生物人教版必修2課堂探究第二章第2節(jié)基因在染色體上

課堂探究探究點(diǎn)一薩頓的假說和類比推理問題導(dǎo)引1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓用蝗蟲細(xì)胞作材料，研究精子和卵細(xì)胞的形成過程。他發(fā)現(xiàn)孟德爾假設(shè)的一對(duì)遺傳因子（等位基因）的分離與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。思考：（1）將孟德爾分離定律中的遺傳因子替換成同源染色體念一遍，你感覺這種替換有問題嗎？如沒問題，由此你聯(lián)想到什么？（2）做薩頓的代言人，說出等位基因和同源染色體的相似性。（3）薩頓提出假說的過程利用了怎樣的思維方法？用該思維方法推理的關(guān)鍵是什么？提示：（1）沒問題，等位基因和同源染色體非常相似。（2）基因和染色體在雜交過程中都保持完整性和獨(dú)立性；基因和染色體在體細(xì)胞中都成對(duì)存在，在配子中都只有成對(duì)中的一個(gè)（或一條）；體細(xì)胞中成對(duì)的基因和染色體都是一個(gè)（或一條）來自父方，一個(gè)（或一條）來自母方；非等位基因和非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期都存在自由組合現(xiàn)象。（3）類比推理法。用類比推理法推理的關(guān)鍵是根據(jù)兩事物某些屬性的相似性推出其他的一些屬性也存在相似性。名師精講1．蝗蟲生殖過程中染色體的數(shù)目變化薩頓假說的依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系，具體表現(xiàn)如下：基因的行為染色體的行為傳遞中的性質(zhì)在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性在配子形成和受精過程中，保持相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)存在形式體細(xì)胞中的存在形式成對(duì)成對(duì)配子中的存在形式成單，只有成對(duì)的基因中的一個(gè)成單，只有成對(duì)的染色體中的一條在體細(xì)胞中的來源等位基因中一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方同源染色體中一條來自父方，一條來自母方形成配子時(shí)等位基因分離，非等位基因自由組合同源染色體分離，非同源染色體自由組合3．薩頓的推論：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。4．薩頓采用的科學(xué)方法——類比推理薩頓將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說。應(yīng)當(dāng)注意的是，類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?！纠}1】1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓關(guān)于“基因位于染色體上”的假說是（）A．通過做實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論 B．運(yùn)用假說—演繹法提出的C．運(yùn)用類比推理提出的 D．運(yùn)用系統(tǒng)分析法提出的解析：類比推理的前提是類比的事物、現(xiàn)象之間必須具有某些相同、相似之處，進(jìn)而根據(jù)已知事物、現(xiàn)象的特性來推知未知事物、現(xiàn)象的特性。薩頓根據(jù)“基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系”，提出“基因位于染色體上”的假說。答案：C探究點(diǎn)二基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋問題導(dǎo)引大約在1910年5月，在摩爾根的實(shí)驗(yàn)室中誕生了一只白眼雄果蠅，而它的兄弟姐妹眼睛都是紅色的。摩爾根把這只果蠅與另一只紅眼雌果蠅進(jìn)行交配，子一代全是紅眼，一共是1240只。后來摩爾根讓子一代一只紅眼雌果蠅與一只紅眼雄果蠅交配。卻在其后代中得到一半是紅眼、一半是白眼的雄果蠅，而雌果蠅中卻沒有白眼，全部雌性都長有正常的紅眼睛。（1）果蠅的紅眼和白眼在遺傳學(xué)上叫做什么？（2）白眼果蠅和紅眼果蠅交配產(chǎn)生的子一代全為紅眼說明了什么？（3）如果不考慮性別，子二代中紅眼果蠅和白眼果蠅的數(shù)量比接近3∶1，這說明了什么？（4）子二代中雄果蠅有白眼個(gè)體出現(xiàn)，而雌果蠅全部為紅眼，說明了什么？提示：（1）相對(duì)性狀。（2）紅眼對(duì)白眼為顯性。（3）果蠅紅眼和白眼性狀的遺傳遵循孟德爾的基因分離定律。（4）白眼性狀與性別有關(guān)。名師精講1．基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根的實(shí)驗(yàn)（1）研究方法：假說—演繹法。