2025届高考第一轮复习课件资源 第22讲 基因在染色体上的假说与证据

2025 生物一轮复习 1 第5单元 遗传的基本规律 第22讲 基因在染色体上的假说与证据 2025年高考一轮复习 第22讲 基因在染色体上的假说与证据 对标课本： 必修2 遗传与进化 第2章 基因和染色体的关系 （第2~3节） 课标要求： 1.说出基因位于染色体上的理论依据。 2.掌握摩尔根用假说-演绎法证明基因位于染色体上的过程。 第22讲 基因在染色体上的假说与证据 高考核心考点 基因在染色体上的实验证据 2023：天津卷 2022：江苏、河北、广东 萨顿假说 2022：重庆 基因在染色体上位置的判定方法问题 2024：山东 2023：江苏、浙江 2022：河北、广东 遗传系谱图中遗传方式的判定及应用 2024：重庆、吉林；2023：湖南、河北、浙江； 2022：山东 伴性遗传及应用 2024：重庆、江苏、贵州、江西、山东； 2023：江苏、海南、重庆、辽宁、北京、湖南、广东，新课标 本节内容考频很高，是考察的热点问题，题型有选择题和简答题，题目难度较高，常常结合分离定律、自由组合定律、伴性遗传等内容一起考核。 第22讲 基因在染色体上的假说与证据 学习目标： 1. 尝试运用假说-演绎法分析摩尔根的果蝇杂交实验，得出基因位于染色体上的事实，初步理解性染色体上基因的传递与性别相关联，从而理解生命的物质观。 学习重难点： 运用假说-演绎法分析摩尔根实验，得出基因位于染色体上的事实。 2. 感悟摩尔根对萨顿推论的怀疑与认同，培养尊重科学事实，敢于质疑的科学精神，认同科学研究的客观性、曲折性和前进性。 PART 01 回归课本 强基固本 ● 萨顿的假说 ● 基因位于染色体上的实验证据 ● 基因位于染色体上的应用训练 萨顿的假说 遗传学研究进展 19世纪：融合遗传盛行 1856-1864：孟德尔进行了8年的豌豆杂交实验 1866：孟德尔整理发表论文 1900：孟德尔的遗传理论被重新发现 细胞学研究进展 魏斯曼预测了减数分裂和受精作用的过程 其他科学家通过显微镜证实了减数分裂和受精作用过程 1903：美国遗传学家萨顿，利用蝗虫细胞为材料，研究精子、卵细胞形成过程，将两个学科的研究成果联系了起来。 遗传因子在哪里？ 萨顿的假说 一、萨顿的假说 资料1： 1902年X月X日，晴，这是我第10001次观察蝗虫的减数分裂，我发现一个很奇怪的事情，蝗虫体细胞中有24条染色体，生殖细胞中只有12条，受精卵又是24条染色体。体细胞中的24条染色体，按形态结构来分，两两成对，共12对，每对染色体中的一条来自父方，一条来自母方。染色体的行为与孟德尔假设的“遗传因子”的行为非常相似。 资料2： 1903年X月X日，晴，今天只吃了一顿，饿能会使我保持清醒，我发现在减数分裂过程中，不同对的染色体分配到两极是随机的，这种随机行为与孟德尔自由组合定律中控制不同性状的遗传因子自由组合相吻合。 提出假说：遗传因子由染色体携带着从亲代传递给下一代。 萨顿的假说 依据：遗传因子（基因）和染色体行为存在明显的平行关系。 在形成配子时，一对基因和染色体行为如何变化？用画图表示。 萨顿的假说 依据：遗传因子（基因）和染色体行为存在明显的平行关系。 遗传学：一对遗传因子（基因） 细胞学：一对同源染色体 一对基因VS一对同源染色体 基因成对 存在 只有成对的基因中的一个 成对的同源染色体一条来自父方，一条来自母方。 成对的基因一个来自父方，一个来自母方。 体细胞 染色体成对 存在 只有成对染色体中的一条 配子 来源 P 配子 F1 P 配子 F1 ♂ ♀ D d Dd DD ♂ dd ♀ × × 萨顿的假说 在形成配子时，两对基因和两对同源染色体呢？用画图表示。 萨顿的假说 遗传学：两对遗传因子（基因） 细胞学：两对同源染色体 两对基因VS两对同源染色体 YR yr Yr yR YyRr 决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状之间的基因自由组合 在减数分裂I后期，在纺锤丝牵引下，成对的同源染色体分离，非同源染色体自由组合 配子 性质 基因在传递过程中既不融合，也不消失，保持独立和完整 在减数分裂和受精过程中，染色体形态结构稳定 或 或 萨顿的假说 按照萨顿假说，在图中的染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上的黑色横线代表基因的位置）。 分析减数分裂中基因和染色体的关系 P 配子 F1 F1配子 高茎 矮茎 受精 高茎 × 减数分裂 减数分裂 减数分裂 高茎 高茎 矮茎 高茎 F2 基因位于染色体上的证据 1.证明者： 2.实验材料： 摩尔根 果蝇 我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系！ 类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。 果蝇作为遗传学实验材料的优势： ① 易饲养、繁殖速度快、后代数目多、成本低； ② 雌雄易区分，在低倍镜下就能观察； ③ 具有多对稳定且易于区分的相对性状； ④ 染色体数目少，便于观察。 二、基因位于染色体上 萨顿的假说遭到同时代的遗传学家摩尔根的强烈质疑。 