第2节 基因在染色体上 DERJ E ⑨明确目标 学习视点 基因位于染色体上的理论假说和实 C关鐸难点 验依据 理解阐明孟德尔遗传规律的实质 尝试运用类比推理方法,解释基因位 应用 于染色体上 基因位于染色体上的理论假说和实 验证据 2孟德尔遗传规律的现代解释 裸前预习个设计 学自悟形成初步认知抓害基础嬴得良好开 设计自主填一填,理清本节主干知识 、萨顿的假说 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
基因在染色体上 了解 基因位于染色体上的理论假说和实 验依据 理解 阐明孟德尔遗传规律的实质 应用 尝试运用类比推理方法，解释基因位 于染色体上 1.基因位于染色体上的理论假说和实 验证据 2.孟德尔遗传规律的现代解释 一、萨顿的假说 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,表解如下: 基因的行为 染色体的行为 传递中的性在杂交过程中保持完整性|在配子形成和受精过程中, 质 和独立性 保持相对稳定的形态结构 存在/体 成对 形式 配子 单个 单条 在体细胞中等位基因中一个来自父方,同源染色体中一条来自父 的来源 一个来自母方 方,一条来自母方 形成配子时非等位基因的自由组合「非同源染色体的自由组合 、基因位于染色体上的实验证据 (1)摩尔根果蝇眼色遗传实验过程和现象: P红眼(雌)×白眼(雄) F1红眼(雌、雄) ↓F1雌维交配 F2红眼(雌、雄):白眼(雄)=3:1 (2)实验现象的解释: x"xw(红眼雌性)×x"Y(白眼雄性) 配子 F1X"X"(红眼雌性)×XY(红眼雄性) ♂配子 Y ♀配子
基因和染色体行为存在着明显的平行关系，表解如下： 基因的行为 染色体的行为 传递中的性 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 单个 单条 在体细胞中 的来源 等位基因中一个来自父方， 一个来自母方 同源染色体中一条来自父 方，一条来自母方 形成配子时 非等位基因的自由组合 非同源染色体的自由组合 二、基因位于染色体上的实验证据 (1)摩尔根果蝇眼色遗传实验过程和现象： 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∶1 (2)实验现象的解释： ♂配子 ♀配子 1 2 XW 1 2 Y
XWXW(红眼早) 又XWY(红眼♂) 4xX红眼)4xY(白眼古) (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。 、孟德尔遗传规律的现代解释 1.基因分离定律的实质 (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 定的独立性 (2)在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着回源染色体 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。 设计么尝试做一做,发现预习中的薄弱环节 、萨顿假说 1.(1)萨顿假说的提出,运用了怎样的科学研究方法? 提示:类比推理。 (2)基因位于染色体上,DNA也位于染色体上,1条染色体中有1 个DNA分子,在细胞分裂时,DNA也复制,随染色体平均分配到两
1 2 XW 1 4 XWXW(红眼♀) 1 4 XWY(红眼 ♂) 1 2 Xw 1 4 XWXw(红眼♀) 1 4 XwY(白眼 ♂) (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。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 1．基因分离定律的实质 (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，等位基因会随着同源染色体 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。 一、萨顿假说 1．(1)萨顿假说的提出，运用了怎样的科学研究方法？ 提示：类比推理。 (2)基因位于染色体上，DNA 也位于染色体上，1 条染色体中有 1 个 DNA 分子，在细胞分裂时，DNA 也复制，随染色体平均分配到两
个子细胞中。DNA是脱氧核苷酸连接的长链。 请运用类比推理的方法,推断基因与DNA长链的关系 提示:基因是DNA长销的一个片段 2.判断下列说法的正误: (1)基因都是由染色体携带从亲代传递给子代的。(×) (2)基因和染色体在行为上存在着平行关系,但是在数量上, 条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。(√) 二、基因位于染色体上的实验证据 分析教材P29图2-8、2-9和2-10,结合相关文字内容,讨 论下列相关问题。 (1)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。 提示: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)试分析如何知道控制某种性状的基因是位于常染色体上, 还是位于性染色体上。 提示:用具有相对性状的亲本进行正交、反交,若正、反交后代 雌雄个体中性状表现—致,则为常染色体上的基因所控制。若正、反 交后代雌雄个体性状表现有明显差异的,则为性染色体上的基因所控 制。 (3)摩尔根证明基因位于染色体上,采用的是类比推理吗? 提示:采用了假说——演绎法,不是类比推理
个子细胞中。DNA 是脱氧核苷酸连接的长链。 请运用类比推理的方法，推断基因与 DNA 长链的关系。 提示：基因是 DNA 长链的一个片段。 2．判断下列说法的正误： (1)基因都是由染色体携带从亲代传递给子代的。(×) (2)基因和染色体在行为上存在着平行关系，但是在数量上，一 条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。(√) 二、基因位于染色体上的实验证据 分析教材 P29 图 2－8、2－9 和 2－10，结合相关文字内容，讨 论下列相关问题。 (1)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。 提示：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)试分析如何知道控制某种性状的基因是位于常染色体上， 还是位于性染色体上。 提示：用具有相对性状的亲本进行正交、反交，若正、反交后代 雌雄个体中性状表现一致，则为常染色体上的基因所控制。若正、反 交后代雌雄个体性状表现有明显差异的，则为性染色体上的基因所控 制。 (3)摩尔根证明基因位于染色体上，采用的是类比推理吗？ 提示：采用了假说——演绎法，不是类比推理
