新教材生物人教版必修2學(xué)案2-2基因在染色體上

第2節(jié)基因在染色體上核心素養(yǎng)能力培優(yōu)知識(shí)點(diǎn)一基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1．薩頓的假說(shuō)結(jié)合“薩頓的假說(shuō)”，下列敘述錯(cuò)誤的有①②。①薩頓利用假說(shuō)—演繹法，推測(cè)基因位于染色體上②體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，配子中只含一個(gè)基因③基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系④基因、染色體在生殖過(guò)程中均保持完整性和獨(dú)立性2．基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)者：美國(guó)生物學(xué)家摩爾根。(2)實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法：假說(shuō)—演繹法。(3)實(shí)驗(yàn)材料：果蠅。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：②實(shí)驗(yàn)假說(shuō)。內(nèi)容：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。遺傳圖解：③實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：通過(guò)測(cè)交的方法進(jìn)行驗(yàn)證。④結(jié)論：控制白眼性狀的基因只位于X染色體上，即基因位于染色體上。(5)基因與染色體的關(guān)系：①數(shù)量關(guān)系：一條染色體上有許多個(gè)基因。②位置關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列。1．果蠅的染色體組成：性別雌性雄性圖示同源染色體4對(duì)4對(duì)常染色體Ⅱ、Ⅲ、ⅣⅡ、Ⅲ、Ⅳ性染色體XXXY染色體組成6＋XX(同型)6＋XY(異型)2.果蠅測(cè)交實(shí)驗(yàn)分析：(1)實(shí)驗(yàn)一：F2中白眼雄果蠅與F1中紅眼雌果蠅交配：基因在性染色體上基因在常染色體上說(shuō)明：雜交子代中，雌雄果蠅中均有紅眼和白眼，與基因位于常染色體表現(xiàn)相同，故根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證假說(shuō)，但通過(guò)本實(shí)驗(yàn)得到了白眼雌果蠅。(2)實(shí)驗(yàn)二：利用“實(shí)驗(yàn)一”得到的白眼雌果蠅與一個(gè)毫無(wú)血緣關(guān)系的純種紅眼雄果蠅交配：基因在性染色體上基因在常染色體上說(shuō)明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現(xiàn)與性別相聯(lián)系，與基因位于常染色體表現(xiàn)不同，由此可證明假說(shuō)成立。★思考·討論1．摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)與孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)相比，所用方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的異同點(diǎn)是什么？(科學(xué)思維)(1)相同點(diǎn)：都運(yùn)用了假說(shuō)—演繹法；F2都發(fā)生性狀分離。(2)不同點(diǎn)：果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中，眼色遺傳與性別有關(guān)。1．以下為某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩種雜交方案：雜交1：純種果蠅中，朱紅眼♂×暗紅眼♀，F(xiàn)1只有暗紅眼；雜交2：純種果蠅中，暗紅眼♂×朱紅眼♀，F(xiàn)1雌性為暗紅眼，雄性為朱紅眼。設(shè)相關(guān)基因?yàn)锳、a，下列敘述不正確的是(C)A．雜交1和雜交2可用于判斷有關(guān)基因所在位置B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明眼色基因不在常染色體上C．雜交2中的F1自由交配，后代表型比例為31D．兩種雜交實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的F1中，雌性基因型都是XAXa解析：正、反交實(shí)驗(yàn)可用來(lái)區(qū)分常染色體遺傳與伴性遺傳，A正確。若正、反交結(jié)果不同，且子代的表型與性別有關(guān)，說(shuō)明控制性狀的基因位于性染色體上；若正、反交結(jié)果一致，說(shuō)明控制性狀的基因位于常染色體上；題干中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果屬于第一種情況，說(shuō)明控制眼色的基因位于性染色體上，B正確。雜交2中，純種朱紅眼♀(XaXa)×純種暗紅眼♂(XAY)，F(xiàn)1雌性為暗紅眼(XAXa)，雄性為朱紅眼(XaY)，F(xiàn)1中雌、雄果蠅自由交配，其后代基因型的比例為1(XAXa)1(XaXa)1(XAY)1(XaY)，則表型的比例為1111，C錯(cuò)誤。