2025届高三生物一轮复习课件第19讲 基因在染色体上(共33张PPT)

(共33张PPT)
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第十九讲
基因在染色体上
一.基因在染色体上
相关科学家及实验
理论基础：
假 说：
实验证据：
孟德尔遗传定律（豌豆）
萨顿（基因在染色体上，类比推理法）
摩尔根（果蝇眼色实验）
假说——演绎法
测交
孟德尔
萨顿
摩尔根
方法：
验证：
一.基因在染色体上
1.1 萨顿的假说
萨顿的假说
研究方法
核心内容
依据
类比推理
基因是由 携带着从亲代传递给下一代的，
即基因在 上。
基因和染色体 存在着明显的 关系。
染色体
染色体
行为
平行
具体表现
实验材料
蝗虫细胞
萨顿
蝗虫精子和卵细胞形成过程
类比推理法：由两个或两类对象在某些属性上相同的现象，推断出它们在另外的属性上也相同的一种推理方法。
一.基因在染色体上
1.1 萨顿的假说
类别 比较项目 基 因 染色体
生殖过程 在杂交过程中保持 性和 性 在配子形成和受精过程中，形态结构 。
存在 体细胞
配子
体细胞中来源 ，一个来自父方，一个来自母方 ，一条来自父方，一条来自母方
形成配子时 染色体上的 基因自由组合 染色体自由组合
完整
独立
相对稳定
成对
成对
成单
成对基因
一对同源染色体
非同源
非等位
非同源
成单
一.基因在染色体上
1.1 萨顿的假说
看不见
染色体
假说: 基因在染色体上(基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代)
推理
基因
看得见
类比
平行关系
Dd
D
d
注意: 类比推理不能起到证明作用，不能得出可靠的结论。
判断：类比推理法所得结论具有逻辑的必然性
×
一.基因在染色体上
(1)证明者：摩尔根。
(2)研究方法： 。
(3)研究过程
假说—演绎法
1.进行实验，观察现象，提出问题——
（1）摩尔根的果蝇杂交实验是如何做的？果蝇的优点？
（2）摩尔根提出了什么问题？
2.提出假说——
（1）摩尔根提出了什么假说？（你能否提出其他假说？是否正确？）
（2）在摩尔根的假说下，摩尔根的果蝇杂交实验如何用遗传图解表示？
（3）结合遗传图解分析，该假说能否解释之前摩尔根提出的问题？
3.演绎推理，实验验证——
（1）为验证假说，摩尔根对F1两种红眼果蝇分别测交，如何用遗传图解表示？
（2）两种测交实验的预期结果是什么？
（3）若预期测交结果均与真实测交实验结果相符，则可证明该假说正确。
4.得出结论—— “白眼基因在X染色体上” → “基因在染色体上”
摩尔根成为孟德尔理论的坚定支持者。
一.基因在染色体上
1.2摩尔根果蝇颜色实验
思考
a.摩尔根为何选择果蝇作为实验材料？
b.摩尔根选择了哪一对易于区分的相对性状进行研究？
果蝇优点：
①个体小，易饲养。
②繁殖速度快。
③养殖成本低。
④染色体数目少，容易研究。
⑤有各种易于区分的相对性状。
红眼
白眼
野生蝇
白眼果蝇如何发现？
雌性同型：ＸＸ；雄性异型：ＸＹ
常染色体
性染色体
摩尔根
一.基因在染色体上
1.2摩尔根果蝇颜色实验
通过有性生殖，观察白眼性状能否在子代中出现
d.属于哪一种可遗传变异类型？如何判断？
染色体变异
基因突变
基因重组
用光学显微镜观察
MⅠ中期
新性状，不存在基因重组
思考
c.这一只白眼果蝇，是否为可遗传变异？如何判断？
e.白眼性状的出现是显性突变还是隐性突变的结果？
f.红眼和白眼这对相对性状的遗传核遗传还是细胞质遗传？为什么？
g.控制红眼和白眼的这对等位基因位于什么部位？
假说一：位于常染色体上
假说二：位于性染色体上
×
一.基因在染色体上
1.2摩尔根果蝇颜色实验
提出问题：
如何解释白眼性状的表现，
总是与性别相关联的现象？
分析问题：
a.F1全为红眼，说明 为显性；
b.F2红眼和白眼的数量比为3:1，
这样的表现说明符合 定律。
红眼
分离
（1）观察现象、发现问题
Ⅰ（非同源区）
Ⅱ（同源区）
Ⅲ（非同源区）
假说一：眼色基因仅位于Y非同源区段，即非同源区段(Ⅰ)上
X Y
（X上没有等位基因）
假说二：眼色基因在X-Y同源区段(Ⅱ) （X、Y有等位基因）
假说三：眼色基因位于X非同源区段，即非同源区段(Ⅲ)
（Y上没有等位基因）
1.2摩尔根果蝇颜色实验
（2）分析问题，提出假说
摩尔根的假说
一.基因在染色体上
一.基因在染色体上
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注：控制果蝇眼色的基因用（W/w）表示：
①写出野生型红眼雌、雄果蝇的基因型
②写出假说二、假说三中白眼雄果蝇的基因型
XWXW
XWY
XWYW
XYW
假说二
假说三
假说一
红眼雌蝇
红眼雄蝇
X Y
XWXW
无
白雄：XwYw
白雄：XwY
【任务一】
误区一:伴性遗传基因型书写中,不标出基因所在的性染色体或把基因标于所在性染色体的右下角,如红绿色盲女患者的基因型常常被错误地写成“bb”或“XbXb”,正确的写法应该是“XbXb”。
　　误区二:书写基因型时,如果同时涉及常染色体遗传和伴性遗传,两种性状遗传的基因顺序颠倒,如“XbXbDd”。这种情况下书写基因型,一般是常染色体遗传的基因型写在前,伴性遗传的基因型写在后,如“DdXbXb”。
