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1、第2节基因在染色体上课时素养目标1.基于对性状、基因和染色体之间关系的理解,从基因和染色体层面阐明遗传中性状所表现出的分离、自由组合等现象的实质,解释新情境下简单的遗传现象。(生命观念、科学思维)2.尝试运用假说演绎法分析摩尔根的果蝇杂交实验。(科学思维、科学探究)3.尝试运用类比推理法,解释萨顿的假说。(科学思维)必备知识自主学习答案解析P160一、萨顿的假说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法的主要区别有哪些。二、基因位于染色体上的实验证据1.果蝇的杂交实验提出问题:2.假说与解释提出假说:(1)控制白眼的基因在染色体上,而Y染色体上不含它的。(2)对杂
2、交实验的解释:3.实验验证:通过的方法进行验证。4.结论:控制白眼性状的基因只位于上,即基因位于染色体上。5.研究方法:假说演绎法。6.基因与染色体的关系:(1)数量关系:一条染色体上有个基因。(2)位置关系:基因在染色体上呈。教材二次开发“染色体就是由基因组成的”。这种说法是错误的,那么染色体的主要成分是什么?三、孟德尔遗传规律的现代解释1.基因分离定律的实质:2.自由组合定律的实质:(1)位于非同源染色体上的的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的彼此分离的同时,非同源染色体上的自由组合。3.基于对孟德尔遗传规律的现代解释,判断下列有关说法的正误(正确的打“”,错误
3、的打“”):(1)一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因。()(2)杂合子形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离。()(3)减数分裂过程中,等位基因分离,非等位基因自由组合。()(4)基因的自由组合发生在受精作用过程中。()等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别?关键能力合作学习答案解析P160知识点一 基因位于染色体上的实验证据1.XY型生物的性别决定:根据染色体与性别的关系,分为常染色体与性染色体。(1)雌性染色体组成为:常染色体+性染色体(XX)。(2)雄性染色体组成为:常染色体+性染色体(XY)。(3)XY型生物的性别遗传图解如下:性别雌性雄性比例112.果蝇测
4、交实验分析:(1)实验一:F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配。基因在性染色体上基因在常染色体上P:红眼()白眼()XWXwXwY配子:XWXwXwY子代:XWXwXwXwXWYXwYP:红眼()白眼()Wwww配子:Www子代:Wwww说明:杂交子代中,雌雄果蝇中均有红眼和白眼,基因位于X染色体上与基因位于常染色体表现相同,故根据本实验的结果无法验证假说,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纯种红眼雄果蝇交配。基因在性染色体上基因在常染色体上P:白眼()红眼()XwXwXWY配子:XwXWY子代:XWXwXwYP:白眼()红眼()w
5、wWW配子:wW子代:Ww说明:杂交子代中,雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼,性状表现与性别相联系,与基因位于常染色体表现不同,由此可证明假说成立。1.拓展探究: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?为什么?(科学思维)2.情境探究:假设控制果蝇白眼的基因只位于Y染色体上,该假设能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗?为什么?(科学思维)关于摩尔根的果蝇杂交实验中,下列哪一组杂交实验能判断基因位于常染色体或X染色体上()A.将野生型红眼雌果蝇和突变型白眼雄果蝇进行杂交B.将F1中的雌雄红眼果蝇进行相互交配C
6、.将F1中的雌果蝇和突变型雄果蝇进行杂交D.将F1中的雄果蝇和野生型雌果蝇进行杂交【审答误区】本题常见错因误认为测交实验能判断基因是在常染色体还是在性染色体上。事实上,测交实验能测定某个体产生的配子种类和比例,一般不能测定基因在常染色体上还是在性染色体上。【方法规律】确定基因是位于常染色体上还是位于X染色体上的方法(2020全国卷)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中长翅截翅=31。据此无法判断的是()A.长翅是显性性状还是隐性性状B.亲代雄蝇是杂合子还是纯合子C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上D.该等位基因在雌
