人教版高中生物必修2学案第2章第2节基因在染色体上

第2节基因在染色体上

学习目标核心素养

1.用类比推理的方法，理解基因位于染色1.通过分析基因在染色体上的证明过程，

体上。理解结构决定功能的基本观点，进一步领

2.用假说一演绎方法证明基因在染色体悟”假说一演绎法”。

上。(重、难点)2.通过对萨顿的思路分析，领悟并尝试运

3.说出孟德尔遗传规律的实质。(重点)用类比推理的科学研究方法。

课前自主学习自主预习。探新知必备知识感知

一、基因在染色体上的证据

1.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壬在关系。

(3)研究方法：类比推理。

2.基因位于染色体上的实验证据

(1)果蝇的染色体分为赏染色体和性染色体。

(2)摩尔根通过将果蝇的眼色(红色和白色)基因定位在强染色体上，从而证明

了基因在染色体上。

(3)研究方法：假说一演绎法。

(4)摩尔根新发现：基因在染色体上呈线性排列。

二、孟德尔遗传规律的现代解释

1.基因分离定律的实质

描述对象

同源染色体上的等位基因

行为特点

分具有一定的独立性

离

定

发生时间

律减数分裂形成配子的过程中

等位基因随同超染色体的分开而分离

2.基因的自由组合定律的实质

⑴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o

（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。

「7基础诊断G

判断对错（正确的打“J”，错误的打“X”）

1.萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验所用的实验方法相同。（）

2.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基因。

（）

3.蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。（）

4.非等位基因都位于非同源染色体上。（）

5.等位基因随同源染色体的分离而分离，发生在减数第一次分裂的后期。

（）

提示：LX萨顿的假说利用的是类比推理，而摩尔根的果蝇杂交实验利用的

是假说一演绎法。

2.V

3.X蝗虫细胞的细胞质（如线粒体）中也含有少量遗传物质，这些遗传物质

不存在于染色体上。

4.X有些非等位基因也可以位于同源染色体上。

5.V

重难问题解惑合作探究。攻重雅学科素养形成

w究号~摩尔根的果蝇杂交实验―

［问题探究］

果蝇以发酵烂水果上的酵母为食，广泛分布于世界各温带地区。早在1908年

由天才遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台，在此后约30年的时间

中，果蝇成为经典遗传学的“主角”，在遗传学各个层次的研究中积累了十分丰

富的资料。请分析作答：

1.果蝇作为实验材料的优点：①相对性状多、区分明显；②培养周期短；③

成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察等。

2.如图表示（填“雌”或“雄”）果蝇的染色体组成，其体细胞中含有

对染色体，其中n、UI、IV为，X、Y为o

XY

3.摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇，他用这只白眼雄果

蝇与多只红眼雌果蝇交配，获得F],Fi雌雄果蝇相互交配，得到F2。

（l）Fi全为红眼，F2中雌果蝇全为,雄果蝇既有,又

有，且F2中红眼果蝇数量约占,说明性状表现与有关。

（2）上述果蝇眼色中，是显性性状，受对等位基因的控制，

其遗传（填“符合”或“不符合”）基因分离定律。

（3）摩尔根对实验现象进行了解释：控制果蝇白眼的基因位于上，Y

染色体上不含有它的o

（4）摩尔根利用实验对假设进行了验证，最终得到实验结

论：o

提示：2.雄4常染色体性染色体

3.（1）红眼红眼白眼3/4性别（2）红眼一符合（3）X染色体等

位基因（4）测交控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上

[归纳总结]

摩尔根果蝇杂交实验的假说一演绎分析

1.实验现象—发现问题

PKF2

红眼（雌）（红眼（雌）（红眼（雌）2/4]

x——><x——^红眼（雄）1/4尸4

白眼（雄）।红眼（雄）（白眼（雄）1/4

2.理论分析——提出假说

（1）果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。

（2）Fi全为红眼，则红眼是显性性状。

（3*2中红眼：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:

