第2节 基因在染色体上
学案设计(一)
学习目标
1.说出基因位于染色体上的假说和实验证据。
2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的现代解释。
3.对果蝇杂交实验结果进行解释和验证。
学习过程
导入新课
下面两图分别是减数分裂过程中染色体的行为和孟德尔分离定律中F1豌豆产生配子时遗传因子的行为。基因和染色体都与生物的遗传有关,请同学们观察以下两图并思考:看得见的染色体与看不见的基因可能存在什么关系?
探究新知
探究一:萨顿的假说
[自主学习1]
阅读教材萨顿假说的有关内容,思考并完成以下问题。
1.萨顿用蝗虫细胞作材料发现基因和染色体行为的相似性,大胆推论是什么?
2.填写下表:
基因的行为
染色体的行为
体细胞中的存在形式
配子中的存在形式
在体细胞中的来源
形成配子时的组合方式
推论:基因和染色体之间具有 关系?
3.请用萨顿假说解释孟德尔一对相对性状的豌豆杂交实验,完成教材P30“思考·讨论”。
[归纳总结1]
萨顿假说:基因位于染色体上,基因和染色体行为存在着明显的 关系。?
探究二:基因位于染色体上的实验证据
[自主学习2]
阅读教材P30~31,回答下面的问题。
1.实验材料:
摩尔根选用的实验材料是什么?其优点有哪些?观察图2-9,雌、雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同?(介绍果蝇的染色体组成、性染色体特点)
2.观察实验现象、发现问题、提出问题:
通过对摩尔根的果蝇杂交实验现象的思考回答:显性性状、隐性性状分别是什么?结果中F2红眼∶白眼出现3∶1的比例是否符合基因的分离定律?你又发现什么新问题了吗?
3.作出假说:
观察图2-8判断控制白眼的基因可能在X还是Y染色体上?说明理由。假设控制白眼的基因在X染色体上,写出果蝇可能的基因型:
红眼雌蝇 、白眼雌蝇 、红眼雄蝇 、白眼雄蝇 。?
4.运用假说对实验现象的解释:
从以上基因型中选出摩尔根实验中所用果蝇的基因型,并写出果蝇杂交实验分析图解。
5.演绎推理:
从遗传图解可以解释实验现象,说明摩尔根的解释是正确的。但还不能证明白眼基因就在染色体上,摩尔根又通过测交的方法进一步验证假设,如果你是摩尔根,你将如何设计?为什么?写出摩尔根测交实验的遗传图解。
6.验证假说:测交实验
摩尔根测交实验的实验结果是怎样的?与你预测的结果是否相符?
7.得出结论:
摩尔根通过发现并提出问题、作出假说、演绎推理、测交验证最后得出了实验结论:即基因在 上,摩尔根这种得出结论的方法叫 。?
8.进一步思考:人的体细胞只有23对染色体,携带的基因却有几万个,基因与染色体可能有怎样的对应关系呢?
一条染色体上有 个基因,基因在染色体上呈 排列。?
[归纳总结2]
1.基因在 ,一条染色体上有 个基因,基因在染色体上呈 排列。?
2.摩尔根证明基因在染色体上时,采用的方法是 。其基本步骤包括 、 、 、 、 。?
探究三:孟德尔遗传规律的现代解释
[合作探究]
1.请以Aa为例,画出细胞减数分裂产生的配子图,并讨论基因分离定律的实质是什么?
2.请以AaBb为例,画出细胞减数分裂产生的配子图,并讨论基因自由组合定律的实质是什么?
或
课时检测
1.下列各项中,不正确的是( )
A.染色体是DNA的主要载体
B.DNA是染色体的组成成分
C.基因在染色体上呈线性排列
D.一条染色体上只有一个基因
2.
右图所示,某生物正在进行分裂的细胞,等位基因A和a位于染色体的位置(不考虑互换和突变)可能是( )
A.A位于①上,a位于⑤上
B.A位于⑤上,a位于⑦上
C.该细胞只有a,分别位于⑤和⑧上
D.该细胞只有A,分别位于②和⑥上
3.基因型为AaXBY的绵羊,产生配子的名称和种类是
( )
A.卵细胞;XAB、XaB
B.卵细胞;AB、Ab
C.精子;AXB、AY、aXB、aY
D.精子;AB、aB
4.人的体细胞含有23对染色体,在减数第二次分裂的次级精母细胞处于后期时(染色单体已分开),细胞内不含有( )
A.44条常染色体+XX性染色体
B.44条常染色体+XY性染色体
C.44条常染色体+YY性染色体
D.两组数目和形态相同的染色体
5.猴的下列各组细胞中,肯定都有Y染色体的是
( )
A.受精卵和次级精母细胞
B.受精卵和初级精母细胞
C.初级精母细胞和雄猴的神经元
D.精子和雄猴的肠上皮细胞
6.果蝇的红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是( )
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
7.基因型为Mm的动物,在其精子形成过程中,基因为MM、mm、Mm的分开,分别发生在( )
①精原细胞形成初级精母细胞时 ②初级精母细胞形成次级精母细胞时 ③次级精母细胞形成精细胞时 ④精原细胞形成精子时
A.①②③
B.③③②
C.②②②
D.②③④
8.某生物的基因型为AaBb,已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对同源染色体上。那么,正常情况下该生物在减数分裂形成精子过程中,基因的走向不可能的是
( )
A.A与B走向一极,a和b走向另一极
B.A与b走向一极,a和B走向另一极
C.A与a走向一极,B与b走向另一极
D.A或a走向哪一极,B或b走向哪一极都是随机的
9.人类的多指(A)对正常指(a)为显性,属于常染色体遗传病。在一个多指患者(Aa)的下列各细胞中,不含或可能不含显性基因A的是( )
①神经细胞 ②成熟的红细胞 ③初级性母细胞 ④次级性母细胞 ⑤肌肉细胞 ⑥成熟的性细胞
A.②④⑥
B.①③⑤
C.①②⑥
D.④⑤⑥
10.红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配,F1全是红眼,自交所得F2中红眼雌果蝇121头,红眼雄果蝇60头,白眼雌果蝇0头,白眼雄果蝇59头,则F2卵中具有R和r及精子中具有R和r的比例是( )
A.卵细胞:R∶r=1∶1 精子:R∶r=3∶1
B.卵细胞:R∶r=3∶1 精子:R∶r=3∶1
C.卵细胞:R∶r=1∶1 精子:R∶r=1∶1
D.卵细胞:R∶r=3∶1 精子:R∶r=1∶1
11.决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,其中R基因控制红色,r基因控制白色,一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交,其后代不可能出现的是( )
A.红眼雄果蝇
B.白眼雄果蝇
C.红眼雌果蝇
D.白眼雌果蝇
12.
根据右图回答下面的问题。
(1)此图为 果蝇的染色体图解。此图中有 对同源染色体。与性别决定有关的染色体是图中的 。?
(2)此图表示果蝇的原始生殖细胞经过减数分裂能产生 种染色体组合的配子。?
(3)写出此果蝇的基因型: 。?
(4)果蝇的一个体细胞中性染色体上的W基因在 期形成两个W基因。?
参考答案
学习过程
导入新课
基因和染色体行为存在着明显的平行关系,基因可能就在染色体上。
探究新知
[自主学习1]
1.基因是由染色体携带着从亲代传给下一代的,也就是说,基因在染色体上。
2.
基因的行为
染色体的行为
体细胞中的存在形式
成对存在
成对存在
配子中的存在形式
成单存在
成单存在
续表
基因的行为
染色体的行为
在体细胞中的来源
一个来自父方,一个来自母方
一条来自父方,一条来自母方
形成配子时的组合方式
等位基因分离,非等位基因自由组合
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
推论:基因和染色体之间具有平行关系
3.
[归纳总结1]
平行
[自主学习2]
1.果蝇。优点:个体小,易饲养,繁殖快;具有易于区分的相对性状。果蝇体细胞中有4对染色体,3对是常染色体,1对是性染色体。性染色体在雌果蝇中是同型的,在雄果蝇中是异型的。
2.红眼为显性性状,白眼为隐性性状;3∶1符合基因的分离定律;白眼果蝇为什么都是雄性的?
3.控制白眼的基因在X染色体上。如果位于Y染色体上,杂交实验的F1不可能全部是红眼果蝇。
XWXW或XWXw XwXw XWY XwY
4.
5.
