2019-2020学年人教版生物必修二同步导学精品课件：第二章 基因和染色体的关系 第2节 .pdf

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1、生 物 必修必修 人教版人教版 第二章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系 第第2节 基因在染色体上节 基因在染色体上 学学 习习 目目 标标课课 程程 标标 准准 1.说出基因位于染色说出基因位于染色 体上的理论假说和实体上的理论假说和实 验证据。验证据。(重点、难点重点、难点) 2阐明孟德尔遗传规阐明孟德尔遗传规 律的实质。律的实质。(重点重点) 1.尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上；尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上； 2说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据；说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据； 3运用有关基因和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律运用有关基因

2、和染色体的知识阐明孟德尔遗传规律 的实质；的实质； 4认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋 实践的精神以及对科学的热爱实践的精神以及对科学的热爱 1 1自主学习自主学习 2 2新知解读新知解读 3 3指点迷津指点迷津 4 4核心素养核心素养 5 5问题释疑问题释疑 6 6知识构建知识构建 7 7训练巩固训练巩固 8 8课课 时时 作作 业业 自自 主主 学学 习习 一、萨顿的假说 1内容：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。 2依据 基因和_行为存在着明显的_关系。 (1)基因在杂交过程中保持_性。染色体在 配子形

3、成和受精过程中，也有相对稳定的_。 染色体染色体 染色体染色体 染色体染色体 平行平行 完整性和独立完整性和独立 形态结构形态结构 (2)在体细胞中基因成对存在，_也是成对的。在 配子中成对的_只有一个，同样，成对的 _也只有一条。 (3)体细胞中成对的基因一个来自_，一个来自 _。_也是如此。 (4)_基因在形成配子时自由组合，_染 色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。 染色体染色体 基因基因 染色体染色体 父方父方 母方母方 同源染色体同源染色体 非等位非等位 非同源非同源 红眼红眼 1/4白眼白眼 2实验现象的解释 F2 3实验现象解释的验证方法：_。 4实验结论：基因在_上。 5发

4、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 白眼雄性白眼雄性 测交测交 染色体染色体 多多 线性线性 三、孟德尔遗传规律的现代解释 等位基因等位基因 非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因 独立性独立性 互不干扰互不干扰 减数分裂形成配子减数分裂形成配子 减数分裂形成配子减数分裂形成配子 同源染色体同源染色体 分离分离 自由组合自由组合 1果蝇中的X染色体和Y染色体上的基因遵循孟德尔的遗 传规律吗？ 提示：遵循，因为X、Y染色体是一对同源染色体，上面 的等位基因遵循孟德尔基因分离定律。 2非等位基因都遵循孟德尔的自由组合定律吗？ 提示：不是，因为

5、遵循孟德尔的自由组合定律的基因是非 同源染色体上的非等位基因，而同源染色体上的非等位基 因则不能自由组合。 1萨顿利用假说演绎推理，推测基因位于染色体上。( ) 提示：应为类比推理。 2基因在染色体上呈线性排列。( ) 3非等位基因在形成配子时均是自由组合的。( ) 提示：应为非同源染色体上的非等位基因。 4雌雄同株的植株(如玉米等)也有性染色体。( ) 提示：无性染色体。 5豌豆叶肉细胞中叶绿体内的基因遗传也遵循两大遗传 定律。( ) 提示：核基因遵循，而细胞质中的则不遵循。 判断题判断题 新新 知知 解解 读读 1萨顿：美国遗传学家。 萨顿对蝗虫的研究发现，不同对的染色体常常可以从形态 和

6、大小上加以区别，来自父方和母方的染色体在减数分裂 过程中联会。后来他把细胞学和遗传学的资料结合起来， 说明了染色体在遗传中的作用，开创了细胞遗传学研究领 域。 2假说的依据：1903年，用蝗虫细胞做实验材料研究精 子和卵细胞的形成过程。 知识点知识点1 萨顿的假说 萨顿的假说 3萨顿将基因与染色体的行为进行类比 基因行为基因行为染色体行为染色体行为 独立性独立性 基因在杂交过程中保持完整性基因在杂交过程中保持完整性 和独立性和独立性 染色体在配子形成和受精过程中，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具有相对稳定的形态结构 存在存在 方式方式 在体细胞中基因成对存在，在在体细胞

