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文檔簡介

第2節(jié)基因在染色體上

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.用類比推理的方法,理解基因位于染色1.通過分析基因在染色體上的證明過程,

體上。理解結(jié)構(gòu)決定功能的基本觀點,進一步領(lǐng)

2.用假說一演繹方法證明基因在染色體悟”假說一演繹法”。

上。(重、難點)2.通過對薩頓的思路分析,領(lǐng)悟并嘗試運

3.說出孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。(重點)用類比推理的科學(xué)研究方法。

課前自主學(xué)習(xí)自主預(yù)習(xí)。探新知必備知識感知

一、基因在染色體上的證據(jù)

1.薩頓的假說

(1)內(nèi)容:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說,基因就

在染色體上。

(2)依據(jù):基因和染色體行為存在著明顯的壬在關(guān)系。

(3)研究方法:類比推理。

2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)

(1)果蠅的染色體分為賞染色體和性染色體。

(2)摩爾根通過將果蠅的眼色(紅色和白色)基因定位在強染色體上,從而證明

了基因在染色體上。

(3)研究方法:假說一演繹法。

(4)摩爾根新發(fā)現(xiàn):基因在染色體上呈線性排列。

二、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

1.基因分離定律的實質(zhì)

描述對象

同源染色體上的等位基因

行為特點

分具有一定的獨立性

發(fā)生時間

律減數(shù)分裂形成配子的過程中

等位基因隨同超染色體的分開而分離

2.基因的自由組合定律的實質(zhì)

⑴位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的o

(2)在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染

色體上的非等位基因自由組合。

「7基礎(chǔ)診斷G

判斷對錯(正確的打“J”,錯誤的打“X”)

1.薩頓的假說和摩爾根的果蠅雜交實驗所用的實驗方法相同。()

2.染色體和基因并不是一一對應(yīng)關(guān)系,一條染色體上含有很多基因。

()

3.蝗蟲的所有遺傳物質(zhì)都位于染色體上。()

4.非等位基因都位于非同源染色體上。()

5.等位基因隨同源染色體的分離而分離,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的后期。

()

提示:LX薩頓的假說利用的是類比推理,而摩爾根的果蠅雜交實驗利用的

是假說一演繹法。

2.V

3.X蝗蟲細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)(如線粒體)中也含有少量遺傳物質(zhì),這些遺傳物質(zhì)

不存在于染色體上。

4.X有些非等位基因也可以位于同源染色體上。

5.V

重難問題解惑合作探究。攻重雅學(xué)科素養(yǎng)形成

w究號~摩爾根的果蠅雜交實驗―

[問題探究]

果蠅以發(fā)酵爛水果上的酵母為食,廣泛分布于世界各溫帶地區(qū)。早在1908年

由天才遺傳學(xué)家摩爾根把它帶上了遺傳學(xué)研究的歷史舞臺,在此后約30年的時間

中,果蠅成為經(jīng)典遺傳學(xué)的“主角”,在遺傳學(xué)各個層次的研究中積累了十分豐

富的資料。請分析作答:

1.果蠅作為實驗材料的優(yōu)點:①相對性狀多、區(qū)分明顯;②培養(yǎng)周期短;③

成本低;④易飼養(yǎng);⑤染色體數(shù)目少,便于觀察等。

2.如圖表示(填“雌”或“雄”)果蠅的染色體組成,其體細(xì)胞中含有

對染色體,其中n、UI、IV為,X、Y為o

XY

3.摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅,他用這只白眼雄果

蠅與多只紅眼雌果蠅交配,獲得F],Fi雌雄果蠅相互交配,得到F2。

(l)Fi全為紅眼,F(xiàn)2中雌果蠅全為,雄果蠅既有,又

有,且F2中紅眼果蠅數(shù)量約占,說明性狀表現(xiàn)與有關(guān)。

(2)上述果蠅眼色中,是顯性性狀,受對等位基因的控制,

其遺傳(填“符合”或“不符合”)基因分離定律。

(3)摩爾根對實驗現(xiàn)象進行了解釋:控制果蠅白眼的基因位于上,Y

染色體上不含有它的o

(4)摩爾根利用實驗對假設(shè)進行了驗證,最終得到實驗結(jié)

