备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时3基因在染色体上和伴性遗传考点1基因在染色体上的假说和证据
展开考点1 基因在染色体上的假说和证据
1.萨顿的假说
2.基因位于染色体上的实验证据(摩尔根果蝇眼色遗传实验)
(1)研究方法:[9] 假说—演绎法 。
(2)研究过程
3.基因与染色体的关系
一条染色体上有[11] 多个 基因,基因在染色体上呈[12] 线性 排列。
基础自测
1.萨顿利用假说—演绎法推测基因位于染色体上。(× )
提示 萨顿推测基因位于染色体上,方法不是假说—演绎法。
2.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行为存在平行关系。( √ )
3.摩尔根利用假说—演绎法证明控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上。( √ )
4.摩尔根在实验室培养的一群红眼果蝇中发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(× )
提示 该性状来自基因突变,而不是基因重组。
5.染色体和基因并不是一一对应的关系,一条染色体上含有很多个基因。( √ )
6.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上[2022河北,T8A]。(× )
提示 萨顿提出“基因在染色体上”的假说,摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次证明了这一假说。
情境应用
生物个体如果丢失(或增加)一条或若干条染色体,就会出现严重疾病甚至死亡。但是蜜蜂中的雄蜂,其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 雄蜂是由卵细胞直接发育而来的,没有经过受精过程,所以雄蜂的体细胞中的染色体数目减少一半,但仍具有控制该种生物体所有性状的一整套基因。
深度思考
1.生物学家常用果蝇作为研究遗传实验材料的原因是什么?
提示 果蝇易饲养、繁殖快、产生子代数量多、染色体数目相对较少。
2.生物体细胞中的基因不一定都位于染色体上,请说明原因。
提示 ①真核生物的细胞核基因都位于染色体上,而细胞质中的基因位于细胞的线粒体和叶绿体的DNA上。②原核细胞中无染色体,基因位于拟核DNA或细胞质的质粒DNA上。
3.在摩尔根提出问题的杂交实验中,若让F2的果蝇自由交配,理论上F3果蝇中红眼与白眼的比例是多少?(相关基因用W、w表示)
提示 13:3。F2果蝇的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY。F2果蝇自由交配时,雌蝇产生的卵细胞为XW:Xw=3:1,雄蝇产生的精子为XW:Xw:Y=1:1:2。精子和卵细胞随机结合情况如表所示:
因此,F3果蝇中红眼:白眼=13:3。
研透高考 明确方向
命题点1 基因与染色体的关系分析
1.[浙江4月高考]下列关于基因和染色体的叙述,错误的是(D )
A.体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性
B.受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方,另一半来自父方
C.减数分裂时,成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子
D.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
解析 基因与染色体都作为独立的遗传单位,基因在杂交过程中始终保持其独立性和完整性,而染色体在细胞分裂各时期中也保持相对稳定的形态特征,A正确;等位基因在体细胞中是成对存在的,其中一个来自母方,另一个来自父方;而同源染色体也成对存在,同样是一条来自母方,另一条来自父方,B正确;在进行减数第一次分裂时,等位基因彼此分离,同源染色体也彼此分离进入到不同的配子中,C正确;非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期,D错误。
2.[2024皖江名校联考]如图是果蝇X染色体上部分基因的位置分布图,下列有关叙述错误的是(C )
A.基因在染色体上呈线性排列
B.基因与染色体在行为上存在平行关系
C.X染色体上的基因只在雌性个体中表达
D.位于X染色体上的基因在Y染色体上可能找到其等位基因
解析 由图示可知,基因在染色体上呈线性排列,A正确;基因在染色体上,与染色体在行为上存在平行关系,B正确;X染色体上的基因在雄性个体中也可表达,C错误;X染色体和Y染色体存在同源区段,可能存在等位基因,D正确。
命题点2 基因在染色体上的证据分析
3.[2022江苏]摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是(D )
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性
B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上
C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期
D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致
解析 摩尔根从培养的一群野生红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇,他先让此白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,F1全部表现为红眼,之后让F1中的红眼果蝇相互交配,F2中雌、雄比例为1∶1;白眼只在雄性个体中出现,在F2中占1/4,摩尔根用实验证明了基因在染色体上,且果蝇的眼色遗传为伴性遗传。摩尔根用白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼果蝇,推测白眼对红眼为隐性,A正确;F1相互交配,F2出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇中出现白眼个体,雌雄表型不同,推测相关基因在X染色体上,B正确;设基因A控制红眼,基因a控制白眼,则亲本基因型为(XAXA、XaY),F1的基因型为XAXa、XAY,F1中雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)杂交,后代出现四种基因型(XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1),后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期,C正确;白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,理论上后代中雄蝇(XaY)全部为白眼,雌蝇(XAXa)全部为红眼,若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但不能用显微观察证明,D错误。
命题变式
题干信息不变,下列相关叙述与事实相符的是(B )
A.摩尔根实验结果证实基因在染色体上呈线性排列
B.F1中的雌雄果蝇均能产生两种类型的配子
