2024-2025学年新教材高中生物第二章基因和染色体的关系第2节基因在染色体上教案新人教版必修第二册

PAGEPAGE15第2节基因在染色体上课程标准要求核心素养对接学业质量水平阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合；阐明有性生殖中基因的分别和自由组合。1.生命观念——驾驭基因在染色体上的本质，并能利用此观念说明各种情景中的生命现象。水平二2.科学思维——基于染色体和基因的平行一样的关系，理解萨顿运用类比推理的方法，得出基因应当位于染色体上的科学假说。水平一3.科学探究——利用果蝇作为试验材料，理解摩尔根等人通过假说—演绎的科学思维方法，证明基因位于染色体上的科学探究过程。水平二萨顿的假说———————————————自主梳理———————————————1.探讨方法类比推理。将看不见的基因和看得见的染色体进行类比2.依据基因和染色体的行为存在明显的平行关系。项目基因染色体性质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，保持相对稳定的形态结构存在形式体细胞成对成对配子成对中的一个成对中的一条来源成对的基因一个来自父方、一个来自母方同源染色体一条来自父方，一条来自母方行为非等位基因在形成配子时自由组合非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期时自由组合3.内容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。[典例1]萨顿通过类比推理法得出“基因在染色体上”的推论，下列能为该推论供应证据的是()①基因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，染色体保持相对稳定的形态结构②基因和染色体在体细胞中都成对存在③一个DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个DNA分子④基因和染色体在配子中都成单存在⑤等位基因一个来自父本一个来自母本，同源染色体一条来自父本一条来自母本⑥形成配子时，等位基因分别的同时非等位基因自由组合，同源染色体分别的同时非同源染色体自由组合A.①②④⑤⑥ B.①②③⑤⑥C.①②③④⑤ D.②③④⑤⑥答案A[对点练1]大量事实表明，萨顿发觉的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推想，哪一项是没有劝服力的()A.基因在染色体上B.同源染色体分别导致等位基因分别C.每条染色体上都有很多基因D.非同源染色体自由组合使非等位基因自由组合解析萨顿用蝗虫细胞作材料探讨了精子和卵细胞的形成过程，并提出了如下推论：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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。但是“每条染色体上都有很多基因”的结论，通过基因行为与染色体行为的平行关系得不出。答案C联想质疑基因位于染色体上的试验证据———————————————自主梳理———————————————1.试验者美国生物学家摩尔根。2.试验科学方法假说—演绎法。萨顿提出“基因在染色体上”，摩尔根证明白“基因在染色体上”3.试验材料果蝇。4.试验证据(1)试验过程：(2)(3)假设与说明：①假设：限制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。②说明：(4)测交验证：亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代雌性红蝇∶雌性白蝇∶雄性红蝇∶雄性白蝇＝1∶1∶1∶1。(5)试验结论：限制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上→基因位于染色体上。5.摩尔根的新发觉——基因和染色体的关系(1)人的体细胞中有23对染色体，基因大约有2.6万个，可以推想：一条染色体上有多个基因。(2)基因在染色体上呈线性排列。同一个DNA分子上的多个基因之间互不重叠相间分布[典例2](2024·无锡一中期中)通过试验证明白基因位于染色体上的科学家是()A.孟德尔 B.约翰逊C.萨顿 D.摩尔根解析孟德尔通过豌豆杂交试验提出基因的分别定律和基因的自由组合定律，A不符合题意；约翰逊提出了基因的概念，B不符合题意；萨顿蝗虫细胞视察试验采纳类比推理法提出基因位于染色体上的假说，C不符合题意；摩尔根的果蝇杂交试验采纳假说—演绎法，证明基因在染色体上，D符合题意。答案D[对点练2](2024·广州市试验中学期中)下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列有关叙述错误的是()A.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因B.果蝇每条染色体上基因数目不肯定相等C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上有很多个基因解析朱红眼与深红眼基因是同一条染色体上的基因，不是等位基因，A错误；果蝇每条染色体上基因数目不肯定相等，B正确；据图示可知，该染色体上的基因呈线性排列，C正确；据图可知，一条染色体上有很多个基因，D正确。答案A联想质疑果蝇作为遗传学的经典试验材料的优点①相对性状多且明显；②培育周期短；③成本低，易饲养；④染色体数目少，便于视察；⑤具有性染色体【易错提示】(1)常染色体中同源染色体的大小和形态相同，但性染色体的形态、大小可能不同，假如蝇的X与Y。(2)书写基因型时，常染色体上的基因干脆书写，性染色体上的基因书写在性染色体的右上角。(3)已知红眼基因(B)与白眼基因(b)位于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，则红眼雌果蝇的基因型有XBXB、XBXb两种，白眼雌果蝇的基因型只有XbXb一种，红眼雄果蝇的基因型只有XBY一种，白眼雄果蝇的基因型只有XbY一种。【归纳总结】假说—演绎法与类比推理法的比较类比推理法假说—演绎法原理将未知的和已知的做比较，依据惊人的一样性(即平行关系)，做出它们之间有关系的推理在提出问题，做出假说的基础上对未知世界进行演绎推理，再与实际试验做比较以验证假说的正确性结论不具有逻辑的必定性，不肯定正确，还须要验证具有逻辑的必定性，是科学的试验结论，肯定正确实例萨顿的假说：基因位于染色体上孟德尔的两大遗传定律、摩尔根的果蝇杂交试验证明基因位于染色体上、DNA的半保留复制孟德尔遗传规律的现代说明———————————————自主梳理———————————————分别定律与自由组合定律的比较规律内容基因的分别定律基因的自由组合定律描述对象一对同源染色体上的等位基因非同源染色体上的非等位基因行为特点具有肯定的独立性分别或组合互不干扰发生时间减数分裂过程中减数分裂过程中结果等位基因伴同源染色体的分开而分别非同源染色体上的非等位基因自由组合图示(1)某生物的两对相对性状分别受A/a和B/b限制。一个基因型为AaBb的个体中，A和B基因位于一条染色体上，a和b位于其同源染色体上。该生物自交，后代的性状表现如何？测交呢？(不考虑互换)提示自交后代共有两种表现型，比例为A_B_∶aabb＝3∶1；测交后代也有两种表现型，比例为A_B_∶aabb＝1∶1。(2)若(1)中该基因型为AaBb的个体中，A和b基因位于一条染色体上，a和B位于其同源染色体上。该生物自交，后代的性状表现如何？测交呢？(不考虑互换)提示自交后代共有3种表现型，比例为aaB_∶A_B_∶A_bb＝1∶2∶1；测交后代有两种表现型，比例为aaB_∶A_bb＝1∶1。[典例3](2024·铁人中学期中)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()解析由自交后代表现型比例为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C[对点练3]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，下列有关叙述正确的是()A.从性染色体组成状况上看，该果蝇只能形成一种配子B.e基因所在的染色体是Y染色体C.形成配子时基因A、a与D、d之间不能自由组合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，并且各种配子数量相等解析由图可知，该果蝇为雄性个体，图中7为X染色体，8为Y染色体，因此，从性染色体组成状况上看，它能形成X、Y两种配子；7和8形态不同，为性染色体中的X和Y，果蝇的Y染色体比X大，所以7为X染色体；A、a与D、d位于两对同源染色体上，减数分裂时，A、a与D、d之间能够自由组合；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，产生DXe、dXe、DY、dY四种配子且数量相等，即各占1/4。答案D联想质疑【归纳总结】(1)分别定律的适用条件：①真核生物；②有性生殖；③细胞核遗传；④位于同源染色体上的1对等位基因。(2)自由组合定律的适用条件：①真核生物；②有性生殖；③细胞核遗传；④位于n对同源染色体上的n对等位基因(n≥2)。【易错提示】基因的行为并非都遵循孟德尔遗传规律(1)并不是全部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才遵循自由组合定律，同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。(2)并不是真核生物中全部的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体等细胞质中的基因就不遵循。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。课堂小结随堂检测1.在果蝇性别确定中，对性别起确定作用的细胞是()A.精子 B.卵细胞C.初级精母细胞 D.初级卵母细胞答案A2.果蝇的性染色体存在于()A.精子 B.卵细胞C.体细胞 D.以上三种细胞答案D3.在豌豆杂交试验中，高茎与矮茎杂交，F2中高茎和矮茎的比为787∶277，上述试验结果的实质是()A.高茎基因对矮茎基因是显性B.F1自交，后代出现性状分别C.限制高茎和矮茎的基因不在一条染色体上D.等位基因伴同源染色体的分别而分开答案D4.果蝇的红眼受X染色体上的一个显性基因限制，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可干脆推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×白眼雄果蝇答案B5.下列各项中，错误的是()A.染色体是DNA的主要载体B.DNA是染色体的组成成分C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上只有一个基因答案D6.依据下图回答下面的问题。(1)基因在染色体上是________提出的，是________证明的。(2)此图为果蝇的染色体图解。此图中有________对同源染色体。常染色体是图中的____________；性染色体是图中的________。(3)图中________是等位基因；________是非等位基因。