2015-2016學(xué)年高中生物 第2章 第2節(jié) 基因在染色體上學(xué)案 新人教版必修2

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1、 基因在染色體上 1．基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。 2．染色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈線性排列。 3．基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。 4．基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的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自由組合。 一、基因在染色體上 1．薩頓假說。 (

2、1)內(nèi)容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。 (2)依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。 (3)方法：類比推理法。 2．實(shí)驗(yàn)證據(jù)(摩爾根的果蠅眼色實(shí)驗(yàn))。 (1)過程及分析： ①F1的結(jié)果說明紅眼是顯性性狀。 ②F2的比例關(guān)系說明果蠅眼色的遺傳符合分離定律，紅眼和白眼受一對等位基因控制。 ③F2白眼果蠅只有雄性，說明白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：控制白眼的基因在X染色體上。 (3)基因與染色體的關(guān)系：一條染色體上有多個(gè)基因，基因在染色體上呈線性排列。 二、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 1．基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子

3、的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子過程中，會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。 2．基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的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自由組合。 1．判斷正誤： (1)生物體內(nèi)所有的基因都位于染色體上。(×) 解析：原核生物沒有染色體，真核生物的細(xì)胞質(zhì)基因不位于染色體上，只有真核生物的核基因位于染色體上。 (2)蝗蟲體細(xì)胞中有24條染色體，12條來自父方，12條來自母方。(√) (3

4、)薩頓的假說和摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)方法相同。(×) 解析：薩頓的假說利用的是類比推理，而摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)利用的是假說—演繹法。 2．問題導(dǎo)學(xué)： (1)果蠅細(xì)胞內(nèi)的基因都位于染色體上嗎？為什么？ 提示：不是。果蠅核基因都位于染色體上，但質(zhì)基因位于線粒體中。 (2)有同學(xué)把自由組合定律簡要概括為“等位基因分離，非等位基因自由組合”，你認(rèn)為正確嗎？說明理由。 提示：不正確。非等位基因有的位于非同源染色體上，有的位于同源染色體上，只有位于非同源染色體上的非等位基因才能自由組合。 1．已知果蠅的體細(xì)胞中有4對同源染色體，根據(jù)薩頓的假說，關(guān)于該昆蟲減數(shù)分裂產(chǎn)

5、生配子的說法，正確的是(D) A．果蠅的精子中含有成對基因 B．果蠅的體細(xì)胞中只含有一個(gè)基因 C．果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時(shí)來自于父方，也可以同時(shí)來自于母方 D．在體細(xì)胞中，基因是成對存在的，在配子中只有成對基因中的一個(gè) 2．用純合子果蠅作為親本研究兩對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： P F1 ①♀灰身紅眼×♂黑身白眼 ♀灰身紅眼、♂灰身紅眼 ②♀黑身白眼×♂灰身紅眼 ♀灰身紅眼、♂灰身白眼 下列說法不正確的是(C) A．實(shí)驗(yàn)中屬于顯性性狀的是灰身、紅眼 B．體色和眼色的遺傳符合自由組合定律 C．若組合①的F1隨機(jī)交配，則F2雄蠅中灰身白眼的概率

6、為3/4 D．若組合②的F1隨機(jī)交配，則F2中黑身白眼的概率為1/8 3．下列關(guān)于果蠅的敘述，錯(cuò)誤的是(D) A．體細(xì)胞中有4對同源染色體，3對常染色體，1對性染色體 B．白眼雄果蠅的白眼色基因位于X染色體上，Y染色體上無等位基因 C．白眼雄果蠅產(chǎn)生的配子中一半含有白眼色基因，一半不含白眼色基因 D．白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，后代全部表現(xiàn)為紅眼果蠅 4．下列各項(xiàng)中，能證明基因與染色體具有平行關(guān)系的實(shí)驗(yàn)是(A) A．摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn) B．孟德爾的豌豆一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn) C．孟德爾的豌豆兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn) D．細(xì)胞的全能性實(shí)驗(yàn) 5．下列關(guān)于果蠅的敘