6.测交后代:红眼雌蝇126 红眼雄蝇136 白眼雌蝇120 白眼雄蝇115
红眼∶白眼=262∶235≈1∶1 与预测的完全相符
7.染色体 假说—演绎法
8.多 线性
[归纳总结2]
1.染色体上 多 线性
2.假说—演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论
[合作探究]
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;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.或
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,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。
课时检测
1.D 2.D 3.C 4.B 5.C 6.B 7.B 8.C 9.A
10.D 11.D
12.(1)雄 4 X、Y染色体 (2)2 (3)AaXWY (4)有丝分裂间
学案设计(二)
学习目标
1.说出基因位于染色体上的假说和实验证据。
2.运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的现代解释。
3.对果蝇杂交实验结果进行解释和验证。
课前复习
1.1903年,美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料,研究 的形成过程。他发现孟德尔假设的一对遗传因子,也就是 ,它们的分离与减数分裂中 的分离非常相似。?
2.萨顿推论:基因(遗传因子)是由 携带着从亲代传递给下一代的。也就是说,基因就在 ,因为基因和染色体的行为存在着明显的 关系。具体表现在:(1)基因在杂交过程中保持 。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;(2)在体细胞中基因 存在,染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的 个,同样,也只有成对的染色体中的 条;(3)体细胞中成对的基因一个来自 ,一个来自 。同源染色体也是如此;(4)非等位基因在形成配子时 ,非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的。?
3.美国生物学家摩尔根通过杂交实验发现,就果蝇红眼与白眼这一对相对性状来看,F1全为 眼,说明白眼对红眼是隐性,F1中红眼和白眼的数量比是3∶1,这样的遗传表现符合 ,表明果蝇的红眼和白眼是受 基因控制的。所不同的是白眼性状的表现,总是与 相关联。?
4.在同一时期,一些生物学家已经在一些昆虫的细胞中发现了 染色体。果蝇的体细胞中有 对染色体, 对是常染色体, 对是性染色体。在雌果蝇中,这对性染色体是同型的,用 表示;在雄果蝇中,这对性染色体是异型的,用 表示。?
5.由于白眼的遗传和 相关联,而且与X染色体的遗传相似,于是,摩尔根及其同事设想,如果控制白眼的基因(用w表示)在 染色体上,而 染色体上不含有它的等位基因,上述遗传现象就可以得到合理的解释。后来,摩尔根等人又通过 等方法,进一步验证了这些解释。正是他们的工作,把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来,从而用实验证明了 。摩尔根还发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图,同时也说明了基因在染色体上呈 。?
6.细胞遗传学的研究结果表明,孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的 ,不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的 。基因的分离定律的实质是: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 性;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 ,分别进入两个配子中,独立地随 遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是 的;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 。?
学习进阶
一、萨顿的假说
1.基因位于染色体上,DNA也位于染色体上,1条染色体中有1个DNA分子,在细胞分裂时,DNA也复制,随染色体平均分配到两个子细胞中。DNA是脱氧核苷酸的长链。则运用类比推理的方法,推断基因与DNA长链的关系如何?
2.通过类比推理得出的结论是否一定是正确的呢?
二、基因位于染色体上的实验证据
1.下图为摩尔根的果蝇杂交遗传图解,请分析回答:
(1)红眼性状是 性状,理由是 。?
(2)果蝇的红眼、白眼遗传表现符合 定律,判断的依据是 。?
(3)通过观察果蝇的杂交实验,还能发现什么问题: 。?
(4)为什么白眼性状的表现总是与性别相联系,据此,摩尔根做出的假说是 。?
2.若控制果蝇白眼的基因在性染色体上,结合下图,写出红眼雌性与白眼雄性的交配组合(用A、a表示红眼和白眼)。
(1)若控制白眼的基因只在Y染色体上,则基因型组合为 。?
(2)若控制白眼的基因在X、Y染色体上,则基因型组合为 。?
(3)若控制白眼的基因只在X染色体上,则基因型组合为 。?
三、基因在染色体上
1.下图是基因与染色体的关系图,请分析回答下列问题。
黑蝇X染色体上一些基因的示意图
(1)细胞中基因的数量 (填“大于”“小于”或“等于”)染色体的数量。?
(2)细胞如何解决基因与染色体数量之间的矛盾: 。?
(3)许多的基因在染色体呈 排列。?
2.下图是某生物细胞内染色体和基因的分布图,①和②、③和④是两对同源染色体,请回答下列问题。
(1)图中属于等位基因有 。?
(2)图中非等位基因有 。?
(3)上述非等位基因中,能发生自由组合的是 。?
(4)不考虑交叉互换,该生物能产生 种配子,其种类是 。?
自我检测
1.下列基因的遗传不符合孟德尔遗传定律的是( )
A.同源染色体上的等位基因
B.同源染色体上的非等位基因
C.一对性染色体上的等位基因
D.位于非同源染色体的非等位基因
2.果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性,控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交,一方为红眼,另一方为白眼,杂交后F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同,雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同,那么亲代果蝇的基因型为( )
A.XRXR×XrY
B.XRXr×XrY
C.XrXr×XRY
D.XRXr×XRY
3.萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,提出“基因在染色体上”的假说,以下哪项不属于他所依据的“平行”关系( )
A.基因和染色体,在体细胞中都成对存在,在配子中都只有成对中的一个
B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂中也自由组合
C.每条染色体上有多个基因
D.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
4.下列关于孟德尔遗传规律的叙述,错误的是( )
A.同源染色体分离导致等位基因分离
B.一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因
C.同源染色体上的非等位基因自由组合
D.非同源染色体上的非等位基因自由组合
5.下列关于基因和染色体关系的叙述,正确的是( )
A.细胞中所有的基因都位于染色体上
B.非等位基因都位于非同源染色体上
C.基因和染色体的行为存在明显的平行关系
D.同源染色体上相同位置的基因都是等位基因
6.萨顿在研究蝗虫染色体形态和数目时,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,下列说法不能说明这种关系的是( )
A.非同源染色体自由组合时,所有非等位基因也自由组合
B.如果基因型为Aa的杂合子一条染色体缺失,则杂合子可能表现隐性性状
C.基因型为Aa的杂合子形成配子时,基因数目减半,染色体数目也减半
D.基因型为XAYa的个体,A基因来自母方,a基因来自父方,X染色体来自母方,Y染色体来自父方
反思小结
1.基因分离定律的细胞学解释基因分离定律的细胞学基础是等位基因在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而分离。
2.基因自由组合定律的细胞学解释基因自由组合定律的细胞学基础是在减数第一次分裂后期等位基因随同源染色体分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
参考答案
课前复习略
学习进阶
一、萨顿的假说
答案:1.基因是DNA长链的一个片段。
2.不是,类比推理得出的结论正确与否,还需要观察和实验的检验。
二、基因位于染色体上的实验证据
答案:1.(1)显性 亲本红眼与白眼杂交,F1全为红眼
(2)分离 F2中红眼∶白眼=3∶1 (3)F2中白眼果蝇均为红眼 (4)控制果蝇白眼的基因在性染色体上
2.(1)XX×XYa (2)XAXA×XaYa (3)XAXA×XaY
三、基因在染色体上
1.(1)大于 (2)一条染色体上分布有多个基因 (3)线性 2.(1)A与a、B与b、C与c (2)A(a)和B(b)、A(a)和C(c)、B(b)和C(c) (3)A(a)和C(c)、B(b)和C(c)
(4)4 ABC、ABc、abC、abc
自我检测
1.B 2.C 3.C 4.C 5.C 6.A减数分裂和受精作用
减数分裂
学案设计(一)
学习目标
1.简述减数分裂的概念(发生范围、实质和结果)。
2.阐明精子形成的大致过程。
3.说明减数第一次分裂与减数第二次分裂的特征。
4.区分精子与卵细胞的形成过程。
5.学会判断细胞分裂图。
学习过程
导入新课
展示教材P18果蝇体细胞和配子的染色体图,比较果蝇体细胞与配子中染色体组成及数目的不同,引导学生根据此图提出能联想到的问题。
1.有丝分裂的特征是什么?
2.图中的配子是通过哪一种分裂方式产生的呢?
3.阅读教材内容回答:减数分裂过程中染色体复制了几次?细胞分裂了几次?分裂前后细胞染色体数目如何变化?
探究新知
探究一:精子的形成过程
[合作探究1]阅读教材P19~21内容回答下列问题。
1.人和其他哺乳动物精子形成的场所是哪里?
2.精原细胞是一类什么细胞?其自身的增殖方式是哪种?
3.什么叫同源染色体?
4.什么叫联会?
5.什么叫四分体?互换发生在哪里?
[自主总结1]
1.过程:精原细胞(1个) ( ) ( ) ( ) ( )?
2.画出精子的形成过程中染色体的行为变化图(以4条染色体为例)。
3.染色体数目减半发生在何时?
