生物必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第2节 基因在染色体上教课内容ppt课件

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二、基因位于染色体上的实验证据
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。
自我检测1.判断下列有关证明基因在染色体上的实验的叙述是否正确。(1)在形成配子时,并非所有非等位基因都发生自由组合。(　　)(2)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。(　　)(3)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。(　　)(4)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。(　　)(5)在减数分裂中,等位基因彼此分离的同时,非等位基因自由组合。(　　)
2.下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是(　　)A.基因在染色体上呈线性排列B.体细胞中基因成对存在,染色体也是成对存在的C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在形成配子和受精过程中,具有相对稳定的形态结构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 基因在染色体上呈线性排列,是由摩尔根提出的。
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(　　)①孟德尔的豌豆杂交实验,提出遗传规律②萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”③摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上A.①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理法B.①假说—演绎法　②类比推理法　③类比推理法C.①假说—演绎法　②类比推理法　③假说—演绎法D.①类比推理法　②假说—演绎法　③类比推理法答案 C
4.在减数分裂过程中,等位基因分离及非同源染色体上的非等位基因自由组合的时期是(　　)A.同时发生在减数分裂Ⅱ后期B.分别发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期C.分离发生在减数分裂Ⅰ,自由组合发生在减数分裂ⅡD.同时发生在减数分裂Ⅰ后期答案 D解析 在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
5.下列有关基因和染色体的叙述正确的是(　　)A.基因都存在于细胞核中B.基因在染色体上呈线性排列C.一条染色体上有一个基因D.染色体就是由基因组成的答案 B解析 基因主要存在于细胞核中,但细胞质中也有少量的基因存在;基因在染色体上呈线性排列,这也说明一条染色体上有许多个基因;染色体主要由DNA和蛋白质组成。
6.下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,下列有关叙述错误的是(　　)A.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因B.果蝇每条染色体上基因数目不一定相等C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上有许多个基因
答案 A解析 朱红眼基因与深红眼基因是同一条染色体上的基因,不是等位基因,A项错误;果蝇每条染色体上基因数目不一定相等,B项正确;据图示可知,该染色体上的基因呈线性排列,C项正确;据图可知,一条染色体上有许多个基因,D项正确。
【情境探究】1.[实验分析] 摩尔根证明基因位于染色体上。结合下列摩尔根果蝇杂交实验图解,回答下列相关问题。　　P　　 红眼(♀)×白眼(♂)　　　　　　　　 ↓　　F1　　　　红眼(♀、♂)　　　　　　　　 ↓雌雄交配　　F2　3/4红眼(♂、♀)、1/4白眼(♂)
(1)通过F1的表型说明什么问题?红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律?提示 通过F1的表型说明红眼对白眼是显性,F2出现性状分离现象,且分离比是3∶1,说明果蝇眼色的遗传遵循分离定律。(2)本实验与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比,有何异同?提示 相同点:都运用了假说—演绎法的科学研究方法;F2都出现了性状分离现象。不同点:果蝇的杂交遗传实验中,眼色遗传与性别有关。
(3)用什么方法证明摩尔根的假说是正确的?请写出相关遗传图解。提示 测交。遗传图解如下:
2.[生命观念] 果蝇作为遗传学实验材料的优点是什么?提示 ①相对性状多且明显;②培养周期短;③成本低,易饲养;④染色体数目少,便于观察;⑤具有性染色体。3.[科学思维] (1)果蝇细胞内的基因都位于染色体上吗?为什么?提示 不是。细胞质内的基因不位于染色体上,只有核基因位于染色体上。(2)常染色体只存在于体细胞中吗?性染色体只存在生殖细胞中吗?提示 在体细胞和生殖细胞中,都存在常染色体和性染色体。
4.[科学探究] 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请用同学甲得到的子代果蝇为材料,设计两个不同的实验,使这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)
提示 实验1杂交组合:♀黄体×♂灰体预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体实验2杂交组合:♀灰体×♂灰体预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体
【归纳提升】1.摩尔根对果蝇杂交实验现象的解释(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼,则红眼是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相联系。即控制白眼的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因。
2.各种果蝇的基因型及表型如下表
3.判定基因位于常染色体或X染色体上的方法方法一　正反交法(使用条件:未知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性,显性的雌性×隐性的雄性。②结果预测及结论:A.若两组杂交结果相同,则该基因位于常染色体上。B.若两组杂交结果不同,且子代性状的表现与性别有关,则该基因位于X染色体上。
方法二　典型组合法(使用条件:已知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性。②结果预测及结论:A.若子代中的雄性个体全为隐性性状,雌性个体全为显性性状,则基因位于X染色体上。B.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,或子代全为显性性状,则基因位于常染色体上。