　　误区三:在伴性遗传表现型的书写时只描述性状,不描述性别。在伴性遗传中,相应性状和性别均是其表现型的组成部分,要一并写出。如XbXb个体的表现型不应该为“色盲”而应该为“色盲女性”。
【误区警示】
②提出假说，进行解释
一.基因在染色体上【考点讲解】
假说二：眼色基因在X、Y染色体上同时存在（位于X、Y同源区）
假说三：眼色基因仅位于X染色体上
（Y上没有等位基因）
一.基因在染色体上【考点讲解】
有现成的隐性纯合子吗？
XwYw
XwY
测交组合1： XWXw X XwYw （假说二）
测交组合2： XWXw X XwY （假说三）
请问：2组测交子代表现型及其比例如何？能说明假说二或假说三成立吗？
白眼雄果蝇，其可能的基因型有_____________
红眼雌：红眼雄：白眼雌：白眼雄=1:1:1:1
白眼雌果蝇
还可能有其它隐性纯合子吗？
1.2摩尔根果蝇颜色实验
（3）演绎推理，测交验证
一.基因在染色体上【考点讲解】
1.2摩尔根果蝇颜色实验
（3）演绎推理，测交验证
——相当于做了测交
假说二：测交组合：XWXw X XwYw （位于X、Y同源区）
假说三：眼色基因仅位于X染色体上
（Y上没有等位基因）
——相当于做了测交
摩尔根是不是错了？
如何做进一步的区分？
白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交
隐雌 × 显雄（纯合子）
一.基因在染色体上【考点讲解】
1.2摩尔根果蝇颜色实验
假说二：（位于X、Y同源区）
假说三：眼色基因仅位于X染色体上
XwXw × XWYW
XwXw × XWY
资料：1916年，摩尔根的学生布里吉斯将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，发现子代是红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。
假说三正确
④得出结论：
。
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上
一.基因在染色体上【考点讲解】
1.2摩尔根果蝇颜色实验
　　若让摩尔根实验中F2的红眼果蝇自由交配，后代红眼果蝇与白眼果蝇的比例是多少
7∶1
若让F2的果蝇自由交配，理论上F3果蝇红眼与白眼的比例又是多少
【深度思考】
13∶3
项目 假说—演绎法 类比推理法
原理 在提出问题、作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论 将未知的和已知的做比较，根据一致性推理并得到结论
结论 具有逻辑必然性，是科学结论， 一定正确 不具有逻辑必然性，仅是假说，不一定正确
实例 孟德尔发现两大定律；摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上 萨顿假说∶根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上
类比推理法与假说—演绎法的比较
实验延伸
果蝇X染色体上一些
基因的示意图
摩尔根和他的学生绘制了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈 。
线性排列
1.2摩尔根果蝇颜色实验
用荧光标记法可显示基因在染色体上的位置，在教材给出的图片中同种颜色在同一条染色体上会有两个，原因是观察的时期为有丝分裂中期，每条染色体上含有两条染色单体，其相同位置上的基因相同。
在没有发生DNA复制的情况下，一条染色体只有一个DNA分子
一.基因在染色体上【考点讲解】
教材隐性知识：(1)源于必修2 P31“思考·讨论”：如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？
提示：　如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇。这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符；如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
①果蝇的基因全部位于8条染色体上(　　)
②图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因(　　)
③精细胞中不可能同时存在白眼基因与朱红眼基因(　　)
④红宝石眼基因在体细胞中可能存在4个(　　)
⑤该染色体上的基因在后代中不一定都能表达(　　)
教材隐性知识：(2)源于必修2 P32“图2－11”：请据图完成下列判断
×
√
×
×
√
教材隐性知识：(3)源于必修2 P32“拓展应用”：生物如果丢失或增加一条或若干条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界中，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半，但仍能正常生活。如何解释这一现象？
提示：　这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着控制该种生物体所有性状的一整套基因。
基因是什么？“基因在染色体上”是否适合所有生物？
基因是有遗传效应的DNA片段(无DNA的病毒，其基因为有遗传效应的RNA片段)。
