2024春新教材高中生物第2章基因和染色體的關(guān)系第2節(jié)基因在染色體上課件新人教版必修2

第2節(jié)基因在染色體上學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明記在平時(shí)——核心語句必背1.基于基因和染色體的相關(guān)事實(shí)，運(yùn)用歸納、概括、演繹推理等科學(xué)思維，闡明基因在染色體上，進(jìn)一步體會(huì)假說—演繹法。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．認(rèn)同科學(xué)研究需要豐富的想象力，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。1.薩頓的“基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系”的假說運(yùn)用了推理法；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)是在雜合子的細(xì)胞中，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。【主干知識(shí)梳理】一、薩頓的假說1．研究方法：______法。2．內(nèi)容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因就在染色體上。3．依據(jù)：基因和染色體的行為存在著明顯的

。平行關(guān)系推理項(xiàng)目基因染色體生殖過程中在雜交過程中保持_______________在配子形成和受精過程中，形態(tài)結(jié)構(gòu)_________存在體細(xì)胞成對(duì)成對(duì)配子______成單體細(xì)胞中來源成對(duì)基因一個(gè)來自

，一個(gè)來自母方一對(duì)同源染色體，一條來自父方，一條來自_____形成配子時(shí)非同源染色體上的

___________自由組合

自由組合完整性和獨(dú)立性相對(duì)穩(wěn)定成單父方母方非等位基因非同源染色體二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1．實(shí)驗(yàn)者：美國生物學(xué)家

。2．科學(xué)探究方法：

法。3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象摩爾根假說—演繹4．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋(1)假設(shè)：控制白眼的基因在

染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。(2)遺傳圖解：X5．結(jié)論：基因在染色體上。6．發(fā)展：一條染色體上有

個(gè)基因，基因在染色體上呈

排列。三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1．基因分離定律的實(shí)質(zhì)2．基因自由組合定律的實(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

彼此分離的同時(shí)，____________上的非等位基因自由組合。許多線性等位基因非同源染色體【教材微點(diǎn)發(fā)掘】1．果蠅是一種小型蠅類，以發(fā)酵腐爛水果上的酵母為食，因此在有水果的地方常常可以看到。下圖(教材第31頁圖2-9)為雌雄果蠅體細(xì)胞染色體的示意圖，據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)果蠅作為遺傳學(xué)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，易飼養(yǎng)；④染色體數(shù)目少，便于觀察；⑤具有性染色體。(2)果蠅體細(xì)胞中含有

對(duì)同源染色體，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為

，X、Y為

。(3)性染色體只存在于生殖細(xì)胞中嗎？提示：不是。常染色體和性染色體既存在于體細(xì)胞中，也存在于生殖細(xì)胞中。4常染色體性染色體2．下圖(教材第32頁圖2-11)為果蠅X染色體上一些基因的示意圖，據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)圖中控制朱紅眼和深紅眼的基因

(填“屬于”或“不屬于”)等位基因。(2)從圖中可以看出，基因在染色體上呈線性排列，但其分布是

(填“連續(xù)”或“不連續(xù)”)的。

(3)“基因在染色體上”是否適合所有生物？提示：“基因在染色體上”只適合于真核生物，其基因主要在染色體上；原核生物、病毒無染色體，故不適合“基因在染色體上”這種說法。不屬于不連續(xù)

教材問題提示思考·討論1(教材第30頁)同意。假設(shè)控制高莖的顯性基因用D表示，控制矮莖的隱性基因用d表示，分別標(biāo)注在染色體上的橫線旁(如圖所示)。思考·討論2(教材第31頁)1．能?？捎肍1的紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn)，如果后代中出現(xiàn)紅眼雌果蠅、白眼雌果蠅、紅眼雄果蠅和白眼雄果蠅這4種類型，且數(shù)量各占1/4；再選用其中的白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，如果子代中雌果蠅都是紅眼，雄果蠅都是白眼，則可以證明他們的解釋是正確的。2．不能。如果控制白眼的基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，因?yàn)閄染色體上的紅眼基因?qū)Π籽刍驗(yàn)轱@性，所以子代不會(huì)出現(xiàn)白眼雄果蠅，這與摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符；如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼，也不能解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。新知探究(一)摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的假說—演繹分析【探究·深化】[問題驅(qū)動(dòng)]