雜交1中：純種暗紅眼♀(XAXA)×純種朱紅眼♂(XaY)得到的F1中，雌性的基因型為XAXa；雜交2中：純種朱紅眼♀(XaXa)×純種暗紅眼♂(XAY)得到的F1中，雌性的基因型為XAXa，D正確?！锼仞B(yǎng)·探究——母題追問(wèn)(1)上題雜交1中，若F1中的雌雄個(gè)體相互交配，請(qǐng)分析子代的表型及比例。(科學(xué)思維)提示：F1中果蠅基因型為XAXa、XAY，則子代中暗紅眼朱紅眼＝31。(2)某同學(xué)欲證明上題兩實(shí)驗(yàn)中F1雌果蠅的基因型均為雜合子。請(qǐng)你幫他寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)思路。(科學(xué)思維)提示：讓F1雌果蠅分別與暗紅眼雄果蠅雜交，觀察子代的表型。子代中出現(xiàn)朱紅眼雄果蠅，則該果蠅為雜合子?！痉椒ㄒ?guī)律】判斷基因位于常染色體或性染色體上的方法方法結(jié)果基因的位置統(tǒng)計(jì)調(diào)查根據(jù)子代某性狀在雌雄個(gè)體中的比例來(lái)推斷比例相同一般在常染色體上比例不同一般在X(或Y)染色體上設(shè)計(jì)遺傳雜交實(shí)驗(yàn)若已知顯隱性：采用顯雄×隱雌若子代雌雄中各表型比例相同在常染色體上若子代雌顯雄隱＝11在X染色體上若不知顯隱性：采用正反交若兩組子代雌雄中各表型比例均相同在常染色體上若有一組后代表現(xiàn)為雌全與父本一致，雄全與母本一致在X染色體上2.果蠅的大翅和小翅是一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因A、a控制?，F(xiàn)用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，再讓F1雌雄個(gè)體相互交配，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：F1：大翅雌果蠅、雄果蠅共1237只；F2：大翅雌果蠅2159只，大翅雄果蠅1011只，小翅雄果蠅982只。下列分析不正確的是(D)A．果蠅翅形大翅對(duì)小翅為顯性B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可證明控制翅形的基因位于X染色體上D．F2中雌果蠅基因型相同，雄果蠅有兩種基因型解析：本題主要考查驗(yàn)證基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)，正確解答應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①明確研究的是一對(duì)等位基因和一對(duì)相對(duì)性狀。②注意每一代果蠅性狀與性別的聯(lián)系。③正確書寫遺傳圖解。大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，F(xiàn)1全是大翅果蠅，所以大翅對(duì)小翅為顯性。根據(jù)題中信息“F2：大翅雌果蠅2159只，大翅雄果蠅1011只，小翅雄果蠅982只”可知，大翅小翅≈31，符合基因分離定律，又因?yàn)榇蟪峁壌菩鄄坏?，可推知控制翅形的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下：可見(jiàn)，F(xiàn)2中雌果蠅有兩種基因型，分別為XAXA和XAXa。知識(shí)點(diǎn)二孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋1．基因的分離定律與自由組合定律的比較2.請(qǐng)依據(jù)遺傳規(guī)律和減數(shù)分裂，判斷下列敘述的正誤：(1)一對(duì)遺傳因子就是位于一對(duì)同源染色體上的等位基因。(√)(2)雜合子形成配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分開而分離。(√)(3)減數(shù)分裂過(guò)程中，等位基因分離，非等位基因自由組合。(×)提示：減數(shù)分裂過(guò)程中，等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。(4)基因的自由組合發(fā)生在受精作用過(guò)程中。(×)提示：基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，受精作用中的精子與卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合不屬于自由組合。1．等位基因與非等位基因的辨析：等位基因非等位基因位置同源染色體的同一位置同源染色體、非同源染色體特點(diǎn)控制一對(duì)相對(duì)性狀控制不同相對(duì)性狀行為隨同源染色體分開而分離非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合圖示(1)A和a、B和b、C和c為等位基因。(2)A和B、A和C、B和C、A和b等均為非等位基因，其中A和B位于一條染色體上，A和b位于同源染色體上，不能自由組合；A和C、B和C位于非同源染色體上，可自由組合2.分離定律和自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：3．孟德爾遺傳規(guī)律的適用范圍：(1)適合于真核生物，因?yàn)檎婧松锞哂腥旧w，基因的分離或自由組合是隨著染色體分離或自由組合而進(jìn)行的。(2)適合于能進(jìn)行有性生殖的生物。因?yàn)槊系聽栠z傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是減數(shù)分裂，只有能進(jìn)行有性生殖的生物才能進(jìn)行減數(shù)分裂。