(4)写出此果蝇的基因型________。(5)果蝇的一个体细胞性染色体上的W基因在________期形成两个W基因。答案(1)萨顿摩尔根(2)4Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、ⅣX和Y(3)A和aA(或a)与W(4)AaXWY(5)细胞分裂的间课时作业(时间：30分钟)强化点1萨顿的假说1.(2024·吉安市期末联考)萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”的类比推理，从而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，以下哪项不属于他所依据的“平行”关系()A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中的一个B.非同源染色体上的非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的C.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D.DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，基因也是如此答案D2.已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，依据萨顿的假说，关于该昆虫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于父方，也可以同时来自于母方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依据萨顿的假说，基因和染色体行为存在着明显的平行关系，在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个，同样也只有成对染色体中的一条；体细胞中成对的基因一个来自于父方，一个来自于母方，同源染色体也是如此。答案D3.下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为改变的描述，错误的是()A.同源染色体分别的同时，等位基因也随之分别B.非同源染色体自由组合，使全部非等位基因之间发生自由组合C.染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开D.非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多解析基因的行为和染色体的行为是平行的，在减数分裂形成配子时，等位基因伴同源染色体的分别而彼此分别，A正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合，但同源染色体上的非等位基因不能自由组合，B错误；基因位于染色体上，故在染色单体分开时，复制而来的两个基因随之分开，C正确；位于非同源染色体上的非等位基因才能自由组合，非同源染色体越多，非等位基因组合的种类越多，D正确。答案B强化点2基因位于染色体上的试验证据4.下列关于果蝇的叙述，错误的是()A.体细胞中有4对同源染色体，其中有3对常染色体，1对性染色体B.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无等位基因C.白眼雄果蝇产生的配子中一半含有白眼基因，一半不含白眼基因D.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，后代全部表现为红眼果蝇解析设限制红眼与白眼的基因用W、w表示，白眼雌果蝇产生的配子为Xw一种，红眼雄果蝇产生的配子有XW和Y两种，雌雄配子随机结合，产生XWXw和XwY，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼。答案D5.基因位于染色体上的试验证据是摩尔根的果蝇杂交试验，所用科学方法是假说—演绎法，摩尔根在试验中所发觉的新问题是()A.F1果蝇全是红色B.F2果蝇出现性状分别C.F2果蝇红眼和白眼之间的数量比是3∶1D.白眼性状的表现总是与性别相联系解析孟德尔和摩尔根用相对性状的亲本杂交，都发觉子一代是显性性状，A错误；孟德尔和摩尔根用相对性状的亲本杂交，都发觉F2果蝇出现性状分别，且分别比是3∶1，BC错误；摩尔根的试验发觉白眼性状的表现总是与性别相联系，D正确。答案D6.果蝇的红眼(R)对白眼(r)为显性，限制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为红眼，另一方为白眼，杂交后F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同，雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同，那么亲代果蝇的基因型为()A.XRXR×XrY B.XrXr×XRYC.XRXr×XrY D.XRXr×XRY解析依据题意，F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同，因此，亲本雌果蝇肯定为纯合子，由此解除C和D项；若选A项，则子代雌果蝇与亲代雄果蝇的眼色会不同。因此，只有当雌性亲本为隐性个体，雄性亲本为显性个体时，即XrXr×XRY，才符合题中条件。答案B强化点3孟德尔遗传规律的现代说明7.(2024·平遥中学期中)据图，下列选项中不遵循基因自由组合规律的是()答案A8.下列关于孟德尔遗传规律现代说明的叙述，错误的是()A.非同源染色体上的非等位基因的分别和组合是互不干扰的B.