1、优化方案高中生物 第二章 基因和染色体的关系 第2节 基因在染色体上学案 新人教版必修2第2节基因在染色体上 学习导航1理解类比推理方法的含义。2.掌握摩尔根运用假说演绎方法证明基因在染色体上的过程。3.说出孟德尔遗传规律的实质。一、萨顿的假说(阅读教材P27P28)1内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上。2依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，有相对稳定的形态结构存在体细胞成对成对配子单个单条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非等位
2、基因自由组合非同源染色体自由组合点拨萨顿关于基因和染色体关系的假说的提出，采用的是类比推理法。二、基因位于染色体上的实验证据(阅读教材P28P30)1实验现象2实验现象的解释F2XWYXWXWXW(红眼雌性)XWY(红眼雄性)XwXWXw(红眼雌性)XwY(白眼雄性)3实验现象解释的验证方法：测交。4实验结论：基因在染色体上。5发展：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。点拨细胞中的基因并非都位于染色体上。原核细胞的基因和真核细胞的细胞质基因都不位于染色体上。三、孟德尔遗传规律的现代解释(阅读教材P30)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
3、，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。判断(1)基因和染色体行为存在着明显的平行关系。()分析：基因位于染色体上，基因的行为和染色体的行为存在着明显的平行关系。(2)萨顿利用假说演绎法，推测基因位于染色体上。()分析：萨顿利用类比推理的方法提出了基因位于染色体上的假说。(3)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因。
4、()分析：配子中只含有等位基因中的1个基因。(4)蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方。()(5)基因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。()分析：基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。(6)由于控制果蝇眼色的基因只存在于X染色体上，所以该基因在遗传过程中不遵循基因的分离定律。()分析：遵循基因的分离定律。主题一基因在染色体上的实验探究1萨顿的假说类比推理结合萨顿的类比推理法，在下图中的横线处填上合适的基因(用D、d表示一对基因)，来解释一对相对性状的杂交实验。类比推理是科学研究的重要方法之一，那么通过类比推理得出的结论是否一定是正确的呢？
5、提示：不是。类比推理得出的结论正确与否还需要观察和实验的检验。2摩尔根的杂交实验假说演绎(1)实验现象(发现问题)结合果蝇杂交实验和豌豆杂交实验完善下表：比较项目果蝇杂交实验豌豆杂交实验相同点F1均表现为显性F2的后代性状分离比为31不同点眼色性状的表现与性别相联系性状表现没有性别之分(2)理论分析(提出假说)假设控制白眼性状的基因位于X染色体上，在Y染色体上不存在其等位基因。请完善下表：性别基因型眼色雌蝇XWXWXWXwXwXw红眼红眼白眼雄蝇XWYXwY红眼白眼(3)实验验证(测交法)完善下面遗传图解分析以下问题：结果是子代雌性全是红眼，雄性全是白眼，性状表现有明显的性别差异。结论为基因在
6、染色体上。小组讨论 1 常染色体只存在于体细胞中吗？性染色体只存在于生殖细胞中吗？提示：不是；不是。常染色体和性染色体既存在于体细胞中，也存在于生殖细胞中。 2 摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y染色体上？提示：只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄蝇的出现。两种遗传研究方法归纳(1)类比推理法：萨顿根据蝗虫细胞中染色体与基因的平行关系，由可见的染色体的行为推测看不见的基因的行为，但这种方法得出的结论不一定是正确的，是一种思维的产物。(2)假说演绎法：无论是孟德尔还是摩尔根，都利用该方法，先通过杂交实验发现问题，并提出解释问题
7、的假说，然后再设计测交实验进行验证，在测交实验出现结果以前，先运用自己的假说预测实验结果即演绎。1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和独立性B体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是单一存在C体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个(条)来自母方，一个(条)来自父方D等位基因、非同源染色体的自由组合解析：选D。在减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体的分离而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。2(2015郑州高一检测)果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相
8、互交配，实验结果如下：雌果蝇雄果蝇F1大翅620大翅617F2大翅2 159大翅1 011小翅982下列分析不正确的是()A果蝇翅形大翅对小翅为显性 B根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律C根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上DF2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型解析：选D。大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2：大翅雌果蝇2 159只，大翅雄果蝇1 011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅小翅31，符合基因分离定律，又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色体上。遗传图解如下：可见，F2中雌果蝇有