據(jù)摩爾根雜交實(shí)驗(yàn)思考下列問題：(1)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，眼色這一相對(duì)性狀符合什么遺傳規(guī)律？提示：基因分離定律。(2)摩爾根為何假設(shè)控制果蠅眼色的基因只位于X染色體上而不是只位于Y染色體上？提示：只位于X染色體上能合理地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如果只位于Y染色體上，則F1中應(yīng)有白眼雄蠅出現(xiàn)。(3)由果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能說明控制眼色的基因只位于X染色體上嗎？提示：不能。如果控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體上，純合紅眼雌蠅和純合白眼雄蠅雜交，F(xiàn)2中紅眼∶白眼＝3∶1，也符合果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．理論分析——提出假說(1)果蠅的紅眼、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，表明果蠅的紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制。(4)白眼性狀的表現(xiàn)與性別相關(guān)聯(lián)。如果控制眼色的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。各種果蠅的基因型及表型如表：注：其中(1)(2)(3)為理論分析，(4)為假說。

雌果蠅雄果蠅基因型XWXWXWXwXwXwXWYXwY表型紅眼紅眼白眼紅眼白眼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，Y染色體上沒有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：②若Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解表示如下：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若Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解表示如下：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?！镜漕}·例析】[例1]在摩爾根所做的果蠅野生型與白眼突變體雜交實(shí)驗(yàn)中，最早能夠判斷白眼基因位于X染色體上的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是

(

)A．白眼突變體與野生型雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為野生型，雌雄比例為1∶1B．F1相互交配，后代出現(xiàn)性狀分離，白眼全部是雄性C．F1雌性與白眼雄性雜交，后代出現(xiàn)白眼，且雌雄比例為1∶1D．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]

A項(xiàng)能說明野生型相對(duì)于突變型是顯性，但不能判斷白眼基因位于X染色體上，與題意不符；B項(xiàng)能說明這一對(duì)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(shí)驗(yàn)中最早出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與題意相符；C項(xiàng)屬于測交實(shí)驗(yàn)，不能說明白眼基因位于X染色體上，與題意不符；D項(xiàng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說中出現(xiàn)的，不是最早說明白眼基因位于X染色體上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與題意不符。[答案]

B[例2]摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

(

)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(shí)驗(yàn)和孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)一樣，都采用了假說—演繹法C．摩爾根所作的假設(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XwYD．F2中紅眼雌果蠅的基因型只有XWXW[解析]

F2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(shí)驗(yàn)和孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)一樣，都采用了假說—演繹法，B正確；摩爾根所作的假設(shè)是控制白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因，親本中白眼雄果蠅的基因型是XwY，C正確；F2中紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw，D錯(cuò)誤。[答案]

D【應(yīng)用·體驗(yàn)】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。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．紅眼對(duì)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：非同源染色體上的非等位基因發(fā)生自由組合，眼色基因與性別基因均位于性染色體上，不能表現(xiàn)自由組合。故選C。答案：C

2．決定果蠅眼色的基因位于X染色體上，其中W基因控制紅色性狀，w基因控制白色性狀。一只紅眼雌果蠅與一只紅眼雄果蠅雜交，其后代中不可能出現(xiàn)的是

(

)A．紅眼雄果蠅 B．白眼雄果蠅C．紅眼雌果蠅 D．白眼雌果蠅解析：先寫出親代基因型，紅眼雌果蠅：XWXW或XWXw，紅眼雄果蠅：XWY。若XWXW×XWY→XWXW(紅眼雌果蠅)、XWY(紅眼雄果蠅)；若XWXw×XWY→XWXW(紅眼雌果蠅)、XWXw(紅眼雌果蠅)、XWY(紅眼雄果蠅)、XwY(白眼雄果蠅)?？梢姡蟠胁豢赡苡邪籽鄞乒墶９蔬xD。答案：D

新知探究(二)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋【拓展·深化】1．等位基因與非等位基因的辨析

等位基因非等位基因位置同源染色體的同一位置同源染色體、非同源染色體特點(diǎn)控制一對(duì)相對(duì)性狀控制不同相對(duì)性狀行為隨同源染色體分開而分離非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合圖示①A和a、B和b、C和c為等位基因(即孟德爾所說的成對(duì)的遺傳因子)②A和B、A和C、B和C、A和b等均為非等位基因(即孟德爾所提出的不同對(duì)的遺傳因子)，其中A和B位于一條染色體上，A和b位于同源染色體上，不能自由組合；A和C、B和C位于非同源染色體上，可自由組合2．兩個(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：[思考·討論](1)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：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。②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。(2)等位基因和非等位基因在染色體上的分布位置有何區(qū)別？提示：等位基因位于一對(duì)同源染色體的相同位置；非等位基因位于非同源染色體上或同源染色體的不同位置。[典題·例析][例1]

