基因在染色体上(导学案)-2024-2025学年高一生物下册同步导与练(人教版2019必修2)

2.2基因在染色体上学习目标：1、指出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。2、运用有关基因及染色体的知识系统阐明孟德尔遗传规律的实质。3、尝试运用类比推理的方法，来解释一下基因位于染色体上。学习重点：1、运用有关基因及染色体的知识系统阐明孟德尔遗传规律的实质。学习难点：1、运用有关基因及染色体的知识系统阐明孟德尔遗传规律的实质。导入：基因最早的名字是“遗传因子”，科学家萨顿研究精子与卵细胞的形成过程，发现遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常接近，基因与染色体又有什么关系？这节课带你探索基因的秘密。导学问题一基因与染色体一、萨顿的假说（1）实验发现：蝗虫精子与卵细胞的形成过程中，等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似。基因的行为染色体的行为生殖过程中在杂交过程中保持和在配子形成和受精过程中，相对稳定存在体细胞成对存在成对存在配子只有成对基因的一个只有成对染色体中的一条体细胞中来源一个来自父方，一个来自母方一条来自父方，一个条自母方形成配子时等位基因分离非等位基因自由组合同源染色体分离非同源染色体自由组合（2）推论：基因位于染色体上，基因和染色体行为存在着明显的平行关系。（3）科学研究方法——类比推理法。得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要观察和实验的检验。二、基因位于染色体上的实验证据（一）1、果蝇体细胞中染色体组成①果蝇的体细胞中含有4对同源染色体（3对常染色体和1对性染色体）找出图中常染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ性染色体：X、Y②雌果蝇性染色体组成：XX雄果蝇性染色体组成：XY2、果蝇作为实验材料的优点（至少写出3点）1、繁殖快、易饲养2、染色体少3、有易于区分的性状4、雌雄易分辨（二）摩尔根的果蝇眼色遗传实验（重难点）1、果蝇杂交实验图解分析P红眼（XAXA）×白眼（XaY）↓F1红眼（雌、雄）XAY、XAXa↓F1雌雄交配F2红眼（XAXA、XAY、XAXa）白眼（XaY）3/41/41、果蝇眼色红对白为显性。2、F2出现3:1的性状分离比，说明果蝇的眼色遗传符合分离定律，表明果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的。3、白眼只出现在雄性个体中，也就是白眼性状的表现总是与性别相联系。2、摩尔根对实验现象的解释假说：控制白眼的基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因。用基因W、w和X染色体写出果蝇杂交实验分析图解XWXW×XwYXWXw：XWY红眼：白眼1：1验证假说方法：测交法。亲代：红眼雌果蝇×白眼雄果蝇XWXwXwY配子：XWXwXwY子代：XWXwXWYXwXwXwY1：1：1：14、得出结论：控制白眼的基因在X染色体上。（三）果蝇有4对染色体，携带的基因大约有1.5万个。人有23对染色体，携带的基因大约有3.5万个。说明：一条染色体上含有多个基因，基因在染色体上呈线型排列。三、孟德尔遗传定律现代解释基因分离定律基因的自由组合定律发生时间减数分裂的过程中描述对象一对同源染色体上的等位基因非同源染色体上的非等位基因行为特点具有一定的独立性分离和组合互不干扰结果等位基因随同源染色体分开而分离非同源染色体上的非等位基因自由组合四、生物的性别决定（1）性染色体：与性别决定密切相关的染色体。常染色体：与性别决定无关。（2）XY型生物：哺乳动物、大部分爬行类和部分鱼类。ZW型生物：鸟类、鳞、翅目昆虫等生物。（3）同型性染色体：XX雌性、zz雄性。异型性染色体：XY雄性、ZW雌性。还有些生物没有性染色体，性别是由基因决定的，如玉米，喷瓜等预习自测：1、最初用实验证明基因在染色体上的科学家是（C）A.孟德尔B.萨顿C.摩尔根D.沃森、克里克解析：C项，20世纪，摩尔根通过红白眼果蝇杂交实验，将特定基因与特定染色体联系起来，用实验证明了基因在染色体上，故C项正确。A项，19世纪，孟德尔通过豌豆杂交实验，发现了生物遗传的规律，故A项错误。B项，20世纪初期，萨顿通过蝗虫实验推论基因在染色体上，故B项错误。D项，20世纪，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，故D项错误。综上所述，本题正确答案为C。2、下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关系的实验是（A）A.摩尔根的果蝇杂交实验B.孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验C.孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验D.细胞的全能性实验解析：A.摩尔根的果蝇杂交实验得出控制白眼的基因与性染色体有关的结论，证明基因在染色体上，故A选项符合题意;B.孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验得出了基因的分离定律，故B选项不符合题意;C.孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验得出了基因的自由组合定律，故C选项不符合题意;D.细胞的全能性实验证明了细胞具有全能性，故D选项不符合题意。故选A。3、等位基因位于（B）A、DNA分子的两条链上B、同源染色体上C、复制后的染色体的两条姐妹染色单体上D、两个四分体上解析：等位基因是位于同源染色体上的同一位置上的控制同一性状不同表现型的两个基因。综上所述，B符合题意，ACD不符合题意。故选B。4、基因分离定律的实质是（C）A、子二代出现性状分离B、子二代性状分离比为3∶1C、形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离D、测交后代性状分离比为1∶1解析：A.子二代出现性状分离是孟德尔的实验现象，A错误;B.子二代性状分离比为3:1是通过数学统计学原理得到的实验现象，B错误;C.成对的控制相对性状的遗传因子随着同源染色体的分开而彼此分离，这是分离定律的实质，C正确;D.测交后代性状分离比为1:1是孟德尔对假说进行验证的结果，D错误。故选:C。探究点一：萨顿假说一演绎推理法例1下列有关基因和染色体的叙述，不支持“基因在染色体上”这一结论的选项是（D）。A．在向后代传递过程中，都保持完整性和独立性B．在体细胞中都成对存在，分别来自父母双方C．减数第一次分裂过程中，基因和染色体行为完全一致D．果蝇的眼色有白色和红色等性状解析：A、B、C三项都是用类比推理的方法说明基因和染色体有平行关系,支持“基因在染色体上”的说法。D项只是区分果蝇的眼色性状,没说明基因和染色体的关系。探究点二：基因位于染色体上的证据例2在野生型果蝇与白眼雄性突变体果蝇的杂交实验中，摩尔根最早能够推断白眼基因位于X染色体上所依据的实验结果是（B）白眼突变体果蝇与野生型果蝇杂交，F1全部表现为野生型，且雌雄比例为1:1F1中雌雄果蝇杂交，后代出现性状分离，且白眼全部为雄性F1中雌性果蝇与白眼雄性果蝇杂交，后代出现白眼果蝇，且雌雄比例为1:1白眼雌性果蝇与野生型雄性果蝇杂交，后代白眼果蝇全部为雄性，野生型全部为雌性解析：B、白眼突变体果蝇与野生型果蝇杂交,F:全部表现为野生型，且雌雄比例为1:1,只能说明野生型相对于突变体为显性,不能据此推断白眼基因位于X染色体上,A项不符合题意;F，雌雄果蝇杂交,后代中出现性状分离,且白眼果蝇全部为雄性,说明白眼的遗传与性别有关,又由于白眼的遗传与X染色体的遗传相似,摩尔根据此推断白眼基因位于X染色体上,B项符合题意;F中雌性果蝇与白眼雄性果蝇杂交,后代出现白眼果蝇,且雌雄比例为1:1,单凭该结果不能推断白眼基因位于X染色体上,C项不符合题意;白眼雌性果蝇与野生型雄性果蝇杂交是一个测交实验,可以用来验证白眼基因位于X染色体上的推断是否正确,但不是摩尔根最早推断白眼基因位于X染色体上所依据的实验结果,D项不符合题意。探究点三：孟德尔定律实质例3人类ABO血型遗传遵循基因分离定律，不同血型的人的基因型如下表所示。一个A型血的男子与一个B型血的女子结婚，生了1个小孩。关于该小孩血型的叙述，正确的是（D）血型A型B型AB型O型基因型IAIA、IAiIBIB、IBiIAIBiiA．只能是A型B．只能是AB型C．不可能是O型D．4种血型中的1种解析：A型的基因型是IAIA或IAi，B型血的女子基因型是IBIB或IBi，根据遗传图解，得出后代的基因型是IAIB、IAi、IBi，ii,血型可能是A型、B型、O型和AB型，但是只能是其中的一种。所以D正确，ABC错误。跟踪训练：1、基因分离、基因的自由组合分别发生在减数分裂的时期是（D）A、均发生在减数第一次分裂后期B、减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期C、均发生在减数第二次分裂后期D、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期解析：等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，等位基因分离;基因的自由组合同样发生在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合;基因的交换发生在减数第一次分裂前期的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换。2、在减数分裂过程中，与同源染色体行为一致的是（C）A.细胞核B.蛋白质C.基因D.中心体解析：细胞核中，基因位于染色体上，因此基因的行为和染色体的行为存在平时关系.故选:C3、遗传规律发生在下列哪个过程中（B）A.有丝分裂B.减数分裂C.受精作用D.联会解析：A、有丝分裂过程中没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，A错误;B、减数分裂第一次分裂后期，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，B正确;C、受精作用是精子与卵细胞结合，不会发生同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，C错误;D、联会过程只是同源染色体两两配对，没有同源染色体的分离，D错误.故选:B4、在豌豆杂交实验中高茎与矮茎杂交，F2中高茎和矮茎的比为787