色體發(fā)生了復(fù)制,基因加倍,此時(shí)同源染色體沒有分離,因此該細(xì)胞中都有紅、黃、藍(lán)、綠色熒光點(diǎn),各2個(gè);分析題圖可知,圖中的精細(xì)胞存在等位基因B和b,可能是減數(shù)第一次分裂時(shí)B與b所在的同源染色體沒有發(fā)生分離所致。
15.摩爾根利用果蠅進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)研究,證明了基因在染色體上。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(1)摩爾根在一群紅眼果蠅中,發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅,并讓它與正常的紅眼雌果蠅交配,結(jié)果F1全是紅眼果蠅,這表明　　 　　是顯性性狀。
(2)摩爾根讓F1中的紅眼雌、雄果蠅相互交配,結(jié)果F2中,紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)量比為3∶1,這說明果蠅眼色的遺傳符合　　　　　　　定律。
(3)F2紅眼果蠅中有雌雄個(gè)體,而白眼果蠅全是雄性,可推測(cè)控制眼色的基因位于性染色體上。現(xiàn)有純種的紅眼雌、雄果蠅和白眼的雌、雄果蠅,請(qǐng)從中選擇親本,只做一次雜交實(shí)驗(yàn),以確定果蠅的眼色基因與X、Y染色體的關(guān)系。
雜交實(shí)驗(yàn):選擇　 交配。
結(jié)果預(yù)期:
若子代中　　　　　　　　　　　,說明在X、Y染色體上都存在控制果蠅眼色的基因。若子代中　　　　　　　　　　　　　　,說明控制果蠅眼色的基因只在X染色體上。
解析:(1)白眼雄果蠅與正常的紅眼雌果蠅交配,結(jié)果F1全是紅眼果蠅,這表明紅眼是顯性性狀。
(2)F1中的紅眼雌、雄果蠅相互交配,F2中紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)量比為3∶1,這一比例符合孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)的性狀分離比,這說明果蠅眼色的遺傳符合基因的分離定律。
(3)雜交實(shí)驗(yàn)中選擇(純種的)紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅交配。
結(jié)果預(yù)期:如果X、Y染色體上都存在控制果蠅眼色的基因(設(shè)控制眼色的基因?yàn)锽、b),即親本基因型為XbXb、XBYB,則子代基因型為XBXb、XbYB,即子代中(雌、雄果蠅)全為紅眼;如果控制果蠅眼色的基因只在X染色體上,則親本基因型為XbXb、XBY,則子代基因型為XBXb、XbY,即子代中雌果蠅全為紅眼,雄果蠅全為白眼。
答案:(1)紅眼　 (2)基因的分離
(3)(純種的)紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅
(雌、雄果蠅)全為紅眼
雌果蠅全為紅眼,雄果蠅全為白眼第三節(jié)　性染色體上基因的傳遞和性別相關(guān)聯(lián)
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.生物的性別主要由性染色體決定 (1)通過歸納與概括,分析染色體組型的概念,并比較人類男性與女性染色體組型的差異 科學(xué)思維
(2)比較分析XY型和ZW型性別決定,感悟性染色體在性別決定中的作用 科學(xué)思維
2.性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳 (1)通過提煉與分析,概括不同伴性遺傳的特點(diǎn),并比較分析 科學(xué)思維
(2)通過模型與建模,建構(gòu)體現(xiàn)不同伴性遺傳特征的系譜圖,并能進(jìn)行比較分析 科學(xué)思維
(3)分析與伴性遺傳相關(guān)的遺傳病的致病特點(diǎn),引導(dǎo)人們能夠正確認(rèn)識(shí)疾病 社會(huì)責(zé)任
1.生物的性別主要由性染色體決定
(1)染色體組型
①概念:指將某種生物體細(xì)胞內(nèi)的全部染色體,按大小和形態(tài)特征進(jìn)行配對(duì)、分組和排列所構(gòu)成的圖像(如下圖)。它體現(xiàn)了該生物染色體的數(shù)目和形態(tài)特征的全貌。
②顯微攝影最佳時(shí)期:有絲分裂中期。
(2)性染色體及性別決定
①染色體類型
項(xiàng)目 性染色體 常染色體
概念 與性別決定有直接關(guān)系的染色體 除性染色體之外的其他染色體
特點(diǎn) 雌、雄性個(gè)體不相同 雌、雄性個(gè)體相同
②不同性別決定方式比較
項(xiàng)目 XY型性別決定 ZW型性別決定
含義 由X和Y兩條性染色體決定性別。含兩條同型的X染色體的個(gè)體為雌性,含兩條異型性染色體X和Y的個(gè)體為雄性 由Z和W兩條性染色體決定性別。含兩條同型的Z染色體的個(gè)體為雄性,含兩條異型性染色體Z和W的個(gè)體為雌性
生物類型 人、哺乳類、某些兩棲類和許多昆蟲 鳥類、家蠶等
性別決定時(shí)期 受精時(shí)
性別決定圖解
2.性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳
(1)伴性遺傳概念
人們將位于性染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相聯(lián)系的遺傳方式稱為伴性遺傳。
(2)伴X染色體隱性遺傳
①概念:由X染色體攜帶的隱性基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴X染色體隱性遺傳。
②特點(diǎn):人群中男性患者遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于女性患者。
③典型病例:血友病、紅綠色盲。
(3)伴X染色體顯性遺傳
①概念:由X染色體攜帶的顯性基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴X染色體顯性遺傳。
②特點(diǎn):人群中女性患者多于男性患者。
③典型病例:抗維生素D佝僂病。
(4)伴Y染色體遺傳
①概念:由Y染色體攜帶的基因所表現(xiàn)的遺傳方式稱為伴Y染色體
遺傳。
②特點(diǎn):患者全部是男性。
③典型病例:外耳道多毛癥。
(5)其他伴性遺傳
①雞的羽毛蘆花性狀遺傳:控制蘆花的基因?yàn)閆B,非蘆花的基因?yàn)閆b。
②雌雄異株植物女婁菜葉子形狀的遺傳:控制闊葉的基因?yàn)閄B,細(xì)葉的基因?yàn)閄b。
概念一　生物的性別主要由性染色體決定
[概念情境]
某同學(xué)設(shè)計(jì)了“模擬人類后代性別決定的過程”活動(dòng),以分析人類生男生女的奧秘。該同學(xué)的具體操作為把20個(gè)白色小球放入甲紙袋中,10個(gè)白色小球和10個(gè)紅色小球放入乙紙袋中。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)甲袋和乙袋分別模擬的是什么個(gè)體
提示:甲袋模擬的是雌性個(gè)體(母親),乙袋模擬的是雄性個(gè)體(父親)。
(2)紅色小球和白色小球模擬了什么染色體
提示:紅色小球模擬了Y染色體,白色小球模擬了X染色體。
(3)從甲袋和乙袋各取一個(gè)小球,能否一定模擬女孩的產(chǎn)生 試說明原因。
提示:不能。乙袋表示X染色體和Y染色體,若乙袋中取到紅色小球,則組成的個(gè)體為男孩。
(4)乙袋中白色小球和紅色小球的比例為什么是 1∶1
提示:乙袋模擬的是雄性個(gè)體,雄性個(gè)體產(chǎn)生含X染色體的精子與含Y染色體的精子之比為1∶1。
染色體組型分析
[典例1] 染色體組型具有種的特異性,如圖是正常女性C組染色體圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　B　)
A.男性的6號(hào)染色體的形狀、大小與女性不相同
B.X染色體和Y染色體分在不同的組
C.正常人染色體組型的C組都含有16條染色體
D.圖中的同源染色體之間正在發(fā)生交叉互換
解析:男性的6號(hào)染色體是常染色體,其形狀、大小與女性相同;X染色體在C組,Y染色體在G組;正常女性染色體組型的C組含有16條染色體,正常男性染色體組型的C組含有15條染色體;圖中的染色體是人為排列的,沒有處于減數(shù)分裂中,所以同源染色體之間沒有發(fā)生交叉互換。
[概念誤區(qū)] 染色體組型的制作與觀察
染色體組型不能直接在顯微鏡下被觀察到,而是需要先對(duì)處在有絲分裂中期的染色體進(jìn)行顯微攝影,然后按照染色體的大小、形狀和著絲粒的位置等進(jìn)行排列,是人為制作形成的。
性別決定分析
[典例2] 下列關(guān)于人類和鳥類性別決定的敘述,錯(cuò)誤的是(　B　)
A.人類中女性含有兩個(gè)同型性染色體
B.人類與鳥類都是精子決定了子代的性別
C.兩棲類中既存在XY型性別決定的生物,也存在ZW型性別決定的
生物
D.Z、W染色體上的基因都伴隨性染色體遺傳
解析:女性的性染色體由兩個(gè)同型的X染色體構(gòu)成;人類為XY型性別決定,該機(jī)制中,雄性的精子類型決定了子代的性別,鳥類為ZW型性別決定,該機(jī)制中,雌性的卵細(xì)胞決定了子代的性別;兩棲類中既存在XY型性別決定的生物,也存在ZW型性別決定的生物;Z、W是一對(duì)性染色體,Z、W上的基因都伴隨性染色體遺傳。
[概念誤區(qū)] 有關(guān)性別決定認(rèn)識(shí)的幾點(diǎn)誤區(qū)
(1)性別決定是指雌雄異體的生物決定性別的方式,如豌豆沒有性別,也不具有性染色體。
(2)在書寫基因型時(shí),常染色體上的基因不需標(biāo)明其位于常染色體上,性染色體上的基因則需要將性染色體及其上的基因一同寫出。
(3)在書寫表型時(shí),對(duì)于常染色體遺傳不需要帶入性別,對(duì)于伴性遺傳則既要描述性狀的顯隱性,又要將性別一同帶入。
(4)生物的性別決定并非都是由性染色體決定的。有的性別決定由環(huán)境中的影響因子決定(如溫度、濕度等)。
概念二　性染色體上的基因伴隨性染色體而遺傳
[概念情境]
從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅,這兩種體色的果蠅數(shù)量相等,每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制,所有果蠅均能正常生活,性狀的分離符合遺傳的基本定律。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)種群中的個(gè)體通過繁殖將各自的核基因傳遞給后代,該過程中,核基因如何傳遞
提示:核基因的載體為染色體,通過減數(shù)分裂進(jìn)入配子,受精后進(jìn)入下一代。
(2)確定某性狀由常染色體基因決定,還是由性染色體基因決定,可采用的雜交方法是什么
提示:正交和反交。
(3)假設(shè)果蠅的體色由一對(duì)等位基因A、a控制,若控制體色的基因位于常染色體或X染色體上,則該自然果蠅種群中控制體色的基因型分別有幾種 試分析說明。
提示:控制體色的基因若位于常染色體上,基因型有3種:AA、Aa、aa;若位于X染色體上,基因型有5種:XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY。
(4)現(xiàn)用兩個(gè)雜交組合:灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅,只做一代雜交實(shí)驗(yàn),每個(gè)雜交組合選用多對(duì)果蠅。推測(cè)兩個(gè)雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀,并以此為依據(jù),對(duì)哪一種體色為顯性性狀,以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上這兩個(gè)問題,作出相應(yīng)的推斷(只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)。
提示:對(duì)于一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳,若性狀遺傳與性別無關(guān),則控制該性狀的基因位于常染色體上,后代中一般顯性性狀個(gè)體數(shù)多于隱性性狀個(gè)體數(shù);若與性別有關(guān),則控制該性狀的基因位于性染色體上。灰色雌蠅×黃色雄蠅后代中若雌性全為黃色,則灰色基因是位于X染色體上的隱性基因;黃色雌蠅×灰色雄蠅后代中若雌性全為灰色,則黃色基因是位于X染色體上的隱性基因。
伴X染色體隱性遺傳的特點(diǎn)
[典例1] 紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳,正常情況下,下列有關(guān)說法不正確的是(　C　)
A.父親正常,女兒必正常;母親色盲,兒子必色盲
B.外公為色盲患者,其色盲基因可能會(huì)通過他的女兒遺傳給他的外孫
C.女兒患病,父親必患病;兒子患病,母親必患病
D.在人群中,男性的患病率高于女性
解析:假設(shè)紅綠色盲由一對(duì)等位基因B、b控制。父親正常,基因型為XBY,則女兒的基因型為XBX-,女兒的表型必正常;母親色盲,基因型為XbXb,則兒子的基因型為XbY,兒子必為色盲。外公為色盲患者,其色盲基因可能會(huì)通過他的女兒傳給他的外孫,其傳遞過程為外公的基因型(XbY)→假如其女兒的基因型是XBXb→外孫的基因型有兩種情況(XBY、XbY),其中XbY基因型的Xb基因是來自外公。女兒患病,則女兒的基因型是XbXb,其中一個(gè)Xb來自父親,所以父親的基因型是XbY,一定患色盲;兒子患色盲(XbY),其色盲基因一定來自母親,母親一定帶有色盲基因,但不一定患病,可能是攜帶者XBXb。紅綠色盲遺傳的特點(diǎn)之一是在人群中男性的患病率遠(yuǎn)高于女性。
[拓展延伸] 伴X染色體隱性遺傳的遺傳特點(diǎn)
(1)具有隔代交叉遺傳現(xiàn)象(男性患者的致病基因通過他的女兒傳給他的外孫)。
(2)男性正常,其母親、女兒全都正常。
(3)女性患者的父親和兒子一定都是患者(即“母患子必患,女患父
必患”)。
(4)男性發(fā)病率遠(yuǎn)高于女性。
伴X染色體顯性遺傳的特點(diǎn)
[典例2] 抗維生素D佝僂病是一種伴X染色體顯性遺傳病,患者對(duì)磷、鈣的吸收不良,造成血磷血鈣下降,表現(xiàn)為下肢彎曲、膝內(nèi)翻或外翻、骨骼發(fā)育畸形、身材矮小。下列關(guān)于此病的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.父親患病,女兒一定患病
B.母親患病,女兒不一定患病
C.人群中女性患者多于男性患者
D.父母均為患者,則子代也為患者
解析:假設(shè)抗維生素D佝僂病由一對(duì)等位基因D、d控制,男性患者(XDY)的致病基因一定隨X染色體傳給女兒,故女兒一定患病;如果女性患者是雜合子(XDXd),則與正常男性(XdY)婚配所生女兒有50%患病的概率;抗維生素D佝僂病屬于伴X染色體顯性遺傳,由于女性有兩條X染色體,只要獲得一個(gè)致病基因就會(huì)患病,故抗維生素D佝僂病患者中女性多于男性;一對(duì)患病夫婦,女性如果是雜合子(XDXd)的情況下可能生下正常兒子,女兒一定患病。
[拓展延伸] 伴X染色體顯性遺傳的特點(diǎn)
(1)具有世代連續(xù)性(即患者的雙親中必有一個(gè)是患者)。
(2)男性患病,其母親、女兒必患病。
(3)男性患病率小于女性。
伴Y染色體遺傳
[典例3] 調(diào)查發(fā)現(xiàn),人類的外耳道多毛癥總是由父親傳給兒子,女性無此癥,下列敘述正確的是(　D　)
A.該癥屬于伴X染色體遺傳
B.外耳道多毛癥基因位于常染色體上
C.患者的體細(xì)胞都有成對(duì)的外耳道多毛癥基因
D.患者產(chǎn)生的精子中有外耳道多毛癥基因的占1/2
解析:由題意可知,人類的外耳道多毛癥屬于伴Y染色體遺傳,故該病患者正常體細(xì)胞中一般有一個(gè)外耳道多毛癥基因;患者產(chǎn)生的精子中有該致病基因的占1/2。
[概念誤區(qū)] 對(duì)伴Y染色體遺傳的理解
伴Y染色體遺傳是典型的傳男不傳女,但不能因某系譜圖中患者男性多就確定該遺傳病就為伴Y染色體遺傳,還需分析男性親子代之間的傳承性,若出現(xiàn)隔代現(xiàn)象,一般可排除伴Y染色體遺傳。
X、Y各區(qū)段分析
[典例4] 如圖是人體性染色體的模式圖。下列敘述不正確的是(　B　)
A.位于Ⅰ區(qū)基因的遺傳只與男性相關(guān)
B.位于Ⅱ區(qū)的基因在遺傳時(shí),后代男女性狀的表現(xiàn)一致
C.位于Ⅲ區(qū)的致病基因,在體細(xì)胞中也可能有等位基因
D.性染色體既存在于生殖細(xì)胞中,也存在于體細(xì)胞中
解析:由人體性染色體的模式圖分析可知,Ⅰ區(qū)為Y染色體所特有的片段,位于Ⅰ區(qū)的基因控制的性狀只傳遞給男性后代,所以位于Ⅰ區(qū)基因的遺傳只與男性相關(guān);由人體性染色體的模式圖分析可知,Ⅱ?yàn)閄、Y共有的片段,為兩者的同源區(qū),其上有等位基因,所以位于Ⅱ區(qū)的基因在遺傳時(shí),后代男女性狀的表現(xiàn)不一定一致,如XDXd×XdYD的后代,男性全部是顯性性狀,女性一半是顯性性狀,一半是隱性性狀;Ⅲ區(qū)為X染色體所特有的片段,女性個(gè)體有兩條X染色體,兩條X染色體上均可以有相應(yīng)的基因(如一個(gè)為A,一個(gè)為a),故可能有等位基因;性染色體普遍存在于生殖細(xì)胞和體細(xì)胞內(nèi),因?yàn)閭€(gè)體是由一個(gè)受精卵發(fā)育而來,發(fā)育的前提是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化,在細(xì)胞分裂和分化過程中其染色體組成是不變的。
[拓展延伸] X、Y染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)及相關(guān)區(qū)段解讀
(1)X、Y染色體關(guān)系
兩者為同源染色體,但由于存在不對(duì)應(yīng)區(qū)域,因此該對(duì)同源染色體存在同源區(qū)段和非同源區(qū)段,如下圖所示:
(2)基因所在區(qū)段位置與相應(yīng)基因型對(duì)應(yīng)關(guān)系:
基因所 在區(qū)段 基因型(隱性遺傳病)
男正常 男患病 女正常 女患病
Ⅰ XBYB、 XBYb、 XbYB XbYb XBXB、XBXb XbXb
Ⅱ-1 (伴Y遺傳) XYB XYb — —
Ⅱ-2 (伴X遺傳) XBY XbY XBXB、 XBXb XbXb
(3)X、Y染色體上基因遺傳特點(diǎn)
