内容正文:
第16讲 基因在染色体上、伴性遗传和人类遗传病
【课标要求】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。
考点1 基因在染色体上
梳理必备知识
1.萨顿的假说
(1)内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。
(2)依据:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
基因
染色体
特性
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构
在体细胞中
成对存在
成对存在
在配子中
含成对基因中的一个
含成对染色体中的一条
在体细胞中的来源
成对的基因,一个来自父方,一个来自母方
一对同源染色体,一条来自父方,一条来自母方
在配子中的去向
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
2.基因位于染色体上的实验证据
(1)证明者:摩尔根。
(2)实验材料:果蝇。
①果蝇作为遗传实验材料的优点:体型小、易饲养、繁殖快、后代多、染色体少、易观察。
②果蝇的染色体组成
雌果蝇:3对常染色体+1对性染色体(用XX表示)。
雄果蝇:3对常染色体+1对性染色体(用XY表示)。
(3)发现过程
①果蝇杂交实验——发现问题
果蝇眼色遗传实验
实验分析
a.F1的结果说明红眼是显性性状
b.F2的比例关系说明果蝇眼色遗传符合分离定律,红眼、白眼受一对等位基因控制
c.F2白眼果蝇只有雄果蝇,说明白眼性状表现与性别相联系
②摩尔根的解释——提出假说
控制白眼的基因(用w表示)在X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因。
③演绎推理
方法:设计并预测测交实验,即F1雄果蝇与白眼雌果蝇交配,遗传图解如图。
④实验验证:进行测交实验,获得测交实验结果。
⑤结果与结论:实验结果与预期结果一致,说明对果蝇白眼遗传的解释是正确的。
⑥得出结论——控制果蝇白眼的基因在X染色体上。
3.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。
【易错辨析】
1.基因在染色体上的提出者是萨顿,证明者是摩尔根。(√)
2.生物的基因和染色体行为都存在平行关系。(×)
提示:细胞核基因和染色体行为存在平行关系,细胞质基因不符合。原核生物的基因位于拟核DNA或质粒DNA上,无染色体结构。
3.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”。(√)
4.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。(×)
提示:摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因突变。
提升关键能力
1.摩尔根的杂交实验与回交实验
(1)实验一(杂交实验)
(2)实验二(回交实验)
F1 红眼(♀) × 白眼()
↓
红眼(♀) 白眼(♀) 红眼() 白眼()
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
2.提出假说,进行解释
(1)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。
实验一(杂交实验)图解:
实验二(回交实验)图解:
(2)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(杂交实验)图解:
实验二(回交实验)图解:
(3)疑惑:上述两种假说都能够解释实验一和实验二的现象。
3.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假说1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。
(1)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。
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
(2)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 × XWYW
XWXw XwYW
红眼雌果蝇 红眼雄果蝇
[提醒]根据科学史,摩尔根在早期研究中认为果蝇的性别决定与Y染色体无关,因此当时仅考虑了白眼基因是否位于X染色体上,上述推理过程可用作思维训练素材。
【新情境·应用】 摩尔根及其团队在研究果蝇眼色时,发现F1的雌雄红眼杂交,后代白眼占1/4,且都是雄果蝇(如图)。
针对这个现象,有以下三种假设。
假设1:控制白眼的基因(w)只位于Y染色体上。
假设2:控制白眼的基因(w)位于X和Y染色体上。
假设3:控制白眼的基因(w)只位于X染色体上