第二章 基因和染色体的关系（教师版）必背知识 高中生物新人教版必修2（2022年）

第二章 基因和染色体的关系
第一节 减数分裂和受精作用
一、减数分裂
1. 有丝分裂：染色体复制 1 次，形成 2 个子细胞，子细胞与母细胞染色体数 相同 。
1. 减数分裂：染色体复制 1 次，细胞分裂 2 次，形成 4 个子细胞，成熟生殖细胞中的染色体数
比原始生殖细胞的 减少一半 。进行 有性生殖 的生物才能进行减数分裂。
减数分裂是一种特殊的有丝分裂。
2. 哺乳动物精子形成场所是 睾丸 的 曲细精管 中，卵细胞形成场所是 卵巢 。
3. 精（卵）原细胞通过 有丝 分裂增殖，通过 减数 分裂形成精子（卵细胞）。
4. 同源染色体：一条来自 父方 ，另一条来自 母方 ，形状和大小 一般相同 ，减数
分裂中能 联会 的两条染色体。如图A中的 1和2、3和4 ，图B中的 5和7、6和8 。
辨析：着丝点断裂，姐妹染色单体分开形成的两条子染色体 不是 （是/不是）同源染色体。
X、Y染色体大小、形状不同，但它们能联会，所以 是 （是/不是）同源染色体。
图A中a和a′、b和b′叫做 姐妹染色单体 ，a和b（b′）叫做 非姐妹染色单体 。
5. 联会： 同源染色体两两配对 的现象叫做联会，如图A中的 1和2、3和4 。
6. 四分体（二价体）：联会后的每对 同源 染色体因含有 4 条染色单体而叫做四分体。
数量关系：1个四分体（二价体）＝ 1 对同源染色体＝ 2 个着丝点＝ 2 条染色体
数量关系：1个四分 体＝ 4 条染色单体＝ 4 个DNA分子。
7. 交叉互换： 四分体中的非姐妹染色单体 之间常发生缠绕，并交换一部分染色体片段的现象，
如图C。交叉互换发生于 减数第一次分裂前（减Ⅰ前） 期。
8. 减数分裂过程中细胞名称的变化

减数第一次分裂（减Ⅰ）
减数第二次分裂（减Ⅱ）
子细胞
精子形成过程
1精原细胞
1初级精母细胞
2次级精母细胞
4精细胞 4精子
卵细胞形成
过程
1卵原细胞
1初级卵母细胞
（小）1极体
2极体
（大）1次级卵母细胞
（大）卵细胞 、（小）极体









9. 1个精原细胞→ 4 个精细胞 4 个精子
4. 1个卵原细胞→ 1 个卵细胞[ 不需要 （需要/不需要）变形]＋ 3 个极体。
10. 减数分裂各时期的特点
减数分裂Ⅰ：[细胞中 有 （有/无）同源染色体]
间期Ⅰ：主要特征是进行 染色体 的复制，即完成 DNA 的复制和有关 蛋白质 的合成。
前期Ⅰ（又称 四分体 时期）：同源染色体 联会 ，形成 四分体 ，四分体 散乱 分布；
四分体中的非姐妹染色单体 之间可能发生交叉互换。
中期Ⅰ：四分体整齐排列在细胞中央的 赤道板 两侧。
后期Ⅰ： 同源染色体 分离， 非同源染色体 自由组合。
末期Ⅰ：1个初级精母细胞均等分裂，形成2个 次级精母细胞 。
1个初级卵母细胞不均等分裂，形成1个较大的 次级卵母细胞 和1个较小的 极体 。
减数第分裂Ⅱ：[细胞中 无 （有/无）同源染色体]
间期Ⅱ：通常没有或时间很短， 染色体 不再复制。
前期Ⅱ：染色体 散乱 分布。
中期Ⅱ：染色体着丝点整齐排列在细胞中央的 赤道板 上。
后期Ⅱ： 着丝点 断裂， 姐妹染色单体 分开，并移向细胞两极。
末期Ⅱ：每个次级精母细胞都均等分裂，共形成4个 精细胞 。次级卵母细胞不均等分裂，形成1个较大的 卵细胞 和1个较小的 极体 ；极体均等分裂成2个 极体 。
11. 减数分裂中，染色体数目减半发生在 减数分裂Ⅰ（结束） 。
12. 有同源染色体的细胞：处于 有丝 分裂和 减数分裂Ⅰ的细胞；
无同源染色体的细胞：处于 减数分裂Ⅱ的细胞及 减数分裂Ⅱ结束 形成的子细胞。
13. 不均等分裂的细胞有： 初级卵母细胞 、 次级卵母细胞 ，据此可判断性别是 雌性 。
均等分裂的细胞有：体细胞、 初级精母细胞 、 次级精母细胞 、 极体 。
14. 染色体呈X的细胞 细胞中染色体数:染色单体数:核DNA数＝ 1:2:2 。
对应时期：有丝分裂 前中 期、减Ⅰ 前中后末 期、减Ⅱ 前中 期。
11. 着丝点断裂后的细胞：染色体数:核DNA数＝ 1:1 。
15. 着丝点断裂的时期是 有丝分裂后期 和 后期Ⅱ ，结果导致染色体数目 增倍 。
同源染色体分离的时期是 后期Ⅰ 。
16. 减Ⅱ后期细胞中染色体数与减Ⅰ的 相同 （相同/不同）。
17. 有丝分裂、减数分裂中物质含量变化曲线判断技巧（熟练运用）
（1）终点与起点相比：数目相同的是 有丝 分裂的曲线，
数目减半的是 减数 分裂的曲线。
（2）有斜线的是 核DNA 数量变化曲线，无斜线的是
染色体 数量变化曲线。斜线部分表示进行 DNA复制 。
（3）分裂结束细胞一分为二会导致染色体数和核DNA数 减半 。
归纳：有丝分裂前中期、减Ⅰ和减Ⅱ后末期的细胞中染色体数目 相同 ；染色体数最多的时期是
18. 一条染色体上DNA含量变化曲线分析 有丝分裂后末期 ；染色体数最少时期是 减Ⅱ前中期 。
曲线图
各段对应时期（形成原因）

