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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 染色体与遗传,1,自从孟德尔揭示了遗传的两大定律之后,细胞学的研究得到了可喜的进展:,魏斯曼预言了减数分裂与受精过程的存在。,1883,年,科学家用马蛔虫作材料,观察该过程的存在。,1890,年,科学家确认了减数分裂。,1891,年,科学家描述了减数分裂的全过程。,2,雄性,雌性,精 子,卵细胞,受精卵,幼体,成体,减数分裂,有 丝 分 裂,受精作用,受精卵,减数分裂与受精作用是,有性生殖,产生的必要环节,是生物进化的必然产物。,46,46,46,46,23,23,46,物种稳定的最基本条件是细胞中染色体形态数目恒定。,3,减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式,是有性生殖生物的原始生殖细胞(精原细胞或卵原细胞)成为成熟生殖细胞(精、卵细胞)过程中必须经历的。,DNA,的复制和蛋白质的合成,分裂间期,MI,MII,分裂间期,分裂期,M,减数分裂,4,进行有性生殖的动植物,从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。,细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次。,细胞中染色体数目比原来减少了一半。,对象,:,时期,:,特点,:,结果:,场所,:,动物的精巢、卵巢和植物的雌蕊、雄蕊中。,5,精原细胞,初级精母细胞,(,减,I),次级精母细胞,(,减,II),精子细胞,精子,联会,体细胞,有丝分裂,组织分化,变,形,复制,6,精原细胞,复制,减数第一次分裂,:,间期,前期,中期,后期,初级精母细胞,前期,I,:同源染色体联会配对,形成四分体,前期,此时,非姐妹染色单体间发生交叉互换现象。,7,精原细胞,复制,减数第一次分裂,:,间期,前期,中期,后期,初级精母细胞,中期,中期,I,:四分体整齐地排列在细胞中央,着丝点排在赤道板的两侧。,8,精原细胞,复制,减数第一次分裂,:,间期,前期,中期,后期,初级精母细胞,后期,后期,I,:同源染色体随机分开,分别移向细胞的两极,非同源染色体表现为自由组合。,9,精原细胞,复制,减数第一次分裂,:,间期,前期,中期,后期,初级精母细胞,末期,I,:形成两个子细胞,子细胞内染色体数目只有母细胞的一半,没有了同源染色体但每个染色体具有两个染色单体。,末期,10,次级精母细胞,精细胞,精子,变,形,减数第二次分裂:,前期,后期,中期,前期,前期,II,:时间很短,没有同源染色体,每个染色体仍具有,2,个染色单体。,11,次级精母细胞,精细胞,精子,变,形,减数第二次分裂:,前期,后期,中期,中期,中期,II,:着丝点排列在赤道板平面上,但没有同源染色体。,12,次级精母细胞,精细胞,精子,变,形,减数第二次分裂:,前期,后期,中期,后期,后期,II,:着丝点一分为二,染色单体变成染色体,在细胞中形成了两套一样的染色体并移向细胞两极,同样没有同源染色体。,13,次级精母细胞,精细胞,精子,变,形,减数第二次分裂:,前期,后期,中期,末期,末期,II,:染色体到达两极,两个子细胞各自分裂,最终形成,4,个染色体数目减半的子细胞。,14,间 期:,分,裂,期,前期,I,前期,II,中期,I,中期,II,后期,I,后期,II,末期,I,末期,II,进行染色体的复制,同源染色体联会,四分体排列在赤道板上,同源染色体分开,非同源染色体自由组合,细胞质一分为二,染色体数目减半,减数第一次分裂,减数第二次分裂,着丝点排列,着丝点分开,同有丝分裂,15,1,、在减数分裂过程中,染色体数目减半发生在:( ),A,、减数第一次分裂后期,B,、减数第一次分裂结束时,C,、减数第二次分裂后期,D,、减数第二次分裂结束时,B,2,、在减数分裂过程中,染色体的着丝点一分为二,两条染色单体形成两条染色体发生在:,A,、末期,II B,、后期,I C,、中期,II