高中生物 第二章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上导学案 新人教版必修2.doc

第二章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上1. 理解类比推理方法的含义。2. 掌握摩尔根运用假说演绎方法证明基因在染色体上的过程。(重、难点) 3. 说出孟德尔遗传规律的实质。(重点) 学生用书p37) 一、萨顿的假说(阅读教材p27p28) 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。项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，有相对稳定的形态结构存在体细胞成对成对配子单个单条体细胞中来源一个来自父方，一个来自母方一条来自父方，一条来自母方形成配子时非等位基因自由组合非同源染色体自由组合二、基因位于染色体上的实验证据(阅读教材p28p30) 1. 实验现象2. 实验现象的解释xw,xwxw(红眼雌性) ,xwy(红眼雄性) xw,xwxw(红眼雌性) ,xwy(白眼雄性) 3. 实验现象解释的验证方法：测交。4. 实验结论：基因在染色体上。5. 发展：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。点拨细胞中的基因并非都位于染色体上。原核细胞的基因和真核细胞的细胞质基因都不位于染色体上。三、孟德尔遗传规律的现代解释(阅读教材p30) 1. 基因的分离定律的实质(1) 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性。(2) 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. 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(1) 基因和染色体行为存在着明显的平行关系。() 分析：基因位于染色体上，基因的行为和染色体的行为存在着明显的平行关系。(2) (2016江西临川高一检测) 萨顿利用假说演绎法，推测基因位于染色体上。() 分析：萨顿利用类比推理的方法提出了基因位于染色体上的假说。(3) 体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因。() 分析：配子中只含有等位基因中的1个基因。(4) 蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方。() (5) 基因分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离。() 分析：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。(6) (2016河南洛阳高一期末) 由于控制果蝇眼色的基因只存在于x染色体上，所以该基因在遗传过程中不遵循基因的分离定律。() 分析：遵循基因的分离定律。主题一基因在染色体上学生用书p38萨顿的假说结合下图，分析基因与染色体的关系。上述分析说明：基因与染色体之间存在平行关系，由此提出基因位于染色体上的假说。他采用的方法称为类比推理法。果蝇的染色体组成性别雌性雄性图示同源染色体4对4对常染色体、性染色体xxxy染色体组成6xx(同型) 6xy(异型) (1) 性染色体：雌雄异体的生物决定性别的染色体。(2) 常染色体：与性别决定无直接关系的染色体。摩尔根果蝇杂交实验分析(1) 实验现象发现问题：果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。f1全为红眼，则红眼是显性性状。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。白眼性状表现与性别相联系。(2) 理论解释根据表现型写出下表各种果蝇基因型雌果蝇雄果蝇基因型xwxwxwxwxwxwxwyxwy表现型红眼红眼白眼红眼白眼(3) 提出假说控制眼色的基因位于x染色体上，y染色体上没有其等位基因。(4) 实验验证验证实验方法：测交法，后代中红眼白眼11，符合分离定律。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。(1) 常染色体只存在于体细胞中吗？性染色体只存在于生殖细胞中吗？提示：不是；不是。常染色体和性染色体既存在于体细胞中，也存在于生殖细胞中。(2) 摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于x染色体上而不是只位于y染色体上？提示：只位于x染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于y染色体上，则f1中应有白眼雄蝇的出现。两种遗传研究方法归纳(1) 类比推理法：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：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，先运用自己的假说预测实验结果即演绎。1. (2016武汉高一检测) 摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体的位置时，经历了若干过程。白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关？白眼由隐性基因控制，仅位于x染色体上。对f1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中() a. 