7、述，錯(cuò)誤的是(D) A．果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀 B．果蠅的體細(xì)胞中有三對常染色體，一對性染色體 C．雄果蠅的性染色體是異型 D．控制果蠅白眼的基因位于常染色體上 解析：控制果蠅的白眼和紅眼，這對相對性狀的基因位于性染色體(X染色體)上而不是常染色體上。 6．根據(jù)下圖回答問題。 (1)此圖為____________果蠅的染色體圖解。圖中有________對同源染色體。與性別決定有關(guān)的染色體是圖中的____________。 (2)此圖表示的果蠅原始生殖細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂能產(chǎn)生________種染色體組合的配子。 (3)寫出此果蠅的基因型：__________。

8、(4)果蠅的一個(gè)體細(xì)胞性染色體上的W基因在________期形成兩個(gè)W基因。 解析：(1)此果蠅細(xì)胞內(nèi)有兩條異型染色體，所以為雄果蠅圖解。細(xì)胞中共有4對同源染色體，與性別決定有關(guān)的是X、Y染色體。(2)它有4組同源染色體，所以能產(chǎn)生24種染色體組合的配子。(3)AaXWY是此果蠅的基因型。(4)果蠅一個(gè)體細(xì)胞的性染色體上的W基因，在有絲分裂間期經(jīng)染色體復(fù)制，形成兩個(gè)W基因。 答案：(1)雄　4　X、Y染色體　(2)16　(3)AaXWY (4)有絲分裂間期 一、選擇題 1．下列關(guān)于基因，DNA和染色體的數(shù)量關(guān)系的敘述，正確的是(C) A．生物的基因數(shù)等于染色體數(shù)

9、 B．生物的DNA分子數(shù)等于染色體數(shù) C．一條染色體有許多基因 D．生物的基因數(shù)等于DNA數(shù) 解析：一條染色體，一般含有一個(gè)DNA分子，但復(fù)制的一條染色體就含有2個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子上有許多基因，因此每條染色體上有許多基因。 2．A和a為控制果蠅體色的一對等位基因，只存在于X染色體上。在細(xì)胞分裂過程中，發(fā)生該等位基因分離的細(xì)胞是(C) A．初級精母細(xì)胞 B．精原細(xì)胞 C．初級卵母細(xì)胞 D．卵原細(xì)胞 解析：在減數(shù)分裂過程中同源染色體上的等位基因隨同源染色體的分離而分開。X染色體與Y染色體可視為同源染色體，但有非同源區(qū)段，一部分位于X染色體上的基因在Y染

10、色體上不存在。因此僅存在于X染色體上的等位基因要發(fā)生分離，則該細(xì)胞中應(yīng)含有兩條X染色體。等位基因隨同源染色體分離而分開發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，故該細(xì)胞應(yīng)為初級卵母細(xì)胞。 3．孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，提出了著名的分離定律和自由組合定律。以現(xiàn)代遺傳學(xué)的觀點(diǎn)看，分離定律的實(shí)質(zhì)是(D) A．染色體的分離 B．表現(xiàn)型分離 C．基因型分離 D．等位基因分離 解析：基因分離定律的實(shí)質(zhì)是在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。

11、 4．紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，子一代雌雄果蠅均為紅眼，這些果蠅交配產(chǎn)生的子二代中，紅眼雄果蠅占1/4，白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2。下列敘述錯(cuò)誤的是(D) A．紅眼對白眼是顯性 B．子二代紅眼雌果蠅有兩種基因型 C．眼色的遺傳遵循分離定律 D．眼色和性別的遺傳遵循分離定律 解析：由于F1全為紅眼，說明紅眼對白眼為顯性，選項(xiàng)A正確；子二代中雌性個(gè)體基因型為XWXW與XWXw兩種基因型，選項(xiàng)B正確；子二代中紅眼∶白眼＝3∶1，符合基因的分離定律，選項(xiàng)C正確；眼色和性別不屬于同一性狀，而分離定律是指在控制一對相對性狀的等位基因間發(fā)生的，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．R(紅色)和

