1、第2节基因在染色体上学 习 目 标核 心 素 养1.用类比推理的方法，理解基因位于染色体上。2.用假说演绎方法证明基因在染色体上。(重、难点)3.说出孟德尔遗传规律的实质。(重点)1.通过分析基因在染色体上的证明过程，理解结构决定功能的基本观点，进一步领悟“假说演绎法”。2.通过对萨顿的思路分析，领悟并尝试运用类比推理的科学研究方法。一、基因在染色体上的证据1萨顿的假说(1)内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。(2)依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。(3)研究方法：类比推理。2基因位于染色体上的实验证据(1)果蝇的染色体分为常染色体和性染色体。
2、(2)摩尔根通过将果蝇的眼色(红色和白色)基因定位在X染色体上，从而证明了基因在染色体上。(3)研究方法：假说演绎法。(4)摩尔根新发现：基因在染色体上呈线性排列。二、孟德尔遗传规律的现代解释1基因分离定律的实质2基因的自由组合定律的实质(1)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。(2)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。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验所用的实验方法相同。()2染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多基因。()3蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。()4
3、非等位基因都位于非同源染色体上。()5等位基因随同源染色体的分离而分离，发生在减数第一次分裂的后期。()提示：1.萨顿的假说利用的是类比推理，而摩尔根的果蝇杂交实验利用的是假说演绎法。23蝗虫细胞的细胞质(如线粒体)中也含有少量遗传物质，这些遗传物质不存在于染色体上。4有些非等位基因也可以位于同源染色体上。5摩尔根的果蝇杂交实验问题探究果蝇以发酵烂水果上的酵母为食，广泛分布于世界各温带地区。早在1908年由天才遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台，在此后约30年的时间中，果蝇成为经典遗传学的“主角”，在遗传学各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。请分析作答：1果蝇作为实验材料的优点：相
4、对性状多、区分明显；培养周期短；成本低；易饲养；染色体数目少，便于观察等。2.如图表示 (填“雌”或“雄”)果蝇的染色体组成，其体细胞中含有 对染色体，其中、为 ，X、Y为 。3摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，他用这只白眼雄果蝇与多只红眼雌果蝇交配，获得F1，F1雌雄果蝇相互交配，得到F2。(1)F1全为红眼，F2中雌果蝇全为 ，雄果蝇既有 ，又有 ，且F2中红眼果蝇数量约占 ，说明性状表现与 有关。(2)上述果蝇眼色中， 是显性性状，受 对等位基因的控制，其遗传 (填“符合”或“不符合”)基因分离定律。(3)摩尔根对实验现象进行了解释：控制果蝇白眼的基因位于 上，Y染色体上不
5、含有它的 。(4)摩尔根利用 实验对假设进行了验证，最终得到实验结论： 。提示：2.雄4常染色体性染色体3(1)红眼红眼白眼3/4性别(2)红眼 一符合(3)X染色体等位基因(4)测交控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上归纳总结 摩尔根果蝇杂交实验的假说一演绎分析1实验现象发现问题2理论分析提出假说(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼，则红眼是显性性状。(3)F2中红眼白眼31，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表现型如下表：雌果蝇雄果绳基因型XWXWXW
6、XwXwXwXWYXwY表现型红眼红眼白眼红眼白眼注：其中(1)(2)(3)为理论分析，(4)为假说。3演绎推理实验检验(1)实验一：F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配。若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于X染色体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于常染色体上，则遗传图解如下：说明：实验结果相同，故根据本实验结果无法验证假说，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野生型纯种红眼雄果蝇交配。若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于X染色
7、体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下：若基因位于常染色体上，则遗传图解如下：说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与相同，与不同，由此可证明假说成立。易错提醒：与性染色体有关的两个“并非”(1)并非所有的生物都有性染色体。由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物无性染色体。(2)并非所有生物的X染色体都比Y染色体短，如人的X染色体比Y染色体长。1在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键的实验结果是()A白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现为野生型，雌雄比例11BF1相互交配，后代出现性状分离，白眼全部
8、是雄性CF1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为11D白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性BA项能说明野生型相对于突变型是显性性状，但不能判断白眼基因位于X染色体上，与题意不符；B项能说明这一对性状的遗传与性别有关，即控制该性状的基因位于X染色体上，且这是在摩尔根果蝇杂交实验中最早出现的实验现象，与题意相符；C项属于测交类型，不能说明白眼基因位于X染色体上，与题意不符；D项能说明控制该性状的基因位于X染色体上，但这是在摩尔根利用测交实验验证假说中出现的，不是最早，与题意不符。2摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述中，错误的是()A果蝇的眼色
9、遗传遵循基因的分离定律B摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说演绎法”C摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwYDF2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXWD子二代中，红眼和白眼的比例为31，说明果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律，A正确；摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说演绎法”，B正确；摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY，C正确；F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。孟德尔遗传规律的现代解释问题探究孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基
10、因对应关系是怎样的？提示：(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。(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。归纳总结 两个遗传定律的细胞学基础(1)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)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，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如图：特别提醒：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
