内容正文:
第16讲 基因在染色体上、伴性遗传和人类遗传病
课标展示
核心素养
1.概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
2.举例说明人类遗传病是可以检测和预防的。
3.实验:调查常见的人类遗传病并探讨其预防措施。
1.生命观念——对伴性遗传特点进行分析并建立进化与适应的观点。
2.科学思维——伴性遗传规律及人类遗传病比较,培养归纳、比较、推理判断能力。
3.科学探究——人类遗传病的调查、基因定位的遗传实验。
4.社会责任——了解人类遗传病、关注人体健康。
考点一 基因在染色体上的假说与证据
1.萨顿假说
2.基因位于染色体上的实验证据
(1)果蝇的杂交实验——问题的提出
(2)假设解释——提出假设
①假设:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无相应的等位基因。
②对杂交实验的解释(如图):
(3)测交验证:亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代中红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=1∶1∶1∶1。继而又用白眼雌性果蝇和野生红眼雄性果蝇杂交,子代红眼雌性果蝇∶白眼雄性果蝇=1∶1。
(4)结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上→基因位于染色体上。
(5)基因与染色体的关系:一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
[基础诊断]
1.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“核基因和染色体的行为存在平行关系”。(必修2 P29正文)( √ )
2.摩尔根在实验室培养的红眼雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(必修2 P30正文)( × )
3.摩尔根利用假说—演绎法证明控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上。(必修2 P31思考·讨论)( √ )
4.摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上且呈线性排列。(必修2 P32正文)( × )
[深度拓展]
1.(必修2 P29~P31正文拓展)萨顿提出了“基因位于染色体上”的假说,摩尔根用实验证明了“基因在染色体上”。请思考:生物体细胞中的基因都位于染色体上吗?
提示:不一定。①真核生物的细胞核基因都位于染色体上,而细胞质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,原核细胞的基因在拟核DNA或质粒DNA上。
2.(教材P32拓展应用1)若要通过眼睛颜色即可判断子代果蝇的性别,应选用什么样的杂交组合?并分析原因。
提示:果蝇眼睛颜色的杂交实验,共有红眼雌果蝇(XWXW或XWXw)与红眼雄果蝇(XWY)、红眼雌果蝇(XWXW或XWXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与白眼雄果蝇(XwY)、白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交等组合。只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)杂交的子代,红眼全为雌性,白眼全为雄性,可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
3.(教材P32拓展应用2)生物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。但是在自然界中,有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的,如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的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:这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半,但仍具有一整套染色体组,携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
1.摩尔根假说演绎过程拓展分析
(1)提出假说,进行解释
假
说
假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,X染色体上有,而Y染色体上没有
假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,X染色体和Y染色体上都有
实
验
一
图
解
实
验
二
图
解
疑
惑
上述两种假说都能够解释实验一和实验二的实验现象
(2)演绎推理,验证假说
摩尔根依次做了实验一和实验二之后提出假说1,从而合理地解释了实验一和回交实验二。为了验证假说,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配,最后实验的真实结果和预期完全符合,假说1得到了证实。利用上述的假说1和假说2,绘出“白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配”实验的遗传图解如下表所示。
假
说
假说1:控制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段,X染色体上有,而Y染色体上没有
假说2:控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,X染色体和Y染色体上都有
图
解
白眼雌果蝇 红眼雄果蝇
XwXw × XWY
↓
XWXw XwY
红眼雌果蝇 白眼雄果蝇
白眼雌果蝇 红眼雄果蝇
XwXw × XWYW
↓
XWXw XwYW
红眼雌果蝇 红眼雄果蝇
2.性染色体与性别决定
性染色体类型
XY型
ZW型
雄性的染色体组成
常染色体+XY
常染色体+ZZ
雌性的染色体组