D,、后期,II,D,16,3,、判断是否是同源染色体最可靠的标准是:,A,、一条来自父方,一条来自母方,B,、大小、形态相同,C,、在减数分裂中能配对的,D,、一条染色体复制形成的两条染色体,C,17,4,、某生物具有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中,其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极,则这个初级精母细胞产生正常的精细胞和异常精细胞的比例为:,A,、,1,:,1 B,、,1,:,2,C,、,1,:,3 D,、都不正常,A,18,第一极体,第二极体,19,精子和卵细胞的形成过程的异同点,精子的形成过程,卵细胞的形成过程,相同点,不同点,染色体的行为变化相同,即染色体先复制,在第一次分裂时同源染色体联会,非姐妹染色体交叉互换,,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,,第一次分裂结束后染色体数目减半;,第二次分裂时着丝点分裂,,姐妹染色单体分离,一个精原细胞经减数分裂形成四个精子细胞,再经变形而成四个精子,两次,细胞质分裂均为不均等分裂,,结果一个卵原细胞经减数分裂形成一个卵细胞,没有变形,20,1,、初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂时都出现的现象是,A,、同源染色体分离,B,、着丝点分裂,C,、细胞质不均等分裂,D,、染色体复制,2,、某生物的卵细胞中有,18,条染色体,在减数第二次分裂中期,细胞内含有的染色单体数目是,A,、,9,条,B,、,18,条,C,、,36,条,D,、,72,条,C,C,21,比较有丝分裂和减数分裂的异同点,有丝分裂,减数分裂,母细胞,子细胞,大致过程,同源染色体的行为,相同点,体细胞(受精卵),精(卵)原细胞,染色体复制,1,次分裂,1,次,数目不变,染色体复制,1,次连续分裂,2,次,数目减半,有同源染色体间但是相互之间不联会配对,同源染色体联会,形成四分体,后分开。出现非姐妹染色体单体的交叉互换。,都有染色体的复制与着丝点的分裂,出现纺锤体与细胞质的分裂,体细胞,生殖细胞,22,习题:,某生物的体细胞中有,24,条染色体,分析:,(,1,)有丝分裂中期染色体数是( )染色单体数是( ),后期的着丝点数是( )。,(,2,)减数第一次分裂后期,着丝点数是( ),染色单体数是( ),(,3,)减数第二次分裂后期,染色体数是( ),减数第二次分裂末期染色体数是( ),24,48,48,24,48,24,12,23,2.,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,染色体进行复制,B,同源染色体进行联会,C,有纺锤体形成,D,着丝点分开,B,24,3,、人体内细胞的有丝分裂与减数分裂的共同特点:,有细胞质的分裂 有同源染色体出现 有遗传物质的复制 有着丝点分裂 有同源染色体的联会 有纺锤体的形成,A,、,B,、,C,、,D,、,D,25,1,看奇偶数,3,看同源染色体有无联会或分开,奇数:减数第二次分裂,偶数:,2,看有无同源染色体,减数第一次分裂减数第二次分裂有丝分裂,无:减数第二次分裂,有:,有丝分裂,减数第一次分裂,无:有丝分裂,有:减数第一次分裂,难点之一,:,有丝分裂与减数分裂图像辨析,首先,判断时期,如染色体无规律分布为前期,染色体排列在中央为中期,染色体移向两极为后期;,其次,判断分裂方式。,26,有丝分裂,减数分裂,第一次分裂,第二次分裂,前期,中期,后期,27,1,、下列甲、乙、丙三图分别表示某个生物的三个正在进行分裂的细胞图,请回答:,甲,乙,丙,A,、图甲表示细胞正处于,分裂,期,产生的子细胞是,细胞。,B,、图已表示细胞正处于,分裂,期,产生的子细胞是,细胞。,C,、图丙表示细胞正处于,分裂,期,产生的子细胞是,细胞。,D,、这三种细胞可同时存在于,性蚊子的哪种器官中,。,减数第一次,后,次级卵母细胞、极体,有丝,后,体,减数第二次,后,精细胞或第二极体,雌,卵巢,反馈练习,28,(1)A,图表示,分裂的,时期;,B,图表示,分裂的,时期;,C,图表示,分裂 的,时期。,(,2,)具有同源染色体的是图,。,(,3,)含有四分体的是图,。,(,4,)图,A,细胞内染色体、染色单体和,DNA,分子数依次为,。