生物·必修2(人教版)·課件 第2章　2 基因在染色體上

第2章基因和染色體的關系2基因在染色體上課標要點學法指導闡述基因與染色體的關系及其實驗證據1．生命觀念、科學思維：探究基因位于染色體上從假說到驗證及新發(fā)現的過程2．科學思維：通過孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋，升華遺傳規(guī)律與配子形成的關系，為下一章基因的本質創(chuàng)設理論基礎知識導圖

課前·新知導學薩頓的假說1．內容：基因是由__________攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因位于_________上。2．依據：基因和染色體行為存在明顯的______關系。染色體染色體項目基因染色體生殖過程中在雜交過程中保持____________________在配子形成和受精過程中，有相對穩(wěn)定的___________平行完整性和獨立性形態(tài)結構項目基因染色體存在形式體細胞成對成對配子________________________________________體細胞中來源成對的基因一個來自_____、一個來自____________________中一條來自父方，一條來自母方行為____________在形成配子時自由組合_____________在減數分裂Ⅰ的后期自由組合成對的基因中的一個成對的染色體中的一條父方母方非等位基因同源染色體非同源染色體是不是所有的基因都位于染色體上？提示：不是，基因主要分布在染色體上，線粒體和葉綠體中也有少量基因分布。微思考判斷下列敘述的正誤。(1)薩頓利用假說—演繹法，推測基因位于染色體上，且基因都位于染色體上。

(

)(2)體細胞中基因成對存在，配子中只含一個基因。 (

)(3)蝗蟲體細胞中的24條染色體，12條來自父方，12條來自母方。

(

)(4)薩頓認為染色體和基因在雜交過程中均保持完整性和獨立性。

(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)√基因位于染色體上的實驗證據1．實驗者：美國生物學家___________。2．實驗科學方法：假說—演繹法。3．實驗材料：_________。摩爾根果蠅4．實驗證據(1)實驗過程：【答案】3∶1(2)實驗分析：①F1的結果說明________是顯性性狀。②F2的比例關系說明果蠅眼色的遺傳符合_______定律，紅眼和白眼受_______等位基因控制。③F2白眼果蠅只有雄性，說明白眼性狀的表現與_______相聯系。(3)假設與解釋：①假設：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于______染色體上，______染色體上無相應的等位基因。紅眼分離一對性別XY②解釋：(4)測交驗證：親本中的白眼雄蠅和F1中的紅眼雌蠅交配→子代雌性紅蠅∶雌性白蠅∶雄性紅蠅∶雄性白蠅＝______________。(5)實驗結論：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上→基因位于染色體上。1∶1∶1∶15．摩爾根的新發(fā)現——基因和染色體的關系(1)一條染色體上有________基因。(2)基因在染色體上呈________排列。多個線性摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗中，是不是和孟德爾一樣也采取了假說—演繹法？提示：是的。微思考判斷下列敘述的正誤。(1)摩爾根的果蠅雜交實驗運用了假說—演繹法。 (

)(2)摩爾根果蠅雜交實驗中，F2發(fā)生了性狀分離。 (

)(3)果蠅雜交實驗中，眼色遺傳與性別有關。 (

)(4)性染色體只存在于生殖細胞中，常染色體只出現在體細胞中。

(

)【答案】(1)√

(2)√

(3)√

(4)×孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋內容基因的分離定律基因的自由組合定律描述現象一對同源染色體上的________非同源染色體上的_________行為特點具有一定的_________分離或組合____________發(fā)生時間減數分裂過程中____________過程中結果____________隨同源染色體的分開而_______非同源染色體上的非等位基因____________等位基因非等位基因獨立性互不干擾減數分裂等位基因分離自由組合等位基因的分離和非等位基因的自由組合是不是同時發(fā)生的？提示：是的。微思考判斷下列敘述的正誤。(1)基因的分離定律的實質是等位基因隨非同源染色體的分開而分離。