同源染色体上的等位基因具有肯定的独立性C.同源染色体上的等位基因分别，非等位基因自由组合D.同源染色体上的等位基因分别，非同源染色体上的非等位基因自由组合解析孟德尔的遗传规律中，同源染色体上的非等位基因是不能自由组合的，自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。答案C9.基因型为Mm的动物，在其精子形成过程中，基因MM、mm、Mm分开，分别发生在()①精原细胞形成初级精母细胞时②初级精母细胞形成次级精母细胞时③次级精母细胞形成精细胞时④精细胞形成精子时A.①②③ B.③③②C.②②③ D.②③④解析MM、mm的产生是通过DNA复制形成的，因此位于姐妹染色单体上，它们的分别发生在减数分裂Ⅱ，伴随着丝粒分裂，姐妹染色单体的分开而分别；Mm是一对等位基因，位于一对同源染色体上，它们的分别发生在减数分裂Ⅰ，伴随着同源染色体的分开而分别。答案B10.在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分别、非同源染色体上的非等位基因的自由组合发生在()A.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期B.同时发生于减数分裂Ⅰ的后期C.同时发生于减数分裂Ⅱ的后期D.分别发生于减数分裂Ⅰ，自由组合发生于减数分裂Ⅱ答案B11.(2024·南阳市一中期末)已知果蝇基因B和b分别确定灰身和黑身，基因W和w分别确定红眼和白眼。如图表示某果蝇的体细胞中染色体和部分基因示意图。下列相关叙述中，错误的是()A.萨顿用假说—演绎法证明白果蝇白眼基因位于X染色体上B.基因B、b与W、w的遗传遵循基因的自由组合定律C.基因B与b的不同主要在于基因的碱基对排列依次不同D.若对此果蝇进行测交，应选择黑身白眼雄果蝇作父本解析萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说；摩尔根等人选择果蝇作为试验材料，采纳假说—演绎法提出了“果蝇的白眼基因位于X染色体上”的结论，证明基因在染色体上，A错误。答案A12.(2024·扬州中学月考)下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述错误的是()A.在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上B.在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极C.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因D.在减数分裂Ⅱ后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极解析朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl均在一条常染色体上，不是等位基因，等位基因位于同源染色体的同一位置，C错误。答案C13.(2024·遵义市期末)据下图回答下列问题：(1)若此图表示果蝇的原始生殖细胞，经过减数分裂能产生________种基因型的配子。(2)此图为________果蝇的染色体图解。此图中有________对同源染色体。(3)在减数分裂过程中遵循分别定律的染色体是________________。此果蝇的基因型是________。(4)果蝇的一个原始生殖细胞Ⅱ号染色体上的A基因在________形成两个A基因。解析(1)此图细胞含有4对同源染色体，3对等位基因，因此该图表示的果蝇原始生殖细胞经过减数分裂能产生23＝8种基因型的配子；(2)图示含有X和Y染色体，为雄性果蝇的染色体图解；该细胞含有4对同源染色体，即Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y，与性别确定有关的染色体是性染色体，即X和Y染色体；(3)依据图中信息可知该果蝇的基因型AaBbXWY，在减数分裂过程中遵循分别定律的染色体是Ⅱ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅲ、Ⅳ与Ⅳ、X与Y；(4)原始生殖细胞既可以进行有丝分裂也可以进行减数分裂，因此果蝇的一个原始生殖细胞Ⅱ号染色体上的A基因在减数分裂Ⅰ前的间期或有丝分裂的间期形成两个A基因。答案(1)8(2)雄性或者雄4(3)Ⅱ与Ⅱ、Ⅲ与Ⅲ、Ⅳ与Ⅳ、X与YAaBbXWY(4)减数分裂Ⅰ前的间期/减数分裂前的间期/有丝分裂的间期/间期14.图甲表示某果蝇体细胞染色体组成，图乙表示该果蝇所产生的一个异样的生殖细胞，据图回答下列问题：(1)果蝇的一个精原细胞中X染色体上的W基因在________________期形成两个W基因，这两个W基因在________期发生分别。(2)基因B、b与W的遗传遵循________定律，缘由是_______________________________________________________________________________________。(3)该精原细胞进行减数分裂时，次级精母细胞后期性染色体的组成为________________。(4)图乙所示的是一个异样的精细胞，造成这种异样的缘由是在该精细胞形成过程中，_________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)果蝇X染色体上的两个W基因是DNA分子复制的结果，发生在细胞分裂的间期，这两个W基因位于姐妹染色单体上，故其分别发生在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期。(2)由于B