7、蝇体细胞中是否成对存在知识点二 孟德尔的遗传规律的现代解释1.分离定律的细胞学基础: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:等位基因随同源染色体的分开而分离,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: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不遵循孟德尔的两个遗传规律。拓展探究:(1)减数分裂是遗传规律的细胞学基础,其中的哪一时期可体现孟德尔遗传规律的实质?(生命观念)(2)结合所学内容,请讨论:位于同源染色体上的非等位基因的遗传遵循自由组合定律吗?为什么?(科学思维)(2020南阳高一检测)如图表示某植物一对同源染色体上的部分基因,下
8、列叙述正确的是()A.这对同源染色体上共存在4对等位基因B.图示所有等位基因在遗传时均遵循基因的分离定律C.图中茎高和花色两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律D.甲染色体上所示基因控制的性状在该生物体内可全部观察到【审答误区】本题常见错因(1)误认为同源染色体上的基因=等位基因。等位基因是位于同源染色体同一位置上,控制相对性状的基因,在同源染色体不同位置上的基因属于非等位基因。(2)误认为非等位基因的遗传一定遵循基因的自由组合定律。位于非同源染色体上的非等位基因的遗传,遵循基因的自由组合定律,位于同源染色体上非等位基因的遗传,遵循基因的分离定律。(2020武汉高一检测)下列有关基因分离定律
9、和基因自由组合定律的叙述,正确的是()A.一对相对性状的遗传一定遵循基因的分离定律而不遵循自由组合定律B.分离定律和自由组合定律都发生在配子产生过程中C.多对等位基因遗传时,在等位基因分离的同时,非等位基因自由组合D.若符合自由组合定律,双杂合子自交后代一定出现9331的性状分离比核心素养情境探究答案解析P1601.【图表情境】某一年生草本植物种群的花色、茎的高矮和叶的宽窄分别受三对等位基因A、a,B、b和C、c控制,某个体中基因与染色体的位置关系如图所示:探究:(1)某同学提出“三对等位基因中的任意一对基因的遗传都遵循分离定律,任意两对基因的遗传都遵循自由组合定律”,请你判断该同学的说法是否
10、合理,说出你的判断依据。(科学思维)(2)若用该个体与另一亲本杂交来验证自由组合定律,请写出另一亲本的基因型。(科学思维)2.【实验情境】已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用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为1111。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。探究:(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上?为什么?(科学探究)(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂
11、交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)(科学探究)课堂检测素养达标答案解析P1601.基于基因和染色体关系的理解,下列关于基因与染色体关系的叙述,不合理的是。在各种细胞中基因都是成对存在的,同源染色体也是成对存在的减数分裂后每一个配子得到的基因都是非等位基因,得到的染色体也是非同源染色体细胞中所有基因都位于染色体上基因在染色体上呈线性排列,每条染色体上含有多个基因在形成配子时,等位基因和同源染色体的行为变化是一致的2.孟德尔的遗传规律不适合原核生物,原因是()A.原核生物无细胞核B.原核生物无遗传物质C.原核生物无细胞器D.原核生物主要进行无性生殖,且无染色体3.(2020荆州高一检测
12、)如图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果,下列叙述不正确的是()A.该图表示基因在染色体上的排列特点B.科学家定位基因在染色体上的位置使用了荧光标记技术C.图中所有关于眼睛颜色的基因彼此之间均属于等位基因D.图中的朱红眼、深红眼基因不遵循孟德尔遗传定律4.下列关于基因自由组合定律的适用范围的叙述,正确的是()A.适用于真核生物和原核生物,不适用于病毒B.适用于真核生物的所有基因之间C.适用于分别位于不同对常染色体上基因的遗传D.适用于X染色体和Y染色体上的基因的遗传5.下列关于孟德尔遗传定律现代解释的叙述,错误的是()A.同源染色体上的等位基因具有独立性B.非同源染色体上的非等位基因的分