雌果蝇雄果绳

基因型XWxwxwxwxwxwXWYXWY

表现型红眼红眼白眼红眼白眼

［注：其中（1）（2）（3）为理论分析，（4）为假说。］

3.演绎推理—实验检验

（1）实验一：F2中白眼雄果蝇与Fi中红眼雌果蝇交配。

①若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如

下：

XWXwX'Y

配子：XWXwXwY

子代:X'"X"X“YX,Y

红眼白眼红眼白眼

（雌）（雄）（雄）

11:1:1

②若基因位于X染色体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下:

测交工红眼（雌）XF2白眼（雄）

XWXwX''YW

配子：XwX"X"Y

子代:xwxwx,vxw

红眼白眼红眼白眼

（雌）（雌）（雄）（雄）

1:11:1

③若基因位于常染色体上，则遗传图解如下:

测交:I红眼（雌）xF,白眼（雄）

配子:

子代:Ww

红眼

说明：①②③实验结果相同，故根据本实验结果无法验证假说，但通过本实

验得到了白眼雌果蝇。

（2）实验二：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一个毫无血缘关系的野生型

纯种红眼雄果蝇交配。

①若基因位于X染色体上，且Y染色体上没有它的等位基因，则遗传图解如

测交:白眼（雌）野生型红眼（雄）

X"X、’

配子:

子代:X'Y

红眼（雌）白眼（雄）

②若基因位于X染色体上，Y染色体上含有它的等位基因，则遗传图解如下:

测交：白眼（雌）X野生型红眼（雄）

X”X”XWYW

配子：XwX[Yw

子代：X*X"X'VYW

红眼（雌）红眼（雄）

1:1

③若基因位于常染色体上，则遗传图解如下：

测交：白眼（雌）x野生型红眼（雄）

wwWW

配子：wW

、'

子代：Ww

红眼

说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与①相同,

与②③不同，由此可证明假说成立。

易错提醒：与性染色体有关的两个“并非”

（1）并非所有的生物都有性染色体。

①由性染色体决定性别的生物才有性染色体。

②雌雄同株的植物无性染色体。

（2）并非所有生物的X染色体都比Y染色体短，如人的X染色体比Y染色体

长。

颔bib点维珈

1.在摩尔根所做的果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼

基因位于X染色体上的最关键的实验结果是（）

A.白眼突变体与野生型杂交，Fi全部表现为野生型，雌雄比例1：1

B.Fi相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性

C.Fi雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为1：1

D.白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性

B［A项能说明野生型相对于突变型是显性性状，但不能判断白眼基因位于

X染色体上，与题意不符；B项能说明这一对性状的遗传与性别有关，即控制该

性状的基因位于X染色体上，且这是在摩尔根果蝇杂交实验中最早出现的实验现

象，与题意相符；C项属于测交类型，不能说明白眼基因位于X染色体上，与题

意不符；D项能说明控制该性状的基因位于X染色体上，但这是在摩尔根利用测

交实验验证假说中出现的，不是最早，与题意不符。］

2.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（）

P红眼（雌）x白眼（雄）

1红眼（雌、雄）

1F,雌雄交配

F2红眼（雌、雄）白眼（雄）

3/41/4

A.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“假说一

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XWY

D.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW

D［子二代中，红眼和白眼的比例为3：1,说明果蝇的眼色遗传遵循基因的

分离定律，A正确；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“假说一演绎法”，B正确；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XWY,C正确；F2中的红眼雌果蝇的基