“基因在染色体上”只适合于真核生物，其基因主要在染色体上，原核生物、病毒无染色体，故不适合“基因在染色体上”这种说法。
动植物: 基因主要位于 上，少量位于 中。
原核生物: 基因位于 中。
T2-噬菌体: 基因位于 分子上。
艾滋病病毒: 基因位于 分子上。
染色体
线粒体或叶绿体
拟核和质粒
DNA分子
RNA
孟德尔遗传定律的现代解释
基因的分离定律的实质是：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；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。
A
a
A
a
孟德尔遗传定律的现代解释
基因的自由组合定律的实质是：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；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。
A
a
B
b
A
B
a
b
A
b
a
B
(1)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“核基因和染色体的行为存在平行关系”。(必修2 P29正文)(　√　)
(2)果蝇易饲养、繁殖快,常用它作为遗传学研究的材料。(必修2 P30“相关信息”)(　√　)
(3)摩尔根针对果蝇杂交实验提出的假说是控制果蝇眼色的基因位于X和Y染色体上。(必修2 P31正文)(　×　)
(4)染色体是基因的载体,染色体是由基因组成的。(必修2 P32“概念检测” 2)(　×　)
(5)摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上且呈线性排列。(必修2 P32正文)(　×　)
判断：
a.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(　　)
b.摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上且呈线性排列(　　)
c.孟德尔和摩尔根都是通过杂交实验发现问题，用测交实验进行验证的(　　)
d.现代生物学用同位素标记法检测出基因在染色体上的位置(　　)
e.在果蝇的细胞中基因和染色体都是成对存在的(　　)
f.摩尔根所作的假设是控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因(　　)
g.雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合(　　)
×
×
×
√
×
√
×
例4：科学的研究方法是取得成功的关键，假说—演绎法和类比推理法是科学研究中常用的方法。下面是人类探明基因神秘踪迹的历程∶
①孟德尔的豌豆杂交实验∶提出遗传因子的遗传规律
②萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程中提出假说∶基因在染色体上
③摩尔根进行果蝇杂交实验找到基因在染色体上的实验证据他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为 (　　)
A．①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理
B．①假说—演绎法　②类比推理　③类比推理
C．①假说—演绎法　②类比推理　③假说—演绎法
D．①类比推理　②假说—演绎法　③类比推理
C　
例5：摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是 (　　)
A．白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1∶1
B．F1自由交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄中比例均为1∶1
D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
[解析]　白眼基因若位于X染色体上，则白眼性状应与性别有关，其中B项是最早提出白眼基因位于X染色体上的实验证据。
B　
（2021·全国高考真题）果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因（用A/a表示）控制；长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因（用B/b表示）控制。回答下列问题：
（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。_______（要求：用遗传图解表示杂交过程。）
（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇（XAYBB）作为亲本杂交得到F1，F1相互交配得F2，则F2中灰体长翅∶灰体残翅∶黄体长翅∶黄体残翅=______，F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为_____________。
【答案】
(2) 3：1：3：1 3/16