学年高一生物人教版必修二名师课堂导学设计22基因在染色体上.docx
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学年高一生物人教版必修二名师课堂导学设计22基因在染色体上
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
XW
Y
XW
XWXW（红眼♀）
XWY（红眼♂）
Xw
XWXw（红眼♀）
XwY（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
―→―→
（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）
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
F1
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．②③D．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。
答案：
D
4．在探索遗传本质的过程中，科学发现与研究方法相一致的是（ ）
①孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律
②萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”
③摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说—演绎法②假说—演绎法③类比推理法
B．①假说—演绎法②类比推理法③类比推理法
C．①假说—演绎法②类比推理法 ③假说—演绎法
D．①类比推理法②假说—演绎法③类比推理法
解析：
孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律采用的是“假说—演绎法”，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”，采用的是“类比推理法”，摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上采用的是“假说—演绎法”。
答案：
C
5．下图能正确表示基因分离定律实质的是（ ）
解析：
基因分离定律的实质是，杂合子在产生配子时，等位基因随同源染色体的分离而分离，独立地进入不同的配子中。
答案：
C
6．如图为某高等雄性动物的精原细胞的染色体和基因的组成图。
请分析回答：
（1）图中A和a称为________，A与B称为________。
（2）图中①和②叫做________，①和③叫做________。
（3）图示的1个细胞产生的配子有________种，比例为________。
（4）对该生物进行测交，后代有________种表现型，其中与该生物表现型不同的类型有________种；测交后代表现型比例为________。
（5）该生物自交，后代中能稳定遗传的个体的比例为________。
（6）该生物与基因型为aaBB的个体杂交，后代表现型有________种，比例为________。
答案：
（1）等位基因 非等位基因
（2）同源染色体 非同源染色体
（3）2 1∶1
（4）4 3 1∶1∶1∶1
（5） （6）2 1∶1
一、选择题（每小题2分，共20分）
1．大量事实表明，孟德尔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重组
解析：
“每条染色体上都有许多基因”的结论，与说明基因遗传行为与染色体的行为是平行的无关。
答案：
C
2．下列对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，正确的是（ ）
A．一条染色体上含有一个或两个DNA分子；一个DNA分子上含有一个基因
B．都能进行复制、分离和传递，且三者行为一致
C．三者都是生物的遗传物质
D．在生物的传宗接代中，基因的行为决定着染色体的行为
解析：
A项中一个DNA分子上含有许多个基因；C项DNA是主要的遗传物质；D项应是染色体的行为决定基因的行为。
答案：
B
3．在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的细胞是（ ）
A．减数第一次分裂的初级精母细胞
B．有丝分裂中期的精原细胞
C．减数第二次分裂的次级精母细胞
D．有丝分裂后期的精原细胞
解析：
减数分裂过程中初级精母细胞中含1条Y染色体，次级精母细胞中有1/2的细胞含有X染色体，有1/2的细胞含有Y染色体；进行有丝分裂的精原细胞一定含有Y染色体，分裂后期的精原细胞因Y染色体的两条染色单体分开而成为两条Y染色体。
答案：
D
4．基因型为AaBb的动物，在其精子的形成过程中，基因AA分开发生在（ ）
A．精原细胞形成初级精母细胞的过程中
