【课件版同步学案】人教版（2019）必修二 2.2 基因在染色体上(共58张PPT)

(共58张PPT)
第二章　基因和染色体的关系
2　基因在染色体上
2019版新人教必修2学案
课标要点 学法指导
阐述基因与染色体的关系及其实验证据 1.生命观念、科学思维：探究基因位于染色体上从假说到验证及新发现的过程
2．科学思维：通过孟德尔遗传规律的现代解释，升华遗传规律与配子形成的关系，为下一章基因的本质创设理论基础
知识导图
1．内容：基因是由________携带着从亲代传递给下一代的，即基因位于________上。
萨顿的假说
染色体　
染色体　
2．依据：基因和染色体行为存在明显的________关系。
项目 基因 染色体
生殖过程中 在杂交过程中保持_______________ 在配子形成和受精过程中，有相对稳定的__________
存在 形式 体细胞 成对 成对
配子 _______________________ ______________________
体细胞中来源 成对的基因一个来自________、一个来自________ ____________中一条来自父方，一条来自母方
行为 _____________在形成配子时自由组合 _____________在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合
平行　
完整性和独立性　
形态结构　
成对的基因中的一个　
成对的染色体中的一条　
父方　
母方　
同源染色体　
非等位基因　
非同源染色体　
提示：不是，基因主要分布于染色体上，线粒体和叶绿体中也有少量基因分布。
是不是所有的基因都位于染色体上？
判断下列叙述的正误。
(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，配子中只含一个基因。 (　　)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”。 (　　)
(4)萨顿通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交实验，提出基因在染色体上的假说。 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
1．实验者：美国生物学家____________。
2．实验科学方法：假说—演绎法。
3．实验材料：________________。
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根
果蝇
4．实验证据：
(1)实验过程
3∶1
(2)实验分析
①F1的结果说明________是显性性状。
②F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合________定律，红眼和白眼受________等位基因控制。
③F2白眼果蝇只有雄性，说明白眼性状的表现与________相联系。
(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。
红眼　
基因分离　
一对　
性别
X　
Y
②解释：
(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X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)一条染色体上有________基因。
(2)基因在染色体上呈________排列。
1∶1∶1∶1
多个
线性
提示：是的。
摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验中，是不是和孟德尔一样也采取了“假说—演绎法”？
判断下列叙述的正误。
(1)摩尔根利用假说—演绎法，证明控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上。 (　　)
(2)F1的红眼雌、雄果蝇相互交配，F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1，说明果蝇红眼为显性。 (　　)
(3)位于性染色体上的基因，在遗传时不遵循孟德尔定律，但表现为伴性遗传。 (　　)
(4)摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状，该性状来自基因重组。 (　　)
(5)染色体和基因并不是一一对应的关系，一条染色体上含有很多个基因。 (　　)
【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
内容 基因的分离定律 基因的自由组合定律
描述现象 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 减数分裂的过程中 ________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________
孟德尔遗传规律的现代解释
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
提示：是的。
等位基因的分离和非等位基因的自由组合是不是同时发生的？
基因型为Mm的动物，在其精子形成过程中，基因MM、mm、Mm分开分别发生在 (　　)
①精原细胞形成初级精母细胞时
②初级精母细胞形成次级精母细胞时
③次级精母细胞形成精细胞时
④精细胞形成精子时
A．①②③　　 B．③③②
C．②②③　　 D．②③④
【答案】B　
【解析】MM、mm是通过DNA复制形成的，因此位于姐妹染色单体上，它们的分离发生在减数第二次分裂，伴随着丝粒分裂、姐妹染色单体的分开而分离。Mm基因是一对等位基因，位于一对同源染色体上，它们的分离发生在减数第一次分裂，伴随同源染色体的分开而分离。
1．果蝇的染色体组成
基因位于染色体上的实验证据
[知识归纳]
性别 雌性 雄性
同源染色体 4对 4对
常染色体 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
性染色体 XX XY
染色体组成 6＋XX(同型) 6＋XY(异型)
2.果蝇测交实验分析
(1)实验一：F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配：
说明：杂交子代中，雌雄果蝇中均有红眼和白眼，与基因位于常染色体表现相同，故根据本实验的结果无法验证假说，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纯种红眼雄果蝇交配：
说明：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与性别相联系，与基因位于常染色体表现不同，由此可证明假说成立。
图1为摩尔根的果蝇杂交实验图解，图2为雌雄果蝇的染色体组成示意图。请据图思考下列问题：