方法三　统计法①统计子代群体中同种表型的性别比例。若同种表型的性别比例均为1∶1,说明与性别无关,是常染色体遗传;如不是1∶1,且表型与性别相关联,则为性染色体遗传。②若已知是隐性遗传,可统计表现为该表型的雌雄个体比例,若雄性明显多于雌性,则可能是位于X染色体上的隐性遗传;若已知是显性,可统计表现为该表型的雌雄个体比例,若雌性明显多于雄性,则可能是位于X染色体上的显性遗传。
【探究应用】1.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,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.眼色和性别表现自由组合D.控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
答案 C解析 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;子代雌雄果蝇交配产生的后代的性状与性别有关,判断控制眼色的基因位于X染色体上;眼色和性别不会发生自由组合,只有非同源染色体上的非等位基因控制的性状才能表现自由组合。
2.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雌雄个体相互交配,实验结果如下:下列分析不正确的是(　　)A.果蝇翅形的大翅对小翅为显性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D.F2中雌果蝇基因型相同,雄果蝇有两种基因型
答案 D解析 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中大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雄果蝇982只可知,大翅∶小翅≈3∶1,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。F2中雌果蝇有两种基因型,分别为XAXA和XAXa。
3.果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼♂×纯种朱红眼♀的反交实验中,F1雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法错误的是(　　)A.这对基因位于X染色体上,显性基因为暗红眼基因B.正交、反交实验可以确定控制眼色的基因是在X染色体上还是在常染色体上C.正反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXaD.反交实验中,F1雌雄个体交配,子代雄果蝇暗红眼和朱红眼的比例为3∶1
答案 D解析 根据题干中“在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼”,可以知道显性基因为暗红眼基因,因为正交和反交的结果不同,说明控制眼色的基因在X染色体上,A、B两项正确;暗红眼为显性,正交实验中纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1只有暗红眼(XAXa、XAY),其中雌果蝇的基因型为XAXa,反交实验中纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),C项正确;反交实验中得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),F1雌雄个体交配,子代雄果蝇暗红眼(XAY)和朱红眼(XaY)的比例为1∶1,D项错误。
【情境探究】1.[模式图分析] 基因的分布与孟德尔遗传定律的关系如图是某生物细胞内染色体和基因的位置分布图,①和②、③和④是两对同源染色体,请据图回答下列问题。(1)图中属于等位基因的有哪些?提示 A与a、B与b、C与c。(2)图中非等位基因有哪些?提示 非等位基因分为两种。一种为同源染色体上的非等位基因,例如A与B、b互为非等位基因;另一种为非同源染色体上的非等位基因,例如A与C、c互为非等位基因,同理可得其他的非等位基因组合。
(3)上述非等位基因中,能自由组合的是哪些?提示 A与a和C与c、B与b和C与c可自由组合。(4)分离定律和自由组合定律发生在什么时期?提示 发生在减数分裂过程中,具体地说都发生在减数分裂Ⅰ后期。
2.[科学思维] 非等位基因控制的性状在遗传时是否一定遵循自由组合定律?举例说明。提示 不一定。只有位于非同源染色体上的非等位基因在遗传时才遵循自由组合定律,位于同源染色体上的非等位基因在遗传时不遵循自由组合定律。
3.[总结] 分离定律和自由组合定律的实质
【归纳提升】孟德尔遗传规律的现代解释(1)孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系
(2)两个遗传定律的细胞学基础
误区警示 基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律
【探究应用】1.下图能正确表示基因分离定律实质的是(　　)答案 C解析 基因分离定律的实质是杂合子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,分别进入到不同的配子中,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(　　)A.有丝分裂过程中相同基因随姐妹染色单体分开而分离B.减数分裂过程中等位基因随同源染色体的分开而分离C.在等位基因分离的同时,所有的非等位基因自由组合D.在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合答案 D解析 基因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。
3.某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体细胞基因型如右图所示,请回答下列问题。
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律?并说明理由。　　　　　　　　　　　　　。(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为　　　。 (3)该昆虫细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有　　　。 (4)该昆虫细胞分裂过程中复制形成的两个D基因发生分离的时期有　　　　　　　。 (5)为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是　　　　　。 
答案 (1)不遵循,控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上　(2)AbD、abd或Abd、abD　(3)A、a、b、b、D、d　(4)有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期　(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd解析 (1)应用自由组合定律的条件是至少有两对等位基因位于两对同源染色体上,而控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以不遵循基因自由组合定律。(2)一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,Ab与ab分离,D与d分离。若Ab与D组合,则ab一定与d组合;若Ab与d组合,则ab一定与D组合。(3)有丝分裂后期,细胞两极的染色体相同,都含有该生物体细胞中的全部染色体。