論:o

提示:2.雄4常染色體性染色體

3.(1)紅眼紅眼白眼3/4性別(2)紅眼一符合(3)X染色體等

位基因(4)測交控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上

[歸納總結(jié)]

摩爾根果蠅雜交實驗的假說一演繹分析

1.實驗現(xiàn)象—發(fā)現(xiàn)問題

PKF2

紅眼(雌)(紅眼(雌)(紅眼(雌)2/4]

x——><x——^紅眼(雄)1/4尸4

白眼(雄)?紅眼(雄)(白眼(雄)1/4

2.理論分析——提出假說

(1)果蠅的紅眼、白眼是一對相對性狀。

(2)Fi全為紅眼,則紅眼是顯性性狀。

(3*2中紅眼:白眼=3:1,符合分離定律,紅眼和白眼受一對等位基因控制。

(4)白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。即控制眼色的基因位于X染色體上,Y染

色體上沒有相關(guān)基因。各種果蠅的基因型及表現(xiàn)型如下表:

雌果蠅雄果繩

基因型XWxwxwxwxwxwXWYXWY

表現(xiàn)型紅眼紅眼白眼紅眼白眼

[注:其中(1)(2)(3)為理論分析,(4)為假說。]

3.演繹推理—實驗檢驗

(1)實驗一:F2中白眼雄果蠅與Fi中紅眼雌果蠅交配。

①若基因位于X染色體上,且Y染色體上沒有它的等位基因,則遺傳圖解如

下:

XWXwX'Y

配子:XWXwXwY

子代:X'"X"X“YX,Y

紅眼白眼紅眼白眼

(雌)(雄)(雄)

11:1:1

②若基因位于X染色體上,Y染色體上含有它的等位基因,則遺傳圖解如下:

測交工紅眼(雌)XF2白眼(雄)

XWXwX''YW

配子:XwX"X"Y

子代:xwxwx,vxw

紅眼白眼紅眼白眼

(雌)(雌)(雄)(雄)

1:11:1

③若基因位于常染色體上,則遺傳圖解如下:

測交:I紅眼(雌)xF,白眼(雄)

配子:

子代:Ww

紅眼

說明:①②③實驗結(jié)果相同,故根據(jù)本實驗結(jié)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(guān)系的野生型

純種紅眼雄果蠅交配。

①若基因位于X染色體上,且Y染色體上沒有它的等位基因,則遺傳圖解如

測交:白眼(雌)野生型紅眼(雄)

X"X、’

配子:

子代:X'Y

紅眼(雌)白眼(雄)

②若基因位于X染色體上,Y染色體上含有它的等位基因,則遺傳圖解如下:

測交:白眼(雌)X野生型紅眼(雄)

X”X”XWYW

配子:XwX[Yw

子代:X*X"X'VYW

紅眼(雌)紅眼(雄)

1:1

③若基因位于常染色體上,則遺傳圖解如下:

測交:白眼(雌)x野生型紅眼(雄)

wwWW

配子:wW

、'

子代:Ww

紅眼

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(xiàn)與①相同,

與②③不同,由此可證明假說成立。

易錯提醒:與性染色體有關(guān)的兩個“并非”

(1)并非所有的生物都有性染色體。

①由性染色體決定性別的生物才有性染色體。

②雌雄同株的植物無性染色體。

(2)并非所有生物的X染色體都比Y染色體短,如人的X染色體比Y染色體

長。

頷bib點維珈

1.在摩爾根所做的果蠅野生型與白眼突變體雜交實驗中,最早能夠判斷白眼

基因位于X染色體上的最關(guān)鍵的實驗結(jié)果是()

A.白眼突變體與野生型雜交,F(xiàn)i全部表現(xiàn)為野生型,雌雄比例1:1

B.Fi相互交配,后代出現(xiàn)性狀分離,白眼全部是雄性

C.Fi雌性與白眼雄性雜交,后代出現(xiàn)白眼,且雌雄比例為1:1

D.白眼雌性與野生型雄性雜交,后代白眼全部為雄性,野生型全部為雌性

B[A項能說明野生型相對于突變型是顯性性狀,但不能判斷白眼基因位于

X染色體上,與題意不符;B項能說明這一對性狀的遺傳與性別有關(guān),即控制該

性狀的基因位于X染色體上,且這是在摩爾根果蠅雜交實驗中最早出現(xiàn)的實驗現(xiàn)

