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1、2.3 基因工程的应用 第六单元 遗传的物质基础基因在染色体上的假说与证据 课标要求1.说出基因位于染色体上的理论依据。2.掌握摩尔根用假说演绎法证明基因位于染色体上的过程。回到19世纪孟德尔发现了两大遗传的定律孟德尔发现了两大遗传的定律人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的人们意识到遗传因子（基因）是客观存在的哪位科学家率先抓住这两条关键线索呢？哪位科学家率先抓住这两条关键线索呢？孟德尔豌豆杂交实验孟德尔豌豆杂交实验中中基因基因的行为变化的行为变化减数分裂过程中减数分裂过程中染染色体色体的行为变化的行为变化寻找基因寻找基因考点1萨顿的假说一、萨顿的假说一、萨顿的假说D dD d杂合子在形成配
2、子时，杂合子在形成配子时，等位等位基因基因发生发生分离分离减数第一次分裂时，减数第一次分裂时，同源同源染色体染色体发生发生分离分离孟德尔定律的核心孟德尔定律的核心减数分裂的核心减数分裂的核心假说：基因在染色体上假说：基因在染色体上推理推理 明显明显平行关系平行关系非等位非等位基因基因自由组合自由组合非同源非同源染色体染色体自由组合自由组合看得见的看得见的看不见的看不见的萨顿假说的依据萨顿假说的依据基因的行为基因的行为染色体的行为染色体的行为杂交过程中杂交过程中保持：保持：_ _ 也有：也有：_体细胞中体细胞中存在形式存在形式_存在存在_存在存在在配子中在配子中存在形式存在形式只有成对基因中的只
3、有成对基因中的_只有成对染色体中的只有成对染色体中的_体细胞中体细胞中的来源的来源成对中的基因成对中的基因一个来自一个来自_一个来自一个来自_同源染色体同源染色体一条来自一条来自_一条来自一条来自_形成配子时形成配子时组合方式组合方式非等位基因：非等位基因：_ 非同源染色体：非同源染色体：_成对成对成对成对一个一个一条一条父方父方母方母方父方父方母方母方自由组合自由组合自由组合自由组合完整性和独立性完整性和独立性相对稳定的形态结构相对稳定的形态结构1.基因都位于染色体上吗？并说明理由。不是。在真核生物中，细胞核基因位于染色体上，但细胞质基因位于线粒体和叶绿体的DNA上；在原核生物中，细胞内无染
4、色体，其内的基因位于拟核区的DNA上或者质粒DNA上；病毒中有基因，但无染色体。拓展 提升科学思维1.萨顿假说在遗传学发展史上占有重要地位。下列不属于提出萨顿假说依据的是()A.细胞的核基因在染色体上呈线性排列B.在体细胞中基因和染色体都是成对存在的C.体细胞中成对的基因和同源染色体均一个(条)来自父方，一个(条)来自 母方D.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的后 期也是自由组合的A A突破 强化关键能力2.下列关于“基因位于染色体上”的说法，正确的是()A.萨顿利用蝗虫为材料证明了上述说法B.萨顿运用假说演绎法使其得出的结论更可信C.摩尔根利用果蝇为材料研究基因和染色体
5、的关系D.摩尔根利用假说演绎法进行研究，结果是不可靠的CC 我不相信孟德尔，更难以相信萨顿毫无事实根据的臆测！我更相信的是实验证据我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！基因真的位于染色体上吗？基因真的位于染色体上吗？萨顿的假说萨顿的假说遭到同时代的遗传学家遭到同时代的遗传学家摩尔根摩尔根的强烈质疑。的强烈质疑。类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与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。否，还需要观察和实验的检验。考点2基因位于染色体上的实验证据二、基因位于染色体的实验证据二、基因位于染色体的实验证据主要科学家：主要科学家：实验材料：实验材料：
6、1.1.果蝇作为果蝇作为材料的优点：材料的优点：.易饲养易饲养.繁殖快，繁殖快，后代多后代多.果蝇有众多容易区分的相对性状果蝇有众多容易区分的相对性状.染色体数目少，便于观察染色体数目少，便于观察摩尔根摩尔根果蝇果蝇项目雌性雄性图示同源染色体染色体组成常染色体性染色体2.果蝇体细胞中的染色体4对4对6XX6XY、XXXY常染色体常染色体：与性别决定无关的染色体与性别决定无关的染色体性染色体性染色体：与性别决定有关的染色体，如与性别决定有关的染色体，如X X、Y Y染色体染色体染色体类型染色体类型XY非同源区段：非同源区段：、基因只存在于基因只存在于X染色体（染色体（区段）上区段）上基因只存在基
7、因只存在Y（区段）上区段）上 X、Y同源区段的基因是成对存在的。同源区段的基因是成对存在的。同源区段：同源区段：基因型的书写方法X X-雌性：雌性：X Y-雄性：雄性：如果基因在常染色体上如果基因在常染色体上:如果基因在性染色体上如果基因在性染色体上:DD、Dd、dd先写性染色体后写基因，如XDY,XDXDXY-雄性：雄性：X X-雌性：雌性：X Y-雄性：雄性：-性染色体性染色体基因型基因型假说假说-演绎法演绎法 进行实验探究。进行实验探究。(1)(1)观察实验现象，提出问题观察实验现象，提出问题3/43/41/41/4P P白眼（雄）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雌）F F1 1 红眼红眼F
