新人教（2019）生物必修2同步学案：第2章 第2节　基因在染色体上

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新人教（2019）生物必修2同步学案
2.2　基因在染色体上
一、萨顿的假说
1．假说内容：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。
2．依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
项目 基因 染色体
独立性 基因在杂交过程中保持完整性和独立性 染色体在配子形成和受精过程中，具有相对稳定的形态结构
存在 方式 在体细胞中基因成对存在，在配子中只有成对的基因中的一个 在体细胞中染色体成对存在，在配子中只有成对的染色体中的一条
来源 体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方 体细胞中成对的染色体(即同源染色体)一条来自父方，一条来自母方
分配 非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
(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1个基因(　　)
(3)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√
二、基因位于染色体上的实验证据
1．实验者：摩尔根
2．实验材料——果蝇
(1)果蝇作为实验材料的优点：①有许多易于区分的相对性状；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。
(2)果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有4对染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。雌果蝇的性染色体组成是XX，雄果蝇的性染色体组成是XY。
3．实验现象
P　红眼(♀)×白眼(♂)
　　↓
F1　　　　红眼(♀、♂)
　　　　　　　↓F1雌雄交配
　　F2　红眼(♂、♀)、白眼(♂)
(1)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。
(2)F1全为红眼，红眼是显性性状。
(3)F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合基因分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。
(4)F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与性别相关联。
4．提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？
5．作出假设，解释现象
(1)假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。
(2)解释
F2
　　　♂ ♀ XW Y
XW XWXW(红眼雌性) XWY(红眼雄性)
Xw XWXw(红眼雌性) XwY(白眼雄性)
6．验证方法——测交
7．实验结论：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。
8．基因和染色体的关系
摩尔根进一步证明了：一条染色体上有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。
(1)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法(　　)
(2)摩尔根果蝇杂交实验中，F2发生了性状分离(　　)
(3)果蝇杂交实验中，眼色遗传与性别有关(　　)
(4)性染色体只存在于生殖细胞中，常染色体只出现在体细胞中(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×
摩尔根等人通过测交等方法验证他们提出的假设。以下实验图解是他们完成的测交实验之一：
P　　　　　　　红眼(F1雌)　×　白眼(雄)
　　　　　　↓
测交子代　红眼(雌)　红眼(雄)　白眼(雌)　白眼(雄)
　　　　　　1/4　　　 1/4　　　 1/4　　　 1/4
(说明：测交亲本中的红眼雌果蝇来自杂交实验的F1)
上述测交实验现象并不能充分验证其假设，需在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。请写出该实验方案中亲本的表型并预期子代的表型。
提示　亲本从上述测交子代和野生群体中选取
P　　　　　白眼(雌)×野生红眼(雄)
↓
F1　雄果蝇全为白眼　雌果蝇全为红眼
　　　　　1/2　　　　　　1/2
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因的分离定律的实质
(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．基因的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。
(1)一对同源染色体上的两个A基因属于等位基因(　　)
(2)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离(　　)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合说明核基因和染色体行为存在平行关系(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：
(1)图中属于等位基因的有A与a、B与b、C与c。
(2)图中非等位基因有A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。
(3)上述非等位基因中，能自由组合的是A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。
(4)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生4种配子，分别是ABC、ABc、abC、abc。
归纳总结　(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
1．摩尔根运用“假说—演绎法”，通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。
2．果蝇正常体细胞中含有3对常染色体和1对性染色体。
3．基因位于染色体上，一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
4．等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制着相对性状的基因；非等位基因在体细胞内有两种存在方式，一是非同源染色体上的非等位基因，二是同源染色体上的非等位基因。
5．基因的分离定律和自由组合定律的实质分别是：在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随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；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。
1．(2020·浙江绍兴一中高一下期中)下列叙述中不能体现基因与染色体平行行为的是(　　)
A．基因位于染色体上，染色体是基因的载体
B．形成配子时，细胞中成对的基因分开，同源染色体也分开，分别进入不同的配子
C．形成配子时，细胞中非等位基因自由组合，非同源染色体也自由组合
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
答案　A
解析　基因位于染色体上是根据基因与染色体的平行行为推测出的结论。
2．果蝇作为遗传实验材料的优点不包括(　　)
A．有易于区分的相对性状 B．繁殖快，后代数量多
C．取材容易，便于饲养 D．自然状态下都是纯种
答案　D
解析　果蝇具有易于区分的相对性状，繁殖快，产生的后代数量多，且取材容易、便于饲养，所以常用它作为遗传实验材料。果蝇在自然状态下不一定是纯种，D错误。
3．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)×白眼(雄)
　　　　　↓
F1　　　　　 红眼(雌、雄)
　　　　　　　　　　↓F1雌雄交配
　F2　　红眼(雌、雄)　白眼(雄)
　　　　　3/4　　　　 1/4
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—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
答案　D
解析　F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。
4．(2020·河北正定中学高一检测)果蝇红眼基因A和白眼基因a位于X染色体上，现有某对果蝇后代中雌性全是红眼，雄性中一半红眼，一半白眼，则亲本的基因型是(　　)
A．XAXa和XAY B．XAXA和XaY
C．XaXa和XaY D．XaXa和XAY
答案　A
5．下图中能正确表示基因的分离定律实质的是(　　)
答案　C
解析　基因的分离定律的实质是：在减数分裂形成配子的过程中，等位基因随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。
6．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？
________________________________________________________________________。
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
解析　(1)基因与染色体行为存在着明显的平行关系。
(2)摩尔根通过实验证明基因位于染色体上，并绘出了果蝇的基因在染色体上的位置图。
(3)染色体的主要成分是DNA和蛋白质。
(4)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。