高中生物第二章基因和染色体的关系章末整合提升教学案新人教版必修2 11页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第二章 基因和染色体的关系 知识系统构建 规律方法整合 整合一 减数分裂与有丝分裂的比较 1．列表比较法 分裂 方式 比较 项目 有丝分裂 减数分裂 间期 前期 中 期 后期 末期 性原 细胞 初级性 母细胞 次级性 母细胞 性 细 胞前、 后期 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 中期 染色体数 目变化 2n 2n 2n 4n 4n→2n 2n 2n n 2n n DNA 数目 变化 2c→4 c 4c 4c 4c 4c→2c 2c→4 c 4c 2c 2c c 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 2.曲线图比较法 项目 有丝分裂 减数分裂 曲线变化 3．分裂图像比较法(以二倍体动物细胞为例) 时期 图形 分裂方式 特有特征 前期 有丝分裂 有同源染色体但不联会 减数第一 次分裂 ①有同源染色体； ②联会，出现四分体 减数第二 次分裂 ①无同源染色体； ②染色体数可能为奇数 中期 有丝分裂 着丝点排列在赤道板上 减数第一 次分裂 四分体排列在赤道板两侧 减数第二 次分裂 ①无同源染色体； ②染色体数可能为奇数 后期 有丝分裂 移向一极的染色体中有同源染色体 减数第一 次分裂 移向一极的染色体中无同源染色体 减数第二 次分裂 ①移向一极的染色体中无同源染色体； ②移向一极的染色体数目可能为奇数 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 例 1 如图是某种动物细胞进行有丝分裂和减数分裂的部分图像，据图回答下列问题： (1)按先后顺序把有关有丝分裂图像的号码排列起来：________________________；按先后顺 序把有关减数分裂图像的号码排列起来：____________________________________________。 (2)此动物的正常体细胞中有________对同源染色体，细胞核中有________个 DNA 分子。 (3)在上述分裂图中，细胞中的染色体数比此动物正常体细胞中染色体数增加一倍的是图 ____________。 (4)在上述分裂图中，属于初级精母细胞的是图______________________________________。 (5)在上述分裂图中，每条染色体上只含有一个 DNA 分子的是图____________。 答案 (1)⑫②⑤⑥⑦ ①③⑧⑩④⑨⑪ (2)2 4 (3)⑤⑥ (4)①③⑧ (5)⑤⑥⑦⑨⑪ 解析 ①图中含 4条染色体且两两配对，属于减数第一次分裂前期(四分体)；②中含 4 条染 色体，都排列在赤道板上，没有出现两两配对现象，为有丝分裂中期；③中含 4 条染色体， 排列在赤道板上，同源染色体两两配对，为减数第一次分裂中期；④中含 2 条染色体，排列 在赤道板上，为减数第二次分裂中期；⑤⑥都含 8条染色体，染色体移向两极，为有丝分裂 后期；⑦中细胞的每一极都含 4条染色体，细胞膜正把细胞缢裂为两个，为有丝分裂末期； ⑧表示同源染色体分开移向两极，为减数第一次分裂后期；⑨中姐妹染色单体分开移向两极， 变成 4 条染色体，为减数第二次分裂后期；⑩中无同源染色体，含 2 条已复制的染色体，为 减数第一次分裂后得到的细胞——次级性母细胞；⑪为减数第二次分裂后得到的细胞——成 熟生殖细胞；⑫中染色体散乱分布，中心粒正移向两极，为有丝分裂前期细胞。 整合二 概率计算中的“男孩患病”与“患病男孩” 1．常染色体遗传 (1)男孩患病：常染色体遗传与性别无关，男女性别及整个人群中的发生概率相等，故计算时 不考虑性别，所得群体发病概率即为男孩患病的概率。即男孩患病概率＝女孩患病概率＝患 病孩子概率。例如： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 则 F1中的男孩(XY)为 aa 的可能性为 1/4×1＝1/4。 (2)患病男孩：这种情况下得首先计算群体发病概率，再计算患者中男孩占患病者的比例。因 为患者中也是男女各半，所以只要将群体发病概率乘以 1/2，就是患病男孩的概率。即患病 男孩概率＝患病女孩概率＝1/2×患病孩子概率。例如： 则 F1为 aaXY 的可能性为 1/4×1/2＝1/8。 2．伴性遗传 (1)男孩患病 X － Y已确定为男孩，则其为X B Y和 X b Y的可能性各为 1/2，因此出现“男孩患病”的概率是1/2。 (2)患病男孩 在 F1性别不确定时，其为 X b Y(患病男孩)的可能性为 1/4，因此出现“患病男孩”的概率是 1/4。 