4.减数第一次分裂的主要特征是什么?实质是什么?
5.减数第二次分裂的主要特征是什么?实质是什么?
6.减数分裂各期染色体、DNA数量如何变化?(填表并用曲线图表示)
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体数量变化(2n)
DNA数量变化(2n)
探究二:卵细胞的形成过程
[自主学习1]
阅读教材,回答下列问题:
画出卵细胞的形成过程中染色体的行为变化图(体细胞中有4条染色体):
[合作探究2]
讨论并总结卵细胞与精子形成过程的不同点。
1.产生 细胞的数目不同?
一个精原细胞形成 个精子,而一个卵原细胞只形成 个卵细胞。?
2.细胞质分裂是否 ?
形成精子时每次分裂都是 ,而形成卵细胞时只有第一极体的分裂是 ,而初级卵母细胞和次级卵母细胞的分裂都是 。?
3.有无 ?
精子的形成 ,而卵细胞的形成 。?
探究三:有丝分裂与减数分裂的比较
[合作探究3]
分析减数分裂和有丝分裂,填写下面表格。
比较项目
减数分裂
有丝分裂
母细胞
复制次数
分裂次数
子细胞染色体数
子细胞类型
同源染色体联会
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
[自主学习2]
说出下列各细胞处于何种分裂方式的什么时期:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ?
[自主总结2]
有丝分裂与减数分裂图像的判断方法:
(1)先看同源染色体的行为。
若同源染色体联会,则是 。?
若同源染色体排列在赤道板上,则是 。?
若同源染色体分离移向两极,则是 。?
(2)若无以上同源染色体的行为,再看染色体的其他变化。
若染色体散乱排列,有同源染色体(两两相同)则是 ,无同源染色体(奇数或偶数但不两两相同)则是 。?
若所有染色体的着丝粒排列在赤道板上,有同源染色体则是 ,无同源染色体则是 。?
若着丝粒裂开,染色体增倍并移向两极,有同源染色体则是 ,无同源染色体则是 。?
课时检测
1.某生物的体细胞中含有42条染色体,在减数第一次分裂前期,细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是( )
A.42、84、84
B.84、42、84
C.84、42、42
D.42、42、84
2.下列关于四分体的叙述,错误的是( )
A.一个四分体含四个染色单体
B.出现在减数第一次分裂前期
C.非姐妹染色单体间可互换
D.复制后的同源染色体都能形成四分体
3.下列一定属于同源染色体的是( )
A.形状和大小都相同的两条染色体
B.着丝粒分裂后形成的两条染色体
C.减数分裂中配对的两条染色体
D.分别来自父方和母方的两条染色体
4.下列关于DNA分子和染色体数目的叙述,正确的是( )
A.有丝分裂前的间期,细胞中染色体数目因DNA复制而加倍
B.有丝分裂后期,细胞中DNA分子数目因染色体着丝点分裂而加倍
C.减数第一次分裂后,细胞中染色体数目因同源染色体分离而减半
D.减数第二次分裂过程中,细胞中染色体与DNA分子数目始终不变
5.在减数分裂过程中,含有与体细胞染色体数目相同,但不含同源染色体的时期是( )
A.减数第一次分裂后期
B.减数第二次分裂后期
C.减数分裂前的间期
D.减数第二次分裂前期
6.下图是某种生物的精细胞,可来自同一个次级精母细胞的是( )
A.①③
B.②⑤
C.①④
D.③④
7.精原细胞增殖的方式是( )
A.减数分裂
B.有丝分裂
C.无丝分裂
D.有丝分裂和减数分裂
8.在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合是( )
A.同时发生于减数第一次分裂后期
B.同时发生于减数第二次分裂后期
C.同时发生于减数第二次分裂末期
D.分离发生于减数第一次分裂,自由组合发生于减数第二次分裂
9.人的体细胞内有46条染色体,在其形成配子的减数第一次分裂过程中,细胞内四分体的数量是( )
A.184个
B.92个
C.46个
D.23个
10.若a和a',b和b',c和c'为同源染色体,来自同一精原细胞的精子(在减数分裂过程中无互换)是( )
A.ab'c、a'bc'、ab'c、a'bc'
B.a'bc、ab'c、ab'c、a'b'c'
C.ab'c'、a'bc、a'bc'、abc'
D.abc'、ab'c、ab'c、abc
11.如果用A和B分别代表精细胞中的染色体数和DNA数,则初级精母细胞中的染色体和DNA分别是
( )
A.2A和3B
B.2A和4B
C.4A和4B
D.4A和2B
12.下图甲、乙、丙、丁四图分别表示某种生物(假定只含有两对染色体)的四个正在进行分裂的细胞,请据图回答下列问题。
(1)甲图表示 分裂 期,判断的依据是 。?
(2)乙图表示 分裂 期,分裂产生的子细胞是 细胞。?
(3)丙图表示 分裂 期,分裂产生的子细胞中有 条染色体, 个DNA分子。?
(4)丁图表示 分裂 期,该细胞中有 对同源染色体, 条染色体, 条染色单体, 个DNA分子。?
13.下图表示某种高等生物(含2对染色体)的几个正在分裂的细胞示意图,据图回答下列问题。
(1)该图所示的是 (填“动物”或“植物”)的细胞分裂。A图表示 时期,此细胞称为 细胞。此细胞中有 对同源染色体,有 条染色单体。此时,染色体的主要变化是 。该图细胞分裂一次后形成的子细胞中有染色体 个,DNA分子 个。?
(2)B图表示的是 期,此细胞中含有 对同源染色体,有 条染色单体,此细胞分裂后产生的子细胞是 细胞。?
(3)C图表示 期,此细胞有 对同源染色体,该细胞染色体数有 条,DNA有 个。此时,染色体的主要变化是 。若此图表示次级精母细胞,则分裂结束后的子细胞是 细胞。?
14.下列是有关细胞分裂的问题。图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像,请据图回答下列问题。
(1)图1中AB段形成的原因是 ,图1中CD段形成的原因是 。?
(2)图2中 细胞处于图1中的BC段,图2中 细胞处于图1中的DE段。?
(3)就图2中乙分析可知,该细胞含有 条染色单体,染色体数与DNA分子数之比为 ,该细胞处于 分裂的 期,其产生的子细胞名称为 。?
参考答案
学习过程
导入新课
1.染色体复制一次,细胞分裂一次,结果形成两个与亲代染色体数目相同的细胞。
2.减数分裂。
3.染色体复制一次,细胞分裂两次,分裂后成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞中的染色体数目减少一半。
探究新知
[合作探究1]
1.睾丸。
2.体细胞。有丝分裂。
3.减数分裂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。
4.同源染色体两两配对的现象。
5.联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作四分体。互换发生在四分体的非姐妹染色单体之间。
[自主总结1]
1.初级精母细胞 1个 次级精母细胞 2个 精细胞 4个 精子 4个
2.
3.减数第一次分裂。
4.联会、出现四分体,同源染色体成对的排列在赤道板两侧,同源染色体分离。同源染色体分离。
5.无同源染色体,着丝粒排列在赤道板上,着丝粒分裂。着丝粒分裂。
6.
间期
减数第一次分裂
减数第二次分裂
前期
中期
后期
末期
前期
中期
后期
末期
染色体数量变化(2n)
2n
2n
2n
2n
n
n
n
2n
n
DNA数量变化(2n)
2n→4n
4n
4n
4n
2n
2n
2n
2n
n
[自主学习1]
[合作探究2]
1.子 4 1
2.均分 均分 均分 不均分
3.变形 有变形 无变形
[合作探究3]
比较项目
减数分裂
有丝分裂
母细胞
性原细胞
体细胞(受精卵)
复制次数
一次
一次
分裂次数
两次
一次
子细胞染色体数
比母细胞减半
与母细胞相同
子细胞类型
生殖细胞
体细胞
同源染色体联会
有
无
同源染色体分离
有
无
非同源染色体自由组合
有
无
[自主学习2]
①减数第一次分裂前期 ②有丝分裂中期 ③减数第一次分裂中期 ④减数第二次分裂中期 ⑤减数第二次分裂后期 ⑥有丝分裂后期 ⑦有丝分裂后期 ⑧减数第一次分裂后期
[自主总结2]
(1)减数第一次分裂前期 减数第一次分裂中期 减数第一次分裂后期
(2)有丝分裂前期 减数第二次分裂前期 有丝分裂中期 减数第二次分裂中期 有丝分裂后期 减数第二次分裂后期
课时检测
1.B 2.D 3.C 4.C 5.B 6.C 7.B 8.A 9.D
10.A 11.B
12.(1)减数第二次 中 无同源染色体,着丝粒排列在赤道板上 (2)有丝 中 体 (3)有丝 后 4 4 (4)减数第一次 中 2 4 8 8
13.(1)动物 减数第一次分裂后 初级精母 2 8 同源染色体分离 2 4 (2)有丝分裂后 4 0 体 (3)减数第二次分裂后 0 4 4 着丝粒分裂,姐妹染色单体分开 精
14.(1)DNA复制(或染色体复制) 着丝粒分裂 (2)乙、丙 甲 (3)8 1∶2 减数第一次 后 次级卵母细胞和(第一)极体
学案设计(二)
学习目标
1.简述减数分裂的概念(发生范围、实质和结果)。
2.阐明精子形成的大致过程。
3.说明减数第一次分裂与减数第二次分裂的特征。
4.区分精子与卵细胞的形成过程。
5.学会判断细胞分裂图。
课前复习
1.当孟德尔向人们揭示遗传规律的时候,细胞学研究也取得了可喜的进展。德国动物学家魏斯曼从理论上预测:在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使 ;受精时,精子和卵细胞融合,染色体数目得以 。实际上这是一种特殊方式的有丝分裂,叫作 。?