7、中基因成对存在，在 配子中只有成对基因中的一个配子中只有成对基因中的一个 在体细胞中染色体成对存在，在配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子中只有成对的染色体中的一条 来源来源 体细胞中成对的基因一个来自体细胞中成对的基因一个来自 父方，一个来自母方父方，一个来自母方 体细胞中成对的染色体体细胞中成对的染色体(即同源染色即同源染色 体体)一条来自父方，一条来自母方一条来自父方，一条来自母方 分配分配 非等位基因在形成配子时自由非等位基因在形成配子时自由 组合组合 非同源染色体在减数第一次分裂后非同源染色体在减数第一次分裂后 期自由组合期自由组合 推出结论：基因和染色体

8、行为存在着明显的平行关系，基 因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在 染色体中。 知识贴士知识贴士 萨顿将看不见的基因和看得见的染色体行为进行类比，根据其惊人的一致萨顿将看不见的基因和看得见的染色体行为进行类比，根据其惊人的一致 性，提出基因位于染色体上的假说，这就是类比推理。类比推理得出的结论，性，提出基因位于染色体上的假说，这就是类比推理。类比推理得出的结论， 还需要通过观察和实验来检验其正确与否。还需要通过观察和实验来检验其正确与否。 美国科学家萨顿运用类比推理的方法提出了基因 在染色体上的假说。下列不能说明基因与染色体存在平行 关系的是( ) A在体细胞中基因成对存在，染色

9、体也是成对存在 B体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方 C非等位基因自由组合，非同源染色体也自由组合 D基因在染色体上呈线性排列 D 解析 基因与染色体存在平行关系的具体表现如下：(1) 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，也有相对稳定的形态结构。(2)在体细胞 中基因成对存在，染色体也是成对存在的；在配子中成对 的基因只有一个，成对的染色体也只有一条。(3)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。(4)非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染 色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。 变式训练1 右图为果蝇某条染色体上部分基

10、 因的分布图，下列有关说法错误的是( ) A一条染色体上有多个基因 B基因在染色体上呈线性排列 C图中的白眼基因和朱红眼基因可称为一对等 位基因 D果蝇细胞内的基因并非全都分布在染色体上 C 1实验者：美国遗传学家摩尔根 2实验材料：果蝇。 选材原因：(1)相对性状多、明显；(2)培养周期短；(3)成 本低；(4)易饲养；(5)染色体数目少，便于观察等。 知识点知识点2 基因位于染色体上的实验证据 基因位于染色体上的实验证据 4理论解释 (1)性染色体与常染色体 性染色体：雌雄异体的生物决定性别的染色体。 常染色体：与性别决定无直接关系的染色体。 (2)果蝇体细胞的染色体组成 果蝇果蝇染色体总

11、数染色体总数常染色体数常染色体数性染色体数性染色体数染色体组成染色体组成 雌果蝇雌果蝇4对对3对对1对对6XX(同型同型) 雄果蝇雄果蝇4对对3对对1对对6XY(异型异型) (3)遗传分析图解：假设控制果 蝇白眼的基因(用w表示)位于X 染色体上，而Y染色体不含有 它的等位基因。 说明：在遗传分析图解的书写 过程中，常染色体上基 因不需标明其位于常染色体上 ，性染色体上基因需将性染色 体及其上基因一同写出。如 XWY。 (4)测交实验验证 由测交结果可见：红眼和白眼的比例为11，验证了控制 果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上。 5实验结论：基因在染色体上。 6通过基因定位发现：基因在染色体上呈

12、线性排列。 基因线性排列是指基因是一个接着一个，之间没有重复、 倒位、分枝等现象。 基因定位：就是要将基因定位于某一染色体上，并测定基 因在特定染色体上线性排列的顺序和相对距离。 知识贴士知识贴士 常染色体上的基因与性染色体上的基因书写时，一般是将常染色体上的基常染色体上的基因与性染色体上的基因书写时，一般是将常染色体上的基 因写在前面，如因写在前面，如AaXBY。 红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌雄果蝇都 表现为红眼，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

13、表现自由组合 D红眼和白眼基因位于X染色体上 C 解析 亲代红眼果蝇和白眼果蝇杂交，子一代果蝇都表 现为红眼，说明红眼是显性性状，A项正确；子一代雌雄 果蝇交配，子二代红眼与白眼的性状分离比是3 1，则眼 色遗传符合分离定律，B项正确、C项错误；在果蝇的眼 色遗传中，白眼性状总与性别相关联，可说明红眼和白眼 基因位于X染色体上，D项正确。 变式训练2 摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传 。在果蝇野生型与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断 白眼基因位于X染色体上的最关键的实验是( ) A白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现野生型，且雌 雄比例为1 1 BF1雌雄交配，后代出现性状分离，白眼全部

