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第2节 基因在染色体上 导学天地 一、萨顿的假说是什么？基因与染色体之间有哪些平行关系？ 基础梳理 1萨顿的假说：基因是由 携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，基因就在 上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。,染色体,染色体,2基因在杂交过程中保持 。染色 体在 形成过程中，也有相对稳定的形态结 构。在体细胞中基因 存在，染色体也是 的。 在配子中原本成对的基因变为 ，同 样，原本成对的染色体也变为 。体细 胞中 的基因一个来自父方，一个来自母方。 同源染色体也是如此。 非等位基因在形成配子时 ，非同源染 色体在减数第一次分裂后期也是 的。,完整性和独立性,成对,成,对,只有一个,只有一条,成对,自由组合,自由组合,配子,疑难探究 1染色体是遗传物质的主要载体的原因。 讲解 (1)从生殖过程分析：亲代子代间染色 体保持一定的稳定性和连续性。 (2)从染色体化学组成分析：DNA在染色体上的 含量稳定，是主要的遗传物质。 遗传物质的载体包括：染色体(主要载体)、叶 绿体和线粒体等。,2.基因与DNA、染色体的关系是什么？ 讲解,基 因,概念:基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是具有遗传效应的DNA片段,基因、 DNA、 染色 体之 间的 关系,a.染色体是DNA的主要载体；DNA是主要的遗 传物质；基因是有遗传效应的DNA片段，是 DNA结构和功能的单位 b.每条染色体通常含1个DNA分子，每个DNA分 子上有很多基因 c.基因在染色体上呈线性排列,遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序,对点讲练 例1 下列对染色体、DNA、基因三者关系的叙述 中，正确的是 ( ) A每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在生物的传种接代中，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是生物的遗传物质；D项应是染色体的 行为决定基因的行为。,B,二、基因在染色体上的实验证据是什么？ 基础梳理 1实验现象 P 红眼()白眼() F1 (、) 雌雄交配 F2 3/4红眼(、) (),红眼,1/4白眼,3.实验现象解释的验证方法： 。 4实验结论：基因在 上。 5发展：一条染色体上有 个基因，基因在染色 体上呈 排列。,XW,Y,XW,XW,测交,X染色体,多,线性,疑难探究 基因位于染色体上的实验证明过程是怎样的？ 讲解 (1)讨论与推测： 如果按照萨顿的理论，基因位于染色体上，那 么控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染 色体上？如果在性染色体上，那么又有哪些可 能？ (2)提出假设： 假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染 色体上没有它的等位基因。则白眼仅限于在雄 性个体间传递。,假设二：控制白眼的基因不在X、Y染色体上，则其遗传与性别无关。 假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。 (3)设计实验，进行实验： 摩尔根果蝇眼色的实验(W红眼基因，w白眼基因，X、Y果蝇的性染色体),P：纯合红眼(雌)白眼(雄) P： XWXWXwY F1： 红眼 F1： XWXwXWY F1雌雄交配 F2：红眼(雌、雄) 白眼(雄) F2： XWXw XWXw XWY XWY,解释,对实验现象的解释：从实验中可以看出，白眼的遗传与性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，可推测控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。 (4)实验验证： 结论：一条染色体上有许多基因，而且基因在染色体上呈线性排列。 意义：把一个特定的基因和一条特定的染色体X染色体联系起来，验证了基因在染色体上。,对点讲练 例2 红眼(W)雌果蝇和白眼(w)雄果蝇交配，F1代 全是红眼，自交所得的F2代中有红眼雌果蝇121 只，红眼雄果蝇60只，白眼雌果蝇0只，白眼雄 果蝇59只。则F2代里，卵细胞中具有W和w及精 子中具有W和w的比例是 ( ) A卵细胞：Ww11 精子：Ww31 B卵细胞：Ww31 精子：Ww31 C卵细胞：Ww11 精子：Ww11 D卵细胞：Ww31 精子：Ww11,解析 红眼雌果蝇和白眼雄果蝇的基因型分别是XWXW、XwY，两者杂交得到的F1基因型是XWXw、XWY。F1自交产生的后代基因型有4种，表现为红眼雌果蝇的是XWXW、XWXw，数量121只；红眼雄果蝇XWY,60只；白眼雄果蝇XwY,59只。根据数量我们可以计算出后代产生的卵细胞和精子中Ww的值。 答案 D,三、孟德尔遗传规律的现代解释是怎样的？ 基础梳理 1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 ，具有一定的独 立性；在减数分裂形成 的过程中，等位基 因随 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。,等位基因,配子,同源染色体,2自由组合定律的实质是：位于 的 的分离或组合是互不干扰的；在 减数分裂过程中，同源染色体上等位基因彼此 分离的同时，非同源染色体上的非等位基因 。,非同源染色体上,非等位基因,自,由组合,疑难探究 1孟德尔遗传规律中的遗传因子与基因有何对应 关系？ 讲解 (1)分离定律中的一对遗传因子指一对 同源染色体上的等位基因。 (2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位 于非同源染色体上的非等位基因。,2两个遗传定律的细胞学基础是什么？ 讲解 (1)分离定律的细胞学基础是同源染色 体分离。如下图：,(2)自由组合定律的细胞学基础是非同源染色体的自由组合。如下图： 3两个定律有何联系？ 讲解 (1)适用范围：均适用于真核生物核基 因的遗传。 (2)作用时间：同时进行，均发生在减数第一 次分裂的后期。,对点讲练 例3 下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述错 误的是 ( ) A非同源染色体上的非等位基因的分离和组合 是互不干扰的 B同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 C同源染色体上的等位基因分离，非等位基因 自由组合 D同源染色体上的等位基因分离，非同源染色 体上的非等位基因自由组合,解析 孟德尔的遗传规律中，同源染色体上的非等位基因是不能自由组合的，自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。 答案 C,课时作业 一、选择题 11903年，美国遗传学家萨顿关于“基因位于染 色体上”的假说是如何提出的 ( ) A通过做实验研究得出的结论 B运用假说演绎法提出的 C运用类比推理提出的 D运用系统分析法提出的,解析 萨顿关于“基因位于染色体上”的假说运用的是类比推理，他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。但类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。 答案 C,2下列关于基因在二倍体生物的细胞中存在方式 的叙述，正确的是 ( ) A在体细胞中成对存在，在配子中成单存在 B在体细胞和配子中都成单存在 C在体细胞和配子中都成对存在 D在体细胞中成单存在，在配子中成对存在 解析 基因和染色体行为存在着明显的平行关 系，在体细胞中基因成对存在，染色体也是成 对的；在配子中，由于减数分裂，成对的基因 只有一个，同样，染色体也只有一条。,A,3右图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测 定结果，下列有关该图说法正确的是( ) A控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因 B控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循基 因的分离定律 C该染色体上的基因在后代中都能表达 D该染色体上的基因呈线性排列,解析 等位基因应该是位于同源染色体的同一位置上、控制相对性状的基因，等位基因的遗传符合基因分离定律，故A、B错；在个体发育过程中基因选择性表达，故C错。 答案 D,4下列叙述中错误的是 ( ) A在减数分裂过程中，同源染色体分开，其 上的等位基因分离 B在减数分裂过程中，所有的非等位基因都 可以自由组合 C果蝇的红眼(或白眼)基因只存在于X染色体 上 D等位基因总是一个来自于父方，一个来自 于母方,解析 同源染色体一条来自父方，一条来自母方,而等位基因分别位于一对同源染色体上，因此等位基因也是一个来自父方，一个来自母方。细胞进行减数分裂时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，而非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合。 答案 B,5下列各项中不能说明基因和染色体行为存在平 行关系的是 ( ) A基因、染色体在生殖过程中的完整性、独 立性 B体细胞中基因(染色体)成对存在，配子中 成单存在 C成对的基因(染色体)都是一个来自父方， 一个来自母方 D减数第一次分裂后期非等位基因(非同源染 色体)的自由组合,解析 在生物的体细胞中，染色体、基因成对存在，并且一个来自父方，一个来自母方；在减数分裂形成配子时，等位基因随同源染色体分开而分离，非等位基因随非同源染色体自由组合而自由组合，并分别进入不同的配子，表现出一定的独立性和完整性。 答案 B,6位于常染色体上的A、B、C三个基因分别对a、 b、c完全显性。用隐性性状个体与显性纯合个 体杂交得F1，F1测交结果为aabbccAaBbCc aaBbccAabbCc1111，则下列正确表 示F1基因型的是 ( ),解析 在测交过程中，隐性性状的亲本产生的配子的基因型为abc，将测交后代个体中的abc三个基因去掉，就可得到F1产生的配子的基因型及比例为abcABCaBcAbC=1111，则说明AC、ac分别连锁，位于一对同源染色体上，B、b位于另一对同源染色体上，故B选项正确。 答案 B,7下图示一对同源染色体及其上的等位基 因，下列说法中错误的是( ) A来自父方的染色体与来自母方的染色 体之间发生了交叉互换 BB与b的分离发生在减数第一次分裂 CA与a的分离仅发生在减数第一次分裂 DA与a的分离发生在减数第一次分裂或 减数第二次分裂,解析 从图中可以看出1和2为同源染色体，在1和2的姐妹单体间发生了交叉互换，所以1上的基因组成AaBB, 2上的基因组成Aabb。A和a的分离不仅发生在减数第一次分裂后期同源染色体的分离，还会发生在减数第二次分裂着丝点一分为二时。 答案 C,8基因型为AaBb的动物，不考虑交叉互换，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 同源染色体分开发生在减数第一次分裂过程中，姐妹染色单体分开则发生在减数第二次分裂中。基因型为AaBb的动物，在形成精子的过程中，AA在姐妹染色单体上，所以基因AA分开是在减数第二次分裂中发生的，即次级精母细胞形成精细胞的过程中。 答案 C,9如图分别表示同一动物不同细胞的分裂图像， 可能导致等位基因彼此分离的图像是( ),解析 等位基因位于同源染色体上，只有在减数分裂中随着同源染色体的分开而分离，发生的时期是减数第一次分裂后期。