AD：对应 有丝分裂间 期或 减数分裂Ⅰ间 期，其中AB段为 G1 期，BC段为 S 期，CD段为 G2 期，BC段形成原因是 进行DNA复制
DE：对应 有丝分裂前、中 期或 减Ⅰ前中后末期、减Ⅱ前中 期
EF：表示 着丝点 断裂， 姐妹染色单体 分开。对应 有丝分裂后 期或 减数分裂Ⅱ 后 期
FG：对应 有丝分裂后、末 期或 减数分裂Ⅱ 后、末 期
19. 有丝分裂和减数分裂细胞图像判别（熟练运用）





图像
特点
分裂方式及时期
细胞名称
图1
染色体散乱分布；有同源染色体，但不联会
有丝分裂前期
体细胞
图2
四分体散乱分布；有同源染色体，且联会形成四分体
前期Ⅰ
初级精（卵） 母细胞
图3
染色体散乱分布；无同源染色体
前期Ⅱ
次级精（卵） 母细胞、极体
图4
染色体着丝点整齐排列在赤道板上；有同源染色体，不联会
有丝分裂中期
体细胞
图5
四分体整齐排列在赤道板两侧
中期Ⅰ
初级精（卵） 母细胞
图6
染色体着丝点整齐排列在赤道板上；无同源染色体
中期Ⅱ
次级精（卵） 母细胞、极体
图7、8
着丝点断裂，姐妹染色单体分开；每一极都有同源染色体
有丝分裂后期
体细胞
图9
同源染色体分离
后期Ⅰ
均分
初级精母细胞
雄
图10
不均分
初级卵母细胞
雌
图11
着丝点断裂，姐妹染色单体分开；每一极都没有同源染色体
后期Ⅱ
均分
次级精母细胞、极体
图12
不均分
次级卵母细胞
雌
二、受精作用
1. 导致配子中染色体组合多样性的原因（配子多样性原因）
（1）前期Ⅰ： 四分体中的非姐妹染色单体 间发生交叉互换。
分析：一个精原细胞，若不发生交叉互换，可产生 4 个 2 种精细胞，特点是 两两相同，两组互补 。
若发生交叉互换，可产生 4 个 4 种精细胞，特点是 各不相同 。

（2）后期Ⅰ： 同源染色体 分离的同时， 非同源染色体 自由组合。

分析：某生物染色体组成为YyRr，分析下面问题：（不考虑交叉互换）
①一个精原细胞可产生 2 种精子，即 YR和yr或Yr和yR ；
一个雄性个体可产生 4 种精子，即 YR和yr和Yr和yR 。
②一个卵原细胞可产生 1 种卵细胞，即 YR或yr或Yr或yR ；
一个雌性个体可产生 4 种卵细胞，即 YR和yr和Yr和yR 。
2. 受精作用：一个 卵细胞 和一个 精子 相互识别、融合成为 受精卵 的过程。
（1）精子和卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜上的 糖蛋白 ，融合依赖于膜的 流动 性。
（2）受精卵中的染色体一半来自 精子（父方） ，另一半来自 卵细胞（母方） ；而细胞质几乎全部来自 卵细胞（母方） 。
（3）受精卵中的遗传物质（DNA）是否父母双方各提供一半？ 不是 ， 母方 提供的更多。
3. 进行有性生殖的生物， 减数分裂 和 受精作用 能维持前后代体细胞中染色体数目的恒定。
4. 高等生物的生活史