與性別相關(guān)聯(lián),即在不同性別中,某一性狀出現(xiàn)概率不同(基因位于同源區(qū)段和位于非同源區(qū)段均遵循上述規(guī)律)。
伴性遺傳與常染色體遺傳的綜合分析
[典例5] 果蠅的長翅與短翅由一對(duì)等位基因(B、b)控制、白眼與紅眼由另一對(duì)等位基因(R、r)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。親代雌果蠅與雄果蠅雜交,F1表型及數(shù)量如表:
表型 長翅紅眼 長翅白眼 短翅紅眼 短翅白眼
雌蠅/只 151 0 52 0
雄蠅/只 77 75 25 26
請(qǐng)回答下列問題。
(1)這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合　　　　　　定律,控制白眼與紅眼的基因(R、r)位于　　　　染色體上。
(2)基因B控制的性狀為　　　 　,翅形的這種顯隱性關(guān)系稱為　　　　　　。
(3)親代雌果蠅的基因型為　　　　。F1的基因型共有　　　　種。F1長翅紅眼雌果蠅體細(xì)胞內(nèi)基因B的數(shù)目最多有　　　　個(gè)。
(4)讓F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,產(chǎn)生的F2有　　　　種表型,F2中紅眼雌果蠅所占的比例為　　　　。
(5)為驗(yàn)證雜合長翅紅眼雄果蠅產(chǎn)生配子的種類及比例,進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)用遺傳圖解表示。
解析:(1)這兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上,故這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳符合自由組合定律,F1雌性果蠅中沒有白眼,雄性果蠅中紅眼和白眼都有,因此控制白眼與紅眼的基因(R、r)位于X染色體上。(2)F1中長翅∶殘翅=(151+75+77)∶(52+25+26)≈3∶1,因此基因B控制的性狀為長翅;因?yàn)榛蛐虰B和Bb控制的表型相同,即翅形的這種顯隱性關(guān)系稱為完全顯性。(3)結(jié)合以上分析可知,親代雌果蠅的基因型為BbXRXr,雄果蠅的基因型為BbXRY。只考慮翅形,F1的基因型為1BB、2Bb、1bb,只考慮眼色,F1的基因型為XRXR、XRXr、XRY、XrY,則F1的基因型共有3×4=12(種)。F1長翅紅眼雌果蠅的基因型為BBXRXr、BBXRXR、BbXRXR、BbXRXr,故體細(xì)胞內(nèi)基因B的數(shù)目最多有4個(gè)。(4)讓F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,只考慮翅形,F2有長翅和短翅2種表型,只考慮眼色,F2有紅眼雌蠅、白眼雌蠅、紅眼雄蠅、白眼雄蠅4種表型,因此F2有2×4=8(種)表型;只考慮眼色這一對(duì)基因,則F1產(chǎn)生的雌配子的比例為3XR、1Xr,雄配子的比例為1XR、1Xr、2Y,因此,F2中紅眼雌果蠅所占的比例為3/4(雌配子XR)×1/2(雄配子XR和Xr)+1/4(雌配子Xr)×1/4(雄配子XR)=7/16。(5)為驗(yàn)證雜合長翅紅眼雄果蠅(BbXRY)產(chǎn)生配子的種類及比例,需要進(jìn)行測(cè)交驗(yàn)證,則應(yīng)選擇基因型為bbXrXr的雌果蠅進(jìn)行雜交。遺傳圖解表示如下:
答案:(1)自由組合　X　(2)長翅　完全顯性　(3)BbXRXr　12　4　(4)8　7/16
(5)
[拓展延伸] 伴性遺傳與常染色體遺傳綜合類題目分析技巧
步驟 結(jié)果
第一步,對(duì)每一對(duì)性狀進(jìn)行獨(dú)立分析,確定遺傳方式 子代中雌性的表型及比例 若子代中雌雄個(gè)體的表型不存在差異,可確定控制該性狀的基因位于常染色體上 若子代中雌雄個(gè)體表型不同,可確定控制該性狀的基因一般位于X染色體上
子代中雄性的表型及比例
全部子代的表型及比例
第二步,通過性狀分離現(xiàn)象或子代的表型比例確定某性狀的顯隱性 若某性狀出現(xiàn)性狀分離,則該性狀為顯性;若子代中出現(xiàn)典型的3∶1或2∶1分離比,占比多者為顯性;若某一性狀掩蓋另一性狀,則該性狀為顯性
第三步,基于自由組合類題目的分析方式獨(dú)立分析各性狀的表型比例 獨(dú)立分析并計(jì)算各性狀的表型比,最后合并乘積獲得最后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
遺傳系譜圖分析
[典例6] 如圖是具有兩種遺傳病的家系圖,家庭中有的成員患甲種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锽,隱性基因?yàn)閎),有的成員患乙種遺傳病(設(shè)顯性基因?yàn)锳,隱性基因?yàn)閍),如系譜圖所示。現(xiàn)已查明Ⅱ6不攜帶致病基因。回答下列問題。
(1)甲種遺傳病的致病基因位于　　　　染色體上,屬于　　　　　　(填“顯性”或“隱性”)遺傳;乙種遺傳病的致病基因位于　　　　染色體上,屬于　　　　　(填“顯性”或“隱性”)遺傳。
(2)寫出下列個(gè)體的基因型:Ⅱ5　　　　,Ⅲ8　　　　 　　,Ⅲ9
　　　　　　　。
(3)若Ⅲ8和Ⅲ9婚配,子女中只患一種遺傳病的概率為　　　　　　　。
解析:(1)分析遺傳系譜圖:Ⅱ5、Ⅱ6表現(xiàn)正常,生出患甲病的兒子Ⅲ9,推知該病為隱性遺傳病,又Ⅱ6不攜帶致病基因,故甲病是伴X染色體隱性遺傳病;Ⅱ3、Ⅱ4表現(xiàn)正常,生出患乙病的女兒Ⅲ8,故乙病是常染色體隱性遺傳病。(2)Ⅲ8患乙病,關(guān)于乙病的基因型為aa,Ⅲ8不患甲病,但有患甲病的弟弟(哥哥),故Ⅱ3和Ⅱ4關(guān)于甲病的基因型分別為XBY、XBXb,故Ⅲ8關(guān)于甲病的基因型為XBXb或XBXB,綜合兩對(duì)基因,Ⅲ8基因型及概率為1/2aaXBXb、1/2aaXBXB。Ⅲ9患甲病,關(guān)于甲病的基因型為XbY,其父親Ⅱ6不患甲病,故甲病致病基因來自母親Ⅱ5,Ⅱ5關(guān)于甲病基因型為XBXb;Ⅲ9不患乙病,Ⅰ2患乙病,Ⅱ5、Ⅱ6關(guān)于乙病的基因型分別為Aa、AA,故Ⅲ9關(guān)于乙病的基因型為AA或Aa,綜合兩對(duì)基因,Ⅲ9基因型及概率為1/2AaXbY、1/2AAXbY;Ⅱ5基因型為AaXBXb。(3)若Ⅲ8和Ⅲ9婚配,子女中患甲病的概率為1/2×1/2=1/4,子女中患乙病的概率為1/2×1/2=1/4,子女中只患一種遺傳病的概率為1/4×3/4+1/4×
3/4=3/8。
答案:(1)X　隱性　常　隱性　(2)AaXBXb　aaXBXB或aaXBXb　AAXbY或AaXbY　(3)3/8
[拓展延伸] “四步法”分析遺傳系譜圖
步驟 現(xiàn)象及結(jié)論 的口訣記憶 圖譜特征
第一,排除或確定伴Y遺傳 若系譜圖中患者全為男性,而且患者后代中男性全為患者,則為伴Y遺傳;若系譜圖中,患者有男有女,則不是伴Y遺傳
第二,確定圖譜中遺傳病是顯性遺傳還是隱性遺傳 “無中生有”(無病的雙親,所生的孩子中有患者),則為隱性遺傳
“有中生無”(有病的雙親,所生的孩子中出現(xiàn)無病的),則為顯性遺傳
第三,確定致病基因位于常染色體上還是位于性染色體上 ①雙親有病,兒子正常 ②父病女必病,子病母必病 伴X染色體顯性遺傳
①雙親有病,女兒正常 ②父病女不病或者子病母不病 常染色體顯性遺傳
母病子必病,女病父必病 伴X染色體隱性遺傳
①雙親正常,女兒有病 ②母病子不病或女病父不病 常染色體隱性遺傳
第四,若系譜圖中無上述特征,只能從可能性大小方面推測(cè) ①若該病在代與代間連續(xù)遺傳→ ②若該病在系譜圖中隔代遺傳→
果蠅的灰身、黑身是由等位基因(B、b)控制,等位基因(R、r)會(huì)影響雌、雄黑身果蠅的體色深度,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。現(xiàn)有黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,F1隨機(jī)交配,F2表型及數(shù)量如表。
果蠅 灰身 黑身 深黑身
雌果蠅/只 151 49 —
雄果蠅/只 148 26 28
請(qǐng)回答下列問題。
(1)果蠅的灰身和黑身是一對(duì)相對(duì)性狀,其中顯性性狀為灰身。R、r基因位于X染色體上,其中使黑身果蠅的體色加深的是基因r。這兩對(duì)基因的遺傳遵循自由組合定律。
(2)親代灰身雄果蠅的基因型為BBXrY,F2灰身雌果蠅中雜合子占的比例為5/6。
(3)F2灰身雌果蠅與深黑身雄果蠅隨機(jī)交配,F3中灰身雌果蠅的比例為1/3。
(4)用遺傳圖解表示以F2中雜合的黑身雌果蠅與深黑身雄果蠅為親本雜交得到子代的過程。
解析:(1)黑身雌果蠅與灰身雄果蠅雜交,F1全為灰身,說明灰身對(duì)黑身是顯性性狀。F2中雌果蠅沒有深黑身,雄果蠅中黑身∶深黑身≈1∶1,說明R、r基因位于X染色體上,其中使黑身果蠅的體色加深的是基因r。這兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上,遺傳遵循基因的自由組合定律。(2)親代灰身雄果蠅的基因型為BBXrY,F1的雌、雄果蠅基因型為BbXRXr、BbXRY,F2灰身雌果蠅(B　XRX-),其中純合子的比例為1/3×1/2=1/6,雜合子占的比例為5/6。(3)F2灰身雌果蠅(B　XRX-)中等位基因B∶b=2∶1,等位基因XR∶Xr=3∶1,其與深黑身雄果蠅(bbXrY)隨機(jī)交配,F3中灰身雌果蠅的比例為2/3×1/2=1/3。(4)F2中雜合的黑身雌果蠅的基因型為bbXRXr,與深黑身雄果蠅(bbXrY)雜交得到子代的遺傳圖解如下:
1.下列關(guān)于性染色體的敘述,正確的是(　D　)
A.含X染色體的配子是雌配子
B.真核生物都有性染色體和常染色體
C.性染色體上的基因沒有其相應(yīng)的等位基因
D.控制外耳道多毛癥的基因會(huì)隨著Y染色體的傳遞而遺傳
解析:XY型性別決定的雄性個(gè)體的性染色體是XY,產(chǎn)生的雄配子一半含有X染色體;雌雄同體的真核生物不具有性染色體,如水稻、小麥等;性染色體的同源區(qū)段含有等位基因;控制外耳道多毛癥的基因位于Y染色體上,會(huì)隨著Y染色體的傳遞而遺傳。
2.雞是ZW型性別決定,為了依據(jù)羽毛特征盡早地知道小雞的性別,應(yīng)選用(　B　)
A.蘆花母雞和蘆花公雞交配
B.蘆花母雞與非蘆花公雞交配
C.非蘆花母雞和蘆花公雞交配
D.非蘆花母雞與非蘆花公雞交配
解析:假設(shè)該性狀由一對(duì)等位基因B、b控制,母雞基因型有ZBW、ZbW兩種,表型分別是蘆花雞和非蘆花雞;公雞基因型有ZBZB、ZBZb、ZbZb三種,表型分別是蘆花雞、蘆花雞和非蘆花雞。用蘆花母雞(ZBW)與非蘆花公雞(ZbZb)交配,后代中凡屬蘆花羽毛(ZBZb)的都是公雞,而非蘆花羽毛(ZbW)的全為母雞,根據(jù)這一規(guī)律,可以盡早鑒別出小雞的性別,從而選留所需的小雞。
3.如圖表示某生物性染色體結(jié)構(gòu)示意圖,下列相關(guān)說法不正確的是(　B　)
A.雌、雄個(gè)體的性染色體組成不同,有同型和異型兩種形式,因而基因組成有差異
B.若Y染色體上攜帶的基因在X染色體有相應(yīng)的等位基因,則性狀遺傳與性別無關(guān)
C.若Y染色體上攜帶的基因在X染色體上無相應(yīng)的等位基因,則只限于相應(yīng)性別的個(gè)體之間遺傳
D.正交結(jié)果和反交結(jié)果可作為判斷遺傳方式的依據(jù)
解析:雌雄個(gè)體的性染色體組成不同,有同型XX和異型XY兩種形式,因而基因組成有差異;在X和Y染色體的同源區(qū)段上有相應(yīng)的等位基因,遺傳也與性別有關(guān);Y染色體上攜帶的基因在X染色體上無相應(yīng)的等位基因,因此只限于雄性個(gè)體之間遺傳;判斷遺傳方式是常染色體上的遺傳還是性染色體上的遺傳,可以用正交、反交的方法進(jìn)行判斷,如果正交、反交結(jié)果相同,則是常染色體遺傳,否則是伴性遺傳。
4.繼摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅紅、白眼色(R/r)的遺傳規(guī)律后,科學(xué)家又在果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中獲得了一些無眼突變體(E/e)。下表是4對(duì)果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果。
組合 P F1
① 紅眼♀×紅眼 紅眼♀∶紅眼∶白眼∶無眼♀∶無眼=6∶3∶3∶2∶2
② 白眼♀×無眼 紅眼♀∶白眼∶無眼♀∶無眼=1∶1∶1∶1
③ 無眼♀×紅眼 紅眼♀∶白眼∶無眼♀∶無眼=1∶1∶1∶1
④ 紅眼♀×無眼 紅眼♀∶紅眼∶白眼∶無眼♀∶無眼=2∶1∶1∶2∶2
下列敘述錯(cuò)誤的是(　A　)
A.組合①的F1中紅眼雌蠅的基因型有4種,其中純合子的概率是1/3
B.組合②母本的次級(jí)卵母細(xì)胞中有2個(gè)白眼基因,不一定含有無眼
基因
C.這兩對(duì)性狀的遺傳遵循自由組合定律,組合①③④均支持該結(jié)論
D.若組合①F1紅眼雌蠅與組合④F1紅眼雄蠅隨機(jī)交配得F2,F2中紅眼概率為35/48
解析:組合①中,親本基因型是EeXRXr、EeXRY,子一代紅眼雌蠅的基因型為EEXRXR、EEXRXr、EeXRXR、EeXRXr,其中EEXRXR是純合子,比例是1/3×1/2=1/6;組合②中母本基因型是EeXrXr,初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂時(shí)等位基因發(fā)生分離,因此次級(jí)卵母細(xì)胞不一定含有無眼基因,但是含有2個(gè)白眼(r)基因;由分析可知,兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上,因此遵循自由組合定律,雜交組合①③④與按照自由組合定律寫出的比例相符,支持自由組合定律;組合①親本基因型是EeXRXr、EeXRY,子一代紅眼雌果蠅的基因型是E　XRX-;組合④親本基因型是EeXRXr、eeXRY,子一代紅眼雄蠅的基因型是EeXRY,組合①F1紅眼雌蠅與組合④F1紅眼雄蠅隨機(jī)交配,拆分成2個(gè)分離定律:E　×Ee→1/6ee+5/6E　、XRX-×XRY→1/8XrY+7/8XR　,隨機(jī)交配,后代紅眼果蠅的比例是E　XR　=5/6×7/8=35/48。
5.果蠅的體色中的黃身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因B、b控制;眼色中的紅色與白色為另一對(duì)相對(duì)性狀,由等位基因D、d控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體。讓體色、眼色相同的多對(duì)果蠅交配,其中雌果蠅的基因型相同,雄果蠅的基因型相同,所得F1表型及比例如下表。
表型 黃身紅眼 黃身白眼 黑身紅眼 黑身白眼
雌蠅 4/12 0 2/12 0
雄蠅 2/12 2/12 1/12 1/12
請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(1)果蠅控制眼色的基因位于　　　　染色體上。
(2)親代雄果蠅基因型是　　　 　;F1雌果蠅中致死個(gè)體的基因型是　 。
(3)讓F1中全部的紅眼雌、雄果蠅隨機(jī)交配,雌果蠅產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型有　　　　種,F2中黑身紅眼雄果蠅所占比例是　　　　。
(4)選取子一代中黑身紅眼的純合雌果蠅與黃身白眼的雄果蠅,進(jìn)行一次雜交實(shí)驗(yàn),請(qǐng)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,用遺傳圖解表示。
解析:根據(jù)題意和題表分析可知,相同基因型的雌、雄果蠅交配,后代中黃身∶黑身=2∶1,且雌雄個(gè)體相當(dāng),說明等位基因B、b位于常染色體上,且黃身對(duì)黑身為顯性;后代中紅眼∶白眼=3∶1,且雌雄個(gè)體有性別差異,說明等位基因D、d位于X染色體上,且紅眼對(duì)白眼為顯性。由于后代中黃身∶黑身=2∶1,說明BB的個(gè)體不能發(fā)育。
(1)根據(jù)上述分析可知,控制果蠅體色的基因位于常染色體上,控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。控制這兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,所以遺傳時(shí)遵循自由組合定律。
(2)根據(jù)上述分析可知,后代中黃身∶黑身=2∶1,說明親代雌、雄果蠅中控制體色的基因型都是Bb;又因?yàn)楹蟠葡壷兄挥屑t眼,而雄蠅中紅眼∶白眼=1∶1,說明親代雌、雄果蠅中控制眼色的基因分別是XDXd和XDY,因此親代雌、雄果蠅的基因型分別是BbXDXd和BbXDY。F1雌果蠅中致死個(gè)體的基因型是BBXDXd或BBXDXD。
(3)F1紅眼雌果蠅的基因型為BbXDXD、BbXDXd、bbXDXD、bbXDXd,產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型有BXD、bXd、BXd、bXD共4種。讓該雌果蠅與F1的紅眼雄果蠅(基因型為 2/3BbXDY和 1/3bbXDY)隨機(jī)交配,F2中黑身紅眼雄果蠅(bbXDY)所占比例是1/2(bb)×3/4×1/2(XDY)=3/16。
(4)遺傳圖解書寫要求:親代基因型和表型;親代產(chǎn)生的配子種類(可省略);子代基因型和表型及其比例;相關(guān)符號(hào),如雜交和箭頭等。F1中黑身紅眼的純合雌果蠅與黃身白眼的雄果蠅雜交,簡易遺傳圖解
如下:
答案:(1)X　(2)BbXDY　BBXDXd或BBXDXD
(3)4　3/16
(4)如下圖:
概念理解練
1.下列關(guān)于人類性染色體的敘述,正確的是(　D　)
A.Y染色體上有的基因,X染色體上都有
B.X染色體上的基因都與性別決定有關(guān)
C.染色體組型分析時(shí),X和Y染色體列入同一組
D.X和Y染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和大小上具有明顯差異
解析:伴Y染色體遺傳的基因不存在于X染色體上;X染色體上的基因不都與性別決定有關(guān),如X染色體上的色盲基因與性別決定無關(guān);染色體組型分析時(shí),人的體細(xì)胞有46條即23對(duì)染色體,常染色體由大到小依次編號(hào)為1～22號(hào),并分為7組,即A、B、C、D、E、F、G組,將X染色體列入C組,Y染色體列入G組;人類X和Y染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和大小上具有明顯差異,X染色體比Y染色體要大。
