第2章：基因和染色體的關系(課本中問題的答案)
第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用
（一）問題探討
1.配子染色體與體細胞染色體的區(qū)別在于：
（1）配子染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的一半；
（2）配子染色體是由體細胞每對同源染色體中分別取出一條組成的。
（二）旁欄思考題
1.減數(shù)分裂的染色體復制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的間期，減數(shù)第二次分裂的間期不復制。
2.初級精母細胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。
3.在減數(shù)第一次分裂中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會，四分體形成，非姐妹染色單體間交叉互換，同源染色體分離，使得細胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細胞中染色體數(shù)目減少為初級精母細胞的一半等行為。
上述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結合成合子的受精作用，就能維持生物前后代體細胞染色體數(shù)目的恒定，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子類型多樣，從而增加了生物的變異，增強了生物適應環(huán)境的能力，有利于生物的進化。
4.經(jīng)過減數(shù)第一次分裂，一個卵原細胞會分裂成一個較大的次級卵母細胞和一個較小的極體。經(jīng)過減數(shù)第二次分裂，一個次級卵母細胞會分裂成一個含細胞質(zhì)多的卵細胞和一個含細胞質(zhì)少的極體，而減數(shù)第一次分裂形成的極體也經(jīng)過減數(shù)第二次分裂成為兩個含細胞質(zhì)少的極體。最后三個極體退化消失，只剩一個卵細胞。
（三）想像空間
不一樣。受精過程中，僅精子的頭部進入卵細胞，而精子的頭部除了細胞核外，只含極少量的細胞質(zhì)。而細胞質(zhì)中線粒體含少量DNA（植物細胞質(zhì)中的葉綠體也含少量DNA），對生物的遺傳也有影響。
（四）實驗
1.減數(shù)第一次分裂會出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對排列、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。
減數(shù)第二次分裂的中期，非同源染色體成單排列在細胞赤道板位置，移向細胞兩極的染色體不含染色單體。
2.減數(shù)第一次分裂的中期，兩條同源染色體分別排列在細胞赤道板的兩側，末期在細胞兩極的染色體由該細胞一整套非同源染色體組成，其數(shù)目是體細胞染色體數(shù)的一半，每條染色體均由兩條染色單體構成。
減數(shù)第二次分裂的中期，所有染色體的著絲點排列在細胞的赤道板的位置。末期細胞兩極的染色體不含染色單體。
3.同一生物的細胞，所含遺傳物質(zhì)相同；增殖的過程相同；不同細胞可能處于細胞周期的不同階段。因此，可以通過觀察多個精原細胞的減數(shù)分裂，推測出一個精原細胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。
（五）模型建構
討論一
1.代表分別來自父方和母方的同源染色體聯(lián)會。
2.4條。減數(shù)第一次分裂結束。2條。
3.減數(shù)第一次分裂過程中的同源染色體聯(lián)會，形成四分體，同源染色體在赤道板位置成雙排列，同源染色體分離，分別移向細胞兩極；減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點排列在細胞的赤道板上，著絲點分裂，染色單體成為染色體，移向細胞兩極。
4.2個。2個。
討論二
1.每個配子都含有兩種顏色的染色體。
2.4種。
3.8種。
（六）技能訓練
精原細胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表
時期
間期
前期
中期
后期
末期
染色體數(shù)目（條）
8
8
8
16
8
精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表
細胞類型
精原細胞
初級精母細胞
次級精母細胞
精細胞
染色體數(shù)目（條）
8
8
4
