高中生物《2.2 基因在染色體上》同步教學(xué)案課件 新人教版必修2 .ppt

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第2節(jié) 基因在染色體上 導(dǎo)學(xué)天地 一、薩頓的假說(shuō)是什么？基因與染色體之間有哪些平行關(guān)系？ 基礎(chǔ)梳理 1．薩頓的假說(shuō)：基因是由 攜帶著從親代傳遞給下一代的，也就是說(shuō)，基因就在 上，因?yàn)榛蚝腿旧w行為存在著明顯的平行關(guān)系。,染色體,染色體,2．基因在雜交過(guò)程中保持 。染色 體在 形成過(guò)程中，也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié) 構(gòu)。在體細(xì)胞中基因 存在，染色體也是 的。 在配子中原本成對(duì)的基因變?yōu)? ，同 樣，原本成對(duì)的染色體也變?yōu)? 。體細(xì) 胞中 的基因一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方。 同源染色體也是如此。 非等位基因在形成配子時(shí) ，非同源染 色體在減數(shù)第一次分裂后期也是 的。,完整性和獨(dú)立性,成對(duì),成,,對(duì),只有一個(gè),只有一條,成對(duì),自由組合,自由組合,配子,疑難探究 1．染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體的原因。 講解 (1)從生殖過(guò)程分析：親代子代間染色 體保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。 (2)從染色體化學(xué)組成分析：DNA在染色體上的 含量穩(wěn)定，是主要的遺傳物質(zhì)。 遺傳物質(zhì)的載體包括：染色體(主要載體)、葉 綠體和線粒體等。,2.基因與DNA、染色體的關(guān)系是什么？ 講解,基 因,概念:基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,基因、 DNA、 染色 體之 間的 關(guān)系,a.染色體是DNA的主要載體；DNA是主要的遺 傳物質(zhì)；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是 DNA結(jié)構(gòu)和功能的單位 b.每條染色體通常含1個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分 子上有很多基因 c.基因在染色體上呈線性排列,遺傳信息：基因中脫氧核苷酸的排列順序,,,對(duì)點(diǎn)講練 例1 下列對(duì)染色體、DNA、基因三者關(guān)系的敘述 中，正確的是 ( ) A．每條染色體上含有一個(gè)或兩個(gè)DNA分子；一 個(gè)DNA分子上含有一個(gè)基因 B．都能復(fù)制、分離和傳遞，且三者行為一致 C．三者都是生物的遺傳物質(zhì) D．在生物的傳種接代中，基因的行為決定著 染色體的行為 解析 A項(xiàng)中一個(gè)DNA分子上含有許多個(gè)基因； C項(xiàng)DNA是生物的遺傳物質(zhì)；D項(xiàng)應(yīng)是染色體的 行為決定基因的行為。,B,二、基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是什么？ 基礎(chǔ)梳理 1．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 P 紅眼(♀)白眼(♂) ↓ F1 (♀、♂) ↓雌雄交配 F2 3/4紅眼(♂、♀) (♂),紅眼,1/4白眼,3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證方法： 。 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：基因在 上。 5．發(fā)展：一條染色體上有 個(gè)基因，基因在染色 體上呈 排列。,,,,,XW,Y,XW,XW,測(cè)交,X染色體,多,線性,疑難探究 基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證明過(guò)程是怎樣的？ 講解 (1)討論與推測(cè)： 如果按照薩頓的理論，基因位于染色體上，那 么控制白眼的基因是在常染色體上還是在性染 色體上？如果在性染色體上，那么又有哪些可 能？ (2)提出假設(shè)： 假設(shè)一：控制白眼的基因在Y染色體上，而X染 色體上沒(méi)有它的等位基因。則白眼僅限于在雄 性個(gè)體間傳遞。,假設(shè)二：控制白眼的基因不在X、Y染色體上，則其遺傳與性別無(wú)關(guān)。 