11、循。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。1.如图表示某一昆虫个体的基因组成，以下判断正确的是(不考虑交叉互换)()A基因A、a与B、b遗传时遵循自由组合定律B该个体的一个初级精母细胞产生2种精细胞C有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为ABC或abcD该个体与另一相同基因型的个体交配，后代基因型比例为9331B基因A、a与B、b位于同一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，A错误；一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型只有2种，即ABC和abc或ABc和abC，B正确；有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为AaBbCc，C错误；不考虑交叉互换，该个体产生的配子种类及比例为ABCabcABca
12、bC1111，其与另一相同基因型个体交配，后代基因型有9种，比例为122141221，D错误。2(2019江苏高考)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中18表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是()A1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因B同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因18C1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离D1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子B不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因。1与3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A项错误。不考虑突变的情况下，同一个体的精原细胞的染色体与体细胞相
13、同，有丝分裂前期时一条染色体上含两条姐妹染色单体，故也含有图中的基因18，B项正确。不考虑突变的情况下，若发生了交叉互换引起的基因重组，则1与3也可能在减数第二次分裂分离，1与2也可能在减数第一次分裂分离，C项错误。 1与6在同一条染色体的两条姐妹染色单体上，故1与6不能组合形成重组型的配子，D项错误。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.基因和染色体行为存在着明显的平行关系。2基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因。3基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。4基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自
14、由组合。5萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说是运用了类比推理法。6摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说演绎法。1下列各项中不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是()A体细胞中基因和染色体成对存在，生殖细胞中二者都是成单存在B体细胞成对的基因和同源染色体都是一个来自父方一个来自母方C非同源染色体及其上的非等位基因自由组合D基因和染色体在生殖过程中都可能发生变异D在生殖过程中基因和染色体的变异是随机发生的，没有必然的联系，不能体现二者间的平行关系，故选D。2红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇都表现红眼，这些果蝇交配产生的子二代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌
15、果蝇占1/2。下列叙述错误的是()A红眼对白眼是显性B眼色的遗传遵循分离定律C眼色和性别表现为自由组合D子二代红眼雌果蝇有两种基因型C若控制眼色的基因用M、m表示，该过程遗传图解为P：红眼雌蝇(XMXM)白眼雄蝇(XmY)F1：红眼雌蝇(XMXm)红眼雄蝇(XMY)F2：红眼雌蝇(XMXM、XMXm)红眼雄蝇(XMY)白眼雄蝇(XmY)211。由于控制眼色的基因位于性染色体上，所以眼色和性别不会自由组合。3如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是()A果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目B基因在染色体上呈线性排列C黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律D细胞内的基因都在
16、染色体上D一条染色体上有多个基因，所以果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目，A项正确；基因在染色体上呈线性排列，B项正确；黄身基因与白眼基因位于同一条染色体上，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，C项正确；细胞核内的基因位于染色体上，细胞质内的基因位于线粒体和叶绿体中，D项错误。4据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是()A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自由组合。在选项A中的与是位于同源染色体上的基因，是不能自由组合的。5果蝇的灰身(B)和黑身(b)、红眼(R)和白眼(r)分别受一对等位基因控制，B、b基因位于常染色体上，R、r基因位于X染色体上。下表是杂交实验
17、结果：P灰身黑身红眼白眼F1灰身红眼F2灰身黑身31红眼白眼31(1)选果蝇作实验材料的优点是 (至少写出2点)。(2)F1随机交配，试推断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是 和 。(3)以上两对相对性状中，正交与反交产生子代的结果一致的是 ，不一致的是 。(4)现用纯合的灰身红眼果蝇()与黑身白眼果蝇()杂交，再让F1个体间杂交得到F2。预期F2可能出现的基因型有 种，雄性中黑身白眼的概率是 。解析根据题意，亲本XRXRXrYF1(XRXr、XRY)F2(XRXR、XRXr、XRY，XrY)，由此可见红眼果蝇中雄、雌性都有，白眼果蝇中只有雄性。由于灰身和黑身基因位于常染色体上，所以正交和反交结
18、果一致，而红眼和白眼基因位于X染色体上，正交和反交结果不同。纯合的灰身红眼果蝇()BBXRXR与黑身白眼果蝇()bbXrY杂交，F1个体的基因型是BbXRXr和BbXRY，它们杂交得F2，可能出现的基因型有3412种，出现黑身的概率为1/4，雄性中出现白眼的概率为1/2，所以雄性中黑身白眼的概率为1/8。答案(1)相对性状明显、繁殖速度快、易于饲养等(答出2点即可)(2)雄、雌性雄性(3)灰身和黑身红眼和白眼(4)121/8教材课后习题(教师用书独具)一、基础题1.D2.B二、拓展题1提示：这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体携带有控制该生物体所有性状的一整套基因。2提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动。未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是因为发生这类变异的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了。
