2.2+基因伴随染色体传递导学案-2024-2025学年高一下学期生物浙科版（2019）必修2

2.2 基因伴随染色体传递 学习目标 1.生命观念：理解基因和染色体的关系，形成 “基因在染色体上，通过染色体传递实现遗传信息传递” 的生命观念。 2.科学思维：通过分析基因与染色体的平行关系，培养归纳推理能力，运用遗传的染色体学说解释遗传现象。 3.科学探究：尝试设计实验验证基因在染色体上的位置，提升科学探究能力。 4.社会责任：了解基因定位在遗传病研究和育种等方面的应用，关注遗传学的发展。 学习重难点 重点：基因位于染色体上的证据；遗传的染色体学说对孟德尔定律的解释。 难点：理解基因与染色体的平行关系；运用遗传的染色体学说解释遗传现象。 预习新知 知识点一：基因位于染色体上 1.萨顿的假说：萨顿通过观察蝗虫的减数分裂过程，发现基因和染色体行为存在着明显的______关系。基因在杂交过程中保持______和______，染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的______。在体细胞中基因______存在，染色体也是______的。在配子中只有成对基因中的______，同样，也只有成对染色体中的______。体细胞中成对的基因一个来自______，一个来自______，同源染色体也是如此。非等位基因在形成配子时______，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是______的。由此，萨顿提出了______的假说。 2.摩尔根的实验证据：摩尔根选用______作为实验材料，其优点有：①相对性状明显；②繁殖周期短；③子代数量多；④易于饲养等。摩尔根通过果蝇杂交实验发现，白眼性状的表现总是与______相关联，从而推测控制白眼的基因位于______染色体上。通过进一步的实验验证，证明了基因在染色体上。摩尔根和他的学生们经过多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出了果蝇多种基因在染色体上的______图，说明基因在染色体上呈______排列。 知识点二：遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律 1.对分离定律的解释：在减数分裂过程中，同源染色体上的______基因，随着______的分离而分离。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______；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，这就是基因分离定律的实质。 2.对自由组合定律的解释：位于非同源染色体上的______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______，这就是基因自由组合定律的实质。 知识点一参考答案 1.平行；完整性；独立性；形态结构；成对；成对；一个；一条；父方；母方；自由组合；自由组合；基因在染色体上 2.果蝇；性别；X；位置；线性 知识点二参考答案 1.等位；同源染色体；独立性 2.非等位；自由组合 易错提示 1.混淆基因和染色体的关系：基因是有遗传效应的 DNA 片段，染色体是基因的主要载体，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，不能简单认为基因等同于染色体。 2.错误理解遗传的染色体学说对孟德尔定律的解释：要明确分离定律是同源染色体上等位基因的分离，自由组合定律是非同源染色体上非等位基因的自由组合，不能将两者的实质混淆。 3.忽视摩尔根实验中基因定位的方法：摩尔根通过果蝇杂交实验及测交等方法确定基因在染色体上的位置，不能忽略实验步骤和结论之间的逻辑关系。 深化探究 1.萨顿提出基因在染色体上的假说，其依据的 “平行” 关系具体表现在哪些方面？ 参考答案：萨顿依据的 “平行” 关系具体表现在：基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的，在配子中都只有成对中的一个（条）；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。 2.摩尔根的果蝇杂交实验是如何证明基因位于染色体上的？ 