（2）實(shí)驗(yàn)材料：果蠅。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：P：紅眼（雌）×白眼（雄）→F1：紅眼（雌、雄）eq\o(→,\s\up7(F1雌、雄交配))F2：eq\f(3,4)紅眼（雌、雄）、eq\f(1,4)白眼（雄）。（4）理論解釋。（5）理論解釋的驗(yàn)證：測(cè)交實(shí)驗(yàn)。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：基因在染色體上。特別提醒①果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：a.染色體數(shù)目少，便于觀察；b.相對(duì)性狀多、明顯；c.培養(yǎng)周期短；d.成本低，容易飼養(yǎng)。②雌雄異體的生物中，與性別決定有關(guān)的染色體稱為性染色體，如果蠅的X、Y染色體；與性別決定無關(guān)的染色體稱為常染色體，如果蠅的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ染色體。③在遺傳分析圖解的書寫過程中，常染色體上基因不需標(biāo)明其位于常染色體上，性染色體上基因需將性染色體及其上基因一同寫出，如XWY。④果蠅的體細(xì)胞中有4對(duì)染色體，被研究的基因有數(shù)百個(gè)，即每條染色體上有許多個(gè)基因。如，果蠅的某一條染色體上含有分別控制黃身、白眼、紅寶石眼、截翅、朱紅眼、棒眼、短硬毛的基因，這些基因在染色體上呈線性排列?？刂乒壖t眼和白眼的基因是位于X染色體上的一對(duì)等位基因。另外，X染色體上還有其他基因，常染色體上也有其他基因。2．通過基因定位的發(fā)現(xiàn)（1）基因定位：就是將基因定位于某一染色體上，并測(cè)定基因在特定染色體上線性排列的順序和相對(duì)距離。（2）一條染色體上有許多個(gè)基因，基因在染色體上呈線性排列。特別提醒“基因在染色體上呈線性排列”并不是說基因的形狀是線形的，而是指基因的排列是線性的（注意是“線性”，而不是“線形”）?；蚓€性是指基因是一個(gè)接著一個(gè)，之間沒有重復(fù)、倒退、分枝等現(xiàn)象。但隨著現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展，重疊基因、跳躍基因等現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，也使人們認(rèn)識(shí)到基因的線性排列是相對(duì)的。3．孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（1）基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。（2）基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。特別提醒孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋實(shí)際上是指利用細(xì)胞學(xué)原理對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律的重新說明。①分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是同源染色體的分離。如下圖：②自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是非同源染色體的自由組合。如下圖：或【例題2】下圖表示某種動(dòng)物精原細(xì)胞中的染色體和染色體上的基因，據(jù)圖回答下列問題。（1）1與2、3與4稱為__________；1與3、1與4、2與3、2與4稱為____________；B與b稱為________；A與b稱為__________；進(jìn)入配子時(shí)，A與a______，A與B、A與b________。（2）該圖表示的生物在減數(shù)分裂時(shí)，將產(chǎn)生______種配子，基因型為__________，符合基因的______________定律。（3）該圖表示的生物進(jìn)行自交，后代有______種基因組合方式，有______種基因型，有______種表現(xiàn)型；純合子占后代的比例為______，AaBb基因型的個(gè)體占后代的______。解析：1與2、3與4為同源染色體，1與3、4,2與3、4之間為非同源染色體?；駻和a、B和b為等位基因，A、a和B、b之間為非同源染色體上的非等位基因。在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。答案：（1）同源染色體非同源染色體等位基因非等位基因分離自由組合（2）4AB、Ab、aB、ab分離與自由組合（3）16941/41/4變式訓(xùn)練下圖表示某生物正在進(jìn)行分裂的細(xì)胞，等位基因A和a位于染色體的位置（不考慮互換和突變）