内容正文:
第3课 基因在染色体上、伴性遗传与人类遗传病
素养目标
1.基于结构与功能观,分析伴性遗传和遗传病的细胞学基础与结构基础。(生命观念)
2.运用演绎与推理解释伴性遗传的实验,总结伴性遗传特点及基因传递规律。(科学思维)
3.探究基因在染色体上的位置关系;调查人类常见遗传病。(科学探究)
4.了解人类遗传病,关注人体健康。(社会责任)
考点一 基因在染色体上的假说与证据
授课提示:对应学生用书第155页
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——作出假设
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)演绎推理,验证假说
通过测交等方法,进一步验证了这些解释。
(4)得出结论:控制白眼的基因位于X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。
1.(必修2第29页正文)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.(必修2第30页正文)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。(×)
3.(必修2第31页正文)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第31页“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?
提示: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?
提示: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
红眼♂
XwXw × XWY
↓
XWXw XwY
白眼♂
红眼♂
XwXw × XWYW
↓
XWXw XwYW
红眼♂
突破点1 借助基因和染色体的关系考查生命观念
1.(2023·山东威海模拟)遗传学家萨顿用蝗虫作实验材料,通过研究精子和卵细胞的形成过程提出了“基因在染色体上”的假说。已知雌蝗虫(2n=24)的性染色体组成为XX,雄蝗虫(2n=23)的性染色体组成为XO。下列说法错误的是( )
A.蝗虫卵巢一个细胞中最多可观察到4条X染色体
B.蝗虫初级精母细胞在减数分裂Ⅰ前期可观察到11个四分体
C.同一蝗虫个体有丝分裂中期细胞与减数分裂Ⅱ后期细胞相比,染色体数目和核DNA数目均相同
D.萨顿提出假说的依据是基因与染色体的行为存在明显的平行关系
解析:根据题意,雄性蝗虫染色体组成为22+XO,产生的精子中染色体组成为11+X或11+O,雌性蝗虫染色体组成为22+XX,产生的卵细胞中染色体组成为11+X。雌蝗虫体细胞中有2条X染色体,卵巢中既有有丝分裂也有减数分裂,有丝分裂后期着丝粒分裂,染色体数目加倍,X染色体由2条加倍到4条,故蝗虫卵巢一个细胞中最多可观察到4条X染色体,A正确;雄蝗虫在减数分裂时,常染色体可以正常联会并分离,能观察到四分体,其染色体组成为22+XO,故可以观察到11个四分体,B正确;减数分裂Ⅱ后期无同源染色体,由于着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍,所以染色体数目与有丝分裂中期相