1908年，正当摩尔根一筹莫展的时候，在纽约冷泉港卡内基实验室工作的卢茨，向他推荐了一种常见的果蝇，学名称为黑腹果蝇。 基因位于染色体上的证据 3.科学方法： 假说-演绎法 ①观察现象 此实验现象是否符合分离定律？ 如何判断果蝇的显隐性关系？ 该实验结果与孟德尔的实验结果有什么不同之处？ ②提出问题 F1全部是红眼，说明红眼为显性。 F2红眼：白眼=3:1，符合分离定律。 F2白眼性状的表现总是与性别相关联。 P F1 F2 红（雌、雄）：白 （雄）=3:1 × F1雌雄交配 白♂ 782 红♀ 2495 红♂ 1011 红眼♀ 白眼♂ 红眼♂ 红眼♀ 白眼性状总是性别相关联，如何解释？ 1对：ＸＸ（ ♀）或ＸＹ（ ♂），决定性别有关，称为 。 ３对：ⅡⅡ，Ⅲ Ⅲ，Ⅳ Ⅳ，与性别决定无关，称为 ； 果蝇体细胞染色体组成 性染色体 常染色体 摩尔根的果蝇杂交实验 在同一时期，生物学家已经在昆虫体细胞中发现了性染色体。 图中分别是雌雄果蝇体细胞中的染色体组成，可以看出： 果蝇体细胞中染色体有8条，两两成对； 正常男性的染色体组图 正常女性的染色体组图 人的体细胞染色体组成 摩尔根的果蝇杂交实验 基因位于染色体上的证据 ③提出假设，解释现象 假设控制白眼的基因（用w表示）位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。 在表示某种基因位于性染色体上时： 写出性染色体的组合（如雌性果蝇XX，雄性果蝇XY）； 确定该基因的控制的相对性状的显隐性，显性基因用大写字母表示，隐性用小写字母表示（如W-显性，w-隐性）； 在性染色体的右上角标上相应的符号（如XWXw）。 基因位于染色体上的证据 P F1 F2 × F1雌雄交配 白♂ 782 红♀ 2495 红♂ 1011 红眼♀ 白眼♂ 红眼♂ 红眼♀ ③提出假设，解释现象 × XWXW 红眼♀ XwY 白眼♂ XWXw 红眼♀ XWY 红眼♂ × XW P 配子 F1 F2 Xw Xw XW Y XW XWXW 红眼 ♀ XWXw 红眼 ♀ XWY 红眼 ♂ XwY 白眼 ♂ 配子 Y 基因位于染色体上的证据 从上图可以看出，摩尔根等人的设想可以合理解释这些实验现象。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有实验是不够的，还应运用假说-演绎法，预测另外的实验结果，再通过实验来检验。 2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的杂交实验吗？请进行推理证明。 思考讨论 1.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。 基因位于染色体上的证据 1.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。 一般用F1代进行测交来验证。 F1杂种雌性 XWXw XwY XWY XwXw 红眼 ♀ 红眼 ♂ 白眼 ♀ 白眼 ♂ XW Xw Y Xw XWXw 红眼♀ XwY 白眼♂ × 隐性雄性 子一代 XWXw XwY 红眼 ♀ 白眼 ♂ XW Y Xw XWY 红眼♂ XwXw 白眼♀ × 隐性纯合子 哪一种测交更有说服力？ 基因位于染色体上的证据 2.如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的杂交实验吗？请进行推理证明。 ①如果控制红眼的基因位于X染色体上，白眼的基因位于Y染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因是显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验不符。 ②如果控制白眼的基因位于Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，摩尔根实验中，P红眼雌果蝇为XX，白眼雄果蝇为XYw，F1雌果蝇为XX（红眼），雄果蝇为XYw，应该为白眼，这与摩尔根的实验结果也不相符。 基因位于染色体上的证据 摩尔根通过实验，将一个特定的基因（控制白眼的基因w）和一条特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明了：基因在染色体上。 X X 4对染色体，1.3万个基因 23对染色体，2.6万个基因 推测：一条染色体上应该有许多个基因。 基因位于染色体上的证据 摩尔根和他的学生们通过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上 的方法，并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明了基因在染色体呈 排列。 相对位置 线性 果蝇X染色体上的一些基因 所有基因都位于染色体上吗？ 在真核生物中，细胞核基因位于染色体上，但细胞质基因位于线粒体和叶绿体的DNA中； 在原核生物中，细胞内无染色体，其内的基因位于拟核区的DNA中或者质粒DNA中； 病毒中有基因，但无染色体。 