人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2章基因和染色體的關(guān)系第2節(jié) 基因在染色體上課前預(yù)習(xí)課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

目標(biāo) 素養(yǎng)1.通過比較基因和染色體的平行關(guān)系,掌握薩頓的假說,理解摩爾根利用假說—演繹法推理基因在染色體上的過程,從分子水平、細(xì)胞水平闡述生命的延續(xù)性。2.從基因和染色體關(guān)系的角度,對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律作出現(xiàn)代解釋。3.通過感悟和體驗(yàn)?zāi)柛瓤茖W(xué)家對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律的“懷疑→認(rèn)同”過程,培養(yǎng)敢于質(zhì)疑、探索求真的科學(xué)精神,以及對(duì)科學(xué)的熱愛。
一、薩頓的假說1.薩頓假說的主要內(nèi)容和依據(jù)(1)主要內(nèi)容:基因(遺傳因子)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):基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。
2.基因和染色體的行為比較
微思考是不是所有的基因都位于染色體上?提示:不是,線粒體和葉綠體中也有少量基因分布。
微判斷1基于薩頓假說的內(nèi)容和依據(jù),判斷下列表述是否正確。(1)基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。(　　)(2)薩頓利用假說—演繹法,推測(cè)基因在染色體上。(　　)(3)體細(xì)胞中基因成對(duì)存在,配子中只含1個(gè)基因。(　　)(4)蝗蟲體細(xì)胞中的24條染色體,12條來自父方,12條來自母方。(　　)
二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.實(shí)驗(yàn)者:生物學(xué)家摩爾根。2.實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法:假說—演繹法。3.實(shí)驗(yàn)材料:果蠅。4.實(shí)驗(yàn)過程
5.對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋(1)根據(jù)摩爾根的假設(shè),寫出各種表型的果蠅對(duì)應(yīng)的基因型。
(2)完成下列遺傳圖解。
6.演繹推理——測(cè)交(1)方案: F1中的紅眼雌性個(gè)體( XWXw )與白眼雄性個(gè)體( XwY )雜交。(2)結(jié)果:后代中紅眼∶白眼=1∶1,符合分離定律。7.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:決定果蠅紅眼和白眼的基因位于 X 染色體上,從而證明了基因在染色體上。8.基因和染色體的關(guān)系(1)一條染色體上有許多個(gè)基因。(2)基因在染色體上呈線性排列。
微判斷2基于摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn),判斷下列表述是否正確。(1)由于控制果蠅眼色的基因只存在于X染色體上,所以該基因不遵循基因的分離定律。(　　)(2)雌果蠅中性染色體是同型的,用XX表示;在雄果蠅中性染色體是異型的,用XY表示。(　　)(3)摩爾根及其同事假設(shè)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。(　　)(4)薩頓用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。(　　)
(5)摩爾根在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的雄果蠅中首次發(fā)現(xiàn)了白眼性狀,該性狀來自基因重組。(　　)(6)染色體和基因并不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,一條染色體上含有很多個(gè)基因。(　　)
三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
一摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)問題探究圖1為摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解,圖2為雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體組成示意圖。請(qǐng)據(jù)圖思考下列問題。
1.果蠅作為遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有哪些?提示:①相對(duì)性狀多且明顯;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。2.據(jù)圖1判斷,顯性性狀、隱性性狀分別是什么?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?提示:紅眼為顯性性狀,白眼為隱性性狀。是,因?yàn)镕1全部為紅眼,F2中紅眼和白眼個(gè)體的數(shù)量比為3∶1。
3.摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)F2中紅眼∶白眼=3∶1,表明果蠅的紅眼和白眼性狀是受一對(duì)等位基因控制的,不同的是白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相關(guān)聯(lián)。對(duì)此摩爾根等人提出了怎樣的假說來解釋該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?摩爾根等人作出該假設(shè)的依據(jù)是什么?提示: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。白眼性狀的遺傳和性別相關(guān)聯(lián),而且與X染色體的遺傳相似。
4.根據(jù)摩爾根的假說,分別寫出紅眼、白眼雌雄果蠅的基因型,并寫出果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析圖解。(相關(guān)基因用W和w表示)提示:紅眼雌果蠅為XWXW、XWXw,白眼雌果蠅為XwXw;紅眼雄果蠅為XWY,白眼雄果蠅為XwY。
歸納總結(jié)1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——發(fā)現(xiàn)問題
2.理論分析——提出假說(1)果蠅的紅眼與白眼是一對(duì)相對(duì)性狀。(2)F1全為紅眼,則紅眼是顯性性狀。(3)F2中紅眼∶白眼=3∶1,符合分離定律,紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制。
注:其中(1)(2)(3)為理論分析,(4)為假說。
(4)白眼性狀的表現(xiàn)與性別相關(guān)聯(lián),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型如下表所示。
3.演繹推理——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)一:F2中白眼雄果蠅與F1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,則遺傳圖解如下圖所示。
②若基因位于X染色體上,Y染色體上含有它的等位基因,則遺傳圖解如下圖所示。