(1)据图2思考：是不是所有的同源染色体形态、大小都相同？
(2)控制果蝇红眼和白眼的基因是否遵循基因的分离定律？为什么？
(3)摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又作出怎样的假设解释这个问题？
(4)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用W和w表示)
提示：(1)不是，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、大小不同。
(2)遵守，因为杂交实验中F1全部为红眼，F2中红眼和白眼的个体数量比例为3∶1。
(3)白眼性状的表现，总是与性别相联系。控制白眼的基因位于X染色体上，在Y染色体上没有它的等位基因。
(4)雌果蝇：红眼——XWXW、XWXw，白眼——XwXw；雄果蝇：红眼——XWY，白眼——XwY。
【方法技巧】判断基因的位置的方法：
方法 结果 基因的位置
统计 调查 根据子代某性状在雌雄个体中的比例来推断 比例相同 一般在常染色体上
比例不同 一般在X(或Y)染色体上
方法 结果 基因的位置
设计遗传杂交实验 若已知显隐性：采用显雄×隐雌 若子代雌显∶雄隐＝1∶1 在X染色体上
若不知显隐性：采用正反交 在常染色体上
若子代雌雄中各表型比例相同 若两组子代雌雄中各表型比例均相同 在常染色体上
若有一组后代表现为雌全与父本一致，雄全与母本一致 在X染色体上
[对点精练]
1．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
【答案】C　
【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雄蝇中灰身白眼的概率是3/4×1/2＝3/8。
2．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。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是(　　)
A．红眼雄果蝇　　　 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
【答案】D　
【解析】先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXW×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXw×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇)。可见，后代中不可能出现白眼雌果蝇。
1．等位基因与非等位基因的辨析
孟德尔遗传规律的现代解释
[知识归纳]
项目 等位基因 非等位基因
位置 同源染色体的同一位置 同源染色体、非同源染色体
特点 控制一对相对性状 控制不同相对性状
行为 随同源染色体分开而分离 非同源染色体上的非等位基因，随非同源染色体自由组合而自由组合
2.分离定律和自由组合定律的细胞学基础
3．孟德尔遗传规律的适用范围
(1)适用于真核生物，因为真核生物具有染色体，基因的分离或自由组合是随着染色体分离或自由组合而进行的。
(2)适用于能进行有性生殖的生物。因为孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂，只有能进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。
(3)自由组合定律发生在非同源染色体上的非等位基因之间。
右图为某种高等动物的两对同源染色体及五对基因的分布，请据图思考下列问题：
(1)图中哪些是等位基因？哪些是相同基因？
(2)图中的非等位基因的遗传是否都遵循基因的自由组合定律？
(3)该动物产生的配子的基因型是怎样的？
提示：(1)A与a、D与d、E与e。B与B、C与C。
(2)非同源染色体上的非等位基因，如A/a与E/e，其遗传遵循自由组合定律。同源染色体上的非等位基因，如A/a与D/d，其遗传不遵循自由组合定律。
(3)ABCDE、ABCDe、aBCdE、aBCde。
[对点精练]
1．下图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因，下列有关叙述正确的是 (　　)
A．从染色体情况上看，该果蝇只能形成一种配子
B．e基因控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等
C．形成配子时基因A、a与D、d之间不能自由组合
D．只考虑3、4与7、8两对染色体时，该个体能形
成四种配子，并且配子数量相等
【答案】D　
【解析】由图可知，该果蝇为雄性个体，图中7为X染色体，8为Y染色体，因此，从染色体情况上看，它能形成X、Y两种配子。e基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，所以e基因控制的性状，在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率。A、a与D、d位于两对同源染色体上，减数分裂时，A、a与D、d之间能够自由组合。只考虑3、4与7、8两对同源染色体时，该果蝇基因型可写成DdXeY，产生DXe、dXe、DY、dY四种配子且数量相等，即各占1/4。
2．下面为某同学总结的有丝分裂、减数分裂和受精作用的联系图，有些联系是错误的，其中全为错误联系的选项是 (　　)
A．①⑤⑧　 B．①③④　
C．⑦⑧ D．⑤⑧
【答案】D　
【解析】有丝分裂后期姐妹染色单体分离，①正确；减数第一次分裂后期会发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，②和③正确；受精作用时同源染色体会合，④正确；姐妹染色单体分离不会导致等位基因分离，⑤错误；同源染色体的分离会导致等位基因分离，⑥正确；非同源染色体自由组合会导致非同源染色体上非等位基因自由组合，⑦正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂，⑧错误。
易错易混1：理解假说—演绎法
假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题→通过推理和想象提出解释问题的假说→根据假说进行演绎推理→通过实验检验演绎推理的结论→若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。
易错易混2：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遗传规律，如叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物细胞中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