C.白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交,通过眼睛颜色能判断子代果蝇的性别
D.F2红眼果蝇与白眼果蝇的比例接近3∶1,说明眼色的遗传遵循自由组合定律
解析 摩尔根实验结果证实果蝇的白眼基因在X染色体上,不能证明基因在染色体上呈线性排列,A错误;由上题可知,亲本的基因型为XAXA、XaY,F1中雌雄果蝇的基因型分别为XAXa、XAY,F1中的雌雄果蝇均能产生两种类型的配子,B正确;若基因型为XaY的白眼雄果蝇与基因型为XAXa的红眼雌果蝇杂交,则子代雌雄果蝇红、白眼均各半,无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别,C错误;F2红眼果蝇与白眼果蝇的比例接近3∶1,说明眼色的遗传遵循分离定律,D错误。
4.[9分]萨顿提出基因位于染色体上的假说。摩尔根曾对此假说持怀疑态度。他和他的同事设计果蝇杂交实验对此进行研究。杂交实验图解如图1,请回答下列问题(不考虑X、Y染色体同源区段的遗传):
图1
图2
(1)上述果蝇杂交现象 支持 (填“支持”或“不支持”)萨顿的假说。根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体(3对常染色体,1对性染色体)的事实,摩尔根等人提出以下假设: 控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上 ,从而使上述遗传现象得到合理的解释。
(2)摩尔根等人通过测交等方法验证了他们提出的假设。如图2所示是他们完成的测交实验之一(说明:测交亲本中的红眼雌果蝇来自杂交实验的F1)。
①上述测交实验现象并不能充分验证其假设,其原因是 控制果蝇眼色的基因无论是位于常染色体上还是位于X染色体上,测交实验结果皆相同 。
②为充分验证其假设,需要在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。写出该补充实验中亲本的基因型组合: XWY×XwXw(合理即可) 。预期子代的基因型:雌性 XWXw(合理即可) ,雄性 XwY(合理即可) (提示:控制眼色的等位基因为W、w,亲本从上述测交子代中选取)。
解析 (1)在摩尔根的果蝇杂交实验中,F2中只有雄性果蝇出现了白眼性状,这说明该对相对性状的遗传是与性别有关的,若将控制眼色的基因定位于X染色体上,则可以很好地解释相应现象,这说明该实验是支持萨顿假说的。(2)利用F1中的雌果蝇进行测交实验时,无论基因是在X染色体上还是在常染色体上,后代均会出现1:1:1:1的表型比例,遗传图解如图所示(相关基因用W、w表示)。
根据性染色体上基因的遗传规律,可以选用图2的测交子代中的红眼雄果蝇(XWY)和白眼雌果蝇(XwXw)杂交,如果控制眼色的基因在X染色体上,则后代果蝇的基因型为XwY、XWXw,即后代中雄果蝇全为白眼,而雌果蝇全为红眼,与基因在常染色体上的杂交结果是不同的。
命题变式
[设问拓展型]关于摩尔根的果蝇杂交实验结果,甲同学提出了与摩尔根不同的解释。甲同学的解释是:“控制白眼的基因位于常染色体上,且隐性纯合的雌性个体胚胎致死”,请判断该解释是否合理并说明理由: 否,摩尔根杂交实验的F2中雌蝇:雄蝇=1:1,而依甲同学的解释,F2中雌蝇:雄蝇不应为1:1 。
解析 如果控制白眼的基因位于常染色体上,且隐性纯合的雌性个体胚胎致死,则F2中雌蝇:雄蝇不应为1:1,而摩尔根杂交实验的F2中雌蝇:雄蝇=1:1。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
概述性染色体上的基因传递和性别相关联
基因在染色体上的假说和证据
2022:海南T18(5)、河北T8A、江苏T11;
2021:江苏T24(1)(2)
1.生命观念——结构与功能观:从细胞水平和分子水平阐述伴性遗传的特点。
2.科学思维——归纳与概括:通过伴性遗传的杂交实验,总结伴性遗传的特点及遗传规律。
3.科学探究——实验设计与分析:探究基因在染色体上的位置
性别决定与伴性遗传
2023:江苏T23(3)、海南T18、北京T4、山东T18、浙江6月T18、广东T16、新课标T34、浙江1月T25;
2022:湖南T15、山东T22、广东T19、全国乙T6、浙江6月T28(3)(4)(5)、海南T18(1)、北京T4、河北T7;
2021:山东T6和T17、广东T20(1)、辽宁T20、浙江1月T24;
2020:浙江7月T28、江苏T32;
2019:全国ⅠT5、浙江4月T31
命题分析预测
1.基因在染色体上的假说和证据很少单独考查,常与细胞分裂、遗传规律、伴性遗传等内容进行综合考查。伴性遗传常与遗传规律、可遗传变异相结合,考查考生分析问题和实验探究的能力。
2.预计2025年高考对本部分内容的考查,还将集中在伴性遗传的规律和特点上。另外,对伴性遗传在实践中的应用分析也将是一个命题热点
比较项目
基因行为
染色体行为
生殖过程中
在杂交过程中保持完整性和[3] 独立性
在配子形成和受精过程中,[4] 形态结构 相对稳定
来源
成对基因一个来自[5] 父方 ,一个来自[6] 母方
一对同源染色体中的一条来自父方,一条来自母方
存
在
体细胞
成对
成对
配子
成单
成单
形成配子时
非同源染色体上的[7] 非等位基因 在形成配子时自由组合
[8] 非同源染色体 在减数第一次分裂后期自由组合
观察现象,提出问题
提出假说,解释问题
①假说:假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因。
②对杂交实验的解释(如遗传图解所示):
演绎推理,验证假说
①设计实验:F1中红眼雌果蝇×白眼雄果蝇;结果预测:红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇:白眼雄果蝇=1:1:1:1,遗传图解如下:
②进行测交实验:F1中红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行杂交;
③上述测交实验产生的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交
结果:子代雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼
实验
结论
决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,从而证明了基因在染色体上
精子
卵细胞
XW
Xw
2Y
3XW
3XWXW
3XWXw
6XWY
Xw
XWXw
XwXw
2XwY
备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时1基因的分离定律: 这是一份备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时1基因的分离定律,共8页。
备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时4人类遗传病: 这是一份备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时4人类遗传病,共12页。
备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时3基因在染色体上和伴性遗传考点2性别决定与伴性遗传: 这是一份备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时3基因在染色体上和伴性遗传考点2性别决定与伴性遗传,共9页。