2節(jié) 基因在染色體上課程要求核心素養(yǎng)知識導(dǎo)圖說明進(jìn)行有性生殖的生物體,其遺傳信息通過配子傳遞給子代。1.通過對薩頓的假說的學(xué)習(xí),理解基因在染色體上的理論證據(jù)。(生命觀念、科學(xué)思維)2.結(jié)合摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn),理解基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。(生命觀念、科學(xué)思維)3.構(gòu)建模型圖,理解孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋。(科學(xué)思維)基礎(chǔ)知識·雙基夯實(shí)一、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 平行 關(guān)系。(1)基因在雜交過程中保持 完整性和獨(dú)立 性。染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩(wěn)定的 形態(tài)結(jié)構(gòu) 。(2)在體細(xì)胞中基因成對存在, 染色體 也是成對的。在配子中成對的 基因 只有一個,同樣,成對的 染色體 也只有一條。(3)體細(xì)胞中成對的基因一個來自 父方 ,一個來自 母方 。 同源染色體 也是如此。(4) 非等位 基因在形成配子時(shí)自由組合, 非同源 染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象P   紅眼(♀)×白眼(♂)        F1     紅眼 (♀、♂)        雌雄交配F2   紅眼(♂、♀)  1/4白眼 (♂)2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋F2                  XW  Y  XW XWXW(紅眼雌性)XWY(紅眼雄性) Xw XWXw(紅眼雌性)XwY( 白眼雄性 ) 3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證方法: 測交 4實(shí)驗(yàn)結(jié)論:基因在 染色體 上。5發(fā)展:一條染色體上有個基因,基因在染色體上呈 線性 排列。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1基因的分離定律的實(shí)質(zhì)(1)在雜合子的細(xì)胞中,位于一對 同源染色體 上的等位基因,具有一定的 獨(dú)立性 。(2)在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會隨 同源染色體 的分開而分離,分別進(jìn)入兩個配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。2基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)(1)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。(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(shí),非同源染色體上的 非等位基因 自由組合。〔活學(xué)巧練〕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。( × )(2)基因在染色體上呈線性排列。(  )(3)非等位基因在形成配子時(shí)均是自由組合的。( × )(4)X染色體上的基因控制的性狀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。( × )(5)一對等位基因應(yīng)位于一對同源染色體上。(  )(6)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個基因。(  )〔思考〕1.非等位基因都遵循孟德爾的自由組合定律嗎?提示:不是,因?yàn)樽裱系聽柕淖杂山M合定律的基因是非同源染色體上的非等位基因,而同源染色體上的非等位基因則不能自由組合。2.果蠅中的X染色體和Y染色體上的基因遵循孟德爾的遺傳規(guī)律嗎?提示:遵循,因?yàn)?/span>X、Y染色體是一對同源染色體,上面的等位基因遵循孟德爾基因分離定律。〔學(xué)霸記憶〕1.薩頓的基因與染色體行為存在平行關(guān)系的假說運(yùn)用了類比推理法;摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)利用了假說演繹法。2.基因在染色體上呈線性排列,一條染色體上有許多基因。3.基因分離定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開而分離。4.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體分開而分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛薩頓的假說 要點(diǎn)歸納   1研究對象及材料:1903年,薩頓用蝗蟲細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。2假說的依據(jù):基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。