1、第 1 页 / 共 5 页第二章基因和染色体的关系第 1 节 减数分裂问题探讨1.配子的染色体与体细胞的染色体的区别在于：(1) 配子中的染色体数目是体细胞中的一半；(2) 配子的染色体是由体细胞的每对同源染色体中的一条组合而成的。2.略。旁栏思考题1. 如果配子也是通过有丝分裂形成的，那么配子中的染色体数目和体细胞中的将是一致的。2. 初级精母细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的。3. 在减数分裂中出现了同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离等行为，使细胞两极各有一整套非同源染色体，从而使形成的次级精母细胞中的染色体数目比初级精母细胞的减少一半。上
2、述过程可使配子中的染色体数目减半。再通过卵细胞和精子结合成受精卵的受精作用，保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性。上述过程还可以使通过减数分裂产生的配子种类多样化，从而增加了生物遗传的多样性，有利于生物适应多变的自然环境， 有利于生物的进化。4.精细胞的变形是指由精细胞变为精子的过程，其中细胞核变成精子头部的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体集中在尾的基部形成线粒体鞘。变形后的精子具备了游向卵细胞并进行受精作用的能力。练习与应用一、概念检测一、概念检测1.2.B3.C4.(1) 这个细胞正在进行减数分裂。因为细胞中出现了四分体。(2) 细胞
3、中有 4 条染色体，8 条染色单体。(3) 细胞中有 2 对同源染色体。其中染色体 A 与 C、A 与 D、B 与 C、B 与 D 是非同源染色体。(4) 细胞中 a 与 a，、b 与 b，、c 与 c、d 与 d是姐妹染色单体。(5) 这个细胞在分裂完成后，子细胞中有 2 条染色体。(6) 参见教材图 2-2。二、拓展应用二、拓展应用1. 根据细胞大小，染色体的形态、位置和数目判断细胞处于减数分裂的哪个时期。2. 不一定。若减数分裂过程中发生异常情况，比如减数分裂时联会的同源染色体，有一对或几对没有分别移向细胞的两极，而是集中到一个次级精（卵）母细胞中，再经过减数分裂形成的精子或卵细胞中的染
4、色体数目，就会比正常的多一条或几条染色体，再例如，在减数分裂过程（无论减数分裂还是减数分裂）中，染色体已移向细胞的两极，但因某种原因细胞未分裂成两个子细胞，这样就可能出现精子或卵细胞中染色体数目加倍的现象。如果出现上述现象，受精卵中的染色体数目就会出现异常，由该受精卵发育成的个体细胞中的染色体数目也不正常。由于染色体是遗传物质的载体，生物体的性状又是由遗传物质控制的， 那么当该第 2 页 / 共 5 页个体的遗传物质出现异常时，该个体的性状也是异常的。例如，人的唐氏综合征（又称 21-1 体综合征）患者，就是由含有 24 条染色体（其中 21 号染色休是两条）的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子
5、结合后发育成的。3. 精子和卵细胞结合时，头部先进入卵细胞内，精子的头部几乎只保留了细胞核，这就保证了遗传物质能够先进入卵细胞；部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，使精子具备适于游动的能力；人部分细胞质及多数细胞器被丢弃，避免了受精过程中因为不必要的细胞组分而耗费能量；全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精过程中提供能量。精子变形过程中的以上变化都是为受精提供了保证，是进化的结果。探究实践讨论1.根据细胞中染色体的形态、位置和数目来判断。例如，在减数分裂中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别
6、由两条姐妹染色单体组成等现象。减数分裂中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，移向细胞两极的染色体不含染色单体。另外，在蝗虫精母细胞减数分裂的过程屮，处于减数分裂的细胞要明显多于处于减数分裂的细胞。2.减数分裂中期，两条同源染色体分别排列在细胞中央的赤道板两侧，末期细胞两极的染色体由一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数目的一半，毎条染色体均由两条姐妹染色单体构成。减数分裂 II 中期，非同源染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板处，末期细胞两极的染色体不含染色单体。3.同一生物的细胞，所含遗传物质相同，增殖过程相同，同一时刻不同细胞可能处于细胞周期的不同阶段。因此，可以通过
7、观察多个精母细胞的减数分裂，推测一个精母细胞在减数分裂过程中染色体的连续变化。第 2 节 受精作用探究实践讨论1.在减数分裂中，先后出现同源染色体联会、四分体形成、非姐妹染色单体间的互换、同源染色体分离并移向细胞的两极等行为变化：减数分裂后，细胞中的染色体数目减半。在减数分裂 II 中，每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，并分别移向细胞的两极，最终进入两个子细胞。减数分裂产生了多种多样的配子，配子中的染色体数目减半。这为之后通过受精作用使同一双亲的后代呈现多样性，并维持每种生物前后代染色体数目的恒定提供了保证。总的来讲，减数分裂和受精作用共同保证了生物遗传的稳定性和多样性。2.在
8、减数分裂中，非同源染色体的自由组合、联会时非姐妹染色单体间的互换，都会使减数分裂产生多种配子。3.与其他小组交流建构模型的过程，如果条件允许，建议在计算机上制作减数分裂的动态模型。【略】【略】思维训练第 3 页 / 共 5 页遗传稳定性遗传多样性配子形成减数分裂形成的配子中的染色体数目减半；而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。在减数分裂过程中，联会时非姐妹染色单体间的互换，减数分裂时非同源染色体的自由组合，都导致 配子中染色体组合的多样性。受精作用卵细胞和精子的结合，使受耕卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，生物体的性状是由染色体上的遗传物质控制的，因此，染色体数目的恒定维持