4
精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖
（七）第一小節(jié)練習
基礎題
1.（1）√；（2）×；（3）×；（4）×。
2.B。
3.D。
4.（1）① 這個細胞正在進行減數(shù)分裂。因為該細胞中出現(xiàn)了四分體。
② 該細胞有4條染色體，8條染色單體。
③ 該細胞有2對同源染色體。其中染色體A與C，A與D，B與C，B與D是非同源染色體。
④ 細胞中a與a′，b與b′，c與c′，d與d′是姐妹染色單體。
⑤ 該細胞分裂完成后，子細胞中有2條染色體。
⑥參見教科書圖22。
（2）① 4條。
② B，D；B，C。
拓展題
提示：不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況，比如減數(shù)第一次分裂時聯(lián)會的同源染色體，有一對或幾對沒有分別移向兩極而是集中到一個次級精（卵）母細胞中，再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的精子或卵細胞中的染色體數(shù)目就會比正常的多一條或幾條染色體。再如減數(shù)分裂過程（無論第一次分裂還是第二次分裂）中，染色體已移向細胞兩極，但因某種原因細胞未分裂成兩個子細胞，這樣就可能出現(xiàn)精子或卵細胞中染色體加倍的現(xiàn)象。
如果上述現(xiàn)象出現(xiàn)，則受精卵中染色體數(shù)目就會出現(xiàn)異常，由該受精卵發(fā)育成的個體細胞中染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物質(zhì)的載體，生物體的性狀又是由遺傳物質(zhì)控制的，那么當該個體的遺傳物質(zhì)出現(xiàn)異常時，該個體的性狀也會是異常的。例如，人類的“21三體綜合征”遺傳病患者就是由含有24條染色體（其中21號染色體是2條）的精子或卵細胞與正常的卵細胞或精子結合后發(fā)育成的。
（八）第二小節(jié)練習
基礎題
1.（1）√；（2）√；（3）√。
2.提示：配子形成過程中，由于減數(shù)第一次分裂的四分體時期，非姐妹染色單體間可能互換部分遺傳物質(zhì)；中期時，同源染色體隨機排列在細胞赤道板兩側，導致了配子中非同源染色體的自由組合，因此，配子中染色體組成是多樣的。受精作用又是精子和卵細胞的隨機結合，因此，后代的性狀表現(xiàn)是多樣的。
由于減數(shù)分裂是有規(guī)律的正常的細胞分裂，在減數(shù)分裂的過程中，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次。這樣每個物種正常的雌、雄配子都含有該物種體細胞染色體數(shù)目一半的染色體，并且都是一整套非同源染色體的組合。而受精作用時精卵結合使受精卵及其發(fā)育成的個體體細胞中又可以恢復該種生物的染色體數(shù)目。性狀是由染色體中的遺傳物質(zhì)控制的，生物前后代細胞中染色體數(shù)目的恒定，保證了前后代遺傳性狀的相對穩(wěn)定。
拓展題
提示：在形成精子或卵細胞的減數(shù)分裂過程中，如果由于某種原因減數(shù)第一次分裂時兩條21號染色體沒有分離而是進入了同一個次級精（卵）母細胞，再經(jīng)過減數(shù)第二次分裂，就會形成含有2條21號染色體的精子或卵細胞；如果減數(shù)第一次分裂正常，減數(shù)第二次分裂時21號染色體的著絲點分裂，形成了2條21號染色體，但沒有分別移向細胞兩極，而是進入了同一個精子或卵細胞。這樣異常的精子或卵細胞就含有24條染色體，其中21號染色體是2條。當一個正常的精子或卵細胞（含23條非同源染色體，其中只含有1條21號染色體）與上述異常的卵細胞或精子結合成受精卵，則該受精卵含47條染色體，其中21號染色體為3條。當該受精卵發(fā)育成人時，這個人的體細胞中的染色體數(shù)目就是47條，含有3條21號染色體。
第二節(jié) 基因在染色體上
（一）問題探討
這個替換似乎可行。由此聯(lián)想到孟德爾分離定律中成對的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似。
一條染色體上可能有許多個基因。
（二）技能訓練
不同的基因也許是DNA長鏈上的一個個片段。
（三）練習
基礎題
1.D。
2.B。
拓展題
1.這些生物的體細胞中的染色體雖然減少一半，但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體，攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。