参考答案：摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F₁全为红眼，F₁雌雄交配，F₂中红眼∶白眼 = 3∶1，但白眼果蝇全为雄性，说明白眼性状的表现与性别相关联。他假设控制白眼的基因（w）位于 X 染色体上，Y 染色体上没有其等位基因，然后通过测交实验，即用 F₁的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，后代出现红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇 = 1∶1∶1∶1，验证了假设，从而证明基因位于染色体上。 3.运用遗传的染色体学说解释孟德尔自由组合定律时，需要满足哪些条件？ 参考答案：运用遗传的染色体学说解释孟德尔自由组合定律时，需要满足以下条件：一是控制不同性状的基因分别位于非同源染色体上；二是减数分裂过程中，同源染色体能正常分离，非同源染色体能自由组合；三是受精时，雌雄配子随机结合，且各种基因型的个体存活率相同。 巩固训练 1．下列关于“基因在染色体上”的理解，正确的是( ) A.所有生物的基因都位于染色体上 B.细胞中每条染色体上基因的数量保持不变 C.非等位基因不都分布在非同源染色体上 D.一对同源染色体上基因的种类和数量一定相同 2．摩尔根进行果蝇杂交实验找到了基因在染色体上的实验证据。他使用的研究方法是( ) A.假说—演绎法 B.类比推理法 C.归纳法 D.差速离心法 3．染色体是基因的主要载体。下列有关基因和染色体的叙述，错误的是( ) A.基因在染色体上呈线性排列 B.真核细胞内有些基因不在染色体上 C.染色质是由许多基因组成的丝状物 D.摩尔根通过实验证明了基因在染色体上 4．几位同学描述了基因与染色体的关系，其中符合摩尔根研究结论的是( ) A.染色体上的基因呈线性分布 B.性染色体上的基因都和性别的决定有关 C.性染色体上基因控制的性状都和性别相关 D.性染色体上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律 5．摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因在染色体上。下图显示其中部分实验结果。相关叙述错误的是( ) A.通过杂交一可判断红眼为显性性状 B.杂交一中白眼性状的表现与性别相关联 C.杂交二结果可证明红、白眼基因位于X染色体上 D.若白眼雌蝇和红眼雄蝇杂交，通过眼色可判断子代性别 6．萨顿在以蝗虫细胞为材料研究精子的形成过程中，提出了“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说。下列说法不支持其观点的是( ) A.基因在杂交过程中保持独立性，染色体也相对稳定 B.在体细胞中基因是成对存在，染色体也是成对存在 C.体细胞中成对的基因分别来自于父方和母方，同源染色体也是如此 D.等位基因在减数分裂I后期发生自由组合，非同源染色体也是如此 7．果蝇作为遗传学实验材料所具备的优点中，表述最全面的是( ) ①染色体数目少且易于观察 ②易饲养，繁殖快 ③具有易于区分的相对性状 ④子代数目多，有利于统计分析 A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④ 8．2024年11月天舟八号货运飞船与中国空间站成功“握手”。利用带有摄像头的生命生态科学实验柜，首次在空间站开展对果蝇的研究。实验材料优点与实验目的不匹配的是( ) 选项 实验材料优点 实验目的 A 生长周期短、繁殖后代多 探究微重力条件对果蝇遗传和发育的影响 B 具有与哺乳动物相似的昼夜节律 探究微重力条件对动物睡眠-觉醒模式的影响 C 具有与人类基因组相似的保守序列 探究保守序列在生物适应微重力条件中的作用 D 个体小 探究微重力条件对果蝇基因表达水平的影响 A．A B．B C．C D．D 9．在平衡致死系中具有两个致死基因A和B，A和B是非等位基因，基因型为AA和BB的个体均不能存活。平衡致死系相互交配后，子代不发生性状分离并会以杂合状态保存，因此平衡致死系也称为永久杂种。不考虑突变和交叉互换，下列选项中属于平衡致死系的是( ) A. B. C. D. 10．果蝇具有繁殖速度快、培养周期短、染色体数目少、可区分的性状多等特点，是遗传学研究的好材料。请回答下列有关问题： (1)果蝇的体细胞有____对染色体，该果蝇是______性。 (2)摩尔根利用X射线照射处理红眼果蝇，之所以能获得白眼果蝇是因为发生了________________。 (3)图1为果蝇的原始生殖细胞中染色体组成及染色体上部分基因分布的示意图，该果蝇的基因型是________，该果蝇最多能产生________种卵细胞。 (4)图2是该果蝇Ⅳ号染色体结构发生异常时出现的情况，该异常属于________。 参考答案 1．答案：C 解析：A、原核生物和病毒无染色体，其基因不在染色体上，A错误； B、除同源染色体外，细胞中每条染色体上基因的数量一般不同，B错误； C、非等位基因不都分布在非同源染色体上，如同一对同源染色体上含有非等位基因，C正确； D、一对同源染色体上基因的种类和数量不一定相同，如X和Y上的基因不完全相同，D错误。 故选C。 2．答案：A 解析：摩尔根进行果蝇杂交实验，采用假说—演绎法证明了基因位于染色体上，A正确。 故选A。 3．答案：C 解析：A、基因在染色体上呈线性排列，A正确；B、真核细胞内有质基因和核基因，其中质基因不在染色体上，B正确；C、染色质主要由DNA和蛋白质构成，基因是有遗传效应的DNA片段，C错误；D、摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验证明了基因在染色体上，D正确。故选C。 4．答案：A 解析：摩尔根通过实验证明基因位于染色体上。 5．答案：C 解析：A、杂交一中亲本为红眼雌蝇与白眼雄蝇，F1均为红眼，可知红眼为显性性状，A正确； B、杂交一中白眼全为雄性，说明白眼性状的表现与性别相关联，B正确； C、杂交二中让白眼雄蝇与杂交一所得F1杂合红眼雌蝇杂交，图示结果为红眼:白眼=1:1，没有分别统计雌蝇和雄蝇的性状，无法证明红、白眼基因位于X染色体，C错误； D、用XA和Xa表示相关基因，若白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交，后代雄蝇全部为白眼(XaY)，雌蝇全为红眼(XAXa)，可根据眼色眼来区分子代性别，D正确。 故选C。 6．答案：D 解析：A、基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中，也具有相对稳定的形态结构，是基因和染色体存在平行关系的观点之一，A不符合题意； B、在体细胞中基因成对存在，染色体也成对存在，是基因和染色体存在平行关系的观点之一，B不符合题意； C、体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此，是基因和染色体存在平行关系的观点之一，C不符合题意； D、等位基因在减数分裂I后期发生分离，非等位基因在减数分裂I后期发生自由组合，D符合题意。 故选D。 7．答案：D 8．答案：D 解析：A、果蝇生长周期短、繁殖后代多，因而可用于探究微重力条件对果蝇遗传和发育的影响，A不符合题意； B、果蝇具有与哺乳动物相似的昼夜节律，因而可用于探究微重力条件对动物睡眠-觉醒模式的影响，B不符合题意； C、果蝇具有与人类基因组相似的保守序列，因而可用于探究保守序列在生物适应微重力条件中的作用，C不符合题意； D、果蝇作为探究微重力条件对果蝇基因表达水平的影响的实验材料的原因不是个体小，而是生命周期短，能够观察到基因表达的结果，D符合题意。 故选D。 9．答案：A 解析：A、在平衡致死系中具有两个致死基因A和B，A和B是非等位基因，基因型为AA和BB的个体均不能存活，平衡致死系相互交配后，子代不发生性状分离并会以杂合状态保存，因此平衡致死系也称为永久杂种，A选项自交之后不发生性状分离，符合平衡致死系的特点，A正确； BD、BD选项自交之后会发生性状分离且不全以杂合状态保存，不符合平衡致死系的特点，BD错误； C、在平衡致死系中具有两个致死基因A和B，A和B是非等位基因，C选项所示的A和B是等位基因，C错误。 故选A。 10．答案：(1)4；雌 (2)基因突变 (3)AaDDXWXw；4 (4)易位 解析：（1）果蝇的体细胞有4对染色体，该果蝇的性染色体组成为XX，属于雌性。 （2）基因突变可产生新基因，进而产生新性状，X射线照射处理红眼果蝇从而获得了白眼果蝇，这是由于X射线照射，发生了基因突变导致的。 （3）结合图示分析，该果蝇是雌果蝇，其基因型为AaDDXWXw，由于三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该果蝇果蝇最多能产生的卵细胞为2×1×2=4种。 （4）据图可知，该染色体异常属于一条染色体上的片段移接到另一条非同源染色体上，这种变化叫易位。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$