《第02讲 基因和染色体的关系》预习讲义.docx
学而优·教有方
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第2讲基因和染色体的关系
【学习目标】
1.通过对减数分裂和受精作用的学习，从基因和染色体层面的分离、自由组合等现象的实质，解释新情境下简单遗传现象，提升生命观念、科学思维等素养。
2.尝试运用假说一演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验，认同摩尔根等科学家尊重科学事实的科学精神。
3.通过对红绿色盲等伴性遗传病的认识，运用演绎推理等科学思维，对位于性染色体上的显性基因和隐析，对常见的由一对等位基因决定的伴性遗传病，能够根据双亲的表型对后代的患病概率作出科学的思维和社会责任等素养。
4.关注伴性遗传理论和相关技术在生产实践中的应用，并对应用的影响作出科学的判断，提升科学思维。
【基础知识】
一、减数分裂的相关概念
1．同源染色体与非同源染色体
(1)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。
(2)非同源染色体：形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。
2．联会和四分体
(1)联会：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫作四分体。
二、精子和卵细胞的形成过程
1．精子形成场所
人和其他哺乳动物的睾丸(曲细精管)。
1．卵细胞形成场所：卵巢。
3.染色体的主要行为
（1）同源染色体联会；
（2）四分体中非姐妹染色单体可以发生互换；
（3）同源染色体分离，非同源染色体自由组合
4.精子和卵细胞形成过程的比较
项目
精子形成过程
卵细胞形成过程
部位
睾丸
卵巢
原始生殖细胞
精原细胞
卵原细胞
细胞质的分裂方式
均等分裂
极体均等分裂，初级卵母细胞、次级卵母细胞不均等分裂
分裂结果
一个精原细胞→四个精细胞(生殖细胞)
一个卵原细胞→一个卵细胞(生殖细胞)＋三个极体(退化消失)
是否变形
变形
不需变形
三、有丝分裂与减数分裂图像辨析
1．前期
图像
时期
有丝分裂前期
减数分裂Ⅰ前期
减数分裂Ⅱ前期
依据
有同源染色体，但不联会
有同源染色体联会现象
无同源染色体，且染色体散乱分布
2．中期
图像
时期
有丝分裂中期
减数分裂Ⅰ中期
减数分裂Ⅱ中期
依据
有同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上
同源染色体排列在赤道板两侧
无同源染色体，且着丝粒排列在赤道板上
3．后期
图像
时期
有丝分裂后期
减数分裂Ⅰ后期
减数分裂Ⅱ后期
依据
有同源染色体，且着丝粒分裂后移向两极
同源染色体分离并移向两极
无同源染色体，且着丝粒分裂后移向两极
四、受精作用
1．概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2．结果
受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)，受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。
3．意义
(1)在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。
(2)减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
五、萨顿的假说
1．研究方法：类比推理法。
2．内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。
3．依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
六、基因位于染色体上的实验证据
1．实验者：美国生物学家摩尔根。
2．科学探究方法：假说-演绎法。
3．实验现象的解释
(1)假设：控制白眼的基因在eq\a\vs4\al(X)染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
(2)遗传图解：
F1配子
1/2XW
1/2Y
1/2XW
1/4XWXW(红眼雌性)
1/4XWY(红眼雄性)
1/2Xw
1/4XWXw(红眼雌性)
1/4XwY(白眼雄性)
4．结论：基因在染色体上。
5．发展：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
七、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因的分离定律的实质
(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。
(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2．基因的自由组合定律的实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
八、伴性遗传与人类红绿色盲
1．伴性遗传
概念：位于性染色体上的基