假設(shè)三：控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 摩爾根果蠅眼色的實(shí)驗(yàn)(W－紅眼基因，w－白眼基因，X、Y——果蠅的性染色體),P：純合紅眼(雌)白眼(雄) P： XWXWXwY ↓ ↓ F1： 紅眼 F1： XWXwXWY ↓F1雌雄交配 ↓ F2：紅眼(雌、雄) 白眼(雄) F2： XWXw XWXw XWY XWY,,解釋,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋：從實(shí)驗(yàn)中可以看出，白眼的遺傳與性別相聯(lián)系，而且與X染色體的遺傳相似，可推測(cè)控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。 (4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 結(jié)論：一條染色體上有許多基因，而且基因在染色體上呈線性排列。 意義：把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來(lái)，驗(yàn)證了基因在染色體上。,對(duì)點(diǎn)講練 例2 紅眼(W)雌果蠅和白眼(w)雄果蠅交配，F(xiàn)1代 全是紅眼，自交所得的F2代中有紅眼雌果蠅121 只，紅眼雄果蠅60只，白眼雌果蠅0只，白眼雄 果蠅59只。則F2代里，卵細(xì)胞中具有W和w及精 子中具有W和w的比例是 ( ) A．卵細(xì)胞：W∶w＝1∶1 精子：W∶w＝3∶1 B．卵細(xì)胞：W∶w＝3∶1 精子：W∶w＝3∶1 C．卵細(xì)胞：W∶w＝1∶1 精子：W∶w＝1∶1 D．卵細(xì)胞：W∶w＝3∶1 精子：W∶w＝1∶1,解析 紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅的基因型分別是XWXW、XwY，兩者雜交得到的F1基因型是XWXw、XWY。F1自交產(chǎn)生的后代基因型有4種，表現(xiàn)為紅眼雌果蠅的是XWXW、XWXw，數(shù)量121只；紅眼雄果蠅XWY,60只；白眼雄果蠅XwY,59只。根據(jù)數(shù)量我們可以計(jì)算出后代產(chǎn)生的卵細(xì)胞和精子中W∶w的值。 答案 D,三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋是怎樣的？ 基礎(chǔ)梳理 1．分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于 一對(duì)同源染色體上的 ，具有一定的獨(dú) 立性；在減數(shù)分裂形成 的過(guò)程中，等位基 因隨 的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè) 配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。,等位基因,配子,同源染色體,2．自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于 的 的分離或組合是互不干擾的；在 減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上等位基因彼此 分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因 。,非同源染色體上,,非等位基因,自,,由組合,疑難探究 1．孟德爾遺傳規(guī)律中的遺傳因子與基因有何對(duì)應(yīng) 關(guān)系？ 講解 (1)分離定律中的一對(duì)遺傳因子指一對(duì) 同源染色體上的等位基因。 (2)自由組合定律中的不同對(duì)的遺傳因子指位 于非同源染色體上的非等位基因。,2．兩個(gè)遺傳定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是什么？ 講解 (1)分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是同源染色 體分離。如下圖：,(2)自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是非同源染色體的自由組合。如下圖： 3．兩個(gè)定律有何聯(lián)系？ 講解 (1)適用范圍：均適用于真核生物核基 因的遺傳。 (2)作用時(shí)間：同時(shí)進(jìn)行，均發(fā)生在減數(shù)第一 次分裂的后期。,對(duì)點(diǎn)講練 例3 下列關(guān)于孟德爾遺傳規(guī)律現(xiàn)代解釋的敘述錯(cuò) 誤的是 ( ) A．非同源染色體上的非等位基因的分離和組合 是互不干擾的 B．同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性 C．同源染色體上的等位基因分離，非等位基因 自由組合 D．同源染色體上的等位基因分離，非同源染色 體上的非等位基因自由組合,解析 孟德爾的遺傳規(guī)律中，同源染色體上的非等位基因是不能自由組合的，自由組合的是非同源染色體上的非等位基因。 