象,與題意相符;C項屬于測交類型,不能說明白眼基因位于X染色體上,與題

意不符;D項能說明控制該性狀的基因位于X染色體上,但這是在摩爾根利用測

交實驗驗證假說中出現(xiàn)的,不是最早,與題意不符。]

2.摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如圖所示。下列相關(guān)敘述中,錯誤的

是()

P紅眼(雌)x白眼(雄)

1紅眼(雌、雄)

1F,雌雄交配

F2紅眼(雌、雄)白眼(雄)

3/41/4

A.果蠅的眼色遺傳遵循基因的分離定律

B.摩爾根的果蠅雜交實驗和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣,都采用了“假說一

演繹法”

C.摩爾根所做的假設(shè)是控制白眼的基因只位于X染色體上,親本中白眼雄

果蠅的基因型是XWY

D.F2中的紅眼雌果蠅的基因型只有XWXW

D[子二代中,紅眼和白眼的比例為3:1,說明果蠅的眼色遺傳遵循基因的

分離定律,A正確;摩爾根的果蠅雜交實驗和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣,都采

用了“假說一演繹法”,B正確;摩爾根所做的假設(shè)是控制白眼的基因只位于X

染色體上,親本中白眼雄果蠅的基因型是XWY,C正確;F2中的紅眼雌果蠅的基

因型有XWXW和xWxw,D錯誤。]

望究點文________孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

[問題探究]

孟德爾遺傳定律中的遺傳因子與染色體上的基因?qū)?yīng)關(guān)系是怎樣的?

提示:(1)分離定律中的一對遺傳因子指一對同源染色體上的一對等位基因。

(2)自由組合定律中的不同對的遺傳因子指位于非同源染色體上的非等位基

因。

[歸納總結(jié)]

兩個遺傳定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

(1)分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是等位基因隨同源染色體分開而分離,如圖:

(2)自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是等位基因隨同源染色體分開而分離,位于非

同源染色體上的非等位基因自由組合,如圖:

*

性原細(xì)胞

復(fù)疝「

同源染色體分開,等

四位基因分離,非同源

初級性母細(xì)胞分染色體自由組合,非

體同源染色體上的非

彳等位基因自由組合

減[

或個

AAaa

次級性母細(xì)胞XX

.B加

配子??或?)驅(qū)也

4個,2種,1:14個,2種,1:1

特別提醒: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的遺傳規(guī)律,葉綠體、線粒體

中的基因都不遵循。

(3)原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。

頷bib點維珈

1.如圖表示某一昆蟲個體的基因組成,以下判斷正確的是(不考慮交叉互

換)()

A.基因A、a與B、b遺傳時遵循自由組合定律

B.該個體的一個初級精母細(xì)胞產(chǎn)生2種精細(xì)胞

C.有絲分裂后期,移向細(xì)胞同一極的基因為ABC或abc

D.該個體與另一相同基因型的個體交配,后代基因型比例為9:3:3:1

B[基因A、a與B、b位于同一對同源染色體上,不遵循自由組合定律,A

錯誤;一個初級精母細(xì)胞所產(chǎn)生的精細(xì)胞基因型只有2種,即ABC和abc或ABc

和abC,B正確;有絲分裂后期,移向細(xì)胞同一極的基因為AaBbCc,C錯誤;不

考慮交叉互換,該個體產(chǎn)生的配子種類及比例為ABC:abc:ABc:abC=

1:1:1:1,其與另一相同基因型個體交配,后代基因型有9種,比例為

1:2:2:1:4:1:2:2:1,D錯誤。]

2.(2019?江蘇高考)如圖為初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂時的一對同源染色體示意

圖,圖中1?8表示基因。不考慮突變的情況下,下列敘述正確的是()

15

二::

26

:?二3;Z

48

A.1與2、3、4互為等位基因,與6、7、8互為非等位基因

B.同一個體的精原細(xì)胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1?8

C.1與3都在減數(shù)第一次分裂分離,1與2都在減數(shù)第二次分裂分離

D.1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子

B[不考慮突變的情況下,1與2不是等位基因,而是相同基因。1與3、4

可能是相同基因,也可能是等位基因,A項錯誤。不考慮突變的情況下,同一個

體的精原細(xì)胞的染色體與體細(xì)胞相同,有絲分裂前期時一條染色體上含兩條姐妹

染色單體,故也含有圖中的基因1?8,B項正確。不考慮突變的情況下,若發(fā)生

了交叉互換引起的基因重組,則1與3也可能在減數(shù)第二次分裂分離,1與2也可

能在減數(shù)第一次分裂分離,C項錯誤。1與6在同一條染色體的兩條姐妹染色單

體上,故1與6不能組合形成重組型的配子,D項錯誤。]