(

)(2)非同源染色體上的非等位基因一定自由組合。 (

)(3)非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合，說明該基因和染色體行為存在平行關系。

(

)(4)等位基因隨同源染色體的分開而分離，發(fā)生在減數分裂Ⅰ的后期。

(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)√課堂·重難探究[知識歸納]1．果蠅的染色體組成基因位于染色體上的實驗證據性別雌性雄性圖示

性別雌性雄性同源染色體4對4對常染色體Ⅱ、Ⅲ、ⅣⅡ、Ⅲ、Ⅳ性染色體XXXY染色體組成6＋XX(同型)6＋XY(異型)2．果蠅測交實驗分析(1)實驗一：F2中白眼雄果蠅與F1中紅眼雌果蠅交配。基因在性染色體上基因在常染色體上P紅眼(雌)×白眼(雄)XWXw

XwY

配子

XW

Xw

Xw

Y

子代

XWXwXwXwXWYXwYP紅眼(雌)×白眼(雄)Ww

ww

配子

W

w

w

子代

Ww

ww說明：雜交子代中，雌雄果蠅中均有紅眼和白眼，與基因位于常染色體表現相同，故根據本實驗的結果無法驗證假說，但通過本實驗得到了白眼雌果蠅。(2)實驗二：利用“實驗一”得到的白眼雌果蠅與一個毫無血緣關系的純種紅眼雄果蠅交配。基因在性染色體上基因在常染色體上P白眼(雌)

×紅眼(雄)XwXw

XWY

配子Xw

XW

Y

子代XWXw

XwY

P白眼(雌)

×紅眼(雄)ww

WW

配子

w

W

子代Ww

說明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現與性別相聯系，與基因位于常染色體表現不同，由此可證明假說成立。圖1為摩爾根的果蠅雜交實驗圖解，圖2為雌雄果蠅的染色體組成示意圖。請據圖回答下列問題：(1)據圖2思考：是不是所有的同源染色體形態(tài)、大小都相同？(2)控制果蠅紅眼和白眼的基因是否遵循基因的分離定律？為什么？(3)摩爾根通過雜交實驗發(fā)現了什么問題？他又作出怎樣的假設解釋這個問題？(4)根據摩爾根的假設，紅眼、白眼雌雄果蠅的基因型分別有哪些？(相關基因用W和w表示)提示：(1)不是，常染色體中同源染色體的形態(tài)、大小相同，但性染色體的形態(tài)、大小不同。(2)遵循，因為雜交實驗中F1全部為紅眼，F2中紅眼和白眼的個體數量比例為3∶1。(3)白眼性狀的表現總是與性別相聯系。控制白眼的基因位于X染色體上，在Y染色體上沒有它的等位基因。(4)雌果蠅：紅眼——XWXW、XWXw，白眼——XwXw；雄果蠅：紅眼——XWY，白眼——XwY。[對點精練]1．(2024·廣東茂名高一期中)摩爾根用果蠅作為實驗材料，證明了基因位于染色體上。果蠅眼色遺傳實驗過程如圖所示，下列相關敘述錯誤的是 (

)A．摩爾根的實驗運用了假說—演繹法B．果蠅白眼的遺傳與X染色體的遺傳相似C．控制白眼的基因在Y染色體上有其等位基因D．果蠅作為遺傳材料的優(yōu)點有培養(yǎng)周期短、染色體數目少等【答案】C【解析】摩爾根等人選擇果蠅作為實驗材料，采用假說—演繹法提出了“果蠅的白眼基因位于X染色體上”的結論，證明基因在染色體上，A正確；摩爾根等人在進行果蠅雜交實驗時發(fā)現，果蠅白眼的遺傳與性別相關聯，而且與X染色體的遺傳相似，B正確；控制白眼的基因在X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因，C錯誤；果蠅個體小、易飼養(yǎng)、繁殖快、有易于區(qū)分的相對性狀、染色體數目少，故常作為遺傳學的實驗材料，D正確。2．(2024·湖北武漢高一期中)摩爾根研究控制果蠅白眼的基因在染色體上的位置時經歷了若干過程，下列敘述依次為 (