为假说，为推论，为实验b. 为观察，为假说，为推论c. 为问题，为假说，为实验d. 为推论，为假说，为实验2. (2016郑州高一检测) 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：雌果蝇雄果蝇f1大翅620大翅617f2大翅2 159大翅1 011小翅982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因分离定律，又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制翅形的基因位于x染色体上。遗传图解如下：pf1 f2xaxaxaxa xayxa大翅(雌) 大翅(雄) 小翅(雄)可见，f2中雌果蝇有两种基因型，分别为xaxa和xaxa。主题二两个遗传定律的细胞学基础学生用书p40分离定律与减数分裂的关系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。自由组合定律与减数分裂的关系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。分离定律和自由组合定律的适用条件(1) 进行有性生殖生物的性状遗传：进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制同一性状的成对基因发生分离，控制不同性状的基因自由组合分别进入到不同的配子中。(2) 真核生物的性状遗传：原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。细菌等原核生物和病毒遗传物质数目不稳定，变化无规律。(3) 细胞核遗传：真核生物细胞核内染色体有规律性地变化；而细胞质中的遗传物质变化和细胞核不同，不符合孟德尔遗传规律，而是具有母系遗传的特点。(4) 分离定律适用于一对相对性状的遗传，自由组合定律适用于多对相对性状的遗传。1. 下图中能正确表示基因分离定律实质的是() 2. (2016滨州高一检测) 右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. 从性染色体情况来看，该果蝇只能形成一种配子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，该个体能形成四种配子核心知识小结要点回眸规范答题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。随堂检测学生用书p411. 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. 基因、染色体在生殖过程中的完整性和独立性b. 体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是单一存在c. 体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个(条) 来自母方，一个(条) 来自父方d. 等位基因、非同源染色体的自由组合解析：选d。在减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。2. 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇都表现红眼，这些雌雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是() a. 红眼对白眼是显性b. 眼色遗传符合分离定律c. 眼色和性别表现为自由组合d. 红眼和白眼基因位于x染色体上3. 根据如图分析，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是() 解析：选a。位于非同源染色体上的非等位基因在减数分裂形成配子的过程中，遵循基因的自由组合定律。b、c、d三项中有关的基因都属于非同源染色体上的非等位基因，在减数分裂时，可以自由组合；而a项中的基因a与d、a与d分别是同一条染色体上的非等位基因，不遵循基因的自由组合定律。4. (2016安庆高一检测) 如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，错误的叙述是() a. 基因在染色体上呈线性排列b. 控制白眼和朱红眼的基因是非等位基因c. 朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因d. 基因决定果蝇的性状解析：选c。由图可知，一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列；控制白眼和朱红眼的基因在同一条染色体上，位置不同，故为非等位基因，同理朱红眼基因和深红眼基因也是非等位基因；由图可知，染色体上的基因控制果蝇的相关性状。5. (2016湖北宜昌联考) 下图甲、乙、丙、丁表示四株豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置，下列分析错误的是() a. 甲、乙豌豆杂交后代的性状分离比为31b. 甲、丙豌豆杂交后代有四种基因型、两种表现型c. 乙豌豆自交后代的性状分离比为121d. 丙、丁豌豆杂交后代的表现型相同6. 果蝇的红眼对白眼为显性，且控制眼色的基因在x染色体上。下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是() a. 杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇b. 