由上述情况可见，在伴性遗传中“色盲男孩”与“男孩色盲”的概率，虽然只是“男孩”与 “色盲”反了一下，但结果完全不同。病名在前、性别在后，则根据双亲基因型推测后代基 因型，从全部后代中找出患病男女，即可求得患病男(女)的概率；若性别在前、病名在后， 根据双亲基因型推测后代基因型，求概率问题时只需要考虑相应性别中的发病情况。 例 2 假设图中的父亲不携带致病基因，回答下列问题： (1)该对夫妇再生一个患病孩子的概率：________。 (2)该对夫妇所生男孩的患病概率：____________。 (3)该对夫妇再生一个患病男孩的概率：________。 答案 (1)1/4 (2)1/2 (3)1/4 解析 父亲不携带致病基因，因此该病为伴 X 染色体隐性遗传病，可推知父亲的基因型为 X B Y， 母亲的基因型为 X B X b 。(1)不考虑性别的情况下，该夫妇再生一个患病孩子的概率为 1/4。(2) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 性别已知，基因型为 X－Y，其中 XbY 所占比例为 1/2。(3)性别不确定，生男孩的概率为 1/2， 因此该夫妇再生一个患病男孩的概率为：1/2(生男孩概率)×1/2(男孩患病率)＝1/4。 整合三 基因所处位置的判定 1．判断基因位于常染色体上还是 X 染色体上 (1)在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交 隐性雌 × 显性雄 若雌性子代均为显性性状 雄性子代均为隐性性状 ⇒基因位于 X 染色体上 若子代性状与性别无关⇒基因位于常染色体上 (2)在未知显性性状(或已知)条件下，可设置正反交杂交实验。 ①若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。 ②若正反交结果不同，则基因位于 X染色体上。 2．判断基因是位于 X、Y 的同源区段，还是只位于 X 染色体上 选取纯合隐性雌与纯合显性雄杂交⇒ 若子代雌、雄全为显性，则基因位于同源区段 若子代雌性个体为显性，雄性个体为隐性，则只位于 X染色体上 (注：ZW 型生物选择个体时，♀、♂对调。) 3．判断基因位于细胞核还是位于细胞质 (1)判断依据：细胞质遗传具有母系遗传的特点，子代性状与母方相同。因此正反交结果不相 同，且子代性状始终与母方相同。 (2)判断方法：设置正反交杂交实验。 ①若正反交结果不同，且子代始终与母方相同，则为细胞质遗传。 ②若正反交结果相同，则为细胞核遗传。 例 3 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂 交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在 常染色体上还是在 X 染色体上，F1的杂交组合最好选择( ) A．野生型(雌)×突变型(雄) B．野生型(雄)×突变型(雌) C．野生型(雌)×野生型(雄) D．突变型(雌)×突变型(雄) 答案 A 解析 由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性 状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该突变基因位于 X染色 体上；若后代雌雄鼠中都有显性性状，则该突变基因位于常染色体上。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 热点考题集训 1．下列各图所示细胞均来自同一生物体，有关叙述正确的是( ) A．属于有丝分裂过程的图是③④⑤ B．细胞①的形成过程：④→③→⑤→②→⑥→① C．图①和图②可能来自于同一个初级精母细胞 D．图③④⑤⑥中都具有同源染色体 答案 C 解析 图中属于有丝分裂的是④⑤，A 错误；细胞①的形成过程：④→③→②→⑥→①，B 错误；细胞⑥处于减数第二次分裂后期，不含同源染色体，D 错误。 2．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。下列 关于图示的叙述，不正确的是( ) A．若某植株的一个细胞正在进行分裂如图①，此细胞的下一个时期的主要特点是着丝点分裂 B．假设某高等雄性动物睾丸里的一个细胞分裂如图②，其染色体 A、a、B、b分布如图，此 细胞产生的精子染色体组成为 AB 的概率是 1/8 C．图③是某高等雌性动物体内的一个细胞，在分裂形成此细胞的过程中，细胞内可形成 3 个四分体 D．