)①白眼性狀是如何遺傳的，為何與性別有關②控制白眼的基因僅位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因③對F1紅眼雌果蠅進行測交A．①為假說，②為推論，③為實驗驗證B．①為觀察，②為假說，③為推論C．①為問題，②為假說，③為實驗驗證D．①為推論，②為假說，③為實驗驗證【答案】C【解析】摩爾根研究白眼雄果蠅基因的顯隱性及其在染色體的位置時采用的方法是假說—演繹法，根據觀察現象從而提出的問題：白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關？故①為問題；作出的假設是白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上，Y染色體無對應的等位基因，故②為假說；然后利用F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交實驗來驗證假設，最后提出“基因位于染色體上”的結論，故③為實驗驗證。即C正確。[知識歸納]1．等位基因與非等位基因的辨析孟德爾遺傳規(guī)律的現代解釋項目等位基因非等位基因位置同源染色體的同一位置同源染色體、非同源染色體特點控制一對相對性狀控制不同相對性狀行為隨同源染色體分開而分離非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合項目等位基因非等位基因圖示(1)A和a、B和b、C和c為等位基因。(2)A和B、A和C、B和C、A和b等均為非等位基因，其中A和B位于一條染色體上，A和b位于同源染色體上，不能自由組合；A和C，B和C位于非同源染色體上，可自由組合2．分離定律和自由組合定律的細胞學基礎3．孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍(1)適用于真核生物，因為真核生物具有染色體，基因的分離或自由組合是隨著染色體的分離或自由組合而進行的。(2)適用于能進行有性生殖的生物。因為孟德爾遺傳規(guī)律的細胞學基礎是減數分裂，只有能進行有性生殖的生物才能進行減數分裂。(3)自由組合定律發(fā)生在非同源染色體上的非等位基因之間。[對點精練]1．遵循分離定律和自由組合定律的基因都位于 (

)A．同源染色體上 B．非同源染色體上C．細胞質中染色體上 D．細胞核中染色體上【答案】D【解析】分離定律和自由組合定律適用于真核生物核基因的遺傳，核基因位于細胞核中染色體上；細胞質中沒有染色體。2．(2024·遼寧高一階段練習)已知三對基因在染色體上的位置情況如圖所示，三對基因分別單獨控制三對相對性狀且為完全顯性。下列說法正確的是(

)A．三對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律B．基因型為AaDd的個體與基因型為aaDd的個體雜交的后代會出現4種表型，

比例為3∶3∶1∶1C．若基因型為AaBb的個體在產生配子時發(fā)生互換，則它能產生4種比例相等的配子D．基因型為AaBbdd的個體自交后代會出現4種表型，比例為9∶3∶3∶1【答案】B【解析】圖中A和B、a和b基因位于一對同源染色體上，屬于連鎖基因，它們的遺傳不遵循基因自由組合定律，A錯誤；基因A和a與基因D和d遵循自由組合定律，因此基因型為AaDd的個體與基因型為aaDd的個體雜交的后代會出現2×2＝4種表型，比例為(1∶1)×(3∶1)＝3∶3∶1∶1，B正確；如果基因型為AaBb的個體在產生配子時發(fā)生互換，則它能產生4種配子，但是發(fā)生互換的概率較低，所以AB和ab的配子比例要高于Ab和aB，C錯誤；圖中A和B、a和b基因位于一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律，因此AaBb的個體自交后代不會出現9∶3∶3∶1的性狀分離比，D錯誤。課堂·延伸提分易錯易混1：理解假說—演繹法假說—演繹法：在觀察和分析基礎上提出問題→通過推理和想象提出解釋問題的假說→根據假說進行演繹推理→通過實驗檢驗演繹推理的結論→若實驗結果與預期結論相符，證明假說是正確的；反之，假說是錯誤的。易錯易混2：基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如原核生物細胞中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。例