8、F2 2白眼（雄）红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）（雌、雄交配）（雌、雄交配）（一）摩尔根（一）摩尔根的果蝇杂交实验的果蝇杂交实验红眼是显红眼是显性性状性性状3 3：1 1的性状分的性状分离比符合分离离比符合分离定律定律F2中，白眼果蝇均为雄性。为什么为什么白眼性状白眼性状的表现总与的表现总与性别性别相关联？相关联？1.1.提出问题：提出问题：X XY Y假说假说：控制白眼的基因是在：控制白眼的基因是在Y Y染色体上，染色体上，X X染色体上没有它的等位基因。染色体上没有它的等位基因。假说假说：控制白眼的基因是在控制白眼的基因是在X X染色体上，染色体上，Y Y染色体上没有它的等位基因染色体上没有
9、它的等位基因。假说假说：控制白眼的基因在：控制白眼的基因在X X、Y Y染色体的染色体的同源区段上。同源区段上。2.2.提出假说，解释现象提出假说，解释现象根据摩尔根的红眼和白眼的杂交实验，你可以排除哪个假说？根据摩尔根的红眼和白眼的杂交实验，你可以排除哪个假说？假说假说未能解释摩尔根的红眼和白眼的杂交实验未能解释摩尔根的红眼和白眼的杂交实验P P白眼（雄）白眼（雄）红眼（雌）红眼（雌）F F1 1红眼（雌、雄）红眼（雌、雄）XX XYwXXXYwF1：P：配子：配子：红眼（雌）红眼（雌）白白眼（雄）眼（雄）XXYw红雌红雌白雄白雄不符合学习活动二：利用假说学习活动二：利用假说和假说和假说解释
10、摩尔根的杂交实解释摩尔根的杂交实验验1 1、请各小组讨论，确定本小组支持的假说；并利用所支持的假、请各小组讨论，确定本小组支持的假说；并利用所支持的假说画出摩尔根红眼说画出摩尔根红眼（W W）与白眼与白眼（w w）杂交实验的遗传图解；杂交实验的遗传图解；2 2、利用遗传图解解释支持该假说的理由；、利用遗传图解解释支持该假说的理由；假说假说：P P 红眼（雌）红眼（雌）XWXW 白白眼（雄）眼（雄）XwY假说假说：P P 红眼（雌）红眼（雌）XWXW 白白眼（雄）眼（雄）XwYw假说假说：控制白眼的基因是在控制白眼的基因是在X X染色体上，染色体上，Y Y染色体上没有它的染色体上没有它的等位基因
11、等位基因。假说：控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X、Y Y染色体的同源区段上。染色体的同源区段上。画出遗传图解解释支持相应假说2.提出假说，解释现象 P P 红眼（雌）红眼（雌）XWXW 白白眼（雄）眼（雄）XwY P P 红眼（雌）红眼（雌）XWXW 白白眼（雄）眼（雄）XwYwXWXw XWYXWX WXwYF1：P：配子：配子：红眼（雌）红眼（雌）白白眼（雄）眼（雄）XW XwXWYXWXw XWY红雌红雌红雌红雌红雄红雄白雄白雄XWXW XwYXW XwYF1配子：配子：F2：假说假说：XWX WF1：P：配子：配子：红眼（雌）红眼（雌）白白眼（雄）眼（雄）XW XwXWYwXW
12、XwYwF1配子：配子：F2：假说假说：XWXw XWYw红雌红雌红雌红雌红雄红雄白雄白雄XwYwXWXW XwYwXWXw XWYw符合符合红眼：白眼=3：1红眼：白眼=3：1实验遗传图解疑惑上述两种假说都能够解释实验一和实验二的实验现象利用上述的假说和假说，绘出“白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配”实验的遗传图解。为了验证假说，摩尔根设计了多个新的实验，其中有一组实验最为关键，3.演绎推理即白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配假说假说：控制白眼的基因是在控制白眼的基因是在X X染色体上，染色体上，Y Y染色体上没有它的等染色体上没有它的等位基因位基因。假说：控制白眼的基因在控制白眼的基因在X X、
13、Y Y染色体的同源区段上。染色体的同源区段上。画出遗传图解解释支持相应假说Xw Xw XWYXw Xw XWYW白眼（雌）白眼（雌）红红眼（雄）眼（雄）P：白眼（雌）白眼（雌）红红眼（雄）眼（雄）P：XWX wF1：XwXWYXwY红雌红雌白雄白雄配子：配子：与实验结果一致XWX wF1：XwXWYWXwYW红雌红雌红雄红雄配子：配子：与实验结果不一致假说假说成立成立。控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上多个线性排列4.实验验证，得出结论：5.基因与染色体的关系(1)数量关系：一条染色体上有 基因。(2)位置关系：基因在染色体上呈 。果蝇X染色体基因在染色体上基因在染色体上假说假说演绎法演
14、绎法回顾摩尔根等人的实验提出问题：作出假说：验证假说：得出结论：白眼性状的表现总是与性别相联系？白眼性状的表现总是与性别相联系？控制控制白眼基因（白眼基因（w）在在X染色体上，而染色体上，而Y染染色体上不含有它的等位基因。色体上不含有它的等位基因。测交测交依据假说以及摩尔根实验一的解释图解，尝试分析下列信息内容：(1)果蝇的直毛与分叉毛为一对相对性状(相关基因用F和f表示)。现有两只亲代果蝇杂交，F1的表型与比例如图所示。则：控制直毛与分叉毛的基因位于_染色体上，判断的主要依据是_。两个亲本的基因型为_。X代中，雄性个体中直毛分叉毛是11，雌性个体中都是直毛，没有分叉毛杂交子拓展 提升科学思维
15、XFXf、XFY根据杂交结果，_(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是_，判断依据是_。不能后代中的雌性、雄性均出现了有眼和无眼性状，若有眼为显性，则后代中雌、雄表型不同(2)某小组用一只无眼雌蝇与一只有眼雄蝇杂交，杂交子代的表型及其比例如表：眼性别1/2有眼1/2雌1/2雄1/2无眼1/2雌1/2雄无眼例：（2021年海南高考，4）孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述，错误的是（）A均将基因和染色体行为进行