答案 C,課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1．1903年，美國(guó)遺傳學(xué)家薩頓關(guān)于“基因位于染 色體上”的假說(shuō)是如何提出的 ( ) A．通過(guò)做實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論 B．運(yùn)用假說(shuō)——演繹法提出的 C．運(yùn)用類比推理提出的 D．運(yùn)用系統(tǒng)分析法提出的,解析 薩頓關(guān)于“基因位于染色體上”的假說(shuō)運(yùn)用的是類比推理，他將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說(shuō)。但類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。 答案 C,2．下列關(guān)于基因在二倍體生物的細(xì)胞中存在方式 的敘述，正確的是 ( ) A．在體細(xì)胞中成對(duì)存在，在配子中成單存在 B．在體細(xì)胞和配子中都成單存在 C．在體細(xì)胞和配子中都成對(duì)存在 D．在體細(xì)胞中成單存在，在配子中成對(duì)存在 解析 基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān) 系，在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成 對(duì)的；在配子中，由于減數(shù)分裂，成對(duì)的基因 只有一個(gè)，同樣，染色體也只有一條。,A,3．右圖是科學(xué)家對(duì)果蠅一條染色體上的基因測(cè) 定結(jié)果，下列有關(guān)該圖說(shuō)法正確的是( ) A．控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因 B．控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時(shí)遵循基 因的分離定律 C．該染色體上的基因在后代中都能表達(dá) D．該染色體上的基因呈線性排列,解析 等位基因應(yīng)該是位于同源染色體的同一位置上、控制相對(duì)性狀的基因，等位基因的遺傳符合基因分離定律，故A、B錯(cuò)；在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中基因選擇性表達(dá)，故C錯(cuò)。 答案 D,4．下列敘述中錯(cuò)誤的是 ( ) A．在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體分開，其 上的等位基因分離 B．在減數(shù)分裂過(guò)程中，所有的非等位基因都 可以自由組合 C．果蠅的紅眼(或白眼)基因只存在于X染色體 上 D．等位基因總是一個(gè)來(lái)自于父方，一個(gè)來(lái)自 于母方,解析 同源染色體一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方,而等位基因分別位于一對(duì)同源染色體上，因此等位基因也是一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方。細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，而非同源染色體上的非等位基因會(huì)隨著非同源染色體的自由組合而組合。 答案 B,5．下列各項(xiàng)中不能說(shuō)明基因和染色體行為存在平 行關(guān)系的是 ( ) A．基因、染色體在生殖過(guò)程中的完整性、獨(dú) 立性 B．體細(xì)胞中基因(染色體)成對(duì)存在，配子中 成單存在 C．成對(duì)的基因(染色體)都是一個(gè)來(lái)自父方， 一個(gè)來(lái)自母方 D．減數(shù)第一次分裂后期非等位基因(非同源染 色體)的自由組合,解析 在生物的體細(xì)胞中，染色體、基因成對(duì)存在，并且一個(gè)來(lái)自父方，一個(gè)來(lái)自母方；在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因隨同源染色體分開而分離，非等位基因隨非同源染色體自由組合而自由組合，并分別進(jìn)入不同的配子，表現(xiàn)出一定的獨(dú)立性和完整性。 答案 B,6．位于常染色體上的A、B、C三個(gè)基因分別對(duì)a、 b、c完全顯性。用隱性性狀個(gè)體與顯性純合個(gè) 體雜交得F1，F(xiàn)1測(cè)交結(jié)果為aabbcc∶AaBbCc∶ aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，則下列正確表 示F1基因型的是 ( ),解析 在測(cè)交過(guò)程中，隱性性狀的親本產(chǎn)生的配子的基因型為abc，將測(cè)交后代個(gè)體中的abc三個(gè)基因去掉，就可得到F1產(chǎn)生的配子的基因型及比例為abc∶ABC∶aBc∶AbC=1∶1∶1∶1，則說(shuō)明AC、ac分別連鎖，位于一對(duì)同源染色體上，B、b位于另一對(duì)同源染色體上，故B選項(xiàng)正確。 