(2024·山西晉城高一階段練習)假說—演繹法是現代科學研究中常用的一種科學方法，下列敘述錯誤的是 (

)A．孟德爾利用豌豆通過假說—演繹法揭示了分離定律和自由組合定律B．薩頓通過觀察蝗蟲生殖細胞的染色體行為，驗證了基因在染色體上C．孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中演繹預測F1測交子代出現1∶1∶1∶1的性狀分離比D．摩爾根在果蠅雜交實驗后提出“控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因”【答案】B【解析】孟德爾利用豌豆通過假說—演繹法揭示了分離定律和自由組合定律，A正確；薩頓通過觀察蝗蟲生殖細胞的染色體行為，推測基因在染色體上，B錯誤；孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中演繹預測F1測交子代出現1∶1∶1∶1的性狀分離比，隨后通過測交實驗進行了驗證，C正確；摩爾根在果蠅雜交實驗后提出“控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因”，隨后通過實驗驗證了基因在染色體上，D正確。小練·素養(yǎng)達成1．(2024·廣東東莞高一階段練習)關于科學家相關貢獻的說法正確的是

(

)A．把一個特定的基因和一條特定的染色體聯系起來的科學家是摩爾根B．薩頓利用類比推理法證明了基因在染色體上呈線性排列C．摩爾根通過實驗提出基因在染色體上的假說D．體細胞中遺傳因子成對存在是孟德爾得出的最后結論【答案】A【解析】摩爾根等利用果蠅做實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體聯系起來，運用假說－演繹法證明基因在染色體上，A正確；薩頓運用類比推理法提出基因在染色體上的假說，B錯誤；摩爾根利用假說—演繹法，通過實驗證明基因在染色體上，C錯誤；體細胞中遺傳因子成對存在是孟德爾提出的假說內容之一，D錯誤。2．(2024·山東德州高一階段練習)摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如圖所示，W和w表示眼色基因，下列相關敘述中錯誤的是 (

)A．果蠅的紅眼對白眼為顯性B．實驗結果說明果蠅的眼色和性別相關聯C．摩爾根通過一系列實驗證明基因位于染色體上D．F2中紅眼果蠅隨機交配，后代中雄蠅全部是白眼果蠅【答案】D【解析】紅眼(雌)和白眼(雄)雜交后代全部為紅眼，說明果蠅紅眼對白眼為顯性，A正確；F2中白眼全部為雄果蠅，說明果蠅的眼色和性別相關聯，B正確；摩爾根通過一系列實驗，通過假說—演繹法證明控制眼色的基因位于X染色體上，C正確；F2中紅眼雌果蠅的基因型為XWXW、XWXw，紅眼雄果蠅的基因型為XWY，紅眼雌雄果蠅隨機交配，后代中雄果蠅既有白眼(XwY)又有紅眼(XWY)，D錯誤。3．(2024·甘肅天水高一階段練習)如圖表示某雌性動物減數分裂某時期的一個細胞，下列敘述正確的是

(

)A．圖中同源染色體上的姐妹染色單體之間發(fā)生片段交換B．圖中1、3可在正常減數分裂產生的一個子細胞中同時出現C．圖中有2對同源染色體，2個四分體，8個核DNA分子D．該細胞減數分裂結束后可產生4種生殖細胞【答案】C【解析】染色體互換發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體上，A錯誤；1和3互為同源染色體上的非姐妹染色單體，在減數第一次分裂后期會分離，一般情況下，不可能進入同一個子細胞，B錯誤；圖中有a與b，c與d各構成1對同源染色體，各構成一個四分體，一個四分體含4個核DNA，故圖中有2對同源染色體，2個四分體，8個核DNA分子，C正確；一個初級卵母細胞減數分裂最多可以產生1種生殖細胞(卵細胞)，D錯誤。4．(2024·河北張家口高一期中)右圖為果蠅X染色體上一些基因的示意圖，下列相關敘述正確的是 (

)A．圖中有多個控制眼色的基因，說明基因在染色體上呈非線性排列B．摩爾根通過果蠅雜交實驗為“基因在染色體上”這個結論提供了實驗證據C．薩頓通過假說—演繹法發(fā)現在親子代遺傳過程中基因與染色體行為具有平行關系D．薩頓發(fā)現，在親子代遺傳過程中非同源染色體以及非同源染色體上的非等位基因均會自由組合【答案】