,减数第一次,中,有丝分裂,中,减数第二次,中,A,、,B,A,4,、,8,、,8,29,3,、有关细胞分裂的一组图象,下列说法中正确的是,A.,有同源染色体的细胞只有,B.,动物睾丸中不可能同时出现,C.,含有染色单体的细胞有,D.,分裂产生体细胞的是,D,30,4,、用显微镜观察细胞时,发现一个细胞中有,8,条形态、大小各不相同的染色体,并排列于赤道板上,此细胞处于,A,、有丝分裂中期,B,、有丝分裂后期,C,、减数第一次分裂,D,、减数第二次分裂中期,B,31,难点之二,:,有丝分裂与减数分裂曲线图辨析,减数分裂,有丝分裂,DNA,染色体,受精作用,间期,间期,MI,MII,思考:细胞内含有染色单体的区间是,_ _,和,_,。,16,911,32,2n,4n,间期,前期,中期,后期,末期,染色体与,DNA,的曲线比较,精,(,卵,),原细胞,初级精,(,卵,),母细胞,精子,(,卵,),细胞,次级精,(,卵,),母细胞,2n,4n,减数分裂,有丝分裂,33,(,含同源染色体,),着丝点分裂,(,不含同源染色体,),着丝点分裂,四分体排列在赤道板上,同源染色体分离,有丝分裂,减,中期,后期,(,不含同源染色体,),着丝点排列在赤道板上,(,含同源染色体,),着丝点排列在赤道板上,减,有丝分裂,减,减,减数分裂与有丝分裂的图像比较,34,指出上述各图分别属于什么细胞的什么时期,D E F G H,I J K L M N O,P Q R S T,35,联会、四分体、,彼此分离,无,减半,性细胞,4,个,2,个,连续两次,一次,减数分裂,有丝分裂,同源染色体变化,体细胞,不变,子细胞染色体数,子细胞性质,子细胞数目,分裂次数,比较项目,区别,图像,曲线,有丝分裂,减数分裂,时间,地点,过程,结果,染色体数,意义,有丝分裂与减数分裂的比较,:,无性生殖、,个体发育过程中,有性生殖过程中,生殖器官中,绝大多数部位,复制,1,次,分裂,1,次,复制,1,次,分裂,2,次,染色体数目不变,产生体细胞,产生生殖细胞,染色体数目减半,亲子代,细胞,之间遗传的稳定性,亲子代,个体,之间遗传的稳定性,36,难点之三,:,生物产生配子的种类计算,1,、,一个,精原细胞(含,n,对同源染色体,),A,、可能产生精子种类:,2,n,种,B,、实际产生精子的种类:,2,种,2,、,一个,卵原细胞(含,n,对同源染色体,),A,、可能产生卵细胞种类:,2,n,种,B,、实际产生卵细胞的种类:,1,种,3,、,某生物个体,即多个精原或卵原细胞时,(含,n,对同源染色体,),产生精子或卵细胞的种类都为,2,n,种,37,反馈练习:,1,、含有两对同源染色体的一个初级精母细胞(无交叉互换)可能形成和能形成的精子类型分别是,A 4,种、,4,种,B 4,种、,2,种,C 2,种、,2,种,D 2,种、,4,种,38,2.,已知,A,、,a ; B,、,b ; C,、,c,为三对同源染色体,来自同一个精原细胞的四个精子中染色体的分别是,A. AbC,、,aBc,、,AbC,、,aBc,B. aBC,、,AbC,、,ABC,、,ABC,C. Abc,、,aBC,、,aBc,、,ABc,D. Abc,、,AbC,、,abC,、,aBc,39,受精作用:,是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。,实质:精子细胞核与卵细胞核的融合。,结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。,40,减数分裂和受精作用的意义,减数分裂和受精作用可保持生物染色体数目的恒定。,减数分裂为生物的变异提供了可能:同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换;非同源染色体的自由组合可产生各种类型的配子。雌雄配子结合后可形成众多类型的生物。可见减数分裂为生物的变异提供了重要的物质基础,有利于生物对环境的适应和进化。,41,精(卵)原细胞,初级精(卵)母细胞,次级精(卵)母细胞,精(卵)细胞或极体,42,43,每种生物的细胞核内,不仅染色体形态是相对恒定的,而且染色体的数目也是相对恒定的。大多数生物的体细胞中染色体是成对存在的(,2N,表示),而在生殖细胞中是成单存在的(,N,表示)。,生物,体细胞,2N,生殖细胞,N,人,46,23,果蝇,8,4,洋葱,16,8,豌豆,14,7,玉米,20,10,44,第二节 遗传的染色体学说,1902,年,科学家了解了减数分裂过程之后,突然发现,孟德尔定律中的遗传因子(基因)的行为和减数分裂过程中的染色体行为极其一致,存在着明显的平行关系:,基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。