2.某伴X染色體顯性遺傳病的家系中,若雙親都不患該病,所生男孩(　A　)
A.患病概率為0 B.患病概率為50%
C.患病概率為25% D.都患病
解析:假設(shè)該病由一對(duì)等位基因A、a控制,根據(jù)題意,在伴X染色體顯性遺傳病的家系中,若雙親都不患病,則雙親的基因型為XaXa、XaY,因此,所生男孩的表型都正常。
3.下列符合人類紅綠色盲的遺傳的是(　D　)
A.患病父親一定會(huì)生出患病的女兒
B.患病父親一定會(huì)生出患病的兒子
C.患病母親一定會(huì)生出患病的女兒
D.患病母親一定會(huì)生出患病的兒子
解析:女兒有兩條X染色體,患病父親不一定會(huì)生出患病的女兒,有可能為攜帶者;兒子的X染色體來自母親,與父親無關(guān),患病父親不一定會(huì)生出患病的兒子;女兒有兩條X染色體,患病母親不一定會(huì)生出患病的女兒,有可能為攜帶者;兒子的X染色體來自母方,故患病母親一定會(huì)生出患病的兒子。
4.下列關(guān)于人類性別決定與伴性遺傳的敘述,正確的是(　C　)
A.性染色體上的基因都與性別決定有關(guān)
B.X、Y染色體的同一位置上的等位基因所控制的性狀遺傳與性別
無關(guān)
C.性染色體上的基因都隨所在的染色體遺傳
D.初級(jí)精母細(xì)胞和次級(jí)精母細(xì)胞中都含Y染色體
解析:決定性別的基因位于性染色體上,但是性染色上的基因不都與性別決定有關(guān),如人類的紅綠色盲基因位于X染色體上,但其與性別決定無關(guān);X、Y染色體的同一位置上的等位基因所控制的性狀遺傳與性別有關(guān);染色體是遺傳物質(zhì)的載體,所以性染色體上的基因都伴隨性染色體遺傳;初級(jí)精母細(xì)胞中肯定含Y染色體,次級(jí)精母細(xì)胞中同源染色體分離,所以不一定含有Y染色體。
5.如圖為患紅綠色盲的某家族遺傳系譜圖,該病由X染色體上隱性基因控制,其中7號(hào)的致病基因來自(　B　)
A.1號(hào) B.2號(hào)
C.3號(hào) D.4號(hào)
解析:假設(shè)該病由一對(duì)等位基因B、b控制,圖中7號(hào)的色盲基因來自他的母親5號(hào),而5號(hào)正常,說明5號(hào)的基因型是XBXb,又因?yàn)樗母赣H1號(hào)正常基因型為XBY,所以其致病基因來自母親2號(hào),而2號(hào)正常,說明2號(hào)是攜帶者。
6.家貓?bào)w色由X染色體上一對(duì)等位基因B、b控制,只含基因B的個(gè)體為黑貓,只含基因b的個(gè)體為黃貓,其他個(gè)體為玳瑁貓,下列說法正確的是(　D　)
A.玳瑁貓互交的后代中有25%雄性黃貓
B.玳瑁貓與黃貓雜交后代中玳瑁貓占50%
C.為持續(xù)高效地繁育玳瑁貓,應(yīng)逐代淘汰其他體色的貓
D.只有用黑貓和黃貓雜交,才能獲得最大比例的玳瑁貓
解析:根據(jù)題意分析已知玳瑁貓的基因型是XBXb,從基因型看只能是雌性的,所以玳瑁貓不能互相交配;玳瑁貓(XBXb)與黃貓(XbY)雜交,后代中玳瑁貓XBXb占25%;玳瑁貓只有雌性,只保留玳瑁貓不能繁殖,必需和其他體色的貓雜交才能得到;用黑色雌貓(XBXB)和黃色雄貓(XbY)雜交或黃色雌貓(XbXb)和黑色雄貓(XBY)雜交都可得到1/2的玳瑁貓,比例是最大的。
7.下列關(guān)于染色體組型的敘述,錯(cuò)誤的是(　C　)
A.染色體組型體現(xiàn)了該生物染色體的數(shù)目和形態(tài)特征全貌
B.染色體組型可用來判斷生物的親緣關(guān)系,也可用于遺傳病診斷
C.人染色體組型中22對(duì)常染色體由大到小編號(hào),分為 7組,X、Y染色體列入最后一組
D.確定染色體組型的步驟:顯微攝影→測(cè)量、剪貼→配對(duì)、分組、排列→形成染色體組型圖像
解析:染色體組型能體現(xiàn)該生物染色體數(shù)目和形態(tài)特征的全貌;染色體組型可以用來判斷生物的親緣關(guān)系,也可用于遺傳病診斷;根據(jù)染色體大小和著絲粒位置的不同,將人類的染色體分為A～G共7組,其中X列入C組,Y列入G組;確定染色體組型的步驟:顯微攝影→測(cè)量、剪貼→配對(duì)、分組、排列→形成染色體組型圖像。
8.某對(duì)表型正常的夫婦生出了一個(gè)紅綠色盲的兒子和一個(gè)表型正常的女兒,該女兒與一個(gè)表型正常的男子結(jié)婚,生出一個(gè)紅綠色盲基因攜帶者的概率是(　D　)
A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8
解析:假設(shè)相關(guān)基因用B、b表示,某對(duì)表型正常的夫婦生出了一個(gè)紅綠色盲的兒子,說明該夫婦的基因型為XBXb×XBY,他們所生正常女兒的基因型為1/2XBXB、1/2XBXb,與正常的男性即XBY婚配后代是XBXb的概率是1/2×1/4=1/8。
9.一個(gè)家庭中,父親是色覺正常的多指(由常染色體顯性基因控制)患者,母親的表型正常,他們卻生了一個(gè)手指正常但患紅綠色盲的孩子。下列敘述正確的是(　C　)
A.該孩子的色盲基因來自祖母
B.這對(duì)夫婦再生一個(gè)男孩,只患紅綠色盲的概率是1/2
C.這對(duì)夫婦再生一個(gè)正常女兒的概率是1/4
D.父親的精子不攜帶致病基因的概率是1/3
解析:假設(shè)多指由一對(duì)等位基因A、a控制,紅綠色盲由一對(duì)等位基因B、b控制。孩子的色盲基因來自母親,母親的色盲基因可以來自她的母親或父親,所以孩子的色盲基因可能來自外祖母或外祖父,不可能來自其祖母;由題意可知,父親的基因型為AaXBY,母親的基因型為aaXBXb,這對(duì)夫婦再生一個(gè)男孩,只患色盲的概率是1/2×1/2=1/4(正常指的概率是1/2,男孩色盲的概率是1/2);這對(duì)夫婦再生一個(gè)正常女兒的概率是1/2×1/2=1/4;父親的基因型為AaXBY,其精子不攜帶致病基因的概率是1/2。
10.某種鳥的羽色受兩對(duì)等位基因控制,其中A、a和B、b基因分布如圖1所示,其遺傳機(jī)理如圖2所示。據(jù)圖回答下列問題。
(1)A、a和B、b間的遺傳　　　　(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律,理由是　
　。
(2)藍(lán)羽色雄鳥的基因型可能是　 ,
該鳥種群中,綠羽色鳥的基因型有　　　　種。
(3)現(xiàn)用已知基因型為BbZAW的綠羽色雌鳥和基因型為BbZAZa綠羽色雄鳥雜交,子代雌鳥的表型及其比例為　 ,
　　　　　　子代綠羽色雄鳥中純合子所占的比例為　　　　。
(4)若取某綠羽色雄鳥測(cè)交,后代均為綠羽鳥,請(qǐng)寫出該遺傳圖解。
解析:(1)由圖1可知,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,因此遵循自由組合定律。
(2)bbZA　表現(xiàn)為藍(lán)色,藍(lán)羽色雄鳥的基因型可能是bbZAZA、bbZAZa;由題圖可知,綠羽色鳥的基因型有BBZAZA、BBZAZa、BBZAW、BbZAZA、BbZAZa、BbZAW,共6種。
(3)基因型為BbZAW的綠羽色雌鳥和基因型為BbZAZa綠羽色雄鳥雜交,分解成兩個(gè)分離定律:Bb×Bb→B　∶bb=3∶1、ZAW×ZAZa→ZAW∶ZaW∶ZAZA∶ZAZa=1∶1∶1∶1,因此子代雌鳥的表型及其比例為綠羽色∶黃羽色∶藍(lán)羽色∶白羽色=(3B　∶1bb)(1ZAW∶1ZaW)=3∶3∶1∶1。子代綠羽色雄鳥的基因型是B　ZAZ-,其中純合子所占的比例為BBZAZA=
1/3×1/2=1/6。
(4)綠羽色雄鳥測(cè)交,后代均為綠羽鳥,則親本基因型是BBZAZA、bbZaW,遺傳圖解見答案。
答案:(1)遵循　兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上
(2)bbZAZA或bbZAZa　6
(3)綠羽色∶黃羽色∶藍(lán)羽色∶白羽色=3∶3∶1∶1　1/6
(4)
素養(yǎng)提升練
11.果蠅的直毛與截毛受一對(duì)等位基因控制,直毛雌蠅與直毛雄蠅單只交配,子代中直毛果蠅與截毛果蠅比為68∶23,已知這對(duì)等位基因不位于Y染色體上,則下列分析錯(cuò)誤的是(　B　)
A.無法確定親代中直毛雌蠅和直毛雄蠅均為雜合體
B.可以確定控制直毛和截毛的基因均位于X染色體上
C.當(dāng)子代直毛果蠅中雌∶雄=2∶1時(shí),可以確定這對(duì)基因位于X染色體上
D.當(dāng)子代截毛果蠅中雌∶雄=1∶1時(shí),可以確定這對(duì)基因位于常染色體上
解析:若位于常染色體上,則親本中直毛雌蠅與直毛雄蠅均為雜合體;若位于X染色體上,則親本中直毛雌蠅為雜合體,直毛雄蠅為純合體,因此無法確定親代中直毛雌蠅和直毛雄蠅均為雜合體;若這對(duì)基因位于X染色體上,則子代直毛果蠅中雌∶雄=2∶1;若這對(duì)基因位于常染色體上,性狀沒有性別差異,則子代截毛果蠅中雌∶雄=1∶1。
12.果蠅的某對(duì)相對(duì)性狀由等位基因G、g控制,且對(duì)于這對(duì)性狀的表型而言,G對(duì)g完全顯性。受精卵中不存在G、g中的某個(gè)特定基因時(shí)會(huì)致死。用一對(duì)表型不同的果蠅進(jìn)行交配,得到的子一代果蠅中雌∶雄=2∶1,且雌蠅有兩種表型。據(jù)此可推測(cè):雌蠅中(　D　)
A.這對(duì)等位基因位于常染色體上,G基因純合時(shí)致死
B.這對(duì)等位基因位于常染色體上,g基因純合時(shí)致死
C.這對(duì)等位基因位于X染色體上,g基因純合時(shí)致死
D.這對(duì)等位基因位于X染色體上,G基因純合時(shí)致死
解析:分析題意,雌雄個(gè)體表型存在差異,由此確定該對(duì)等位基因位于X染色體上;由于親本表型不同,后代雌性又有兩種表型,故親本基因型為XGXg、XgY,子代基因型為XGXg、XgXg、XgY,說明G基因純合致死。
13.已知某昆蟲的性別決定方式為XY型,該昆蟲的正常翅與殘翅、紅眼與朱紅眼分別由基因A(a)、B(b)控制,兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,且這兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。為研究其遺傳機(jī)制,某同學(xué)選取一只正常翅朱紅眼雄性個(gè)體與一只正常翅紅眼雌性個(gè)體交配,得到的F1表型及其比例見下表。(無突變和致死現(xiàn)象),下列敘述正確的是(　C　)
表型 正常 翅紅眼 正常 翅朱紅眼 殘翅 紅眼 殘翅 朱紅眼
比例 3/8 3/8 1/8 1/8
A.翅形基因在常染色體上,正常翅對(duì)殘翅為顯性
B.眼色基因在常染色體上,兩對(duì)性狀的遺傳符合孟德爾自由組合定律
C.符合上述雜交結(jié)果的合理性假設(shè)一共有6種
D.如已確定基因A(a)位于常染色體上,基因B(b)位于X染色體上,則理論上,F2正常翅朱紅眼雌性個(gè)體中純合子占1/3
解析:親本為一對(duì)正常翅,子一代中出現(xiàn)殘翅,故正常翅為顯性,殘翅為隱性,但不能確定相關(guān)基因位于常染色體上。符合題述雜交結(jié)果的合理性假設(shè)一共有6種,具體為①翅形基因位于常染色體上,眼色基因位于X染色體上,紅眼對(duì)朱紅眼為顯性;②翅形基因位于常染色體上,眼色基因位于X染色體上,朱紅眼對(duì)紅眼為顯性;③翅形基因和眼色基因都位于常染色體上,紅眼對(duì)朱紅眼為顯性;④翅形基因和眼色基因都位于常染色體上,朱紅眼對(duì)紅眼為顯性;⑤翅形基因位于X染色體上,眼色基因位于常染色體上,朱紅眼對(duì)紅眼為顯性;⑥翅形基因位于X染色體上,眼色基因位于常染色體上,紅眼對(duì)朱紅眼為顯性。如已確定基因A(a)位于常染色體上,基因B(b)位于X染色體上,由于無法判斷眼色的顯隱性,則理論上,F2正常翅朱紅眼雌性個(gè)體中純合子占0或1/3。
14.甲病和乙病均為單基因遺傳病,某家族遺傳系譜圖如下,一家庭不帶有另一家庭致病基因。其中隱性致病基因位于常染色體上,另一致病基因位于性染色體。如圖所示的同源區(qū)段存在控制性狀的等位基因。下列敘述正確的是(　C　)
A.甲病為伴X染色體顯性遺傳病
B.Ⅱ2和Ⅱ3的致病基因來自母親
C.Ⅱ3與Ⅱ4生男孩正常概率為0
D.甲病在子代中不出現(xiàn)性別差異
解析:根據(jù)題意分析可知, Ⅰ1和 Ⅰ2甲病患者生出不患病的女性后代,則該病為顯性遺傳病,又根據(jù)題意知甲病基因位于性染色體上,若甲病為伴X染色體顯性遺傳病,則父親患病女性后代必患病,故甲病為致病基因位于性染色體上的同源區(qū)段的顯性遺傳病;根據(jù)題意分析可知,記甲病的致病基因?yàn)锳,則 Ⅰ1的基因型為XaYA, Ⅰ2的基因型為XAXa,故 Ⅱ2的致病基因來源于母親,Ⅱ3的致病基因一定來源于父親,有可能也遺傳了母親的致病基因;由于 Ⅱ3必然能產(chǎn)生患甲病的YA配子,所以 Ⅱ3和 Ⅱ4生男孩必患甲病,故生男孩正常的概率為0;甲病基因位于性染色體上,故甲病在子代中會(huì)出現(xiàn)性別差異。
15.果蠅有很多易于區(qū)分的性狀,其中灰身和黑身受等位基因B、b控制,紅眼和白眼受等位基因R、r控制。果蠅的另一對(duì)相對(duì)性狀由等位基因A、a控制,且其中某個(gè)基因純合時(shí)導(dǎo)致受精卵死亡(不含等位基因的個(gè)體均視為純合子)。這三對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性未知,且這三對(duì)等位基因均不位于Y染色體上。利用甲、乙、丙、丁四只果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),F1的表型及比例如下表。
組別 親本雜交 F1的表型及比例
實(shí)驗(yàn)一 ♀甲×乙 ♀果蠅∶果蠅=2∶1
實(shí)驗(yàn)二 ♀丙×丁 灰身紅眼♀∶黑身紅眼♀∶灰身紅眼∶灰身白眼∶黑身紅眼∶黑身白眼=6∶2∶3∶3∶1∶1
請(qǐng)回答下列問題。
(1)果蠅是進(jìn)行遺傳實(shí)驗(yàn)的良好材料,除了有很多易于區(qū)分的性狀,其優(yōu)點(diǎn)還有
(至少答兩點(diǎn))。
(2)由實(shí)驗(yàn)一可知,A和a基因位于　　　　染色體上,F1中致死的基因型是　 。
(3)由實(shí)驗(yàn)二可知,灰身和黑身、紅眼和白眼這兩對(duì)相對(duì)性狀中顯性性狀是　　　　　　,親本丙的基因型是　　　　　。F1的灰身紅眼果蠅中純合子占　　　　。
(4)請(qǐng)寫出F1中雜合黑身紅眼♀和黑身白眼交配產(chǎn)生后代的遺傳
圖解。
解析:(1)果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有易飼養(yǎng)、培養(yǎng)周期短、子代數(shù)量多、有許多易于區(qū)分的相對(duì)性狀、染色體數(shù)目少等。
(2)由實(shí)驗(yàn)一后代♀果蠅∶果蠅=2∶1可知,后代存在致死且與性別有關(guān),故A和a基因位于X染色體上,只能判斷出致死個(gè)體為雄性,不能判斷是顯性還是隱性致死,故F1中致死的基因型是XAY或XaY。
(3)由實(shí)驗(yàn)二可知,子代雌雄果蠅中灰身∶黑身=3∶1,說明控制灰身與黑身的基因位于常染色體上,且灰身相對(duì)于黑身是顯性性狀,親本的基因型均為Bb。由子代雌蠅全為紅眼,雄蠅中紅眼∶白眼=1∶1,說明控制紅眼與白眼的基因位于X染色體上,且紅眼相對(duì)于白眼是顯性性狀,親本的基因型為XRY×XRXr,所以親本的基因型為BbXRXr、BbXRY,故灰身和黑身、紅眼和白眼這兩對(duì)相對(duì)性狀中顯性性狀是灰身、紅眼,親本丙是雌性,其基因型是BbXRXr。F1的灰身有1/3BB、2/3Bb,紅眼個(gè)體有1XRXR(純合)、1XRXr、1XRY(純合),故F1的灰身紅眼果蠅中純合子占1/3×2/3=2/9。
(4)F1中雜合黑身紅眼bbXRXr♀和黑身白眼bbXrY交配產(chǎn)生后代的遺傳圖解見答案。
答案:(1)易飼養(yǎng)、繁殖快、子代數(shù)量多、染色體數(shù)目少等(答出兩項(xiàng)即可)
(2)X　XAY或XaY
(3)灰身、紅眼　BbXRXr　2/9
(4)
第二章　章末檢測(cè)
(時(shí)間:60分鐘　分值:100分)
一、選擇題(本大題共20小題,每小題3分,共60分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中,只有一個(gè)是符合題目要求的,不選、多選、錯(cuò)選均不
得分)
1.正常情況下,人類次級(jí)精母細(xì)胞的染色體組成不可能是(　D　)
A.22+X B.22+Y
C.44+XX D.44+XY
解析:在前期Ⅱ和中期Ⅱ,由于同源染色體已經(jīng)分離,次級(jí)精母細(xì)胞的染色體組成為22+X或22+Y;在后期Ⅱ,由于著絲粒的分裂,人的次級(jí)精母細(xì)胞中染色體數(shù)目短暫加倍,所以染色體數(shù)目為44條常染色體+XX或44條常染色體+YY,正常情況下不可能出現(xiàn)44+XY。
2.下列屬于伴X染色體顯性遺傳的是(　B　)
A.外耳道多毛癥 B.抗維生素D佝僂病
C.血友病 D.紅綠色盲
解析:外耳道多毛癥屬于伴Y染色體遺傳病,抗維生素D佝僂病屬于伴X染色體顯性遺傳病,血友病和紅綠色盲屬于伴X染色體隱性遺傳病。
3.減數(shù)分裂過程中的四分體是指(　A　)
A.一對(duì)同源染色體配對(duì)時(shí)的四條染色單體
B.細(xì)胞中有四個(gè)配對(duì)的染色體
C.體細(xì)胞中每一對(duì)同源染色體含有四條染色單體
D.細(xì)胞中有四對(duì)染色體
解析:在第一次分裂過程中,同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì),聯(lián)會(huì)的一對(duì)同源染色體上含有4條染色單體,稱為一個(gè)四分體。因此一個(gè)四分體就是指一對(duì)同源染色體配對(duì)時(shí)的四條染色單體。
4.果蠅的紅眼和白眼是X染色體上的一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。用一對(duì)紅眼雌、雄果蠅交配,子一代中出現(xiàn)白眼果蠅。下列說法不正確的是(　B　)
A.紅眼對(duì)白眼是顯性
B.子一代的白眼果蠅既有雄性也有雌性
C.子一代的雌果蠅中有1/2為雜合子
D.子一代的雄果蠅既有紅眼也有白眼
解析:假設(shè)該性狀由一對(duì)等位基因A、a控制,一對(duì)紅眼雌、雄果蠅交配,子一代中出現(xiàn)白眼果蠅,說明紅眼是顯性性狀,白眼是隱性性狀;由題意知,一對(duì)紅眼雌、雄果蠅親本的基因型為XAXa和XAY,后代白眼果蠅的性別是雄性;后代雌性個(gè)體的基因型為XAXA、XAXa,且比例是1∶1;子一代的雄果蠅既有紅眼也有白眼。