12、r(白色)是位于某種蛾類常染色體上的一對等位基因，雄性有紅色和白色兩種，雌性只有白色一種。下列雜交組合中，可以從其子代表現(xiàn)型判斷其性別的是(B) A．♀Rr×♂rr B．♀rr×♂RR C．♀rr×♂rr D．♀Rr×♂Rr 解析：由題干可知，無論雌蛾為何種基因型，其只有白色一種表現(xiàn)型，故當(dāng)親本之一的基因型為RR時(shí)，子代基因型為RR或Rr，這兩種基因型的個(gè)體，紅色的個(gè)體一定為雄性，白色的個(gè)體一定為雌性，這樣便可以根據(jù)子代個(gè)體的顏色判斷出性別。 6．下面是科學(xué)家探究基因本質(zhì)的研究過程中所運(yùn)用的研究方法及結(jié)論，正確的是(C) A．孟德爾通過豌

13、豆雜交實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用類比推理，提出基因分離定律 B．薩頓根據(jù)基因和染色體行為的平行關(guān)系運(yùn)用假說——演繹法，推測基因在染色體上 C．孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用假說—演繹法，提出了自由組合定律 D．摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用同位素標(biāo)記法，提出基因在染色體上 解析：孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用假說—演繹法，提出遺傳因子的傳遞規(guī)律，A錯(cuò)誤；薩頓根據(jù)基因和染色體行為的平行關(guān)系運(yùn)用類比推理法，推測基因在染色體上，B錯(cuò)誤；孟德爾遺傳規(guī)律是通過假說—演繹法得出的，C正確；摩爾根通過果蠅眼色遺傳的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用假說—演繹法，證明基因在染色體上，D錯(cuò)誤。 7．果蠅的紅眼(R)對白眼(r)是顯性，控制眼色

14、的基因位于X染色體上?，F(xiàn)用一對果蠅雜交，一方為紅眼，另一方為白眼，雜交后F1中雄果蠅與親本雌果蠅眼色相同，雌果蠅與親本雄果蠅眼色相同，那么親本果蠅的基因型為(B) A．XRXR×XrY B．XrXr×XRY C．XRXr×XrY D．XRXr×XRY 解析：F1中雄果蠅與親本雌果蠅眼色相同，因此，親本雌果蠅一定為純合子，由此排除C和D項(xiàng)；若選A項(xiàng)，則子代雌果蠅與親本雄果蠅的眼色不同，因此，只有當(dāng)雌性親本為隱性個(gè)體、雄性親本為顯性個(gè)體時(shí)，才符合題中條件，即XrXr×XRY。 二、非選擇題 8．已知果蠅的灰身與黑身是一對相對性狀(顯性基因用

15、B表示，隱性基因用b表示)；直毛與分叉毛是一對相對性狀(顯性基因用F表示，隱性基因用f表示)。兩只親代果蠅雜交，子代中雌果蠅表現(xiàn)型比例及雄果蠅表現(xiàn)型比例如下圖所示。請回答： (1)雄性親本的一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型是____________________。 (2)控制直毛與分叉毛的基因位于__________上，判斷的主要依據(jù)是________________。 (3)若讓子一代中灰身雄蠅與黑身雌蠅雜交，后代中黑身果蠅所占比例為______。子一代表現(xiàn)型為灰身直毛的雌蠅中，純合子與雜合子的比例為______。 (4)若實(shí)驗(yàn)室有純合的直毛和分叉毛雌、雄果蠅親本，你能否通過一

16、代雜交實(shí)驗(yàn)確定這對等位基因是位于常染色體上還是X染色體上？請說明推導(dǎo)過程。 解析：(1)由圖可知，灰身、黑身這對相對性狀在子代的雌、雄個(gè)體中均存在且雌雄果蠅中灰身、黑身的比例都為3∶1，說明控制這對相對性狀的等位基因位于常染色體上，并且灰身為顯性，親本的基因組成為Bb×Bb。 (2)因?yàn)橹泵谧哟?、雄果蠅中均有出現(xiàn)，而分叉毛只在子代雄果蠅中出現(xiàn)，由此可以推斷，控制直毛與分叉毛這對相對性狀的基因位于X染色體上。后代中雌果蠅無分叉毛，說明分叉毛是隱性性狀且父本基因型是XFY，雄果蠅中直毛∶分叉毛＝1∶1，可推出母本基因型是XFXf，由此可推出親本基因型是BbXFXf×BbXFY。 (3)雄