14、为雄性 CF1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例 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 F1雌雄交配，后代只有雄性个体为白眼，只能用 基因位于X染色体上来解释。 B 1孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系 (1)分离定律中的一对遗传因子：一对同源染色体上的等位 基因。 重新定义：位于一对同源染色体的同一位置上，控制着一 对相对性状的基因，叫做等位基因。 (2)自由组合定律中的不同对的遗传因子：位于非同源染色 体上的非等位基因。 知识点知识点3 孟德尔遗传规律的现代解释 孟德尔遗传规律的现代解释 2两个遗传定律的实质 (1)基因的分离定

15、律的实质：在杂合体的细胞中，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。 知识贴士 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，都发生在减数第一次分 裂后期。 2减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基 因，而不是所有的非等位基因。因为同源染色

16、体上的非等 位基因不遵循自由组合定律。 3基因分离定律的细胞学基础是：同源染色体分离；基 因自由组合定律的细胞学基础是：非同源染色体自由组合 。 红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配，F1代全是红 眼，自交所得的F2代中红眼雌果蝇121头，红眼雄果蝇60 头，白眼雌果蝇0头，白眼雄果蝇59头，则F2代卵细胞中 具有R和r及精子中具有R和r的比例是( ) A卵细胞：R r1 1 精子：R r3 1 B卵细胞：R r3 1 精子：R r3 1 C卵细胞：R r1 1 精子：R r1 1 D卵细胞：R r3 1 精子：R r1 1 D 解析 亲代红眼雌果蝇基因型可能为XRXR、XRXr，白眼 雄果

17、蝇基因型为XrY，因F1代全为红眼个体，所以亲代红 眼雌果蝇的基因型只能为XRXR，F1代中红眼雄果蝇基因型 为XRY，雌果蝇的基因型为XRXr，二者交配，F2代的基因 型及其比例为XRXR XRXr XRY XrY1 1 1 1，其 表现型及比例为红眼雌果蝇 红眼雄果蝇 白眼雄果蝇 2 1 1。F2代中红眼雌果蝇产生卵细胞两种类型R r 3 1，F2中红眼雄果蝇和白眼雄果蝇产生含R、r两种类型 的精子，其比例为1 1。 变式训练3 (2016北京朝阳高三期末)已知桃树中，树 体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制)，蟠 桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制) ，以下

18、是相关的两组杂交实验。 杂交实验一：乔化蟠桃(甲)矮化圆桃(乙)F1 乔化蟠桃 矮化圆桃1 1 杂交实验二：乔化蟠桃(丙)乔化蟠桃(丁)F1 乔化蟠桃 矮化圆桃3 1 根据上述实验判断，以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的 基因在染色体上的分布情况正确的是( ) D 解析 实验二中，亲本都乔化，后代出现矮化，说明乔 化是显性性状，矮化是隐性性状；亲本都是蟠桃，后代出 现圆桃，说明蟠桃是显性性状，圆桃是隐性性状。实验一 ，两对相对性状测交，后代表现型之为11，说明不遵循 自由组合定律，若遵循自由组合定律，则测交后代出现四 种表现型且比应为1111，说明两对等位基因位于一 对同源染色体上，由实验一可知

19、，乔化蟠桃(甲)矮化圆 桃(乙)F1：乔化蟠桃矮化圆桃11，说明两对等 位基因A、B连锁在同一条染色体上，a、b连锁在同一条 染色体上，D项正确。 指指 点点 迷迷 津津 一、减数分裂异常产生的配子情况 在减数分裂过程中，伴随着染色体行为变化的异常，往往 会引起配子中基因数目的增减。在分析基因数目变化时， 应考虑变化是与减数第一次分裂有关还是与减数第二次分 裂有关。明确减数分裂各时期染色体、DNA、染色单体和 基因的数量关系。以基因型为AABb(两对等位基因分别位 于两对同源染色体上)的细胞为例，分析减数第一次分裂 和减数第二次分裂发生异常时产生的配子中所含基因的情 况。 1下图表示减数第一次

