人教版高中生物必修二 基因在染色体上 基因和染色体的关系

第2节

基因在染色体上第2章基因和染色体的关系

1.说出基因位于染色体上的理论依据。2.阐述基因位于染色体上的实验证据。3.说出孟德尔遗传规律的现代解释。1.生命观念：认同孟德尔遗传规律的实质，认知生命的活动规律。2.科学探究：掌握摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上的过程，感悟科学探究的方法。课标要求素养要求内容索引一、萨顿的假说二、基因位于染色体上的实验证据随堂演练知识落实三、孟德尔遗传规律的现代解释01一、萨顿的假说SADUNDEJIASHUO基础梳理

·夯实教材基础1.假说内容：基因(遗传因子)是由

携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在

上。2.依据：基因和

存在着明显的

关系。染色体染色体染色体的行为平行项目基因染色体独立性基因在杂交过程中保持

性和

性染色体在配子形成和受精过程中，具有

的形态结构存在方式在体细胞中基因

存在，在配子中只有___________________在体细胞中染色体

存在，在配子中只有_____________________来源体细胞中成对的基因一个来自

，一个来自_____体细胞中成对的染色体(即

染色体)一条来自

，一条来自____分配

在形成配子时自由组合

在减数分裂Ⅰ的后期自由组合完整独立相对稳定成对成对的基因中的一个父方母方非等位基因成对成对的染色体中的一条同源父方母方非同源染色体(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(

)(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(

)(3)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(

)×正误判断

·矫正易混易错×√02二、基因位于染色体上的实验证据JIYINWEIYURANSETISHANGDESHIYANZHENGJU基础梳理

·夯实教材基础1.实验者：摩尔根。2.实验材料——果蝇(1)果蝇作为实验材料的优点：①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察。(2)果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有4对染色体，其中

对是常染色体，

对是性染色体。雌果蝇的性染色体是

，雄果蝇的性染色体是

。31XXXY3.观察现象P

红眼(♀)×白眼(♂)

↓F1

(♀、♂)

↓F1雌雄交配F2

红眼(♂、♀)、

(♂)(1)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼，

是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼＝

，符合

定律，红眼和白眼受一对

控制。(4)F2中只有

果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与

相关联。4.提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？红眼白眼红眼3∶1分离等位基因雄性别5.作出假设，解释现象(1)假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于

上，Y染色体上无相应的等位基因。(2)解释F2♂♀________XWXW(红眼雌性)XWY(红眼雄性)XwXWXw(红眼雌性)XwY(

)X染色体XWYXW白眼雄性XWXWXwYXWXwY6.验证方法——______7.实验结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于

染色体上，从而证明了__________

。8.基因和染色体关系摩尔根进一步证明了：一条染色体上有

个基因；基因在染色体上呈

排列。测交X基因在染色体上许多线性(1)基因在染色体上的提出者是萨顿，证明者是摩尔根(

)(2)X染色体上的基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律(

)(3)一对等位基因应位于一对同源染色体上(

)(4)染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多个基因(

)正误判断

·矫正易混易错√×√√深化探究

·解决问题疑难果蝇的红眼(W)对白眼(w)是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为白眼，另一方为红眼，杂交后F1中雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，请回答：1.亲代果蝇的基因型是怎样的？提示XwXw和XWY。2.写出上述过程的遗传图解。提示如图所示3.若让F1中的雌雄果蝇交配，F2的表型和比例是怎样的？提示红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1∶1∶1。03三、孟德尔遗传规律的现代解释MENGDEERYICHUANGUILVDEXIANDAIJIESHI基础梳理

·夯实教材基础1.基因的分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中，位于一对

上的等位基因，具有一定的

。(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随

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.基因的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

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。同源染色体独立性同源染色体互不干扰等位基因非等位基因(1)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离(

)(2)非等位基因一定自由组合(

)(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合说明核基因和染色体行为存在平行关系(

)×正误判断

·矫正易混易错×√如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：1.图中属于等位基因的有___________________。2.图中非等位基因有_______________________________________________。学以致用