③若基因位于常染色體上,則遺傳圖解如下圖所示。說明:①②③實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,故根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法驗(yàn)證假說,但通過本實(shí)驗(yàn)得到了白眼雌果蠅。
(2)實(shí)驗(yàn)二:利用“實(shí)驗(yàn)一”得到的白眼雌果蠅與一個(gè)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,則遺傳圖解如下圖所示。
③若基因位于常染色體上,則遺傳圖解如下圖所示。說明:在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)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①成立。
典例剖析【例1】已知果蠅的長翅和截翅由一對(duì)等位基因控制。多只長翅果蠅進(jìn)行單對(duì)交配(每個(gè)瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據(jù)此無法判斷的是(　　)A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀B.親代雌果蠅是雜合子還是純合子C.該等位基因位于常染色體上還是X染色體上D.該等位基因在雌果蠅體細(xì)胞中是否成對(duì)存在答案:C
解析:由截翅為“無中生有”可知,截翅為隱性性狀,長翅為顯性性狀,A項(xiàng)不符合題意。由雜交的后代發(fā)生性狀分離可知,親本雌果蠅一定為雜合子,B項(xiàng)不符合題意。無論控制翅形的基因位于X染色體上還是常染色體上,后代中均會(huì)出現(xiàn)長翅∶截翅=3∶1的分離比,C項(xiàng)符合題意。由后代中長翅∶截翅=3∶1可知,控制翅形的基因符合基因的分離定律,故可推測(cè)該等位基因在雌果蠅體細(xì)胞中是成對(duì)存在的,D項(xiàng)不符合題意。
學(xué)以致用1.在果蠅野生型個(gè)體與白眼突變體的雜交實(shí)驗(yàn)中,最早能夠判斷白眼基因位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是(　　)A.白眼突變體與野生型個(gè)體雜交,F1全部表現(xiàn)為野生型,雌、雄比例為1∶1B.F1自交,后代出現(xiàn)性狀分離,白眼全部是雄性C.F1中的雌性與白眼雄性雜交,后代出現(xiàn)白眼,且雌、雄中野生型與白眼的比例均為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
解析:白眼基因若位于X染色體上,則白眼性狀應(yīng)與性別有關(guān),其中B項(xiàng)是最早能判斷白眼基因位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
二孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋問題探究下圖為某生物細(xì)胞內(nèi)染色體和基因分布圖,請(qǐng)回答下列問題。
1.分離定律中的一對(duì)遺傳因子指一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因,圖中所示等位基因有哪些?提示: A、a,B、b和C、c。2.圖中非等位基因有哪些?能自由組合的又有哪些?提示:圖中非等位基因有A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。能自由組合的有A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。3.不考慮互換,該生物能產(chǎn)生幾種配子?提示:4種,即ABC、ABc、abC、abc。
4.孟德爾遺傳規(guī)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:分離定律中的一對(duì)遺傳因子指一對(duì)同源染色體上的一對(duì)等位基因。自由組合定律中的不同對(duì)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)1.兩個(gè)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,如下圖所示。
(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的分開而分離的同時(shí),位于非同源染色體上的非等位基因自由組合,如下圖所示。
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的自由組合定律,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此規(guī)律。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
典例剖析【例2】下圖表示果蠅的一個(gè)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(　　)
A.從性染色體情況來看,該果蠅只能形成1種配子B.e基因控制的性狀在雌、雄個(gè)體中出現(xiàn)的概率相等C.形成配子時(shí)基因A、a與B、b間可以自由組合D.只考慮3、4與7、8兩對(duì)染色體時(shí),該個(gè)體能形成4種配子答案:D
解析:圖中7為X染色體,8為Y染色體,從性染色體情況看,該果蠅能形成X、Y 2種配子,A項(xiàng)錯(cuò)誤。e基因位于X染色體上, Y染色體上沒有它的等位基因,因此e基因控制的性狀在雄性個(gè)體中出現(xiàn)的概率高于在雌性個(gè)體中出現(xiàn)的概率,B項(xiàng)錯(cuò)誤?；駻、a與B、b位于一對(duì)同源染色體上,減數(shù)分裂形成配子時(shí),基因A、a與B、b之間不能自由組合,C項(xiàng)錯(cuò)誤。只考慮3、4與7、8兩對(duì)同源染色體時(shí),該個(gè)體染色體上的非等位基因可自由組合,故能產(chǎn)生4種配子,D項(xiàng)正確。
學(xué)以致用2.下列各種基因型的個(gè)體的自交后代的表型比例為9∶3∶3∶1的是(　　)
解析:由自交后代表型比例為9∶3∶3∶1可知,應(yīng)涉及兩對(duì)等位基因,且兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上,遵循基因的自由組合定律。
1.右圖表示果蠅的某一條染色體上的幾個(gè)基因,下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)A.果蠅細(xì)胞內(nèi)基因數(shù)量要遠(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)的基因都位于染色體上答案:D
解析: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。
2.摩爾根用一只白眼雄果蠅進(jìn)行一系列雜交實(shí)驗(yàn)后,證明了基因位于染色體上,且白眼的遺傳和性別相關(guān)聯(lián)。其一系列雜交實(shí)驗(yàn)過程中,最早獲得白眼雌果蠅的途徑是(　　)A.親本白眼雄果蠅×親本雌果蠅B.親本白眼雄果蠅×F1雌果蠅C.F2白眼雄果蠅×F1雌果蠅D.F2白眼雄果蠅×F3雌果蠅答案:B
解析:白眼為隱性性狀,且控制該性狀的基因位于X染色體上,因此要獲得白眼雌果蠅,必須用白眼雄果蠅和攜帶白眼基因的雌果蠅雜交,B項(xiàng)符合題意;C、D兩項(xiàng)用時(shí)較長,不符合題意。
3.果蠅的紅眼對(duì)白眼為顯性,控制紅眼和白眼性狀的基因位于X染色體上。下列雜交組合中,通過眼色就可以直接判斷子代果蠅性別的是(　　)A.白眼(♀)×白眼(♂)B.雜合紅眼(♀)×紅眼(♂)C.白眼(♀)×紅眼(♂)D.雜合紅眼(♀)×白眼(♂)答案:C

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