白眼雌果蝇红眼雄果蝇c. 杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇d. 白眼雌果蝇白眼雄果蝇7. (2016临沂市沂水三中高一月考) 如图所示为果蝇细胞分裂图，请据图回答下列问题：(1) 图的细胞叫_。每个细胞有_对同源染色体。(2) 图、连续的分裂过程是否是一个细胞周期？为什么？_。(3) 果蝇的红眼(w) 对白眼(w) 为显性，这对基因位于x染色体上。若图表示一只红眼雄果蝇的精原细胞，请在图中标出该基因的位置。(4) 按(3) 题假设，若图中的a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果蝇，则b含有的性染色体为_。解析：(1) 已知图 为精原细胞，则图 为初级精母细胞经减数第一次分裂后产生的次级精母细胞，因同源染色体分离，染色体数目减半，所以无同源染色体。(2) 细胞周期是对连续分裂的细胞而言，减数分裂形成的配子染色体数减半，不再进行分裂。(3) w基因在x染色体上，y上没有相应的等位基因。识别图解找出不一样的同源染色体就是雄性果蝇的xy性染色体。(4) 一个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞，两两相同，即两个含xw、两个含y。由a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果蝇，知a含y染色体，b与a相同，故也含y染色体。答案：(1) 次级精母细胞0(2) 不是。因为减数分裂不可能周而复始地进行连续分裂(3) 如图所示(4) y课时作业学生用书p123(独立成册) 一、选择题1. (2016延安高一检测) 已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物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的基因b. 果蝇的体细胞只含有一个基因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，在配子中只含有成对基因中的一个2. (2016武汉高一检测) 关于孟德尔的一对相对性状杂交实验和摩尔根证实基因位于染色体上的果蝇杂交实验，下列叙述不正确的是() a. 两实验都设计了f1自交实验来验证其假说b. 实验中涉及的性状均受一对等位基因控制c. 两实验都采用了统计学方法分析实验数据d. 两实验均采用了“假说演绎”的研究方法解析：选a。孟德尔豌豆杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验都是设计测交实验来验证其假说。3. 红眼(r) 雌果蝇和白眼(r) 雄果蝇交配，f1全是红眼，自由交配所得的f2中红眼雌果蝇121只，红眼雄果蝇60只，白眼雌果蝇0只，白眼雄果蝇59只，则f2卵细胞中具有r和r及精子中具有r和r的比例分别是() a. 卵细胞：rr11精子：rr31b. 卵细胞：rr31精子：rr31c. 卵细胞：rr11精子：rr11d. 卵细胞：rr31精子：rr11解析：选d。亲代红眼雌果蝇基因型可能为xrxr、xrxr，白眼雄果蝇基因型为xry，因f1全为红眼个体，所以亲代红眼雌果蝇的基因型只能为xrxr，f1中红眼雄果蝇基因型为xry，红眼雌果蝇的基因型为xrxr，二者交配，f2的基因型及比例为xrxrxrxrxryxry1111，表现型及比例为红眼雌果蝇红眼雄果蝇白眼雄果蝇211。f2中红眼雌果蝇产生的卵细胞有两种类型：rr31，红眼雄果蝇和白眼雄果蝇产生含r、r两种类型的精子，其比例为11。4. (2016晋城高一检测) 下列叙述错误的是() a. 在减数分裂过程中，同源染色体分开，其上的等位基因分离b. 在减数分裂过程中，所有的非等位基因都可能自由组合c. 果蝇的红眼基因只存在于x染色体上d. 等位基因总是一个来自父方，一个来自母方5. (2016湖南衡阳六校联考) 果蝇中，正常翅(a) 对短翅(a) 为显性，此对等位基因位于常染色体上； 红眼(b) 对白眼(b) 为显性，此对等位基因位于x染色体上。现有一只纯合红眼短翅的雌果蝇和一只纯合白眼正常翅的雄果蝇杂交得到f1，f1中雌雄果蝇杂交得f2。你认为杂交结果正确的是() a. f1中无论雌雄都有红眼正常翅和红眼短翅b. f2雄果蝇的红眼基因来自f1中的雌果蝇c. f2雌果蝇中纯合体与杂合体的比例相等d. f2雌果蝇中正常翅个体与短翅个体的数目相等解析：选b。纯合红眼短翅的雌果蝇的基因型为aaxbxb，纯合白眼正常翅的雄果蝇的基因型为aaxby，f1中雌性个体的基因型为aaxbxb，雄性个体的基因型为aaxby，均表现为红眼正常翅；让f1雌雄个体交配，后代雄果蝇的红眼基因来源于f1中的雌果蝇；f2雌果蝇中纯合体(1/8aaxbxb和1/8aaxbxb) 占1/4，杂合体占3/4，两者的比例不相等；翅型的遗传与性别无关，f2中正常翅个体所占的比例为3/4，短翅占1/4。6. 果蝇的红眼基因(r) 对白眼基因(r) 为显性，位于x染色体上；长翅基因(b) 对残翅基因(b) 为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，f1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是() a. 亲本雌果蝇的基因型是bbxrxrb. 亲本产生的配子中含xr的配子占1/2c. f1出现长翅雄果蝇的概率为3/16d. 白眼残翅雌果蝇能形成bbxrxr类型的次级卵母细胞解析：选c。通过分析果蝇的亲子代之间的关系，先推导亲代基因型，然后逐项排查即可。