·链接典例拓展3.上述非等位基因中，能自由组合的是哪些？提示非同源染色体上的非等位基因能自由组合，即A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。4.不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生______种配子，分别是_____________________。A与a、B与b、C与cA(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)4ABC、ABc、abC、abc和B(或b)学习小结04随堂演练知识落实SUITANGYANLIANZHISHILUOSHI1.下列各项中不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是A.体细胞中基因和染色体成对存在，生殖细胞中二者都是成单存在B.体细胞成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方C.非同源染色体及其上的非等位基因自由组合D.基因和染色体在生殖过程中都可能发生变异√解析在生殖过程中基因和染色体的变异是随机发生的，没有必然的联系，不能体现二者间的平行关系，D符合题意。1234562.已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该果蝇减数分裂产生配子的说法，正确的是A.果蝇的精子中含有成对基因B.果蝇的体细胞中只含有一个基因C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方D.在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对基因中的一个√解析由于精子中无同源染色体，所以不含成对基因，A错误；果蝇的体细胞中含同源染色体，所以基因都是成对的，且种类也很多，B错误；同源染色体只能一条来自母方，一条来自父方，不会同时来自母方或父方，C错误。123456A.果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律B.摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂

交实验一样，都采用了“假说—演绎法”C.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XwYD.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW3.(2018·河北定州中学高三上月考)摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述中，错误的是√123456P红眼(雌)×白眼(雄)

↓F1

红眼(雌、雄)

↓F1雌雄交配F2

红眼(雌、雄)白眼(雄)3/4

1/4解析F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。4.(2019·宁夏银川一中期中)果蝇的红眼对白眼为显性性状，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列杂交组合中，通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是A.杂合红眼(♀)和红眼(♂) B.白眼(♀)×白眼(♂)C.杂合红眼(♀)×白眼(♂) D.白眼(♀)×红眼(♂)√解析假设关于眼色的基因为W、w。欲通过眼色直接判断果蝇性别，可以采用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交的方法，即XwXw(白眼，♀)×XWY(红眼，♂)，子代中雄性全为白眼，雌性全为红眼，D符合题意。1234565.下图中能正确表示基因的分离定律实质的是√解析基因的分离定律的实质是：在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。123456解析染色体的主要成分是DNA和蛋白质。6.如图是科学家根据果蝇的遗传实验，绘制出的果蝇某一条染色体上的某些基因的位置图，请回答：123456(1)基因和染色体行为存在着明显的_____关系。平行解析基因与染色体行为存在着明显的平行关系。(2)绘出果蝇的基因在染色体上位置图的第一位学者是________。摩尔根解析摩尔根通过实验证明基因位于染色体上，并绘出果蝇的基因在染色体上位置图。(3)染色体的主要成分是_______和________。DNA蛋白质(4)图中染色体上的朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因吗？为什么？________________________________________________________________________________________________。123456不是；等位基因应位于一对同源染色体的同一位置上，而图中朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上解析朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上，不是等位基因。第2节

基因在染色体上

课程标准要求核心素养对接学业质量水平阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合；阐明有性生殖中基因的分离和自由组合。1.生命观念——掌握基因在染色体上的本质，并能利用此观念解释各种情景中的生命现象。水平二2.科学思维——基于染色体和基因的平行一致的关系，理解萨顿运用类比推理的方法，得出基因应该位于染色体上的科学假说。水平一3.科学探究——利用果蝇作为实验材料，理解摩尔根等人通过假说—演绎的科学思维方法，证明基因位于染色体上的科学探究过程。水平二萨顿的假说———————————————自主梳理———————————————1.研究方法

类比推理。将看不见的基因和看得见的染色体进行类比2.依据基因和染色体的行为存在明显的

关系。项目基因染色体性质在杂交过程中保持____________________在配子形成和受精过程中，保持相对__________________存在形式体细胞成对成对配子____________________________________________平行完整性和独立性稳定的形态结构成对中的一个成对中的一条来源成对的基因一个来自_____、一个来自_____________________一条来自父方，一条来自母方行为_______________在形成配子时自由组合________________在减数分裂Ⅰ的后期时自由组合3.内容

基因是由

携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在

上。父方母方同源染色体非等位基因非同源染色体染色体染色体[典例1]

萨顿通过类比推理法得出“基因在染色体上”的推论，下列能为该推论提供证据的是(

) ①基因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，染色体保持相对稳定的形态结构②基因和染色体在体细胞中都成对存在③一个DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个DNA分子④基因和染色体在配子中都成单存在⑤等位基因一个来自父本一个来自母本，同源染色体一条来自父本一条来自母本⑥形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自由组合，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合 A.①②④⑤⑥ B.①②③⑤⑥ C.①②③④⑤ D.②③④⑤⑥

答案

A[对点练1]

大量事实表明，萨顿发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下推测，哪一项是没有说服力的(

)A.基因在染色体上B.同源染色体分离导致等位基因分离C.每条染色体上都有许多基因D.非同源染色体自由组合使非等位基因自由组合解析萨顿用蝗虫细胞作材料研究了精子和卵细胞的形成过程，并提出了如下推论：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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。但是“每条染色体上都有许多基因”的结论，通过基因行为与染色体行为的平行关系得不出。答案

