人教版高中生物必修2第2章第2节 基因在染色体上教案(2)
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基因在染色体上
了解 基因位于染色体上的理论假说和实验依据
理解 阐明孟德尔遗传规律的实质
应用 尝试运用类比推理方法，解释基因位于染色体上
1.基因位于染色体上的理论假说和实验证据
2.孟德尔遗传规律的现代解释
一、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平行关系，表解如下：
基因的行为 染色体的行为
传递中的性质 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，保持相对稳定的形态结构
存在形式 体细胞 成对 成对
配子 单个 单条
在体细胞中的来源 等位基因中一个来自父方，一个来自母方 同源染色体中一条来自父方，一条来自母方
形成配子时 非等位基因的自由组合 非同源染色体的自由组合
二、基因位于染色体上的实验证据
(1)摩尔根果蝇眼色遗传实验过程和现象：
P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∶1
(2)实验现象的解释：
♂配子
♀配子 12XW 12Y 12XW
14XWXW(红眼♀) 14XWY(红眼 ♂)
12Xw 14XWXw(红眼♀) 14XwY(白眼 ♂)
(3)实验现象解释的验证方法：测交。
(4)实验结论：基因在染色体上。
(5)发展：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因分离定律的实质
(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；
(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，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互不干扰的；
(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。
一、萨顿假说
1．(1)萨顿假说的提出，运用了怎样的科学研究方法？
提示：类比推理。
(2)基因位于染色体上，DNA也位于染色体上，1条染色体中有1个DNA分子，在细胞分裂时，DNA也复制，随染色体平均分配到两个子细胞中。DNA是脱氧核苷酸连接的长链。
请运用类比推理的方法，推断基因与DNA长链的关系。
提示：基因是DNA长链的一个片段。
2．判断下列说法的正误：
(1)基因都是由染色体携带从亲代传递给子代的。(×)
(2)基因和染色体在行为上存在着平行关系，但是在数量上，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。(√)
二、基因位于染色体上的实验证据
分析教材P29图2－8、2－9和2－10，结合相关文字内容，讨论下列相关问题。
(1)决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色，w基因控制白色。那么，一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代能否出现白眼雌果蝇。
提示：因为后代的雌果蝇一定含有来自父方的显性的红眼基因，所以后代中不可能出现白眼雌果蝇。
(2)试分析如何知道控制某种性状的基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上。
提示：用具有相对性状的亲本进行正交、反交，若正、反交后代雌雄个体中性状表现一致，则为常染色体上的基因所控制。若正、反交后代雌雄个体性状表现有明显差异的，则为性染色体上的基因所控制。
(3)摩尔根证明基因位于染色体上，采用的是类比推理吗？
提示：采用了假说——演绎法，不是类比推理。 (4)结合孟德尔遗传规律的发现过程和萨顿假说的提出，比较假说——演绎法和类比推理法有什么不同？
提示：假说——演绎法对提出的假说进行实验验证，得出相应结论；类比——推理法只根据类比事物、现象之间的相同、相似之处作出假设，但没有对假设进行实验验证，因此类比推理得出的结论不具备逻辑的必然性。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1．等位基因和非等位基因在染色体上分布位置有何区别？
提示：等位基因位于一对同源染色体的相同位置；非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。
2．判断正误
(1)在减数分裂过程中，所有等位基因一定会分开。(√)
(2)在减数分裂过程中，所有非等位基因都会发生自由组合。(×)
(3)不同基因型的配子的随机结合，遵循基因的自由组合定律。(×)
1．摩尔根果蝇杂交实验的分析
(1)实验现象：
P F1 F2 红眼雌×白眼雄―→ 红眼雌×红眼雄―→ 红眼雌2/4红眼雄1/43/4白眼雄1/4
(2)相关说明：
①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。
②F1全为红眼，则红眼是显性性状。
③F2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：
性别 雌蝇 雄蝇
基因型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY
眼色 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼
2．验证(测交实验)
(1)过程：
(2)测交结果：后代中红眼∶白眼＝1∶1，符合分离定律。
(3)结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明了基因在染色体上。
3．两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：
[特别提醒]
(1)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循分离定律，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。
(2)真核细胞细胞质中的基因与原核细胞中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
[例1] (2013·海南高考改编)对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基因位于X 染色体上”这一结论没有影响的是( ) A．孟德尔的遗传定律
B．摩尔根的精巧实验设计
C．萨顿提出的遗传的染色体假说
D．荧光标记等示踪技术的运用
[解析] 本题考查遗传学上基因与染色体的关系。摩尔根的“果蝇的白眼基因位于X 染色体上”的结论是建立在孟德尔揭示了遗传的基本规律、萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用白眼果蝇进行的实验的基础上，所以A、B、C三项均与这一结论有关。荧光标记等是后来验证这一结论的技术，对这一结论的得出没有影响。
[答案] D
[例2] (2012·福建高考改编)现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如图1。
P 裂翅♀ × 非裂翅♂
裂翅 ↓ 非裂翅
F1 (♀102、♂92) (♀98、♂109)
图1
请回答：
(1)上述亲本中，裂翅果蝇为________(纯合子/杂合子)。
(2)某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因也可能位于X染色体上。
(3)现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型：________(♀)×________(♂)。
(4)实验得知，等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上，基因型为AA或dd的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响，且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因________(遵循/不遵循)自由组合定律。
[解析] (1)由杂交实验可知，F1中雌雄个体中裂翅与非裂翅的比例均接近1∶1，可推知亲本裂翅果蝇为杂合子。(2)若控制裂翅与非裂翅的等位基因位于X染色体上，也可得出题中所示遗传图解。(3)由第(2)题可知，F1的裂翅雌性个体肯定为杂合子(Aa或XAXa)，但裂翅雄性个体不确定(Aa或XAY)。让F1中的非裂翅(♀)与裂翅(♂)杂交或者裂翅(♀)与裂翅(♂)杂交都可以确定基因的位置。(4)由于这两对基因位于一对同源染色体上，所以不遵循基因的自由组合定律。
[答案] (1)杂合子
(2)
P XAXa裂翅×XaY非裂翅
↓
F1 XAXa裂翅♀XAY∶裂翅♂XaXa∶非裂翅♀XaY∶非裂翅♂
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
(3)非裂翅(♀)×裂翅(♂)[或裂翅(♀)×裂翅(♂)] (4)不遵循
染色体分类
1．下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是( )
A．基因在染色体上呈线性排列
B．体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子和受精过程中，具有相对稳定的形态结构
D．体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此
解析：基因在染色体上呈线性排列，是由摩尔根提出的。
答案：A
2．关于染色体和DNA分子关系的正确叙述是( )
①DNA分子数目加倍时，染色体数目也加倍 ②染色体数目减半时，DNA分子数目也减半 ③染色体数目加倍时，DNA分子数目也加倍 ④染色体复制时，DNA分子也复制
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
解析：DNA加倍发生在细胞分裂间期，染色体数目加倍发生在着丝点一分为二时。
答案：B
3．已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于果蝇减数分裂产生的配子说法正确的是( )
A．果蝇的精子中含有成对的基因
B．果蝇的体细胞中只含有一个基因
C．果蝇的每对同源染色体上含有的基因可以同时来自于父方，也可以同时来自于母方
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：果蝇减数分裂产生配子时，同源染色体上成对的基因随着同源染色体的分离而分开，因此，形成的配子中含有单个基因，体细胞中是成对存在的。