(3)自由組合定律發(fā)生在非同源染色體上的非等位基因之間?！锼伎肌び懻?．減數(shù)分裂是遺傳規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。其中在哪一時(shí)期可實(shí)現(xiàn)等位基因分離和非同源染色體上非等位基因的自由組合？(生命觀念)提示：減數(shù)分裂Ⅰ后期。3．位于性染色體上的等位基因在遺傳時(shí)是否遵循分離定律？控制兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因一定遵循自由組合定律嗎？(科學(xué)思維)提示：位于性染色體上的等位基因在遺傳時(shí)遵循分離定律。不一定；控制兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因若位于同一對(duì)同源染色體上，則不遵循基因自由組合定律。3．在完全顯性條件下(即雜合子與顯性純合子表型相同)，若下列所示基因狀況的生物自交，其子代性狀分離比例為9331的是(B)解析：子代性狀分離比例為9331，說(shuō)明是具有分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因的個(gè)體自交的結(jié)果，只有位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因即雙雜合子自交時(shí)，其子代性狀分離比才會(huì)出現(xiàn)9331。圖中A為三雜合子，B為雙雜合子，C只含一對(duì)等位基因，D雖然含兩對(duì)等位基因，但這兩對(duì)等位基因均位于同一對(duì)染色體上。故選項(xiàng)B子代性狀分離比為9331?！菊`區(qū)警示】基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如原核生物細(xì)胞中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律?！锼仞B(yǎng)·探究——情境遷移某一年生草本植物種群的花色、莖的高矮和葉的寬窄分別受三對(duì)等位基因A、a，B、b和C、c控制，某個(gè)體中基因與染色體的位置關(guān)系如圖所示：(1)某同學(xué)提出“三對(duì)等位基因中的任意一對(duì)基因的遺傳都遵循分離定律，任意兩對(duì)基因的遺傳都遵循自由組合定律”，請(qǐng)你判斷該同學(xué)的說(shuō)法是否合理？說(shuō)出你的判斷依據(jù)。(科學(xué)思維)提示：不合理。三對(duì)等位基因中任意一對(duì)基因的遺傳均遵循分離定律，但其中等位基因A、a和B、b位于一對(duì)同源染色體上，其遺傳不遵循自由組合定律。(2)若用該個(gè)體與另一親本雜交來(lái)驗(yàn)證自由組合定律，請(qǐng)寫出另一親本的基因型。(科學(xué)思維)提示：aaBBcc或AAbbcc。4．最能正確表示基因自由組合定律實(shí)質(zhì)的是(D)解析：基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體上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，圖D與之相符合；圖A中只有一對(duì)等位基因，不能發(fā)生基因自由組合；圖B表示雙雜合子自交，符合基因的自由組合定律，但不能體現(xiàn)自由組合定律的實(shí)質(zhì)；圖C中的兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上，不符合基因的自由組合定律。課題調(diào)研：概念原理分類題目——基因在染色體上[典范例題]某種昆蟲長(zhǎng)翅(A)對(duì)殘翅(a)為顯性，直翅(B)對(duì)彎翅(b)為顯性，有刺剛毛(D)對(duì)無(wú)刺剛毛(d)為顯性，控制這三對(duì)性狀的基因在染色體上的位置及某個(gè)體的基因型如圖所示，請(qǐng)回答：(1)長(zhǎng)翅與殘翅、直翅與彎翅兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)基因自由組合定律，理由是______________。(2)該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型為________。(3)該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期，移向細(xì)胞同一極的基因有________。(4)該昆蟲細(xì)胞分裂中復(fù)制形成的兩個(gè)D基因發(fā)生分離的時(shí)期有________________________。[模板構(gòu)建·思路導(dǎo)引]eq\a\vs4\al(讀題)通過(guò)題干文字信息和圖示信息，明確題目考查內(nèi)容：基因與染色體的關(guān)系eq\a\vs4\al(找詞)題中出現(xiàn)的核心關(guān)鍵詞“基因在染色體上的位置”，利用染色體傳遞規(guī)律分析基因變化eq\a\vs4\al(分析)基因主要位于染色體上，減數(shù)分裂過(guò)程中基因隨染色體的變化而變化，等位基因隨同源染色體的分離而分離，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合，由此合理地解釋了遺傳規(guī)律[規(guī)范答案·警示失誤](1)不遵循控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于一對(duì)同源染色體上(2)AbD、abd或Abd、abD錯(cuò)答：AbD、abd、Abd、abD錯(cuò)因：①審題不清，將“一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞”誤以為是個(gè)體；②不能正確認(rèn)識(shí)初級(jí)精母細(xì)胞所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因組成情況。