2.高等动植物细胞的减数分裂发生在 内。人和其他哺乳动物的精子是在 中形成的,睾丸里有许多弯弯曲曲的 ,曲细精管中有大量 。精原细胞是原始的雄性生殖细胞,通过 进行增殖,每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的 。当雄性动物性成熟时,睾丸里的一部分精原细胞就开始进行 。在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制 次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂 次,最后形成 个精细胞。这两次分裂分别叫作 和 。精细胞再经过 ,就形成了成熟的雄性生殖细胞——精子。?
3.在减数分裂前的 期,一部分精原细胞的体积增大,染色体复制,成为 。复制后的每条染色体都由两条 的姐妹染色单体构成,这两条姐妹染色单体由同一个着丝粒连接。?
4.减数分裂Ⅰ开始不久,初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗并 。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,叫作 。在减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象叫作 。由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体,因此,联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫作 。四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并 。?
5.随后,各对同源染色体排列在 ,每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。不久,在纺锤丝的牵引下,配对的两条同源染色体彼此 ,分别向细胞的两极移动。这样,细胞的每极只得到各对同源染色体中的 条。在两组染色体到达细胞的两极后,一个初级精母细胞就分裂成了 个次级精母细胞。?
6.在这次分裂过程中,由于 ,并分别进入两个子细胞,使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的 。因此,减数分裂过程中染色体数目的减半发生在 。?
7.减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有 ,或者间期时间很 ,染色体 。在减数分裂Ⅱ中,每条染色体的 分裂,两条姐妹染色单体随之分开,成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别向细胞的两极移动,并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。这样,在减数分裂Ⅰ中形成的 个次级精母细胞,经过减数分裂Ⅱ,就形成了四个 。与初级精母细胞相比,每个精细胞中都含有 的染色体。?
8.减数分裂后,精细胞要经过 才能成为精子。精子呈 状,分头部和尾部,头部含有 ,尾长,能够摆动。?
学习进阶
一、减数分裂相关概念辨析
下图所示为减数分裂某时期的图像,回答下列问题。
(1)图中染色体有 条、染色单体 条、DNA分子 个。?
(2)图示染色体中属于同源染色体的有 ,属于非同源染色体的有 。?
(3)图中的a与a'的关系是 ,a与b的关系是 。?
(4)图中发生的现象叫 ,形成的结构叫 ,图示中包括 个类似的结构。?
(5)在此时期,细胞中染色体还能发生何种变化?
二、精子的形成过程
1.下图为雄性动物体内减数分裂的过程示意图。请分析回答。
(1)该过程发生的器官是 。?
(2)图中A、C、G分别表示的细胞是:A ,C ,G 。?
(3)染色体数目减半发生的时期是 ,对应过程 。姐妹染色单体消失发生的时期是 ,对应过程 。?
(4)细胞B、C中 (填“有”或“没有”)同源染色体, (填“有”或“没有”)姐妹染色单体。?
(5)不考虑变异的情况下,细胞B与C、D与E的染色体组成是否相同?
2.下图为精子的形成过程细胞图像。请分析回答。
(1)根据精子的形成过程,对上述细胞图像进行正确的排序: 。?
(2)减数分裂中染色体复制发生的时间是 。?
(3)图中含同源染色体的细胞有 ,含染色单体细胞有 。?
(4)减数分裂Ⅰ发生的主要变化是 ,减数分裂Ⅱ发生的主要变化是 。?
三、减数分裂过程中相关物质的变化
1.下图为根据减数分裂过程绘制的染色体与核DNA数目的变化,请分析回答。
(1)BC段核DNA数目的加倍发生的时期是 ,原因是 。?
(2)DE段和GH段,核DNA数目都减半,原因分别是:DE ,GH 。?
(3)同源染色体的联会发生在染色体变化曲线的 段。?
(4)染色体第一次减半发生在染色体变化曲线的 段,原因是 。?
(5)ff'段染色体数目暂加倍到与体细胞相同,原因是 。?
2.下图是减数分裂过程中每条染色体中DNA数目变化的曲线,请分析回答。
(1)bc段变化的原因是 。?
(2)cd段可包含减数分裂的时期有 。?
(3)de段变化的原因是 。?
自我检测
1.在精子形成过程中,能发生联会的细胞是( )
A.精原细胞
B.初级精母细胞
C.次级精母细胞
D.精细胞
2.在减数分裂过程中,没有染色单体的时期是( )
A.减Ⅰ后期
B.减Ⅱ后期
C.减Ⅱ前期
D.分裂间期
3.下图是某动物细胞分裂的一组图像,属于减数分裂的选项是( )
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
4.在减数分裂过程中,染色体数目减半的原因是
( )
A.姐妹染色单体分离
B.同源染色体的交叉互换
C.同源染色体的分离
D.染色体复制及着丝粒分裂
5.下图1表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中,该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞。这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是( )
A.①与②
B.①与③
C.②与③
D.②与④
6.在二倍体生物中,存在同源染色体的细胞是( )
①减数第一次分裂中期细胞 ②减数第二次分裂中期细胞 ③减数第一次分裂后期细胞 ④减数第二次分裂后期细胞
A.①③
B.②③
C.③④
D.①④
7.在减数分裂过程中,同源染色体分离发生在( )
A.间期
B.减数第一次分裂前期
C.减数第一次分裂中期
D.减数第一次分裂后期
8.下图中,甲、乙、丙、丁分别表示某种哺乳动物细胞(2n)进行减数分裂的不同时期,其中a表示细胞数目。请判断b、c、d依次代表( )
A.核DNA分子数、染色体数、染色单体数
B.染色体数、核DNA分子数、染色单体数
C.核DNA分子数、染色单体数、染色体数
D.染色单体数、染色体数、核DNA分子数
反思小结
1.关注同源染色体的三个易错点
(1)同源染色体的形态、大小一般都相同,但也有大小不同的,如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体,X染色体较大,Y染色体较小。
(2)着丝粒分裂后,染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同,但不叫同源染色体,这两条染色体是经复制形成的,其上的基因相同,若不同则可能是由基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。
(3)同源染色体的存在:体细胞中也存在同源染色体,只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。
2.辨析减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别
名称项目
减数第一次分裂
减数第二次分裂
着丝粒
不分裂
分裂
染色体
2n→n,减半
n→2n→n,不减半
DNA数目
4n→2n,减半
2n→n,减半
染色体主要行为
同源染色体联会、分离
姐妹染色单体分开
同源染色体
有
无
参考答案
课前复习 略
学习进阶
一、(1)4 8 8 (2)A与B、C与D A与C、A与D、B与C、B与D (3)复制形成的姐妹染色单体 非姐妹染色单体 (4)联会 四分体 2 (5)在四分体时期,同源染色体中的非姐妹染色单体可发生片段的交换。
二、1.(1)睾丸 (2)初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 (3)减数分裂Ⅰ 甲 减数分裂Ⅱ 乙 (4)没有 有 (5)细胞B与C的染色体组成不同,而细胞D与E的染色体组成相同。 2.(1)8→3→4→6→5→2→7→1 (2)减数分裂Ⅰ前的间期 (3)3、4、6、8 2、3、4、5、6
(4)同源染色体分离 染色体着丝粒分裂
三、1.(1)减数分裂Ⅰ前的间期 DNA分子的复制 (2)减数分裂Ⅰ末期,同源染色体分开并分别进入两个子细胞,导致子细胞核内DNA数目减半 减数分裂Ⅱ末期,分开后的姐妹染色单体成为染色体,分别进入两个子细胞,导致核DNA数目减半 (3)cd (4)de 同源染色体分离,分别进入两个子细胞,导致子细胞内染色体数目减半 (5)着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,导致细胞内染色体数目暂时加倍
2.(1)DNA复制,染色单体形成 (2)减数分裂Ⅰ前、中、后、末期和减数分裂Ⅱ前、中期 (3)减数分裂Ⅱ后期着丝粒一分为二,染色单体消失,每条染色体中只含有1个DNA分子
自我检测
1.B 2.B 3.C 4.C 5.C 6.A 7.D 8.A二 受精作用
学案设计(一)
学习目标
1.举例说明受精作用的概念、特点和意义。
2.理解受精作用的实质。
3.尝试建构减数分裂过程中染色体数目和行为的变化模型。
学习过程
导入新课
在日常生活中,我们经常会看到同卵双胞胎、三胞胎,他们是怎样形成的呢?是一个卵细胞和多个精子结合而成的吗?