答案 B,7．下圖示一對(duì)同源染色體及其上的等位基 因，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A．來(lái)自父方的染色體與來(lái)自母方的染色 體之間發(fā)生了交叉互換 B．B與b的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 C．A與a的分離僅發(fā)生在減數(shù)第一次分裂 D．A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂或 減數(shù)第二次分裂,解析 從圖中可以看出1和2為同源染色體，在1和2的姐妹單體間發(fā)生了交叉互換，所以1上的基因組成AaBB, 2上的基因組成Aabb。A和a的分離不僅發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的分離，還會(huì)發(fā)生在減數(shù)第二次分裂著絲點(diǎn)一分為二時(shí)。 答案 C,8．基因型為AaBb的動(dòng)物，不考慮交叉互換，在其 精子的形成過(guò)程中，基因AA分開發(fā)生在( ) A．精原細(xì)胞形成初級(jí)精母細(xì)胞的過(guò)程中 B．初級(jí)精母細(xì)胞形成次級(jí)精母細(xì)胞的過(guò)程中 C．次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過(guò)程中 D．精細(xì)胞形成精子的過(guò)程中,解析 同源染色體分開發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，姐妹染色單體分開則發(fā)生在減數(shù)第二次分裂中?；蛐蜑锳aBb的動(dòng)物，在形成精子的過(guò)程中，AA在姐妹染色單體上，所以基因AA分開是在減數(shù)第二次分裂中發(fā)生的，即次級(jí)精母細(xì)胞形成精細(xì)胞的過(guò)程中。 答案 C,9．如圖分別表示同一動(dòng)物不同細(xì)胞的分裂圖像， 可能導(dǎo)致等位基因彼此分離的圖像是( ),解析 等位基因位于同源染色體上，只有在減數(shù)分裂中隨著同源染色體的分開而分離，發(fā)生的時(shí)期是減數(shù)第一次分裂后期。題目已知這是同一個(gè)動(dòng)物的細(xì)胞分裂圖像，所以A圖所示是有絲分裂的后期，B圖是減數(shù)第一次分裂后期，C圖是減數(shù)第二次分裂后期，D圖是有絲分裂中期。 答案 B,10．科學(xué)的研究方法是取得成功的關(guān)鍵，假說(shuō)演 繹法和類比推理是科學(xué)研究中常用的方法。 下面是人類探明基因神秘蹤跡的歷程： ①孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)：提出遺傳因子(基 因) ②薩頓研究蝗蟲的精子和卵細(xì)胞形成過(guò) 程中提出假說(shuō)：基因在染色體上 ③摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：找到基因在染色 體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 他們?cè)谘芯康倪^(guò)程中所使用的科學(xué)研究方法依 次為 ( ),A．①假說(shuō)－演繹法 ②假說(shuō)－演繹法 ③類比推理 B．①假說(shuō)—演繹法 ②類比推理 ③類比推理 C．①假說(shuō)—演繹法 ②類比推理 ③假說(shuō)—演繹法 D．①類比推理 ②假說(shuō)—演繹法 ③類比推理 解析 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)為假說(shuō)—演繹法；薩頓提出假說(shuō)“基因在染色體上”為類比推理；摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn)也是假說(shuō)—演繹法。 答案 C,二、簡(jiǎn)答題 11．右圖所示某生物卵原細(xì)胞中的染色體和染色 體上的基因，請(qǐng)回答： (1)同源染色體是 。 (2)非同源染色體是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_______________________。 (5)按自由組合定律遺傳的基因是__________。 (6)不能進(jìn)入同一配子的基因是____________。 (7)形成配子時(shí)能進(jìn)行自由組合的基因是 _ ______。 (8)此圖除表示卵原細(xì)胞外，還可表示 細(xì)胞和 細(xì)胞。