5.在伴X染色體隱性遺傳病的家系中,若雙親表型都正常,正常情況下所生的子女中(　B　)
A.女性可能患病 B.男性可能患病
C.男女都可能患病 D.患病概率為50%
解析:假設(shè)該病由一對(duì)等位基因A、a控制,根據(jù)題意,在伴X染色體隱性遺傳病的家系中,若雙親都不患病,則雙親的基因型為XAXA或XAXa,
XAY。因此,雙親所生的子女中男性可能患病。
6.下列關(guān)于基因和染色體的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.體細(xì)胞中成對(duì)的等位基因或同源染色體在雜交過程中保持獨(dú)立性
B.受精卵中成對(duì)的等位基因或同源染色體一半來自母方,另一半來自父方
C.減數(shù)分裂時(shí),成對(duì)的等位基因或同源染色體彼此分離分別進(jìn)入不同配子
D.雌雄配子結(jié)合形成受精卵時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由
組合
解析:非同源染色體上的非等位基因的自由組合發(fā)生在雌雄配子形
成時(shí)。
7.下列關(guān)于蝗蟲細(xì)胞減數(shù)分裂的敘述中,正確的是(　D　)
A.前期Ⅰ所有染色體的著絲粒排列在赤道面上
B.后期Ⅰ染色單體成為染色體并移向兩極
C.中期Ⅱ同源染色體對(duì)數(shù)是體細(xì)胞的一半
D.后期Ⅱ染色體數(shù)目和體細(xì)胞中相同
解析:中期Ⅰ所有染色體的著絲粒排列在赤道面的兩側(cè);后期Ⅰ同源染色體分離,后期Ⅱ染色單體成為染色體并移向兩極;中期Ⅱ不含同源染色體;后期Ⅱ著絲粒分裂,染色體數(shù)目和體細(xì)胞中相同。
8.果蠅的紅眼為伴X染色體顯性遺傳,其隱性性狀為白眼,在下列雜交組合中,通過眼色即可直接判斷子代果蠅性別的一組是(　A　)
A.白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅
B.雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅
C.雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅
D.白眼雌果蠅×白眼雄果蠅
解析:假設(shè)該性狀由一對(duì)等位基因A、a控制,白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅,即XaXa(白雌)×XAY(紅雄)→1XAXa(紅雌)∶1XaY(白雄),后代雌果蠅是紅眼,雄果蠅是白眼,因此能通過眼色判斷子代果蠅的性別;雜合紅眼雌果蠅×白眼雄果蠅,即XAXa(紅雌)×XaY(白雄)→1XAXa(紅雌)∶1XaXa(白雌)∶1XAY(紅雄)∶1XaY(白雄),后代雌雄中都有紅眼和白眼,因此不能通過眼色判斷子代果蠅的性別;雜合紅眼雌果蠅×紅眼雄果蠅,即XAXa(紅雌)×XAY(紅雄)→1XAXA(紅雌)∶1XAXa(紅雌)∶1XAY(紅雄)∶1XaY(白雄),后代紅眼果蠅既有雌果蠅又有雄果蠅,因此不能通過眼色判斷子代果蠅的性別;白眼雌果蠅×白眼雄果蠅,即XaXa(白雌)×XaY(白雄)→XaXa(白雌)、XaY(白雄),因此不能通過眼色判斷子代果蠅的性別。
9.如圖為某二倍體動(dòng)物精巢內(nèi)的細(xì)胞,字母表示染色體上所攜帶的基因,下列推斷錯(cuò)誤的是(　D　)
A.若該細(xì)胞為精原細(xì)胞,則該生物性別決定方式為XY型
B.若該細(xì)胞為精原細(xì)胞,則正常情況精細(xì)胞不具備全套遺傳信息
C.若該細(xì)胞為精細(xì)胞,則與該細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生的配子都不正常
D.若該細(xì)胞為精細(xì)胞,則該生物正常體細(xì)胞染色體數(shù)目最多時(shí)為16
解析:若該細(xì)胞為精原細(xì)胞,則該生物性別決定方式為XY型,因?yàn)閆W型中ZW是雌性個(gè)體;若該細(xì)胞為精原細(xì)胞,則正常情況精細(xì)胞只含X或Y染色體,所以不具備全套遺傳信息;若該細(xì)胞為精細(xì)胞,含有同源染色體,說明在后期Ⅰ時(shí)同源染色體沒有分離,則與該細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生的配子都不正常;若該細(xì)胞為精細(xì)胞,含有同源染色體,說明減數(shù)分裂異常,該生物正常體細(xì)胞染色體數(shù)目應(yīng)為6條,則該生物正常體細(xì)胞染色體在有絲分裂后期數(shù)目最多,為12條。
10.正常情況下,雄鼠體內(nèi)可能有兩條X染色體的細(xì)胞是(　C　)
A.神經(jīng)細(xì)胞 B.初級(jí)精母細(xì)胞
C.次級(jí)精母細(xì)胞 D.精細(xì)胞
解析:雄鼠神經(jīng)細(xì)胞的性染色體組成為XY,只有一條X染色體;經(jīng)過DNA復(fù)制之后形成的初級(jí)精母細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目不變,性染色體組成為XY,只有一條X染色體;由于減數(shù)第一次分裂過程中同源染色體分離,所以次級(jí)精母細(xì)胞的性染色體組成為X或Y(后期時(shí)由于著絲粒分裂,性染色體組成為XX或YY),有可能有兩條X染色體;精細(xì)胞的性染色體組成為X或Y。
11.下列關(guān)于活動(dòng)“減數(shù)分裂模型的制作研究”的敘述,正確的是(　A　)
A.活動(dòng)過程可用紅色橡皮泥和藍(lán)色橡皮泥各制作4條染色單體
B.用兩種不用顏色的橡皮泥表示姐妹染色單體
C.演示過程共畫4個(gè)紡錘體,且后兩個(gè)紡錘體與前兩個(gè)紡錘體要垂直
D.演示“后期Ⅱ”時(shí),可抓住每條染色單體的任一位置,把染色單體拉向紡錘體的兩極
解析:活動(dòng)過程可用紅色橡皮泥和藍(lán)色橡皮泥各制作4條染色單體,即兩對(duì)同源染色體;用兩種不同顏色的橡皮泥表示同源染色體,姐妹染色單體的顏色應(yīng)該相同;演示過程共畫3個(gè)紡錘體,且后兩個(gè)紡錘體與第一個(gè)紡錘體要垂直;演示“后期Ⅱ”時(shí),應(yīng)該抓住每條染色體的著絲粒,把染色體拉向紡錘體的兩極。
12.下列關(guān)于染色體組型的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.根據(jù)染色體大小和形態(tài)特征將人類的23對(duì)染色體分為7組
B.人類的X染色體和Y染色體因?yàn)樾螒B(tài)差異分入不同組
C.染色體組型具有種的特異性,可用來判斷生物間的親緣關(guān)系
D.顯微鏡下可直接觀察到處于有絲分裂中期的染色體組型圖
解析:根據(jù)染色體大小和著絲粒位置的不同,將人類的染色體分為A～G共7組,其中X列入C組,Y列入G組;染色體組型具有種的特異性,可用來判斷生物間的親緣關(guān)系;對(duì)細(xì)胞染色,通過顯微攝影獲得它們的影像,根據(jù)它們的大小、形狀以及著絲粒所在的位置等進(jìn)行排列整理,才可以得到該細(xì)胞的染色體組型圖。
13.某二倍體高等動(dòng)物(2n=6)雄性個(gè)體的基因型為AaBb,其體內(nèi)某細(xì)胞處于細(xì)胞分裂某時(shí)期的示意圖如圖。下列敘述正確的是(　D　)
A.該細(xì)胞處于有絲分裂后期
B.該細(xì)胞含有3個(gè)四分體,6條染色體,12個(gè)DNA分子
C.該細(xì)胞每條染色體的著絲粒都連有兩極發(fā)出的紡錘絲
D.該細(xì)胞分裂形成的配子的基因型為aBX、aBXA、AbY、bY
解析:據(jù)圖可知該細(xì)胞處于后期Ⅰ,形成該細(xì)胞的過程中發(fā)生了變異;該細(xì)胞處于后期Ⅰ,所以沒有四分體;該細(xì)胞每條染色體的著絲粒只連有一極發(fā)出的紡錘絲;根據(jù)圖中信息可知,該細(xì)胞產(chǎn)生的四個(gè)精子的基因型分別為aBXA、aBX、AbY、bY。
14.已知果蠅灰身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀(顯性基因用B表示,隱性基因用b表示);直毛與分叉毛為一對(duì)相對(duì)性狀(顯性基因用F表示,隱性基因用f表示)。兩只親代果蠅雜交得到F1表型和比例如表:
表型 灰身、 直毛 灰身、 分叉毛 黑身、 直毛 黑身、 分叉毛
雌果蠅 3/4 0 1/4 0
雄果蠅 3/8 3/8 1/8 1/8
下列判斷正確的是(　D　)
A.控制果蠅灰身與黑身和控制直毛與分叉毛的基因都位于常染色
體上
B.兩只親代果蠅的表型為♀(或)灰身直毛、(或♀)灰身分叉毛
C.B、b和F、f這兩對(duì)基因不遵循基因的自由組合定律
D.子代表型為灰身直毛的雌蠅中,純合體與雜合體的比例為1∶5
解析:由題表可知,兩只親代果蠅雜交得到的子代中,雌果蠅中只有直毛,雄果蠅中直毛∶分叉毛=1∶1,說明控制果蠅直毛和分叉毛的基因位于X染色體上;由于控制果蠅灰身、黑身的基因與性別不關(guān)聯(lián),因此該基因位于常染色體上,親本果蠅的基因型為BbXFXf×BbXFY,表型為灰身直毛雌果蠅和灰身直毛雄果蠅;B、b和F、f這兩對(duì)基因分別位于常染色體和X染色體上,遵循基因的自由組合定律;由于親本果蠅的基因型為BbXFXf×BbXFY,故子代表型為灰身直毛的雌蠅基因型為1/6BBXFXF、1/6BBXFXf、2/6BbXFXF、2/6BbXFXf,純合體與雜合體的比例為1∶5。
15.棘狀毛囊角質(zhì)化是一種伴X染色體顯性遺傳病。下列敘述錯(cuò)誤的是(　B　)
A.該病的遺傳與性別有關(guān)
B.人群中男性患者多于女性患者
C.男性患者的女兒必定患病
D.患者的正常子女不攜帶該患者傳遞的致病基因
解析:伴X染色體顯性遺傳病的遺傳與性別有關(guān);人群中女性患者多于男性患者;男性患者的X染色體一定傳給女兒,女兒必定患病;患者的正常子女不攜帶該患者傳遞的致病基因。
16.某種果蠅的翅形由一對(duì)等位基因控制。如果翅異常的雌果蠅與翅正常的雄果蠅雜交,后代的表型及比例為翅異常雄蠅∶翅異常雌蠅∶翅正常雄蠅∶翅正常雌蠅=1∶1∶1∶1,下列敘述錯(cuò)誤的是(　D　)
A.該對(duì)等位基因可能位于常染色體上
B.該對(duì)等位基因可能位于X染色體上
C.無法直接判斷上述性狀的顯隱性關(guān)系
D.若再做反交實(shí)驗(yàn)可判斷出翅形的遺傳方式
解析:如果翅異常是由常染色體上的顯性基因A控制,則翅正常的雄果蠅的基因型為aa,翅異常的雌果蠅的基因型可能是Aa或是AA,如果是Aa,兩者雜交后代的基因型是Aa∶aa=1∶1,Aa表現(xiàn)為異常翅,aa表現(xiàn)為正常翅,由于是常染色體遺傳,因此翅的表型在雌雄個(gè)體間的比例沒有差異,后代中翅異常雄蠅∶翅異常雌蠅∶翅正常雄蠅∶翅正常雌蠅=1∶1∶1∶1;如果翅異常是由常染色體上的隱性基因a控制,則翅正常的雄果蠅的基因型為Aa(AA),翅異常的雌果蠅的基因型為aa,如果翅正常的雄果蠅的基因型為Aa,兩者雜交后代的基因型是Aa∶aa=1∶1,aa表現(xiàn)為異常翅,Aa表現(xiàn)為正常翅,由于是常染色體遺傳,因此翅的表型在雌雄個(gè)體間的比例沒有差異,翅異常雄蠅∶翅異常雌蠅∶翅正常雄蠅∶翅正常雌蠅=1∶1∶1∶1;假如翅異常是由X染色體上的顯性基因A控制,則翅正常的雄果蠅的基因型為XaY,翅異常的雌果蠅的基因型可能是XAXa或是XAXA,如果是XAXa,與XaY雜交,后代的表型及比例為翅異常雄蠅∶翅異常雌蠅∶翅正常雄蠅∶翅正常雌
蠅=1∶1∶1∶1;由A、B項(xiàng)分析結(jié)果可以判斷這對(duì)基因可以位于常染色體上,也可以位于X染色體上,無法判斷顯隱性;由題干信息可知翅形由一對(duì)等位基因控制,但是顯隱性未知,而通過正反交只能確定基因的位置是位于常染色體還是X染色體上,但是如果出現(xiàn)A選項(xiàng)中所示情況就無法判斷顯隱性,所以題中所給條件無法判斷出翅形的遺傳
方式。
17.如圖1表示細(xì)胞分裂的不同時(shí)期與DNA含量變化的關(guān)系;圖2甲、乙、丙表示處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　D　)
A.甲細(xì)胞中正在發(fā)生同源染色體分離
B.圖2中甲、丙處于圖1中BC段,乙處于圖1中DE段
C.乙細(xì)胞中,如果1是W染色體,則2也是W染色體,3與4是常染
色體
D.乙細(xì)胞產(chǎn)生的子細(xì)胞都能參與受精作用
解析:由題圖可知,甲細(xì)胞處于后期Ⅰ,正在發(fā)生同源染色體分離;圖2甲、丙細(xì)胞中每條染色體含有2個(gè)DNA分子,處于圖1中BC段,乙細(xì)胞中每條染色體含有1個(gè)DNA分子,處于圖1中DE段;乙細(xì)胞不含同源染色體,如果1是W染色體,則2也是W染色體,3與4是常染色體;乙細(xì)胞產(chǎn)生的子細(xì)胞為極體和卵細(xì)胞,其中只有卵細(xì)胞能參與受精
作用。
18.火雞有時(shí)能孤雌生殖,即卵不經(jīng)過受精也能發(fā)育成正常的新個(gè)體。這有三個(gè)可能的機(jī)制:①卵細(xì)胞與來自相同次級(jí)卵母細(xì)胞的一個(gè)極體受精;②卵細(xì)胞與來自同一初級(jí)卵母細(xì)胞產(chǎn)生的三個(gè)極體中的一個(gè)隨機(jī)結(jié)合形成合子;③卵細(xì)胞形成時(shí)沒有經(jīng)過減數(shù)分裂,與體細(xì)胞染色體組成相同。請(qǐng)預(yù)期每一種假設(shè)機(jī)制所產(chǎn)生的子代的性別比例理論值(性染色體組成為WW的個(gè)體不能成活)(　D　 )
A.①雌∶雄=1∶1;②雌∶雄=2∶1; ③全雌性
B.①全雄性;②雌∶雄=4∶1;③全雄性
C.①雌∶雄=1∶1;②雌∶雄=2∶1; ③全雄性
D.①全雄性;②雌∶雄=4∶1; ③全雌性
解析:火雞的性別決定為ZW型,卵細(xì)胞中含有Z或W染色體,與來自相同次級(jí)卵母細(xì)胞的極體性染色體相同,二者結(jié)合形成的受精卵中性染色體組成為ZZ或WW,性染色體組成為WW的個(gè)體不能成活,后代全為雄性;卵細(xì)胞中含有Z或W染色體,來自同一初級(jí)卵母細(xì)胞的三個(gè)極體性染色體為Z、W、W或W、Z、Z,與其中一個(gè)極體結(jié)合,合子的性染色體組成為1ZZ、4ZW、1WW(不存活),后代雌雄比例為雌∶雄=4∶1;若卵細(xì)胞形成時(shí)沒有經(jīng)過減數(shù)分裂,與體細(xì)胞染色體組成相同,則發(fā)育成的個(gè)體為雌性。
19.圖1所示為某高等動(dòng)物精原細(xì)胞分裂過程中細(xì)胞內(nèi)的同源染色體對(duì)數(shù)的變化曲線,圖2是該動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞分裂示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是(　D　)
A.CD段含有核DNA分子12個(gè)
B.DE段和GH段的變化都是細(xì)胞一分為二的結(jié)果
C.FG段可發(fā)生交叉互換和基因自由組合
D.圖2細(xì)胞對(duì)應(yīng)時(shí)期為圖1的CD段
解析:根據(jù)圖2可知,該生物的體細(xì)胞核中含有6個(gè)DNA分子,CD段表示有絲分裂后期,此時(shí)細(xì)胞中含有4個(gè)染色體組,染色體上的核DNA分子有12個(gè);DE和GH段發(fā)生的原因都是細(xì)胞一分為二;FG段表示減數(shù)第一次分裂,該過程中可發(fā)生非同源染色體的自由組合和同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換;圖2表示的細(xì)胞是次級(jí)精母細(xì)胞,則該時(shí)期為曲線圖的HI段。
20.分析以下遺傳系譜圖,下列敘述錯(cuò)誤的是(　D　)
A.Ⅲ8與Ⅱ3基因型相同的概率為2/3
B.理論上,該病男女患病概率相等
C.Ⅲ7有一個(gè)致病基因由Ⅰ2傳來
D.Ⅲ8和一患病女性婚配,后代中出現(xiàn)患病女孩的概率為1/4
解析:由題圖可知,Ⅱ5和Ⅱ6都沒有該病,而其女兒患有該病,說明該病是常染色體隱性遺傳病,男女患病概率理論上是相等的。Ⅲ8父母無病,兄弟有病,說明父母是攜帶者,即Ⅲ8有1/3是純合子,2/3是雜合子的概率,Ⅱ3一定是雜合子,故Ⅲ8與Ⅱ3基因型相同的概率為2/3;Ⅲ7致病基因來自Ⅱ3和Ⅱ4,Ⅱ4致病基因來自其父親Ⅰ2;Ⅲ8和一患病女性婚配,后代中出現(xiàn)患病女孩的概率應(yīng)是2/3×1/2×1/2=1/6。
二、非選擇題(本大題共4小題,共40分)
21.(10分)圖1表示細(xì)胞分裂和受精作用過程中核DNA含量和染色體數(shù)目的變化。圖2表示基因型為AaBb(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)某一生物體中不同細(xì)胞的分裂示意圖,據(jù)圖回答下列問題。
(1)圖1中AC段和FG段形成的原因是　　　　　　　　,L點(diǎn)→M點(diǎn)表示　　　　　　　　過程,該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的　　　　　　　　功能。
(2)圖2中的B圖發(fā)生在圖1中的　　　 　　　段,其分裂后形成　　　　　　　。C圖的基因組成是　　　　　　　　。
(3)圖2中生物與基因型為aabb個(gè)體交配,后代與親代表型相同的概率是　　　　　。
(4)對(duì)比圖中GH段和OP段相對(duì)應(yīng)的細(xì)胞中,染色體的數(shù)目有什么不同
　。
解析:(1)圖1中AC段和FG段核DNA含量加倍的原因是DNA的復(fù)制;L點(diǎn)→M點(diǎn)表示受精作用,該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性特點(diǎn),精卵細(xì)胞膜直接接觸也體現(xiàn)了細(xì)胞間信息交流的功能。(2)圖2中,D細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,D細(xì)胞均等分裂可知該生物的性別為雄性;B圖細(xì)胞不含同源染色體,處于減數(shù)第二次分裂中期,對(duì)應(yīng)于圖1中的IJ段,稱為次級(jí)精母細(xì)胞,分裂形成精細(xì)胞。圖C為有絲分裂中期,經(jīng)歷了染色體的復(fù)制,姐妹染色單體上存在相同的基因,其基因組成為AAaaBBbb。(3)圖示動(dòng)物的基因型為AaBb,與基因型為aabb個(gè)體交配,后代個(gè)體的基因型為AaBb、Aabb、aaBb、aabb,比例為1∶1∶1∶1,所以與親本表型相同的概率是1/2。(4)GH段表示減數(shù)第一次分裂,此時(shí)細(xì)胞中染色體與體細(xì)胞相同,而OP段表示有絲分裂后期,此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目是體細(xì)胞的2倍。故OP段染色體是GH段染色體數(shù)目的2倍。
