2020版高中生物第二章基因和染色体的关系2基因在染色体上课件（新人教版必修2）

第2节  基因在染色体上 一、萨顿的假说 结合“萨顿的假说”,下列叙述错误的有_____。 ①萨顿利用假说—演绎法,推测基因位于染色体上 ②体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因 ③基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 ①② ④类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性 ⑤基因、染色体在生殖过程中均保持完整性和独立性 二、基因位于染色体上的实验证据 1.实验者:美国生物学家_______。 2.实验科学方法:_____________。 3.实验材料:果蝇。 摩尔根 假说—演绎法 4.实验过程: (1)实验现象: 现象 分析 ①红眼为_____性状。 ②果蝇眼色的遗传符合 _________定律。 ③F2中白眼果蝇只有_____ 显性 基因分离 雄性 (2)实验假说。 ①内容:控制白眼的基因在__染色体上,而Y染色体 不含有它的_________。 X 等位基因 ②遗传图解: (3)实验验证:通过_____的方法进行验证。 (4)结论:控制白眼性状的基因只位于________上, 即基因位于染色体上。 5.基因与染色体的关系: (1)数量关系:一条染色体上有_____个基因。 (2)位置关系:基因在染色体上呈_________。 测交 X染色体 许多 线性排列 三、孟德尔遗传规律的现代解释 请依据遗传规律和减数分裂,判断下列叙述的正误: (1)一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位 基因。 ( ) (2)杂合子形成配子时,等位基因随同源染色体的分 开而分离。( ) √ √ (3)减数分裂过程中,等位基因分离,非等位基因自由 组合。 ( ) 提示:减数分裂过程中,等位基因分离,非同源染色体上 的非等位基因自由组合。 × (4)基因的自由组合发生在受精作用过程中。 ( ) 提示:基因的自由组合发生在减数分裂过程中,受精作用 中的精子与卵细胞的随机结合不属于自由组合。 × 【激疑】所有基因都遵循基因的分离定律吗? 提示:不是,位于同源染色体上的等位基因遵循基因的 分离定律,细胞质中的基因不遵循基因的分离定律。 知识点一 基因位于染色体上的实验证据 1.XY型生物的性别决定: 根据染色体与性别的关系,分为常染色体与性染色体。 (1)雌性染色体组成为:常染色体+性染色体(XX)。 (2)雄性染色体组成为:常染色体+性染色体(XY)。 (3)XY型生物的性别遗传图解如下: 2.果蝇测交实验分析: (1)实验一:F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配: 说明:杂交子代中,雌雄果蝇中均有红眼和白眼,与基因 位于常染色体表现相同,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。 (2)实验二:利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一个毫 无血缘关系的纯种红眼雄果蝇交配: 说明:杂交子代中,雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼, 性状表现与性别相联系,与基因位于常染色体表现不同, 由此可证明假说成立。 【思考·讨论】 摩尔根果蝇杂交实验与孟德尔一对相对性状杂交实验 相比,探讨所用方法及实验结果的异同点。(科学思维) (1)相同点:_____________________________________。 (2)不同点:__________________________________。 都运用了假说—演绎法;F2都发生性状分离 果蝇杂交实验中,眼色遗传与性别有关 【素养案例】 以下为某同学设计的两种杂交方案: 杂交1:纯种果蝇中,朱红眼♂×暗红眼♀,F1只有暗红 眼; 杂交2:纯种果蝇中,暗红眼♂×朱红眼♀,F1雌性为暗 红眼,雄性为朱红眼。 世纪金榜导学号 设相关基因为A、a,下列叙述不正确的是 (  ) A.杂交1和杂交2可用于判断有关基因所在位置 B.实验结果说明眼色基因不在常染色体上 C.杂交2中的F1自由交配,后代表现型比例为3∶1 D.两种杂交实验产生的F1中,雌性基因型都是XAXa 【解题导引】 (1)分析杂交组合:对比两种杂交方案的亲本可知,杂交 1和杂交2为正、反交。 (2)根据F1的性状推测亲本的性状和基因型。 【解析】选C。正、反交实验可用来区分常染色体遗传 与伴性遗传,A正确。若正、反交结果不同,且子代的表 现型与性别有关,说明控制性状的基因位于性染色体上; 若正、反交结果一致,说明控制性状的基因位于常染色 体上;题干中的实验结果属于第一种情况,说明控制眼 色的基因位于性染色体上,B正确。杂交2中,纯种朱红 眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY),F1雌性为暗红眼(XAXa), 雄性为朱红眼(XaY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代 基因型的比例为1(XAXa)∶1(XaXa)∶1(XAY)∶1(XaY),则 表现型的比例为1∶1∶1∶1,C错误。杂交1中:纯种暗 红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1中,雌性的 基因型为XAXa;杂交2中:纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗 红眼♂(XAY)得到的F1中,雌性的基因型为XAXa,D正确。 【方法规律】判断基因位于常染色体或性染色体上的 方法 方法 结果 基因的位置 统计 调查 根据子代某性 状在雌雄个体 中的比例来推 断 比例相同 一般在常染色 体上  比例不同 一般在X(或Y) 染色体上 方法 结果 基因的位置 设计 遗传 杂交 实验 若已知显 隐性:采 用显雄× 隐雌 若子代雌雄中各表现型 比例相同 在常染色体上 若子代雌显:雄隐=1 ∶1 在X染色体上  若不知显 隐性:采 用正反交 若两组子代雌雄中各表 现型比例均相同 在常染色体上 若有一组后代表现为雌 全与父本一致,雄全与母 本一致 在X染色体上 【素养·探究】——母题追问 (1)科学思维——归纳与概括 上题杂交1中,若F1中的雌雄个体相互交配,请分析子代 的表现型及比例。 提示:F1中果蝇基因型为XAXa、XaY,则子代中暗红眼∶ 朱红眼=1∶1。 (2)科学探究——设计实验 某同学欲证明上题两实验中F1雌果蝇的基因型均为杂 合子,请你帮他写出简要的实验思路。 提示:让F1雌果蝇分别与暗红眼雄果蝇杂交,观察子代 的表现型。若子代中出现朱红眼雄果蝇,则该果蝇为杂 合子。 【素养·迁移】 果蝇的红眼基因(W)对白眼基因(w)为显性,位于X染 色体上。在摩尔根的果蝇杂交实验中,下列叙述正确 的是 (  ) A.亲本雌果蝇的基因型为XWXw B.F2白眼果蝇中既有雄性,又有雌性 C.F1全为红眼果蝇,F2出现性状分离 D.控制果蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律 【解析】选C。在摩尔根的果蝇杂交实验中,亲本雌果 蝇的基因型为XWXW,A错误;F2白眼果蝇中只有雄性,雌性 全为红眼,B错误;亲本的基因型为XWXW、XwY,F1全为红 眼果蝇,F2出现性状分离,C正确;由于控制果蝇眼色的 基因位于X染色体上,故不遵循自由组合定律,D错误。 【补偿训练】   已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体,根据萨 顿的假说,关于果蝇减数分裂产生配子的说法,正确 的是 (  ) A.果蝇的精子中含有成对基因 B.果蝇的体细胞中只含有一个基因 C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父 方,也可以同时来自母方 D.在体细胞中,基因是成对存在的,在配子中只有成对 基因中的一个 【解析】选D。由于精子中无同源染色体,所以其中的 基因均不成对,A错误;果蝇的体细胞中含同源染色体, 所以基因都是成对的,且种类也很多,B错误;同源染色 体只能一条来自母方,一条来自父方,不会同时来自母 方或父方,C错误。 知识点二 孟德尔遗传规律的现代解释 1.等位基因与非等位基因的辨析: 等位基因 非等位基因 位置 同源染色体的同一 位置 同源染色体、非同源染色 体 特点 控制一对相对性状 控制不同相对性状 行为 随同源染色体分开 而分离 非同源染色体上的非等位 基因,随非同源染色体自 由组合而自由组合 等位基因 非等位基因 图 示 (1)A和a、B和b、C和c为等位基因。 (2)A和B、A和C、B和C、A和b等均 为非等位基因,其中A和B位于一条 染色体上,A和b位于同源染色体上, 不能自由组合;A和C、B和C位于非 同源染色体上,可自由组合 2.孟德尔遗传规律的适用范围: (1)有性生殖的生物。 (2)细胞核基因,其中只有非同源染色体上的非等位基 因遵循自由组合定律。 【思考·讨论】 1.减数分裂是遗传规律的细胞学基础,其中的哪一时期 可体现孟德尔遗传规律的实质?(生命观念) 提示:减数第一次分裂后期。 2.结合所学内容,请讨论遵循自由组合定律的基因存在 什么关系?(科学思维) 提示:非同源染色体上的非等位基因。 【素养案例】 (2019·合肥高一检测)现有①～④四个果蝇品系(都是 纯种),其中品系①的观测性状均为显性;品系②～④均 只有一种观测性状是隐性,其他性状均为显性。品系② ～④的隐性性状及其控制基因所在的染色体如表所示。 若要通过F2中出现9∶3∶3∶1的性状比来验证自由组 合定律,应先选择的亲本交配组合是 (  ) 世纪金榜导学号 A.②×④  B.①×②  C.②×③  D.①×④ 品系 ② ③ ④ 隐性性状 残翅 黑身 紫红眼 相应染色体 Ⅱ Ⅱ Ⅲ 【解题导引】 (1)明实质:基因自由组合定律的实质是等位基因彼此 分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (2)选亲本:依据自由组合定律的实质及题表信息选择 亲本。 【解析】选A。根据题意和题表分析可知:果蝇品系中 只有品系①的性状均为显性,品系②～④均只有一种性 状是隐性,其他性状均为显性;控制翅形和体色的基因 都位于Ⅱ号染色体上,控制眼色的基因位于Ⅲ号染色体 上,应选择位于两对染色体上的基因来验证基因的自由 组合定律,即②×④或③×④。 【误区警示】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遗传规 律,如叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规 律。 (3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律, 如原核生物细胞中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 【素养·探究】——情境迁移 某一年生草本植物种群的花色、茎的高矮和叶的宽窄 分别受三对等位基因A、a,B、b和C、c控制,某个体中 基因与染色体的位置关系如图所示: (1)某同学提出“三对等位基因中的任意一对基因的遗 传都遵循分离定律,任意两对基因的遗传都遵循自由组 合定律”,请你判断该同学的说法是否合理?说出你的判 断依据。(科学思维) 提示:不合理。三对等位基因中任意一对基因的遗传均 遵循分离定律,但其中等位基因A、a和B、b位于一对同 源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。 (2)若用该个体与另一亲本杂交来验证自由组合定律, 请写出另一亲本的基因型。(科学思维) 提示:aaBBcc。 【素养·迁移】 最能正确表示基因自由组合定律实质的是 (  ) 【解析】选D。基因自由组合定律的实质是在减数分裂 形成配子时,同源染色体上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,图D与之相符 合;图A中只有一对等位基因,不能发生基因自由组合; 图B表示双杂合子自交,符合基因的自由组合定律,但不 能体现自由组合定律的实质;图C中的两对等位基因位 于同一对同源染色体上,不符合基因的自由组合定律。 【补偿训练】   下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述,错误 的是 (  ) A.非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不 干扰的 B.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 C.同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合 D.同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非 等位基因自由组合 【解析】选C。同源染色体上的等位基因在减数第一次 分裂后期,随着同源染色体的分开而分离,非同源染色 体上的非等位基因在减数第一次分裂后期随着非同源 染色体的自由组合而自由组合,A、D正确。由于等位基 因位于同源染色体上,因此具有一定的独立性,B正确。 同源染色体上的非等位基因,若位于同一条染色体上, 只能关联在一起;若位于同源染色体上则只能分离,不 遵循自由组合定律,C错误。 【课堂回眸】