B．初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中
C．次级精母细胞形成精细胞的过程中
D．精细胞形成精子的过程中
解析：
基因AA是随着着丝点分裂姐妹染色单体的分离而分开，发生在减数第二次分裂后期，即在次级精母细胞形成精细胞的过程中。
答案：
C
5．摩尔根从野生型果蝇培养瓶中发现了一只白眼雄性个体。
他将白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交，F1全部是红眼。
再让F1红眼果蝇相互交配，F2性别比为1∶1，红眼占3/4，但所有雌性全为红眼，白眼只限于雄性。
为了解释这种现象，他提出了有关假设。
你认为最为合理的假设是（ ）
A．白眼基因位于X染色体上
B．红眼基因位于Y染色体上
C．白眼基因表现出雄性传雌性再传雄性的交叉遗传
D．红眼性状为隐性性状
解析：
F1全部是红眼，说明红眼为显性性状，F2中所有雌性全为红眼，白眼只限于雄性，说明控制红眼的基因不可能位于Y染色体上，最合理的假设应是白眼基因在X染色体上。
答案：
A
6．下列有关人体性染色体的叙述中正确的是（ ）
A．男性的性染色体可能来自其祖母和外祖父
B．性染色体上基因表达产物只存在于生殖细胞中
C．在生殖细胞形成过程中X、Y染色体会发生联会行为
D．人体的次级卵母细胞中只含一条X染色体
解析：
男性的性染色体为X、Y，其中Y染色体一定来自祖辈中的祖父；性染色体上的基因可能在体细胞表达；X、Y染色体是同源染色体，也能发生联会行为；次级卵母细胞在减数第二次分裂后期含两条X染色体。
答案：
C
7．果蝇的体细胞中有4对（8条）染色体，其体细胞的染色体组成可表示为（ ）
A．3＋X或3＋Y B．6＋X或6＋Y
C．6＋XX或6＋YYD．6＋XX或6＋XY
解析：
果蝇体细胞中4对染色体，3对常染色体，一对性染色体，雌性果蝇具有两条同型性染色体，雄性果蝇具有两条异型性染色体，因此可表示为6＋XX（雌性）或6＋XY（雄性）。
答案：
D
8．某人发现了一种新的高等植物，对其10对相对性状如株高、种子形状等的遗传规律很感兴趣，通过大量杂交实验发现，这些性状都是独立遗传的。
下列解释或结论不合理的是
（ ）
A．该种植物的细胞中至少含有10条非同源染色体
B．没有两个感兴趣的基因位于同一条染色体上
C．在某一染色体上含有两个以上控制这些性状的非等位基因
D．用这种植物的花粉培养获得的单倍体植株可以显示所有感兴趣的性状
解析：
10对相对性状都是独立遗传的，说明相关基因分别分布于10对同源染色体上，在某一对染色体上不可能含有两个以上控制这些性状的等位基因。
答案：
C
9．用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如下：
P
F1
①♀灰身红眼×♂黑身白眼
♀灰身红眼、♂灰身红眼
②♀黑身白眼×♂灰身红眼
♀灰身红眼、♂灰身白眼
下列说法不正确的是（ ）
A．实验中属于显性性状的是灰身、红眼
B．体色和眼色的遗传符合自由组合定律
C．若组合①的F1随机交配，则F2雄蝇中灰身白眼的概率为3/4
D．若组合②的F1随机交配，则F2中黑身白眼的概率为1/8
解析：
灰身个体与黑身个体杂交，后代全是灰身个体，灰身是显性性状。
同理红眼为显性性状。
若组合①的F1随机交配，则F2雄蝇中灰色白眼的概率是3/8。
答案：
C
10．雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶和狭叶两种类型，宽叶（B）对狭叶（b）呈显性，等位基因位于X染色体上，其中狭叶基因（b）会使花粉致死。
如果杂合宽叶雌株同狭叶雄株杂交，其子代的性别及表现型是（ ）
A．子代全是雄株，其中1/2为宽叶，1/2为狭叶
B．子代全是雌株，其中1/2为宽叶，1/2为狭叶
C．子代雌雄各半，全为宽叶
D．子代中宽叶雌株∶宽叶雄株∶狭叶雌株∶狭叶雄株＝1∶1∶1∶1
解析：
杂合宽叶雌株的基因型为XBXb，产生XB、Xb两种卵细胞；狭叶雄株的基因型为XbY，产生Xb、Y两种花粉，Xb花粉致死，只有Y花粉参与受精，因此后代全部为雄株，1/2为宽叶，1/2为狭叶。
答案：
A
二、非选择题（共30分）
11．（7分）
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：
（1）基因和染色体行为存在着明显的________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________。
（3）染色体的主要成分是________和________。
（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？
解析：
基因与染色体行为存在平行关系。
染色体的主要成分是DNA和蛋白质。
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。