(3)A、a、b、b、D、d錯(cuò)答：AbD、abd或Abd、abD錯(cuò)因：①對(duì)于有絲分裂過(guò)程的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不到位，忽視了有絲分裂過(guò)程移向兩極的染色體來(lái)源相同，基因組成也相同；②沒(méi)有真正理解基因與染色體的關(guān)系，仍以基因?qū)哟畏治鰡?wèn)題。(4)有絲分裂后期和減數(shù)分裂Ⅱ后期[解題技巧]概念原理是生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，解答這類問(wèn)題時(shí)，要求理解基本原理的內(nèi)涵和外延，能夠正確區(qū)分易混概念，理解有關(guān)生理過(guò)程的原理，同時(shí)要求能運(yùn)用生物學(xué)基本原理解釋實(shí)際問(wèn)題。這類題目的一般解題思路為：(1)“讀題”——認(rèn)真閱讀題干要求，提取有效信息，明確題目所考查的內(nèi)容。(2)“找詞”——明確題目所考查內(nèi)容，找出“題眼”，即生物學(xué)概念或原理，這是正確解題的關(guān)鍵所在。(3)“分析”——回扣基本概念、基本原理，分析概念原理的內(nèi)涵和外延，辨析易混概念在語(yǔ)言表述方面的區(qū)別點(diǎn)，避免因一字之差導(dǎo)致錯(cuò)答。課堂對(duì)點(diǎn)素養(yǎng)達(dá)標(biāo)一、選擇題1．大量事實(shí)表明，孟德爾發(fā)現(xiàn)的基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。據(jù)此作出的如下推測(cè)，哪一項(xiàng)是沒(méi)有說(shuō)服力的(C)A．基因在染色體上B．同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離C．每條染色體上有許多基因D．非同源染色體自由組合使非等位基因重組解析：基因遺傳行為與染色體的行為是平行的，這樣染色體的行為便會(huì)決定基因的行為，當(dāng)染色體發(fā)生分離和自由組合，其上的基因也會(huì)發(fā)生分離和自由組合，但是，并不能看出染色體上基因的數(shù)量。2．下列關(guān)于基因在細(xì)胞中存在方式的敘述，正確的是(A)A．在體細(xì)胞中成對(duì)存在，在配子中成單存在B．在體細(xì)胞和配子中都成單存在C．在體細(xì)胞和配子中都成對(duì)存在D．在體細(xì)胞中成單存在，在配子中成對(duì)存在解析：基因在體細(xì)胞中以等位基因的形式成對(duì)存在于同源染色體上，在減數(shù)分裂時(shí)，同源染色體分離，成對(duì)的等位基因也分離。3．下列關(guān)于雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體敘述，錯(cuò)誤的是(D)A．果蠅體細(xì)胞中有4對(duì)染色體，3對(duì)是常染色體B．在雌果蠅中的性染色體是同型的C．在雄果蠅中的性染色體是異型的D．在果蠅體細(xì)胞中各對(duì)染色體都含有各自的等位基因解析：雄性個(gè)體的X、Y染色體存在非同源區(qū)段，在非同源區(qū)段無(wú)等位基因。4．下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A．在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體分開，其上的等位基因分離B．果蠅的紅眼(或白眼)基因只存在于X染色體上C．在減數(shù)分裂過(guò)程中，所有非等位基因都可以自由組合D．等位基因總是一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方解析：非等位基因的存在有兩種情況：一種是存在于非同源染色體上，另一種是存在于一對(duì)同源染色體上。前一種情況，細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中，非等位基因會(huì)隨著非同源染色體的自由組合而組合，后一種情況屬于基因的連鎖，只有同源染色體之間發(fā)生了互換，才有可能使這兩對(duì)非等位基因組合。5．果蠅的灰身和黑身是由位于常染色體上的基因V和v控制的，紅眼和白眼是由位于X染色體上的基因W和w控制的，純合灰身紅眼雌果蠅與黑身白眼雄果蠅雜交產(chǎn)生F1全是灰身紅眼果蠅。下列分析錯(cuò)誤的是(多選)(BCD)A．子一代雌果蠅產(chǎn)生配子時(shí)，W和w、V和v分離，W和V或v，w和V或v自由組合B．純合子灰身紅眼雌果蠅產(chǎn)生配子時(shí)，無(wú)同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合，只產(chǎn)生一種類型的配子即VXWC．子一代雄果蠅體細(xì)胞中含有一個(gè)灰身基因，一個(gè)黑身基因，一個(gè)紅眼基因，一個(gè)白眼基因D．親代雄果蠅產(chǎn)生一種類型的生殖細(xì)胞解析：由題干可知：W、w與V、v位于兩對(duì)同源染色體上，所以為自由組合。二、非選擇題6.如圖是科學(xué)家根據(jù)果蠅的遺傳實(shí)驗(yàn)繪制出的果蠅某一條染色體上的某些基因的位置圖，請(qǐng)回答：(1)基因