16、类比推理，得出相关的遗传学定律B均采用统计学方法分析实验结果C对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证D均采用测交实验来验证假说A A3.(2023贵州贵阳高三模拟)假说演绎法是现代科学研究中常用的方法，利用该方法孟德尔发现了两大遗传定律，摩尔根证明了基因位于染色体上。下列有关分析错误的是()A.孟德尔提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交的实验基础上B.摩尔根做出的假设为控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等 位基因C.孟德尔在发现基因分离定律时的“演绎”过程是若F1产生配子时成对的遗传 因子分离，则F2中三种基因型个体之比接近121D.摩尔根让F1自由交配，后代出现性状
17、分离，白眼全部是雄性，由此判断基因 可能位于X染色体上CC突破 强化关键能力4.摩尔根用偶然发现的白眼雄果蝇与野生红眼雌果蝇杂交，F1全为红眼，F1雌雄果蝇杂交，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇中一半为红眼，一半为白眼。摩尔根的解释为什么只有雄蝇出现白眼，假设了白眼基因位于X染色体上。后来摩尔根又做了四个实验，能最关键证明摩尔根假设的是A.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交B.让F2雌果蝇与亲代白眼果蝇杂交C.让F1雄果蝇与白眼雌果蝇杂交D.让F1雌果蝇与亲代白眼果蝇回交所得F2中白眼雌雄果蝇杂交CC1.(2020全国，5)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
18、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.亲代雌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.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在 CC重温高考 真题演练2.(2018浙江4月选考，19)下列关于基因和染色体的叙述，错误的是A.体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性B.受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方C.减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子D.雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合D D3.(2020江苏，32)已知黑腹果蝇
19、的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验结果如下：实验P aaXBXBAAXbYF1长翅红眼长翅红眼个体数920927实验PaaXBYAAXbXbF1长翅红眼长翅白眼长翅白眼个体数9309261请回答下列问题：(1)设计实验与实验的主要目的是验证_。眼色性状与性别有关，翅型性状与性别无关 实验P aaXBXBAAXbYF1长翅红眼长翅红眼个体数920927实验PaaXBYAAXbXbF1长翅红眼长翅白眼长翅白眼个体数9309261(2)理论上预期实验的F2基因型共有_种，其中雌性个体中表现上图甲
20、性状的概率为_，雄性个体中表现上图乙性状的概率为_。1203/8(3)实验F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：.若该蝇是基因突变导致的，则该蝇的基因型为_。.若该蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该蝇产生的配子为_。.检验该蝇产生的原因可用表型为_的果蝇与其杂交。XbXb红眼雄性XbXb、Y、Xb、XbY(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料，摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，证明了_。基因位于染色体上4.(2021江苏，24)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必须有显性基因A，aa时眼色为白色，B存在时眼色为
21、紫色，bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图，请据图回答下列问题：(2)A基因位于_染色体上，B基因位于_染色体上。若要进一步验证这个推论，可在2个纯系中选用表型为_的果蝇个体进行杂交。常X红眼雌性和白眼雄性(3)题图F1中紫眼雌果蝇的基因型为_，F2中紫眼雌果蝇的基因型有_种。AaXBXb4(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵，这种不分离发生的时期可能是_，该 异常卵与正常精子受精后，可能产生的合子主要类型有_。减数分裂后期或减数分裂后期AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵，这种不分离发生的时期可能是_，该 异常卵与正常精子受精后，可能产生的合子主要类型有_。减数分裂后期或减数分裂后期AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO