第2章 第2节 基因在染色体上-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版 单选版）

第2节　基因在染色体上 【学习目标】 1.基于基因和染色体的相关事实,运用归纳、概括、演绎推理等科学思维,阐明基因在染色体上,进一步体会假说—演绎法; 2.从基因和染色体关系的角度,对孟德尔遗传规律作出现代解释; 3.认同科学研究需要丰富的想象力,敢于质疑、探索求真的科学精神。 聚焦·学案一　基因位于染色体上的实验证据 [学案设计] (一)萨顿关于基因在染色体上的假说 1.萨顿假说的内容 基因(遗传因子)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.萨顿假说的依据 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 比较项目 基因的行为 染色体的行为 状态 平行 生殖 过程中 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,形态结构相对稳定 数量 平行 体细胞中 成对 成对 配子中 成单 成单 来源 平行 体细胞中 成对的基因一个来自父方,一个来自母方 同源染色体中一条来自父方,一条来自母方 行为 平行 形成配 子时 非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 (二)分析摩尔根应用假说—演绎法证明基因位于染色体上的科学探究过程 1.研究过程 2.基因和染色体的关系 一条染色体上有许多个基因;基因在染色体上呈线性排列。 |情|境|思|考|探|究| 　　根据教材P30、31摩尔根的果蝇杂交实验,回答下列问题: (1)控制果蝇红眼和白眼的基因在遗传时是否遵循基因的分离定律?为什么? 提示:遵循。因为F1全部为红眼,F2中红眼和白眼的个体数量比为3∶1。 (2)如果控制白眼的基因只位于Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？不能；为什么？(可借助遗传图解解释) 提示:不能。若控制白眼的基因位于Y染色体上,则遗传图解如图所示,与实验现象不符。 (3)摩尔根通过测交的方法验证了他的假说，以下是他完成的测交实验之一，该测交实验结果并不能充分验证其假说，需在该实验的基础上再补充设计一个实验方案。请用遗传图解表示你设计的实验方案。 提示:如图所示 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)萨顿通过蝗虫实验运用推理法得出了基因位于染色体上的结论。 (√) (2)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法。 (√) (3)摩尔根果蝇杂交实验中,F2发生了性状分离。 (√) (4)果蝇杂交实验中,眼色遗传与性别有关。 (√) (5)性染色体只存在于生殖细胞中,常染色体只出现在体细胞中。 (×) (6)果蝇具有易饲养、繁殖快、染色体数量多等优点。 (×) 2.萨顿在用蝗虫细胞作材料研究精子和卵细胞的形成过程中,提出了“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”的假说。下列说法不符合其观点的是 (　　) A.基因在杂交过程中保持完整性和独立性 B.在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对存在的 C.体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方 D.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂Ⅱ后期也是自由组合的 解析:选D　非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂Ⅰ后期也是自由组合的。 3.如图为通过分子生物学技术将基因定位在染色体上的示意图,图中为一个四分体,黑点表示荧光标记的基因,下列相关叙述错误的是 (　　) A.该图表明基因在染色体上呈线性排列 B.图中的染色体已经完成复制,①与③代表的基因可能不同 C.该图中没有被黑点标记的区域就不含基因 D.图中的两条染色体在有丝分裂过程中不会分离 解析:选C　题图为通过分子生物学技术将基因定位在染色体上的示意图,其可以说明基因在染色体上呈线性排列,是证明基因在染色体上的直接证据,A正确;图中为一个四分体,图中的染色体已经完成复制,①与③代表的基因可能是等位基因也可能是相同基因,B正确;该图中没有被黑点标记的区域也可能含有基因,C错误;图中的两条染色体为同源染色体,在有丝分裂过程中不会分离,D正确。 4．(教材P30图2­8发掘训练)摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．摩尔根与萨顿都采用了“假说—演绎法” B．摩尔根发现的问题是F2中的白眼果蝇为什么都是雄性 C．摩尔根提出的假说是白眼基因只位于X染色体上，Y染色体没有它的等位基因 D．摩尔根通过果蝇眼色杂交实验证实了基因在染色体上 解析：选A　萨顿的研究方法不是“假说—演绎法”，A错误。 聚焦·学案二　孟德尔遗传规律的现代解释 [学案设计] (一)明确孟德尔遗传规律的实质 1.基因的分离定律的实质 描述对象 同源染色体上的等位基因 行为特点 具有一定的独立性 发生时间 减数分裂形成配子的过程中 结果 等位基因会随同源染色体的分开而分离 2.基因的自由组合定律的实质 (1)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。 (2)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。 (二)分析孟德尔遗传规律的细胞学基础 |探|究|学|习| 如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图,①和②、③和④是两对同源染色体,请回答: (1)A/a与B/b的遗传不遵循(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,原因是A/a与B/b位于一对同源染色体上。 (2)图中能自由组合的基因是A/a与C/c或B/b与C/c,原因是它们位于两对同源染色体上。 (3)不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换,写出该生物所产生配子的基因组成及比例是ABC∶ABc∶abC∶abc=1∶1∶1∶1。 (4)孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的? 提示:①分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。②自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。 |认|知|生|成| 1.等位基因与非等位基因的辨析 类型 等位基因 非等位基因 位置 同源染色体的同一位置 同源染色体、非同源染色体 特点 控制一对相对性状 控制不同相对性状 行为 随同源染色体分开而分离 非同源染色体上的非等位基因,随非同源染色体自由组合而自由组合 图示 ①A和a、B和b、C和c为等位基因(即孟德尔所说的成对的遗传因子); ②A和B、A和C、B和C、A和b等均为非等位基因(即孟德尔所提出的不同对的遗传因子),其中A和B位于一条染色体上,A和b位于同源染色体上,不能自由组合;A和C、B和C位于非同源染色体上,可自由组合 2.两个遗传定律的细胞学基础 (1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,如图: (2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,如图: 　　[例1]　下列关于孟德尔遗传规律的现代解释,叙述错误的是 (　　) A.同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 B.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 C.同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合 D.基因分离与自由组合定律发生在减数分裂过程中 [解析]　基因分离定律的现代解释认为在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,A正确;基因自由组合定律的现代解释认为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,B正确;基因自由组合定律的现代解释认为在减数分裂过程中,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,C错误;基因分离与自由组合定律都发生在减数分裂过程中,D正确。 [答案]　C 　　[例2]　如图表示果蝇的一个细胞,其中数字表示染色体,字母表示基因,下列叙述正确的是 (　　) A.从性染色体情况来看,该果蝇只能形成一种配子 B.基因e控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等 C.形成配子时基因A、a与B、b间自由组合 D.只考虑3、4与7、8两对染色体时,该个体能形成四种配子 　　[解析]　由图可知,该果蝇为雄性个体,图中7为X染色体,8为Y染色体,因此,从性染色体情况来看,该果蝇能形成X、Y两种配子,A错误;基因e位于X染色体上,Y染色体上没有它的等位基因,因此基因e控制的性状在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率,B错误;基因A、a与B、b位于同一对同源染色体上,经减数分裂过程形成配子时,基因A、a与B、b之间不能自由组合,C错误;只考虑3、4与7、8两对同源染色体时,二者为非同源染色体,位于非同源染色体上的非等位基因可自由组合,故能产生四种配子,D正确。 [答案]　D [易错提醒] 基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律 (1)并不是所有的非等位基因都遵循自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。 (2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律,叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔的遗传规律。 (3)原核生物和病毒中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)一对同源染色体上的两个A基因属于等位基因。 (×) (2)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离。 (×) (3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合,说明核基因和染色体行为存在平行关系。 (√) (4)非同源染色体自由组合,使所有非等位基因之间也发生自由组合。 (×) 2.等位基因分离、非等位基因的自由组合、四分体时期基因的互换分别发生在减数分裂的时期是 (　　) A.减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅰ后期 B.减数分裂Ⅰ前期、减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅰ前期 C.减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅰ前期 D.减数分裂Ⅰ前期、减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期 解析:选C　等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,等位基因随同源染色体分开,非同源染色体上的非等位基因自由组合;基因的互换发生在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体联会时。C正确。 3.下列有关自由组合定律的叙述,正确的是 (　　) A.自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的实验结果及其解释归纳总结的,不适合多对相对性状的遗传 B.控制不同性状的基因的分离和组合是相互联系、相互影响的 C.在形成配子时,决定不同性状的基因的分离是随机的,所以称为自由组合定律 D.在形成配子时,决定同一性状的成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合 解析:选D　自由组合定律的内容:①控制不同性状的遗传因子(基因)的分离和组合是互不干扰的;②在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子(基因)彼此分离,决定不同性状的遗传因子(基因)自由组合。自由组合定律是孟德尔针对豌豆两对相对性状的实验结果及其解释归纳总结的,也适合多对相对性状的遗传。 4．如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株及其体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是(　　) A．图甲、乙、丙、丁所示个体都可以作为验证基因分离定律的材料 B．图丁所示个体自交后代中表型为黄皱与绿皱的比例是1∶1 C．图甲、乙所示个体减数分裂时，都能揭示基因的自由组合定律的实质 D．图乙所示个体自交后代会出现3种表型，比例为1∶2∶1 解析：选A　图甲、乙、丙、丁所示个体均含有等位基因，都可以作为验证基因分离定律的材料，A正确；图丁所示个体自交后代中DDYYrr∶DdYyrr∶ddyyrr＝1∶2∶1，其中黄色皱粒∶绿色皱粒＝3∶1，B错误；图甲、乙所示个体都只有一对等位基因，不能用来揭示基因的自由组合定律的实质，C错误；图乙所示个体(YYRr)自交，只会出现两种表型，黄色圆粒(YYR_)∶黄色皱粒(YYrr)＝3∶1，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.线粒体有少量的基因,但这些基因的传递不遵循孟德尔遗传规律,原因是遵循孟德尔遗传规律的基因是位于染色体上的基因,而线粒体基因位于细胞质中,往往随卵细胞传递给子代。 2.在减数分裂形成配子时,等位基因都遵循分离定律,非等位基因都遵循基因的自由组合定律。这种说法不正确(填“正确”或“不正确”),原因是位于同一对同源染色体上的非等位基因不遵循基因的自由组合定律。 三、综合检测反馈 1.