比較項(xiàng)目基因的行為染色體的行為特性基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性染色體在配子形成和受精過程中,具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)存在形式在體細(xì)胞中基因成對存在,在配子中只有成對的基因中的一個在體細(xì)胞中染色體成對存在,在配子中只有成對的染色體中的一條來源體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方體細(xì)胞中成對的染色體(即同源染色體)一條來自父方,一條來自母方組合方式非等位基因在形成配子時(shí)自由組合非同源染色體在減數(shù)分裂的后期自由組合3.提出假說利用的方法——類比推理法:薩頓將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比,根據(jù)其驚人的一致性,提出基因位于染色體上的假說。[易錯提醒] 并非所有的基因都位于染色體上(1)位于染色體上的基因:真核生物細(xì)胞核基因。(2)非染色體上的基因:真核生物線粒體、葉綠體基因:雖然葉綠體和線粒體中沒有染色體,但線粒體、葉綠體中的DNA上也具有基因。原核生物的基因:原核生物無染色體,原核生物所有的基因都不在染色體上。 典例剖析   典例1 1903年,美國遺傳學(xué)家薩頓關(guān)于基因位于染色體上的假說是如何提出的?( C )A.通過實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論B.運(yùn)用假說演繹法提出的C.運(yùn)用類比推理提出的D.運(yùn)用系統(tǒng)分析法提出的[解析] 薩頓提出基因位于染色體上的假說運(yùn)用的是類比推理法,他將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比,根據(jù)其驚人的一致性,提出基因位于染色體上的假說,C正確。┃┃變式訓(xùn)練1  (2020·甘肅天水一中高一期中)薩頓依據(jù)基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系,提出基因在染色體上的假說,以下哪項(xiàng)不屬于他所依據(jù)的平行關(guān)系?( C )A.基因和染色體在體細(xì)胞中都成對存在,在配子中都只有成對中的一個B.非等位基因在形成配子時(shí)自由組合,非同源染色體在減數(shù)分裂中也自由組合C.一條染色體上有許多個基因D.基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性,染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)[解析] 基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對存在的,在配子中都只有成對中的一個,這說明基因和染色體之間存在平行關(guān)系,A項(xiàng)不符合題意。非同源染色體上的非等位基因在形成配子時(shí)自由組合,非同源染色體在減數(shù)分裂中也自由組合,這也體現(xiàn)了基因與染色體之間存在平行關(guān)系,B項(xiàng)不符合題意。一條染色體上有許多個基因,并不能體現(xiàn)基因與染色體之間存在平行關(guān)系,C項(xiàng)符合題意?;蛟陔s交過程中保持完整性和獨(dú)立性;染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu),這體現(xiàn)了基因與染色體之間存在平行關(guān)系,D項(xiàng)不符合題意。基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 要點(diǎn)歸納   1實(shí)驗(yàn)者:美國遺傳學(xué)家摩爾根2實(shí)驗(yàn)材料:果蠅。選材原因:(1)相對性狀多、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。 3果蠅的染色體組成:性別雌性雄性圖示同源染色體44常染色體、、、、、、、、性染色體XXXY染色體組成6XX(同型)6XY(異型)4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象P      F1      F2(1)果蠅的紅眼、白眼是一對相對性狀;(2)F1全為紅眼紅眼是顯性性狀;(3)F2紅眼白眼=31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。5理論解釋(1)性染色體與常染色體性染色體:雌雄異體的生物決定性別的染色體。常染色體:與性別決定無直接關(guān)系的染色體。(2)遺傳分析圖解:假設(shè)控制果蠅白眼的基因(w表示)位于X染色體上,而Y染色體不含有它的等位基因。說明:在遺傳分析圖解的書寫過程中,常染色體上基因不需標(biāo)明其位于常染色體上,性染色體上基因需將性染色體及其上基因一同寫出。如XWY(3)測交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由測交結(jié)果可見:紅眼和白眼的比例為11,驗(yàn)證了控制果蠅紅眼與白眼的基因位于X染色體上。6實(shí)驗(yàn)結(jié)論:基因在染色體上。7通過基因定位發(fā)現(xiàn):基因在染色體上呈線性排列。基因線性排列是指基因是一個接著一個,之間沒有重復(fù)、倒位、分枝等現(xiàn)象。基因定位:就是要將基因定位于某一染色體上,并測定基因在特定染色體上線性排列的順序和相對距離。知識貼士,  常染色體上的基因與性染色體上的基因書寫時(shí),一般是將常染色體上的基因?qū)懺谇懊妫?/span>AaXBY。 