图②对应于图④中的 BC 段，图③对应于图④中的 DE 段 答案 B 解析 图①所示的细胞无同源染色体，故处于减数第二次分裂中期，下一个时期会发生着丝 点的分裂，染色单体变成染色体，A 正确；图②所示是精原细胞(AaBb)正在进行有丝分裂， 有两对同源染色体，通过减数分裂形成的精子的染色体组成为 AB 的概率为 1/4，B 错误；图 ③所示细胞为卵细胞或极体，可以判断该动物体细胞有 3 对同源染色体，所以在减数第一次 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 分裂过程中会形成 3 个四分体，C 正确；图②每条染色体含 2 条染色单体，DNA 含量加倍，对 应图④的 BC 段，图③无染色单体，是经减数分裂形成的配子细胞，对应图④的 DE 段，D 正 确。 3．与有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体变化的显著特点是( ) A．间期进行染色体复制 B．中期染色体排列在赤道板上 C．同源染色体联会形成四分体 D．着丝点分裂，一条染色体变成两条染色体 答案 C 解析 在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都进行染色体的复制；有丝分裂中期、减 数第一次分裂中期和减数第二次分裂中期，染色体都排列在细胞中央的赤道板上，只是减数 第一次分裂中期是成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道板上；着丝点分裂，一条染色体 变成两条染色体，在有丝分裂和减数第二次分裂中都有这种变化；而同源染色体联会形成四 分体在有丝分裂中没有，只有在减数第一次分裂中有这种变化。 4．已知一对表现型正常的夫妇，生了一个既患聋哑又患色盲的男孩，且该男孩的基因型是 aaXbY。请推测这对夫妇再生一个正常男孩的基因型及其概率分别是( ) A．AAX B Y，/16 B．AAX B Y，1/8 或 AaX B Y，1/2 C．AAX B Y，3/16 或 AaX B Y，3/8 D．AAX B Y，1/16 或 AaX B Y，1/8 答案 D 解析 据题意可知，聋哑病为常染色体隐性遗传病，色盲为伴 X染色体隐性遗传病。因为父 母双方正常而孩子患有聋哑病，所以父母的相关基因组成均为 Aa。父母色觉正常而儿子患色 盲病，所以母亲是色盲基因携带者。该对夫妇生育的孩子不患聋哑病的基因型有 AA 和 Aa 两 种，比例分别为 1/4 和 1/2。生育色觉正常男孩的概率为 1/4，所以他们再生育正常男孩的基 因型及比例为：AAXBY，1/16 或 AaXBY，1/8。 5．下图为某动物(体细胞染色体为 2n)细胞分裂过程中不同时期每个细胞 DNA、染色体和染色 单体的数量关系图。下列有关说法不正确的是( ) A．乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂 B．基因重组发生在戊时期，基因突变发生在丙→戊过程中 C．丙可以代表体细胞，甲只能代表精子或卵细胞 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 D．处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体 答案 C 解析 分析图形可知，乙可以表示减数第二次分裂前、中期，丙表示减数第二次分裂后期或 有丝分裂形成的子细胞(或复制前的体细胞)，丁表示有丝分裂后期，戊表示减数第一次分裂 前、中、后期或有丝分裂前、中期。有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的典型特点是着丝 点的分裂，A正确；丙到戊过程中 DNA 加倍，为 DNA 复制过程，可能发生基因突变，B正确； 图中甲表示动物细胞减数分裂结束后形成的子细胞，可能是精子、卵细胞或第二极体，C 错 误；动物细胞有丝分裂和减数第一次分裂前、中、后期都存在同源染色体，D正确。 6．一个基因型为 YyRr 的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合定律遗传，各 自经减数分裂产生的精细胞、卵细胞的数目和种类数分别是( ) A．2 个、1 个和 2种、1 种 B．4个、4 个和 2种、2 种 C．4个、1 个和 2种、1 种 D．2个、2 个和 2种、2 种 答案 C 解析 1 个精原细胞经减数分裂产生两两相同的 4 个精细胞，而 1 个卵原细胞只产生 1 个卵 细胞(另有 3 个极体)。但其种类数应分别为 2种与 1 种，前者的基因型可表示为 YR 与 yr 或 Yr 与 yR，后者的基因型可表示为 YR 或 Yr 或 yR 或 yr。 7．下列关于性染色体及其上基因遗传方式的叙述中，不正确的是( ) A．性染色体上基因伴随着性染色体遗传 B．XY 型生物的体细胞内一定含有两条异型的性染色体 C．体细胞内的两条性染色体是一对同源染色体 D．XY 染色体上也可存在成对的等位基因 答案 B 解析 性染色体上基因伴随着性染色体遗传；XY 型生物中只有雄性个体的体细胞内含有两条 异型的性染色体，雌性生物的体细胞内是两条同型的性染色体；在 XY 染色体的同源区段上存 在成对的等位基因。 