13、离和组合是互不干扰的C.同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合D.基因分离与自由组合定律发生在减数分裂过程中6.(2020大同高一检测)摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示(相关基因用R、r表示)。下列叙述错误的是()P红眼(雌)白眼(雄)F1红眼(雌、雄)F2红眼(雌、雄)白眼(雄)3/41/4A.果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样,都采用了“假说演绎”的研究方法C.摩尔根所做的假设是控制白眼的基因位于X染色体上,Y染色体不含有它的等位基因D.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XRXR一种7.果蝇是一种重要的生物实验材料,如图是果蝇体细胞的染色体组成
14、。请据图回答下列问题:(1)该果蝇的性别是(填“雌性”或“雄性”),若图中果蝇体细胞染色体组成表示为6+XX,则雄果蝇体细胞染色体组成表示为。(2)基因A与a的遗传遵循定律,A、a与B、b两对等位基因同时遗传时应遵循基因的定律。(3)对该果蝇进行测交实验时,选用的果蝇的基因型可以表示为。(4)此图表示的果蝇体内的原始生殖细胞,经过减数分裂可能产生种染色体组合的卵细胞,而一个原始生殖细胞只能产生种染色体组合的卵细胞。第2节基因在染色体上一、染色体平行关系完整性独立性形态结构成对一个一条父方母方父方母方非等位基因非同源染色体类比推理法【问答】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;
15、类比推理法只根据类比事物、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,因此类比推理法得出的结论不具备逻辑的必然性。二、1.显性基因的分离红眼红眼白眼=11性别2.(1)X等位基因(2)XWXwXWXWXWY3.测交4.X染色体6.(1)许多(2)线性排列【问答】提示:染色体的主要成分是DNA和蛋白质。三、1.等位基因独立性减数分裂形成配子同源染色体2.(1)非等位基因(2)等位基因非等位基因3.(1)(2)(3)提示:减数分裂过程中,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。(4)提示:基因的自由组合发生在减数分裂过程中,受精作用中的精子与卵细胞的随机结合不属于自由组合
16、。【问答】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。知识点一【思考探究】1.提示:不能。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.提示:不能。若控制果蝇白眼的基因只位于Y染色体上,则在摩尔根果蝇杂交实验的F1中,雄果蝇应为白眼。【典例示范】B将野生型红眼雌果蝇和突变型白眼雄果蝇进行杂交,子一代雌雄个体均为红眼果蝇,无论基因位于常染色体还是位于X染色体均可出现该现象,A错误;将F1中的雌雄红眼果蝇进行相互交配,后代中雌蝇均为红眼,而雄蝇中既有红眼又有白眼,根据白眼只出现在雄性个体中,可说明该基因的遗
17、传与性别有关,即基因位于X染色体上,B正确;将F1中的雌果蝇和突变型雄果蝇进行杂交,后代雌雄果蝇均表现出既有红眼又有白眼,无论基因位于常染色体还是位于X染色体均可出现该现象,C错误;将F1中的雄果蝇和野生型雌果蝇进行杂交,后代均为红眼果蝇,无论基因位于常染色体还是位于X染色体均可出现该现象,D错误。【类题精练】C本题主要考查基因的分离定律的实质和应用、基因在染色体上位置的判定方法等。长翅果蝇相互交配子代出现性状分离,说明长翅为显性性状,截翅为隐性性状,且亲代均为杂合子,A、B项不符合题意;该杂交组合中没有体现性别与性状的关系,因此不能判断该等位基因位于常染色体还是X染色体上,C项符合题意;无论
18、该等位基因位于常染色体还是X染色体上,雌蝇体细胞中均成对存在,D项不符合题意。知识点二【思考探究】(1)提示:减数第一次分裂后期。(2)提示:不遵循。自由组合定律是位于非同源染色体上的非等位基因的传递规律。【典例示范】B在题图中,花顶生不存在等位基因,因此这对同源染色体上存在3对等位基因,A错误;基因的分离定律是研究一对等位基因的传递规律,所以图示所有等位基因在遗传时均遵循基因的分离定律,B正确;基因的自由组合定律是研究位于非同源染色体上的非等位基因的传递规律,因此图中茎高和花色两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律,C错误;由于在有显性基因存在时,隐性基因控制的性状不能表现,所以甲染色体