9、两种基因型，分别为XAXA和XAXa。主题二探究两个遗传定律的细胞学基础1完善下面过程并分析：分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离。2结合下面过程分析：自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。分离定律和自由组合定律的适用条件(1)进行有性生殖生物的性状遗传：进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制同一性状的成对基因发生分离，控制不同性状的基因自由组合分别进入到不同的配子中。(2)真核生物的性状遗传：原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。细菌等原核生物和病毒遗传物质数目不稳定，变化无规律。(3)细胞核遗传
10、：真核生物细胞核内染色体有规律性地变化；而细胞质中的遗传物质变化和细胞核不同，不符合孟德尔遗传规律，而是具有母系遗传的特点。(4)分离定律适用于一对相对性状的遗传，自由组合定律适用于多对相对性状的遗传。3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aabbccAaBbCcaaBbccAabbCc1111，则下图正确表示F1基因型的是()解析：选B。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abcABCaBcAbC1111，则说明AC、a
11、c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。4对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是()A若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点解析：选B。四分体是减数第一次分裂前期同源染色体联会的结果。题干中的2
12、对等位基因若在1对同源染色体上，则1个四分体中会出现4个黄色和4个绿色荧光点；若这2对基因在2对同源染色体上，则四分体中只有A、a或者只有B、b，不能同时存在黄色和绿色荧光点。核心知识小结网络构建关键语句1基因和染色体行为存在着明显的平行关系。2基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因。3基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。4基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。5萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说是运用了类比推理法。6摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说演绎法。随堂检测知识点一萨顿的假说1(2
13、015延安高一检测)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，在配子中只含有成对基因中的一个解析：选D。根据萨顿的假说，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。在配子中只含有成对基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，不可以同时来自父方或母方。知识点二基因在染色体上的实验证据2红眼雌果蝇与白眼
14、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眼色和性别表现为自由组合D红眼和白眼基因位于X染色体上解析：选C。由红眼果蝇和白眼果蝇交配，子代全部表现为红眼，推知红眼对白眼是显性；由后代果蝇红眼和白眼的比例(31)，推知眼色遗传符合分离定律；子代雌雄果蝇交配产生的后代，性状与性别有关，判断控制眼色的基因位于X染色体上；眼色和性别不是自由组合，只有非同源染色体上的非等位基因控制的生物性状才表现为自由组合。3果蝇的红眼对白眼为显性，控制红眼和白眼性状的基因位
15、于X染色体上，在下列哪组杂交组合中，通过眼色就可直接判断子代果蝇的性别()A白眼()白眼()B杂合红眼()红眼()C白眼()红眼()D杂合红眼()白眼()解析：选C。子代雄果蝇的X染色体来自母本，而父本的X染色体传给子代雌果蝇。根据X染色体上基因传递的特点可知，C项的后代中雄果蝇为白眼，雌果蝇为红眼。知识点三孟德尔遗传规律的现代解释4根据下图分析，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是()解析：选A。位于非同源染色体上的非等位基因在减数分裂形成配子的过程中，遵循基因的自由组合定律。B、C、D三项中有关的基因都属于非同源染色体上的非等位基因，在减数分裂时，可以自由组合；而A项中的基因A与D、a与d
16、分别是同一条染色体上的非等位基因。5(2015江西南昌三中高一月考)如图表示基因型为AaBb的生物自交产生后代的过程，基因的自由组合定律发生于()A BC D解析：选A。基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂过程，其实质是等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因则自由组合。6(2015临沂市沂水三中高一月考)如图所示为果蝇细胞分裂图，请据图回答。(1)图的细胞叫_。每个细胞有_对同源染色体。(2)图、连续的分裂过程是否是一个细胞周期？为什么？_。(3)果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，这对基因位于X染色体上。若图表示一只红眼雄果蝇的精原细胞，请在图中标出该基因的位置。(