(4)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有什么不同? 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;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,因此类比推理得出的结论不具 备逻辑的必然性。 孟德尔遗传规律的现代解释 1.等位基因和非等位基因在染色体上分布位置有何区别? 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。 2.判断正误 (1)在减数分裂过程中,所有等位基因一定会分开。(√) (2)在减数分裂过程中,所有非等位基因都会发生自由组合。(×) (3)不同基因型的配子的随机结合,遵循基因的自由组合定律 (×) 包一点 研习考点熟悉 型探究规律掌握类题通法 τ要点 重难点拨,认知无死角 1.摩尔根果蝇杂交实验的分析 (1)实验现象 F
(4)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有什么不同？ 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；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，因此类比推理得出的结论不具 备逻辑的必然性。 三、孟德尔遗传规律的现代解释 1．等位基因和非等位基因在染色体上分布位置有何区别？ 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。 2．判断正误 (1)在减数分裂过程中，所有等位基因一定会分开。(√) (2)在减数分裂过程中，所有非等位基因都会发生自由组合。(×) (3)不同基因型的配子的随机结合，遵循基因的自由组合定律。 (×) 1．摩尔根果蝇杂交实验的分析 (1)实验现象： P F1 F2
红眼(雌)「红眼(雌) 红眼(雌)2/4 3/4 × 红眼(雄)1/4 白眼雄)红眼(雄) 白眼(雄)l4 (2)相关说明 ①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。 ②F1全为红眼,则红眼是显性性状。 ③F2红眼:白眼=3:1,符合分离定律,红眼和白眼受一对等位 基因控制 ④白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染 色体上,Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表现型如下 表 性别 雌蝇 雄蝇 基l XWXWXWXw XwXw XWYXwY 型 眼色「红眼红眼「白眼红眼白眼 验证测交实验) (1)过程 亲本红眼(雌) 白眼(雄) 测交后代 雌红眼雌白眼雄红眼雄白眼 (2)测交结果:后代中红眼:白眼=1:1,符合分离定律。 (3)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。 3.两个遗传定律的细胞学基础
红眼(雌) × 白眼(雄) ―→ 红眼(雌) × 红眼(雄) ―→ 红眼(雌)2/4 红眼(雄)1/4 3/4 白眼(雄)1/4 (2)相关说明： ①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。 ②F1全为红眼，则红眼是显性性状。 ③F2红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律，红眼和白眼受一对等位 基因控制。 ④白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于 X 染 色体上，Y 染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表现型如下 表： 性别 雌蝇 雄蝇 基因 型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY 眼色 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼 2．验证(测交实验) (1)过程： (2)测交结果：后代中红眼∶白眼＝1∶1，符合分离定律。 (3)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。 3．两个遗传定律的细胞学基础
(1)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,如图 间期复制 同源染色体分开 等位基因分离 次分裂 减数第 染色单体分开 二次分裂 相同基因分离 (2)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,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,如图 性原细胞 减数第一次分数x四分体位基因分 初级性母细胞 染色体自 次级性 母细胞 或 次分裂 4个,2种,1:1 4个,2种,1:1 [特别提醒] (1)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循分离定律,非同源 染色体上的非等位基因遵循自由组合定律 (2)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。 τ源高考。典例导航,备考有方向 [例1](2013·海南高考改编)对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基 因位于X染色体上”这一结论没有影响的是()
(1)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，如图： (2)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，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] (1)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循分离定律，非同源 染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。 (2)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。 [例 1] (2013·海南高考改编)对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基 因位于 X 染色体上”这一结论没有影响的是( )