19、上所示基因控制的性状在该生物体内不一定能全部观察到,D错误。【类题精练】B一对相对性状可能由多对等位基因控制,因此一对相对性状的遗传可能遵循基因的分离定律也可能遵循自由组合定律,A错误;分离定律和自由组合定律都发生在配子产生过程中,B正确;多对等位基因遗传时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,C错误;若符合自由组合定律,双杂合子自交后代可能出现9331的性状分离比,也可能出现151,97或934等的性状分离比,D错误。1.(1)提示:不合理。三对等位基因中任意一对基因的遗传均遵循分离定律,但其中等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上,其遗传不遵循自由组合定律。(2)
20、提示:aaBBcc或AAbbcc。2.(1)提示:不能。子代中灰体黄体灰体黄体=1111。(2)提示:实验1:杂交组合:黄体灰体。预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。实验2:杂交组合:灰体灰体。预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。1.【解析】选。在二倍体生物的配子中,基因不是成对存在的,也没有同源染色体存在,错误;由于减数第一次分裂后期,等位基因随同源染色体分离而分离,所以减数分裂后每一个配子得到的基因都是非等位基因,得到的染色体也是非同源染色体,正确;原核生物无染色体,线粒体和叶绿体中的基因也不位于染色体上,错误;通过实验
21、证明,每条染色体上含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,正确;等位基因位于同源染色体上,在减数分裂过程中二者行为变化一致,正确。2.D原核生物没有染色体,主要进行无性生殖,所以不适用孟德尔遗传规律。3.C题图说明了基因在染色体上呈线性排列,A正确;利用荧光标记技术可以显示出基因在染色体上的位置,B正确;图中所有关于眼睛颜色的基因都在一条染色体上,彼此之间属于同源染色体上的非等位基因,C错误;图中所有关于眼睛颜色的基因都在一条染色体上,彼此之间属于非等位基因,遗传时,同一条染色体上的非等位基因不遵循孟德尔遗传定律,D正确。4.C基因分离定律和自由组合定律适用于进行有性生殖的真核生物,A错误;基
22、因自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因,B错误;不同对常染色体上基因是位于非同源染色体上的非等位基因,因此遵循自由组合定律,C正确;X染色体和Y染色体属于同源染色体,遵循分离定律,D错误。5.C在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有独立性,A正确;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,B正确;基因自由组合定律的实质是: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,C错误;基因分离与自由组合定律的细胞学基础相同,都是在减数分裂过程中,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,D正确
23、。6.D果蝇红眼与白眼受一对等位基因控制,其遗传遵循基因的分离定律,A正确;孟德尔遗传规律的研究过程和摩尔根果蝇眼色遗传的研究过程均用到了假说演绎法,B正确;根据图示分析可知控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,说明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XrY,C正确;F2中的红眼雌果蝇的基因型有XRXR和XRXr两种,D错误。7.【解析】(1)图中A和a所在的两条染色体均为X染色体,据此可判断该果蝇的性别是雌性。若图中果蝇体细胞染色体组成表示为6+XX,则雄果蝇体细胞染色体组成表示为6+XY。(2)基因A与a的遗传遵循基因的分离定律;A、a与B、b两对等位基因分别位于两对同源染色体上,所以它们同时遗传时应遵循基因的自由组合定律。(3)测交是与隐性纯合子交配。图示果蝇基因型为BbXAXa,因此选用与该果蝇进行测交的果蝇的基因型为bbXaY 。(4)此图表示的果蝇体内的原始生殖细胞(卵原细胞)中含有4对同源染色体,经过减数分裂可能产24=16种染色体组合的卵细胞。一个卵原细胞经减数分裂只能产生1个卵细胞,因此只能产生1种染色体组合的卵细胞。答案:(1) 雌性6+XY(2)分离自由组合(3)bbXaY(4)161- 15 -