(2019·江蘇高考)如圖為初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)的一對(duì)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

(

)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(gè)體的精原細(xì)胞有絲分裂前期也應(yīng)含有基因1～8C．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[解析]

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錯(cuò)誤。不考慮突變的情況下，同一個(gè)體精原細(xì)胞的染色體與體細(xì)胞的相同，有絲分裂前期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正確。不考慮突變的情況下，若發(fā)生了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錯(cuò)誤。1與6在同一條染色體的兩條姐妹染色單體上，不能組合形成重組型的配子，D錯(cuò)誤。[答案]

B[例2]如圖表示某一昆蟲個(gè)體的基因組成，以下判斷正確的是(不考慮互換)(

)A．基因A、a與B、b遺傳時(shí)遵循自由組合定律B．該個(gè)體的一個(gè)初級(jí)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?yàn)锳BC或abcD．該個(gè)體與另一相同基因型的個(gè)體交配，后代基因型比例為9∶3∶3∶1[解析]

基因A、a與B、b位于同一對(duì)同源染色體上，不遵循自由組合定律，A錯(cuò)誤；一個(gè)初級(jí)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?yàn)锳aBbCc，C錯(cuò)誤；不考慮互換，該個(gè)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(gè)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(cuò)誤。[答案]

B易錯(cuò)提醒————————————————————————————基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律(1)原核生物和病毒中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)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孟德爾的遺傳規(guī)律。(3)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?！緫?yīng)用·體驗(yàn)】1．據(jù)下圖，下列選項(xiàng)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(shí)質(zhì)是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。在選項(xiàng)A中的

與

是位于同一對(duì)同源染色體上的基因，是不能自由組合的。故選A。答案：A

2.右圖表示果蠅的一個(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．從染色體情況看，該果蠅只能形成一種配子B．基因e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(gè)體，圖中7為X染色體，8為Y染色體，因此，從染色體情況看，它能形成兩種配子，A錯(cuò)誤；基因e位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因，所以基因e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錯(cuò)誤；基因A、a與B、b位于同一對(duì)同源染色體上，經(jīng)減數(shù)分裂過程形成配子時(shí)，基因A、B進(jìn)入一個(gè)配子，基因a、b進(jìn)入另一個(gè)配子，它們連鎖在一起，因此，基因A、a與B、b之間不能自由組合，C錯(cuò)誤；只考慮3、4與7、8兩對(duì)同源染色體時(shí)，該果蠅基因型可寫成DdXeY，可產(chǎn)生DXe、dXe、DY、dY四種配子，且數(shù)量相等，D正確。答案：D

科學(xué)思維——推理法(一)由基因在染色體上的推理初識(shí)推理法(二)推理法與假說—演繹法的比較項(xiàng)目

推理法假說—演繹法原理將未知的和已知的做比較，根據(jù)驚人的一致性(即平行關(guān)系)，做出它們之間有關(guān)系的推理在提出問題、作出假說的基礎(chǔ)上對(duì)未知世界進(jìn)行演繹推理，再與實(shí)際實(shí)驗(yàn)做比較以驗(yàn)證假說的正確性結(jié)論不具有邏輯的必然性，不一定正確，還需要驗(yàn)證具有邏輯的必然性，是科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，一定正確實(shí)例薩頓的假說：基因在染色體上孟德爾的兩大遺傳定律、摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明眼色基因位于染色體上，以及第3章中的DNA的半保留復(fù)制等【素養(yǎng)評(píng)價(jià)】1．美國遺傳學(xué)家薩頓在用蝗蟲細(xì)胞作材料研究精子和卵細(xì)胞的形成過程中，提出了“基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系”的假說。下列說法不符合其觀點(diǎn)的是

(

)A．基因在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性B．在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)存在的C．體細(xì)胞中成對(duì)的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方D．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Ⅱ后期也是自由組合的解析：基因和染色體在行為上保持一致性，在體細(xì)胞中兩者都成對(duì)存在，其來源上一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方。同源染色體分離