9、了遗传的稳定性。卵细胞和精子的随机结合，进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性，因而增加了遗传的多样性。练习与应用一、概念检测一、概念检测1.2. B3. D二、拓展应用二、拓展应用1.在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，如果由于某种原因，减数分裂时两条 13 号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数分裂 II，就会形成含有两条 13 号染色体的精子或卵细胞；如果减数分裂正常，减数分裂 II 时 13 号染色体的着丝粒分裂，形成了两条 13 号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进人了同一个精子或卵细胞，这样异常的精子或卵细胞就含有 24 条染色体，其中 13 号染色休
10、是两条。当一个正常的卵细胞或精子(含 23 条染色体，其中13 号染色体是 1 条)与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时，则该受精卵含 47 条染色体，其中13 号染色体是 3 条。由这样的受精卵发育而成的个体就是 13 三 体综合征患者。2.骡的体细胞中含有 63 条染色体，其中 32 条来自马，31 条来自驴。由于这 63 条染色体没有同源染色体，导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。2.2基因在染色体上问题探讨1.因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部
11、染色体组由哪些染色体组成。2.人有 22 对常染色体和 1 对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同， 结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中 1 条进行测序就可以了。而性染色体 X 和 Y 的差别很大，基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了 22 条常染色体和两条性染色体 X 和 Y，共 24 条。如果测定 46 条染色体，耗资巨大， 工作量会增加一倍，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。思考与讨论 1【提示【提示】 假设控制高茎的显性因因用 D 表示，控制矮茎的隐性基因用 d 表示，分别标注在染色体上的横线旁（如下图所示）
12、：第 4 页 / 共 5 页思考与讨论 21.可用 F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验，如果后代中出现红眼雌果蝇、 白眼雌果蝇、红眼雄果蝇和白眼雄果蝇这 4 种类型， 且数量各占 1/4， 再选用其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，如果子代中雌果蝇都是红眼，雄果蝇都是白眼，则可以证明他们的解释是正确的。2.如果控制白眼的基因在 Y 染色体上、且 X 染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。练习与应用一、概念检测一、概念检测1.2. B3.D二、拓展应用二、拓展应用1.红眼雌果蝇的基因型有 XWXW和 XWXw两种类型，
13、 白眼雄果蝇的基因型为 XwY。 如果基因型为 XWXW的红眼雌果蝇与基因型为 XwY 的白眼雄果蝇杂交，则子一代无论雌雄，全部为红眼； 如果基因型为 XWXw的红眼雌果蝇与基因型为 XwY 的白眼雄果蝇杂交，那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。2. 这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物所有性状的一整套基因。3.人的体细胞中染色体数目的变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异后的受精卵不能发育，或发育至胚胎早期就死亡了
14、的缘故。2.3 伴性遗传问题探讨1.红绿色盲和抗维生素 D 佝偻病的基因很可能位于性染色体上，因此这两种遗传病在遗传上总是和性别相关联。2.红绿色盲和抗维生素 D 佝偻病的基因虽然都位于 X 染色体上，但红绿色盲基因为隐性，抗维生素D 佝偻病基因为显性，因此，这两种遗传病与性別关联的表现不同。思考与讨论 11.红绿色肓基因位于 X 染色体上。2.红绿色肓基因是隐性基因。3.1: XbY ；2: XBXB或 XBXb1: XBXB 或 XBXb ； 2：XBY； 3: xBxb；4: xby ；5: xBxb；6: xby 。5: xby；6: XbY ；7: XbY；9: xBxB或 XBXb
15、思考与讨论 21.子女的基因型和表型共有 4 种，即 XBXb（女性携带者）、XbXb（女性色盲）、XBY（男性正常） 、XbY（男性色盲），且概率都是 1/4。第 5 页 / 共 5 页2.子女中所有的男性均为色盲，女性均为携带者。练习与应用一、概念检测一、概念检测1. 2. C3. A二、拓展应用二、拓展应用1.（1）AaXBXb（妇），AaXBY（夫）（2） AAXbXb, AAXbXb，AAXbY，AaXBXB， AaXBXb，AaXBY2.如果这对等位基因位于常染色体上，依据子一代的表型，可以推知亲代的基因型为 Bb 和 Bb，子一代灰身：黑身为 3 : 1 ；如果这对等位基因位于
16、X 染色体上，依据子一代的表型，可推知亲代的基因型为 XBXb和 XBY，子一代灰身：黑身也为 3：1，但黑身果蝇全为雄性。因此，要确定等 位基因是否位于 X 染色体上，还应统计黑身果蝇是否全为雄性。复习与提高一、选择题1.A2.B3. D4. C5. B二、非选择题1.(1)表型正常的夫妇，后代均正常；夫妇一方是患者，子代患病的概率是 1/2 。(或者：已知抗维生索 D 佝偻病基因位于 X 染色体上，如果致病基因为隐性基因，则1的 X 染色体应携带正常的显性基因，2的一对 X 染色体上均有致病基因，那么不会出现3的患者，也不会出现7的正常男性。)（2）不携带。一对等位基因中，只要有一个是显性致病基因，就会表现为患者。（3）选择生男孩。2.是父方，可能是在减数分裂中复制的 Y 染色体未分开，进入了同一个配子，形成了含有两条 Y染色体的精子所引起的:，在孕妇的产前诊断中，通过对胎儿的染色体进行分析检查，来预防患儿的出生。3.性别与其他性状一样，也是受遗传物质和环境共同影响的，性反转现象出现的可能原因是某种环境因素使性腺发生了反转；子代雌雄之比是 2 : 1。4.否。孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂中染色体的变化，因此，该规律只适用于真核生物。
