内容正文:
第5讲 基因在染色体上、伴性遗传和人类遗传病
知识体系——定内容
核心素养——定能力
科学
思维
通过对不同类型人类遗传病比较,培养归纳与概括、推理和逻辑分析能力。
科学
探究
通过对人群中遗传病的调查实验、基因定位的遗传实验,掌握实验操作的方法,培养实验设计及结果分析的能力。
社会
责任
通过对人类遗传病及人类基因组计划的了解,提高关注遗传病的意识,辩证地看待人类基因组计划的研究成果,培养现代公民的社会责任感,关注人体健康。
考点1 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)验证方法—— 测交 。
(4)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 。
(5)基因和染色体关系
摩尔根进一步证明了:一条染色体上有 许多 个基因;基因在染色体上呈 线性 排列。
1.萨顿利用假说—演绎法推测基因位于染色体上,且基因都位于染色体上。(×)
2.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。(√)
3.摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(×)
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。(×)
5.孟德尔和摩尔根都是通过杂交实验发现问题,用测交实验进行验证的。(√)
1.(必修2P30“相关信息”(改编))为什么生物学家常用果蝇作为遗传学研究的实验材料?
答案:果蝇易饲养,繁殖快,产生的后代多。
2.(必修2P31“思考·讨论”)
(1)你能运用上述果蝇杂交实验的知识设计一个实验,来验证他们的解释吗?
答案:可用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验,如果后代中出现红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇和白眼雄果蝇这4种类型,且数量各占1/4,再选用其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,如果子代中雌果蝇都是红眼,雄果蝇都是白眼,则可以证明他们的解释是正确的。
(2)如果控制白眼的基因在Y染色体上,还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗?
答案:如果控制白眼的基因在Y染色体上,红眼基因在X染色体上,因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性,所以不会出现白眼雄果蝇,这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符;如果控制白眼的基因在Y染色体上,且X染色体上没有显性红眼基因,白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼,也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。
摩尔根提出假说与演绎推理的拓展
(1)提出假说,进行解释
假说
假说1:控制眼色的基因位于X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
结果
上述两种假设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设1,从而合理地解释了实验一和回交实验二。为了验证假设,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,假设1得到了证实。
假说
假设1:控制眼色的基因位于X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同源区段,X染色体和Y染色体上都有
图解
1.(长句应答)F1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼雄性,且红眼、白眼果蝇中雌雄比例均为1∶1,能否证明白眼基因在X染色体上,不在X、Y同源区段?
答案:不能,当红眼、白眼基因在同源区段时,也为1∶1的比例,和红眼、白眼基因不在同源区段表现相同。
2.(情景探究)依据假说以及摩尔根实验一的解释图解,尝试分析如下信息内容:直毛与分叉毛为一对相对性状(相关基因用F和f表示)。现有两只亲代果蝇杂交,F1的表型与比例如图所示。则
(1)控制直毛与分叉毛的基因位于常染色体还是X染色体上,判断的主要依据是什么?
(2)写出两个亲本的基因型及推导过程。
答案:(1)X染色体上 杂交子代中,雄性个体中直毛∶分叉毛是1∶1,雌性个体中都是直毛,没有分叉毛。
(2)XFXf×XFY 由图可知,子代雄性个体有直毛与分叉毛,基因型为XfY、XFY,则母本的基因型为XFXf,又知雌性子代中只有直毛,说明直毛是显性性状,则父本的基因型为XFY。综合上述亲本的基因型为XFXf、XFY。
◆[提升点1] 科学思维能力
1.美国科学家萨顿依据“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”,推出基因就在染色体上。下列叙述错误的是( )
A.在杂交过程中基因和染色体都能保持完整性
B