探究新知
探究一:受精作用
[自主学习]
(一)带着以下5个问题,观看动画视频,初步了解受精作用。
1.受精作用大致可以分为哪几个过程?
2.一个卵细胞能和多个精子结合吗?为什么?
3.受精作用仅仅是精子细胞膜和卵细胞膜之间的融合吗?
4.受精作用的实质到底是什么?
5.受精作用形成受精卵后染色体数目有何变化?
(二)再通过以下5个问题,进一步深入理解受精作用:
1.为什么说同源染色体一条来自父方,一条来自母方?
2.受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方,这种说法对吗?
3.遗传物质DNA存在于细胞的什么部位?
4.受精卵中的DNA一半来自父方,一半来自母方,这种说法对吗?为什么?
5.进行有性生殖的生物在繁殖时,如何保证前后代染色体数目的恒定?
总结:
受精卵核内的遗传物质由精子和卵细胞各提供 ,但细胞质中遗传物质几乎全部是由 提供,因此后代某些性状更像母方。?
(三)我们学习了受精作用,其有什么意义?请同学们阅读教材P27最后一段,归纳出受精作用的意义。
探究二:配子中染色体组合的多样性
展示不同颜色鹦鹉的图片,提问:既然子代都是从双亲处各获得了一半的染色体,那为什么会出现“一母生九子,九子各不同”的现象呢?同样的精(卵)原细胞会产生不同的配子吗?
[合作探究1]
小组合作,尝试建构减数分裂中染色体变化的模型。
基本方法和要求:每组6人利用课前准备的硬纸、不同颜色的毛线、双面胶、刀子等材料合作完成(提示:用毛线做染色体的臂,绳子打结做成着丝点,用双面胶固定在背景硬纸上。)同时需要注意模型的科学性并控制好时间。
步骤一:用彩色毛线等材料,在硬纸上画一个足够大的细胞的轮廓,在轮廓里做一个具有1对同源染色体(臂长为6
cm)的初级性母细胞(四分体时期),并写出细胞名称。
步骤二:讨论制作减数第一次分裂中染色体行为的变化,在细胞轮廓中做出相应的染色体,并写出细胞名称和所处时期。
步骤三:在细胞轮廓中做出该细胞经减数第一次分裂而成的2个子细胞中的染色体,并写出细胞名称。
步骤四:在细胞轮廓中做出经减数第二次分裂而成的4个子细胞中的染色体,并写出细胞名称。
小组合作完成,到讲台上展示自己的作品,其他同学进行评价。
步骤五:在步骤一的细胞中加做1对同源染色体(臂长为3
cm),并完成后面多个细胞因此而发生的变化。
步骤六:再增加1对同源染色体,结果会怎样呢?
【归纳总结】小组合作讨论完成减数分裂形成的子细胞类型表,并建构数学模型。
同源染色体对数
1
2
3
……
n
配子类型的种类
2
4
8
……
2n
如果考虑同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换,减数分裂产生的配子种类会 ,配子中染色体组合的多样性产生的原因是 。?
探究三:卵细胞和精子结合的随机性
[合作探究2]
你能想办法模拟一下配子之间的受精作用吗?是不是只有一种结果?
1.如果前后两个小组合作,将一个组产生的作为雌配子、另一个小组产生的作为雄配子的话,你会有什么新的发现?
2.现在你了解为什么“一母生九子,九子各不同”了吗?
3.结合下图解释:为什么有性生殖在生物的进化中体现出了优越性?
课时检测
1.动物的受精过程包括下列基本步骤,其受精作用的实质在于( )
A.精子与卵细胞的互相识别
B.精子头部侵入体细胞内
C.卵细胞形成受精膜
D.卵细胞的细胞核和精子的细胞核互相融合
2.同种生物的染色体是相对恒定的,这是由下列哪项生理过程决定的( )
A.有丝分裂和减数分裂
B.有丝分裂和受精作用
C.减数分裂和受精作用
D.减数分裂
3.正常情况下,受精作用不会导致( )
A.双亲遗传物质在受精卵内重组
B.有性生殖细胞结合后成为体细胞
C.受精卵内的染色体数目是亲代体细胞的两倍
D.受精卵内的染色体一半来自父方,一半来自母方
4.下面是水稻花粉母细胞进行减数分裂的几个步骤,其正确顺序是( )
①联会 ②同源染色体分离 ③互换 ④染色体复制 ⑤细胞质分裂
A.④③①②⑤
B.④①③②⑤
C.④②①③⑤
D.①④②③⑤
5.进行有性生殖的高等动物的生殖和发育如下图所示,图中①、②和③过程分别表示( )
A.有丝分裂,减数分裂和受精作用
B.有丝分裂,受精作用和减数分裂
C.受精作用,有丝分裂和减数分裂
D.受精作用,减数分裂和有丝分裂
6.下列由精子和卵细胞结合成受精卵的过程中,正确的是( )
①受精卵中的遗传物质主要来自染色体 ②受精卵中的细胞质主要来自卵细胞 ③受精时精子全部进入卵细胞中 ④精子和卵细胞的染色体合在一起成为4N ⑤受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方
A.①②⑤
B.③④⑤
C.①③④
D.②③④
7.下图所示,以下叙述错误的是( )
A.受精过程就是指Ⅰ+Ⅱ的过程
B.Ⅲ所示过程不可能有非同源染色体自由组合,是通过细胞分裂和细胞分化进行的
C.有性生殖实现了基因的分离和自由组合,增强了生物的变异性
D.由于受精作用的出现,加快了生物进化的进程
8.一个含有Aa、Bb、Cc三对同源染色体的精原细胞,减数分裂形成4个精子,这四个精子的染色体组成可能是
( )
A.BbC Bbc AaC Aac
B.ABc ABC aBC ABC
C.ABc abC ABc abC
D.ABC abc aBC Abc
9.精原细胞中含有Aa、Bb、Cc三对同源染色体的一种动物,理论上其减数分裂形成含ABC染色体的精子的可能性是( )
A.1/2
B.1/4
C.1/8
D.1/16
10.下图是高等动物的生殖发育周期图解(2N、N表示染色体数),试回答以下问题。
(1)由成体开始到受精卵的形成需要经过[ ] 和[ ] 过程。?
(2)A过程发生在植物的 中,哺乳类动物的 中。?
(3)受精卵经 和 最终发育为成体。此过程的细胞分裂方式为 ,从而保持了亲子代之间 。?
(4)A、B两过程对于人类的遗传和变异的重要意义是 ,其原因是 。?