典例剖析   典例2 (2020·江蘇啟東中學(xué)高一月考)在野生型果蠅與白眼雄性突變體果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)中,摩爾根最早能夠推斷白眼基因位于X染色體上所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是( B )A.白眼突變體果蠅與野生型果蠅雜交,F1全部表現(xiàn)為野生型,且雌雄比例為11BF1中雌雄果蠅雜交,后代出現(xiàn)性狀分離,且白眼全部為雄性CF1中雌性果蠅與白眼雄性果蠅雜交,后代出現(xiàn)白眼果蠅,且雌雄比例為11D.白眼雌性果蠅與野生型雄性果蠅雜交,后代白眼果蠅全部為雄性,野生型全部為雌性[解析] 白眼突變體果蠅與野生型果蠅雜交,F1全部表現(xiàn)為野生型,且雌雄比例為11,只能說明野生型相對于突變體為顯性,不能據(jù)此推斷白眼基因位于X染色體上,A項(xiàng)不符合題意;F1雌雄果蠅雜交,后代中出現(xiàn)性狀分離,且白眼果蠅全部為雄性,說明白眼的遺傳與性別有關(guān),又由于白眼的遺傳與X染色體的遺傳相似,摩爾根據(jù)此推斷白眼基因位于X染色體上,B項(xiàng)符合題意;F1中雌性果蠅與白眼雄性果蠅雜交,后代出現(xiàn)白眼果蠅,且雌雄比例為11,單憑該結(jié)果不能推斷白眼基因位于X染色體上,C項(xiàng)不符合題意;白眼雌性果蠅與野生型雄性果蠅雜交是一個測交實(shí)驗(yàn),可以用來驗(yàn)證白眼基因位于X染色體上的推斷是否正確,但不是摩爾根最早推斷白眼基因位于X染色體上所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,D項(xiàng)不符合題意。┃┃變式訓(xùn)練2  (2020·福建師大附中期中)摩爾根研究控制果蠅白眼的基因在染色體上的位置時(shí)經(jīng)歷了若干過程,下列敘述依次為( C )白眼性狀是如何遺傳的,為何與性別有關(guān) 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 F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測交A為假說,為推論,為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證B為觀察,為假說,為推論C為問題,為假說,為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證D為推論,為假說,為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[解析] 摩爾根研究控制果蠅白眼的基因在染色體上的位置時(shí)采用的方法是假說一演繹法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出的問題是白眼性狀是如何遺傳的,為何與性別有關(guān);作出的假設(shè)是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;利用F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證假說。孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 要點(diǎn)歸納   1分離定律和自由組合定律比較:      定律比較項(xiàng)目   分離定律自由組合定律描述對象一對同源染色體上的一對等位基因分別位于兩對或兩對以上同源染色體上的兩對或兩對以上的非等位基因行為特點(diǎn)分離具有一定的獨(dú)立性分離或組合互不干擾發(fā)生時(shí)間同時(shí)進(jìn)行,均發(fā)生在減數(shù)分裂I的后期結(jié)果隨同源染色體分開,等位基因分離非同源染色體上的非等位基因自由組合知識貼士  1.同源染色體上等位基因的分離與非同源染色體上的非等位基因間的自由組合同時(shí)進(jìn)行,都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。,2.減數(shù)分裂時(shí)自由組合的是非同源染色體上的非等位基因,而不是所有的非等位基因。因?yàn)橥慈旧w上的非等位基因不遵循自由組合定律。 典例剖析   典例3 (2020·四川成都外國語學(xué)校期中)下列關(guān)于孟德爾遺傳規(guī)律現(xiàn)代解釋的敘述,錯誤的是( C )A.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B.同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性C.同源染色體上的等位基因分離,非等位基因自由組合D.基因的分離定律與基因的自由組合定律體現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中[解析] 基因的自由組合定律的現(xiàn)代解釋認(rèn)為,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,A正確;在雜合子的細(xì)胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨(dú)立性,B正確;同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合,C錯誤;基因的分離定律與基因的自由組合定律體現(xiàn)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(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合,D正確。┃┃變式訓(xùn)練3  如圖表示果蠅的一個細(xì)胞,其中數(shù)字表示染色體,字母表示基因,下列敘述正確的是( D )A.