从题目中f1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅，再结合亲本的表现型可知，红眼长翅果蝇的基因型为bbxrxr，白眼长翅果蝇的基因型为bbxry，a项正确；由亲本基因型可进一步推知两亲本产生xr配子的概率：父方为1/2，母方也为1/2，因此整体比例为1/2，b项正确；f1中出现长翅雄果蝇的概率是1/2(雄) 3/4(长翅) ，即3/8，c项错误；白眼残翅雌果蝇的基因型为bbxrxr，减数第一次分裂时同源染色体分离，染色体数目减半，在减数第二次分裂后期，每个着丝点一分为二，使两条复制而来的姐妹染色单体分开，由于其上基因相同(不考虑突变和交叉互换) ，因此，其形成的次级卵母细胞的基因型是bbxrxr。7. 以抗螟非糯性水稻(gghh) 与不抗螟糯性水稻(gghh) 为亲本杂交得f1，f1自交得f2，f2的性状分离比为9331。则f1中两对基因在染色体上的位置关系是() 8. 果蝇的灰身与黑身是一对相对性状，红眼与白眼为另一对相对性状。现有两只亲代果蝇杂交，子代表现型及比例如图所示。请据图分析，控制灰身与黑身的基因(a、a) 位于什么染色体上，哪种性状为显性性状，控制红眼与白眼的基因(b、b) 位于什么染色体上，哪种性状为隐性性状() a. 常、灰身，x、白眼b. x、灰身，常、白眼c. 常、黑身，x、红眼 d. x、黑身，常、红眼解析：选a。由图中数据可知，后代中灰身黑身31，且雌雄比例相同，故灰身为显性性状，基因位于常染色体上。红眼白眼31，但白眼性状仅出现于雄性个体，故红眼为显性性状，基因位于x染色体上。9. 某雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种，由一对等位基因控制。现有3组杂交实验，结果如下表：杂交组合亲代表现型子代表现型及株数父本母本雌株雄株1阔叶阔叶阔叶243阔叶119、窄叶1222窄叶阔叶阔叶83、窄叶78阔叶79、窄叶803阔叶窄叶阔叶131窄叶127下列有关表格数据的分析，错误的是() a. 根据第1组或第3组实验可以确定控制叶形的基因位于x染色体上b. 用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株占1/4c. 仅根据第2组实验无法判断两种叶形的显隐性关系d. 用第2组的子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代性状分离比为阔叶窄叶3110. (2016沈阳二中月考) 选纯种果蝇进行杂交实验，正交：朱红眼暗红眼，f1中只有暗红眼；反交：暗红眼朱红眼，f1中雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。与上述性状相关的基因为a和a，则下列说法错误的是() a. 正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型b. 反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上c. 正、反交的子代中，雌性果蝇的基因型都是xaxad. 若正、反交的f1代中雌、雄果蝇均自由交配，则其后代表现型的比例都是1111解析：选d。正反交实验常用于判断有关基因在常染色体上，还是在性染色体上，若正、反交结果相同，则位于常染色体上，若不同则在性染色体上，故a、b正确；纯种暗红眼纯种朱红眼的正交实验中，f1只有暗红眼，说明暗红眼为显性，f1中雌果蝇的基因型为xaxa，f1中雌雄果蝇自由交配，其后代表现型的比例是1(xay) 2(xaxa、xaxa) 1(xay) ；纯种朱红眼(xaxa) 纯种暗红眼(xay) 的反交实验中，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，其后代表现型的比例是1(xaxa) 1(xaxa) 1(xay) 1(xay) ，故c正确，d错误。二、非选择题11. 萨顿运用类比推理方法提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。摩尔根起初对此假说持怀疑态度。他和其他同事设计果蝇杂交实验对此进行研究。杂交实验图解如下：p红眼(雌) 白眼(雄) f1红眼(雌、雄) f1雌雄交配 f2红眼(雌、雄) 白眼(雄) 3/41/4请回答下列问题：(1) 上述果蝇杂交实验现象_(支持/不支持) 萨顿的假说。根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体(3对常染色体，1对性染色体) 的事实，摩尔根等人提出以下假设：_，从而使上述遗传现象得到合理的解释。(不考虑眼色基因位于y染色体上的情况) (2) 摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下实验图解是他们完成的测交实验之一：p红眼(f1雌) 白眼(雄)测交子代 红眼(雌) 红眼(雄) 白眼(雌) 白眼(雄)1/4 1/4 1/4 1/4(说明：测交亲本中的红眼雌果蝇来自杂交实验的f1) 上述测交实验现象并不能充分验证其假设，其原因是_。为充分验证其假设，需在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。写出该实验中亲本的基因型：_。预期子代的基因型：雌性_，雄性_。(提示：控制眼色的等位基因为w、w，亲本从上述测交子代中选取) 解析：(1) 在摩尔根的实验中，f2中只有雄性果蝇出现了突变性状，这说明该对相对性状的遗传是与性别有关的，将控制眼色的基因定位于x染色体上可以圆满地解释相应的现象，这说明该实验是支持萨顿假说的。(2) 利用f1中的雌果蝇进行测交实验时，无论基因在x染色体上还是在常染色体上，后代均会出现1111的性状分离比。根据性染色体传递的规律，可以选用显性