参考答案
学习过程
导入新课 略。
探究新知
[自主学习]
(一)1.精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面;卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应以阻止其他精子再进入;精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
2.不能,有防止其他精子进入的反应。
3.不是。受精作用通过卵细胞和精子细胞膜相互识别、融合后,还会经历精子的细胞核与卵细胞细胞核的融合。
4.精子的细胞核和卵细胞的细胞核之间的融合。
5.受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。
(二)1.受精卵是精卵结合的产物,含有两个染色体组,一个来自精子,一个来自卵细胞,这两套染色体组中形态大小完全相同的染色体称为同源染色体,所以说同源染色体一条来自父方,一条来自母方。
2.对。
3.细胞核、细胞质的线粒体,植物还存在于叶绿体中。
4.不对;受精卵的线粒体中也有DNA,它们主要来自卵细胞。
5.减数分裂使染色体数目减半,受精作用使染色体数目又恢复到原来的数目,从而使生物前后代染色体数目保持恒定。
总结:一半 卵细胞
(三)减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
[归纳总结]
增多 非同源染色体自由组合、非姐妹染色单体间发生互换
[合作探究2]
1.卵细胞和精子结合的随机性。
2.减数分裂产生的配子具有多样性,加上配子的随机结合,导致受精卵具有多样性,进而导致双亲的后代具有多样性,就出现了“一母生九子,九子各不同”的现象。
3.受精卵中的DNA有的来自父方,有的来自母方,因此,由受精卵发育成的个体,具有双亲的遗传特性,具有更强的生活能力;在减数分裂过程中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的互换,增加了配子的多样性,再加上受精时雌雄配子结合的随机性,导致后代呈现多样性,这种多样性有利于生物在自然选择中进化。所以有性生殖在生物的进化中体现出了优越性。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
课时检测
1.D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.A 7.A 8.C 9.C
10.(1)A 减数分裂 B 受精作用
(2)雌蕊、雄蕊 睾丸、卵巢
(3)细胞分裂 细胞分化 有丝分裂 遗传性状的稳定性
(4)保持人前后代体细胞中染色体数目恒定性,对人的遗传和变异有重要意义 子代接受了父母双方的遗传物质
学案设计(二)
一、配子中染色体组合的多样性
1.减数分裂过程中非同源染色体的 。?
(1)一个含n对同源染色体的精原细胞,经减数分裂产生的精子类型有2种;
(2)一个含n对同源染色体的卵原细胞,经减数分裂产生的卵细胞类型有1种;
(3)体细胞含有n对同源染色体的生物个体,经减数分裂产生的配子类型有2n种。
2.四分体时期有非姐妹染色单体的 。?
二、受精作用
1.概念: 。?
2.(1)过程:在受精作用进行时,通常是 的头部进入卵细胞, 留在外面。与此同时, 会发生复杂的生理反应,以阻止 再进入。 进入 后不久, 就与 融合,使彼此的 会合在一起。?
(2)实质:精子和卵细胞的 相融合,彼此的 会合。?
3.结果:受精卵中的 数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自 ,另一半来自 。?
4.减数分裂和受精作用的意义:
(1)就进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代 的恒定,维持了生物遗传的 。?
(2)有性生殖导致同一双亲的后代具有 ,这种多样性有利于生物 多变的环境,有利于生物在自然选择中 ,体现了 的优越性。因此,减数分裂和受精作用对于生物的 ,都是十分重要的。?
5.有性生殖后代多样性原因
(1)配子的多样性:减Ⅰ前期非姐妹染色单体之间的 ;减Ⅰ后期非同源染色体之间的 。?
(2)受精时精子和卵细胞的结合具有 。?
思考:受精卵中有一半的染色体来自父方,另一半来自母方;DNA数目也是如此吗?
三、练习题
1.下列关于减数分裂和有丝分裂共同点的描述,正确的是( )
A.染色体复制一次,着丝粒分裂一次
B.染色体和DNA均等分配
C.细胞质和细胞核物质均等分配
D.同一生物的不同细胞分别进行一次有丝分裂和减数分裂形成的子细胞中,染色体和DNA数目均与分裂前的细胞相同
2.在显微镜下观察动物组织切片,发现细胞内的染色体数目有的是体细胞的一半,有的是体细胞的2倍,该切片取自( )
A.人的小肠小皮
B.家兔胚胎
C.绵羊肝脏
D.牛卵巢
3.仅考虑核DNA,下列人体细胞中染色体数可能相同,而DNA含量一定不同的是( )
A.初级精母细胞和精细胞
B.精原细胞和次级精母细胞
C.卵原细胞和卵细胞
D.初级卵母细胞和次级卵母细胞
4.下列a~d为细胞分裂不同时期的染色体部分变化示意图,按照精原细胞产生精子过程的变化顺序进行排列,正确的是( )
A.a→c→d→b
B.b→c→d→a
C.c→b→d→a
D.d→b→c→a
5.人体下列细胞中,一般含有同源染色体的一组是
( )
①口腔上皮细胞 ②精原细胞 ③次级精母细胞 ④成熟红细胞 ⑤心肌细胞
A.①⑤
B.②③④
C.①④⑤
D.①②⑤
6.某动物的精子中有染色体16条,则在该动物的初级精母细胞中存在染色体数、四分体数、染色单体数、DNA分子数分别是( )
A.32、16、64、64
B.32、8、32、64
C.16、8、32、32
D.16、0、32、32
7.下图所示为某动物卵原细胞中染色体组成情况,该卵原细胞经减分裂产生3个极体和1个卵细胞,其中一个极体的染色体组成是1、3,则卵细胞中染色体组成是( )
A.2、4
B.1、3
C.1、3或2、4
D.1、4或2、3
8.下列符号代表精子的染色体,a和a'、b和b'、c和c'为同源染色体,下列来自同一精原细胞的精子是( )
A.abc'、ab'c、ab'c、abc
B.a'bc、ab'c、ab'c、a'b'c'
C.ab'c'、a'bc、a'bc'、abc
D.ab'c、a'bc'、ab'c、a'bc'
9.下图表示人体某一个细胞的分裂过程,细胞核中染色体数(阴影部分)和DNA分子数(无阴影部分)在A、B、C、D中4个不同时期的统计数据。则同源染色体发生分离的时期是( )
10.(多选)下图表示细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化,据图分析可得出( )
A.a阶段为有丝分裂、b阶段为减数分裂
B.L→M点所示过程为受精作用,细胞膜的流动性与该过程有关
C.GH段和RP段,细胞中含有的染色体数是相等的
D.MN段发生了核DNA含量的加倍
11.下图是同一种生物三个不同时期的细胞分裂图,请据图回答。
(1)图A属 期。细胞中有 条染色体, 条染色单体。?
(2)图B处于 期,此细胞的名称是 。此细胞分裂后的子细胞叫作 。?
(3)图C处于 时期,此细胞的名称是 ,它分裂后得到的细胞为 。?
(4)A、C两图中染色体数之比为 ,DNA数量之比为 。?
参考答案
一、1.自由组合 2.互换
二、1.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
2.(1)精子 尾部 卵细胞的细胞膜 其他精子 精子的头部 卵细胞 精子的细胞核 卵细胞的细胞核 染色体 (2)细胞核 染色体
3.染色体 父方 母方
4.(1)染色体数目 稳定性 (2)多样性 适应 进化 有性生殖 遗传和变异
5.(1)交叉互换 自由组合 (2)随机性
三、1.A 2.D 3.D 4.C 5.D 6.A 7.C 8.D
9.B 10.ABD
11.(1)减数第一次分裂前 4 8
(2)减数第一次分裂后 初级精母细胞 次级精母细胞
(3)减数第二次分裂后期 次级卵母细胞 卵细胞、极体
(4)1∶1 2∶1第3节 伴性遗传
学案设计(一)
学习目标
1.概述伴性遗传的特点。
2.运用资料分析的方法,总结人类红绿色盲症的遗传规律。
3.举例说出伴性遗传在实践中的应用。
学习过程
导入新课
首先观察红绿色盲检查图,辨认、识图,并阅读教材P34的问题探讨,思考以下两个问题。
1.为什么人类的红绿色盲与抗维生素D佝偻病在遗传表现上总是和性别相联系呢?
2.为什么两种遗传病与性别关联的表现又不相同呢?
探究新知
探究一:人类红绿色盲症的研究
[自主学习1]
下图是一个红绿色盲家系图,观察分析并思考以下问题。
1.红绿色盲基因是显性基因还是隐性基因?在家族的传递中有什么特点?
2.家系图中患病者是哪种性别?说明红绿色盲遗传与什么有关?
3.Ⅰ代1号是否将自己的红绿色盲基因传给了Ⅱ代2号?这说明红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上?
4.为什么Ⅱ代3号和5号有色盲基因而没有表现出色盲症?
5.从图中看出,红绿色盲患者都是男性,请问女性有没有可能患色盲?
[合作探究1]
分组合作,对下面的问题进行讨论、辨析和探究。
1.请写出人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表型(色盲基因用b表示)
女性
男性
基因型
表型
2.依据上表,基因型不同的男女婚配方式共 种。?
3.请完成以下遗传图解:
①女性正常×男性色盲 ②女性携带者×男性正常
③女性携带者×男性色盲 ④女性色盲×男性正常
4.回答下列问题:
(1)根据染色体组成考虑,为什么色盲患者男性多于女性?
(2)分别观察四个图解中的所有男性色盲患者,回答男性的色盲基因有什么传递特点?
来自 ,传给 。?