因型有XWXW和xWxw,D错误。］

望究点文________孟德尔遗传规律的现代解释

［问题探究］

孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的？

提示：(1)分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。

(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基

因。

［归纳总结］

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：

(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

复疝「

同源染色体分开，等

四位基因分离，非同源

初级性母细胞分染色体自由组合，非

体同源染色体上的非

彳等位基因自由组合

减［

或个

AAaa

次级性母细胞XX

.B加

配子⑭㉚或⑪)驱也

4个，2种，1：14个，2种，1：1

特别提醒：基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律

(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上

的非等位基因遵循自由组合定律。

(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体

中的基因都不遵循。

（3）原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。

颔bib点维珈

1.如图表示某一昆虫个体的基因组成，以下判断正确的是（不考虑交叉互

换）（）

A.基因A、a与B、b遗传时遵循自由组合定律

B.该个体的一个初级精母细胞产生2种精细胞

C.有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为ABC或abc

D.该个体与另一相同基因型的个体交配，后代基因型比例为9：3：3：1

B［基因A、a与B、b位于同一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，A

错误；一个初级精母细胞所产生的精细胞基因型只有2种，即ABC和abc或ABc

和abC,B正确；有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因为AaBbCc,C错误；不

考虑交叉互换，该个体产生的配子种类及比例为ABC：abc：ABc：abC=

1：1：1：1,其与另一相同基因型个体交配，后代基因型有9种，比例为

1：2：2：1：4：1：2：2：1,D错误。］

2.（2019•江苏高考）如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意

图，图中1〜8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是（）

15

二::

26

:・二3;Z

48

A.1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因

B.同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1〜8

C.1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离

D.1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子

B［不考虑突变的情况下，1与2不是等位基因，而是相同基因。1与3、4

可能是相同基因，也可能是等位基因，A项错误。不考虑突变的情况下，同一个

体的精原细胞的染色体与体细胞相同，有丝分裂前期时一条染色体上含两条姐妹

染色单体，故也含有图中的基因1〜8,B项正确。不考虑突变的情况下，若发生

了交叉互换引起的基因重组，则1与3也可能在减数第二次分裂分离，1与2也可

能在减数第一次分裂分离，C项错误。1与6在同一条染色体的两条姐妹染色单

体上，故1与6不能组合形成重组型的配子，D项错误。］

［课堂小结］

知识网络构建核心语句归纳

L基因和染色体行为存在着明显的平

行关系。

2.基因在染色体上呈线性排列，一条

染色体上有许多个基因。

3.基因分离定律的实质是等位基因随

同源染色体的分开而分离。

—［基因和］4.基因自由组合定律的实质是等位基

------果蝇杂一染色体

'-A—假说交手验厂［的英系1因随同源染色体分开而分离的同时，

［类比‘推理）

孟德尔遗传非同源染色体上的非等位基因自由组

规律的现代

解释

合。

5.萨顿的“基因和染色体行为存在着

明显的平行关系”的假说是运用了类

比推理法。

6.摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说

—演绎法。

基础概念考查当堂达标。提素养关键能力培养

1.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

D［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，故选D。］

2.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇都表现红眼，这些果蝇交

配产生的子二代中，红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下

列叙述错误的是()

A.红眼对白眼是显性

B.眼色的遗传遵循分离定律

C.眼色和性别表现为自由组合

D.子二代红眼雌果蝇有两种基因型

C［若控制眼色的基因用M、m表示，该过程遗传图解为P:红眼雌蝇

(XMXM)X白眼雄蝇(XmY)fF1：红眼雌蝇(XMXm)义红眼雄蝇(XMY)-F2：红眼雌

MMMm

M(XX>XX)：红眼雄蝇(XMY)：白眼雄蝇(XmY)=2：1：lo由于控制眼色

的基因位于性染色体上，所以眼色和性别不会自由组合。］

3.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是()

截

朱

深

棒

白

短

黄

红

翅

眼

红

红

硬

眼

宝

身

眼

眼

毛

石

眼

A.果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目

B.基因在染色体上呈线性排列

C.黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律

D.细胞内的基因都在染色体上

D［一条染色体上有多个基因，所以果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体

数目，A项正确；基因在染色体上呈线性排列，B项正确；黄身基因与白眼基因

位于同一条染色体上，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，C项正确；细胞核

内的基因位于染色体上，细胞质内的基因位于线粒体和叶绿体中，D项错误。］

4.据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是()

ADBA

A.二与二ZB.二=与=

adBa

ACCD

风=与=D.=与二Z

ac

A［基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的自由组

AD

中的三=与宁

合。在选项A是位于同源染色体上的基因，是不能自由组合的。］

5.果蝇的灰身(B)和黑身(b)、红眼(R)和白眼(r)分别受一对等位基因控制，B、

b基因位于常染色体上，R、r