孟德尔遗传规律的现代解释 孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体的等位基因： 三、孟德尔遗传规律的现代解释 基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 A A A a A A a a a a a a A A 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ 孟德尔遗传规律的现代解释 孟德尔所说的不同对遗传因子就是位于一对非同源染色体的非等位基因： 三、孟德尔遗传规律的现代解释 基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 分裂 间期 减数 分裂Ⅰ 减数 分裂Ⅱ 减数 分裂Ⅱ A a B b a a A A b b B B a a b b A B a b A B a b A A B B PART 02 知识拓展 难点透析 相关概念辨析 用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，通过眼睛颜色可以判断子代果蝇的性别；用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交，通过眼睛颜色却不能判断子代果蝇的性别，这是为什么？ 拓展 红眼雌果蝇有两种基因型：XWXw和XWXW，白眼雄果蝇基因型为XwY，如果是XWXW和XwY杂交，后代雌雄全部是红眼，如果是XWXw和XwY杂交，后代无论雌雄，都是既有红眼，也有白眼，因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。 相关概念辨析 生物如果丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界，有些动植物的某些个体由未受精的生殖细胞（如卵细胞）单独发育而来，如蜜蜂中的雄峰等。这些生物虽然体细胞中的染色体数目减少了一半，但它们仍能正常生活。你如何解释这一现象。 拓展 这些生物虽然体细胞中染色体数目减少了一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体上携带者控制该种生物所有性状的一整套基因。 PART 03 链接高考 真题演练 （2024全国甲卷）果蝇翅型、体色和眼色性状各由1对独立遗传的等位基因控制，其中弯翅、黄体和紫眼均为隐性性状，控制灰体、黄体性状的基因位于X染色体上。某小组以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交得F1，F1相互交配得F2。在翅型、体色和眼色性状中，F2的性状分离比不符合9∶3∶3∶1的亲本组合是（     ） A.直翅黄体♀×弯翅灰体♂ B. 直翅灰体♀×弯翅黄体♂ C. 弯翅红眼♀×直翅紫眼♂ D. 灰体紫眼♀×黄体红眼♂ 真题演练 A 【解析】A. 已知弯翅、黄体为隐性性状，以纯合体雌蝇和常染色体基因纯合的雄蝇为亲本杂交，可以表示为AAXbXb和aaXBY，F1为AaXBXb和AaXbY，F2拆分Aa×Aa性状分离比为3：1，XBXb和XbY性状分离比为1：1，F2的性状分离比为3：3：1：1，所以选择A。 真题演练 【解析】该颜色性状由常染色体上的一对等位基因控制，雌虫两种都可以出现，表现正常，由题干一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配，F1雌性全为白色，可知白色是显性性状，如果用A/a表示，亲本白色雌虫的基因型为A_，黄色雄虫的基因型不确定，可以是AA、Aa或aa，F1雌 （2024·安徽·高考真12）某种昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制，雌虫有黄色和白色两种表型，雄虫只有黄色，控制白色的基因在雄虫中不表达，各类型个体的生存和繁殖力相同。随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配，F1雌性全为白色，雄性全为黄色。继续让F1自由交配，理论上F2雌性中白色个体的比例不可能是（    ） A．1/2  B．3/4   C．15/16  D．1 （2024·安徽·高考真12）某种昆虫的颜色由常染色体上的一对等位基因控制，雌虫有黄色和白色两种表型，雄虫只有黄色，控制白色的基因在雄虫中不表达，各类型个体的生存和繁殖力相同。随机选取一只白色雌虫与一只黄色雄虫交配，F1雌性全为白色，雄性全为黄色。继续让F1自由交配，理论上F2雌性中白色个体的比例不可能是（    ） A．1/2  B．3/4   C．15/16  D．1 真题演练 A 性全部是白色，说明只有A_，没有aa，亲本可能组合为AA(♀)×aa(♂)，AA(♀)×Aa(♂)，AA(♀)×AA(♂)，Aa(♀)×AA(♂)，F1随机交配，F2雌性中白色个体的比例可能是3/4(亲本AA(♀)×aa(♂))，可能是15/16(亲本为AA×Aa正反交两组)，可能是1(亲本AA×AA)，所以A符合题意。 谢 谢 34 $$