,45,在体细胞中基因成对存在,,一个来自父方,一个来自母方。同源,染色体也是成对的。,在形成配子时,等位基因分离,配子中只含成对基因中的一个;同源染色体在减数第一次分裂时也是彼此分离的,配子中也只含同源染色体中的一条。,在形成配子时,非等位基因自由组合,而减数第一次分裂时非同源染色体也是自由组合的。,46,遗传的染色体学说:,基因就在染色体上,细胞核中的染色体是基因的载体。,孟德尔定律的细胞学解释:,基因分离定律的实质:,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。,基因自由组合定律的实质:,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。,47,摩尔根,现代遗传学之父,美国生物学家(,1866-1945,),48,果蝇:,个体小,易饲养;繁殖快;雌雄易辩;相对性状明显;染色体数目少等。,遗传学第二大经典实验材料,49,摩尔根的果蝇杂交实验,果蝇的红眼与白眼受一对等位基因控制。所不同的是白眼性状总与性别相联系。,50,20,世纪初,生物学家已经在昆虫的细胞中发现了性染色体。,性染色体,常染色体,51,摩尔根设想:,控制白眼的基因在,X,染色体上,而,Y,染色体上不含有它的等位基因。,52,摩尔根设想:,控制白眼的基因在,X,染色体上,而,Y,染色体上不含有它的等位基因。,53,摩尔根如何验证自己的推测?,2,、,F1,的红眼雌蝇,白眼雄蝇,1,、,F1,的红眼雄蝇,白眼雌蝇,仍用孟德尔的测交,:(假说,演绎法),将特定的基因和特定的染色体联系起来,从而用实验证明了基因在染色体上。从此摩尔根也成了孟德尔的坚定支持者。,54,现代分子生物学技术将基因定位在染色体上。,55,1,、人体细胞中的染色体数:,23,对,46,条,2,、根据人类基因组计划推测,人体细胞中基因数大约,3,3.5,万个,结论:一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。,56,女性,男性,男性:,44+XY,女性:,44+XX,57,性染色体上基因所控制的性状的遗传常常与性别相关联,这种现象叫,伴性遗传,。由于性染色体也是一对同源染色体,所以伴性遗传仍遵循基因的分离定律。,XY,同源区段,Y,非同源区段,X,非同源区段,X,染色体,Y,染色体,色盲,血友病,毛耳基因,58,X X,B B,X X,B b,X X,b b,X Y,B,X Y,b,正常,女性,男性,基因型,表现型,正常,(,携带者,),色盲,正常,色盲,伴性遗传的类型有:,伴,X,隐性遗传,色盲、血友病等;,伴,X,显性遗传,抗维生素,D,佝偻病等;,伴,Y,遗传,59,X,b,Y,男性患者,X,B,X,B,女性正常,X,B,X,b,Y,配子,1,:,1,比例,P,X,B,Y,男性正常,X,B,X,b,女性正常(携带者),后代,60,X,B,Y,X,B,X,b,配子,1,:,1,:,1,:,1,比例,X,B,X,b,女性携带者,X,B,Y,男性正常,P,X,b,X,b,女性正常,X,B,Y,男性正常,X,b,Y,男性色盲,X,B,X,b,女性携带者,后代,61,X,b,Y,X,b,Y,X,B,X,b,I,II,III,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,X,染色体上隐性基因的遗传特点:,1,、交叉遗传(隔代遗传),2,、男性患者多于女性患者,62,X,染色体上显性基因的遗传特点:,女性患者多于男性患者,但部分女性患者病症较轻。,X X,D D,X X,D d,X X,d d,X Y,D,X Y,d,患者,女性,男性,基因型,表现型,患者,正常,正常,患者,抗维生素,D,佝偻病为例,伴,X,显性遗传,63,患者基因型:,XY,M,遗传特点:,实例:,外耳廓多毛症,(此类基因无显隐性关系),患者全为男性且有“父 子 孙”的传递规律,伴,Y,遗传,64,1.,判断题:,(,1,)母亲患血友病,儿子一定患此病。,( ),(,2,)父亲是抗,VD,佝偻病患者,儿子一定患者。,( ),(,3,)女儿是色盲患者,父亲一定也患色盲病。,( ),(,4,)母亲是毛耳,儿子一定是患者。,( ),2.,一个色觉正常的妇女,她的双亲色觉正常,哥哥是色盲患者。这位妇女是色盲基因携带者的可能性是,_,。