5. 观察减数分裂采用 雄 性生殖器官，最常用的动物材料和植物材料分别是 精巢 和 花药 。
第二节 基因在染色体上
1. 基因在染色体上
（1）提出人： 萨顿 ，方法是 类比推理法 。
①假说内容：基因是由 染色体 携带着从亲代传递给下一代的，即基因在 染色体 上。
②假说依据： 基因 和 染色体 行为存在着明显的平行关系。表现在以下4个方面：
a.生殖过程中：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 。
b.存在方式：在体细胞中基因和染色体都 成对 存在。在配子中基因和染色体都只有每对中的 1 个。
c.来源：体细胞中成对的基因和染色体都是一个（条）来自 父方 ，另一个（条）来自 母方 。
c.形成配子时：非等位基因在形成配子时 自由组合 ，非同源染色体在减Ⅰ后期也是 自由组合 。
（2）证明人： 摩尔根 通过 果蝇 杂交实验证明了基因在染色体上，实验方法是 假说—演绎法 。
2. 基因的载体： 染色体 （主要载体）、 线粒体 、 叶绿体 。
3. 并非所有生物都有性染色体，性染色体只存在于由 性染色体 决定性别的生物体内。
4. 人和果蝇都是XY型性别决定的生物，雌性性染色体组成为 XX ，雄性性染色体组成为 XY 。
5. 果蝇体细胞中有 4 对同源染色体，其中 3 对是常染色体， 1 对是性染色体。具体如下：
雌果蝇：体细胞染色体组成： 3对＋XX或6条＋XX ，
雌果蝇：卵细胞染色体组成： 3条＋X 。
雄果蝇：体细胞染色体组成： 3对＋XY或6条＋XY ，
雄果蝇：精子染色体组成： 3条＋X 、 3条＋Y 。
6. 果蝇做遗传学实验材料的优点： 易饲养；繁殖快；后代数量多；染色体数目少，便于观察分析 等。
7. 摩尔根果蝇杂交实验
（1）实验现象
实验现象
分析
P 红眼（雌） × 白眼（雄）
↓杂交
F1 红眼（雌、雄）
↓F1雌雄交配
F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄）
3/4 1/4
①果蝇红眼与白眼是一对 相对 性状
②F1全为红眼，说明 红眼 是显性性状
③F2红眼:白眼＝ 3:1 ，说明眼色遗传符合 分离 定律，红眼与白眼受 一 对等位基因控制
④白眼性状的表现与 性别 相联系
（2）实验现象的解释
解释
遗传图解
①控制眼色的基因位于 X 染色体上，Y染色体上 没有 （有/没有）相关等位基因
②红眼基因用R表示，白眼基因用r表示，则各种果蝇的基因型及表型：
性别
雌蝇
雄蝇
基因型
XRXR
XRXr
XrXr
XRY
XrY
表型
红眼
红眼
白眼
红眼
白眼

P 红眼（雌） × 白眼（雄）
XRXR XrY

配子 XR Xr Y

F1 XR Xr红眼（雌） XR Y红眼（雄）
↓雌雄交配
F2

XR
Y
XR
XRXR 红眼（雌）
XRY 红眼（雄）
Xr
XRXr 红眼（雌）
XrY 白眼（雄）

（3）之后摩尔根通过 测交 实验验证了解释，从而得出实验结论：基因位于 染色体 上。
8. 摩尔根新发现：基因在染色体上呈 线性 排列，一条染色体上有 许多 个基因。
9. 分离定律的实质： 等位 基因随 同源 染色体的分开而分离。（时间： 后期Ⅰ ）
自由组合定律的实质： 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。（时间： 后期Ⅰ ）
第三节 伴性遗传
1. 伴性遗传：由 性 （常/性）染色体上的基因控制的、与 性别 相关联的性状遗传，如红绿色盲、血友病、抗维生素D佝偻病、果蝇眼色等性状的遗传。
2. 性别既受 性 （常/性）染色体控制，也与其上部分 基因 有关，但性染色体上的基因并不都与性别决定有关，如色盲基因。
3. 人体细胞中有 23 对同源染色体，其中 22 对是常染色体， 1 对是性染色体。具体如下：
女性：体细胞染色体组成： 22对＋XX ；卵细胞染色体组成： 22条＋X 。
男性：体细胞染色体组成： 22对＋XY ；精子染色体组成： 22条＋X 、 22条＋Y 。
4. 人类红绿色盲：是 X 染色体 隐 性遗传病。（注：血友病也是X染色体隐性遗传病）
（1）人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表型