C联想质疑———————————————自主梳理———————————————1.实验者美国生物学家

。2.实验科学方法

假说—演绎法。基因位于染色体上的实验证据萨顿提出“基因在染色体上”，摩尔根证明了“基因在染色体上”摩尔根3.实验材料果蝇。4.实验证据 (1)实验过程：(2)基因分离一对(3)假设与解释：①假设：控制果蝇红眼、白眼的基因只位于

染色体上，

染色体上无相应的等位基因。②解释：XYXWXwXWXWXwY (4)测交验证：亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代雌性红蝇∶雌性白蝇∶雄性红蝇∶雄性白蝇＝

。 (5)实验结论：控制果蝇红眼、白眼的基因只位于

染色体上→基因位于染色体上。5.摩尔根的新发现——基因和染色体的关系 (1)人的体细胞中有23对染色体，基因大约有2.6万个，可以推测：一条染色体上有

基因。 (2)基因在染色体上呈线性排列。同一个DNA分子上的多个基因之间互不重叠相间分布1∶1∶1∶1X多个[典例2]

(2019·无锡一中期中)通过实验证明了基因位于染色体上的科学家是(

) A.孟德尔

B.约翰逊

C.萨顿

D.摩尔根

解析孟德尔通过豌豆杂交实验提出基因的分离定律和基因的自由组合定律，A不符合题意；约翰逊提出了基因的概念，B不符合题意；萨顿蝗虫细胞观察实验采用类比推理法提出基因位于染色体上的假说，C不符合题意；摩尔根的果蝇杂交实验采用假说—演绎法，证明基因在染色体上，D符合题意。

答案

D[对点练2]

(2019·广州市实验中学期中)下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列有关叙述错误的是(

)A.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因B.果蝇每条染色体上基因数目不一定相等C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上有许多个基因解析朱红眼与深红眼基因是同一条染色体上的基因，不是等位基因，A错误；果蝇每条染色体上基因数目不一定相等，B正确；据图示可知，该染色体上的基因呈线性排列，C正确；据图可知，一条染色体上有许多个基因，D正确。答案

A联想质疑果蝇作为遗传学的经典实验材料的优点①相对性状多且明显；②培养周期短；③成本低，易饲养；④染色体数目少，便于观察；⑤具有性染色体【易错提示】(1)常染色体中同源染色体的大小和形态相同，但性染色体的形态、大小可能不同，如果蝇的X与Y。(2)书写基因型时，常染色体上的基因直接书写，性染色体上的基因书写在性染色体的右上角。(3)已知红眼基因(B)与白眼基因(b)位于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，则红眼雌果蝇的基因型有XBXB、XBXb两种，白眼雌果蝇的基因型只有XbXb一种，红眼雄果蝇的基因型只有XBY一种，白眼雄果蝇的基因型只有XbY一种。【归纳总结】假说—演绎法与类比推理法的比较

类比推理法假说—演绎法原理将未知的和已知的做比较，根据惊人的一致性(即平行关系)，做出它们之间有关系的推理在提出问题，做出假说的基础上对未知世界进行演绎推理，再与实际实验做比较以验证假说的正确性结论不具有逻辑的必然性，不一定正确，还需要验证具有逻辑的必然性，是科学的实验结论，一定正确实例萨顿的假说：基因位于染色体上孟德尔的两大遗传定律、摩尔根的果蝇杂交实验证明基因位于染色体上、DNA的半保留复制分离定律与自由组合定律的比较孟德尔遗传规律的现代解释———————————————自主梳理———————————————规律内容基因的分离定律基因的自由组合定律描述对象一对同源染色体上的___________非同源染色体上的_____________行为特点具有一定的________分离或组合____________发生时间____________过程中减数分裂过程中结果______________随同源染色体的分开而_________非同源染色体上的非等位基因_______________等位基因非等位基因独立性互不干扰减数分裂等位基因分离自由组合图示(1)某生物的两对相对性状分别受A/a和B/b控制。一个基因型为AaBb的个体中，A和B基因位于一条染色体上，a和b位于其同源染色体上。该生物自交，后代的性状表现如何？测交呢？(不考虑互换)提示自交后代共有两种表现型，比例为A_B_∶aabb＝3∶1；测交后代也有两种表现型，比例为A_B_∶aabb＝1∶1。(2)若(1)中该基因型为AaBb的个体中，A和b基因位于一条染色体上，a和B位于其同源染色体上。该生物自交，后代的性状表现如何？测交呢？(不考虑互换)提示自交后代共有3种表现型，比例为aaB_∶A_B_∶A_bb＝1∶2