1、第2节 基因在染色体上 课前自主预习案一、基因在染色体上的证据1萨顿的假说(1)内容：基因是由携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因在染色体上。(2)依据：基因和染色体行为存在着明显的关系。(3)研究方法：。染色体平行类比推理2基因位于染色体上的实验证据(1)果蝇的染色体分为染色体和染色体。(2)摩尔根通过将果蝇的眼色(红色和白色)基因定位在染色体上，从而证明了。(3)研究方法：。(4)摩尔根新发现：基因在染色体上呈排列。常性X基因在染色体上假说演绎法线性二、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)位于上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数
2、分裂过程中，同源染色体上的彼此分离的同时，非同源染色体上的自由组合。非同源染色体等位基因非等位基因判断对错(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。()提示：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。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。()提示：3蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。()提示：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非等位基因都位于非同源染色体上。()提示：有些非等位基因也可以位于同源染色体上。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
3、分裂的后期。()提示：课堂互动探究案 课程标准概述性染色体上的基因传递和性别相关联素养达成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”。(生命观念)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。(科学思维)3通过实验，判断基因在染色体上的位置。(科学探究)加拿大前外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了！”你知道郎宁反驳使用的是生物学中的什么方法吗？探究点一 摩尔根果蝇杂交实验【师问导学】一、分析教材 P29 图
4、 28、29 和 210，结合相关文字内容，讨论下列相关问题：1决定果蝇眼色的基因位于 X 染色体上，其中 W 基因控制红色，w 基因控制白色。那么，一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代能否出现白眼雌果蝇？提示：因为后代的雌果蝇一定含有来自父方的显性的红眼基因，所以后代中不可能出现白眼雌果蝇。2试分析如何知道控制某种性状的基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上。提示：用具有相对性状的亲本进行正交、反交，若正、反交后代雌雄个体中性状表现一致，则为常染色体上的基因所控制。若正、反交后代雌雄个体性状表现有明显差异，则为性染色体上的基因所控制。3摩尔根证明基因位于染色体上，采用的是类比推理吗？
5、提示：不是。采用的是假说演绎法。4结合孟德尔遗传规律的发现过程和萨顿假说的提出，比较假说演绎法和类比推理有什么不同？提示：假说演绎法对提出的假说进行实验验证，得出相应结论；类比推理只根据类比事物、现象之间的相同、相似之处作出假设，但没有对假设进行实验验证，因此类比推理得出的结论不具备逻辑的必然性。二、图 1 为摩尔根的果蝇杂交实验图解，图 2 为雌雄果蝇的染色体组成示意图。请据图思考下列问题：(1)用果蝇作为实验材料有何优点？提示：相对性状多、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)据图 2 思考：是不是所有的同源染色体形态、大小都相同？提示：不是，常染色体中同源染色
6、体的大小和形态相同，但性染色体的形态、大小可能不同。(3)摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又做出怎样的假设来解释这个问题？提示：白眼性状的表现总是与性别相联系。控制白眼的基因只位于 X 染色体上，在 Y 染色体上没有它的等位基因。(4)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用 W 和 w 表示)提示：雌果蝇：红眼XWXW、XWXw，白眼XwXw；雄果蝇：红眼XWY，白眼XwY。三、已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制(相关基因用 H、h 表示)，一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中灰体：黄体：灰体：黄体1：1：1：1。(1)能否确定灰体的显隐性？能否进一步确
7、定 H、h 位于常染色体还是 X 染色体上？提示：不能；不能。(2)经查资料得知，灰体对黄体为显性，且 H、h 位于 X 染色体上，请写出题干中灰体雌蝇和黄体雄蝇的基因型，并从它们的子代中选择两个组合证明控制灰体和黄体的基因位于 X 染色体上。提示：XHXh、XhY；XHXhXHY 或 XhXhXHY。【智涂笔记】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。类比推理与假说演绎法的比较(1)类比推理：将未知事物同已知事
8、物的性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质的假说类比推理得出的结论，并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。萨顿根据蝗虫细胞中染色体与基因的平行关系，由可见的染色体的行为推测看不见的基因的行为，但这种方法得出的结论不一定是正确的，是一种思维的产物。(2)假说演绎法：在观察和分析基础上提出问题通过推理和想像提出解释问题的假说根据假说进行演绎推理通过实验检验演绎推理的结论若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。无论是孟德尔还是摩尔根，都利用该方法，先通过杂交实验发现问题，并提出解释问题的假说，然后再设计测交实验进行验证，在测交实验出现结果以前，先
9、运用自己的假说预测实验结果即演绎。【师说核心】摩尔根果蝇杂交实验的假说演绎分析1实验现象发现问题P F1 F2红眼雌 白眼雄红眼雌 红眼雄红眼雌2/4红眼雄1/4 3/4白眼雄1/42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3:1，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 雄果蝇 基因型XWXWXWXwXwXwXWYXwY表现型红眼红眼白眼红眼白眼注：其中(1)(2)(3)为理论分析
10、，(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：测交：F1 红眼(雌)F2 白眼(雄)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，则遗传图解如下测交：F1 红眼(雌)F2 白眼(雄)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：
11、测交：白眼(雌)野生红眼(雄)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：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。【检测反馈】1能证明基因与染色体之间存在平行关系的实验是()A摩尔根的果蝇杂交实验B孟德尔的具有一对相对性状的豌豆杂交实验C孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂交实验D细胞全能性的实验解析：孟德尔的实验证明的是分离定律和自由组合定律；细胞全能性实验证明细胞中含有全套的遗传物质；摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。答案：A2在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂
12、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 1:1BF1 相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性CF1 雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1:1D白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性解析：A 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
13、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。答案：B3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 XWXW解析：子二代中，红眼和白眼的比例为 3:1，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“
14、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。答案：D探究点二 孟德尔遗传规律的现代解释【师问导学】1如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，和、和是两对同源染色体，请回答：(1)图中属于等位基因的有哪些？(2)图中非等位基因有哪些？(3)上述非等位基因中，能自由组合的是哪些？(4)分离定律和自由组合定律发生在什么时期？提示：(1)A 与 a、B 与 b、C 与 c。(2)除(1)之外，其他情况均属非等位基因。(3)A/a 与 C、c、B/b 与 C、
15、c 可自由组合。(4)发生在减数分裂过程中，具体地说都发生在减数第一次分裂后期。2孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基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。3等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别？提示：等位基因位于一对同源染色体的相同位置；非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。【智涂笔记】(1)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循分离定律，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。(2)真核细胞细胞质中的基因与原核细胞中的基因在遗传过程中均
16、不遵循孟德尔的两个遗传规律。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循。【师说核心】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：【检测反馈】1据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是()解析：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
17、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。答案：A2下列各种基因型的个体自交后代表现型比例为 9：3：3：1 的是()解析：由比例 9：3：3：1 可知，涉及两对等位基因，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。答案：C3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细胞内的基因都在染色体上解析：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
18、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。答案：D【网络建构】【主干落实】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。(一)问题探讨提示：这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程中的行为很相似。一条染色体上可能有许多个基因。(二)技能训练提示：不同的基因也许是 DNA 长链上的一个个片段。教材课后习题 一、基础题1D 2.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。