A.孟德尔的遗传定律 .摩尔根的精巧实验设计 C.萨顿提出的遗传的染色体假说 D.荧光标记等示踪技术的运用 [解析]本题考查遗传学上基因与染色体的关系。摩尔根的“果 蝇的白眼基因位于Ⅹ染色体上”的结论是建立在孟德尔揭示了遗传 的基本规律、萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用 白眼果蝇进行的实验的基础上,所以A、B、C三项均与这一结论有 关。荧光标记等是后来验证这一结论的技术,对这一结论的得出没有 影响。 [答案]D [例2](2012·福建高考改编)现有翅型为裂翅的果蝇新品系,裂 翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。 裂翅早×非裂翅♂ 裂翅 非裂翅 F1(♀102、♂92) (♀98、♂109) 图1 请回答: (1)上述亲本中,裂翅果蝇为 (纯合子/杂合 (2)某同学依据上述实验结果,认为该等位基因位于 常染色体上。请你就上述实验,以遗传图解的方式说明该等位基因也
A．孟德尔的遗传定律 B．摩尔根的精巧实验设计 C．萨顿提出的遗传的染色体假说 D．荧光标记等示踪技术的运用 [解析] 本题考查遗传学上基因与染色体的关系。摩尔根的“果 蝇的白眼基因位于 X 染色体上”的结论是建立在孟德尔揭示了遗传 的基本规律、萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用 白眼果蝇进行的实验的基础上，所以 A、B、C 三项均与这一结论有 关。荧光标记等是后来验证这一结论的技术，对这一结论的得出没有 影响。 [答案] D [例 2] (2012·福建高考改编)现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂 翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图 1。 P 裂翅♀ × 非裂翅♂ 裂翅 ↓ 非裂翅 F1 (♀102、♂92) (♀98、♂109) 图1 请回答： (1)上述亲本中，裂翅果蝇为________(纯合子/杂合 子)。 (2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于 常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也
可能位于Ⅹ染色体上 (3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验,以确定该等位基因是 位于常染色体还是Ⅹ染色体。请写出一组杂交组合的表现型: (早)× (♂) (4)实验得知,等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上, 基因型为AA或d的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响, 且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因 (遵循/ 不遵循)自由组合定律。 [解析](1)由杂交实验可知,F1中雌雄个体中裂翅与非袈翅的比 例均接近1:1,可推知亲本裂翅果蝇为杂合子。(2)若控制裂翅与非 裂翅的等位基因位于X染色体上,也可得出题中所示遗传图解。(3) 由第(2可知,F1的裂翅雌性个体肯定为杂合子(Aa或XX),但裂 翅雄性个体不确定(Aa或X^Y)让F中的非裂翅(♀)与裂翅(♂杂交 或者裂翅(♀)与裂翅(♂)杂交都可以确定基因的位置。(4)由于这两对 基因位于一对同源染色体上,所以不遵循基因的自由组合定律 [答案](1)杂合子 裂翅非裂翅 F1衮翅♀:裂翅古:非衮翅♀:非裂翅古 (3)非裂翅(早)×裂翅(♂)或裂翅(早)×裂翅(♂ (4)不遵循
可能位于 X 染色体上。 (3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是 位于常染色体还是 X 染色体。请写出一组杂交组合的表现型： ________(♀)×________(♂)。 (4)实验得知，等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上， 基因型为 AA 或 dd 的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响， 且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因________(遵循/ 不遵循)自由组合定律。 [解析] (1)由杂交实验可知，F1中雌雄个体中裂翅与非裂翅的比 例均接近 1∶1，可推知亲本裂翅果蝇为杂合子。(2)若控制裂翅与非 裂翅的等位基因位于 X 染色体上，也可得出题中所示遗传图解。(3) 由第(2)题可知，F1的裂翅雌性个体肯定为杂合子(Aa 或 XAXa )，但裂 翅雄性个体不确定(Aa 或 XAY)。让 F1中的非裂翅(♀)与裂翅(♂)杂交 或者裂翅(♀)与裂翅(♂)杂交都可以确定基因的位置。(4)由于这两对 基因位于一对同源染色体上，所以不遵循基因的自由组合定律。 [答案] (1)杂合子 (2) P XAXa 裂翅× XaY 非裂翅 ↓ F1 XAXa 裂翅♀ XAY ∶裂翅♂ XaXa ∶非裂翅♀ XaY ∶非裂翅♂ 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 (3)非裂翅(♀)×裂翅(♂)[或裂翅(♀)×裂翅(♂)] (4)不遵循
染色体分类 来源 同源染色体 非同源染色体 染色体 是否决定→常染色体 性别 性染色体 [课时知识小结] 基因与染色体行 果蝇眼色的 为存在平行关系 杂交实验 萨顿的类比推理 摩尔根的实验验证 基因位于染色体上 孟德尔遗传规律的实质 课堂练课下测查漏补缺抓基础提能力 课堂L 即时体验,当堂巩固所学 1.下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是 A.基因在染色体上呈线性排列 B.体细胞中基因成对存在,染色体也是成对存在的 C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在形成配子 和受精过程中,具有相对稳定的形态结构 D.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
染色体分类 1．下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是 ( ) A．基因在染色体上呈线性排列 B．体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的 C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子 和受精过程中，具有相对稳定的形态结构 D．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