答案:(除標(biāo)注外,每空1分)
(1)DNA的復(fù)制　受精作用　信息交流
(2)IJ　精細(xì)胞　AAaaBBbb(2分)　(3)1/2
(4)OP段染色體是GH段染色體數(shù)目的2倍(2分)
22.(10分)某XY型雌雄異株的高等植物,有花瓣與無花瓣由一對(duì)等位基因(A、a)控制,花瓣的紅色與白色由另一對(duì)等位基因(B、b)控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。一棵紅花瓣雌株與一棵白花瓣雄株雜交得F1,F1的表型及比例如表。
表型 紅花瓣 白花瓣 無花瓣
雄株 1/3 0 1/6
雌株 0 1/3 1/6
回答下列問題。
(1)該植物花瓣性狀的遺傳符合　　　　　定律,判斷的依據(jù)是　

　。
(2)該植物花瓣顏色中,顯性性狀是　　　　　,親本中雄株的基因型是　　　　　。
(3)讓F1中的紅花瓣與白花瓣植株隨機(jī)交配,理論上F2雌株的表型為
　 ,
比例為　　　　　　　　　。
(4)用測(cè)交的方法鑒定F2中紅花瓣雌株的基因型,用遺傳圖解表示。
解析:(1)分析題干和表格內(nèi)容,兩個(gè)有花瓣親本雜交,后代出現(xiàn)無花瓣,且有花瓣∶無花瓣=2∶1,說明控制花瓣有無的基因位于常染色體上,基因型AA致死,有花瓣為顯性性狀,無花瓣為隱性性狀;親本雌株為紅花瓣,雄株為白花瓣,后代紅花瓣全為雄株,白花瓣全為雌株,控制花瓣顏色的基因位于X染色體上,非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律,因此該植物花瓣性狀的遺傳符合自由組合定律。(2)由題(1)分析可知,控制花瓣顏色的基因位于X染色體上,且顯性性狀為白色花瓣。據(jù)表格可知,親本中雄株的基因型是AaXBY。(3)由以上分析可知,讓F1中的紅花瓣(AaXbY)與白花瓣植株(AaXBXb)隨機(jī)交配,理論上F2雌株的表型為紅花瓣(2AaXbXb)、白花瓣(2AaXBXb)、無花瓣(1aaXBXb、1aaXbXb)=1∶1∶1。(4)遺傳圖解見答案。
答案:(除標(biāo)注外,每空1分)
(1)自由組合　控制花瓣有無的基因位于常染色體上,控制花瓣顏色的基因位于X染色體上,非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律(2分)
(2)白花瓣　AaXBY　(3)紅花瓣、白花瓣、無花瓣　1∶1∶1(2分)
(4)
(2分)
23.(10分)果蠅的截翅和正常翅由一對(duì)等位基因(A/a)控制,星眼和正常眼由另一對(duì)等位基因(B/b)控制,兩對(duì)基因均不位于Y染色體上。現(xiàn)有一群正常眼雄果蠅和星眼正常翅雌果蠅雜交,F1表型及比例如下。
F1雌果蠅∶F1雄果蠅=1∶1
F1雌果蠅:正常眼正常翅∶星眼正常翅∶正常眼截翅∶星眼截翅=
4∶12∶2∶6
F1雄果蠅:正常眼正常翅∶星眼正常翅∶正常眼截翅∶星眼截翅=
3∶9∶3∶9
請(qǐng)回答下列問題。
(1)果蠅的正常翅和截翅基因位于　　　 　染色體上,判斷的依據(jù)是　
　。
(2)親代雄果蠅能產(chǎn)生　　　　種基因型的配子,其中同時(shí)攜帶a和b基因的配子所占的比例為　　　　。
(3)若F1中的星眼截翅雌、雄果蠅隨機(jī)交配,則F2中星眼截翅雌果蠅的概率為　　　 　。
(4)可用　　　 　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證F1中星眼正常翅雄果蠅的基因型,原因是
　
　。
請(qǐng)用遺傳圖解表示。
解析:(1)正常翅與截翅在子代雌雄果蠅中有差異,故可判斷控制這一性狀的基因位于X染色體上,且正常翅對(duì)截翅為顯性。
(2)由以上分析可知,親代雄果蠅基因型為1/3bbXAY,2/3bbXaY能產(chǎn)生3種基因型的配子,即bXA、bXa、bY,其中同時(shí)攜帶a和b基因的配子所占的比例為2/3×1×1/2=1/3。
(3)F1中星眼截翅雌果蠅基因型為BbXaXa,F1中星眼截翅雄果蠅基因型為BbXaY,兩者隨機(jī)交配,則F2中星眼截翅雌果蠅B　XaXa的概率=2/3×
1/2=1/3。
(4)F1中正常眼截翅雌果蠅基因型為bbXaXa,F1中星眼正常翅雄果蠅基因型為BbXAY,雜交產(chǎn)生F2的遺傳圖解見答案。
答案:(除標(biāo)注外,每空1分)
(1)X　F1正常翅和截翅果蠅在雌果蠅和雄果蠅中的比例不同(2分)
(2)3　1/3
(3)1/3
(4)測(cè)交(1分)　雙隱性純合子產(chǎn)生的配子中僅含有隱性基因,不會(huì)遮蓋F1星眼正常翅雄果蠅產(chǎn)生的配子中的基因,反而可使其配子中的隱性基因在測(cè)交后代中表現(xiàn)出來
遺傳圖解:
(3分)
24.(10分)已知某昆蟲(XY型性別決定)的長翅與短翅、灰色翅與白色翅、正常翅與裂翅性狀分別由基因A(a)、B(b)、D(d)控制。為研究它們的遺傳方式,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)一:選取一只灰色裂翅雌昆蟲和一只灰色裂翅雄昆蟲交配,F1雌雄昆蟲均出現(xiàn)灰色裂翅∶灰色正常翅∶白色裂翅∶白色正常翅=6∶3∶2∶1。
實(shí)驗(yàn)二:選取一只雌性長翅昆蟲與一只雄性短翅昆蟲雜交,F1中雌雄個(gè)體均表現(xiàn)為長翅∶短翅=1∶1。
回答下列問題。
(1)昆蟲的短翅與裂翅　　　　(填“是”或“不是”)相對(duì)性狀。灰色翅對(duì)白色翅是　　　　　性狀,判斷依據(jù)是　 。
(2)實(shí)驗(yàn)一中雄性親本昆蟲的一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子的基因型是　　　　　　　　　　　　　。若讓F1中的灰色裂翅雌雄個(gè)體相互交配,則其子代中白色裂翅占　　　　。
(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)二無法確定長翅與短翅的遺傳方式。要判斷該對(duì)性狀的遺傳方式,可取F1中的　　　　性狀雌雄個(gè)體相互交配。
①若　 ,
則A(a)基因位于常染色體上且長翅為隱性性狀。
②若　 ,
則A(a)基因位于X染色體上且長翅為顯性性狀。
③若　 ,
則A(a)基因位于常染色體上且長翅為顯性性狀。
解析:(1)相對(duì)性狀是同一生物同一性狀的不同表現(xiàn)形式,故昆蟲的短翅與裂翅不是相對(duì)性狀。由題可知,灰色翅與灰色翅雜交,后代出現(xiàn)了白色翅,說明灰色對(duì)白色為顯性。
(2)灰色、裂翅這兩對(duì)性狀位于兩對(duì)同源染色體上,灰色對(duì)白色為顯性,裂翅對(duì)正常翅為顯性,裂翅DD純合致死,雄性親本昆蟲的基因型為BbDd,一個(gè)精原細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子的基因型是BD和bd或Bd和bD。F1中的灰色裂翅的基因型為B　D　,即2BBDd、4BbDd,只有BbDd和BbDd交配子代才會(huì)產(chǎn)生白色裂翅,白色裂翅(bbDd)占4/6×4/6×1/4×2/3=2/27。
(3)實(shí)驗(yàn)二的子代雌雄個(gè)體表型比例相同,無法判斷其遺傳方式,若要判斷該對(duì)性狀的遺傳方式,可取F1中的長翅性狀雌雄個(gè)體相互交配。
①若A(a)基因位于常染色體上且長翅為隱性性狀,雜交組合為aa×
aa,則子代雌雄均為長翅性狀,無性別差異。
②若A(a)基因位于X染色體上且長翅為顯性性狀,雜交組合為XAY×
XAXa,則子代雌性全為長翅,雄性長翅∶短翅=1∶1。
③若A(a)基因位于常染色體上且長翅為顯性性狀,雜交組合為Aa×
Aa,子代雌雄表型均為長翅∶短翅=3∶1。
答案:(除標(biāo)注外,每空1分)
(1)不是　顯性　灰色翅與灰色翅雜交,后代出現(xiàn)了白色翅
(2)BD和bd或Bd和bD　2/27
(3)長翅　①子代雌雄均為長翅性狀　②子代長翅∶短翅=3∶1,且短翅的均為雄蠅　③子代雌雄表型均為長翅∶短翅=3∶1(2分)第二章　染色體與遺傳
第一節(jié)　染色體通過配子傳遞給子代
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)要求 素養(yǎng)歸屬
1.每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定 通過歸納與概括,簡述染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu),并概述減數(shù)分裂過程中的染色體行為,認(rèn)同減數(shù)分裂對(duì)生物遺傳和變異的重要性 科學(xué)思維
2.減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞 (1)通過提煉與分析,概述減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和DNA數(shù)目的變化規(guī)律 科學(xué)思維
(2)概述精子、卵細(xì)胞的產(chǎn)生,闡明減數(shù)分裂的意義 科學(xué)思維
(3)運(yùn)用模型與建模,制作減數(shù)分裂模型 科學(xué)思維
3.受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù) 明確減數(shù)分裂與受精作用對(duì)生物體繁殖的重要性,形成穩(wěn)態(tài)與適應(yīng)觀,并能解答與之相關(guān)的社會(huì)議題 生命觀念、 社會(huì)責(zé)任
1.每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定
(1)染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能
①分裂間期:染色質(zhì)狀態(tài)→分裂期:染色體狀態(tài)(染色質(zhì)經(jīng)高度螺旋化和反復(fù)折疊,形成線狀或棒狀的小體)
②每條染色體上都有一個(gè)縊縮的著絲粒部位,著絲粒將一條染色體分為兩個(gè)臂,即長臂和短臂。
③功能:是細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體。
(2)染色體的類型及特點(diǎn)
①分類依據(jù):根據(jù)染色體上著絲粒的位置。
②染色體的類型
③染色體的特點(diǎn)
a.對(duì)于同一種生物,細(xì)胞內(nèi)染色體的形態(tài)、大小和著絲粒位置等都是相對(duì)恒定的。
b.染色體的數(shù)目是相對(duì)恒定的,大多數(shù)生物的體細(xì)胞中染色體是成對(duì)存在的,在生殖細(xì)胞中則是成單存在的。
2.減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞
(1)減數(shù)分裂的概念、場(chǎng)所
①概念:指進(jìn)行有性生殖的生物,在產(chǎn)生配子時(shí)通過染色體復(fù)制一次、細(xì)胞分裂兩次實(shí)現(xiàn)染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。
②場(chǎng)所及細(xì)胞變化:
a.場(chǎng)所:雄性的睪丸或雌性的卵巢。
b.細(xì)胞變化:原始生殖細(xì)胞形成成熟的生殖細(xì)胞。
(2)減數(shù)分裂中的名詞理解
①同源染色體與非同源染色體
所謂同源染色體,是指一條來自父方,另一條來自母方,其形態(tài)、大小基本相同的一對(duì)染色體,否則為非同源染色體。兩者比較如下:
項(xiàng)目 同源染色體 非同源染色體
基本 區(qū)別 減數(shù)分裂中能相互配對(duì) 減數(shù)分裂中不能配對(duì)
來源 一條來自父方,一條來自母方 可以相同,也可以不同
形態(tài) 大小 除X和Y染色體外,一般相同 除姐妹染色單體分離所得染色體外,一般不同
圖例 辨析
②聯(lián)會(huì)與四分體
圖示中,1和2、3和4各表示一對(duì)同源染色體,每對(duì)同源染色體有4條染色單體,稱為四分體。如圖示中的Ⅰ和Ⅱ。
③交叉互換
在兩個(gè)同源染色體之間常有交叉的現(xiàn)象,這是同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段交換的結(jié)果。
a.時(shí)期:前期Ⅰ(四分體時(shí)期)。
b.范圍:同源染色體中非姐妹染色單體之間交換片段。
c.交換對(duì)象:等位基因(B—b)交換。
d.由圖可知,等位基因可位于同源染色體和姐妹染色單體上。
(3)減數(shù)分裂過程及精卵細(xì)胞形成過程比較
①減數(shù)分裂過程
時(shí)期 圖像 主要特征
第 一 次 分 裂 (M Ⅰ) 前期Ⅰ 同源染色體相互配對(duì)形成四分體,兩個(gè)同源染色體之間常有交叉的現(xiàn)象
中期Ⅰ 各對(duì)同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道面上,每對(duì)同源染色體的著絲粒分別與從細(xì)胞相對(duì)的兩極發(fā)出的紡錘絲相連
后期Ⅰ 每對(duì)同源染色體的兩條染色體彼此分開,分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)
末期Ⅰ 形成2個(gè)子細(xì)胞,子細(xì)胞中染色體數(shù)目只有母細(xì)胞中的一半
第 二 次 分 裂 (M Ⅱ) 前期Ⅱ 時(shí)間很短,每個(gè)染色體仍具有2條染色單體
中期Ⅱ 染色體的著絲粒與紡錘絲相連,并排列在子細(xì)胞中央的赤道面上
后期Ⅱ 每個(gè)染色體的著絲粒都一分為二,原來的染色單體成為染色體,在紡錘絲的牽引下移向兩極
末期Ⅱ 染色體到達(dá)兩極,2個(gè)子細(xì)胞各自分裂,最終形成4個(gè)子細(xì)胞
②精卵細(xì)胞形成比較
特別說明:精細(xì)胞還需要變形才可成為精子。
(4)減數(shù)分裂模型的制作研究
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>制作減數(shù)分裂模型來演示減數(shù)分裂過程,加深對(duì)減數(shù)分裂的理解。
②方法步驟
a.制作染色單體:顏色相同的橡皮泥制作染色單體。
b.制作同源染色體:顏色不同,大小形態(tài)相同的橡皮泥表示同源染色體。
c.繪制紡錘體:模擬減數(shù)第一次分裂繪制 1個(gè)紡錘體,模擬減數(shù)第二次分裂繪制 2個(gè)紡錘體,第二次繪制的紡錘體要與第一次繪制的紡錘體垂直。
d.減數(shù)分裂產(chǎn)生的細(xì)胞繪制:在每一條染色體的外圍畫一個(gè)圓圈,代表新的細(xì)胞,共畫 4個(gè)圓圈。
3.受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù)
(1)
(2)減數(shù)分裂的意義
①減數(shù)分裂和受精作用可保持生物染色體數(shù)目的恒定。
②減數(shù)分裂為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),有利于生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和進(jìn)化。
概念一　每種生物的染色體形態(tài)與數(shù)目相對(duì)恒定
[概念情境]
我們之所以擁有各自獨(dú)特的身體,全都要?dú)w功于從父母那里獲得了構(gòu)建身體的“設(shè)計(jì)圖”,這種“設(shè)計(jì)圖”就是DNA,如圖是染色體、DNA的關(guān)系示意圖。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)圖示中①②③分別表示什么物質(zhì)或結(jié)構(gòu)
提示:①表示DNA分子,②表示蛋白質(zhì)分子,③表示染色體。
(2)③結(jié)構(gòu)存在于什么細(xì)胞的什么部位
提示:③為染色體,存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核中。
(3)圖示中①②③展示了三者的什么關(guān)系
提示:說明染色體主要是由DNA分子和蛋白質(zhì)分子組成。
(4)同種生物不同生物體內(nèi),③的數(shù)量是相對(duì)恒定的,具有什么意義
提示:可以維持親子代遺傳物質(zhì)的恒定,保證了生物遺傳上的穩(wěn)定性。
細(xì)胞中的染色體及數(shù)目的恒定
[典例] 如圖為三種形態(tài)的染色體,下列關(guān)于染色體的敘述,錯(cuò)誤的是(　C　)
A.丙為近端著絲粒染色體
B.甲、乙、丙均主要由DNA和蛋白質(zhì)組成
C.染色體復(fù)制以后甲有4個(gè)DNA,乙有2個(gè)DNA
D.染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)
解析:丙為近端著絲粒染色體;染色體的主要成分為蛋白質(zhì)和DNA;每條染色體復(fù)制后,DNA均由1個(gè)變成2個(gè);染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
[概念誤區(qū)] 有關(guān)染色體結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的誤區(qū)
(1)染色體主要由DNA、蛋白質(zhì)組成,還含有少量RNA。
(2)染色體與染色質(zhì)為同一種物質(zhì),是不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
(3)每條染色體(或染色質(zhì))上最多含有2個(gè)DNA分子,最少含有1個(gè)DNA分子。
(4)染色體是細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)的唯一載體。
概念二　減數(shù)分裂產(chǎn)生只含有一半染色體的精細(xì)胞或卵細(xì)胞
[概念情境]
如圖是某種動(dòng)物體內(nèi)性腺中有關(guān)細(xì)胞分裂的一組圖像。其中①是體細(xì)胞染色體示意圖,②～⑥是該動(dòng)物各時(shí)期的細(xì)胞分裂圖。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)依據(jù)圖示中的哪組圖示可判斷該生物的性別 試說明原因。
提示:圖②。圖②表示后期Ⅰ,同源染色體分離,初級(jí)精母細(xì)胞均等分裂,初級(jí)卵母細(xì)胞不均等分裂。
