探究點一基因位于染色體上的實驗證據(jù)?問題導(dǎo)引果蠅體細(xì)胞的染色體組成是怎樣的?摩爾根是如何用果蠅雜交實驗來驗證基因在染色體上的?1.仔細(xì)觀察果蠅體細(xì)胞的染色體圖解,探討下列問題。
(1)果蠅體細(xì)胞中有 4對染色體,其中,常染色體 3對,性染色體 1對。(2)寫出雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體組成并說明有何不同。
答案:♀:第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ對(或3對)常染色體+XX(一對性染色體);♂:第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ對(或3對)常染色體+XY(一對性染色體)。雄果蠅中的性染色體是異型的(XY),雌果蠅中的性染色體是同型的(XX)。
2.果蠅雜交實驗(1)與孟德爾一對相對性狀的雜交實驗相比,果蠅的雜交實驗結(jié)果有何特別之處?答案:孟德爾一對相對性狀的雜交實驗中,F2的性狀與性別無關(guān),而果蠅的雜交實驗中,眼色與性別有關(guān),F2雄性全部為白眼果蠅,雌性中無白眼果蠅。(2)摩爾根依據(jù)什么現(xiàn)象提出了“控制白眼的基因在X染色體上”的假說?答案:根據(jù)后代白眼性狀的表現(xiàn)總是與性別相聯(lián)系,而且與X染色體的遺傳相似,提出了假說。
(3)摩爾根的假設(shè)①假設(shè):控制白眼的基因(用W表示)在X染色體上,而Y染色體上不含有它的等位基因。②據(jù)上述假設(shè),寫出各種果蠅的基因型。
③摩爾根用他的假設(shè)圓滿地解釋了實驗結(jié)果。
(4)摩爾根的設(shè)想是否正確,用什么方法來驗證?請寫出相關(guān)遺傳圖解。答案:測交實驗:F1紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅測交。
歸納提升兩種遺傳研究方法(1)類比推理法。薩頓根據(jù)蝗蟲細(xì)胞中染色體與基因的平行關(guān)系,由可見的染色體的行為推測看不見的基因的行為,但這種方法得出的結(jié)論不一定是正確的,是一種思維的產(chǎn)物。(2)假說—演繹法。無論是孟德爾還是摩爾根,都利用了該方法。先通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)問題,并提出解釋問題的假說,然后再設(shè)計測交實驗進(jìn)行驗證,在測交實驗出現(xiàn)結(jié)果以前,先運用自己的假說預(yù)測實驗結(jié)果,即演繹。
探究點二據(jù)基因在染色體上,嘗試解釋基因分離定律與基因自由組合定律的實質(zhì)?問題導(dǎo)引現(xiàn)代如何解釋孟德爾遺傳定律的實質(zhì)?下圖表示某種動物精原細(xì)胞中的染色體和染色體上的基因,據(jù)圖回答下列問題。
(1)1與2、3與4稱為同源染色體;1與3、1與4、2與3、2與4稱為非同源染色體;B與b稱為等位基因;A與b稱為非等位基因;進(jìn)入配子時,A與a分離,A與B、A與b自由組合。(2)圖中B和b、C和c兩對基因是否遵循自由組合定律?為什么?答案:不遵循。因為遵循自由組合定律的基因應(yīng)該是位于非同源染色體上的非等位基因,而B和b、C和c位于一對同源染色體上。
歸納提升孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1.孟德爾的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)是在減數(shù)分裂過程中,等位基因隨同源染色體分離而分開,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:
類型一　驗證基因在染色體上的實驗例1-1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配,子代雌、雄果蠅都表現(xiàn)紅眼,這些雌、雄果蠅交配產(chǎn)生的后代中,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.眼色遺傳符合分離定律C.眼色和性別表現(xiàn)自由組合D.紅眼和白眼基因位于X染色體上解析:由紅眼果蠅和白眼果蠅交配,子代全部表現(xiàn)為紅眼,推知紅眼對白眼是顯性;子代雌雄果蠅交配產(chǎn)生的后代,性狀與性別有關(guān),判斷控制眼色的基因位于X染色體上;眼色和性別不是自由組合,只有非同源染色體上的非等位基因控制的性狀才能自由組合。答案:C