,,解析 (1)同源染色體形態(tài)、大小相同，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。 (2)非同源染色體形態(tài)、大小不同。1、3,1、4,2、3,2、4都是非同源染色體。 (3)等位基因指在同源染色體上，相同位置并且控制相對(duì)性狀的基因。 (4)非等位基因可在同源染色體上，也可在非同源染色體上。 (5)自由組合定律遺傳的基因一定是非同源染色體上的非等位基因。,(6)根據(jù)分離定律等位基因不能進(jìn)入同一配子。 (7)形成配子時(shí)自由組合的是非同源染色體上的非等位基因。 (8)同一物種精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞、體細(xì)胞含有相同的染色體數(shù)。 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 體,二、簡(jiǎn)答題 11．右圖所示某生物卵原細(xì)胞中的染色體和染色 體上的基因，請(qǐng)回答： (1)同源染色體是 。 (2)非同源染色體是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_______________________。 (5)按自由組合定律遺傳的基因是__________。 (6)不能進(jìn)入同一配子的基因是____________。 (7)形成配子時(shí)能進(jìn)行自由組合的基因是 _ ______。 (8)此圖除表示卵原細(xì)胞外，還可表示 細(xì)胞和 細(xì)胞。,,,二、簡(jiǎn)答題 11．右圖所示某生物卵原細(xì)胞中的染色體和染色 體上的基因，請(qǐng)回答： (1)同源染色體是 。 (2)非同源染色體是 。 (3)等位基因是 。 (4)非等位基因是_______________________。 (5)按自由組合定律遺傳的基因是__________。 (6)不能進(jìn)入同一配子的基因是____________。 (7)形成配子時(shí)能進(jìn)行自由組合的基因是 _ ______。 (8)此圖除表示卵原細(xì)胞外，還可表示 細(xì)胞和 細(xì)胞。,,12．回答下列Ⅰ、Ⅱ小題： Ⅰ.雄果蠅的X染色體來(lái)自親本中的________果 蠅，并將其傳給下一代中的________果蠅。雄 果蠅的白眼基因位于______染色體上，______ 染色體上沒(méi)有該基因的等位基因，所以白眼這 個(gè)性狀表現(xiàn)伴性遺傳。 Ⅱ.已知果蠅剛毛和截毛這對(duì)相對(duì)性狀由X和Y 染色體上一對(duì)等位基因控制，剛毛基因(B)對(duì) 截毛基因(b)為顯性。現(xiàn)有基因型分別為XBXB、 XBYB、XbXb和XbYb的四種果蠅。,(1)根據(jù)需要從上述四種果蠅中選擇親本，通過(guò)兩代雜交，使最終獲得的后代果蠅中，雄性全部表現(xiàn)為截毛，雌性全部表現(xiàn)為剛毛，則第一代雜交親本中，雄性的基因型是__________，雌性的基因型是________；第二代雜交親本中，雄性的基因型是____________，雌性的基因型是________，最終獲得的后代中，截毛雄果蠅的基因型是__________，剛毛雌果蠅的基因型是________。,(2)根據(jù)需要從上述四種果蠅中選擇親本，通過(guò)兩代雜交，使最終獲得的后代果蠅中雌性全部表現(xiàn)為截毛，雄性全部表現(xiàn)為剛毛，應(yīng)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？(用雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解表示即可) 解析 雄性個(gè)體的X染色體只能來(lái)自上一代的母本，并傳給下一代的雌性個(gè)體；由于果蠅的眼色遺傳是伴性遺傳，而在雄果蠅的X染色體和Y染色體有一部分是非同源的，因此判斷果蠅的眼色基因位于X染色體上，在Y染色體上沒(méi)有它的等位基因。,剛毛為顯性(B)，截毛為隱性(b)，要最終獲得雄性全為截毛(XbYb)，雌性全為剛毛(XBX－)，XB只能由上一代個(gè)體的雄性個(gè)體提供，且它提供的Y一定是Yb，因此第二代雜交親本基因型為XBYb和XbXb，要想獲得XBYb的雄性個(gè)體，那么第一代雜交親本的基因型應(yīng)該為XbYb和XBXB。 要使最終獲得的雌性果蠅全部為截毛(XbXb)，雄性果蠅全部為剛毛(XBY－或X－YB)，那么第二代雜交親本中雌性個(gè)體只能提供Xb，雄性個(gè)體提供的X染色體也只能是Xb,提供的Y染色體應(yīng)為YB。因此第二代雜交親本的基因型為XbYB和XbXb。要想獲得XbYB的雄性個(gè)體，第一代雜交親本果蠅應(yīng)選擇XBYB和XbXb進(jìn)行雜交。,答案 I．雌 雌 X Y Ⅱ.(1)XbYb XBXB XBYb XbXb XbYb XBXb (2) P XbXb XBYB 截毛雌蠅 剛毛雄蠅 ↓ F1 XbYB XbXb 剛毛雄蠅 截毛雌蠅 ↓ F2 XbXb XbYB 雌蠅均為截毛 雄蠅均為剛毛,