(2)圖示①～⑥中具有同源染色體的有哪些
提示:①②③⑤。
(3)圖示①～⑥可表示減數(shù)分裂過程的有哪些 并說明圖示所處的
時(shí)期。
提示:②表示后期Ⅰ;④表示后期Ⅱ;⑥表示中期Ⅱ。
(4)該動(dòng)物在性腺發(fā)育過程中以及后來產(chǎn)生配子時(shí),分別進(jìn)行了不同形式的分裂,請(qǐng)按不同分裂發(fā)生的順序?qū)ⅱ佟迗D進(jìn)行排序。
提示:①⑤③②⑥④。
減數(shù)分裂過程中相關(guān)名詞理解
[典例1] 下列關(guān)于二倍體生物中同源染色體與非同源染色體的敘述,正確的是(　D　)
A.同源染色體的大小、形態(tài)一定相同
B.在分裂時(shí),同源染色體一定配對(duì)形成四分體
C.一條來自父方、一條來自母方的染色體為同源染色體
D.減數(shù)第一次分裂時(shí)移向同一極的染色體互為非同源染色體
解析:同源染色體的大小、形態(tài)一般相同,如X與Y形態(tài)、大小不同,但屬于同源染色體;同源染色體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)會(huì)配對(duì)形成四分體;一條來自父方,一條來自母方的染色體不一定是同源染色體,如來自父方的第2號(hào)染色體和來自母方的第3號(hào)染色體;后期Ⅰ同源染色體分離,移向同一極的染色體互為非同源染色體。
[拓展延伸] “四看”法判斷同源染色體
(1)看有無染色體配對(duì)、形成四分體的現(xiàn)象
配對(duì)形成四分體的染色體為同源染色體。
(2)看有無交叉互換的發(fā)生
發(fā)生交叉互換的染色體為同源染色體。
(3)看細(xì)胞所處的時(shí)期
①M(fèi)Ⅱ過程中不存在同源染色體。
②后期Ⅱ,上下對(duì)應(yīng)的大小、形狀完全相同的染色體不是同源染色體,而是姐妹染色單體分離后形成的相同染色體。
(4)看染色體的大小、形狀
如果不是MⅡ,則①有絲分裂后期,每一極中大小、形狀相同的為同源染色體(上下對(duì)應(yīng)的染色體不是)。
②其他時(shí)期(除后期),大小、形狀相同的染色體一般為同源染色體。
減數(shù)分裂過程圖示分析
[典例2] 某生物精子產(chǎn)生過程中染色體的部分行為如圖①～④。下列敘述正確的是(　C　)
A.圖①中的交叉現(xiàn)象在精子產(chǎn)生過程中很少發(fā)生
B.圖②處于中期Ⅰ,染色體的著絲粒排在赤道面上
C.圖③處于后期Ⅰ,每對(duì)同源染色體的兩條染色體彼此分開
D.圖④所示行為是精子染色體數(shù)目只有體細(xì)胞一半的原因
解析:圖①中的交叉現(xiàn)象在精子產(chǎn)生過程中很容易發(fā)生,發(fā)生在配對(duì)的同源染色體的非姐妹染色單體之間;圖②處于中期Ⅱ,染色體的著絲粒排在赤道面上;圖③所示行為是同源染色體分離,處于后期Ⅰ;精子染色體數(shù)目只有體細(xì)胞一半的原因是圖③所示行為。
精、卵細(xì)胞形成過程比較
[典例3] 如圖所示是同一種動(dòng)物體內(nèi)有關(guān)細(xì)胞分裂的一組圖像。下列敘述正確的是(　C　)
A.具有同源染色體的細(xì)胞有②③
B.動(dòng)物睪丸中不可能同時(shí)出現(xiàn)以上細(xì)胞
C.這些細(xì)胞可能來自一個(gè)雌性動(dòng)物
D.上述細(xì)胞中有8條染色單體的是②③④
解析:由題圖可知,具有同源染色體的細(xì)胞有②③④;原始生殖細(xì)胞中有的進(jìn)行有絲分裂,有的進(jìn)行減數(shù)分裂,因此動(dòng)物睪丸中可能同時(shí)出現(xiàn)圖示細(xì)胞;卵巢中有的進(jìn)行有絲分裂,有的進(jìn)行減數(shù)分裂,因此這些細(xì)胞可能來自一個(gè)雌性動(dòng)物;圖示細(xì)胞中有8條染色單體的是②③,④中沒有染色單體。
[拓展延伸] 精、卵細(xì)胞形成過程的綜合比較
(1)基本過程比較
(2)胞質(zhì)分裂及圖形分析
細(xì)胞質(zhì)分裂情況 精細(xì)胞 卵細(xì)胞
兩次分裂都均等 只有MⅡ中第一極體分裂均等,其他分裂皆不均等
圖形比較
減數(shù)分裂過程中配子來源的判斷
[典例4] 如圖表示某動(dòng)物精原細(xì)胞中的一對(duì)同源染色體。在減數(shù)分裂過程中,該對(duì)同源染色體發(fā)生了交叉互換,結(jié)果形成了①～④所示的四個(gè)精細(xì)胞。這四個(gè)精細(xì)胞中,來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的是(　B　)
A.①與② B.②與③ C.①與③ D.②與④
解析:在MⅠ過程中同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換后,同一個(gè)著絲粒上連著的兩條染色單體,絕大部分相同,小部分不相同,因此來自同一次級(jí)精母細(xì)胞的有②與③、①與④。
[拓展延伸] 減數(shù)分裂過程中配子來源的判斷
(1)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體組成完全相同,則它們可能來自同一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。
(2)若兩個(gè)精細(xì)胞中染色體組成恰好“互補(bǔ)”,則它們可能來自同一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。
(3)若兩個(gè)精細(xì)胞中的染色體有的相同,有的互補(bǔ),只能判定可能來自同一生物不同精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程。
減數(shù)分裂過程中物質(zhì)含量的變化
[典例5] 某高等動(dòng)物細(xì)胞(2n)在減數(shù)分裂過程中某一時(shí)期的染色體、染色單體、核DNA三者之間的數(shù)量比為1∶2∶2。下列關(guān)于處于該時(shí)期細(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是(　B　)
A.染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極
B.存在于細(xì)胞中某一極的染色體數(shù)目可能為2n
C.同源染色體配對(duì),形成四分體
D.無同源染色體,染色體著絲粒排列在赤道面上
解析:如果細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離時(shí),染色體在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極,所以可能發(fā)生;減數(shù)分裂過程中,細(xì)胞中染色體移向細(xì)胞兩極的時(shí)期為減數(shù)第一次分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期,由于減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分裂,不存在染色單體,而減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離,細(xì)胞中某一極的染色體數(shù)目為n,所以不可能存在某一極的染色體數(shù)目為2n的時(shí)候;如果細(xì)胞處于前期Ⅰ,則同源染色體兩兩配對(duì),所以可能發(fā)生聯(lián)會(huì)行為,形成四分體;如果細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂中期,則細(xì)胞中不存在同源染色體,染色體著絲粒排列在赤道面上,所以可能發(fā)生。
[拓展延伸] 減數(shù)分裂過程中染色體、染色單體和核DNA的物質(zhì)變化模型分析
模型分析:①甲為精原細(xì)胞;乙為初級(jí)精母細(xì)胞;丙、丁為次級(jí)精母細(xì)胞;戊為精細(xì)胞。
②染色體數(shù)目減半發(fā)生在末期Ⅰ,是由同源染色體分開平均進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞造成的,MⅡ時(shí)染色體數(shù)量變化為n→2n→n,沒有減半。
③后期Ⅱ細(xì)胞中染色體數(shù)、核DNA數(shù)都與正常體細(xì)胞相同,不同的是沒有同源染色體。
④染色體/核DNA變化規(guī)律及原因
1∶11∶21∶1
有絲分裂與減數(shù)分裂過程的比較
[典例6] 下列為某個(gè)動(dòng)物體內(nèi)正在分裂的四個(gè)細(xì)胞示意圖,其中屬于次級(jí)精母細(xì)胞的是(　B　)
解析:由題圖可知,A是有絲分裂中期;B是減數(shù)第二次分裂后期,為次級(jí)精母細(xì)胞;C是減數(shù)第一次分裂中期,為初級(jí)精母細(xì)胞;D是有絲分裂后期。
[拓展延伸] (1)減數(shù)分裂與有絲分裂比較
典型時(shí)期 圖示比較 判斷步驟
三個(gè)前期 A為有絲分裂前期,B為前期Ⅰ,C為前期Ⅱ
三個(gè)中期 A為有絲分裂中期,B為中期Ⅰ,C為中期Ⅱ
三個(gè)后期 A為有絲分裂后期,B為后期Ⅰ,C為后期Ⅱ
(2)“三看法”巧判細(xì)胞分裂方式(以二倍體生物細(xì)胞為例)
減數(shù)分裂模型的制作
[典例7] 下列關(guān)于“減數(shù)分裂模型的制作研究”活動(dòng)的敘述,錯(cuò)誤的是(　B　)
A.用紅色和藍(lán)色的橡皮泥制成的長度相同的染色體,可表示一對(duì)同源染色體
B.用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表配對(duì)完成的同源染色體
C.MⅠ時(shí)期的一個(gè)紡錘體和MⅡ時(shí)期的兩個(gè)紡錘體要相互垂直
D.模擬3對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂只需要2種顏色
解析:用紅色和藍(lán)色的橡皮泥制成的長度相同的染色體,可表示一對(duì)同源染色體,代表一條來自父方,一條來自母方;用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表一條染色體上的兩條姐妹染色單體;MⅠ的一個(gè)紡錘體和MⅡ的兩個(gè)紡錘體要相互垂直;模擬3對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂只需要2種顏色,其中一種顏色代表來自父方,另一種顏色代表來自母方。
[概念誤區(qū)] 減數(shù)分裂模型制作時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)模擬減數(shù)分裂時(shí),鐵絲表示著絲粒,在后期Ⅱ,解開著絲粒。
(2)模擬減數(shù)分裂過程,需繪制3個(gè)紡錘體。減數(shù)第一次分裂時(shí)繪制1個(gè)紡錘體,第二次分裂時(shí)繪制2個(gè)紡錘體,第二次分裂所繪制的紡錘體與第一次分裂所繪制的紡錘體垂直。
概念三　受精作用使受精卵中的染色體數(shù)目得到恢復(fù)
[概念情境]
研究證實(shí),在受精卵形成后的第一次分裂過程中,來自父母雙方的染色體并非攜手共進(jìn),而是如圖所示。
請(qǐng)思考并回答以下問題。
(1)據(jù)圖分析,受精作用發(fā)生在什么時(shí)期
提示:卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂形成一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(大)和一個(gè)第一極體(小),從圖中可以看出,精子與次級(jí)卵母細(xì)胞融合,由此推知受精作用發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中。
(2)某同學(xué)對(duì)圖中受精卵第一次正常分裂時(shí)發(fā)生的變化進(jìn)行了如下描述,你認(rèn)為合理的是哪些 說明理由。
①不同來源的染色體排列在赤道面上
②不同來源的染色體排列在赤道面兩側(cè)
③在兩個(gè)紡錘體的牽引下,染色體分離
④在兩個(gè)紡錘體的牽引下,同源染色體分離
⑤細(xì)胞分裂,不同來源的染色體分配在兩個(gè)子細(xì)胞中
⑥細(xì)胞分裂,不同來源的染色體均分在兩個(gè)子細(xì)胞中
提示:觀察圖中正常分裂的三個(gè)細(xì)胞圖像可以看出,首先不同來源的染色體排列在赤道面上;然后在兩個(gè)紡錘體的牽引下,染色體各自分離;最后細(xì)胞分裂,不同來源的染色體均分在兩個(gè)子細(xì)胞中,保證子細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定。故①③⑥描述合理。
(3)圖示中有兩種異常的分裂現(xiàn)象,嘗試說明。
提示:正常的受精卵分裂中,兩個(gè)紡錘體的同步率較高,在藥物的影響下,兩個(gè)紡錘體牽引不同步,如來自父母的染色體,其分離的同步率不夠高;兩個(gè)紡錘體方向不一致,如來自父母的染色體,其分離的方向不同步,使異常子細(xì)胞中出現(xiàn)多個(gè)細(xì)胞核。
受精作用及減數(shù)分裂的意義
[典例] 下列關(guān)于減數(shù)分裂和受精作用的敘述中正確的是(　D　)
A.同一個(gè)生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞,染色體組成一般是相同的
B.每個(gè)原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂都形成4個(gè)生殖細(xì)胞
C.受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自父方,一半來自母方
D.受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合
解析:由于減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體自由組合,所以同一個(gè)生物體在不同時(shí)刻產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞,染色體組成一般是不相同的;每個(gè)雄性原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成4個(gè)雄性生殖細(xì)胞,而每個(gè)雌性原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂只能形成1個(gè)雌性生殖細(xì)胞;由于受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞,因此受精卵中的核遺傳物質(zhì)一半來自精子,一半來自卵細(xì)胞,而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞;受精作用的實(shí)質(zhì)是精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合。
[拓展延伸] 減數(shù)分裂與受精作用過程中染色體數(shù)目的變化
如圖1表示細(xì)胞分裂不同時(shí)期的染色體與核DNA數(shù)量比值的變化關(guān)系;圖2表示某動(dòng)物處于細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像。請(qǐng)回答下列問題。
(1)如圖1所示,在AB時(shí)段,高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)完成的細(xì)胞水平的復(fù)制有染色體的復(fù)制、中心體的復(fù)制,出現(xiàn)CD段變化的原因是著絲粒的分裂。
(2)圖2中,處于圖1 BC段的細(xì)胞圖像是乙、丙,兩者的明顯區(qū)別是乙中有同源染色體,而丙沒有。
(3)圖2中乙細(xì)胞的名稱是初級(jí)卵母細(xì)胞,丙細(xì)胞的子細(xì)胞可能是第二極體或卵細(xì)胞和第二極體。
解析:(1)圖1中曲線AB段形成的原因是DNA的復(fù)制,在細(xì)胞水平上為染色體復(fù)制,同時(shí)還完成了中心體的復(fù)制,CD段形成的原因是著絲粒的分裂。
(2)圖2中乙和丙細(xì)胞中每條染色體含有2個(gè)DNA分子,對(duì)應(yīng)于圖1中的BC段。它們的區(qū)別是乙中有同源染色體,而丙沒有。
(3)圖2乙細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)不均等分裂,同源染色體分離,所以該動(dòng)物為雌性,且該細(xì)胞處于后期Ⅰ,為初級(jí)卵母細(xì)胞。丙細(xì)胞處于中期Ⅱ,形成的子細(xì)胞可能是第二極體或卵細(xì)胞和第二極體。
1.雄鼠睪丸中有且只有1條Y染色體的細(xì)胞是(　B　)
A.精原細(xì)胞 B.初級(jí)精母細(xì)胞
C.次級(jí)精母細(xì)胞 D.精細(xì)胞
解析:精原細(xì)胞若進(jìn)行有絲分裂,在有絲分裂的后期可能含有2條Y染色體;初級(jí)精母細(xì)胞只含有1條Y染色體;次級(jí)精母細(xì)胞可能含有1條、2條或0條Y染色體;精細(xì)胞可能含有1條或0條Y染色體。
2.在減數(shù)分裂過程中出現(xiàn),而有絲分裂過程中不出現(xiàn)的是(　D　)
A.分裂間期DNA復(fù)制與相關(guān)蛋白質(zhì)合成
B.姐妹染色單體分離分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞
C.非同源染色體之間發(fā)生交換
D.同源染色體分開,分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞
解析:有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期都有DNA復(fù)制與相關(guān)蛋白質(zhì)合成; 有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期都有姐妹染色單體分離分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞; 非同源染色體之間發(fā)生交換屬于染色體變異,二者都會(huì)發(fā)生;同源染色體分開分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞是減數(shù)第一次分裂過程中特有的現(xiàn)象。
3.圖甲代表某生物體細(xì)胞的染色體組成,圖乙中不可能是這種生物所產(chǎn)生的正常配子的是(　A　)