摩尔根将白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,F1全为红眼。再让F1红眼果蝇相互交配,F2红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。下列说法不正确的是 (　　) A.实验中F1 全为红眼,说明红眼为显性性状 B.上述实验完整地体现了假说—演绎法,并证明基因位于染色体上 C.上述实验能够说明控制红眼和白眼的基因遵循分离定律 D.若控制白眼的基因位于X与Y的同源区,F2也只有雄性有白眼 解析:选B　 白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,F1全为红眼,说明红眼为显性性状,A正确;题述实验是为了验证萨顿假说的内容“基因在染色体上”是否正确而进行的,只体现了假说—演绎法中发现并提出问题的内容,没有证明基因位于染色体上,B错误;让F1红眼果蝇相互交配,F2红眼∶白眼=3∶1,能够说明控制红眼和白眼的基因遵循分离定律,C正确;若控制白眼的基因位于X与Y的同源区,假设控制白眼的基因为a,则亲本白眼雄果蝇基因型为XaYa,亲本红眼雌果蝇的基因型为XAXA,F1的基因型为XAXa、XAYa,F1红眼果蝇相互交配,F2基因型为XAXA、XAXa、XAYa、XaYa,F2也只有雄性有白眼,D正确。 2．雌蝗虫的性染色体组成为XX，雄蝗虫的性染色体组成为XO(即雄蝗虫只有1条X染色体)。控制蝗虫复眼正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上，且基因b会使雄配子致死。下列有关叙述错误的是(　　) A．萨顿通过观察蝗虫体细胞和生殖细胞的染色体数，提出了基因在染色体上的假说 B．在有丝分裂后期，雌蝗虫细胞的染色体数比雄蝗虫多2条 C．蝗虫的群体中，仅考虑B、b基因，共4种基因型 D．杂合复眼正常雌蝗虫和复眼异常雄蝗虫杂交，后代中复眼正常∶复眼异常＝3∶1 解析：选D　萨顿通过观察蝗虫体细胞和生殖细胞的染色体数，发现了基因与染色体的平行关系，提出基因在染色体上的假说，A正确；雄蝗虫比雌蝗虫少一条染色体，因此同样是有丝分裂后期，雄蝗虫细胞中的染色体数比雌蝗虫细胞中的染色体数少2条，B正确；蝗虫的群体中，仅考虑B、b基因，雌蝗虫有XBXB、XBXb两种基因型，雄蝗虫有XBO、XbO两种基因型，共有4种基因型，C正确；杂合复眼正常雌蝗虫基因型为XBXb，复眼异常雄蝗虫基因型为XbO，由于基因b会使雄配子致死，因此两者杂交后代为复眼正常雄蝗虫(XBO)∶复眼异常雄蝗虫(XbO)＝1∶1，D错误。 3.果蝇的长翅与短翅(由B、b基因控制)、红眼与白眼(由R、r基因控制)是两对相对性状。亲代雌果蝇与雄果蝇杂交,F1表型及数量如下表,请据表回答下列问题: 长翅红眼 长翅白眼 短翅红眼 短翅白眼 雌蝇/只 151 0 52 0 雄蝇/只 77 75 25 26 (1)果蝇是遗传学中常用的实验材料,其优点有　　　　　　　　　　　　　　　(答两点)。  (2)控制果蝇红眼和白眼性状的基因位于　　染色体上,控制果蝇长翅和短翅的基因位于　　　　染色体上。  (3)亲本雄雌果蝇的基因型为　　　　、　　　　。F1长翅红眼雌果蝇的基因型有　　　种,其中杂合子∶纯合子=　　　　。  (4)将亲本的雌果蝇与1只长翅白眼雄果蝇杂交,子代雌果蝇中长翅白眼占3/8,则这只长翅白眼雄果蝇的基因型是　　　　,子代雌果蝇的表型比例为长翅红眼∶长翅白眼∶短翅红眼∶短翅白眼=　　　　。  解析:(1)果蝇是遗传学中常用的实验材料,这是因为果蝇群体中有易于区分的相对性状,且具有繁殖快、个体小、容易饲养等优点。(2)表中信息显示,F1中雌果蝇眼色都表现为红眼,雄果蝇中红眼∶白眼=1∶1,眼色在F1雌雄个体间有差异,故控制红眼和白眼的等位基因位于X染色体上,且红眼对白眼为显性;F1中,雌雄果蝇中长翅与短翅之比接近3∶1,即性状表现与性别无关,因而说明控制长翅与短翅的基因位于常染色体上,长翅对短翅为显性。(3)由(2)分析可知,长翅对短翅是显性,红眼对白眼是显性,故亲本的基因型为BbXRY、BbXRXr;F1长翅红眼雌果蝇中基因型有1/6BBXRXR、1/6BBXRXr、2/6BbXRXR、2/6BbXRXr 4种基因型,其中杂合子∶纯合子=5∶1。(4) 1只长翅白眼雄果蝇(B_XrY)与亲本雌果蝇(BbXRXr)杂交,子代雌果蝇中长翅白眼(B_XrXr)占3/8=3/4(B_)×1/2(XrXr),因此这只长翅白眼雄果蝇的基因型是BbXrY,则子代雌果蝇的表型及比例为长翅红眼(B_XRXr)∶长翅白眼(B_XrXr)∶短翅红眼(bbXRXr)∶短翅白眼(bbXrXr)=(3/4×1/2)∶(3/4×1/2)∶(1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=3∶3∶1∶1。 答案:(1)相对性状多并且明显;繁殖快、个体小、容易饲养等　(2)X　常　(3)BbXRY　BbXRXr　4　5∶1　(4)BbXrY　3∶3∶1∶1 学科网（北京）股份有限公司 $