高中生物《基因在染色体上》导学案+课时作业.docx

高中生物《基因在染色体上》导学案+课时作业.docx

《高中生物《基因在染色体上》导学案+课时作业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物《基因在染色体上》导学案+课时作业.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中生物《基因在染色体上》导学案+课时作业

第2节　基因在染色体上

[学习目标]　1.理解“类比推理法”，通过比较基因和染色体的平行关系，掌握萨顿的假说。

2.结合教材P29图2－9、2－10，理解“基因在染色体上”的实验证据。

3.运用有关基因和染色体的知识，阐明孟德尔遗传规律的细胞学基础和实质。

知识点一　萨顿假说

知识梳理

1.研究方法：

类比推理法。

2．萨顿将基因与染色体的行为进行类比（填表）

3．结论：

基因和染色体行为存在着明显的平行关系，基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。

　1.类比推理和假说—演绎法有没有设计相应的验证实验？

提示：

假说—演绎法设计了相应的验证实验，类比推理没有。

2．类比推理是科学研究的重要方法之一，那么通过类比推理得出的结论是否一定是正确的呢？

提示：

不一定正确，还需要观察和实验的检验。

典题精析

[例]　下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是（　　）

A．基因在染色体上呈线性排列

B．体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的

C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子和受精过程中，具有相对稳定的形态结构

D．体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此

解题分析　基因在染色体上呈线性排列是由摩尔根和他的学生们发现的。

答案　A

知识点二　基因位于染色体上的实验证据

知识梳理

1.实验者：

美国生物学家摩尔根。

2．实验材料：

果蝇。

（1）果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点

①个体小，容易饲养。

②繁殖速度快，10多天就可繁殖一代。

③后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代。

④有明显的相对性状，便于观察和统计。

⑤染色体数目少（4对），便于观察。

（2）果蝇染色体组成

3．实验方法：

假说—演绎法。

4．研究过程

（1）实验现象——发现问题

①显性性状为红眼。

②F2的性状分离比为红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律。

③F2中雌性个体的性状为红眼，雄性个体的性状分离比为红眼∶白眼＝1∶1，性状表现与性别有关。

（2）提出问题：

白眼性状的表现为何总与性别相联系？

（3）理论解释——提出假说

①假说核心内容：

控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。

②实验解释

（4）测交实验——演绎推理、实验验证

①演绎推理

实验一：

说明：

杂交子代中，雌雄果蝇均有红眼和白眼，与基因位于常染色体上时表现相同，故根据本实验的结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。

实验二：

白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交

②实验验证：

实验结果与理论预期相符。

（5）实验结论：

决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明了基因在染色体上。

5．基因和染色体的关系

摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。

结论：

（1）一条染色体上有许多个基因。

（2）基因在染色体上呈线性排列。

　1.果蝇中的X染色体和Y染色体上的基因遵循孟德尔的遗传规律吗？

提示：

遵循。

因为X、Y染色体是一对同源染色体，上面的等位基因遵循孟德尔遗传规律。

2．果蝇的红眼（W）对白眼（w）是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。

现用一对果蝇杂交，一方为白眼，另一方为红眼，杂交后F1中雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，请回答：

（1）亲代果蝇的基因型是怎样的？

（2）上述过程的遗传图解是怎样的？

（3）能不能通过上述杂交实验，直接在F1中根据表现型确立性别？

提示：

（1）XwXw和XWY。

F1中雄果蝇均为白眼，因此，亲本雌果蝇一定为纯合隐性，也就是XwXw；子代雌果蝇均为红眼，亲代的雄果蝇一定含有XW，所以为XWY。

（2）遗传图解如图所示

（3）能。

因为白眼是雄果蝇，红眼是雌果蝇。

典题精析

[例1]　用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如下：

P

F1

①♀灰身红眼×♂黑身白眼

♀灰身红眼、♂灰身红眼

②♀黑身白眼×♂灰身红眼

♀灰身红眼、♂灰身白眼

下列说法不正确的是（　　）

A．实验中属于显性性状的是灰身、红眼

B．体色和眼色的遗传符合自由组合定律

C．若组合①的F1随机交配，则F2雄蝇中灰身白眼的概率为3/4

D．若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼的概率为1/8

解题分析　根据实验①♀灰身红眼×♂黑身白眼的后代只出现灰身红眼，说明灰身、红眼是显性性状，A正确；由①、②的后代可知，体色的遗传与性别无关，说明控制体色的基因位于常染色体上（相关基因用A、a表示），由组合②的后代中，雌性个体只有红眼，雄性个体只有白眼，说明控制眼色的基因位于X染色体上（相关基因用B、b表示），所以体色和眼色的遗传符合自由组合定律，B正确；组合①的F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，若组合①的F1随机交配，则F2雄果蝇中灰身白眼的概率为×＝，C错误；组合②的F1的基因型为AaXBXb和AaXbY，若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼的概率为×＝，D正确。