17、性親本的一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞只有兩種，分別是BXF、bY或bXF、BY。只考慮灰身、黑身的遺傳時(shí)，親本Bb×Bb→1BB、2Bb、1bb，其中灰身有1/3BB、2/3Bb，與黑身bb雜交形成的后代中黑身所占比例是2/3×1/2＝1/3。由于子一代中直毛雌蠅的基因型XFXF∶XFXf＝1∶1，因此灰身直毛的雌果蠅中純合子所占比例為1/3×1/2＝1/6，雜合子占5/6，二者比例為1∶5。 (4)只要取直毛雌、雄果蠅與分叉毛雌、雄果蠅進(jìn)行正交和反交，分析后代性狀是否一致，即可確定該基因的位置。若正交、反交后代性狀一致，則該等位基因位于常染色體上；若正交、反交后代性狀不一致，則該等位基因位于X

18、染色體上。 答案：(1)BXF、bY或bXF、BY (2)X染色體　直毛在子代雌、雄果蠅中均出現(xiàn)，而分叉毛只在子代雄果蠅中出現(xiàn)　(3)1/3　1∶5 (4)能。取直毛雌、雄果蠅與分叉毛雌、雄果蠅進(jìn)行正交和反交(即直毛雌果蠅×分叉毛雄果蠅、分叉毛雌果蠅×直毛雄果蠅)，若正交、反交后代性狀一致，則該對等位基因位于常染色體上；若正交、反交后代性狀不一致，則該對等位基因位于X染色體上。 9．實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有一批未交配過的純種長翅灰體和殘翅黑檀體的果蠅。已知長翅和殘翅這對相對性狀受一對位于Ⅱ號同源染色體上的等位基因控制。現(xiàn)欲利用以上兩種果蠅研究有關(guān)果蠅灰體與黑檀體性狀的遺傳特點(diǎn)(說明：控制果蠅灰

19、體和黑檀體的基因在常染色體上，所有果蠅均能正常繁殖、存活)。請?jiān)O(shè)計(jì)一套雜交方案，同時(shí)研究以下兩個(gè)問題：問題一，研究果蠅灰體、黑檀體是否由一對等位基因控制，并作出判斷。問題二，研究控制灰體、黑檀體的等位基因是否也位于Ⅱ號同源染色體上，并作出判斷。 (1)雜交方案： ①選取________和__________兩親本雜交得F1； ②F1____________得F2； ③分析判斷。 (2)對問題一的推斷及結(jié)論： 若F2出現(xiàn)性狀分離，且灰體與黑檀體果蠅數(shù)目之比為____________，說明控制該對性狀的是一對等位基因；反之，則不是由一對等位基因控制的。 (3)對問題二的推斷及結(jié)論：

20、 如果F2出現(xiàn)____________種性狀，且性狀分離比為____________，說明性狀的遺傳符合自由組合定律，因此控制灰體、黑檀體的這對等位基因不是位于Ⅱ號同源染色體上。反之，則可能位于Ⅱ號同源染色體上。 解析：本題考查基因的分離定律與自由組合定律發(fā)生的條件。如果果蠅灰體、黑檀體是由一對等位基因控制的，則該對性狀的遺傳符合基因的分離定律，F(xiàn)2的性狀分離比表現(xiàn)為3∶1，否則就不是由一對等位基因控制；如果控制灰體、黑檀體的等位基因不位于Ⅱ號同源染色體上，則體色和翅形這兩對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律，F(xiàn)2的性狀分離比是9∶3∶3∶1，否則控制果蠅體色的基因就可能位于Ⅱ號同源染色體上。 答案：(1)①長翅灰體　殘翅黑檀體?、诖菩酃夒s交 (2)1∶3或3∶1　(3)4　9∶3∶3∶1 - 7 -