解析:配子中所含有的染色體均為非同源染色體,其大小、形態(tài)各不相同。A中含有同源染色體,因此它不可能是該生物產(chǎn)生的正常配子。
4.某生物興趣小組觀察了某生物幾種不同分裂時(shí)期的細(xì)胞,并根據(jù)觀察結(jié)果繪制出下圖。下列與圖形有關(guān)的說法中正確的是(　B　)
A.甲圖所示細(xì)胞處于后期Ⅰ,在此時(shí)期之前細(xì)胞中央出現(xiàn)了赤道面結(jié)構(gòu)
B.乙圖所示細(xì)胞可能處于后期Ⅰ,此階段發(fā)生同源染色體的分離
C.乙圖所示細(xì)胞可能處于有絲分裂中期,此階段染色體著絲粒發(fā)生分裂
D.如果丙圖表示精巢內(nèi)的幾種細(xì)胞,則C組細(xì)胞可發(fā)生聯(lián)會(huì)并產(chǎn)生四分體
解析:甲圖所示細(xì)胞處于后期Ⅰ,而赤道面并非真實(shí)存在的結(jié)構(gòu);乙圖核DNA數(shù)和染色單體數(shù)是染色體數(shù)的2倍,可能處于有絲分裂的前期或中期、前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ,后期Ⅰ會(huì)發(fā)生同源染色體的分離;在有絲分裂后期,染色體著絲粒發(fā)生分裂,將不存在染色單體;丙圖中C組細(xì)胞處于有絲分裂后期,而聯(lián)會(huì)發(fā)生在前期Ⅰ。
5.下列示意圖分別表示某雌性動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞正常分裂過程中不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和核DNA含量的關(guān)系,以及細(xì)胞分裂圖像,不考慮變異。請(qǐng)分析并回答。
(1)圖1中a～c柱表示染色體的是　　　　,圖2中表示有絲分裂時(shí)期的是　　　　。
(2)圖1中Ⅲ的數(shù)量關(guān)系對(duì)應(yīng)于圖2中的　　　　,圖2中丙所示的細(xì)胞有　　　　條染色單體。
(3)圖1中的數(shù)量關(guān)系由Ⅰ變化為Ⅱ的過程,細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的分子水平的變化是 　 ,
由Ⅱ變化為Ⅲ,相當(dāng)于圖2中的　　　　　　過程。
(4)符合圖1中Ⅳ所示數(shù)量關(guān)系的某細(xì)胞名稱是　　　　　　　　　,與圖1中　　　　對(duì)應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)不可能存在同源染色體。
解析:(1)由圖1可知,b在某些時(shí)期不存在,說明b是染色單體,再根據(jù)細(xì)胞中染色體與核DNA有1/2的關(guān)系可知,a是染色體,c是核DNA;圖2中表示有絲分裂的只有甲。
(2)圖1中Ⅲ處于中期Ⅱ,可對(duì)應(yīng)于圖2中的乙;由題圖可知,丙細(xì)胞含有4條染色體,8條染色單體。
(3)圖1中的數(shù)量關(guān)系由Ⅰ變化為Ⅱ的過程發(fā)生在分裂間期,此時(shí)細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的分子水平的變化是DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成;由Ⅱ變化為Ⅲ,表示進(jìn)行了減數(shù)第一次分裂,所以相當(dāng)于圖2中的丙→乙過程。
(4)由于細(xì)胞來自二倍體雌性動(dòng)物,又圖1中Ⅳ所示數(shù)量關(guān)系表明染色體只有體細(xì)胞的一半,所以Ⅳ表示的細(xì)胞是卵細(xì)胞和第二極體。圖1中,Ⅲ可能處于前期Ⅱ和中期Ⅱ,Ⅳ可能處于末期Ⅱ,它們的細(xì)胞中不可能含同源染色體。
答案:(1)a　甲
(2)乙　8
(3)DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成　丙→乙
(4)卵細(xì)胞和第二極體　Ⅲ、Ⅳ
概念理解練
1.某生物減數(shù)分裂過程中初級(jí)精母細(xì)胞含有8個(gè)四分體,則它產(chǎn)生的精細(xì)胞中含有染色體數(shù)是(　B　)
A.4條 B.8條 C.16條 D.32條
解析:一個(gè)四分體就是一對(duì)聯(lián)會(huì)的同源染色體,初級(jí)精母細(xì)胞中含有8個(gè)四分體,則該生物體細(xì)胞中含有16條染色體。精細(xì)胞是減數(shù)分裂形成的子細(xì)胞,其所含染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半,因此精細(xì)胞中含有染色體數(shù)是8條。
2.細(xì)胞減數(shù)分裂的第一次分裂過程中會(huì)出現(xiàn)(　C　)
A.著絲粒的分裂 B.非同源染色體聯(lián)會(huì)
C.同源染色體彼此分離 D.姐妹染色單體分離
解析:減數(shù)第一次分裂不會(huì)出現(xiàn)著絲粒分裂,著絲粒分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中;非同源染色體不會(huì)發(fā)生聯(lián)會(huì)現(xiàn)象;在后期Ⅰ,同源染色體彼此分離;在后期Ⅱ,姐妹染色單體分離。
3.對(duì)圖中減數(shù)分裂過程某階段的描述,正確的是(　D　)
A.同源染色體移向兩極
B.減數(shù)第二次分裂的中期
C.同源染色體上非姐妹染色單體局部交換遺傳物質(zhì)
D.四分體排列在赤道面
解析:由題圖可知,圖中該時(shí)期同源染色體配對(duì)形成四分體后,處于減數(shù)第一次分裂中期排列在赤道面上,未移向兩極;同源染色體上非姐妹染色單體局部交換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期。
4.下列有關(guān)四分體的敘述,正確的是(　B　)
A.一對(duì)同源染色體就是一個(gè)四分體
B.每個(gè)四分體包含一對(duì)同源染色體的四個(gè)染色單體
C.四分體時(shí)期可能發(fā)生姐妹染色單體間的交叉互換
D.四分體出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂后期
解析:一對(duì)同源染色體配對(duì)形成的結(jié)構(gòu)才是四分體;每個(gè)四分體包含一對(duì)同源染色體的四個(gè)染色單體;四分體時(shí)期可能發(fā)生非姐妹染色單體間的交叉互換;四分體出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂前期。
5.某科研小組對(duì)蝗蟲(二倍體)精巢切片進(jìn)行顯微觀察,測(cè)定不同細(xì)胞(未發(fā)生變異)中的染色體數(shù)目和核DNA數(shù)目,結(jié)果如表。下列敘述正確的是(　C　)
細(xì)胞 甲 乙 丙 丁 戊
染色體數(shù)/條 N N 2N 2N 4N
核DNA分子數(shù)/個(gè) N 2N 2N 4N 4N
A.細(xì)胞甲可能是次級(jí)精母細(xì)胞或精細(xì)胞
B.細(xì)胞乙和細(xì)胞戊都含有同源染色體
C.細(xì)胞丙和細(xì)胞戊中都不存在染色單體
D.細(xì)胞丁和細(xì)胞戊都可能發(fā)生同源染色體聯(lián)會(huì)
解析:分析表格可知,甲的核DNA數(shù)目為N,是減數(shù)分裂形成的子細(xì)胞,即精細(xì)胞;乙的核DNA含量為2N,但染色體數(shù)目為N,處于減數(shù)第二次分裂前期或中期,不含同源染色體;丙的核DNA含量為2N,染色體數(shù)目為2N,可能處于分裂間期的G1期、有絲分裂末期、減數(shù)第二次分裂后期,戊的核DNA含量為4N,染色體數(shù)目為4N,處于有絲分裂后期,都不存在染色單體;丁的核DNA含量為4N,但染色體數(shù)目為2N,處于有絲分裂前期、中期、減數(shù)第一次分裂前期、中期和后期,結(jié)合分析可知丁可能是減數(shù)第一次分裂,可能發(fā)生聯(lián)會(huì),但是戊是有絲分裂,不可能發(fā)生聯(lián)會(huì)。
6.人的體細(xì)胞中共有46條染色體,在四分體時(shí)期,每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有同源染色體、四分體、姐妹染色單體的數(shù)目依次為(　B　)
A.23對(duì)、46個(gè)、92條 B.23對(duì)、23個(gè)、92條
C.46條、46個(gè)、92條 D.46條、23個(gè)、46條
解析:減數(shù)第一次分裂前期(四分體時(shí)期),細(xì)胞中所含染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同,同源染色體彼此配對(duì),此時(shí)細(xì)胞中含有23對(duì)同源染色體;四分體是由同源染色體兩兩配對(duì)形成的,即一個(gè)四分體就是一對(duì)同源染色體,因此此時(shí)細(xì)胞中含有23個(gè)四分體;四分體時(shí)期,細(xì)胞中含有23個(gè)四分體,每個(gè)四分體含有4條染色單體,因此此時(shí)細(xì)胞中含有92條染色單體。
7.如圖為細(xì)胞分裂某一時(shí)期的示意圖。對(duì)這一圖示分析錯(cuò)誤的是(　D　)
A.此細(xì)胞處于第一次分裂時(shí)期
B.此時(shí)有兩個(gè)四分體,兩對(duì)同源染色體
C.1號(hào)染色體與2號(hào)染色體是一對(duì)同源染色體
D.此細(xì)胞分裂后的子細(xì)胞染色體的組合一定是1號(hào)與3號(hào)、2號(hào)與
4號(hào)
解析:分析圖示可知,該細(xì)胞中的同源染色體正在聯(lián)會(huì),因此此細(xì)胞處于前期Ⅰ,此時(shí)有兩個(gè)四分體,兩對(duì)同源染色體;1號(hào)染色體與2號(hào)染色體是一對(duì)同源染色體;此細(xì)胞分裂后的子細(xì)胞染色體的組合有1號(hào)與3號(hào)、2號(hào)與4號(hào)或1號(hào)和4號(hào)、2號(hào)和3號(hào)。
8.下列關(guān)于“減數(shù)分裂模型的制作研究”活動(dòng)的敘述,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表已復(fù)制完成的一條染色體
B.模擬過程中需要畫三個(gè)紡錘體
C.模擬過程中被拉向紡錘體兩極的每條染色體可能含有染色單體
D.模擬含有3對(duì)同源染色體的細(xì)胞的減數(shù)分裂過程需要3種不同顏色的橡皮泥
解析:用鐵絲把顏色和長短相同的兩條橡皮泥扎起來代表已復(fù)制完成的一條染色體含有兩條姐妹染色單體;模擬過程中需要畫三個(gè)紡錘體,其中模擬第一次分裂畫一個(gè)紡錘體,模擬第二次分裂畫兩個(gè)紡錘體;模擬過程中被拉向紡錘體兩極的每條染色體可能含有染色單體,如后期Ⅰ;模擬含有3對(duì)同源染色體的細(xì)胞的減數(shù)分裂過程需要2種不同顏色的橡皮泥。
9.下列關(guān)于交叉互換的相關(guān)敘述,正確的是(　D　)
A.發(fā)生于減數(shù)第一次分裂的后期
B.發(fā)生于減數(shù)第二次分裂的前期
C.發(fā)生于同源染色體的姐妹染色單體之間
D.發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
解析:交叉互換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期,是在同源染色體的非姐妹染色單體之間進(jìn)行的。
10.如圖為某動(dòng)物體內(nèi)不同時(shí)期的細(xì)胞分裂圖,據(jù)圖回答下列問題。
(1)圖甲表示　　　　分裂,處于　　　期,該細(xì)胞中有　　　條染色單體。
(2)圖中核DNA∶染色體=2∶1 的有　　　　　　　,圖丙表示　　　　　分裂,其分裂時(shí)期是　　　　　　,該細(xì)胞中有　　　個(gè)DNA分子。
(3)圖丁細(xì)胞產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因型分別是　　　　　　。
解析:(1)由題圖可知,甲處于有絲分裂后期,有0條染色單體。(2)圖中核DNA∶染色體=2∶1的是具有姐妹染色單體的細(xì)胞,即圖丙和丁,圖丙處于減數(shù)第二次分裂中期,該細(xì)胞中有4個(gè)DNA分子。(3)圖丁細(xì)胞表示進(jìn)行有絲分裂過程,產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因型和母細(xì)胞的基因型相同,基因組成是AaBb。
答案:(1)有絲　后　0　(2)丙、丁　減數(shù)　中期Ⅱ　4　(3)AaBb
素養(yǎng)提升練
11.下列有關(guān)某生物減數(shù)分裂過程中幾個(gè)細(xì)胞示意圖的敘述,正確的是(　C　)
A.圖①處于減數(shù)第一次分裂的中期,細(xì)胞內(nèi)有兩對(duì)姐妹染色單體
B.圖②處于減數(shù)第二次分裂的后期,細(xì)胞內(nèi)有兩對(duì)同源染色體
C.圖③處于減數(shù)第二次分裂的中期,該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)目為
4條
D.四幅圖可排序?yàn)棰佗邰冖?只出現(xiàn)在精子的形成過程中
解析:圖①中染色體形成四分體,并排列在赤道面上,處于減數(shù)第一次分裂的中期,但細(xì)胞內(nèi)有四對(duì)姐妹染色單體;圖②細(xì)胞中沒有同源染色體,著絲粒分裂,染色體向兩極移動(dòng),處于減數(shù)第二次分裂的后期;圖③細(xì)胞中沒有同源染色體,處于減數(shù)第二次分裂的中期,該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)目為4條;四幅圖可排序?yàn)棰佗邰冖?不一定只出現(xiàn)在精子的形成過程中,也可出現(xiàn)在卵細(xì)胞的形成過程中。
12.如圖為某生物一個(gè)細(xì)胞的分裂圖像,著絲粒均在染色體端部,圖中1、2、3、4各表示一條染色體。下列表述正確的是(　C　)
A.圖中細(xì)胞處于前期Ⅱ
B.圖中細(xì)胞的染色體數(shù)是體細(xì)胞的2倍
C.染色體1與2在后續(xù)的分裂過程中會(huì)相互分離
D.染色體1與3必定會(huì)出現(xiàn)在同一子細(xì)胞中
解析:由題圖可知該細(xì)胞有聯(lián)會(huì)現(xiàn)象,應(yīng)該處于前期Ⅰ;此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)和體細(xì)胞中染色體數(shù)相同;染色體1和2是同源染色體,在后期Ⅰ中會(huì)相互分離;在減數(shù)分裂過程中,非同源染色體自由組合,隨機(jī)移向兩極,所以染色體1和3或1和4會(huì)在同一個(gè)子細(xì)胞中。
13.下面為某高等生物細(xì)胞不同分裂時(shí)期的模式圖,Ⅰ、Ⅱ表示相互交換的染色體片段。下列相關(guān)敘述正確的是(　C　)
A.圖甲細(xì)胞處于中期Ⅱ,該細(xì)胞核中共含有6個(gè)DNA分子
B.由圖可以看出,后期Ⅰ細(xì)胞中發(fā)生了交叉互換
C.圖乙細(xì)胞有4條染色體,0條染色單體
D.若兩圖來源于同一個(gè)精原細(xì)胞,則圖乙是圖甲細(xì)胞分裂形成的
解析:圖甲細(xì)胞沒有同源染色體,且染色體排列在赤道面上,處于減數(shù)第二次分裂中期(中期Ⅱ),該細(xì)胞核中有4條染色體,每條染色體有2個(gè)DNA分子,共含有8個(gè)DNA分子;從圖中可以看出,染色體片段發(fā)生了交叉互換,發(fā)生的時(shí)期是減數(shù)第一次分裂前期(前期Ⅰ);圖乙細(xì)胞有4個(gè)著絲粒,有4條染色體,此時(shí)著絲粒已經(jīng)分裂過,一條染色體上有一個(gè)DNA分子,不存在染色單體;若兩圖來源于同一個(gè)精原細(xì)胞,則圖乙不是圖甲細(xì)胞分裂形成的,從染色體顏色組成來看,圖乙來自另一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞。
14.如圖表示某生物個(gè)體不同時(shí)期的細(xì)胞分裂圖(僅畫出部分染色體),下列說法不正確的是(　A　)
A.①的子細(xì)胞是體細(xì)胞,非同源染色體自由組合發(fā)生在④過程
B.①②③④所示過程可以發(fā)生在同一器官中
C.③中染色單體、核DNA數(shù)量之比為1∶1,③是觀察染色體形態(tài)和數(shù)目最佳的時(shí)期
D.④是后期Ⅱ的細(xì)胞,細(xì)胞分裂后將形成2個(gè)精細(xì)胞或(第二)極體
解析:由題圖可知,①是有絲分裂,產(chǎn)生的子細(xì)胞是體細(xì)胞,④處于后期Ⅱ,不會(huì)發(fā)生非同源染色體自由組合;性器官中可以發(fā)生減數(shù)分裂和有絲分裂過程,即①②③④都可以發(fā)生在性器官中;③是有絲分裂中期,染色單體與核DNA數(shù)量之比是1∶1,且此時(shí)染色體形態(tài)數(shù)目穩(wěn)定,是觀察染色體的最佳時(shí)期;④是后期Ⅱ的細(xì)胞,且細(xì)胞質(zhì)均等分配,因此可能是次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體,因此形成的子細(xì)胞是2個(gè)精細(xì)胞或2個(gè)第二極體。
15.如圖為某高等動(dòng)物細(xì)胞分裂圖像及細(xì)胞內(nèi)不同物質(zhì)的數(shù)量變化曲線,據(jù)圖回答下列問題。
(1)圖1細(xì)胞分裂圖最可能發(fā)生在動(dòng)物體的　　　　　　(填部位),該動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞染色體最多有　　　　　　條。
(2)圖1中存在同源染色體的細(xì)胞有　　　　　,丁細(xì)胞的分裂時(shí)期是　　　　　　。
(3)圖2中a、b、c分別表示　 ,
圖1中丙與圖2中細(xì)胞類型　　　　相對(duì)應(yīng)。
解析:(1)根據(jù)圖1中丙細(xì)胞的均等分裂可知,該生物的性別為雄性,雄性的睪丸中既能發(fā)生有絲分裂,也能發(fā)生減數(shù)分裂。該動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞染色體最多有8條(有絲分裂后期,染色體數(shù)目為體細(xì)胞的兩倍)。
(2)由題圖可知,圖1中存在同源染色體的細(xì)胞有甲、乙、丙。丁為次級(jí)精母細(xì)胞,沒有同源染色體,且染色體的著絲粒排列在赤道面上,因此其分裂時(shí)期是中期Ⅱ。