(3)分析第4个图解回答:玛丽是一个漂亮的姑娘,但她是色盲,现在她和正常人丈夫大卫想要孩子。假如你是医生,你会建议他们生男孩还是女孩呢?请解释理由。
(4)玛丽的亲属还有谁一定是色盲?为什么?
5.综合以上四个问题,总结伴X染色体隐性遗传病的遗传特点。
探究二:其他遗传病的研究
[自主学习2]
阅读教材P37~38,回答下列问题。
1.抗维生素D佝偻病的遗传方式是什么?
2.下图为外耳道多毛症遗传系谱图,分析图示判断,外耳道多毛症的基因最有可能位于哪条染色体上?有什么遗传特点?
外耳道多毛症
3.鸡的性别决定方式是怎样的?
[合作探究2]
1.写出抗维生素D佝偻病的正常和患病的基因型与表型(抗维生素D佝偻病基因用D表示)
女性
男性
基因型
表型
2.对比伴X染色体隐性遗传病的特点,总结伴X染色体显性遗传病的遗传特点。
3.归纳人类的五种遗传病及判断方法:
遗传病名称
特点
病例
4.判断下图最可能的遗传方式:
课时检测
1.一男孩患红绿色盲,父母、祖父母和外祖父母视觉都正常。推断其色盲基因来自( )
A.祖父
B.外祖母
C.外祖父
D.祖母
2.关于人类红绿色盲的遗传,正确的预测是( )
A.父亲是色盲,则女儿一定是色盲
B.母亲是色盲,则儿子一定是色盲
C.祖父母都是色盲,则孙子一定是色盲
D.外祖父母都是色盲,则外孙女一定是色盲
3.一对表现正常的夫妇,有一个白化病色盲的儿子,理论上计算,他们的女儿与其母亲基因型相同的概率是
( )
A.0
B.1/2
C.1/4
D.4/4
4.人类的遗传病中,抗维生素D佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的。甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭中,夫妻表现都正常,但妻子的弟弟是红绿色盲,从优生学的角度考虑。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
5.一个色盲女子与一个正常男子结婚,其子女中( )
A.儿子全正常
B.女儿全正常
C.儿子半数正常
D.女儿半数正常
6.男性患病,则母亲和女儿必全患病,这种遗传方式为
( )
A.常染色体显性遗传
B.常染色体隐性遗传
C.伴X染色体显性遗传
D.伴X染色体隐性遗传
7.一对表型正常的夫妇,有一个白化病及色盲的男孩和一个表现正常的女孩。这个女孩基因型为纯合子的概率是( )
A.1/2
B.1/3
C.1/6
D.1/8
8.血友病的遗传属于伴性遗传,某男孩为血友病患者,但他的父母、祖父母、外祖父母都不是患者,血友病基因在该家族中传递的顺序是( )
A.外祖父→母亲→男孩
B.外祖母→母亲→男孩
C.祖父→父亲→男孩
D.祖母→父亲→男孩
9.果蝇红眼(W)对白眼(w)是显性。将父本为白眼的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,后代中红♀、红♂、白♀、白♂各为25%。其亲本果蝇的基因型分别为( )
A.WW×ww
B.ww×ww
C.XWXW×XwY
D.XWXw×XwY
10.血友病属于伴性遗传,苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表型正常的夫妇生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。如果他们再生一个女孩,表型正常的概率是
( )
A.9/16
B.3/4
C.3/16
D.1/4
11.下图中4、6、7为色盲,7号色盲基因来自( )
A.1号
B.2号
C.4号
D.3号
12.一正常女性与一色盲男性婚配,生了一个白化病色盲的女孩。这对夫妇的基因型( )
A.AaXBXb、AaXBY
B.AaXBXb、aaXbY
C.AAXBXb、AaXbY
D.AaXBXb、AaXbY
13.下图是人类某种病的系谱图(该病受一对基因控制),则其最可能的遗传方式是( )
A.伴X染色体显性遗传
B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传
D.常染色体隐性遗传
14.在下列四个图中,只能由常染色体上隐性基因决定的遗传病是( )
15.A、B两个家庭的色盲遗传系谱如下图所示,A家庭的母亲和B家庭的父亲是色盲患者,这两个家庭由于某种原因调换了一个孩子,请确定调换的两个孩子是( )
A.1和3
B.2和6
C.2和5
D.2和4
16.下图是患甲种病(显性基因为A、隐性基因为a)和乙种病(显性基因为B、隐性基因为b)两种病遗传的系谱图。据回答下列问题。
(1)甲种病的致病基因位于 染色体上,为 基因。?
(2)从系谱图上可能看出甲病的遗传特点是 ;子代患病,则亲代之一必 ;若Ⅱ5与一正常人婚配,则其子女患甲病的概率为 。?
(3)如果Ⅱ1不是乙病基因的携带者,则乙病的致病基因位于 染色体上,为 性基因。Ⅰ2的基因型为 。Ⅲ2的基因型为 。?
参考答案
学习过程
导入新课
1.因为控制他们性状的基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
2.因为它们的遗传方式不同,因此具有不同的遗传特点。
探究新知
[自主学习1]
1.隐性基因,隔代遗传。
2.男性,说明红绿色盲的遗传与性别有关。
3.否,说明红绿色盲基因位于X染色体上。
4.因为女性有两条X染色体,而红绿色盲基因是隐性基因,Ⅱ代的3号和5号都有一个正常基因。
5.有,若女性有两个色盲基因时,就患色盲。
[合作探究1]
1.
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表型
正常
正常(携带者)
色盲
正常
色盲
2.6种。
3.①
②
③
④
4.(1)男性只要有一个色盲基因就患病,而女性需要同时具有两个色盲基因才患病。
(2)母亲 女儿
(3)最好生女孩。因为他们的孩子中女孩一定正常,而男孩一定患病。
(4)玛丽的父亲。玛丽的两个色盲基因有一个来自父亲,故父亲一定患病。
5.①患者中男性多于女性;②男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿;③女性患者的父亲和儿子一定是患者。
[自主学习2]
1.伴X染色体显性遗传。
2.位于Y染色体上,只有男性患病,且是通过父传子,子传孙的方式遗传的。
3.鸡的性别决定方式为ZW型,与人类、果蝇的正好相反,雌性有两条异型性染色体(ZW),雄性有两条同型性染色体(ZZ)。
[合作探究2]
1.
女性
男性
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表型
患病
患病
正常
患病
正常
2.①患者中女性多于男性,但部分女性患者病症较轻;②男性患者的母亲和女儿一定是患者;③世代连续遗传。
3.
遗传病名称
特点
病例
常染色体隐性遗传病
①无性别差异②致病基因隐性纯合发病
白化病
常染色体显性遗传病
①无性别差异②含致病基因即患病
多指
伴X染色体隐性遗传病
①患者中男性多于女性②男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿③女性患者的父亲和儿子一定是患者
人类红绿色盲症、血友病
伴X染色体显性遗传病
①患者中女性多于男性,但部分女性患者病症较轻②男性患者的母亲和女儿一定是患者③世代连续遗传
抗维生素D佝偻病
伴Y染色体遗传病
①患者都是男性②父传子、子传孙
外耳道多毛症
4.图1:常染色体隐性遗传;图2:常染色体显性遗传;图3:伴X染色体显性遗传;图4:伴X染色体隐性遗传。
课时检测
1.B 2.B 3.C 4.C 5.B 6.C 7.C 8.B 9.D
10.B 11.A 12.D 13.B 14.C 15.C
16.(1)常 显性 (2)世代连续遗传 患病 1/2 (3)X 隐 aaXbY AaXbY
学案设计(二)
学习目标
1.概述伴性遗传的特点。
2.运用资料分析的方法,总结人类红绿色盲症的遗传规律。
3.举例说出伴性遗传在实践中的应用。
课前复习
1.人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传表现与果蝇眼睛颜色的遗传非常相似,决定它们的基因位于性染色体上,在遗传上总是和 相关联,这种现象叫作 。?
2.人类的性别由 决定,女性的一对性染色体是同型的,用 表示;男性的一对性染色体是异型的,用 表示。人类的X染色体和Y染色体,无论大小还是携带的基因 都有差别。X染色体携带着许多个基因,Y染色体只有X染色体大小的1/5左右,携带的基因比较 。所以许多位于X染色体上的基因,在Y染色体上没有相应的 。?
3.如果色觉正常的女性纯合子和男性红绿色盲患者结婚,在他们的后代中,儿子的色觉都 ;女儿虽表现正常,但由于从父亲那里得到了一个红绿色盲基因,因此都是红绿色盲基因的 。如果女性红绿色盲基因的携带者和色觉正常的男性结婚,在他们的后代中,儿子有 正常, 为红绿色盲;女儿都不是色盲,但有 是色盲基因的携带者。如果女性红绿色盲基因携带者和男性红绿色盲患者结婚,在他们的后代中,儿子和女儿各有 为红绿色盲。如果女性红绿色盲患者和色觉正常的男性结婚,在他们的后代中,儿子均为 ,女儿均为 。?