,1/2,65,4,、人类精子的染色体组成是,A,、,44,条,+XY B,、,22,条,+X,或,22,条,+Y,D,、,11,对,+X,或,11,对,+Y D,、,22,条,+Y,5,、人的性别决定是在,A,、胎儿形成时,B,、胎儿发育时,C,、形成合子时,D,、合子分裂时,B,C,3,、一对表现型正常的夫妇,其父亲均为色盲患者,他们所生的子女中,儿子患色盲的概率是,A,、,25% B,、,50% C,、,75% D,、,100%,B,66,ZW,型性别决定:,雌性个体的体细胞中,含有,2,个异型的性染色体,用,ZW,表示;,雄性个体的体细胞中,含有,2,个同型的性染色体,用,ZZ,表示。,ZZ,ZW,W,Z,Z,ZZ,ZW,亲代,配子,子代,:,= 1,:,1,鸟类和蝶类等都属于这一类型。,67,1,、蚕桑生产中发现,雄蚕产丝多、质量好。为了在幼虫时期能鉴别雌雄,以便淘汰雌蚕,保留雄蚕,人们根据伴性遗传的原理,设计一个杂交组合,较好地解决了这一个问题。现提供如下资料和条件:,(,1,)家蚕的性染色体为,ZW,型(即雄性为,ZZ,,雌性为,ZW,)。,(,2,)正常蚕幼虫的皮肤不透明,是由显性基因,A,控制。“油蚕”幼虫的皮肤透明如油纸(可以看到内部器官)是由隐性基因,a,控制。,A,对,a,是显性,它们都位于,Z,染色体上。,68,2,、下列各项表示,4,个配子的基因组成,不可能是卵细胞的是,A.aY B.aX C.aW D.AZ,(,3,)现有正常蚕和“油蚕”两个品种雌雄幼虫若干条。,请根据以上提供的资料和条件,利用伴性遗传的原理,设计一个杂交组合方案,能在幼虫时,就可以根据皮肤特征很容易地把雌雄分开。要求用图解方式表示,并作简要说明。,A,69,3,、决定猫的毛色基因位于,X,染色体上,基因型,bb,、,BB,和,Bb,的猫分别为黄、黑和虎斑色。现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配,生下三只虎斑色小猫和一只黄色小猫,它们的性别是,A,全为雌猫或三雌一雄,B,全为雄猫或三雄一雌,C,全为雌猫或全为雄猫,D,雌雄各一半,A,70,一般步骤,1.,确定显、隐性关系,无中生有为隐性;有中生无为显性。,2.,确定基因位置,假设 推论 结论,3.,写出基因型、算概率,个体有没有出生,性别要求,难点:看遗传图谱,确定遗传方式,计算遗传概率。,71,隐性,常,显性,常,隐性,常,/X,显性,常,/X,隐,/,显性,常,/X,隐性,常,/X,或显性,常,显性,常,/X,或隐性,常,72,对比:,一对表现型正常的夫妇,其父亲均为色盲患者,他们生了一个儿子,患色盲的概率是 ( ),50%,一对表现型正常的夫妇,其父亲均为色盲患者,他们生一个色盲儿子的概率是 ( ),25%,73,1,、一正常女人与一患某遗传病的男人结婚,所生男孩正常,女孩都是患者。他们的女儿与正常男人结婚,所生子女各有一半为患者。判断决定该种遗传病的基因最可能是,A Y,染色体上的基因,B X,染色体上的显性基因,C,常染色体上的隐性基因,D,常染色体上的显性基因,B,74,2,、某夫妇均患有家族性多发性结肠息肉,他们第一个小孩正常,预计他们生育第二个小孩患此病的几率是,A 12.5% B 25%,C 75% D 50%,C,75, , , ,1,2,3,4,3,、右图为某家庭遗传系谱图:,1.,该病基因位于,染色体上。,2.,中,1,个体的基因型为,AA,的概率为,;是,Aa,的概率为,。,3.,若,中,1,同,4,结婚,生出一个健康孩子的可能性为,。,常,1/ 3,2 / 3,8 / 9,76,4,、是人类某些遗传病的系谱图,在不涉及基因突变的情况下,下列根据图谱做出的判断中,错误的是, ,A,图谱,1,一定是常染色体隐性遗传,B,图谱,2,肯定是显性遗传病,C,图谱,3,一定不是,Y,染色体遗传,D,图谱,4,一定是,X,染色体隐性遗传病,D,77,5,、下图为某单基因遗传病系谱图,,4,号和,6,号表示男性患者,则,3,号是杂合体的几率,1,2,3,4,5,A 2/3 B 1/2,C 1/3,或,2/3 D 1/2,或,2/3,6,D,78,练习:,等位基因的分离可能发生在,A,、,DNA,复制时和有丝分裂后期,B,、减数第一次分裂和有丝分裂后期,C,、减数第一次分裂和减数第二次分裂,D,、减数第二次分裂和有丝分裂后期,79,
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