(3)圖2中b表示染色單體,因?yàn)橹挥腥旧珕误w的數(shù)目會(huì)變成0,a、c之比為1∶1或1∶2,因此c代表核DNA,a代表染色體。圖1中丙染色體數(shù)目為4,且含染色單體,與圖2中細(xì)胞類型Ⅱ相對(duì)應(yīng)。
答案:(1)睪丸　8　(2)甲、乙、丙　中期Ⅱ
(3)染色體、染色單體、核DNA　Ⅱ
概念理解練
1.后期Ⅱ著絲粒分裂會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)(　B　)
A.DNA數(shù)量加倍 B.染色體數(shù)量加倍
C.染色單體數(shù)量減半 D.同源染色體分離
解析:DNA數(shù)量加倍發(fā)生在有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期;后期Ⅱ著絲粒分裂,染色單體分開形成染色體,導(dǎo)致染色體數(shù)量加倍;后期Ⅰ發(fā)生同源染色體分離,導(dǎo)致分裂后染色體數(shù)量和染色單體數(shù)量
減半。
2.有絲分裂和減數(shù)分裂的共同點(diǎn)是(　A　)
A.出現(xiàn)染色單體
B.可形成四分體
C.發(fā)生非同源染色體自由組合
D.子細(xì)胞DNA數(shù)目減半
解析:有絲分裂和減數(shù)分裂前的間期,染色體復(fù)制后都會(huì)出現(xiàn)染色單體;只有在減數(shù)分裂過程中才會(huì)形成四分體;非同源染色體的自由組合只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中;只有減數(shù)分裂形成的子細(xì)胞中DNA數(shù)目減半。
3.如圖表示一個(gè)二倍體動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)=2n)進(jìn)行細(xì)胞分裂過程中,細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目及核DNA數(shù)目的變化,則下列敘述錯(cuò)誤的是(　C　)
A.在圖中兩曲線重疊的各段,每條染色體都不含染色單體
B.在BC段和HI段都能發(fā)生染色體的復(fù)制
C.在AG段細(xì)胞中含有同源染色體,HQ段細(xì)胞中不含有同源染色體
D.DF段和MN段發(fā)生的原因都是著絲粒分裂,姐妹染色單體分離
解析:在圖中兩曲線重疊的各段,核DNA數(shù)目與染色體數(shù)目相同,說明每條染色體都不含染色單體;在BC段和HI段都能發(fā)生染色體的復(fù)制,核DNA數(shù)目會(huì)加倍;在AJ段(包括有絲分裂和減數(shù)第一次分裂過程)細(xì)胞中含有同源染色體,KQ段(包括減數(shù)第二次分裂及分裂結(jié)束形成子細(xì)胞過程)細(xì)胞中不含有同源染色體;在ED段和LM段,著絲粒分裂,姐妹染色單體分離,使DF段和MN段染色體數(shù)目都暫時(shí)加倍。
4.某動(dòng)物處于正常有絲分裂后期的細(xì)胞中有60條染色體。下表中能正確表示該動(dòng)物處于中期Ⅱ和后期Ⅱ的細(xì)胞中染色體數(shù)目和染色單體數(shù)目的是(　B　)
中期Ⅱ 后期Ⅱ
染色體/條 染色單 體/條 染色體/條 染色單 體/條
甲 15 15 30 0
乙 15 30 30 0
丙 30 60 30 0
丁 60 0 30 30
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析:根據(jù)題意和題表分析可知,該動(dòng)物體細(xì)胞中染色體數(shù)目有30條,在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),中期Ⅱ中有15條染色體,30條染色單體。由于后期Ⅱ中,著絲粒分裂,染色單體分開,所以染色體數(shù)目加倍,而染色單體消失。
5.圖中A、B、C、D分別表示某哺乳動(dòng)物細(xì)胞(2n)進(jìn)行減數(shù)分裂的不同時(shí)期,其中a表示細(xì)胞數(shù)目。請(qǐng)判斷b、c、d依次代表(　A　)
A.核DNA分子數(shù)、染色體數(shù)、染色單體數(shù)
B.染色體數(shù)、核DNA分子數(shù)、染色單體數(shù)
C.核DNA分子數(shù)、染色單體數(shù)、染色體數(shù)
D.染色單體數(shù)、染色體數(shù)、核DNA分子
解析:從題圖中A、B、C、D四個(gè)時(shí)期可以分析出,d周期性地出現(xiàn)和消失,說明d是染色單體數(shù);細(xì)胞中染色體與核DNA有1/2的關(guān)系可知,b為核DNA分子數(shù)、c為染色體數(shù)。
6.下面是對(duì)高等動(dòng)物通過減數(shù)分裂形成雌、雄配子以及受精作用的描述,其中正確的是(　B　)
A.每個(gè)卵細(xì)胞繼承了初級(jí)卵母細(xì)胞1/4的細(xì)胞質(zhì)
B.進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì)
C.等位基因進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)并不相等,因?yàn)橐淮螠p數(shù)分裂只形成一個(gè)卵細(xì)胞
D.雌、雄配子彼此結(jié)合的機(jī)會(huì)相等,因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量相等
解析:1個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞和3個(gè)極體的過程中,初級(jí)卵母細(xì)胞的分裂、次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂過程中細(xì)胞質(zhì)分裂是不均等的;精細(xì)胞產(chǎn)生后變形為精子,受精時(shí)精子只有頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,尾部留在外面,因此,進(jìn)入卵細(xì)胞并與之融合的精子幾乎不攜帶細(xì)胞質(zhì);等位基因進(jìn)入卵細(xì)胞的機(jī)會(huì)相等;雄配子的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于雌配子的數(shù)量。
7.如圖為某哺乳動(dòng)物(2n=42)產(chǎn)生精細(xì)胞過程示意圖。下列敘述正確的是(　D　)
A.整個(gè)圖示過程存在細(xì)胞周期
B.過程②③均發(fā)生了著絲粒一分為二
C.細(xì)胞b中含有21個(gè)四分體,42個(gè)核DNA分子
D.過程②的前期比過程③的前期所經(jīng)歷的時(shí)間長
解析:減數(shù)分裂過程不存在細(xì)胞周期;過程②發(fā)生了同源染色體分離,著絲粒沒有一分為二,過程③發(fā)生了著絲粒一分為二;細(xì)胞b為初級(jí)精母細(xì)胞,DNA已完成復(fù)制,細(xì)胞中含有21個(gè)四分體,84個(gè)核DNA分子,但細(xì)胞中還含有質(zhì)DNA;過程②的前期比過程③的前期所經(jīng)歷的時(shí)
間長。
8.精原細(xì)胞形成精細(xì)胞過程中細(xì)胞核染色體上DNA含量如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　C　)
A.圖中AB段形成的原因是DNA復(fù)制
B.圖中CD段變化發(fā)生在后期Ⅱ
C.圖中BC段細(xì)胞中都含有同源染色體
D.經(jīng)歷圖中過程形成的子細(xì)胞為精細(xì)胞
解析:圖中AB段形成的原因是DNA復(fù)制,導(dǎo)致每條染色體含有兩條染色單體、兩個(gè)DNA分子;圖中CD段變化的原因是著絲粒分裂,發(fā)生在后期Ⅱ;圖中BC段包括減數(shù)第一次分裂、前期Ⅱ和中期Ⅱ,只有處于第一次分裂過程的細(xì)胞中含有同源染色體;精原細(xì)胞經(jīng)歷圖中過程形成的子細(xì)胞為精細(xì)胞。
9.兩種高等生物減數(shù)分裂不同時(shí)期細(xì)胞的示意圖如下,其中3個(gè)來自同種生物,則來自另一種生物的是(　D　)
解析:分析圖示中染色體的形態(tài),其中A、B、C三圖細(xì)胞分裂后的子細(xì)胞中的染色體均為一大一小,根據(jù)同源染色體分離,非同源染色體自由組合,可知A、B、C三圖可來自一種生物;D選項(xiàng)中染色體形態(tài)明顯不同于其他三圖,因此最可能來自另一種生物。
10.圖甲為某雄性動(dòng)物的細(xì)胞增殖過程中染色體數(shù)目變化曲線,圖乙是某同學(xué)繪制的該動(dòng)物細(xì)胞分裂圖像。
(1)圖乙中雄性動(dòng)物不應(yīng)該出現(xiàn)的細(xì)胞分裂圖像是　　　　　　。在細(xì)胞增殖過程中,DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成所在的時(shí)期是
　　　　。
(2)⑥所示細(xì)胞的名稱為　　　　　　　　,處于圖甲中　　　　時(shí)間段。若一個(gè)該種細(xì)胞分裂后形成兩種精細(xì)胞,其原因最可能是　
　。
(3)圖甲中細(xì)胞內(nèi)沒有同源染色體的時(shí)間段是　　　　　　　　;圖乙中沒有同源染色體的細(xì)胞是　　　　　　。
(4)從染色體的行為角度分析,圖甲中ab、ef時(shí)間段的共同特點(diǎn)是
　。
解析:(1)精原細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中細(xì)胞質(zhì)均等分裂,所以圖乙中雄性動(dòng)物不應(yīng)該出現(xiàn)的細(xì)胞分裂圖像是①。在細(xì)胞增殖過程中,DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成所在的時(shí)期是分裂間期。(2)⑥處于減數(shù)第二次分裂前期,雄性動(dòng)物體內(nèi)該細(xì)胞的名稱為次級(jí)精母細(xì)胞,處于圖甲中de時(shí)間段,若一個(gè)該種細(xì)胞分裂后形成兩種精細(xì)胞,其最可能是在四分體時(shí)期,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換,導(dǎo)致姐妹染色單體上的遺傳信息出現(xiàn)了差異。(3)減數(shù)第二次分裂過程中沒有同源染色體,因此圖甲中細(xì)胞內(nèi)沒有同源染色體的時(shí)間段是dj;圖乙中沒有同源染色體的細(xì)胞是⑥。(4)圖甲中ab時(shí)間段表示有絲分裂后期,ef時(shí)間段表示減數(shù)第二次分裂后期,兩者都是由于染色體上每個(gè)著絲粒分裂成兩個(gè),姐妹染色單體分開成為兩條染色體,并移向細(xì)胞兩極,而導(dǎo)致染色體數(shù)加倍。
答案:(1)①　分裂間期　(2)次級(jí)精母細(xì)胞　de　同源染色體的非姐妹染色單體之間在四分體時(shí)期發(fā)生了交叉互換　(3)dj　⑥　(4)每個(gè)著絲粒分裂成兩個(gè),姐妹染色單體分開成為兩條染色體,并移向細(xì)胞兩極
素養(yǎng)提升練
11.下圖表示某哺乳動(dòng)物產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程,下列說法不正確的是(　C　)
A.Ⅰ過程表示細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂
B.細(xì)胞中染色體數(shù)目減少一半是通過Ⅱ過程實(shí)現(xiàn)的
C.一個(gè)A細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成的C細(xì)胞有4種染色體組成
D.該哺乳動(dòng)物為雄性個(gè)體
解析:Ⅳ過程表示精細(xì)胞經(jīng)過變形產(chǎn)生精子的過程,所以該哺乳動(dòng)物為雄性個(gè)體;圖中Ⅰ表示精原細(xì)胞通過有絲分裂進(jìn)行自身增殖的過程,因而能產(chǎn)生更多精原細(xì)胞;減數(shù)第一次分裂后期,由于同源染色體分離,導(dǎo)致次級(jí)精母細(xì)胞中染色體數(shù)目減半;一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成4個(gè)精細(xì)胞,但只有兩種類型。
12.如圖是某哺乳動(dòng)物個(gè)體細(xì)胞分裂不同時(shí)期的分裂圖像,下列敘述正確的是(　C　)
A.實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)取自該生物的精巢或卵巢
B.圖2產(chǎn)生的子細(xì)胞為次級(jí)性母細(xì)胞或第一極體
C.與圖1中EF段相對(duì)應(yīng)的是圖3
D.圖4所示細(xì)胞的分裂中可以發(fā)生同源染色體的交叉互換
解析:根據(jù)圖2同源染色體分離而細(xì)胞質(zhì)均等分裂可知,該生物的性別為雄性,且實(shí)驗(yàn)材料中的細(xì)胞既能進(jìn)行有絲分裂,又能進(jìn)行減數(shù)分裂,應(yīng)取自該生物的精巢;圖2為初級(jí)精母細(xì)胞,所以分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞;圖1中EF段表示后期Ⅱ,對(duì)應(yīng)于圖3;同源染色體的交叉互換發(fā)生在前期Ⅰ,圖4所示細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,故無法發(fā)生。
13.動(dòng)物某個(gè)精原細(xì)胞形成精細(xì)胞過程中,不同時(shí)期細(xì)胞的核DNA相對(duì)含量和染色體數(shù)目如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　A　)
A.甲、乙、丙、丁各個(gè)時(shí)期中,沒有染色單體的只有甲、丁
B.甲→乙過程中要完成DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白的合成
C.乙→丙過程中同源染色體分離
D.丙→丁過程中姐妹染色單體變成單獨(dú)的染色體分到兩個(gè)子細(xì)胞
解析:由題圖可知,甲、乙、丙、丁各個(gè)時(shí)期中,沒有染色單體的有甲、丙、丁,其核DNA∶染色體=1∶1;甲→乙過程中細(xì)胞內(nèi)DNA含量加倍,說明要完成DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白的合成;乙→丙過程表示減數(shù)第一次分裂到后期 Ⅱ,其中后期Ⅰ會(huì)發(fā)生同源染色體分離;丙處于后期Ⅱ,丁處于末期Ⅱ,所以丙→丁過程中姐妹染色單體變成單獨(dú)的染色體分到兩個(gè)子細(xì)胞。
14.下圖表示雄果蠅細(xì)胞分裂過程中核DNA含量的變化。下列敘述中正確的是(　B　)
A.若圖1表示減數(shù)分裂,則圖1的CD段表示同源染色體分開
B.若圖1表示減數(shù)分裂,則圖1的BC段一個(gè)細(xì)胞中可能無同源染色體
C.若兩圖均表示有絲分裂,則兩圖的DE段一個(gè)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目
相等
D.若圖1表示減數(shù)分裂、圖2表示有絲分裂,則兩圖的CD段都發(fā)生著絲粒分裂
解析:若圖1表示減數(shù)分裂,則圖1的CD段每條染色體的DNA含量減半,表示著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,形成子染色體;圖1中BC段每條染色體含有2個(gè)DNA分子,存在染色單體,若圖1表示減數(shù)分裂,則圖1的BC段可表示處于減數(shù)第一次分裂的初級(jí)精母細(xì)胞,還可表示處于減數(shù)第二次分裂前期和中期的次級(jí)精母細(xì)胞,此時(shí)細(xì)胞中無同源染色體;若兩圖均表示有絲分裂,則圖1的DE段表示有絲分裂的后期和末期,圖2中的DE段表示有絲分裂的末期,因此它們的染色體數(shù)目不一定相等; 綜上分析,若圖1表示減數(shù)分裂,則其CD段發(fā)生了著絲粒分裂,若圖2表示有絲分裂,則其CD段發(fā)生了子細(xì)胞核的形成。
15.如圖是表示某種生物的細(xì)胞內(nèi)染色體及核 DNA 相對(duì)數(shù)量變化的曲線圖。根據(jù)此曲線圖回答下列問題。(橫坐標(biāo)各個(gè)區(qū)域代表細(xì)胞分裂的各個(gè)時(shí)期,區(qū)域的大小和各個(gè)時(shí)期所需的時(shí)間不成比例)
(1)圖中代表染色體相對(duì)數(shù)量變化的曲線是　　 　。
(2)圖中從1～8的時(shí)期表示細(xì)胞的　　　　過程。
(3)圖中從1～13的時(shí)期細(xì)胞內(nèi)含有同源染色體的區(qū)間是　　　　　。
(4)若該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)為 20 條,則一個(gè)細(xì)胞核中的 DNA 分子數(shù)在 9～12 時(shí)期為　　　個(gè)。
(5)著絲粒分裂發(fā)生在橫坐標(biāo)數(shù)字的　　　　處。
(6)在8時(shí)期進(jìn)行的生命活動(dòng)是　　　　　　。
解析:(1)根據(jù)核DNA和染色體在有絲分裂和減數(shù)分裂中的變化特點(diǎn)可知,圖中曲線B代表染色體相對(duì)數(shù)量變化,A代表核DNA的相對(duì)數(shù)量變化。(2)圖中1～8時(shí)期中發(fā)生了染色體和核DNA的減半,即圖中1～8 的時(shí)期表示細(xì)胞的減數(shù)分裂過程。(3)減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離,因此減數(shù)第二次分裂過程中沒有同源染色體,其余時(shí)期細(xì)胞中均含有同源染色體,即含有同源染色體的區(qū)間是1～4、8～13。(4)9～12時(shí)期表示有絲分裂前期、中期、后期,此階段核DNA分子數(shù)目是體細(xì)胞的2倍,即40個(gè)。(5)著絲粒分裂是瞬間完成的,發(fā)生在有絲分裂后期和后期Ⅱ剛開始時(shí),即圖中6和11。(6)由題圖可知,8時(shí)期進(jìn)行的是受精作用。
答案:(1)B　(2)減數(shù)分裂　(3)1～4、8～13 (4)40　(5)6和11　
(6)受精作用　

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