4.位于X染色体上的隐性基因的遗传特点是:患者中男性远 女性;男性患者的基因只能从 那里传来,以后只能传给 。抗维生素D佝偻病就是一种伴X染色体 性遗传病。当女性的基因型为XDXD、XDXd时,都是患者,但后者比前者发病 。男性患者的基因型只有一种情况,即XDY,发病程度与XDXD相似。因此,位于X染色体上的显性基因的遗传特点是:患者中女性 男性,但部分女性患者病症较 ;男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是 ,男性 。?
5.根据伴性遗传的规律,可以推算后代的 ,从而指导 。例如,鸡的性别决定方式与人类、果蝇的不同。雌性个体的两条性染色体是异型的( ),雄性个体的两条性染色体是同型的( )。芦花鸡羽毛上有黑白相间的横斑条纹,这是由位于Z染色体上的显性基因B决定的,当它的等位基因b纯合时,鸡表现为非芦花,羽毛上没有横斑条纹。如果用芦花雌鸡( )与非芦花雄鸡( )交配,那么F1中,雄鸡都是 ,雌鸡都是 。这样,对早期的雏鸡就可以根据羽毛的特征把 分开,从而做到多养母鸡,多得鸡蛋。?
学习进阶
一、人类的红绿色盲症
1.分析色盲症图解,回答下列问题。
(1)这些患者的性别是 ,说明色盲遗传与 有关。?
(2)红绿色盲基因是 基因,判断的依据是 。?
(3)红绿色盲基因位于 (填“常”或“性”)染色体上,理由是 。?
(4)红绿色盲基因位于 (填“X”或“Y”)染色体上,为什么 。?
2.下图是人类某种伴X染色体隐性遗传病的系谱图,(致病基因用b表示),分析回答下列问题。
(1)据图可知,该类遗传病具有的遗传特点是?
。?
(2)该家族中4、6、13个体的基因型依次是 、 、 。?
(3)第Ⅳ代的14号成员的致病基因是由第Ⅰ代中的 个体传递来的。若7号和8号再生一个孩子,患病的概率是 。?
二、伴性遗传及其应用
1.人体内的X、Y是一对特殊的同源染色体,X和Y染色体都有一部分与对方不同源,但也有一部分是同源的。分析图解,回答下列问题。
(1)某种遗传病是由位于B区段的隐性基因控制的,具有该病的女性和正常男性婚配,后代男孩的发病情况是 ,女孩的发病情况是 。?
(2)抗维生素D佝偻病的基因位于图中 区段。?
(3)一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段,那么相关的基因型有 种,分别是 。?
(4)一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段,这对基因的遗传与性别有关联吗,举一实例说明 。?
2.已知鸡的性别决定是ZW型,芦花鸡羽毛和非芦花鸡羽毛是一对相对性状,分别由一对位于Z染色体上的基因B和b控制,据此分析回答下列问题。
(1)芦花雌鸡的基因型是 、非芦花雌鸡的基因型是 、芦花雄鸡的基因型是 、非芦花雄鸡的基因型是 。?
(2)你能设计一个杂交实验,对其子代在早期时,就根据羽毛来区分鸡的雌雄吗? 。?
(3)现在有一只基因型未知的芦花雄鸡,如何确定它的基因型? 。?
自我检测
1.果蝇的性别决定方式为XY型,白眼基因(b)只位于X染色体上,白眼雄果蝇的基因型应为( )
A.XbXb
B.XBXB
C.XbY
D.XBY
2.一个家庭中,一对夫妇都表现正常,但是生了一个白化病兼红绿色盲的孩子。下列叙述正确的是( )
A.该孩子是男孩,其色盲基因可能来自祖母
B.这对夫妇再生一个男孩,是白化病的概率是1/8
C.这对夫妇再生一个色盲女儿的概率是0
D.父亲的精子不携带致病基因的概率是1/4
3.下图为人类红绿色盲(等位基因用B、b表示)的遗传系谱图,下述错误的是( )
A.父亲的基因型为XBY
B.儿子的基因型为XbY
C.母亲携带红绿色盲基因
D.女儿一定携带红绿色盲基因
4.用纯种的黄果蝇和灰果蝇杂交得到如下表所示的结果,下列选项中正确的是( )
亲本
子代
灰雌性×黄雄性
全是灰色
黄雌性×灰雄性
所有雄性为黄色,所有雌性为灰色
A.黄色基因是位于常染色体的隐性基因
B.黄色基因是位于X染色体的显性基因
C.灰色基因是位于常染色体的显性基因
D.灰色基因是位于X染色体的显性基因
5.蜜蜂中雌蜂是二倍体,由受精卵发育而成;雄蜂是由卵细胞发育而成。蜜蜂体色由一对等位基因控制且褐色对黑色为显性。现有褐色雄蜂与黑色雌蜂进行杂交,下列分析正确的是( )
A.雄蜂的体细胞中含有成对的同源染色体
B.F1中雌蜂和雄蜂的体色都是褐色
C.F1的雌蜂均为褐色,雄蜂均为黑色
D.控制蜜蜂体色的基因位于性染色体上
6.下列关于性别决定与伴性遗传的叙述,正确的是( )
A.人类位于X和Y染色体上所有基因的遗传都属于伴性遗传
B.人类的性别取决于精子的类型,故性别决定的时间为男性减数分裂产生精子时
C.伴X染色体显性遗传病的男性患者多于女性患者
D.各种生物的染色体均可分为常染色体和性染色体
7.下列关于抗维生素D佝偻病的叙述,错误的是
( )
A.男性患者的母亲和女儿一定患该病
B.男性患者的致病基因不可能来自其祖父
C.女性患者的致病基因一定来自其父亲
D.一般患该病的女性多于患病男性
8.已知果蝇的红眼对白眼为显性,由等位基因A和a控制。下图是果蝇性染色体的结构简图。推测下列说法正确的是( )
A.若A、a位于Ⅰ区段,则果蝇的眼色遗传与性别无关
B.若A、a位于Ⅱ-1区段,在自由交配的果蝇种群中红眼雄蝇的数量一般多于红眼雌蝇
C.若A、a位于Ⅱ-2区段,则红眼和白眼性状一般只出现在雄果蝇中
D.若白眼雌蝇和红眼雄蝇杂交,其后代雌蝇均为红眼,雄蝇均为白眼,则说明A、a一定位于Ⅱ-1区段
反思小结
1.性染色体决定性别的类型
(1)性别决定只出现在雌雄异体的生物中,雌雄同体生物不存在性别决定问题。
(2)XY型、ZW型是指决定性别的染色体而不是基因型,但性别相当于一对相对性状,其传递遵循分离定律。
(3)性别决定后的分化发育过程受环境的影响。
(4)自然界还存在其他类型的性别决定。如染色体倍数决定性别(如蜜蜂等),环境因子(如温度等)决定性别等。
2.明辨伴性遗传中基因型和表型的两个书写误区
(1)在基因型的书写中,常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上,性染色体上的基因则需将性染色体及其上基因一同写出,如XBY。一般常染色体上的基因写在前,性染色体及其上基因写在后,如DdXBXb。
(2)在表型的书写中,对于常染色体遗传不需要带入性别;对于伴性遗传则既要描述性状的显隐性,又要将性别一同带入。
参考答案
课前复习略
学习进阶
一、1.(1)男性 性别 (2)隐性 Ⅱ3、Ⅱ4和Ⅲ6 (3)性 男女发病率不相等 (4)X 若在Y染色体上,则只有男性患者
2.(1)男性患者多于女性患者,具有隔代、交叉遗传现象 (2)XbY XBXb XBXB或XBXb (3)1号 1/4
二、1.(1)都是患者 都表现正常,但为该致病基因的携带者 (2)B (3)7 XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa (4)有关联,如XaXa×XaYA→XaXa、XaYA
2.(1)ZBW ZbW ZBZB或ZBZb ZbZb (2)ZBW×ZbZb→ZBZb、ZbW,后代雌性全为非芦花,雄性全为芦花 (3)让该芦花雄鸡与多只非芦花雌鸡杂交,若后代都为芦花鸡,则其基因型为ZBZB;若后代中有非芦花鸡,则其基因型为ZBZb
自我检测
1.C 2.C 3.D 4.D 5.C 6.A 7.C 8.C