2.提示：人體細胞染色體數(shù)目變異，會嚴重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動，未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒，很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育，或在胚胎早期就死亡了的緣故。
第3節(jié) 伴性遺傳
（一）問題探討
該問題只有在學完本節(jié)內(nèi)容之后，學生才能夠比較全面地回答，因此，本問題具有開放性，只要求學生能夠簡單回答即可。
1.提示：紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病的基因位于性染色體上，因此這兩種遺傳病在遺傳表現(xiàn)上總是和性別相聯(lián)系。
2.提示：紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病基因盡管都位于X染色體上，但紅綠色盲基因為隱性基因，而抗維生素D佝僂病基因為顯性基因，因此，這兩種遺傳病與性別關聯(lián)的表現(xiàn)不相同，紅綠色盲表現(xiàn)為男性多于女性，而抗維生素D佝僂病則表現(xiàn)為女性多于男性。
（二）資料分析
1.紅綠色盲基因位于X染色體上。
2.紅綠色盲基因是隱性基因。
（三）練習
基礎題
1.C。
2.B。
3.C。
4.（1）AaXBXb(婦),AaXBY（夫）。
（2）既不患白化病也不患紅綠色盲的孩子的基因型：AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。
拓展題
提示：雌果蠅卵原細胞減數(shù)分裂過程中，在2 000～3 000個細胞中，有一次發(fā)生了差錯，兩條X染色體不分離，結果產(chǎn)生的卵細胞中，或者含有兩條X染色體，或者不含X染色體。如果含XwXw卵細胞與含Y的精子受精，產(chǎn)生XwXwY的個體為白眼雌果蠅，如果不含X的卵細胞與含Xw的精子受精，產(chǎn)生OXw的個體為紅眼雄果蠅，這樣就可以解釋上述現(xiàn)象?？梢杂蔑@微鏡檢查細胞中的染色體，如果在上述雜交中的子一代出現(xiàn)的那只白眼雌果蠅中找到Y染色體，在那只紅眼雄果蠅中找不到Y染色體，就可以證明解釋是正確的。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.√。
3.×。
4.√。
5.×。
選擇題
1.C。
2.C。
3.B。
4.A（該顯性基因位于X染色體上）。
5.C。
二、知識遷移
1.設紅綠色盲基因為b，那么（1）XbY；XBXB，XBXb。
（2）1/4。
2.（1）表現(xiàn)型正常的夫婦，后代均正常；夫婦一方是患者，子女有1/2為患者。
（2）選擇生男孩。
（3）不攜帶。一對等位基因中，只要有一個是顯性致病基因，就會表現(xiàn)為患者（真實遺傳）。
3.是父方，可能是在減數(shù)分裂第二次分裂中，復制的Y染色體沒有分開，產(chǎn)生了含有YY的精子。
三、技能應用
減數(shù)分裂
有絲分裂
不
同
點
（1）染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次。
（2）同源染色體在第一次分裂中發(fā)生聯(lián)會（并且出現(xiàn)四分體及非姐妹染色單體的互換）。
（3）分裂后形成4個精子或1個卵細胞。
（4）分裂后，子細胞中染色體的數(shù)目減少一半。
（1）染色體復制一次，細胞分裂一次。
（2）無同源染色體聯(lián)會等行為。
（3）分裂后形成2個體細胞。
（4）分裂后，子細胞中染色體的數(shù)目與母細胞的相同。
相
同
點
（1）在細胞分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)。
（2）染色體在細胞分裂中都只復制一次。
四、思維拓展
1.性別和其他性狀類似，也是受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響的，性反轉現(xiàn)象可能是某種環(huán)境因素，使性腺出現(xiàn)反轉現(xiàn)象的緣故。子代雌雄之比是2∶1。
2.否。孟德爾遺傳規(guī)律的細胞學基礎是減數(shù)分裂中染色體的分配規(guī)律，該規(guī)律只適用于真核生物。
必修2第2章電子教材如下：
【電子課本】必修二第2章第1節(jié)減數(shù)分裂與受精作用【電子課本】必修二第2章第2節(jié)基因在染色體上【電子課本】必修二第2章第3節(jié)伴性遺傳