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）遗传特点：①患者中男性 多于 女性；② 隔代交叉 遗传；③ 女患者的父亲和儿子必患 。
练习：亲代 女性携带者 × 男性色盲 亲代 女性色盲 × 男性正常
XBXb XbY XbXb XBY
配子 XB Xb Xb Y 配子 Xb XB Y
子代 XBXb XbXb XBY XbY 子代 XBXb XbY
女携带 女色盲 男正常 男色盲 女携带 男色盲
后代患病概率 1/2 ；男性患病概率 1/2 ， 后代患病概率 1/2 ；男性患病概率 1 ，
患病男性概率 1/4 ；女性患病概率 1/2 ， 患病男性概率 1/2 ；女性患病概率 0 ，
患病女性概率 1/4 ，女性携带者概率 1/2 。患病女性概率 0 ，女性携带者概率 1 。
5. 抗维生素D佝偻病：是 X 染色体 显 性遗传病。
（1）基因型和表型

女性
男性
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表型
患者
患者
正常
患者
正常
（2）遗传特点：①患者中女性 多于 男性；② 世代连续 遗传；③ 男患者的母亲和女儿必患 。
6. 人类外耳道多毛症：伴 Y 染色体遗传病。
遗传特点：①患者全为 男 性， 女 性全正常；②世代连续遗传，传男不传女。
7. 人类遗传病判断方法（拿捏） 注：体细胞中性染色体的来源和去路
母亲 父亲

XY

女儿 儿子
母(父) 父(母)

XX

女(儿) 女(儿)
无中生有为 隐 性， 有中生无为 显 性，
女性患病为 常隐 ， 女性正常为 常显 ，
男性患病有 两况 。 男性正常有 两况 。


8. 鸟类（如鸡）是ZW型性别决定的生物，雌性性染色体组成为 ZW ，雄性性染色体组成为 ZZ 。
9. 实验设计：设计实验根据子代性状就可判断子代性别，亲本组合为：
同型性染色体 隐 （显/隐）性亲本 × 异型性染色体 显 （显/隐）性亲本（图解如下）
XY型：亲本 XbXb（♀） × （♂）XBY ZW型：亲本 ZbZb（♂） × （♀）ZBW
↓ ↓
子代 XBXb XbY 子代 ZBZb ZbW
显性（雌） 隐性（雄） 显性（雄） 隐性（雌）

10. 判断基因是位于常染色体还是位于X染色体上
（1）若已知性状的显隐性：隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→子代性状表现是否与性别关联
方法
结果预测及结论
隐性雌性
×
显性雄性
若子代中雌雄个体具有相同的性状分离比，则基因位于 常 染色体上
若子代中雌性个体全为显性性状，雄性个体全为隐性性状，则该基因位于 X 染色体上
若在常染色体上
P ♀aa × AA♂
↓
F1 Aa
(雌雄表现型相同)
若在X染色体上
P ♀XaXa × XAY♂
↓
F1 XAXa XaY
(雌雄表现型不同)
遗传图解：




（2）若不知性状的显隐关系，利用正交和反交实验进行比较
方法
结果预测及结论
正反交法
若正交和反交结果相同，则基因位于 常 染色体上
若正交和反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则基因位于 X 染色体上
（3）根据子代雌雄群体中表现型比判断
若雌雄群体中表现型比相同，说明该性状与性别 无关联 ，则基因位于 常 染色体上。
若雌雄群体中表现型比不同，说明该性状与性别 有关联 ，则基因位于 X 染色体上。
【例】已知果蝇群体中各表现型在雌蝇和雄蝇中比例，判断控制两对相对性状的基因位置

灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
3/4
0
1/4
0
雄蝇
3/8
3/8
1/8
1/8
分析可知：控制灰身和黑身的基因在 常 染色体上，控制直毛和分叉毛的基因在 X 染色体上。
11. 判断基因是只位于X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段
实验方法：隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→子代性状表现是否与性别相关联
方法
结果预测及结论
隐性雌性
×
纯合显性雄性
若子代中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体全表现为隐性性状，则该基因 只位于X染色体 上
若子代全表现为显性性状，则该基因 位于X、Y染色体的同源区段
若只在X染色体上
P XaXa × XAY
↓
F1 XAXa XaY
(雌性为显性，雄性为隐性)
若在X、Y同源区段上
P XaXa × XAYA
↓
F1 XAXa XaYA
(雌雄均为显性性状)
遗传图解：




12. 判断非等位基因位于一对同源染色体上还是非同源染色体
（1）实验依据：根据基因是否遵循基因的自由组合定律进行判断。
（2）实验方法：让具有两对相对性状的杂合体（如基因型为AaBb的个体）进行自交或测交：若自交后
代表现型之比是 9:3:3:1 或测交后代表现型之比是 1:1:1:1 ，则说明这两对等位基因位于非同源染色体上，遵循基因的 自由组合 定律；若自交后代表现型之比是 3:1 或测交后代表现型比是 1:1 ，则说明这两对等位基因位于一对同源染色体上，只遵循基因的 分离 定律。
口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子无病非伴性。
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女无病非伴性。