例1-2果蠅的大翅和小翅是一對相對性狀,由一對等位基因A、a控制?，F(xiàn)用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配,再讓F1雌雄個體相互交配,實驗結(jié)果如下。F1:大翅雌果蠅、雄果蠅共1 237只。F2:大翅雌果蠅2 159只,大翅雄果蠅1 011只,小翅雄果蠅982只。下列分析不正確的是(　　)A.果蠅翅型大翅對小翅為顯性B.根據(jù)實驗結(jié)果判斷果蠅的翅型遺傳遵循基因分離定律C.根據(jù)實驗結(jié)果可證明控制翅型的基因位于X染色體上D.F2中雌果蠅基因型相同,雄果蠅有兩種基因型
解析:大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配,F1全是大翅果蠅,所以大翅對小翅為顯性。根據(jù)題中信息“F2:大翅雌果蠅2 159只,大翅雄果蠅1 011只,小翅雄果蠅982只”可知,大翅∶小翅≈3∶1,符合基因分離定律,又因為大翅果蠅雌雄不等,可推知控制翅型的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下:
可見,F2中雌果蠅有兩種基因型,分別為XAXA和XAXa。答案:D
類型二　遺傳定律的實質(zhì)例2-1下圖能正確表示基因分離定律實質(zhì)的是(　　)解析:基因分離定律的實質(zhì)是雜合子在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會隨著同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入到不同的配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。答案:C
例2-2基因的自由組合定律的實質(zhì)是(　　)A.有絲分裂過程中相同基因隨姐妹染色單體分開而分離B.減數(shù)分裂過程中等位基因隨同源染色體的分開而分離C.在等位基因分離的同時,所有的非等位基因自由組合D.在等位基因分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合解析:基因的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分離或組合是互不干擾的;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。答案:D
1.下列不能說明基因與染色體存在平行關(guān)系的是(　　)A.在體細(xì)胞中基因成對存在,染色體也是成對存在的B.體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方C.非等位基因自由組合,非同源染色體也自由組合D.基因在染色體上呈線性排列解析:在體細(xì)胞中基因成對存在,染色體也是成對的。體細(xì)胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方。非等位基因在形成配子時自由組合,非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的?；蛟谌旧w上呈線性排列是說明基因定位在染色體上,不能說明基因與染色體存在平行關(guān)系。答案:D
2.豬的體細(xì)胞中有19對(38條)染色體,其體細(xì)胞的染色體組成可表示為(　　)A.18+X或18+YB.37+X或37+YC.36+XX或36+YYD.36+XX或36+XY解析:豬為XY型性別決定的生物,母豬體細(xì)胞中染色體組成為36+XX,公豬體細(xì)胞中染色體組成為36+XY。答案:D
3.果蠅紅眼基因W和白眼基因w位于X染色體上,現(xiàn)有某對果蠅雜交后代中雌性全是紅眼,雄性中一半紅眼,一半白眼,則親本的基因型是(　　)A.XWXw和XWYB.XWXW和XwYC.XwXw和XWYD.XwXw和XwY解析:雜交后代中雄果蠅一半紅眼(XWY),一半白眼(XwY),它們的X染色體一定來自雌性親本,則雌性親本的基因型為XWXw,后代中雌果蠅全是紅眼,則雄性親本的基因型為XWY。答案:A
4.下列哪個雜合子自交后代的性狀分離比為9∶3∶3∶1? (　　)解析:自交后代性狀分離比為9∶3∶3∶1的個體應(yīng)為雙雜合子且兩對雜合基因位于非同源染色體上。A、B不是雙雜合子,D是雙雜合子,但兩對雜合基因存在于一對同源染色體上。答案:C
5.右下圖是果蠅體細(xì)胞染色體圖解,請據(jù)圖回答下面的問題。(1)果蠅的體細(xì)胞內(nèi)共有　　對染色體,其中　　　　　　為一對性染色體,該果蠅為　　性。?(2)圖中1和2是　　　　(填“同源”或“非同源”)染色體,A和a是　　　　基因,A和B是　　　　基因。?(3)該果蠅產(chǎn)生的配子有　　　　種,其中同時含a、b、c、d基因的配子占的比例是　　　　。?

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第2節(jié) 基因在染色體上

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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