[課堂小結(jié)]

知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納

L基因和染色體行為存在著明顯的平

行關(guān)系。

2.基因在染色體上呈線性排列,一條

染色體上有許多個基因。

3.基因分離定律的實質(zhì)是等位基因隨

同源染色體的分開而分離。

—[基因和]4.基因自由組合定律的實質(zhì)是等位基

------果蠅雜一染色體

'-A—假說交手驗廠[的英系1因隨同源染色體分開而分離的同時,

[類比‘推理)

孟德爾遺傳非同源染色體上的非等位基因自由組

規(guī)律的現(xiàn)代

解釋

合。

5.薩頓的“基因和染色體行為存在著

明顯的平行關(guān)系”的假說是運用了類

比推理法。

6.摩爾根的果蠅雜交實驗利用了假說

—演繹法。

基礎(chǔ)概念考查當(dāng)堂達標(biāo)。提素養(yǎng)關(guān)鍵能力培養(yǎng)

1.下列各項中不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是()

A.體細(xì)胞中基因和染色體成對存在,生殖細(xì)胞中二者都是成單存在

B.體細(xì)胞成對的基因和同源染色體都是一個來自父方一個來自母方

C.非同源染色體及其上的非等位基因自由組合

D.基因和染色體在生殖過程中都可能發(fā)生變異

D[在生殖過程中基因和染色體的變異是隨機發(fā)生的,沒有必然的聯(lián)系,不

能體現(xiàn)二者間的平行關(guān)系,故選D。]

2.紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配,子一代雌雄果蠅都表現(xiàn)紅眼,這些果蠅交

配產(chǎn)生的子二代中,紅眼雄果蠅占1/4,白眼雄果蠅占1/4,紅眼雌果蠅占1/2。下

列敘述錯誤的是()

A.紅眼對白眼是顯性

B.眼色的遺傳遵循分離定律

C.眼色和性別表現(xiàn)為自由組合

D.子二代紅眼雌果蠅有兩種基因型

C[若控制眼色的基因用M、m表示,該過程遺傳圖解為P:紅眼雌蠅

(XMXM)X白眼雄蠅(XmY)fF1:紅眼雌蠅(XMXm)義紅眼雄蠅(XMY)-F2:紅眼雌

MMMm

M(XX>XX):紅眼雄蠅(XMY):白眼雄蠅(XmY)=2:1:lo由于控制眼色

的基因位于性染色體上,所以眼色和性別不會自由組合。]

3.如圖表示果蠅某一條染色體上的幾個基因,下列相關(guān)說法錯誤的是()

A.果蠅細(xì)胞內(nèi)基因數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于染色體數(shù)目

B.基因在染色體上呈線性排列

C.黃身基因與白眼基因的遺傳不遵循自由組合定律

D.細(xì)胞內(nèi)的基因都在染色體上

D[一條染色體上有多個基因,所以果蠅細(xì)胞內(nèi)基因數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于染色體

數(shù)目,A項正確;基因在染色體上呈線性排列,B項正確;黃身基因與白眼基因

位于同一條染色體上,因此它們的遺傳不遵循自由組合定律,C項正確;細(xì)胞核

內(nèi)的基因位于染色體上,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基因位于線粒體和葉綠體中,D項錯誤。]

4.據(jù)下圖,下列選項中不遵循基因自由組合定律的是()

ADBA

A.二與二ZB.二=與=

adBa

ACCD

風(fēng)=與=D.=與二Z

ac

A[基因自由組合定律的實質(zhì)是位于非同源染色體上的非等位基因的自由組

AD

中的三=與寧

合。在選項A是位于同源染色體上的基因,是不能自由組合的。]

5.果蠅的灰身(B)和黑身(b)、紅眼(R)和白眼(r)分別受一對等位基因控制,B、

b基因位于常染色體上,R、r

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