2018版高中生物 第二章 基因和染色體的關系 第2節(jié) 基因在染色體上學案 新人教版必修2.doc

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第2節(jié)　基因在染色體上 1．用類比推理的方法，理解基因位于染色體上。 2．用假說—演繹方法證明基因在染色體上。(重、難點) 3．說出孟德爾遺傳規(guī)律的實質。(重點) 基 因 在 染 色 體 上 的 證 據(jù) 1．薩頓的假說 (1)內容：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系。 項目 基因 染色體 生殖過程中 在雜交過程中保持完整性和獨立性 在配子形成和受精過程中，有相對穩(wěn)定的形態(tài)結構 存 在 體細胞 成對 成對 配子 單個 單條 體細胞中來源 一個來自父方，一個來自母方 一條來自父方，一條來自母方 形成配子時 非等位基因自由組合 非同源染色體自由組合 2.基因位于染色體上的實驗證據(jù) (1)實驗者：美國生物學家摩爾根。 (2)實驗科學方法：假說—演繹法。 (3)實驗材料：果蠅。 (4)實驗證據(jù)： ①實驗過程： P　　　　紅眼(♀)白眼♂ ↓ F1 紅眼(♀、♂) ↓雌雄交配 F2紅眼(♀、♂)∶白眼(♂)＝3∶1 ②實驗分析。 Ⅰ.F1的結果說明紅眼是顯性性狀。 Ⅱ.F2的比例關系說明果蠅眼色的遺傳符合基因分離定律，紅眼和白眼受一對等位基因控制。 Ⅲ.F2白眼果蠅只有雄性，說明白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。 ③假設與解釋。 Ⅰ.假設：控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X 染色體上，Y染色體上無相應的等位基因。 Ⅱ.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→子代雌性紅眼∶雌性白眼∶雄性紅眼∶雄性白眼＝1∶1∶1∶1。 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。 3．摩爾根新發(fā)現(xiàn) 觀察圖示，得出以下結論： (1)一條染色體上有許多個基因。 (2)基因在染色體上呈線性排列 探討：用果蠅作為實驗材料有何優(yōu)點？ 提示：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。 探討：果蠅的紅眼(R)對白眼(r)是顯性，控制眼色的基因位于X染色體上?，F(xiàn)用一對果蠅雜交，一方為白眼，另一方為紅眼，雜交后F1中雄果蠅均為白眼，雌果蠅均為紅眼，請回答： (1)親代果蠅的基因型是怎樣的？ (2)若讓F1中的雌雄果蠅交配，F(xiàn)2的表現(xiàn)型和比例是怎樣的？ 提示：(1)XrXr和XRY。 (2)紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅＝1∶1∶1∶1。 　兩種遺傳研究方法歸納 (1)類比推理法：薩頓根據(jù)蝗蟲細胞中染色體與基因的平行關系，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論不一定是正確的，是一種思維的產物。 (2)假說—演繹法：無論是孟德爾還是摩爾根，都利用該方法，先通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)問題，并提出解釋問題的假說，然后再設計測交實驗進行驗證，在測交實驗出現(xiàn)結果以前，先運用自己的假說預測實驗結果即演繹。 1．下列各項中，不能說明基因和染色體行為存在平行關系的是(　　) A．基因、染色體在生殖過程中的完整性和獨立性 B．體細胞中基因、染色體成對存在，配子中二者都是單一存在 C．體細胞中成對的基因、同源染色體都是一個(條)來自母方，一個(條)來自父方 D．等位基因、非同源染色體的自由組合 【解析】　在減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨同源染色體的分離而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 【答案】　D 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行交配，再讓F1雌雄個體相互交配，實驗結果如下： 【導學號：10090059】 雌果蠅 雄果蠅 F1 大翅620 大翅617 F2 大翅2 159 大翅1 011　小翅 982 下列分析不正確的是(　　) A．果蠅翅形大翅對小翅為顯性 B．根據(jù)實驗結果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律 C．根據(jù)實驗結果可證明控制翅形的基因位于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行交配，F(xiàn)1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，又因為小翅果蠅只出現(xiàn)在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下： 可見，F(xiàn)2中雌果蠅有兩種基因型，分別為XAXA和XAXa。 【答案】　D 孟 德 爾 遺 傳 規(guī) 律 的 現(xiàn) 代 解 釋 1．基因分離定律的實質 2．基因的自由組合定律的實質 (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，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 探討：分離定律和自由組合定律發(fā)生在什么時期？ 提示：發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，具體地說都發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。 探討：如圖是某生物細胞內染色體和基因的分布圖，①和②、③和④是兩對同源染色體，請回答： (1)圖中屬于等位基因的有哪些？ (2)圖中非等位基因有哪些？ (3)上述非等位基因中，能自由組合的是哪些？ 提示：(1)A與a、B與b、C與c。 (2)A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。 (3)非同源染色體上的非等位基因能自由組合，即A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。 1．分離定律和自由組合定律的細胞學基礎 2．孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍 (1)適合于真核生物，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分離或自由組合而進行的。 (2)適合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(shù)分裂，只有能進行有性生殖的生物才能進行減數(shù)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。 1．據(jù)下圖，下列選項中不遵循基因自由組合定律的是(　　) 【解析】　基因自由組合定律的實質是位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合。在選項A中的 與是位于同源染色體上的基因，是不能自由組合的。 【答案】　A 2．下圖能正確表示基因分離定律實質的是(　　) 【解析】　基因分離定律的實質是：雜合子在產生配子時，等位基因隨同源染色體的分離而分離，獨立地進入不同的配子中。 【答案】　C 1．科學的研究方法是取得成功的關鍵，假說—演繹法和類比推理是科學研究中常用的方法，人類探索基因神秘蹤跡歷程中，進行了如下研究：①1866年孟德爾的豌豆雜交實驗：提出了生物的性狀由遺傳因子(基因)控制；②1903年薩頓研究蝗蟲的精子和卵細胞形成過程，提出假說：基因在染色體上；③1910年摩爾根進行果蠅雜交實驗：找到基因在染色體上的實驗證據(jù)。他們在研究的過程中所使用的科學研究方法依次為(　　) A．①假說—演繹法?、诩僬f—演繹法　③類比推理 B．①假說—演繹法?、陬惐韧评怼、垲惐韧评? C．①假說—演繹法?、陬惐韧评怼、奂僬f—演繹法 D．①類比推理?、诩僬f—演繹法?、垲惐韧评? 【解析】　孟德爾提出生物的性狀是由遺傳因子控制和摩爾根找到基因在染色體上的實驗證據(jù)運用的都是假說—演繹法。薩頓提出基因在染色體上的假說運用的是類比推理。 【答案】　C 2．摩爾根從野生型果蠅培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄性個體。他將白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅雜交，F(xiàn)1全部是紅眼。再讓F1紅眼果蠅相互交配，F(xiàn)2性別比為1∶1，紅眼占3/4，但所有雌性全為紅眼，白眼只限于雄性。為了解釋這種現(xiàn)象，他提出了有關假設。你認為最為合理的假設是(　　) A．白眼基因位于X染色體上 B．紅眼基因位于Y染色體上 C．白眼基因表現(xiàn)出雄性傳雌性再傳雄性的交叉遺傳 D．紅眼性狀為隱性性狀 【解析】　F1全部是紅眼，說明紅眼為顯性性狀，F(xiàn)2中所有雌性全為紅眼，白眼只限于雄性，說明控制紅眼的基因不可能位于Y染色體上，最合理的假設應是白眼基因在X染色體上。 【答案】　A 3．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(　　) 【導學號：10090061】 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 【解析】　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)白眼雄蠅(XmY)→F1：紅眼雌蠅(XMXm)紅眼雄蠅(XMY)→F2：紅眼雌蠅(XMXM、XMXm)∶紅眼雄蠅(XMY)∶白眼雄蠅(XmY)＝2∶1∶1。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。 【答案】　C 4．圖甲表示某果蠅體細胞染色體組成，圖乙表示該果蠅所產生的一個異常的生殖細胞，據(jù)圖回答下列問題： 　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 (1)果蠅的一個精原細胞中X染色體上的W基因在______________期形成兩個W基因，這兩個W基因在______________期發(fā)生分離。 (2)基因B、b與W的遺傳遵循______________定律，原因是___________。 (3)該精原細胞進行減數(shù)分裂時，次級精母細胞后期性染色體的組成為______________。 (4)圖乙所示的是一個異常的精細胞，造成這種異常的原因是在該精細胞形成過程中，______________________________________。 【解析】　(1)果蠅X染色體上的兩個W基因是DNA分子復制的結果，發(fā)生在細胞分裂的間期，這兩個W基因位于姐妹染色單體上，故其分離發(fā)生在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期。 (2)由于B、b基因位于常染色體上，而W基因位于性染色體上，故它們的遺傳遵循基因的自由組合定律。 (3)經減數(shù)第一次分裂產生的次級精母細胞中沒有同源染色體。 (4)圖乙細胞內含有兩條Y染色體，原因可能是減數(shù)第二次分裂后期染色單體分開后形成的子染色體未分開，從而進入同一精細胞中。 【答案】　(1)間　有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后 (2)基因的自由組合　這兩對基因位于非同源染色體上 (3)XX或YY (4)減數(shù)第二次分裂后期一對姐妹染色單體(或Y染色體)分開后形成的子染色體沒有分離課堂小結： 網(wǎng)絡構建 核心回扣 1.基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。 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質是等位基因隨同源染色體分開而分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 5.薩頓的“基因和染色體行為存在著明顯的平行關系”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。