8．人类遗传病中，抗维生素 D佝偻病是由 X染色体上的显性基因控制的。甲家庭丈夫患抗维 生素 D 佝偻病，妻子表现正常；乙家庭中，夫妻都表现正常，但妻子的弟弟患红绿色盲。从 优生角度考虑，甲、乙家庭应分别选择生育( ) A．男孩，男孩 B．女孩，女孩 C．男孩，女孩 D．女孩，男孩 答案 C 解析 甲家庭丈夫患抗维生素 D佝偻病，设相关基因用 A、a表示，根据题干提供的信息可以 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 判断其基因型为 XAY，妻子表现正常，其基因型为 XaXa，因为女性的 X 染色体可以传递给儿子， 妻子没有致病基因，所以这对夫妻只要生育男孩就可以避免该遗传病在后代中出现。乙家庭 中，夫妻都表现正常，但妻子的弟弟患红绿色盲，因为红绿色盲为伴 X 染色体隐性遗传病， 由此可以判断妻子有可能是致病基因的携带者，所以这对夫妻最好生女儿，以降低后代患病 的概率。 9.下图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答下列问题： (1)此果蝇体细胞中，有________对常染色体，________对等位基因，1 和 3 是________染色 体，A 和 a 是________基因，A 和 B 是________基因。 (2)果蝇产生的配子中，含 ABCD 基因的配子所占的比例为________。 (3)D 与 d 基因在遗传中除了遵循基因的________定律，还与________有关；D、d与 B、b 基 因在遗传时遵循基因的____________定律，这是因为__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)与该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为________________。 答案 (1)3 4 非同源 等位 非等位 (2) 1 16 (3)分离 性别 自由组合 两对等位基因分别位于两对同源染色体上 (4)aabbccXdXd 解析 图中果蝇的性染色体不一致，即一条 X 染色体，一条 Y 染色体，为雄性果蝇，每对染 色体上都有一对等位基因分布，若与该果蝇进行测交实验，应选择一只雌性隐性纯合个体。 10．如图为甲、乙两种遗传病(分别由 A 和 a，B 和 b两对等位基因控制)的家族系谱图，已知 Ⅰ－1 不携带任何致病基因，请分析回答下列有关问题： (1)甲病的遗传方式为____________________，Ⅱ－4 该病的基因型及其概率为_________。 (2)乙病的遗传方式为__________________________，该病发病率的特点是_______________。 (3)Ⅲ－2与Ⅲ－3结婚后生育完全正常孩子的概率为____________________，生育只患一种 病孩子的概率为______________________，生育两病兼患孩子的概率为________________。 答案 (1)常染色体显性遗传 (1/3)AA、(2/3)Aa (2)伴 X 染色体隐性遗传 男性的发病率高于女性 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 (3)3/8 1/2 1/8 解析 就甲病而言：Ⅰ－3、Ⅰ－4患病而女儿正常，结合口诀“有中生无为显性，显性遗传 看男病，母、女无病非伴性”，可知甲病为常染色体显性遗传病，Ⅰ－3、Ⅰ－4 的基因型均 为 Aa，Ⅱ－4 为该病患者，其基因型为 AA 或 Aa，概率分别为 1/3、2/3；Ⅲ－2 不患甲病， 其基因型为 aa，Ⅲ－3为甲病患者，因其母亲表现型正常，则Ⅲ－3 的基因型为 Aa。就乙病 而言：Ⅰ－1、Ⅰ－2 生育乙病患者Ⅱ－2，则乙病为隐性遗传病，再由Ⅰ－1 不携带任何致病 基因可知，乙病的致病基因只可能在 X 染色体上，即乙病为伴 X 染色体隐性遗传病，Ⅲ－2 的基因型为 X b Y。由Ⅲ－5 的基因型为 X b Y 可知，Ⅱ－3的基因型为 X B X b ，Ⅱ－4的基因型为 X B Y， 则Ⅲ－3 的基因型为(1/2)X B X B 、(1/2)X B X b 。综上所述，Ⅲ－2 的基因型为 aaX b Y，Ⅲ－3 的基 因型为(1/2)AaX B X B 、(1/2)AaX B X b 。逐病分析：Ⅲ－2和Ⅲ－3 婚配后，对于甲病，正常、患病 概率分别为 1/2、1/2；对于乙病，患病概率为 1/2×1/2＝1/4，正常概率为 3/4。则Ⅲ－2 与Ⅲ－3生育的孩子中完全正常的概率＝1/2×3/4＝3/8，两病兼患的概率为 1/2×1/4＝1/8， 只患一种病的概率为 1－3/8－1/8＝1/2。