第二章 減數分裂和有性生殖
第壹節 減數分裂
壹、減數分裂的概念
減數分裂是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中,染色體只復制壹次,而細胞連續分裂兩次,新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少壹半。
(註:體細胞主要通過有絲分裂產生,有絲分裂過程中,染色體復制壹次,細胞分裂壹次,新產生的細胞中的染色體數目與體細胞相同。)
二、減數分裂的過程
1、精子的形成過程:精巢(哺乳動物稱睪丸)
減數第壹次分裂
間期:染色體復制(包括DNA復制和蛋白質的合成)。
前期:同源染色體兩兩配對(稱聯會),形成四分體。
四分體中的非姐妹染色單體之間常常發生對等片段的互換。
中期:同源染色體成對排列在赤道板上(兩側)。
後期:同源染色體分離;非同源染色體自由組合。
末期:細胞質分裂,形成2個子細胞。
減數第二次分裂(無同源染色體)
前期:染色體排列散亂。
中期:每條染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上。
後期:姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體。並分別移向細胞兩極。
末期:細胞質分裂,每個細胞形成2個子細胞,最終***形成4個子細胞。
2、卵細胞的形成過程:卵巢
三、精子與卵細胞的形成過程的比較
精子的形成 卵細胞的形成
不同點 形成部位 精巢(哺乳動物稱睪丸) 卵巢
過 程 有變形期 無變形期
子細胞數 壹個精原細胞形成4個精子 壹個卵原細胞形成1個卵細胞+3個極體
相同點 精子和卵細胞中染色體數目都是體細胞的壹半
四、註意:
(1)同源染色體①形態、大小基本相同;②壹條來自父方,壹條來自母方。
(2)精原細胞和卵原細胞的染色體數目與體細胞相同。因此,它們屬於體細胞,通過有絲分裂
的方式增殖,但它們又可以進行減數分裂形成生殖細胞。
(3)減數分裂過程中染色體數目減半發生在減數第壹次分裂,原因是同源染色體分離並進入不同的子細胞。所以減數第二次分裂過程中無同源染色體。
(4)減數分裂過程中染色體和DNA的變化規律
(5)減數分裂形成子細胞種類:
假設某生物的體細胞中含n對同源染色體,則:
它的精(卵)原細胞進行減數分裂可形成2n種精子(卵細胞);
它的1個精原細胞進行減數分裂形成2種精子。它的1個卵原細胞進行減數分裂形成1種卵細胞。
五、受精作用的特點和意義
特點: 受精作用是精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。精子的頭部進入卵細胞,尾部留在外面,不久精子的細胞核就和卵細胞的細胞核融合,使受精卵中染色體的數目又恢復到體細胞的數目,其中有壹半來自精子,另壹半來自卵細胞。
意義:減數分裂和受精作用對於維持生物前後代體細胞中染色體數目的恒定,對於生物的遺傳和變異具有重要的作用。
六、減數分裂與有絲分裂圖像辨析步驟:
壹看染色體數目:奇數為減Ⅱ(姐妹分家只看壹極)
二看有無同源染色體:沒有為減Ⅱ(姐妹分家只看壹極)
三看同源染色體行為:確定有絲或減Ⅰ
註意:若細胞質為不均等分裂,則為卵原細胞的減Ⅰ或減Ⅱ的後期。
同源染色體分家—減Ⅰ後期
姐妹分家—減Ⅱ後期
1.有性生殖是由親代產生有性生殖細胞或配子,經過兩性生殖細胞(如精子和卵細胞)的結合,成為合子(如受精卵)。再由合子發育成新個體的生殖方式。
2.脊椎動物的個體發育包括胚胎發育和胚後發育兩個階段。
3.在有性生殖中,由於兩性生殖細胞分別來自不同的親本,因此,由合子發育成的後代就具備了雙親的遺傳特性,具有更強的生活能力和變異性,這對於生物的生存和進化具有重要意義。
第三章 遺傳和染色體
第壹節 基因的分離定律
壹、相對性狀
性狀:生物體所表現出來的的形態特征、生理生化特征或行為方式等。
相對性狀:同壹種生物的同壹種性狀的不同表現類型。
二、孟德爾壹對相對性狀的雜交實驗
1、實驗過程(看書)
2、對分離現象的解釋(看書)
3、對分離現象解釋的驗證:測交(看書)
例:現有壹株紫色豌豆,如何判斷它是顯性純合子(AA)還是雜合子(Aa)?