20、分裂异常、减数第二次分裂正常产 生的配子情况。 2下图表示减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常 产生的配子情况。 某研究性学习小 组对猪产生配子时的细胞 减数分裂过程进行了研究 ，并绘制了相关图示。请 回答下列问题： (1)图甲显示的是一对同源染色体(常染色体)的不正常分裂 情况，产生异常配子的原因可能是 _ _。 (2)如果图乙表示卵原细胞的分裂情况，该卵原细胞形成基 因型为AB卵细胞，则其形成的第二极体的基因型是 _。 解析 (1)由图甲可知，配子中存在同源染色体，所以 只可能是减数第一次分裂后期同源染色体未分离，而是移 向了细胞同一极，导致出现了异常配子。 (2)由图乙可知 ，如果形成

21、基因型为AB的卵细胞，说明在减数第一次分 裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换， 故形成的第二极体的基因型是Ab、ab、aB。 减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，而是移向了减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，而是移向了 细胞同一极细胞同一极 Ab、ab、aB 二、判断基因是位于常染色体上还是X染色体上 1方法一 (1)实验设计：正交与反交(使用条件：不知道显隐性关系) 。 (2)结果预测及结论 若两组杂交结果相同，则该基因位于常染色体上。 若两组杂交结果不同，且子代表现型与性别有关，则该 基因位于X染色体上。 2方法二 (1)实验设计：隐性的雌性个体显性的雄性个体(使用条 件

22、：知道显隐性关系)。 (2)结果预测及结论 若子代中的雄性个体全表现为隐性性状，雌性个体全表 现为显性性状，则该基因位于X染色体上。 若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状，且 各占1/2，或雌雄个体全表现为显性性状，则该基因位于常 染色体上。 3方法三 (1)实验设计 选多组显性的雌性个体显性的雄性个体(使用条件：知 道显隐性关系)。 (2)结果预测及结论 若隐性性状只出现在雄性子代中，则该基因位于X染色 体上。 若隐性性状同时出现在雌性与雄性子代中，则该基因位 于常染色体上。 注意：实验设计时，若是XY型性别决定方式，一般选择 隐性纯合的雌性个体和显性的雄性个体作亲本，若是ZW 型性

23、别决定方式，一般选择隐性纯合的雄性个体和显性的 雌性个体作亲本。 4判断基因位置的其他方法 (1)根据子代性别、性状的数量比分析判断 项目项目灰身直毛灰身直毛灰身分叉毛灰身分叉毛黑身直毛黑身直毛黑身分叉毛黑身分叉毛 雌蝇雌蝇3/401/40 雄蝇雄蝇3/83/81/81/8 据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中为31，雄蝇中 也为31，两者相同，故控制该对相对性状的基因位于常 染色体上。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中全为直毛，雄蝇 中为11，两者不同，故控制该对相对性状的基因位于X 染色体上。 (2)逆向推断法 假设位于X染色体上，分析实验结果；假设位于常染色体 上，分析实验结果；将得到结果作为条

24、件，若出现某一相 应情况，即确定基因在X染色体上或常染色体上。 小鼠是动物遗传学非常好的实验材料，某科研小 组在一鼠群中偶然发现一只雄鼠患有某种遗传病，该遗传 病由显性基因B控制，研究发现其双亲都未携带该致病基 因，分析并回答相关问题： (1)该致病基因最可能来源于_。 (2)欲确定该致病基因B的位置，让这只雄鼠与正常雌鼠交 配，得到足够多的F1个体。 若F1中雌雄鼠都既有患病的又有正常的，则基因B位于 _上。 若F1中雌鼠_，而雄鼠_，则基因B 位于X染色体上。 若F1中雌鼠_，而雄鼠_，则基因B 位于Y染色体上。 若F1中雌鼠和雄鼠全部正常，则基因B可能位于 _。 基因突变基因突变 常染色

25、体常染色体 全部患病全部患病 全部正常全部正常 全部正常全部正常 全部患病全部患病 细胞质或体细胞细胞质或体细胞 解析 根据题意分析可知：双亲都未携带该致病基因， 而后代出现患病个体，说明致病基因来源于基因突变。患 病雄鼠与正常雌鼠的基因型有四种可能：若分别是Bb和 bb，则F1个体中雌雄鼠都既有患病的也有正常的，比例接 近1 1，说明基因B位于常染色体上；若分别是XBY和 XbXb，则F1个体中雌鼠全部患病，而雄鼠全部正常，说明 基因B位于X染色体上；若分别是XYB和XX，则F1个体 中雌鼠全部正常，而雄鼠全部患病，说明基因B位于Y染 色体上；若基因B位于细胞质或体细胞中，则F1个体中 雌鼠