题目已知这是同一个动物的细胞分裂图像，所以A图所示是有丝分裂的后期，B图是减数第一次分裂后期，C图是减数第二次分裂后期，D图是有丝分裂中期。 答案 B,10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： 孟德尔的豌豆杂交实验：提出遗传因子(基 因) 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 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假说演绎法 假说演绎法 类比推理 B假说演绎法 类比推理 类比推理 C假说演绎法 类比推理 假说演绎法 D类比推理 假说演绎法 类比推理 解析 孟德尔的豌豆杂交实验为假说演绎法；萨顿提出假说“基因在染色体上”为类比推理；摩尔根进行果蝇杂交实验也是假说演绎法。 答案 C,二、简答题 11右图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色 体上的基因，请回答： (1)同源染色体是 。 (2)非同源染色体是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_。 (5)按自由组合定律遗传的基因是_。 (6)不能进入同一配子的基因是_。 (7)形成配子时能进行自由组合的基因是 _ _。 (8)此图除表示卵原细胞外，还可表示 细胞和 细胞。,解析 (1)同源染色体形态、大小相同，一条来自父方，一条来自母方。 (2)非同源染色体形态、大小不同。1、3,1、4,2、3,2、4都是非同源染色体。 (3)等位基因指在同源染色体上，相同位置并且控制相对性状的基因。 (4)非等位基因可在同源染色体上，也可在非同源染色体上。 (5)自由组合定律遗传的基因一定是非同源染色体上的非等位基因。,(6)根据分离定律等位基因不能进入同一配子。 (7)形成配子时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。 (8)同一物种精原细胞、卵原细胞、体细胞含有相同的染色体数。 答案 1和2,3和4 (2)1和3,2和3,1和4,2和4 (3)A和a，B和b (4)A和B，A和b，a和B，a和b (5)A和B，A和b，a和B，a和b (6)A和a，B和b (7)A和B，A和b，a和B，a和b (8)精原 体,二、简答题 11右图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色 体上的基因，请回答： (1)同源染色体是 。 (2)非同源染色体是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_。 (5)按自由组合定律遗传的基因是_。 (6)不能进入同一配子的基因是_。 (7)形成配子时能进行自由组合的基因是 _ _。 (8)此图除表示卵原细胞外，还可表示 细胞和 细胞。,二、简答题 11右图所示某生物卵原细胞中的染色体和染色 体上的基因，请回答： (1)同源染色体是 。 (2)非同源染色体是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_。 (5)按自由组合定律遗传的基因是_。 (6)不能进入同一配子的基因是_。 (7)形成配子时能进行自由组合的基因是 _ _。 (8)此图除表示卵原细胞外，还可表示 细胞和 细胞。,12回答下列、小题： .雄果蝇的X染色体来自亲本中的_果 蝇，并将其传给下一代中的_果蝇。雄 果蝇的白眼基因位于_染色体上，_ 染色体上没有该基因的等位基因，所以白眼这 个性状表现伴性遗传。 .已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y 染色体上一对等位基因控制，刚毛基因(B)对 截毛基因(b)为显性。现有基因型分别为XBXB、 XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。,(1)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是_，雌性的基因型是_；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是_，雌性的基因型是_，最终获得的后代中，截毛雄果蝇的基因型是_，刚毛雌果蝇的基因型是_。,(2)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中雌性全部表现为截毛，雄性全部表现为刚毛，应如何进行实验？(用杂交实验的遗传图解表示即可) 解析 雄性个体的X染色体只能来自上一代的母本，并传给下一代的雌性个体；由于果蝇的眼色遗传是伴性遗传，而在雄果蝇的X染色体和Y染色体有一部分是非同源的，因此判断果蝇的眼色基因位于X染色体上，在Y染色体上没有它的等位基因。,刚毛为显性(B)，截毛为隐性(b)，要最终获得雄性全为截毛(XbYb)，雌性全为刚毛(XBX)，XB只能由上一代个体的雄性个体提供，且它提供的Y一定是Yb，因此第二代杂交亲本基因型为XBYb和XbXb，要想获得XBYb的雄性个体，那么第一代杂交亲本的基因型应该为XbYb和XBXB。 要使最终获得的雌性果蝇全部为截毛(XbXb)，雄性果蝇全部为刚毛(XBY或XYB)，那么第二代杂交亲本中雌性个体只能提供Xb，雄性个体提供的X染色体也只能是Xb,提供的Y染色体应为YB。因此第二代杂交亲本的基因型为XbYB和XbXb。要想获得XbYB的雄性个体，第一代杂交亲本果蝇应选择XBYB和XbXb进行杂交。,答案 I雌 雌 X Y .(1)XbYb XBXB XBYb XbXb XbYb XBXb (2) P XbXb XBYB 截毛雌蝇 刚毛雄蝇 F1 XbYB XbXb 刚毛雄蝇 截毛雌蝇 F2 XbXb XbYB 雌蝇均为截毛 雄蝇均为刚毛,
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