17、4)按(3)题假设，若图中的a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果蝇，则b含有的性染色体为_。解析：(1)已知图 为精原细胞，则图 为初级精母细胞经减数第一次分裂后产生的次级精母细胞，因同源染色体分离，染色体数目减半，所以无同源染色体。(2)细胞周期是对连续分裂的细胞而言，减数分裂形成的配子染色体数减半，不再进行分裂。(3)W基因在X染色体上，Y上没有相应的等位基因。识别图解找出不一样的同源染色体就是雄性果蝇的XY性染色体。(4)一个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞，两两相同，即两个含XW、两个含Y。由a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果
18、蝇，知a含Y染色体，b与a相同，故也含Y染色体。答案：(1)次级精母细胞0(2)不是。因为减数分裂不可能周而复始地进行连续分裂(3)如图所示(4)Y课时作业 1下列关于染色体与基因关系的叙述，正确的是()A染色体是由基因组成的B一条染色体相当于一个基因C基因的载体只能是染色体D染色体上的基因呈线性排列解析：选D。染色体是由DNA和蛋白质组成的，一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列；染色体是基因的主要载体，基因还存在于线粒体和叶绿体中。2下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是()A同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离B非同源染色体都能自由组合，所有非等位基
19、因之间也都能自由组合C染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分离D非同源染色体数目越多，非等位基因组合的种类也越多解析：选B。在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合，同源染色体上的非等位基因不能自由组合。3在探索遗传本质的过程中，科学发现与研究方法相一致的是()孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上A假说演绎法假说演绎法类比推理法B假说演绎法类比推理法类比推理法C假说演绎法类比推理法假说演绎法D类比推理法假说演绎法类比推理法解析：选C。孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律，采用的是“假说演
20、绎法”，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”，采用的是“类比推理法”，摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上，采用的是“假说演绎法”。4红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配，F1全是红眼，自由交配所得的F2中红眼雌果蝇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卵细胞中具有R和r及精子中具有R和r的比例分别是()A卵细胞：Rr11精子：Rr31B卵细胞：Rr31精子：Rr31C卵细胞：Rr11精子：Rr11D卵细胞：Rr31精子：Rr11解析：选D。亲代红眼雌果蝇基因型可能为XRXR、XRXr，白眼雄果蝇基因型为XrY，因F1全为红眼个体，所以亲代
21、红眼雌果蝇的基因型只能为XRXR，F1中红眼雄果蝇基因型为XRY，红眼雌果蝇的基因型为XRXr，二者交配，F2的基因型及比例为XRXRXRXrXRYXrY1111，表现型及比例为红眼雌果蝇红眼雄果蝇白眼雄果蝇211。F2中红眼雌果蝇产生的卵细胞有两种类型：Rr31，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11。5决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色性状，w基因控制白色性状。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白眼雌果蝇解析：选D。先写出亲代的基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：
22、XWY。若XWXWXWYXWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXwXWYXWXW(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，后代中不可能有白眼雌果蝇。6纯种果蝇中，朱红眼暗红眼，F1中只有暗红眼；而暗红眼朱红眼，F1中雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。设相关的基因为A和a，则下列说法不正确的是()A正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型B反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上C正、反交的子代中，雌性果蝇的基因型都是XAXaD若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配，其后代表现型的比例都是1111解析：选D。正交和反交结果不