相關概念
1、顯性性狀與隱性性狀
顯性性狀:具有相對性狀的兩個親本雜交,F1表現出來的性狀。
隱性性狀:具有相對性狀的兩個親本雜交,F1沒有表現出來的性狀。
附:性狀分離:在雜種後代中出現不同於親本性狀的現象)
2、顯性基因與隱性基因
顯性基因:控制顯性性狀的基因。
隱性基因:控制隱性性狀的基因。
附:基因:控制性狀的遺傳因子( DNA分子上有遺傳效應的片段P67)
等位基因:決定1對相對性狀的兩個基因(位於壹對同源染色體上的相同位置上)。
3、純合子與雜合子
純合子:由相同基因的配子結合成的合子發育成的個體(能穩定的遺傳,不發生性狀分離):
顯性純合子(如AA的個體)
隱性純合子(如aa的個體)
雜合子:由不同基因的配子結合成的合子發育成的個體(不能穩定的遺傳,後代會發生性狀分離)
4、表現型與基因型
表現型:指生物個體實際表現出來的性狀。
基因型:與表現型有關的基因組成。
(關系:基因型+環境 → 表現型)
5、 雜交與自交
雜交:基因型不同的生物體間相互交配的過程。
自交:基因型相同的生物體間相互交配的過程。(指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉)
附:測交:讓F1與隱性純合子雜交。(可用來測定F1的基因型,屬於雜交)
三、基因分離定律的實質: 在減I分裂後期,等位基因隨著同源染色體的分開而分離。
四、基因分離定律的兩種基本題型:
正推類型:(親代→子代)
親代基因型 子代基因型及比例 子代表現型及比例
⑴ AA×AA AA 全顯
⑵ AA×Aa AA : Aa=1 : 1 全顯
⑶ AA×aa Aa 全顯
⑷ Aa×Aa AA : Aa : aa=1 : 2 : 1 顯:隱=3 : 1
⑸ Aa×aa Aa : aa =1 : 1 顯:隱=1 : 1
⑹ aa×aa aa 全隱
逆推類型:(子代→親代)
親代基因型 子代表現型及比例
⑴ 至少有壹方是AA 全顯
⑵ aa×aa 全隱
⑶ Aa×aa 顯:隱=1 : 1
⑷ Aa×Aa 顯:隱=3 : 1
五、孟德爾遺傳實驗的科學方法:
; 正確地選用試驗材料;
分析方法科學;(單因子→多因子)
應用統計學方法對實驗結果進行分析;
科學地設計了試驗的程序。
六、基因分離定律的應用:
1、指導雜交育種:
原理:雜合子(Aa)連續自交n次後各基因型比例
雜合子(Aa ):(1/2)n
純合子(AA+aa):1-(1/2)n (註:AA=aa)
四、性別決定和伴性遺傳
1、XY型性別決定方式:
染色體組成(n對):
雄性:n-1對常染色體 + XY 雌性:n-1對常染色體 + XX
性比:壹般 1 : 1
常見生物:全部哺乳動物、大多雌雄異體的植物,多數昆蟲、壹些魚類和兩棲類。
2、三種伴性遺傳的特點:
(1)伴X隱性遺傳的特點:
① 男 > 女 ② 隔代遺傳(交叉遺傳) ③ 母病子必病,女病父必病
(2)伴X顯性遺傳的特點:
① 女>男 ② 連續發病 ③ 父病女必病,子病母
(3)伴Y遺傳的特點:
①男病女不病 ②父→子→孫
附:常見遺傳病類型(要記住):
伴X隱:色盲、血友病
伴X顯:抗維生素D佝僂病
常隱:先天性聾啞、白化病
常顯:多(並)指
第三節 染色體變異及其應用
壹、染色體結構變異:
實例:貓叫綜合征(5號染色體部分缺失)
類型:缺失、重復、倒位、易位(看書並理解)
二、染色體數目的變異
1、類型
個別染色體增加或減少:
實例:21三體綜合征(多1條21號染色體)
以染色體組的形式成倍增加或減少:
實例:三倍體無子西瓜
2、染色體組:
(1)概念:二倍體生物配子中所具有的全部染色體組成壹個染色體組。
(2)特點:①壹個染色體組中無同源染色體,形態和功能各不相同;
②壹個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。
(3)染色體組數的判斷:
① 染色體組數= 細胞中任意壹種染色體條數
② 染色體組數= 基因型中控制同壹性狀的基因個數
3、單倍體、二倍體和多倍體
由配子發育成的個體叫單倍體。
有受精卵發育成的個體,體細胞中含幾個染色體組就叫幾倍體,如含兩個染色體組就叫二倍體,含三個染色體組就叫三倍體,以此類推。體細胞中含三個或三個以上染色體組的個體叫多倍體。
三、染色體變異在育種上的應用
1、多倍體育種:
方法:用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。
(原理:能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數目加倍)
原理:染色體變異
實例:三倍體無子西瓜的培育;
優缺點:培育出的植物器官大,產量高,營養豐富,但結實率低,成熟遲。
2、單倍體育種:
方法:花粉(藥)離體培養
原理:染色體變異
實例:矮桿抗病水稻的培育
優缺點:後代都是純合子,明顯縮短育種年限,但技術較復雜。
附:育種方法小結
誘變育種 雜交育種 多倍體育種 單倍體育種
方法 用射線、激光、化學藥品等處理生物 雜交 用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 花藥(粉)離體培養
原理 基因突變 基因重組 染色體變異 染色體變異
優缺點 加速育種進程,大幅度地改良某些性狀,但有利變異個體少。 方法簡便,但要較長年限選擇才可獲得純合子。 器官較大,營養物質含量高,但結實率低,成熟遲。 後代都是純合子,明顯縮短育種年限,但技術較復雜。