從染色體情況上看,該果蠅只能形成一種配子Be基因控制的性狀在雌雄個體中出現(xiàn)的概率相等C.形成配子時(shí)基因AaB、b間自由組合D.只考慮3、47、8兩對染色體時(shí),該個體能形成四種配子,并且配子數(shù)量相等[解析] 由圖可知,該果蠅為雄性個體,圖中7X染色體,8Y染色體,因此,只從性染色體情況看,它能產(chǎn)生X、Y兩種配子,A錯誤;e基因位于X染色體上,Y染色體上沒有它的等位基因,所以e基因控制的性狀,在雄性個體中出現(xiàn)的概率高于在雌性個體中出現(xiàn)的概率,B錯誤;AaB、b這兩對等位基因位于一對同源染色體上,不遵循基因的自由組合定律,C錯誤;只考慮347、8兩對同源染色體時(shí),該果蠅的基因型可表示為DdXeY,能產(chǎn)生DXe、dXe、DYdY四種配子且數(shù)量相等,D正確。指點(diǎn)迷津·撥云見日1遺傳因子與染色體上基因的對應(yīng)關(guān)系(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。2兩個遺傳定律的細(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的分開而分離,如圖所示:(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,如圖所示:[特別提醒] 基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律并不是所有的非等位基因都遵循自由組合定律,只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。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孟德爾的遺傳規(guī)律。原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。典例4 (2020·廣東廣州期末)根據(jù)如圖所示基因在染色體上的分布情況判斷,下列選項(xiàng)不遵循基因的自由組合定律的是( A )[解析] AaD、d位于一對同源染色體上,不遵循基因的自由組合定律,A錯誤;A、aB、B位于兩對同源染色體上,在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律,B正確;A、aCc位于兩對同源染色體上,在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律,C正確;C、cD、d位于兩對同源染色體上,在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律,D正確。 
教材問題·解疑答惑問題探討?P291.人類基因組測序工作看似簡單,其實(shí)程序非常復(fù)雜,工作耗時(shí)長,為了降低成本,減少工作量,應(yīng)首先確定測哪些染色體。2122號常染色體所含遺傳信息相同,只需測一對同源染色體中的一條。XY染色體之間具有不同的基因和堿基序列,所以一共測定22條常染色體和X、Y兩條性染色體。思考·討論?P30提示:同意。思考·討論?P311提示:能,用F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅測交,子代雌雄果蠅均有紅眼和白眼兩種表型,且比例相等。或用白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅測交,子代雌果蠅全為紅眼,雄果蠅全為白眼。2提示:不能,若控制白眼的基因只在Y染色體上,F1中不會出現(xiàn)紅眼雄果蠅。練習(xí)與應(yīng)用?P32一、概念檢測1(1) 位于一對同源染色體上相同位置的基因?yàn)榈任换颍刂仆恍誀畹牟煌愋汀?/span>(2)× 非等位基因可以位于同源染色體的不同位置上。2B 染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成,而基因是DNA片段,不包括蛋白質(zhì)。3D 非同源染色體自由組合,只能使非同源染色體上的非等位基因自由組合,不能使同源染色體上的非等位基因自由組合。二、拓展應(yīng)用1提示:白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交,子代雌果蠅全為紅眼,雄果蠅全為白眼,所以通過眼睛顏色能判斷性別;而白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅雜交,子代可能均為紅眼或雌雄果蠅均有紅眼和白眼,所以通過眼睛顏色不能判斷性別。其他雜交組合不能通過眼色判斷子代果蠅的性別。2提示:這些生物的體細(xì)胞中的染色體數(shù)目雖然減少一半,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生物體所有性狀的一整套基因。3提示:人體細(xì)胞染色體數(shù)目變異,會嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動。未發(fā)現(xiàn)其他常染色體數(shù)目變異的嬰兒,很可能是因?yàn)榘l(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。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第2節(jié) 基因在染色體上

版本: 人教版 (2019)

年級: 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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