答案：
（1）平行
（2）摩尔根 （3）DNA 蛋白质
（4）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。
12．（10分）根据遗传的基本知识，回答下列问题。
（1）萨顿发现，一对遗传因子即等位基因的分离，与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
由此，他提出的假说是______________________________________________。
（2）摩尔根怀疑孟德尔的遗传理论及萨顿假说。
为此，他以果蝇为材料进行了著名的遗传学实验，结果他发现果蝇控制眼色遗传的基因与X染色体的关系是________的，这恰好证明了萨顿假说。
（3）果蝇体表硬而长的毛称为直刚毛，一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。
卷刚毛性状是如何产生与遗传的呢？
有一种假说认为：
是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生了显性突变（aa→Aa），假如用该卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇交配得到如下结果：
F1中，雌果蝇全为________，雄果蝇全为________，则假说成立。
但事实上，科学家用这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F1全部为直刚毛，F1雌雄果蝇随机交配，F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇∶直刚毛雄果蝇∶卷刚毛雄果蝇＝2∶1∶1，此现象最合理的假说是_________________________________
________________________________________________________________________。
（4）依据这一假说进行演绎推理，请你设计一个合理的实验验证你的假设是正确的，（控制刚毛形态的基因分别用A、a表示）。
你的实验设计思路是：
取________雌果蝇与________雄果蝇交配，如果后代中________________，且比例为________，则假说正确。
答案：
（1）基因在染色体上
（2）平行 （3）卷刚毛 直刚毛 控制卷刚毛性状的基因可能是X染色体上的隐性基因 （4）卷刚毛 直刚毛 雌性个体全为直刚毛，雄性个体全为卷刚毛 1∶1
13．（13分）果蝇是遗传学研究中一种重要的实验材料，请回答下列相关问题：
性染色体组成
XY
XX
XXY
XO
人的性别
雄
雌
雄
雌
果蝇的性别
雄
雌
雌
雄
（1）果蝇与人相似，均属于____________型性别决定。
上表列出了人、果蝇的性染色体组成与性别的关系。
由表可知，Y染色体只在____________（填“人”或“果蝇”）的性别决定中起主导作用。
（2）果蝇的灰身（B）对黑身（b）为显性，基因位于常染色体上；红眼（R）对白眼（r）为显性，基因位于X染色体上。
若表现型均为红眼灰身的雌、雄果蝇交配，后代出现了红眼灰身、红眼黑身、白眼灰身、白眼黑身四种表现型，问：
①两亲本的基因型为：
雌________，雄________。
②雄性亲本产生的精子的基因型为_____________________________________，
其比例为________。
（3）自然界中的果蝇雌雄个体中都有一些个体为黄翅、一些个体为灰翅，不知道黄翅和灰翅的显隐性关系，但已知该性状受一对等位基因控制。
请你设计一个通过两对杂交实验（提示：
一对为正交，一对为反交）来判断这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上的方案。
正反交实验：
正交________________；反交________________。
推断和结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）从题表中可以看出，在人类中只要有Y染色体，不管有几条X染色体，都为雄性，而在果蝇中XXY为雌性，而XO却为雄性，由此可知Y染色体只在人的性别决定中起主导作用。
（2）B、b和R、r两对基因分别位于两对同源染色体上，遗传时遵循自由组合定律。
（3）在判断等位基因是位于常染色体上还是X染色体上时，可采用正交和反交分析后代表现型与性别的关系，若相关则为伴X遗传，反之则为常染色体遗传。
答案：
（1）XY 人
（2）①BbXRXr BbXRY ②BXR、BY、bXR、bY 1∶1∶1∶1
（3）雄性黄翅×雌性灰翅 雄性灰翅×雌性黄翅 如果正交和反交两组中子一代的任一性状的表现都与性别无关
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