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1、第2节 基因在染色体上 学习目标导引 核心素养对接 关键术语 1.概述性染色体上的基因传递和性别相关联； 2.举例说明基因与性状的关系。 1.生命观念认同基因在染色体上，形成结构与功能观； 2.科学思维分析果蝇眼色遗传实验，归纳并概括规律； 3.科学探究通过实验，判断基因在染色体上的位置。 类比推理 等位基因 |预知概念| 一、萨顿的假说 1.研究方法 类比推理。 2.依据 基因和染色体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 体细胞 成对 成对 形式 配子 成对中的一个 成对中的一条 来源 成对的
2、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 非同源染色体在形成配子时自由组合 3.内容 基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于染色体上。 二、基因位于染色体上的实验证据 1.实验者 美国生物学家摩尔根。 2.实验科学方法 假说演绎法。 3.实验材料 果蝇。 4.实验证据 （1）实验过程： （2）实验分析： F1的结果说明红眼是显性性状。 F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合基因分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。 F2白眼果蝇只有雄性，说明白眼性状的表现与性别相联系。 （3）假设与解释： 假设：控制果蝇红眼、白眼
3、的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。 解释： （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1111。 （5）实验结论： 控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上基因位于染色体上。 5.摩尔根的新发现基因和染色体的关系 （1）一条染色体上有多个基因。 （2）基因在染色体上呈线性排列。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 规律 内容 基因的分离定律 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 具有一定的独立性 分离或组合互不干扰 发生时间 减数分裂过程中 减数分裂过程中 结果 等位基因随同
4、源染色体的分开而分离 非同源染色体上的非等位基因自由组合 |过程评价| 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.摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，发现F2中白眼果蝇全部是雄性的（ ） 3.生物体内所有的基因都位于染色体上（ ） 4.摩尔根和他的合作者研究发现，一条染色体上只有一个DNA，一个DNA上有多个呈线性排列的基因（ ） 5.等位基因随着同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合（ ） 答案 1. 2. 3. 4. 5. |联想质疑| 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 果蝇体细胞中染色体的组成及基因在染色体上的分
5、布。 分离和自由组合定律的细胞学基础。 名师点拨 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。 （3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 （1）所有的基因都在染色体上吗？哪种染色体上的基因所控制的性状与性别有关？ 提示：不是，线粒体和叶绿体中也含有基因。性染色体上含有的基因所控制的性状与性别有关。 （2）为什么说同源染色体的形态、大小不完全相同？ 提示：对于常染色体而言，同源染色体的形态、大小相同，但两条性染
6、色体大小形态则可能不同。 （3）摩尔根和孟德尔的实验材料、目的均不同，但他们都采取了哪种科学研究方法？ 提示：假说演绎法。 科学探究1 萨顿的假说 萨顿通过类比推理法得出“基因在染色体上”的结论，下列能为该结论提供证据的是 。 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； 基因和染色体在体细胞中都成对存在； 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； 基因和染色体在配子中都成单存在； 等位基因一个来自父本一个来自母本，同源染色体一个来自父本一个来自母本； 形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自由组合，同源染色体分离的同时
7、非同源染色体自由组合。 提示：。 【探究应用】 大量事实表明，萨顿发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推测，哪一项是没有说服力的（ ） A.基因在染色体上 B.同源染色体分离导致等位基因分离 C.每条染色体上都有许多基因 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研究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。而摩尔根则是通过果蝇的杂交实验、测交实验等对基因位于染色体上提供了充足的实验证据。但是“每条染色体上都有许多基因”的结论不是上
8、述实验证明的，而且通过基因行为与染色体行为的平行关系也得不出这一结论。 答案 C 【一题多变】 科学的研究方法是取得成功的关键，人类探索基因神秘踪迹历程中，进行了如下研究：1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出了生物的性状由遗传因子控制；1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程，提出假说：基因在染色体上；1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为？ 提示：假说演绎法 类比推理 假说演绎法 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，
9、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，先运用自己的假说预测实验结果即演绎。 科学探究2 基因位于染色体上的实验证据
10、1.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
11、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。 2.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1111。 （1）能否确定灰体的显隐性？能否进一步确定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。 【探究应用】 决定果蝇眼色的基因位于
12、X染色体上，其中W基因控制红色，w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是（ ） A.红眼雄果蝇 B.白眼雄果蝇 C.红眼雌果蝇 D.白眼雌果蝇 解析 先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXWXWYXWXW（红眼雌果蝇）、XWY（红眼雄果蝇）；若XWXwXWYXWXW（红眼雌果蝇）、XWXw（红眼雌果蝇）、XWY（红眼雄果蝇）、XwY（白眼雄果蝇）。可见，后代中不可能出现白眼雌果蝇。 答案 D 【一题多变】 （1）用题中的杂交方法，能否判断出红眼雌果蝇是纯合体还是杂合体？为什么？ 提示：能，因为如果红眼雌果蝇是纯合体，则后
13、代都是红眼果蝇；如果红眼雌果蝇是杂合体，则后代中雌果蝇都是红眼，但雄果蝇中一半是红眼一半是白眼。 （2）一只红眼雌果蝇和一只白眼雄果蝇杂交，子代的表现型有哪些可能？ 提示：如果红眼雌果蝇是纯合体，则后代中的雌雄果蝇都是红眼；如果是杂合体，则无论是雄果蝇还是雌果蝇，都一半是红眼一半是白眼。 科学探究3 孟德尔遗传规律的现代解释 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
14、）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、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。 【探究应用】 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.从性染色体组成情况上看，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，从性染色体组成情况上看，它能形成X、Y两种
15、配子；e基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，所以e基因控制的性状，在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率；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 【一题多变】 （1）A、a和B、b的遗传是否遵循自由组合定律？为什么？ 提示：不遵循，因为它们位于同一对同源染色体上。 （2）果蝇有四对同源染色体，如果只考虑染色体的组合情况而不考虑基因型，则有多少种组合方式？ 提示：16种。 （1）基因的分离定律
16、与减数分裂的关系 （2）基因的自由组合定律与减数分裂的关系 【运用概念】 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 A 2.下图能正确表示基因分离定律实质的是（ ） 解析 基因分离定律的实质是：杂合子在产生配子时，等位基因随同源染色体的分离而分离，独立地进入不同的配子中。 答案 C 3.摩尔根的重要贡献是（ ） A.首先提出基因就在染色体上的假说 B.总结了遗传学上的三大定律 C.用实验证明了基因位于染色体上 D.首先提出了“基因”一词 解析 萨顿首先提出基因就在染色体上的假说；遗传学上的三大定律，孟德