答案　C

[例2]　果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。

现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下：

F1：

大翅雌果蝇、雄果蝇共1237只；

F2：

大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只。

下列分析不正确的是（　　）

A．果蝇翅形大翅对小翅为显性

B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律

C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上

D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型

解题分析　大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性，A正确；根据题中信息“F2：

大翅雌果蝇2159只，大翅雄果蝇1011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，B正确；又因为大翅果蝇雌雄不等，可推知控制翅形的基因位于X染色体上。

遗传图解如下：

可见，F2中雌果蝇有两种基因型，分别为XAXA和XAXa，C正确，D错误。

答案　D

[例3]　下列关于基因和染色体关系的叙述中，正确的是（　　）

A．基因全部在染色体上

B．基因在染色体上呈线性排列

C．一条染色体上有一个基因

D．染色体就是由基因组成的

解题分析　基因和染色体行为存在着明显的平行关系，但细胞质中也有少量基因存在，A错误；基因在染色体上呈线性排列，这也说明一条染色体上有许多个基因，B正确，C错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，D错误。

答案　B

技法提升

确定基因位于常染色体上还是X染色体上的方法

（1）根据子代某性状在雌雄个体中的概率来推断：

若均等，一般可判断基因位于常染色体上，否则基因位于X染色体上。

（2）实验设计方法

①若不知显隐性，可采用正交与反交，若结果不同，则基因位于X染色体上；若结果相同，则基因位于常染色体上。

（前提：

都是核基因）

②已知显隐性（XY型生物）：

雌性选隐性性状，雄性选显性性状

a．若子代⇒基因位于X染色体上。

b．若子代性状与性别无关⇒基因位于常染色体上。

知识点三　孟德尔遗传规律的现代解释

知识梳理

1.基因的分离定律

（1）基因分离定律的实质是：

在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。

（2）分离定律的细胞学基础

分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，如图：

2．基因的自由组合定律

（1）基因自由组合定律的实质是：

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（2）自由组合定律的细胞学基础

自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如下图：

　如图为某生物细胞内染色体和基因分布图，请回答：

1．分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因，图中所示等位基因有哪些？

提示：

A、a和B、b和C、c。

2．图中非等位基因有哪些？

能自由组合的又有哪些？

提示：

图中非等位基因有A（或a）和C（或c）、B（或b）和C（或c）、A（或a）和B（或b）；能自由组合的有A（或a）和C（或c）、B（或b）和C（或c）。

3．不考虑交叉互换、该生物能产生几种配子？

提示：

4种，ABC、ABc、abC、abc。

典题精析

[例1]　下列有关减数分裂过程中基因和染色体变化的叙述，不正确的是（　　）

A．减数分裂时，同源染色体分开，等位基因也随之分离

B．染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开

C．非同源染色体自由组合，其上的非等位基因也可以自由组合

D．性染色体上的基因都是成对存在的

解题分析　在性染色体上，有些基因不是成对存在的，如果蝇的眼色基因位于X染色体上，而在Y染色体上没有与之相对应的等位基因。

答案　D

[例2]　如图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因，下列叙述正确的是（　　）

A．从染色体组成来看，该果蝇细胞只能形成一种配子

B．e基因控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等

C．形成配子时基因A、a与B、b间自由组合

D．只考虑3、4与7、8两对染色体时，该果蝇能形成四种配子，并且数量相等

解题分析　由图可知，该果蝇为雄性个体，精原细胞减数分裂形成2种配子，A错误；e基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，e是隐性基因，其控制的性状在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率，B错误；A、a与B、b位于一对同源染色体上，在减数分裂形成配子时，AB进入一个配子，ab进入另一个配子，它们连锁在一起，因此，A、a与B、b之间不能自由组合，C错误；只考虑3、4与7、8两对同源染色体时，该果蝇基因型可写成DdXeY，可产生DXe、dXe、DY、dY四种配子，且数量相等，D正确。

答案　D

知识拓展

基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律

（1）并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。

（2）并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循遗传规律。

（3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。

当堂检测——查漏补缺　巩固提升

1．下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关系的实验是（　　）

A．摩尔根的果蝇杂交实验

B．孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验

C．孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验

D．细胞的全能性实验

答案　A

解析　萨顿提出基因和染色体行为存在着明显的平行关系，摩尔根通过果蝇杂交实验证明了这种关系，并说明了基因在染色体上呈线性排列。

2．下列不能体现基因与染色体平行关系的是（　　）

A．间期的复制行为

B．间期蛋白质的合成

C．一半来自父方，一半来自母方

D．在减数第一次分裂后期自由组合

答案　B

解析　基因和染色体在间期都进行复制，A不符合题意；基因是DNA片段，间期蛋白质合成，不能体现基因与染色体之间的平行关系，B符合题意；受精卵由精子和卵细胞融合而来，核中的基因和染色体均是一半来自父方，一半来自母方，C不符合题意；非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因也自由组合，D不符合题意。

3．摩尔根用一只白眼突变体的雄性果蝇进行一系列杂交实验后，证明了基因位于染色体上。

其一系列杂交实验过程中，最早获得白眼雌果蝇的途径是（　　）

A．亲本白眼雄果蝇×亲本雌果蝇

B．亲本白眼雄果蝇