23、同，且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交，F1出现性状分离，性状表现与性别相联系，可以认定该性状为细胞核遗传，对应基因位于X染色体上。由第一次杂交(XaYXAXA)结果知，F1的雌性果蝇的基因型为XAXa，第二次杂交中(XAYXaXa)，F1的雌性果蝇的基因型为XAXa。第一次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为211，而第二次杂交的子代雌、雄果蝇随机交配，子代表现型的比例为1111。7人的体细胞内含有23对同源染色体，在减数第二次分裂的后期(着丝点已分裂)。次级精母细胞内不可能含有()A44条常染色体XX性染色体B44条常染色体十XY性染色体C44条常染色体YY性染色体D两组数目
24、和形态相同的染色体解析：选B。人体精原细胞的染色体组成为44XY，用图表示其减数分裂过程：观察图，可知答案为B项。8图中能正确表示基因分离定律实质的是()解析：选C。基因分离定律的实质是：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，独立地随配子传给后代。也就是说，基因的行为是由染色体的行为决定的。9.如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Be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B
25、、b间自由组合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，并且配子数量相等解析：选D。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，从染色体情况看，它能形成含X、Y的两种配子，A项错误；e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，B项错误；A、a与B、b位于同一对同源染色体上，减数分裂形成配子时，A、B进入一个配子，a、b进入另一个配子，它们连锁在一起，因此，A、a与B、b之间不能自由组合，C项错误；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、
26、DY、dY四种配子且数量相等，D项正确。10在果蝇野生型与白眼雄性突变体的杂交实验中，摩尔根最早能够推断白眼基因位于X染色体上的实验结果是()A白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现野生型，雌雄比例为11BF1中雌雄果蝇杂交，后代出现性状分离，且白眼全部为雄性CF1雌性果蝇与白眼雄性果蝇杂交，后代出现白眼果蝇，且雌雄比例为11D白眼雌果蝇与野生型雄果蝇杂交，后代白眼果蝇全部为雄性，野生型全部为雌性解析：选B。根据题意可知，野生型果蝇是正常的，白眼果蝇是异常的，而且白眼是隐性性状。A项中，F1全部表现野生型，且雌雄比例为11；C项中，F1雌性果蝇与白眼雄性果蝇杂交，后代白眼果蝇中，雌雄比例为11，
27、这两项都不能证明白眼基因位于X染色体上。B项中，F1杂交后代中白眼果蝇全部为雄性，则白眼基因一定位于X染色体上。D项实验是一个测交实验，是用来验证白眼基因位于X染色体上的推断的正确性，而最早推断白眼基因位于X染色体上的实验为杂交实验，D项实验与题意不符合。11果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是()A亲本雌果蝇的基因型是BbXRXrB亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2CF1出现长翅雄果蝇的概率为3/16D白眼残翅雌果蝇能
28、形成bbXrXr类型的次级卵母细胞解析：选C。通过分析果蝇的亲子代之间的关系，先推导亲代基因型，然后逐项排查即可。从题目中F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅，再结合亲本的表现型可知，红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr，白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY，A项正确。由亲本基因型可进一步推知两亲本产生Xr配子的概率：父方为1/2，母方也为1/2，因此整体比例为1/2，B项正确。F1中出现长翅雄果蝇的概率是1/2(雄)3/4(长翅)，即3/8，C项错误。白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，减数第一次分裂时同源染色体分离，染色体数目减半，在减数第二次分裂后期，每个着丝点一分为二，使两条复制而来的姐妹染
29、色单体分开，由于其上基因相同(不考虑突变和交叉互换)，因此，其形成的次级卵母细胞的基因型是bbXrXr。12某雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种，由一对等位基因控制。现有3组杂交实验，结果如下表：杂交组合亲代表现型子代表现型及株数父本母本雌株雄株1阔叶阔叶阔叶243阔叶119、窄叶1222窄叶阔叶阔叶83、窄叶78阔叶79、窄叶803阔叶窄叶阔叶131窄叶127下列有关表格数据的分析，错误的是()A根据第1组或第3组实验可以确定控制叶形的基因位于X染色体上B用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株占1/4C仅根据第2组实验无法判断两种叶形的显隐性关系D用第2组的子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代性状分离比为阔叶窄叶31解析：选D。由组合1双亲都是阔叶，子代雄株出现窄叶而雌株都是阔叶，说明控制叶形的基因位于X染色体上，且窄叶为隐性性状；由组合3双亲为阔叶和窄叶，而子代所有雄株的叶形