例　摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，经历了若干过程，其中：
①白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关；
②白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上；
③对F1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中 (　　)
A．①为假说，②为结论，③为验证
B．①为观察，②为假说，③为结论
C．①为问题，②为假说，③为验证
D．①为结论，②为假说，③为验证
【答案】C　
【解析】摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置所采用的方法是假说—演绎法，他根据现象提出的问题是“白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关？”作出的假说是白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上，利用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交，验证假说，最后提出“基因位于染色体上”的结论。
1．下列有关摩尔根证明基因位于染色体上的叙述，错误的是
(　　)
A．摩尔根运用假说－演绎法证明基因位于染色体上
B．依据摩尔根的假说，F1红眼果蝇应该有两种基因型
C．用野生型红眼雌果蝇和白眼雄果蝇交配即可验证假说是否正确
D．摩尔根实验假说是“控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因”
【答案】C　
【解析】摩尔根证明基因位于染色体上时采用的是假说－演绎法，A正确；依据摩尔根的假说，F1红眼果蝇应该有两种基因型，即XWXw和XWY(W表示红眼基因，w表示白眼基因)，B正确；用野生型红眼雌果蝇和白眼雄果蝇交配产生的实验结果不能验证假说是否正确，因为XWXW×XwY和XWXW×XwYw的结果相同，因此还要继续进行实验才能证明，C错误；摩尔根实验假说是“控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因”，D正确。
2．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该动物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的基因
B．果蝇的体细胞只含有一个基因
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
【答案】D　
【解析】根据萨顿的假说，染色体在体细胞中成对存在，在配子中只有成对染色体中的一条；基因在体细胞中也成对存在，在配子中，也只有成对基因中的一个。
3．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇都表现红眼，这些雌雄果蝇交配产生的后代中，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．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．红眼和白眼基因位于X染色体上
【答案】C　
【解析】由题干可知，红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇都表现红眼，所以红眼为显性性状，白眼为隐性性状，A正确；子代红眼雌雄果蝇交配，子二代红眼∶白眼＝3∶1，故眼色遗传符合分离定律，B正确；子二代的性状有明显的性别差异，且雌果蝇有红眼性状，则该基因不在Y染色体上，说明控制眼色的基因位于X染色体上，则眼色与性别表现不能自由组合，C错误，D正确。
4．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制眼色的基因在X染色体上。下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是(　　)
A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
【答案】B　
【解析】“通过眼色即可直接判断子代果蝇性别”即子代雌性和雄性果蝇的眼色不同。设红眼为A控制、白眼为a控制。A项为XAXa×XAY→雌性都是红眼，雄性1/2红眼、1/2白眼，不能直接判断子代果蝇性别。B项为XaXa×XAY→雌性都是红眼，雄性都是白眼，可以直接判断子代果蝇性别。C项为XAXa×XaY→后代雌雄各1/2红眼和1/2白眼，不能直接判断性别。D项为XaXa×XaY→后代全是白眼，也不能直接判断性别。
5．果蝇某条染色体上部分基因的分布如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A．图中控制朱红眼和深红眼的基因属于等位基因
B．第一次证明了基因位于染色体上的是摩尔根
C．由图可知，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列
D．一般来说，该染色体上的所有基因在果蝇其他细胞中也有，但不一定都能表达
【答案】A　
【解析】图中控制朱红眼和深红眼的基因位于同一条染色体上，为非等位基因，A错误；摩尔根通过果蝇杂交实验，第一次证明了基因位于染色体上，B正确；由图可知，一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C正确；果蝇的不同细胞中，基因选择性表达，所以不同细胞中这些基因不一定都能表达，D正确。
6．摩尔根研究果蝇眼色遗传的实验过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A．果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B．摩尔根和孟德尔(豌豆杂交实验)一样，
都采用了“假说－演绎法”
C．让F2中的雌雄果蝇杂交，可得到白眼
雌果蝇
D．若用红眼雄果蝇和白眼雌果蝇作亲本
进行杂交，则子代表型与图中F1相同
【答案】D　
【解析】控制眼色的基因位于X染色体上，其遗传遵循基因的分离定律，A正确；摩尔根和孟德尔(豌豆杂交实验)一样，都采用了“假说—演绎法”，B正确；亲本为XBXB×XbY，子一代的基因型为XBXb、XBY，子二代的基因型为XBXb、XBXB、XbY、XBY，让F2中的雌雄果蝇(XBXb×XbY)杂交，可得到白眼雌果蝇，C正确；若用红眼雄果蝇(XBY)和白眼雌果蝇(XbXb)作亲本进行杂交，则子代为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇，与图中F1不相同，D错误。