26、和雄鼠全部正常。 核核 心心 素素 养养 孔雀鱼是一种常见的观赏鱼，其性别决定方式属 于XY型，是非常好的遗传学实验材料。几十年前，德国 的一位育种者在众多的孔雀幼鱼中发现一条身体后半部为 暗色的个体，并以此个体为基础培育出了“礼服”品种。 用“礼服”品种的雌鱼作亲本(P)与其他品种的雄鱼杂交， 所得子代(F1)个体中，雌雄鱼均表现“礼服”性状；将子 代(F1)雌雄个体自由交配，所得子代(F2)个体中，雌鱼均表 现“礼服”性状，雄鱼表现为1/2“礼服”性状、1/2无“ 礼服”性状。请用“假说演绎法”对“礼服”性状的遗 传进行研究。 探究点 探究点 “假说假说演绎法演绎法”的应用的应用孔雀鱼性状

27、遗传特点的判断孔雀鱼性状遗传特点的判断 (1)“假说演绎法”的一般步骤为：提出问题 _实验检验得出结 论。 (2)在研究“礼服”性状遗传的步骤中，提出的问题是： _ _。 (3)在研究“礼服”性状遗传的步骤中，具体内容是：控 制“礼服”性状的基因_ 。 (4)在研究“礼服”性状遗传的步骤中。具体内容是： _ _。 提出假说提出假说 演绎推理演绎推理 “礼服礼服”性状的遗传与性别有关联性状的遗传与性别有关联(“礼服礼服”性状的遗传存在性别差异性状的遗传存在性别差异) 为显性基因，且位于为显性基因，且位于X染色体上染色体上 雌性无雌性无“礼服礼服”性状个体与性状个体与F1中雄性中雄性“礼服礼服”性

28、状的个体交配后代结果的推理性状的个体交配后代结果的推理 (5)请用遗传图解(基因符号为A、a)表示步骤中具体的内 容。 如图 (6)根据你的研究，请预测F2个体自由交配得F3的性状表现 型之比为：雌“礼服” 雌无“礼服” 雄“礼服”：雄 无“礼服”_。 方法警示 得分要点： (3)必须是为显性基因，且位于X染色体上。 (4)必须是雌性无“礼服”性状个体与F1中雄性“礼服”性 状的个体交配后代结果的推理。 7 1 6 2 (5)必须是 (6)必须是7 1 6 2。 错因案例 (3)答为：控制“礼服”性状的基因在X染色 体上。(错因：漏了判断性状的显隐性关系。) (4)答为：雌性无“礼服”性状个体

29、与F1中雄性“礼服”性 状的个体交配。(错因：把测交实验误认为是演绎推理的 过程) (5)答为： (错因：没有书写配子的形成过程和后代的性状分离比) (6)答为：4031。(错因：误把“自交”作为“自由 交配”) 技法提炼 (1)明确假说演绎法的步骤和内容： 假说演绎法中第一步是提出问题，问题的提出是在实验 现象的基础上，所以题干中F2的实验现象就是提出问题和 作出假说的基础；演绎过程是在假说的基础上进行的应用 ，用假说的内容去推理新的交配结果；最后用实验操作去 验证演绎过程，进而验证了假说内容的正确与否。 (2)遗传图解的写法： 遗传图解中的三个要点：标明亲、子代的表现型和基因 型；亲代个体

30、产生的配子种类；子代表现型及分离比 。 同时要注意基因在X染色体上时，在书写基因型时要写 上染色体，如XAXA。 (3)理解自由交配和自交的区别： 自由交配是指种群内具有生殖能力的雌雄个体之间可以随 机交配，不受基因型的限制。 自交是指具有相同基因型 的两个个体进行交配：F2的基因型有XAXA、XAXa、XAY 、XaY四种，且比例为1111。 自由交配的组合有 XAXAXAY，XAXAXaY，XAXaXAY，XAXaXaY， 且比例相等。 问问 题题 释释 疑疑 (一)问题探讨 1提示：这个替换似乎可行。由此联想到孟德尔分离定 律中成对的遗传因子的行为与同源染色体在减数分裂过程 中的行为很相似。 2提示：一条染色体上可能有很多个基因。 (二)思考与讨论 (三)技能训练 提示：不同的基因也许是DNA长链上的一个个片段。 知知 识识 构构 建建 训训 练练 巩巩 固固 课课 时时 作作 业业课课 时时 作作 业业